Drobečková navigace
Stále se zvyšující požadavky na bezpečnost, spolehlivost a konkurenceschopnost jaderných elektráren při souběžném stárnutí zkušených NDT pracovníků vedou, mimo jiné, i k rostoucím nárokům na vývoj a aplikaci nových robotických inovativních technologií a ke stále širšímu využití strojového učení, umělé inteligence, virtuálních defektů a simulačních NDT aplikací. V ÚJV Řež vedeme několik výzkumných projektů zahrnujících vývoj nových inovativních robotů, aplikaci virtuálních defektů při NDT kvalifikacích a automatizovaném vyhodnocování provozních kontrol kontrolních míst primárních a sekundárních okruhů JE VVER-440 a VVER-1000.
Projekt CHARM (Challenging environments tolerant Smart systems for IoT and AI) patří mezi projekty finančně podporované KDT JU v rámci výzvy H2020-ECSEL-2019-1-IA a současně je na národní úrovni podporován MŠMT.
V rámci CHARM vedeme sekci 5 (USE CASE 5), kde vyvíjíme prototyp inovativního robota. Jedná se o první realizaci koncepce robotické technologie, která je vhodná pro řešení složitě tvarovaných trajektorií pohybu sondy pro nedestruktivní testování (NDT), schopné operovat ve velmi omezených oblastech s obtížnou dostupností. Trajektorie složitého tvaru lze řešit bez vypočítaných souřadnic polohy pomocí intuitivního navádění sondy s vysokou úrovní opakovatelnosti pomocí několika IoT senzorů. Nový robot byl vyvinut na základě předchozího hyperredundantního robota s konvenční částí modulu se 7 stupni volnosti obvodového vozíku a konvenční části robotu a alternativní částí modulu se 6 stupni volnosti. Každá část našeho robota splňuje nejnovější požadavky na kontrolu a známá omezení. Konstrukční úpravy zohledňují požadavky na kompaktní design i menší velikost při zachování se stejných parametrů. Kabeláž je vedena uvnitř spojů, povrch je hladký, ostré hrany jsou eliminovány zejména pro ochranný kryt, provedení počítá s minimálním stupněm ochrany IP56. Řídicí systém inovativního robota vyhovuje i novým požadavkům na implementaci modulu strojového učení pro vyhodnocování provozních kontrol a efektivní polohování NDT sond, včetně možnosti intuitivního programování.
V projektu CHARM, koordinovaném společností VALMET TECHNOLOGIES OY (Espoo, Finsko), je v konsorciu zapojeno 37 společností z 10 zemí Evropy. Z České republiky je to, kromě ÚJV Řež, a. s., zapojena Západočeská univerzita v Plzni, Fakulta aplikovaných věd a SmartMotion s.r.o. (Plzeň). Zahraničními partnery jsou např. SSH COMMUNICATIONS SECURITY OYJ (Helsinki, Finsko), LAPIN AMMATTIKORKEAKOULU OY (ROVANIEMI, Finsko), TAMPEREEN KORKEAKOULUSAATIO SR (Tampere, Finsko), REDEN B.V. (Hengelo, Nizozemí), TECHNISCHE UNIVERSITEIT DELFT (Delft, Nizozemí), TECHNISCHE UNIVERSITAET CHEMNITZ (Chemnitz, Německo).
Mezi projekty, aktuálně finančně podpořenými Technologickou agenturou ČR v rámci čtvrté veřejné soutěže v programu na podporu aplikovaného výzkumu, experimentálního vývoje a inovací DELTA 2 je i projekt "Pokročilá AI robotika pro výrobu a inspekci složitých komponent a její demonstrační aplikace" (TM04000031). Hlavním průmyslovým řešitelem je na české straně ÚJV Řež. Projekt TM04000031 je věnován využití umělé inteligence, strojového učení, pokročilých senzorů a IoT (internet věcí) při realizaci mechanizovaných provozních kontrol komponent a svarových spojů na jaderných elektrárnách typu VVER 440 a VVER 1000. Hlavním cílem projektu je zejména implementace strojového učení a umělé inteligence při vyhodnocování výsledků mechanizovaných a automatizovaných provozních kontrol. Do projektu je, kromě ÚJV Řež, resp. naší divize Intaegrita a technický inženýring, zapojena Západočeská univerzita v Plzni, Fakulta aplikovaných věd. Zahraničními partnery jsou Hangzhou LINX Robot Intelligent Technology Co., Ltd. a Zhejiang University of Technology.
