Technologická platforma Vozidla pro udržitelnou mobilitu 19. říjen 2011 Vedoucí projektu: Ing. Vladimír Volák Odborný garant: Prof. Ing. Jan Macek, DrSc 1

Technologická platforma Vozidla pro udržitelnou mobilitu Program 9.30 - 10.00 Registrace účastníků 10.00 - 10.05 Úvod, Ing. Vladimír Volák - vedoucí projektu 10.05 - 11.00 Představení strategické výzkumné agendy 11.30 - 11.50 Diskuze 11.50 - 12.00 Závěry semináře 12.00 Občerstvení Řídí: Ing. Ladislav Glogar, člen představenstva Sdružení automobilového průmyslu 2

Technologická platforma Vozidla pro udržitelnou mobilitu Základní údaje: - založena v listopadu 2009 (projekt předložen v listopadu 2009); - 8 členů - z toho 1 vysoká škola, 1 výzkumný ústav, 1 asociace a 5 výrobních podniků (ČVUT v Praze, Ricardo, AutoSAP, Brisk, Hella Autotechnik, Iveco Czech Republic, Škoda Auto, Visteon - Autopal); TP„Vozidla pro udržitelnou mobilitu“ není samostatný právní subjekt, vztahy mezi členy jsou řešeny uzavřenou smlouvou; - http://www.tp-vum.cz; 3

Technologická platforma Vozidla pro udržitelnou mobilitu Organizační schéma 4

Technologická platforma Vozidla pro udržitelnou mobilitu Osnova SVA 1) Úvod 2) Technologická platforma - společenská smlouva o ustavení, členská základna, organizační struktura, zástupci v EU 3) Důvody vzniku TP (TP v ČR a EU s vazbou na automobilový průmysl) 4) Automobilový průmysl - současný stav (konkurenceschopnost, základní směry VaV, národní politika VaV - vazba vliv krize) 5) Závěry z projektů EU v oblasti autoprůmyslu 6) Výzvy v rámci 7 RP. a aktivity EARPA 7) Infrastruktura a vzdělávání (VaV kapacity v ČR, strategie v technickém vzdělávání) 8) Vlastní návrh globální strategie v automobilovém průmyslu - hnací jednotky a paliva - bezpečnost dopravy - podvozky a karoserie - elektrická a elektronická výbava vozidel - inteligentní dopravní systémy v silniční dopravě - mobilita a infrastruktura - užití simulačních a virtuálních technik pro VaV v automobilovém průmyslu - zpracování materiálu a výrobní procesy 9) Příprava projektů pro implementaci vytvořených strategií 5

Technologická platforma Vozidla pro udržitelnou mobilitu 1) Analýza stavu ve světě - obecně - společenské výzvy: dekarbonizace (uhlík z fosilních paliv, závislost na politicky nestabilních regionech, bezpečnost a spolehlivost dopravy, konkurenceschopnost); - zhodnocení přínosů musí být komplexní, tj. Well-to-Wheels a Craddle-to-Grave; - neexistuje řešení jen vozidly nebo infrastrukturou; - jde o interdisciplinární problém s nejednoznačným optimálním řešením; 6

Technologická platforma Vozidla pro udržitelnou mobilitu 2) Priority VaV doporučené pro ČR - nutno vzít v úvahu vnitřní dopravní a energetickou situaci ČR i export výrobků českého průmyslu s nadnárodním vlastnictvím na typické trhy; - TP se zabývá vozidly samotnými, ale neignoruje vazby na infrastrukturu, zpracovávanou v dalších TP; 7

Technologická platforma Vozidla pro udržitelnou mobilitu Vlastní návrh globální strategie v automobilovém průmyslu - 8.1 hnací jednotka a paliva - 8.2 bezpečnost dopravy - 8.3 podvozky a karoserie - 8.4 elektrická a elektronická výbava vozidel - 8.5 inteligentní dopravní systémy v silniční dopravě - 8.6 mobilita a infrastruktura - 8.7 užití simulačních a virtuálních technik pro VaV v automobilovém průmyslu - 8.8 zpracování materiálu a výrobní procesy 8

