Вступ

Завдяки Українському кластерному альянсу та CzechInno, за підтримки Міністерства закордонних справ Чеської Республіки, Посольства Чеської Республіки в Києві, Міністерства промисловості та торгівлі Чеської Республіки стала можливою очна участь української делегації в Smart City Forum Czechia & Ukraine. 

Програма бізнес-місії “Чехія-Україна” включала три дні:

• 25 квітня. Зустріч з представниками Міністерства промисловості та торгівлі Чеської Республіки. Зустріч з чеськими компаніями та організаціями-членами Ділового клубу в Україні. Зустріч з представниками посольства України в Чеській Республіці.
• 26 квітня. Smart City Forum Czechia & Ukraine. Мета форуму полягала у встановленні зав’язків для об’єднання української та чеської співпраці у сфері «розумних міст-регіонів-громад», зміцнення співпраці над конкретними проєктами, які могли б допомогти поточній та післявоєнній відбудові України. Перша половина дня включала доповіді представників української делегації, а також доповіді чеських учасників форуму. Друга половина дня включала B2B зустрічі з учасниками форуму, а також екскурсію до тестових лабораторій Чеського технічного університету.
• 27 квітня. Екскурсія в місті Плзень закладами розробки технологій Smart City. Перша половина дня: екскурсія до центру компетенції SITMP міста Плзень. Друга половина дня: екскурсія до Полігону розумного міста Плзень.

Форум “Розумне місто” Чехія-Україна” 

Делегація Українського кластерного альянсу у форумі “Розумне місто” Чехія-Україна” включала 14 осіб, включно з керівниками АППАУ та Київського хайтек кластеру, представниками регіонів Одеси, Києва, Львова, Дніпра, Запоріжжя та Бучі, радниками та заступниками мерів міст. Я представляв Digital Innovation HUB Centre 4.0 KPI DIH, який функціонує на базі КПІ ім. Ігоря Сікорського (Facebook Centre 4.0 KPI DIH).

Форум проходив на базі Чеського інституту інформатики, робототехніки і кібернетики (Czech Institute of Informatics, Robotics and Cybernetics, далі CIIRC). Інститут є підрозділом Чеського технічного університету в Празі (Czech technical university in Prague, далі CTU). За кількістю студентів і науково-педагогічних працівників CTU співставний з КПІ ім. Ігоря Сікорського. У 2022/2023 навчальному році в CTU навчалося близько 19 000 студентів.

Структурно CTU складається з 8 факультетів і 6 інститутів. Принципова відмінність факультетів від інститутів полягає в тому, що навчанням студентів займаються тільки факультети, тоді як дослідницька робота сконцентрована в інститутах. Інститути не навчають студентів. Навчальні програми в інститутах передбачені для рівня PhD. Відповідно до розподілу головних функцій факультетів і інститутів відмінні і джерела фінансування. Факультети фінансуються університетом, тобі як діяльність інститутів в основному фінансується коштом грантових проєктів  Європейського союзу і в меншій кількості внаслідок програм Чеської Республіки. Зазвичай грантовий проєкт на 15-20% забезпечуються комерційними організаціями, які є, як правило, учасниками проєкту.

Особливості наукової і дослідницької діяльності CIIRC

На базі CIIRC функціонує Digital Innovation Hub (https://dih.ciirc.cvut.cz/en_US/) у тісній кооперації з National Centre for Industry 4.0 (див. організаційну структуру CIIRC нижче). На першому етапі Centre for Industry 4.0 був створений як незалежна фінансова та операційна одиниця під егідою CIIRC при CTU. Центр використовує ключову інфраструктуру Industry 4.0 Testbed в CTU. Подібна або сумісна інфраструктура пізніше буде створена в Технічному університеті в Брно та інших університетах.

Окремо в інституті CIIRC виділений департамент управління проєктами (Project Management Office).

Візитівкою CIIRC є Тестова лабораторія Industry 4.0 (Testbed of Industry 4.0). В Testbed of Industry 4.0 налічується близько 20 роботів від лідерів галузі KUKA, ABB тощо. Серед наявних роботів чимало коботів.

Задачі, над якими працюють дослідники в лабораторії, стосуються уточнення позиціювання роботів на основі технологій комп’ютерного зору, оптимізації роботи виробничих конвеєрів, дослідження безпеки експлуатації роботів. В приміщенні оброблювальних станків працюють над оптимізацією процесів охолодження заготовок при їх фрезеруванні, відпрацьовують способи друку металевих деталей на 3D принтерах, в деяких станках застосовується комбінація технологій фрезерування та 3D друку, відпрацьовується застосування роботів-маніпуляторів для обробки деталей і виробів великого об’єму, які просто не можна розмістити в типових оброблювальних станках і т.д.

Дана лабораторія Testbed of Industry 4.0 побудована в рамках фінансування Horizont 2020 проєкту Research and Innovation Centre on Advanced Industrial Production (RICAIP). 

