El projecte Smart Factory es centra en la investigació i desenvolupament de tècniques i mètodes associats als sistemes ciberfísics, que permetran que les dades recollides pels sensors i actuadors connectats

• s’integrin mitjançant algoritmes software i permetin el desenvolupament d’aplicacions avançades de monitorització i control, incloent sistemes de manteniment predictiu i flexibilitat enfront de fallades, i

• puguin ser processades amb algoritmes de big data per prendre decisions de control i gestió òptimes, tenint en compte el objectius operacionals dels diferents sistemes.

Aquest projecte pretén abordar els següents reptes, que defineixen els objectius a assolir:

1. El desenvolupament d’algoritmes de monitorització avançada, que s’ha convertit en una necessitat més important així com un desafiament a mesura que els sistemes s’han tornat més complexos, grans, heterogenis i interdependents.

2. La incorporació d’aspectes com l’eficiència energètica, l’impacte ambiental i la seguretat amb alta resolució, a partir de les dades proveïdes pels nous sensors i actuadors, que introduïts a costos reduïts i en gran quantitat permetent que les prestacions en aquests àmbits siguin cada vegada més àmplies.

3. Finalment, els sistemes de monitorització i control han de ser capaços de donar respostes en situacions en les que apareix alguna fallada en algun dels components (sensors, actuadors, llaços de comunicació), incorporant algorismes de diagnosi i tolerància a fallades, o anticipar-ne la seva aparició mitjançant la inclusió d’algorismes de prognosi que permetin implementar estratègies de manteniment predictiu.

Per assolir aquests objectius, el projecte Smart Factory s’estructura en tres paquets de treball:

1. 1. 1. Modelat i operació òptima,

      2. Indústria Eficient, i

      3. Operació Predictiva

El projecte Connected Factory considera les comunicacions a nivell de tota la indústria i amb l’exterior amb orientació a la indústria 4.0, incloent tecnologies de sensors i tècniques de comunicació en planta. El projecte desenvolupa una visió vertical de les comunicacions industrials, des de planta a l’empresa i fins internet, i analitza, investiga i desenvolupa solucions tecnológiques que aborden el problemes fonamentals de la integració de les comunicacions industrials: els tipus i característiques de les dades i la asincronia dels enllaços.

El major repte resideix en l’operació amb escales de temps diferents i diversos ordres de magnitud de les dades en els diferents nivells, des de la planta a la distribució i el comerç. El proper desplegament de xarxes 5G, l'ús àmpliament estès de protocols de comunicació com OPC-UA, TCP, IP a l'empresa i la implantació real d'Ethernet Industrial a planta de fabricació amb xarxes sensibles al temps (TSN) està modificant i reduint aquestes dificultats de retards i qualitats dels serveis de comunicació.

Seguint aquesta visió vertical de les comunicacions, el projecte s’ha dividit en tres paquets de treball:

1. Monitorització avançada

2. Dispositius connectats

3. Comunicacions en Ind. 4.0

El projecte Robots on Factory, aborda la problemàtica de l’ús de l’espai de treball per part de braços robots o de robots mòbils. Això inclou el seu disseny per fer-los adients a espais propis d’empreses petites i mitjanes, així com l’aprenentatge de formes de moviment i de navegació que siguin segurs per a l’humà.

Per assolir aquests objectius, el projecte Robots on Factory s’estructura en tres paquets de treball:

1. Braços robots i humans en entorns no diferenciats

2. AGVs i humans en entorns no diferenciats

3. Eines d’aprenentatge i fusió d’informació

Els dos primers paquets de treball es tcenteen en el disseny del robots per tal de fer-los adients a espais propis d’indústries petites i mitjanes, així com la implementació i aprenentatge de formes de moviments i de navegació que siguin segurs per a l’humà, per definició, i adients per a treballs d’integració, incloent-hi l’aportació d’informació a través d’elements virtuals i de realitat augmentada com a forma de reforç. Un tema no menor que es treballa és també l’ús eficient energètic. El tercer paquet de treball està orientat a desenvolupar les eines d’aprenentatge que han de facilitar la interacció entre humans i robots, així com la programació, ensinistrament o demostració de casos per tal que l’experiència d’ús sigui satisfactòria. Es consideraran restriccions sobrevingudes per l’ús d’elements altament connectats funcionant sobre processadors de capacitat limitada, l’ús d’elements vestibles que facilitin la interacció no verbal amb el robot, i noves formes de programació a través de demostració, ja sigui per imitació, generalització semàntica o descripció verbal.

El projecte Factories of the Future, considera traslladar a un entorn productiu les diferents tecnologies desenvolupades en els projectes Smart Factory, Connected Factory i Robots on Factory. D’aquesta manera, es pretén avaluar la integració de la tecnologia resultant en entorns i condicions reals i poder validar els resultats en un entorn integrat i actual d’indústria 4.0. Es crearan escenaris reals i operatius on es puguin provar totes les funcionalitats i es completi la verificació individual i col·laborativa de cada paquet de treball i la interacció entre els paquets i la indústria. Aquests escenaris són processos industrials en entorns reals que cobreixin la transversalitat de situacions productives que siguin demostradors de la funcionalitat dels projectes així com una plataforma de presentació de les diferents aplicacions desenvolupades.

Aquests demostradors es situaran a la planta pilot de la FCIM UPC, on ja funciona com a planta industrial en fabricació digital i disposa de centres mecanitzats i robotitzats, dispositius productius diversos i programaris de control i supervisió pel seu funcionament diari. A la vegada, es pretén promoure la implantació d'una infraestructura cloud (publica i privada), i un marketplace de visualització dels productes i serveis generats. Per comunicar les dades de la planta amb el marketplace és desenvoluparà el software de recollida de dades, data connector, que fa de pont entre el els dispositius instal·lats amb planta amb el cloud. El marketplace és l’espai on les diferents aplicacions digitals poden esdevenir serveis. Un cop servititzades, aquestes poden ser fàcilment executades i desplegades de forma individual o bé dins d’un procés integrat.

Aprofitant la tecnologia de desenvolupament de plataformes de I2CAT, aquesta s’utilitzarà de base tecnològica sobre la que incorporar els serveis/aplicacions que es desenvoluparan en el marc del projecte Looming Factory. Els diferents escenaris utilitzaran material i procediments ja actius incloent-hi els sistemes necessaris per incorporar i ampliar les tecnologies i procediments dels projecte 1, 2 i 3.

En definitiva, el projecte Factories of the Future permetrà representar i visualitzar les noves aplicacions desenvolupades per plantes industrials en un futur immediat, i demostrar la viabilitat de les tecnologies integrades, amb l’objectiu de canalitzar l’impacte disruptor al mercat.