Aplikacje zdalne w wymagających środowiskach
 RACE (aplikacje zdalne w wymagających środowiskach)
| |
| Skrót | WYŚCIG |
|---|---|
| Tworzenie | 2014 |
| Typ | Stowarzyszenie/instytut badawczy |
| Zamiar | Aplikacje do obsługi zdalnej |
| Lokalizacja |
|
Obsługiwany region |
Na całym świecie |
Organizacja macierzysta |
Wielka Brytania |
| Afiliacje | Instytut Spawalnictwa , Narodowe Laboratorium Fizyczne (Wielka Brytania) |
| Strona internetowa | http://www.race.ukaea.uk/ |
Remote Applications in Challenging Environments ( RACE ) to ośrodek do zdalnej obsługi i testowania robotyki zlokalizowany w Culham Science Center niedaleko Oksfordu w Wielkiej Brytanii, obsługiwany przez UKAEA . W ramach Strategii Robotyki i Systemów Autonomicznych (RAS) rządu Wielkiej Brytanii jest to jedna z inicjatyw wspierających rozwój i wzrost zdalnej obsługi. RACE korzysta z szerokiego zakresu wiedzy specjalistycznej zdobytej w przeszłości przez UKAEA i CCFE w zakresie zdalnej obsługi JET ( Joint European Torus ).
RACE definiuje „wymagające środowisko” jako takie, w którym warunki uniemożliwiają lub są nie do przyjęcia dla ludzi do wykonywania użytecznej pracy. Fizyczne wyzwania do pokonania mogą obejmować wysokie promieniowanie, ekstremalne temperatury, ograniczony dostęp, działanie w próżni i polach magnetycznych. Kombinacje takich warunków są rutynowo spotykane w sektorach takich jak jądrowy, kosmiczny, petrochemiczny, budowlany i wydobywczy. RACE współpracuje z przemysłem i środowiskiem akademickim w celu wykorzystania innych umiejętności w zakresie robotyki i zdalnej obsługi w celu opracowania rozwiązań, które działają niezawodnie, bezpiecznie i ekonomicznie w najbardziej ekstremalnych warunkach, jakie można sobie wyobrazić. Długoterminowym celem RACE jest projektowanie i eksploatacja instalacji i maszyn przez długi czas bez interwencji manualnej.
Historia
Utworzony w 2014 roku RACE to nowa marka jednostki do zdalnej obsługi UKAEA. Ta jednostka istnieje od lat 90. XX wieku, wspierając wspólny europejski eksperyment syntezy jądrowej Torus. Teraz RACE wykorzystuje całą zdobytą wiedzę w zakresie zdalnej obsługi (znanej również jako telerobotyka ), z ponad 30 000 godzin unikalnych i różnorodnych operacji na statku JET. Zdalne operacje na statku w JET obejmowały cięcie, spawanie, skręcanie i obsługę około 7000 elementów podczas wymiany wszystkich płytek w JET na ścianę podobną do ITER .
Dyrektorzy
- 2014 – obecnie: dr Rob Buckingham
Aktualne zajęcia
Typowe zajęcia RACE
- Korzystaj z rozległej wiedzy w zakresie projektowania, zastosowań i eksploatacji, aby opracowywać rozwiązania, które działają niezawodnie, bezpiecznie i oszczędnie.
- Opracuj kompletne systemy zarządzania operacyjnego, które umożliwiają niezawodną i zdalną konserwację i wymianę krytycznych, delikatnych i złożonych komponentów.
- Współpracuj ze środowiskiem akademickim, aby utworzyć potok innowacji dla nowych pomysłów.
- Partner dla przemysłu, oferujący doradztwo techniczne, projektowanie mechaniczne, systemy sterowania i ekspertyzy operacyjne.
Wspieranie zdalnej obsługi JET
JET to największy na świecie działający eksperymentalny reaktor termojądrowy tokamak . Bombardowanie wysokoenergetycznymi neutronami wytwarzanymi w reakcjach syntezy jądrowej jest w stanie aktywować niektóre komponenty i konstrukcje wsporcze, czyniąc je radioaktywnymi przez długi czas. Było to najbardziej dotkliwe po pierwszych eksperymentach DT (deuter / tryt) na JET w 1997 r. Ponadto wiele płytek okładzinowych plazmy jest pokrytych berylem, który w przypadku wdychania jako pył stwarza dalsze zagrożenie dla każdego pracującego wewnątrz reaktora. Dlatego JET zawsze kładł duży nacisk na Zdalną Obsługę, aby zapewnić, że maksymalna liczba zadań może być wykonywana w pełni zdalnie.
Dwa 12-metrowe wężowe wysięgniki sięgają do zbiornika próżniowego, dostarczając kamery i narzędzia umożliwiające operatorom pracę zdalną.
Podstawowym narzędziem jest MASCOT, dotykowy lokalnie-zdalny manipulator, który pozwala operatorowi poczuć każdą czynność, od przenoszenia nowego elementu po dokręcenie śruby. Zakończono dziewięć długich przestojów, które opierały się na tym systemie, a operatorzy stali się wysoce wykwalifikowani w wykonywaniu najbardziej zręcznych zadań.