Опис проєкту RICAIP (https://cordis.europa.eu/project/id/763559):

“Проект RICAIP розробляє основу для створення Дослідницького та інноваційного центру передового промислового виробництва провідними дослідницькими організаціями Чеської Республіки: Чеським інститутом інформатики, робототехніки та кібернетики Чеського технічного університету та Центральноєвропейським технологічним інститутом Брнонського технічного університету, у тісному партнерстві з відомими німецькими дослідницькими організаціями: Німецьким дослідницьким центром штучного інтелекту та Центром мехатроніки та технологій автоматизації. Результатом партнерства стане передача знань і досвіду від німецьких до чеських партнерів, а також стратегічна довгострокова співпраця на всіх рівнях досліджень, освіти та інновацій. Це гарантуватиме унікальну позицію Центру в Європейському дослідницькому просторі як лідера в галузі досліджень передового промислового виробництва.

Центр RICAIP розмістить нові напрямки досліджень та інновацій у сфері промисловості 4.0, а саме виробництво на кількох майданчиках і розробку виробничих систем. Центр забезпечить розподілений, але практично інтегрований експериментальний стенд. Він фізично базуватиметься на дослідницьких об’єктах чеських партнерів, доповнених відповідним віддаленим майданчиком, яким спільно керують німецькі партнери. Метою проєкту є створення міжнародного центру для промисловості 4.0, який принесе нові інтелектуальні, безпечні та складні рішення для промислового виробництва на кількох майданчиках майбутнього. Довгострокове бачення полягає в тому, щоб перетворити тестовий стенд RICAIP на європейську дослідницьку інфраструктуру в галузі промисловості 4.0.“

Проєкт RICAIP є завершеним. Наразі одним із результатів цього проєкту є Testbed of Industry 4.0 на базі CIIRC в CTU. Загальне фінансування проєкту згідно з офіційними даних склало близько 400 тис євро. Але загальні капіталовкладення Testbed of Industry 4.0 вимірюються мільйонами євро. Основне фінансування здійснене з боку німецьких партнерів. Стратегія побудови мережі подібних лабораторій на просторах Європейського союзу полягає в акселерації інноваційних рішень для промисловості з метою оптимізації промислового виробництва і його здешевлення, а також забезпеченні стратегічної незалежності економіки Європейського союзу від економіки КНР, де за останні 15 років зосередилися основні світові виробничі потужності. 

Модель функціонування Testbed of Industry 4.0 полягає у провадженні дослідницької діяльності на замовлення великих промислових виробників, таких як Škoda, VW (автомобілебудування), Pilsner (пивоваріння) і т.д. При цьому дослідниками Testbed of Industry 4.0 можуть залучатися студенти CTU на платній основі. Знайомство з CIIRC є корисним для нашого Центру 4.0 та DIH з точки зору розвитку напрямку робототехніки, зокрема, розвитку в проекті DIH². За результатами зустрічі АППАУ планує підписати Меморандум про співпрацю з CIIRC.

Інноваційна діяльність Smart city в місті Плзень

Третій день був присвячений знайомству з організаціями міста Плзень, основною діяльністю яких є відпрацювання технологій Smart City.

В першій половині дня відбулася екскурсія центром компетенції SITMP міста Плзень (Správy informačních technologií města Plzně, далі SITMP, укр. Управління інформаційними технологіями міста Пльзень). SITMP є підрозділом місцевого муніципалітету, фінансується також з бюджету міста.

До складу SITMP входить 4 підрозділи:

1. Служба ІТ. Відповідає за сталий розвиток систем та інновацій у сфері цифровізації державного управління. 

Одним з проєктів служби є інтелектуальна система відео нагляду міста Плзень, яка розробляється безпосередньо для місцевої поліції. Копія кімнати моніторингу, яка розташована в місцевому управлінні поліції, розташована в приміщені SITMP для відпрацювання нових рішень. 

Основними джерелами інформації для екстреного реагування поліції на нештатні ситуації є відео з камер нагляду, розташованих по всьому місту, датчиків моніторингу навколишнього середовища (СО2, СО, SO2 і т.д.), а також аудіозаписи з датчиків звуку. При цьому для виявлення аномальних вхідних даних використовуються алгоритми штучного інтелекту. Наприклад при виявленні незвичного звуку (крик, постріл, вибух тощо) в систему надсилається повідомлення про нештатну ситуацію, повідомлення підкріплюється оригінальним записом звуку, при цьому система навчена сама ідентифікувати, що саме за аномалія виявлена. При обробці відео штучний інтелект застосовується для аналізу найбільш пожвавлених маршрутів, якими користуються містяни, виявлення підозрілих осіб, аналізу відео постфактум і т.д.

Відзначу, що кожна система (відео нагляду, аудіо нагляду, моніторингу середовища) є окремою незалежною системою. Для інтеграції різноманітних систем в єдину систему вищого ієрархічного рівня застосовується інтеграційна платформа iVISEC (https://www.ivisec.com).

