Centrum pre nedeštruktívnu diagnostiku technologických procesov

Pracovisko: Katedra kybernetiky a umelej inteligencie, FEI TUKE

Identifikácia  pilotného projektu: Centrum pre nedeštruktívnu diagnostiku technologických procesov so štandardným softvérovým vybavením pre riadenie a komunikáciu

Kontakt: doc. Ing. Ján Jadlovský, CSc., jan.jadlovsky@tuke.sk

Pozadie: Koncepcia projektu  „Centrum pre nedeštruktívnu diagnostiku technologických procesov so štandardným softvérovým vybavením pre riadenie a komunikáciu“ vychádza z toho, že existujúci   fyzický model viacúrovňového pyramidálneho distribuovaného systému riadenia vybudovaný na KKUI FEI TU Košice (http://kyb.fei.tuke.sk/laboratoria/infdsr.php), ktorý zahŕňa technické, programové a sieťové prostriedky modelového riadiaceho systému plnoautomatizovaného výrobného podniku bude rozšírený o diagnostické meracie prvky (kamerové systémy, vibračné systémy, laserové systémy merania prítomnosti, vzdialenosti  atď.), ktoré budú integrované v rámci DSR a rozšíria daný systém riadenia o prvky sledovania kvality. Takéto pracovisko bude vytvárať podmienky pre vývoj a experimentálne overenie systémov riadenia vo výrobných podnikoch na rôznych úrovniach riadenia s aplikáciou najmodernejších prostriedkov (priemyselné roboty a manipulátory, kamerové systémy, samoučiace sa prostriedky umelej inteligencie a pod.) s vývojom a aplikáciou najmodernejších metód riadenia a ich overenie na úrovni simulačných a fyzických modelov. Uvedená koncepcia vytvára podmienky pre  priame prepojenie výskumu a vývoja  na prax. Popri tom sa  vytvorí vzdelávaco – školiace pracovisko pre podporu prípravy a rekvalifikácii ľudí, ktorí takéto systémy budú nasadzovať a využívať.
Poslanie PP: Cieľom PP je vybudovať experimentálno-vývojové pracovisko so zameraním na riešenie problémov a úloh z oblasti diagnostiky technologických procesov nedeštruktívnymi technikami s využitím prostriedkov na báze CCD kamier s alternatívnymi zdrojmi osvetlenia, termovíznej techniky, laserovej techniky, ultrazvukovej techniky a pod. Diagnostické systémy budú navrhnuté tak, aby umožňovali riešiť diagnostické úlohy v statickom režime (statické objekty) a dynamickom režime (pohybujúce sa objekty), ako aj realizovať merania a diagnostiku lokálne s počítačovým záznamom alebo tak, že budú integrované do výrobných liniek, resp. iných zariadení s integráciou do informačného a riadiaceho systému daného výrobného zariadenia.

Výstupy: Výstupom projektu je funkčné metodické pracovisko so zameraním na riešenie úloh modelovania, riadenia a diagnostiky technologických procesov s využitím nedeštruktívnej diagnostiky. Pracovisko má modulárny charakter a zahŕňa technické,  programové a sieťové prostriedky a metodiku pre aplikáciu uvedených prostriedkov pri riešení špecifických  problémov výrobných podnikov.

Dopady výstupov riešenia pre prax: Súbor laboratórií „Centra nedeštruktívnej diagnostiky technologických procesov“ (http://kyb.fei.tuke.sk/laboratoria/miest/miest.php) pozostavajúcich zo súboru modelov časti technologických procesov zapojených v rámci päťúrovňovej pyramidálnej architektúry riadiacej štruktúry DSR umožňuje overenie určitých riešení pri vývoji,  modelovaní, realizácií  a testovaní kritických častí riadiaceho a diagnostického systému vo výrobe ako aj pri vyškolení špecialistov pre určitú časť vytvoreného riadiaceho a diagnostického systému, alebo komplexného riadiaceho systému ako celku.