Maszyna JET jest złożonym urządzeniem, którego szczegółowa konfiguracja zmienia się zgodnie z wymaganiami fizyki eksperymentów. System Zdalnej Obsługi ma spełniać dwie funkcje:
- Naprawa jakiejkolwiek awarii systemu zatrzymuje eksperyment
- Modyfikacja komponentów torusa dla nowych eksperymentów
Doświadczenie pokazuje, że interwencje zdalnej obsługi osiągają większą precyzję i wprowadzają mniej zanieczyszczeń niż wysyłanie ludzi do torusa, jak to miało miejsce w przeszłości.
JET to środowisko stanowiące poważne wyzwanie dla robotyki: wysoka dawka promieniowania, podwyższone temperatury, ograniczony dostęp, duży i złożony sprzęt oraz niektóre bardzo wymagające procedury kontroli i konserwacji ścieżek krytycznych, które muszą zostać wykonane niezawodnie i bezawaryjnie.
Rozwój dla ITER
RACE będzie opracowywać rozwiązania robotyki na potrzeby międzynarodowego eksperymentu syntezy jądrowej ITER w Cadarache we Francji.
Zdalne operacje i konserwacja będą miały kluczowe znaczenie dla skutecznego i wydajnego działania maszyny ITER w pełnej fazie jądrowej. Niektóre obszary wymagające kontroli lub konserwacji nie będą dostępne ręcznie ze względu na promieniowanie i brak miejsca i będą wymagać wdrożenia dostosowanych systemów zdalnej konserwacji. RACE wspiera branżę w rozwoju wielu krytycznych systemów zdalnej obsługi, w tym Divertor Remote Handling System (RHS), Neutral Beam RHS oraz Cask & Plug RHS.
Opracowanie strategii obsługi zdalnej dla DEMO
DEMO to koncepcyjna elektrownia termojądrowa demonstracyjna wykorzystująca całą wiedzę zdobytą w zakresie syntezy jądrowej do stworzenia komercyjnej elektrowni.
Po ITER projekt DEMO dostarczy do sieci energię elektryczną pochodzącą z syntezy jądrowej i zademonstruje wykonalność syntezy jądrowej jako źródła zasilania. RACE odgrywa wiodącą rolę w opracowywaniu koncepcji zdalnej obsługi DEMO. Uznaje się, że zdalna konserwacja będzie miała decydujące znaczenie dla przyszłych elektrowni termojądrowych i definiować urządzenia. Reaktor termojądrowy musi być zaprojektowany do zdalnej konserwacji za pomocą zdalnie sterowanych narzędzi na zamówienie. Ponadto podczas eksploatacji każda awaria tych narzędzi wpłynie na dostępność instalacji, a tym samym na rentowność komercyjną.
RACE odnowił duży manipulator, zwany Teleskopowym Przegubowym Zdalnym Manipulatorem (TARM), do wykorzystania jako stanowisko badawcze do manipulacji ciężkimi ładunkami z elastycznym, hiperredundantnym mechanizmem. Badania te pozwolą ustalić, czy koncepcje mają potencjał do przekształcenia w zatwierdzone projekty inżynieryjne, które można dostarczyć w ramach parametrów kosztowych i niezawodności wymaganych do dostarczenia opłacalnej z komercyjnego punktu widzenia energii elektrycznej z syntezy jądrowej.
European Spallation Source Active Cell Facility
RACE we współpracy z Radą ds. Obiektów Naukowo-Technicznych ułatwia zawarcie dużego kontraktu na zaprojektowanie, wyprodukowanie i instalację zdalnie sterowanego sprzętu w obiekcie Active Cell Facility Europejskiego Źródła Spalacyjnego (ESS), który jest budowany w Lund w Szwecji.
Active Cell Facility otrzyma aktywowane komponenty ze stacji docelowej ESS, która zawiera obracające się wolframowe koło docelowe. Koło docelowe będzie wymagało wymiany co kilka lat. Musi zostać przetworzony i zapakowany przed wysłaniem do magazynu odpadów długoterminowych.
Ze względu na rozmiar koła docelowego Active Cell Facility to cela żelbetowa o wymiarach 12m na 12m na 12m. Operacje w zamkniętym pudle tej wielkości nie mogą być przeprowadzane za pomocą manipulatorów przechodzących przez ścianę, dlatego projekt opiera się na zdalnie sterowanym sprzęcie dostarczanym przez dwa zdalnie sterowane dźwigi. Cela nie ma okien, więc operatorzy siedzący w sąsiednich pokojach będą używać wielu kamer do kontrolowania różnych procesów przenoszenia i zmniejszania rozmiaru. Sprzęt w celi będzie się składał z urządzeń tnących do redukcji rozmiaru, manipulatorów mocy (inaczej robotów), dźwigów, osłon i skrzyń transportowych. Zadania do wykonania obejmują przetwarzanie, naprawę, renowację, testowanie i usuwanie dużych aktywowanych komponentów.