2. Центр робототехніки. Це навчальний заклад для викладачів шкіл і школярів. Послуги які надає центр:

• проведення тренінгів для вчителів шкіл щодо методології впровадження сучасних інформаційних технологій в шкільний процес навчання;
• курси та активності для дітей та школярів (програмування в Scratch, робота з 3D принтерами, лазерне різання та гравіювання заготовок тощо), з 3D принтерами школярі можуть працювати починаючи з 10 років;
• проведення публічних заходів для громадськості на свята, пам’ятні дати тощо.

Кількість персоналу Центру робототехніки налічує 7 осіб. Всі школи, які є в місті Плзень, співпрацюють з SITMP. Всього шкіл налічується 26.

3. Дрони SIT. Підрозділ є частиною служби екстреного реагування. Дрони застосовуються для:

• пошуку зниклих людей на місцевості, в лісі;
• сканування місцевості на предмет наявності загублених речей;
• пошуку підозрілих об’єктів;
• ревізії в складно доступних місцях, просторах, всередині приміщень;
• перевірки справності датчиків задимлення в приміщеннях з дуже високими стелями;
• сканування приміщень для побудови 3D моделей будівель;
• збору даних з місця ДТП і т.д.

4. SIT Port. Підрозділ фактично є хабом для стартап проєктів. Детальна екскурсія підрозділом не проводилася.

За словами директора SITMP Людека Шантора, щоб вибудувати дану організацію знадобилося 14 років. Однією із цілей даної організації є залучення молоді міста Плзень до роботи в місцевих компаніях. Оскільки Плзень знаходиться недалеко від Праги (80 км), велике місто спонукає до переїзду молодих фахівців. Для Чеської Республіки приклад SITMP не є типовим. SITMP в місті Плзень – це унікальний приклад в рамках всієї Чеської Республіки.

В другій половині дня відбулася екскурсія полігоном Smart City (Smart City Polygon). Даний полігон фактично є workshop-ом компанії OMEXOM GA Energo. Компанія OMEXOM спеціалізується на рішеннях з постачання і розподілу електроенергії.
В Smart City Polygon відпрацьовуються інноваційні підходи до вуличного освітлення, систем безпеки закритих територій, збирання сміття, використання дощової води, моніторингу запаркованості території автомобілями, управління зарядними станціями електромобілів, газовими зарядними станціями, моніторингу споживання енергоресурсів і т.д.

Цікавий підхід до освітлення території полягає у використанні ліхтарів двох типів. Перший вмикається коли тільки починає сутеніти. Колір світла знаходиться ближче до холодного освітлення. В цей час звичайне м’яке освітлення не є ефективним. Також більш холодне освітлення сприяє концентрації людини. Це важливо з точки зору зосередження уваги людей при поверненні з роботи чи то автівками, чи то переміщуючись громадським транспортом або пішки з метою зниження ймовірності виникнення аварій, нещасних випадків тощо. Коли на вулицях стає вже достатньо темно, вмикається м’яке освітлення ближче до жовтого світлового діапазону. Даний тип освітлення спонукає до розслаблення людини. Зранку знову вмикається холодне освітлення, поки достатньо не посвітлішає.

Діяльність Smart City Polygon полягає в демонстрації рішень для замовників на реальному об’єкті з метою подальшого продажу рішень. Фінансування Smart City Polygon в основному здійснюється шляхом OMEXOM GA Energo. Також є досвід участі Smart City Polygon в грантовому проєкті Європейського союзу з впровадження зарядних станцій для електромобілів.

Підсумки

Досвід CIIRC та проєкту RICAIP з становлення мережі сучасних дослідницьких майданчиків Industry 4.0 на базі університетів (Прага, Брно) є прикладом ефективного провадження науково-дослідчої діяльності. Рішення, над якими працюють в лабораторіях, є новими і складними, потребують як глибокої теоретичної підготовки, так і практичного тестування. Подібні задачі користуються грантовою підтримкою Європейського союзу. Але варто відзначити, що європейські гранти не є головним рушієм з фінансової точки зору.

Приклад Industry 4.0 Testbed в CIIRC показує, що вартість лабораторії покрита грантовим проєктом RICAIP менше ніж на 10%, тоді як основне фінансування здійсненне великими європейськими консорціумами (Škoda, Siemens), а також промисловими кластерами. Приклад муніципальної організації SITMP також демонструє фінансову підтримку з боку керівництва міста. Це говорить про те, що головним рушієм становлення сучасної економіки із залученням інноваційних цифрових рішень є державна політика і державні програми розвитку.

Роль університетів і, зокрема, спеціалізованих експертних осередків, таких як DIH, полягає в концентрації на своїх майданчиках технічних засобів, лабораторій, стендів для практичної реалізації розроблюваних рішень, а також кваліфікованої молоді (студентів, молодих дослідників, керівників проєктів) для здійснення дослідницької діяльності. Надання університетом або його окремим підрозділом послуг Test-Before-Invest є цікавим для організацій, які не мають ресурсів для самостійного R&D або бажають зменшити витрати на R&D, не мають компетенцій в деяких галузях, або бажають знайти партнерів для розробки інноваційних рішень.