Technické (prístrojové) vybavenie: Existujúce (pôvodné)  prístrojové vybavenie:  Pri budovaní „Centra pre nedeštruktívnu diagnostiku technologických procesov“ na KKUI FEI TU Košice sme vychádzali z existujúcej infraštruktúry technických, programových a sieťových prostriedkov integrovaných v rámci 5-úrovňovej pyramidálnej architektúry na KKUI FEI TU Košice, ktorá je detailnejšie popísaná na web stránke „kyb.fei.tuke.sk“. Jedná sa o modely robotov, manipulátorov, riadiacich, vizualizačných, simulačných a databázových informačných systémov.

(http://kyb.fei.tuke.sk/laboratoria/modely/modely.php).

Prístrojové vybavenie získané z projektu UVP TECHNICOM: zahŕňalo technické a programové prostriedky, ktoré rozšírili existujúcu infraštruktúru  o špičkové  technologické prostriedky napr. rýchle  kamerové systémy (riadkové, 2D-kamery, 3D-kamery, termovízne kamery s progamovatelnými osvetľovacími systémami s osvetlením so širokým spektrom vlnovej dlžky svetla, laserovými meracími systémami,  mechatronickými systémami vybavenými napr. lineárnym motorom s vysokým  zrýchlením  a veľmi presným odmeriavaním ako aj súbor  softvérových knižníc aplikovateľných  v rámci riadiaceho a diagnostického systému.

(http://kyb.fei.tuke.sk/laboratoria/modely/multiKyv.php).

Dosiahnuté výsledky riešenia: Výstupom riešenia projektu je funkčné a ucelené pracovisko zahŕňajúce prostriedky a metódy riešenie úloh z oblasti identifikácie,  modelovania, simulácie a riadenia aktuovaných a podaktuovaných systémov, systémov mobilnej robotiky ako aj   komplexný systém merania a diagnostiky statických a dynamických parametrov technologických procesov nedeštruktívnymi metódami s cieľom riadenia kvality výrobnej produkcie. Tieto systémy využívajú laserovú technológiu, kamerové systémy pracujúcich na širokom  frekvenčnom spektre  (termovízne kamery,   čiernobiele kamery, farebné kamery) v rôznych vyhotoveniach (rýchle riadkové kamery, plošné 2D kamery, 3D kamery) s programovo nastavitelným osvetlením z hľadiska intenzity osvetlenia, uhla nasvietenia a spektra osvetlenia (od červeného spektra, cez zelené až po modré svetlo). Súbor uvedených senzorov je riešený v integrácii s mechatronickými  systémami (roboty, manipulátory, dopravníky a pod.) s integráciou do Informačných a riadiacich systémov  výrobných prevádzok  zahrňajúcich PLC riadenie, modely výroby, SCADA systémy a Informačné relačné databázové systémy (http://matlab.fei.tuke.sk/akreditacia/index.html).
Spôsob transferu výstupov riešenia do praxe:
  • Modelové pracovisko centra pozostávajúce zo súboru modelov časti technologických procesov  zapojených v rámci päťúrovňovej pyramidálnej architektúry riadiacej štruktúry DSR čo umožňuje overenie určitých riešení pri vývoji a overení kritických častí riadiaceho a diagnostického systému vo výrobe ako aj pri vyškolení špecialistov pre určitú časť riadiaceho a diagnostického systému.
  • Metodický materiál pozostávajúci zo súboru  technológických postupov a metód z oblasti DSR a nedeštruktívnej diagnostiky, ktoré sú popísané v publikáciach odvolavajúcich sa na daný projekt TECHNICOM, v diplomových a dizertačných prácach  ktoré  boli vyvíjané s využitím prostriedkov Centra.

Transformácia výstupov riešenia projektu do praxe  bude spočívať v aplikácii vytvorenej metodiky  riešenia širokého spektra úloh integrovanej priemyselnej výroby, v súlade s konceptom Industry 4.0,  spolu s technickou podporou.

K tomu, aby  transformácia výstupov projektu bola úspešne  realizovaná do praxe  je potrebná spolupráca so zástupcami praxe aj tým, že budú oboznámení s našim unikátnym pracoviskom a následne bude vykonaná analýza problémov v danej oblasti v konkrétnych podnikoch napr. východoslovenského regiónu a navrhnuté riešenia ich technických problémov na modelových aplikáciách centra a následne na základe technicko-ekonomických výsledkov analýzy by sa mohlo pristúpiť k postupnej aplikácií vytvorenej  metodiky najvhodnejšou formou pre daný podnik.