System kontroli systemów
Wspólnym wątkiem wszystkich działań RACE jest „system systemów” kontroli. JET, ITER, DEMO i ESS to przykłady złożonych systemów opartych na wydajnym, wspólnym działaniu wielu urządzeń robotycznych.
Wraz ze wzrostem złożoności robotyki i systemów autonomicznych systemy będą musiały być dostosowywane i łączone na różne sposoby, aby osiągnąć unikalne funkcje. Ponadto wymagana jest umiejętność planowania radzenia sobie z regularnymi aktualizacjami oprogramowania i sprzętu oraz starzeniem się sprzętu. W ramach projektu RACE opracowano zintegrowane narzędzia cyfrowe, w tym rzeczywistość wirtualną, rzeczywistość rozszerzoną, haptykę, zarządzanie operacjami i monitorowanie stanu na potrzeby symulacji i rzeczywistej kontroli sprzętu. Sercem tego cyfrowego zestawu narzędzi jest protokół sieciowy „system systemów”.
To oprogramowanie zostało zaprojektowane w celu umożliwienia „samoopisującemu się” sprzętowi oferowania i żądania danych od innych członków. Rozwiązuje to odwieczny problem przestarzałych i szybko zmieniających się sieci, a także umożliwia narzędziom programowym, w tym interfejsom użytkownika, dostęp i kontrolę pełnego zakresu urządzeń sprzętowych i czujników. Prototypowe oprogramowanie zostało wykorzystane do sterowania niestandardowymi i komercyjnymi gotowymi urządzeniami pochodzącymi od wielu dostawców. Umożliwia wykorzystanie wszystkich nowoczesnych technologii niezależnie od producenta czy typu platformy.
Hostowanie testów pojazdów autonomicznych
, że połączone i autonomiczne pojazdy (CAV) przyniosą światu ogromne korzyści społeczne, przemysłowe i gospodarcze. Te innowacyjne pojazdy oferują potencjał do rozszerzenia naszej bazy przemysłowej, zwiększenia produktywności, poprawy bezpieczeństwa, zmniejszenia korków i zwolnienia miejsca zwykle przeznaczonego na pojazdy w obszarach miejskich. Pojazdy autonomiczne mogą również zmienić miejsce zamieszkania i pracy ludzi oraz wpłynąć na projektowanie systemów transportowych, naszych domów i miast.
Przy tak dalekosiężnej nowej technologii niezbędne jest stworzenie kompleksowych obiektów testowych, które pozwolą zainteresowanym interesariuszom zbadać kwestie techniczne, handlowe, etyczne, prawne i społeczne. RACE ma dostęp do 10 kilometrów dróg, skrzyżowań, rond, sygnalizacji świetlnej i przejść dla pieszych w bezpiecznym terenie Culham.
We współpracy z Millbrook (część Spectris Plc) firma RACE zdobyła fundusze z Centrum Pojazdów Połączonych i Autonomicznych na organizację części brytyjskiego stanowiska testowego CAV. Cztery lokalizacje będą promowane globalnie przez Meridian i wykorzystywane do badania wszystkich kwestii związanych z wdrażaniem pojazdów autonomicznych, w tym mobilności jako usługi.
RACE jest również częścią konsorcjum DRIVEN, które rozwija flotę sześciu pojazdów, które w 2019 r. będą jeździć autonomicznie (z kierowcą bezpieczeństwa na pokładzie) z Oksfordu do Londynu. Oxbotica, autonomiczny pojazd wywodzący się z Uniwersytetu Oksfordzkiego, korzysta z dróg wokół RACE przez ponad 12 miesięcy i zgromadził ponad 5000 km autonomicznej jazdy pojazdem poziomu 4.
Zabezpieczono dodatkowe inwestycje w celu opracowania „CAV Pit Lane” do użytku przez deweloperów. RACE stanie się ośrodkiem testowania pojazdów autonomicznych, współpracującym z producentami pojazdów, firmami produkującymi oprogramowanie, ubezpieczycielami, organami regulacyjnymi, radami, usługodawcami i opinią publiczną.
TEST WYŚCIGOWY - Testowanie, ocena, standaryzacja i szkolenie
Kompleksowy zestaw standardowych metod testowych umożliwia niezależną ocenę możliwości robotów z wymiernymi wynikami. Opracowano standardy do pomiaru mobilności zdalnych systemów, czujników, zużycia energii, komunikacji, zręczności, trwałości, niezawodności, logistyki, bezpieczeństwa, autonomii i biegłości operatora.
Metody te pomogą programistom robotyki ocenić wydajność pod kątem potrzeb użytkowników, pomóc w podejmowaniu decyzji o zakupie i wdrożeniu oraz zapewnić ukierunkowane szkolenie dla operatorów.
To wyjątkowe rozwiązanie w Wielkiej Brytanii zapewnia programistom robotów uznany na całym świecie system porównawczy.
RACE TEST to neutralna placówka testowa, niezależna od producentów, umożliwiająca otwarte porównanie wydajności systemu.
Linki zewnętrzne
- RACE – Oficjalna strona RACE