UNITED BY INNOVATION

Technologie, která závadu předvídá, najde ji a umožní bezpečný nouzový provoz zařízení

Brněnští výzkumníci představí na MSV 2026 diagnostiku elektrických pohonů s využitím 5G sítě

Autor:

RICAIP Testbed Brno

Výzkum této technologie je zaměřený na reálnou praxi a úzce spjatý s průmyslem. Řešení lze poměrně flexibilně přizpůsobit různým systémům. Své místo tak najde jak v automobilovém průmyslu a letectví, tak ve výrobě. V rámci mezinárodní komerční spolupráce RICAIP testbedu Brno dokonce své uplatnění nachází například při vývoji nových výrobních linek.

Technologie propojuje vývoj chytrých snímačů, aplikaci umělé inteligence, vibrodiagnostiku, prediktivní údržbu a privátní 5G síť v jednom. Jedná se o ukázkový příklad týmové spolupráce mezioborového výzkumu, který si výzkumný tým RICAIP testbed Brno může dovolit díky své velikosti a šíři zaměření.

Jak umělá inteligence přispívá k odhalení závad
 

Prediktivní údržba čím dál tím více spoléhá na využití umělé inteligence.  Historická data z bezchybného provozu zařízení jsou využita k natrénování neuronové síť typu autoenkodér. Díky znalosti, jak vypadá zdravé chování, dokáže autoenkodér v reálném provozu rozpoznat odchylky, které by pevně nastavená mezní hodnota nezachytila. Při odhalení neobvyklého chování navíc chybu pouze nenahlásí. V některých případech dokáže řídicí jednotka s informací o závadě dále pracovat a přizpůsobit systém tak, aby nemuselo dojít k úplnému zastavení stroje.

Proč se vyplatí využít privátní 5G síť

Diagnostika v reálném čase stojí na nepřerušovaném toku dat ze senzorů, které snímají vibrace ve vysoké vzorkovací frekvenci. Průmyslová privátní 5G síť pro ně nabízí to, co běžná bezdrátová síť nezvládne: garantovanou nízkou latenci v jednotkách milisekund, dostatečnou přenosovou kapacitu a stabilitu i při vysoké hustotě připojených zařízení. Bezdrátové připojení navíc odstraňuje kabeláž, která v provozu běžně překáží a je choulostivým místem poruchy či zranění. Data přitom neopouštějí areál podniku — privátní síť je oddělená od veřejné a zůstává plně pod kontrolou firmy. RICAIP testbed Brno má privátní 5G síť ve svém areálu instalovanou díky spolupráci se společností T-Mobile. Průmysloví klienti ji tak mohou na vlastní kůži otestovat.

Úspory nevznikají jen z odvrácení možných poruch
 

Nečekané odstávky ve výrobě patří mezi velmi nákladné položky provozu, kterým se v dnešní době předchází plánovanou pravidelnou údržbou na základě předchozích zkušeností. K servisním zásahům tak dochází obvykle mnohem častěji, než by bylo nezbytně nutné. Pokud ale dokáže systém předvídat závadu na základě reálných dat a chování stroje, lze tak ušetřit nemalé částky za nadměrnou údržbu zařízení či již zmíněné nenadálé výpadky. Prediktivní přístup dle reálného chování zařízení nabízí nové možnosti — vědět o problému dřív, než se projeví, a získat čas na plánovaný rychlý zásah. Odstávku lze naplánovat na okamžik, kdy to nejméně naruší provoz a kdy jsou již k dispozici náhradní díly a odborný personál.

Schopnost snímání činnosti stroje má i vedlejší přínos, který firmy oceňují až po zavedení. Díky instalovaným senzorům a soustavnému měření postupně vzniká datová historie o chování jednotlivých strojů. Ta se dá využít při rozhodování o obnově výrobního parku, při reklamacích i při vyjednávání servisních podmínek s dodavateli, protože podnik přesně ví, jak se jeho zařízení skutečně chová a co jeho životnost nejvíc ovlivňuje.

Od automobilu přes výrobní stroj až po robota či letadlo
 

Technologie již byla úspěšně nasazena v praxi ve vývoji výrobních linek a letadel. Své místo má ale u výrazně širší palety elektrických zařízení – všude, kde je pohon kritickou součástí a kde jeho výpadek zastaví celý navazující proces. Dle doporučení výzkumníků je přitom ideální uvažovat o chytrém řízení už při návrhu stroje, kdy lze diagnostiku integrovat přímo do konstrukce místo dodatečného dovybavení.

RICAIP testbed Brno: modelová továrna Průmyslu 4.0 je otevřená firmám
 

RICAIP (Research and Innovation Centre on Advanced Industrial Production) je mezinárodní výzkumné centrum excelence se zaměřením na automatizaci, digitalizaci, robotiku a umělou inteligenci. Součástí jsou tzv. testbedy – modelová průmyslová prostředí určená jak pro výzkum, tak pro přímou spolupráci s výrobním průmyslem. Jedním ze tří je právě RICAIP testbed Brno.

Infrastrukturu testbedu tvoří řada moderních technologií. V Brně je dokonce vysoce výkonný počítače NVIDIA pro náročné výpočty a trénování modelů umělé inteligence. Výzkumná skupina RICAIP testbed Brno je složena z expertů z různých oblastí – od robotiky, přesného měření a snímání, aplikace umělé inteligence a teleprezence až po pokročilé řízení a diagnostiku elektrických pohonů.

V rámci evropských projektů nabízí RICAIP testbed Brno firmám testovací infrastrukturu, konzultace, prototypování a společné experimenty za zlomek běžné ceny, v některých případech i s plnou úhradou nákladů – bez rizika a zbytečné administrativy. To zásadně přispívá k rozvoji zejména malých a středních podniků, které si vlastní experimentální pracoviště nemohou dovolit. Dveře testbedu se pravidelně otevírají i široké veřejnosti při bezplatných prohlídkách.

Řešení, které bude ukázáno na MSV 2026, je součástí výsledku HORIZON KDT JU projektu R-PODID - Reliable Powerdown for Industrial Drives, kde výzkumná skupina využívá infrastrukturu RICAIP testbed Brno a spolupracuje s dalšími partnery projektu na pokročilém řízení a diagnostice dopravníku. Řešení obsahuje měnič postavený na moderní GaN technologii a umožňující řešení AI úloh přímo na měniči. Do demonstrátoru jej poskytla firma Neways. Kde diagnostiku pohonů na MSV 2026 najdete?

Prezentace bude součástí společné expozice United by Innovation Národního centra Průmyslu 4.0 a jeho partnerů. Celou expozici najdete v pavilonu F v rámci projektu Digitální továrna 2.0. Vedle technologických ukázek, networkingu a konzultací si nenechejte ujít odborné debaty v rámci programu DIGI STAGE.

Termín: 6.–9. října 2026 (67. ročník MSV)

Místo: Výstaviště Brno, pavilon F – expozice United by Innovation

Stánek: 200

Ukázka: demonstrátor diagnostiky elektrických pohonů za využití 5G sítě

Schůzku na stánku lze sjednat předem: zbynek.ondra@ceitec.vutbr.cz