Inteligentní výrobní systémy. Terminologie

Následující příspěvek je úvodem do terminologie z oblasti inteligentních výrobních systémů, které zahrnují mj. digitální výrobu, internet věcí a umělou inteligenci. Tato problematika úzce souvisí se čtvrtou průmyslovou revolucí. Článek navazuje na předchozí terminologická témata: Inteligentní systémy, Inteligentní dopravní systémy a Umělá inteligence. Text vychází z dokumentů Evropské unie, technických komisí IEC a ISO, webů českých škol a z článků české a anglické wikipedie.

Průmyslové revoluce:

1. Věk páry (Steam age), konec 17. století.
2. Věk elektřiny (Electricity age), začátek 20. století.
3. Věk informatiky a komunikací (ICT age), 70. léta 20. století.
4. Věk mizejících bariér mezi člověkem a strojem (Age of vanishing the barriers between man and machine), 10. léta 21. století.

Průmysl 4.0 (Industry 4.0) resp. čtvrtá průmyslová revoluce (Fourth Industrial Revolution) je označení pro současný trend chytré automatizace a digitalizace výroby, včetně souvisejících změn na trhu práce.

5G konektivita (5G Connectivity) ‒ mobilní síť páté generace, které jsou vyžadovány pro Průmysl 4.0.

Technologie/techniky, které umožňují přechod na Průmysl 4.0:

• aditivní, resp. 3D technologie (additive or 3D technologies),
• technologie senzorů a měření (sensor and measurement technologies),
• internet věcí (internet of things),
• virtuální a rozšířená realita (virtual and augmented reality),
• průmyslová a kolaborativní robotika (industrial and collaborative robotics),
• simulace (simulation),
• umělá inteligence (Artificial Intelligence, AI),
• bezdrátová konektivita (wireless connectivity),
• cloud computing,
• průmyslová (kybernetická) bezpečnost (industrial (cyber) security),
• blockchain,
• analýza velkých dat (big data analytics).

Obr.1  Smart factory [WikiComm]

Základní související termíny

• Aditivní technologie ‒ obvykle jde o postupné ukládání vrstvy po vrstvě, podle datového 3D modelu.
• Autonomní (autonomous) ‒ charakteristika systému ovládaného vlastními pravidly, která jsou výsledkem samoučení. Takové systémy nepodléhají vnějšímu řízení nebo dohledu.
• Blockchain ‒ distribuovaná, decentralizovaná databáze, která je dostupná všem uživatelům připojeným k internetu.
• Cloud computing – využívání počítačových technologií pomocí internetu, viz obr. 2.
• Digital twin (digitální dvojník) – digitální model plánovaného, resp. reálného výrobku, systému nebo procesu; model se používá pro simulaci.
• Chytrý vs. inteligentní systém (smart vs. intelligent system) – hranice mezi „chytrým“ a „inteligentním“ se často nedodržuje; inteligentní systém však vykazuje navíc schopnost učení a samostatného rozhodování.
• Kognitivní výpočty (cognitive computing) – subkategorie umělé inteligence zaměřená na schopnost systému myslet, učit se a činit rozhodnutí, která simulují člověka.
• Kolaborativní robot (collaborative robot) – kooperující robot, resp. spolupracují s člověkem.
• Kybernetická výroba (cyber manufacturing) – souvisí s kyberneticko-fyzickými systémy, které odpovídají moderním výrobním systémům, které nabízejí informačně transparentní prostředí pro dosažení kompletní správy aktiv (asset management), umožňují rekonfigurovatelnost a udržují produktivitu.
• Kyberneticko-fyzické systémy (cyber-physical systems) – inteligentní systémy, tj. počítačové systémy, jejichž mechanická podsestava je řízena, resp. monitorována počítačovým algoritmem.
• Počítačová podpora obrábění (Computer Aided Manufacturing, CAM) – použití softwaru pro řízení nástrojů při obrábění atp.
• Průmyslová umělá inteligence (Industrial Artificial Intelligence) – použití umělé inteligence v průmyslu.
• Průmyslová revoluce (industrial revolution) – zrychlený přechod na nové výrobní procesy, v jisté zemi/regionu, v relativně krátkém období. 
• Průmyslový internet věcí (industrial internet of things) – zahrnuje propojené senzory, přístroje a další zařízení, která vytváří síť počítačové průmyslové aplikace, včetně výrobního a energetického managementu.
• Robot (robot) ‒ programovaný mechanismus s jistým stupněm autonomie, který se může pohybovat v rámci svého prostředí a provádět stanovené úlohy.
• Rozšířená realita (augmented reality) – nabízí unikátní způsob, jak prezentovat produkty, oživit prohlídku hradů a muzeí nebo zefektivnit školení ve firmě či výuku ve škole.

