Výroba (WP3)
WP3 se zaměřuje na zvýšení efektivity a kvality provozu výrobních strojů a technologických procesů prostřednictvím metod umělé inteligence schopných zpracovávat a interpretovat rozsáhlá multimodální data. Cílem je zlepšení klíčových užitných vlastností, jako jsou přesnost, výkonnost, spolehlivost, hospodárnost a udržitelnost.
Hlavní metodou ve WP3 je vývoj AI modelů pro predikci chování a vlastností výrobních strojů na základě senzorických dat a jejich využití pro zpětnovazební řízení výrobních strojů a procesů. Klíčovým krokem je tvorba datových sad pro trénování AI modelů založených na experimentech a syntetických datech generovaných fyzikálními modely. Tato strategie umožní snížit náklady na experimentální testování a také podpoří aplikovatelnost řešení na různé typy strojů. Výsledkem WP3 budou adaptivní výrobní systémy schopné aktivně reagovat na změny provozních podmínek a autonomně zvyšovat produktivitu i kvalitu výroby.
Jaký problém WP řeší a proč je to důležité?
01
Výrobní stroje a procesy mají komplexní chování, které je obtížné modelovat klasickými metodami.
02
Nízká přesnost a vysoká zmetkovitost a vyžadující časově náročné odladění procesů zkušeným odborníky.
03
Dostupná senzorická a provozní data nejsou efektivně využívána pro řízení v reálném čase.
04
Experimentální ladění a testování je nákladné a časově náročné.
05
Rostoucí požadavky na přesnost, kvalitu a udržitelnost výroby zvyšují tlak na adaptivní řízení.
Příklady využití / aplikační oblasti a přínosy
Obráběcí stroje a strojírenství
- zvýšení teplotní přesnosti obráběcího stroje a zajištění stability procesu obrábění
- adaptivní úprava řezných podmínek s ohledem na proměnlivé dynamického chování strojů
- snížení zmetkovitosti a provozních odchylek
Optomechanické systémy a přesná technika
- podpora návrhu optimální konstrukce optomechanického systému
- kompenzace teplotních a mechanických deformací
- snížení potřeby opakovaných kalibrací a experimentálního ladění
Aditivní výroba (3D tisk)
- zlepšení materiálové kvality a geometrické přesnosti výtisků
- zkrácení doby pro odladění procesu, lepší přenositelnost výsledků
- stabilnější a opakovatelné výrobní procesy
Řízení železářských a hutních provozů
- vyšší kvalita a homogenita polotovarů
- kontrola tvaru a rozměrů v reálném čase
- snížení materiálových ztrát a energetické náročnosti
Klíčové osoby
Vedoucí WP
doc. Ing. Petr Kolář Ph.D.
Ústav výrobních strojů a zařízení (RCMT) | Fakulta strojní ČVUT (FS ČVUT)
Pavel Švarc
| AIRS, s.r.o.
Ing. Viktor Kulíšek, Ph.D.
| Meopta s.r.o.
Ing. Petr Šrachta
| TGS nástroje-stroje-technologické služby spol. s r.o.
Ing. Tomáš Kozlok, Ph.D.
| TOS VARNSDORF a.s.
Zapojené instituce
Použité technologie a postupy
- Pokročilé fyzikální modelování vlastností strojů a struktur metodou konečných prvků (MKP/FEM)
- Syntetická data a data augmentation pro rozšíření trénovacích datasetů a pokrytí širokého spektra provozních podmínek
- Průmyslové strojové vidění, pokročilé metrologické systémy a inprocesní senzorika
- Kompenzační a adaptivní algoritmy pro řízení procesů v reálném čase
- Trénování AI modelů na hybridních sadách dat (kombinace experimentálních měření a syntetických dat)
- Transfer learning pro efektivní přenos naučených modelů mezi různými stroji, procesy a aplikačními doménami
- Pokročilé měřicí metody pro charakterizaci vlastností strojů a validaci modelů
Dosažené a plánované výsledky
2027
Automatický anotační software s principem human-in-the-loop určený pro strojové vidění
R- software
Digitální model přesnosti opto-mechanické sestavy na základě modelu AI
Gfunk – funkční vzorek
2028
AI asistent pro návrh technologických podmínek extruze PEM
R- software
AI model obráběcího centra se zvýšenou teplotně-mechanickou přesností v rozsahu pracovního prostoru
Gfunk – funkční vzorek
2029
Digitální model zařízení se zvýšenou přesností pro kontrolu kvality opto-mechanické sestavy na základě uplatnění modelu AI
Gfunk – funkční vzorek
2031
Nástroj pro řízení datové pipeline, trénování modelů a jejich nasazení do provozu
R- software
AI asistent pro detekci problematických míst 3D tisku
R- software
AI model obráběcího centra pro zvýšení výrobní výkonnosti v rozsahu pracovního prostoru
Gfunk – funkční vzorek