ÚJV Řež je ve tříletém projektu SENTIENT hlavním řešitelem sekce 2 (USE CASE 2), ve které se řeší vývoj, testování, validace a implementace inovativní robotické technologie pro automatizované vyhodnocování necelistvostí při provozních kontrolách pro vybrané oblasti kontroly metodami strojového učení. Zahrnuje i přípravu návrhu implementace NDT kvalifikace kontrolních postupů s využitím metod strojového učení k identifikaci segmentů kontrolních oblastí s případnými indikacemi necelistvostí pro další hodnocení kvalifikovaným inspektorem. Zcela novým trendem v provádění provozních kontrol, rozvíjeným v sekci 2, je využití strojového učení a umělé inteligence. Pokročilý manipulátor poslouží na jaderné elektrárně k automatizaci vyhodnocování výrobních a provozních necelistvostí s cílem minimalizovat osobní účast kvalifikovaného NDT personálu. Vzhledem k tomu, že v datových souborech provozních kontrol je jen omezený výskyt výrobních a provozních necelistvostí v komponentách a svarových spojích JE, používá se při testování strojového učení metodika virtuálních necelistvostí.
V sekci 2 projektu SENTIENT je, kromě ÚJV Řež zapojena Západočeská univerzita v Plzni a Fakulta aplikovaných věd. Zahraničními partnery jsou Trueflaw Oy (Finsko), SZAMITASTECHNIKAI ES AUTOMATIZALASI KUTATOINTEZ (Maďarsko), LUNDS UNIVERSITET (Švédsko), Tokiwa Software GmbH. Projekt SENTIENT (Safety and Security of European Critical Infrastructure and Industry), jehož hlavním koordinátorem je společnost DEMCON UNMANNED SYSTEMS BV(Nizozemí), se nachází v pokročilém stádiu přípravy v rámci poslední výzvy KDT JU (HORIZON-KDT-JU-2023-1-IA). Přípravy projektu se celkem účastní více než 50 společností z 12 zemí Evropy.
Virtuální zkušební tělesa s virtuálními necelistvostmi představují zcela nový trend v defektoskopii nejen v evropském, ale i v celosvětovém měřítku. Nachází využití v oblasti NDT kvalifikací, výcviku NDT specialistů i v udržování a získávání potřebných NDT dovedností NDT personálu.
Postup rekonstrukce datových souborů, modifikací a generování virtuálních zkušebních těles s virtuálními defekty vyžaduje použití specializovaného software a proto je dosud omezen na celosvětově nejrozšířenější a nejvíce používaný softwarový balík UltraVision, používaný v provozních prohlídkách komponent jaderných elektráren, jejich svarových spojů a dalších kontrolních míst zejména na primárním a sekundárním okruhu.
Virtuální zkušební soubory s virtuálními defekty je možné generovat jak z datových souborů, získaných v rámci provozních prohlídek reálných komponent JE (tedy i datových souborů z provozních prohlídek provedených v minulosti tedy během předchozích odstávek JE), tak i z laboratorních kontrol zkušebních těles s realistickými a umělými necelistvostmi. Podmínkou zůstává použití stejných nebo analogických inspekčních postupů jak při pořizování originálních datových souborů, tak při rekonstrukci, modifikacích a generování virtuálních zkušebních těles s virtuálními defekty.
Dosud vygenerované funkční vzorky virtuálních zkušebních těles s virtuálními defekty umožní provádění mechanizovaných a automatizovaných kvalifikačních i následných provozních kontrol s využitím manipulátorů v rámci odstávek jaderných bloků VVER-440 a VVER-1000, jež jsou v současnosti jedním z prioritních cílů zainteresovaných průmyslových společností jako je ČEZ a.s. včetně dalších společností skupiny ČEZ jako je ÚJV Řež, a. s., Škoda JS a.s.