Obr.2  Cloud computing [WikiComm]

Související organizace/platformy (ČR)

• Národní úřad pro kybernetickou a informační bezpečnost, NUKIB – ústřední správní orgán pro kybernetickou bezpečnost, včetně ochrany utajovaných informací v oblasti informačních a komunikačních systémů a kryptografické ochrany.
• Národní centrum Průmyslu 4.0 – zřízeno 2017 s náplní: Inspirovat, tvořit a podporovat silnou tradici a digitální budoucnost českého průmyslu při realizaci jeho přidané hodnoty směrem ke konkurenceschopnosti.
• Digitální a informační agentura – zřízena 2023; český ústřední správní úřad pro elektronickou identifikaci, služby vytvářející důvěru a pro informační systémy veřejné správy.
• Národní pedagogický institut České republiky – zavádí Evropský rámec kvalifikací (European Qualifications Framework, EQF), tj. společný evropský referenční rámec, který napomáhá pochopit, porovnat a uznávat kvalifikace získané v Evropské unii.
• Rada vlády pro informační společnost – stálý řídicí, poradní, iniciační a koordinační orgán vlády pro program Digitální Česko.

Související organizace/platformy (vysoké školy)

• AI CENTER (Artificial Intelligence Center), Centrum umělé inteligence, Fakulta elektrotechnická ČVUT v Praze.
• AAICL (AVAST AI and Cybersecurity Laboratory) je společná laboratoř ČVUT v Praze a AVAST.
• CIIRC (Czech Institute of Informatics, Robotics and Cybernetics), ČVUT v Praze.
• Fakulta managementu, VŠE v Praze.
• NTIS (New Technologies for the Information Society) – výzkumné centrum, Západočeská univerzita v Plzni.
• Ústav inteligentních systémů, Fakulta informačních technologií, VUT v Brně.
• Ústav pro nanomateriály, pokročilé technologie a inovace, Technická univerzita v Liberci.

Související legislativa EU a ČR

• NIS2, nová směrnice EU o kybernetické bezpečnosti (Network and Information Security).
• Zákon č. 181/2014 Sb., o kybernetické bezpečnosti, novelizace NUKIB 2023.
• COM(2016)180 final, Stanovisko Evropského hospodářského a sociálního výboru k tématu Průmysl 4.0 a digitální transformace (Opinion of the European Economic and Social Committee on Industry 4.0 and digital transformation).

Související normalizační organizace

• ISO SMCC, Smart Manufacturing Coordinating Committee
• ISO/IEC JTC 1/SC 41, Internet of things and digital twin
• ISO/IEC JTC 1/SC 42, Artificial intelligence
• ISO/IEC JTC 1/SC 27, Information security, cybersecurity and privacy protection
• ISO/TC 299, Robotics (mimo hraček a vojenských aplikací)

Související normy, příklady:

• IEC/TR 63283-1, Industrial-process measurement, control and automation – Smart Manufacturing – Part 1: Terms and definitions
• ČSN EN ISO 10303-1, Automatizované průmyslové systémy a integrace – Prezentace dat o výrobku a jejich výměna – Část 1: Přehled a základní principy (Industrial automation systems and integration — Product data representation and exchange — Part 1: Overview and fundamental principles)

Literatura: