Удаленные приложения в сложных условиях
 | Эта статья нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( апрель 2023 г. ) |
 RACE (Удаленные приложения в сложных условиях) | |
| Аббревиатура | РАСА |
|---|---|
| Формирование | 2014 |
| Тип | Научно-исследовательское объединение/институт |
| Цель | Приложения для удаленной обработки |
| Расположение |
|
Обслуживаемый регион | По всему миру |
Головная организация | БОЛЬШОЙ |
| Принадлежности | Институт сварки , Национальная физическая лаборатория (Великобритания) |
| Веб-сайт | http://www.race.ukaea.uk/ |
Удаленные приложения в сложных условиях ( RACE ) — это центр дистанционного управления и тестирования робототехники, расположенный в Научном центре Калхэма недалеко от Оксфорда, Великобритания, которым управляет UKAEA . [ 1 ] В рамках Стратегии правительства Великобритании по робототехнике и автономным системам (RAS) это одна из инициатив, поддерживающих развитие и рост дистанционного управления. RACE использует широкий спектр знаний из прошлого опыта UKAEA и CCFE в области дистанционного управления, используемого на JET ( Joint European Torus ).
RACE определяет «сложную среду» как среду, в которой условия делают невозможным или неприемлемым для людей выполнение полезной работы. Физические проблемы, которые необходимо преодолеть, могут включать высокую радиацию, экстремальные температуры, ограниченный доступ, работу в вакууме и магнитных полях. Сочетания таких условий обычно встречаются в таких отраслях, как атомная, космическая, нефтехимическая, строительная и горнодобывающая. [ 2 ] RACE сотрудничает с промышленностью и научными кругами, чтобы использовать другие навыки в области робототехники и дистанционного управления для разработки решений, которые работают надежно, безопасно и экономически эффективно в самых экстремальных условиях, которые только можно себе представить. Долгосрочная цель RACE — проектировать и эксплуатировать установки и оборудование в течение длительного времени без ручного вмешательства.
История
[ редактировать ]RACE, созданное в 2014 году, — это новое торговое название для устройства дистанционного управления UKAEA. Это подразделение существует с 1990-х годов, поддерживая совместный европейский эксперимент по термоядерному синтезу «Торус». Теперь RACE использует все полученные знания в области дистанционного управления (также известного как телеробототехника ), полученные в результате более чем 30 000 часов уникальных и разнообразных операций на судне JET. Дистанционные операции на корабле в JET включали резку, сварку, соединение болтами и обработку примерно 7000 компонентов при замене всех плиток в JET на стену, подобную ИТЭР .
Директора
[ редактировать ]- 2014 – настоящее время: доктор Роб Бэкингем.
Текущая деятельность
[ редактировать ]Типичные мероприятия RACE
[ редактировать ]- Используйте обширный опыт проектирования, применения и эксплуатации для разработки решений, которые работают надежно, безопасно и экономически эффективно.
- Разработайте комплексные системы оперативного управления, которые позволят надежно и удаленно обслуживать и заменять критически важные, деликатные и сложные компоненты.
- Сотрудничайте с научными кругами для создания инновационного конвейера для новых идей.
- Сотрудничайте с промышленностью, предлагая технические консультации, механическое проектирование, системы управления и опыт эксплуатации.
Поддержка удаленного управления JET
[ редактировать ]JET — крупнейший в мире действующий экспериментальный токамак термоядерный реактор . Бомбардировка нейтронами высокой энергии, образующимися в реакциях ядерного синтеза, способна активировать некоторые компоненты и опорные конструкции, делая их радиоактивными на длительные периоды времени. Это стало наиболее серьезным после первых экспериментов DT (дейтерий/тритий) на JET в 1997 году. Кроме того, многие плитки, обращенные к плазме, покрыты бериллием, который, если его вдыхать в виде пыли, представляет дополнительную опасность для всех, кто работает внутри реактора. Поэтому JET всегда уделяла большое внимание удаленному управлению, чтобы обеспечить возможность выполнения максимального количества задач полностью удаленно.
Две змеевидные стрелы длиной 12 метров достигают вакуумного резервуара, доставляя камеры и инструменты, позволяющие операторам работать удаленно.
Основным инструментом является MASCOT, тактильный локально-дистанционный манипулятор, который позволяет оператору чувствовать каждое действие, от переноса нового компонента до затягивания болта. С помощью этой системы было завершено девять длительных остановок, а операторы приобрели высокую квалификацию в выполнении самых сложных задач.
