Konsorcium pro průmyslový výzkum a vývoj nových aplikací laserových technologií s využitím metod umělé inteligence

Operační program Podnikání a inovace pro konkurenceschopnost

Registrační číslo: CZ.01.1.02/0.0/0.0/17_147/0020575
Řešitel: MEPAC CZ, s.r.o.
Partner: Ostravská univerzita

Finanční dotace:

Celková výše dotace: 24 215 211,00 Kč
Dotace poskytnutá EU: 16 950 647,70 Kč
Vlastní zdroje financování: 7 264 563,30 Kč

Termíny:

Datum zahájení realizace projektu: 1. října 2020
Datum ukončení realizace projektu: 30. června 2023

Poskytovatel:

Ministerstvo průmyslu a obchodu

Kontakty:

Hlavní řešitel projektu: MEPAC CZ, s.r.o. – Ing. Milan Kaštan, Ph.D.
Spoluřešitel projektu: Ostravská univerzita – prof. RNDr. Jiří Močkoř, DrSc.

Popis projektu:

Projekt je koncipován na období 3 let, přičemž výstupem tohoto projektu budou dva prototypy laserových systémů využívajících prvky umělé inteligence pro zvýšení kvality a přesnosti činnosti. Stávající laserové systémy produkované firmou MEPAC CZ tak budou inovovány do prototypů 6. inovačního řádu s vysokým potenciálem komerčního prodeje.

Cíl projektu:

Cílem projektu je vytvořit dva zcela nové funkční prototypy laserového systému. Jeden laserový systém určený pro laserové gravírování a jeden laserový systém pro laserové navařování. Unikátnost těchto laserových systémů bude spočívat v tom, že v nich budou obsaženy prvky umělé inteligence, které výrazným způsobem vylepší funkcionalitu zařízení a zvýší uživatelskou přívětivost. Umělá inteligence bude v laserových systémech implementována unikátním způsobem, bude založena jak na hlubokých neuronových sítích, tak na unikátních teoretických výsledcích využívajících např. fuzzy transformace a jiné metody pro zjednodušení zkoumaných obrazů.

Tohoto cíle bude dosaženo pomocí dlouholetých teoretických a aplikačních zkušeností předkladatele (MEPAC CZ) v oblasti přesného strojírenství a laserových technologií a zároveň teoretických a před-aplikačních výsledků získaných partnerem předkládaného projektu (ÚVAFM) při řešení projektu AI-Met4AI, a to zejména výsledků týkajících se oblasti image processingu, včetně teoretických metod založených na aplikaci metod umělé inteligence pro rychlou a spolehlivou identifikaci objektů v obrazových souborech.

Aktivity projektu:

Celý projekt je rozdělen do čtyř etap tj. logických celků (DAP = dílčí aktivity projektu). Tyto DAP probíhají současně a každá DAP je věnována určité oblasti laserovému systému. Dílčí milníky projektu prostupují napříč jednotlivými DAP a representují klíčové prvky laserového systému.

V projektu budou realizovány následující aktivity DAP:

DAP 1 – Hardware Laserových Systémů

• Koncepce a návrh komponent laserových systémů na základě provedeného výzkumu.
• Vazba na ostatní DAP projektu.
• Kompletní mechanický návrh prototypů.
• Příprava všech hardwarových prvků gravírovacího i svařovacího laserového systému.
• Sestavení dílčích hardwarových celků.
• Testování dílčích hardwarových celků, aplikace v laboratorních podmínkách.
• Aplikace v reálných provozních podmínkách.
• Hodnocení testů, návrhy vhodných úprav.
• Příprava k integraci.

DAP 2 – Řídící software a rozhraní Laserových Systémů

• Koncepce a výběr komponent na základě provedeného výzkumu. Vazba na ostatní DAP projektu.
• Příprava všech softwarových prvků gravírovacího i svařovacího laserového systému (vyjma prvků umělé inteligence – samostatná DAP).
• Kompletní softwarový návrh prototypů.
• Oživení dílčích hardwarových prvků prototypů.
• Testování dílčích prvků laserových systémů.
• Aplikace v laboratorních podmínkách.
• Aplikace v reálných provozních podmínkách.
• Hodnocení testů, návrhy vhodných úprav.
• Příprava k integraci.

DAP 3 – Prvky Umělé Inteligence (Inteligentní software)

• Návrh způsobu označení povrchu k sejmutí, digitalizaci a rekonstrukce hloubky.
• Hladké modelování povrchu z neúplných dat a detekce sémanticky významných částí povrchu.
• Implementace algoritmů strojového učení pro hledání cesty robotického ramena.
• Vytvoření SW simulátoru a učení pohybu robota v něm.
• Integrace a zkoušení pohybu robota v reálných podmínkách.
• Návrh a implementace klasifikátoru.
• Tvorba syntetického datasetu pro kontrolu kvality sváru.
• Učení systému pro klasifikace kvality sváru na syntetickém a reálném datasetu.
• Integrace kontroly kvality do robotického systému.

DAP 4 – Integrace Prvků Laserových Systémů

• Koncepce dvou prototypů laserového systému na základě provedeného výzkumu.
• Výroba a zprovoznění dvou prototypů laserových systémů na základě provedeného výzkumu.
• Integrace dílčích prvků laserových systémů (hardwarové, softwarové komponenty).
• Postupné ověřování funkčnosti jednotlivých komunikačních můstků.
• Integrace prvků umělé inteligence.
• Zprovoznění prototypů svařovacího laserového systému.
• Zprovoznění prototypů gravírovacího laserového systému.
• Testování v laboratorních podmínkách, vyhodnocení testů, návrh vhodných úprav.
• Testování a aplikace v reálných provozních podmínkách, hodnocení testů a návrhy vhodných úprav.
• Finalizace prototypů včetně technické dokumentace potřebné k uvedení výrobku na trh.

V rámci jednotlivých DAP budou společně a koordinovaně řešeny jak problémy související s experimentálním vývojem aplikací metod umělé inteligence, nutných pro tvorbu prototypu a realizovaných převážně partnerem projektu, tak i problematika průmyslového vývoje, související s technologickou realizací navrhovaných postupů, realizovaná převážně řešitelem projektu.

Na tento projekt je poskytována finanční podpora EU.

Zveřejněno / aktualizováno: 02. 02. 2021