Машина JET представляет собой сложное устройство, детальная конфигурация которого меняется в зависимости от требований физических экспериментов. Система дистанционного обслуживания должна выполнять две функции:
- Устранение любого системного сбоя останавливает эксперимент
- Модификация компонентов тора для новых экспериментов
Опыт показывает, что методы удаленного управления обеспечивают более высокую точность и вносят меньше примесей, чем отправка людей внутрь тора, как это делалось в прошлом.
JET представляет собой серьезную сложную среду для робототехники: высокая доза радиации, повышенные температуры, ограниченный доступ, большое сложное оборудование и некоторые очень сложные процедуры проверки и технического обслуживания критического пути, которые необходимо выполнять надежно и без сбоев.
Разработка для ИТЭР
[ редактировать ]RACE будет разрабатывать робототехнические решения для международного термоядерного эксперимента ИТЭР в Кадараше, Франция.
Дистанционное управление и техническое обслуживание будут иметь решающее значение для эффективной и действенной работы установки ИТЭР на полной ядерной фазе. Некоторые участки, требующие осмотра или обслуживания, не будут доступны вручную из-за радиации и нехватки места и потребуют развертывания специальных систем дистанционного обслуживания. RACE поддерживает промышленность в разработке ряда важнейших систем дистанционного управления, включая диверторную систему дистанционного управления (RHS), систему нейтрального луча RHS и систему Cask & Plug RHS. [ 1 ]
Разработка стратегий удаленного управления для DEMO
[ редактировать ]DEMO — это концептуальная демонстрационная термоядерная электростанция, использующая все знания, полученные в области ядерного синтеза, для создания коммерческой электростанции.
После ИТЭР DEMO будет поставлять термоядерное электричество в сеть и продемонстрирует возможность термоядерного синтеза в качестве источника энергии. RACE играет ведущую роль в разработке концепций дистанционного управления DEMO. Признано, что дистанционное обслуживание будет определять устройство и иметь решающее значение для будущих термоядерных электростанций. Термоядерный реактор должен быть спроектирован так, чтобы его можно было обслуживать дистанционно с помощью специальных инструментов с дистанционным управлением. Более того, во время эксплуатации любой отказ этих инструментов повлияет на эксплуатационную готовность предприятия и, следовательно, повлияет на коммерческую жизнеспособность.
RACE отремонтировала большой манипулятор, названный телескопическим шарнирно-сочлененным дистанционным манипулятором (TARM), для использования в качестве исследовательского испытательного стенда для манипулирования тяжелой полезной нагрузкой с помощью гибкого, гиперизбыточного механизма. Это исследование позволит установить, имеют ли эти концепции потенциал для развития в проверенных инженерных проектах, которые могут быть реализованы с соблюдением параметров стоимости и надежности, необходимых для производства коммерчески жизнеспособной электроэнергии для базовой нагрузки за счет термоядерного синтеза.
Европейская установка активных ячеек с расщепляющим источником
[ редактировать ]RACE в партнерстве с Советом по науке и технологиям обеспечивает заключение крупного контракта на проектирование, производство и установку оборудования с дистанционным управлением в установке активных ячеек Европейского источника расщепления (ESS), которая строится в Лунде, Швеция.
Комплекс активных ячеек будет получать активированные компоненты от целевой станции ESS, которая содержит вращающееся вольфрамовое целевое колесо. Целевое колесо необходимо будет заменять каждые несколько лет. Его необходимо обработать и упаковать перед отправкой в хранилище долгосрочных отходов.
Из-за размера целевого колеса комплекс Active Cell представляет собой железобетонную ячейку размером 12 х 12 х 12 м. Операции внутри закрытого бокса такого размера невозможно проводить с помощью сквозных манипуляторов, поэтому в конструкции используется оборудование с дистанционным управлением, доставляемое двумя кранами с дистанционным управлением. В камере нет окон, поэтому операторы, сидящие в соседних комнатах, будут использовать несколько камер для контроля различных процессов обработки и уменьшения размеров. Оборудование в ячейке будет состоять из режущего оборудования для уменьшения размеров, силовых манипуляторов (также известных как роботы), кранов, защитных и транзитных ящиков. Задачи, которые предстоит выполнить, включают обработку, ремонт, восстановление, тестирование и утилизацию крупных активированных компонентов.
Система управления системами
[ редактировать ]Общей нитью всей деятельности RACE является управление «системой систем». JET, ITER, DEMO и ESS — примеры сложных систем, зависящих от эффективной совместной работы нескольких роботизированных устройств.
По мере роста сложности робототехники и автономных систем системы необходимо будет адаптировать и комбинировать различными способами для достижения уникальных функциональных возможностей. Кроме того, требуется способность планировать регулярные обновления программного и аппаратного обеспечения, а также устаревание оборудования. RACE разработала интегрированные цифровые инструменты, включая виртуальную реальность, дополненную реальность, тактильные ощущения, управление операциями и мониторинг состояния для моделирования и реального управления оборудованием. В основе этого цифрового инструментария лежит сетевой протокол «системы систем».
Это программное обеспечение было разработано, чтобы позволить оборудованию с самоописанием предлагать и запрашивать данные у других участников. Это решает извечную проблему устаревания и быстро меняющихся сетей, а также позволяет программным инструментам, включая пользовательские интерфейсы, получать доступ и управлять всем спектром аппаратных устройств и датчиков. Прототип программного обеспечения использовался для управления изготовленным на заказ и коммерческим готовым оборудованием от различных поставщиков. Это позволяет использовать все современные технологии независимо от производителя и типа платформы.
Проведение испытаний автономных транспортных средств
[ редактировать ]Ожидается, что подключенные и автономные транспортные средства (CAV) принесут миру огромные социальные, промышленные и экономические выгоды. Эти инновационные транспортные средства открывают потенциал для расширения нашей промышленной базы, повышения производительности, повышения безопасности, уменьшения заторов и освобождения места, обычно отведенного для транспортных средств в городских районах. Автономные транспортные средства также могут изменить то, где люди живут и работают, и повлияют на дизайн транспортных систем, наших домов, поселков и поселков.
При наличии такой далеко идущей новой технологии крайне важно создать комплексные испытательные центры, которые позволят заинтересованным сторонам изучать технические, коммерческие, этические, юридические и социальные вопросы. RACE имеет доступ к 10 километрам дорог, перекрестков, светофоров и пешеходных переходов на охраняемой территории Калхэма.
В партнерстве с Millbrook (частью Spectris Plc) RACE получила финансирование от Центра подключенных и автономных транспортных средств для размещения части британского испытательного стенда CAV. Четыре локации будут продвигаться компанией Meridian по всему миру и использоваться для изучения всех вопросов, касающихся развертывания автономных транспортных средств, включая мобильность как услугу.
RACE также является частью консорциума DRIVEN, который разрабатывает парк из шести автомобилей, которые будут передвигаться автономно (с водителем на борту) из Оксфорда в Лондон в 2019 году. Oxbotica, подразделение автономных транспортных средств Оксфордского университета, использует дороги участвовал в RACE более 12 месяцев и накопил более 5000 км автономного вождения 4-го уровня.
Были обеспечены дополнительные инвестиции в разработку «CAV Pit Lane» для использования застройщиками. RACE станет центром тестирования беспилотных транспортных средств, работающим с производителями транспортных средств, компаниями-разработчиками программного обеспечения, страховщиками, регулирующими органами, советами, поставщиками услуг и общественностью.
RACE TEST – тестирование, оценка, стандартизация и обучение
[ редактировать ]Комплексный набор стандартных методов испытаний позволяет проводить независимую оценку возможностей роботов с получением количественных результатов. Были разработаны стандарты для измерения мобильности удаленных систем, датчиков, энергопотребления, связи, ловкости, долговечности, надежности, логистики, безопасности, автономности и квалификации оператора.
Эти методы помогут разработчикам робототехники оценить производительность в соответствии с потребностями пользователей, помогут принять решения о покупке и развертывании, а также обеспечат целенаправленное обучение операторов.
Этот объект является уникальным в Великобритании и предоставляет разработчикам роботов международно признанную систему сравнительного анализа.
RACE TEST — это нейтральный испытательный центр, независимый от производителей, позволяющий открыто сравнивать производительность системы.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б Правительство Великобритании. «ГОНКА открыта для бизнеса» .
- ^ «Центр исследований и разработок ищет 200 инженеров» . www.imeche.org . Проверено 2 февраля 2016 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]- RACE - Официальный сайт RACE