Technologická platforma Vozidla pro udržitelnou mobilitu Vlastní návrh globální strategie v automobilovém průmyslu představí vedoucí pracovních skupin: - Hnací jednotka a paliva, Prof. Ing. Jan Macek, DrSc. - Bezpečnost dopravy, Ing. Jan Vodstrčil - Podvozky a karosérie, Ing. Vladimír Volák - Elektrická a elektronická výbava vozidel, Ing. Karel Bill, MBA, Ing. Oldřich Rybnikář - Inteligentní dopravní systémy (ITS) v silniční dopravě, vazba na silniční vozidla, Doc. Ing. Jaroslav Machan, CSc. - Mobilita a infrastruktura, Ing. Jan Vodstrčil - Užití simulačních a virtuálních technik pro VaV výrobků v automobilovém průmyslu, Doc. Ing. Jaroslav Machan, CSc. - Zpracování materiálu a výrobní procesy, Ladislav Vopravil 9

České vysoké učení technické 8.1 Hnací jednotka a paliva Prof. Ing. Jan Macek, DrSc. České vysoké učení technické 10

8.1 Hnací jednotka a paliva Analýza stavu ve světě 2) Priority doporučené pro ČR 3) Časový program VaV pro pokrytí priorit a jejich relativní závažnost 4) Diskuse - různé 11

8.1 Hnací jednotka a paliva Analýza stavu ve světě - hnací jednotka a zdroje akumulované energie - „paliva“ - společenské výzvy: dekarbonizace, konkurenceschopnost průmyslu) - neexistuje jedno řešení, hledá se vyvážený poměr evoluce (downsized spalovací motory, alternativní paliva, pokročilé adaptivní řízení a převodová ústrojí s více stupni volnosti) a revoluce (čistě elektrické vozidla) a jejich kombinace ve formě hybridů; - vedle hnací jednotky nutné zásahy na vozidle, v integrovaném řízení, v materiálech a výrobních technologiích. 12

1) Analýza stavu ve světě - výhled ERTRAC 8.1 Hnací jednotka a paliva 1) Analýza stavu ve světě - výhled ERTRAC 13

1) Analýza stavu ve světě - spotřeba energie a hustoty energie 8.1 Hnací jednotka a paliva 1) Analýza stavu ve světě - spotřeba energie a hustoty energie NEDC spotřeby Tank-to-Wheels (dole ideální e-mobil) 14

1) Analýza stavu ve světě - příklad WTW 8.1 Hnací jednotka a paliva 1) Analýza stavu ve světě - příklad WTW Porovnání současného stavu (budoucí požadavek EU až 50 g CO2/km) s reálnými možnostmi v závislosti na dráhové spotřebě - příklad pro vodík. 1 kWh=3.6 MJ 15

8.1 Hnací jednotka a paliva 2) Priority VaV doporučené pro ČR 1/3 neexistuje jediné řešení pro energetické, environmentální a socioekonomické požadavky včetně konkurenceschopnosti na vznikajících trzích; musí být vázáno i na vývoj evropské a světové energetiky; hnací jednotky ve dvou časových horizontech a dvou provedeních (spalovací motory, elektromobily, hybridy); synergií postupného zavádění nových „paliv“ a infrastruktury i postupné elektrifikace. 16

8.1 Hnací jednotka a paliva 2) Priority doporučené pro ČR 2/3 a) VaVaI pro spalovací motory se zvýšenou účinností a jejich komponenty při provozu na fosilní paliva, biopaliva 1. a 2. generace pro vozidlové i pro mimosilniční použití (spalování, downsizing, emisní systémy, řízení) v městském i mimoměstském provozu; b) flexibilní spalovací motory na syntetická paliva a biopaliva vyšších generací (sdílení výkonu s dalším zdrojem, přizpůsobivost palivům, kompenzace sníženého výkonu, odpadní energie, adaptivní a prediktivní řízení); c) komponenty alternativních hnacích jednotek (pokročilé mechanické převodovky a děliče, elektrické komponenty hybridů a elektromobilů) pro městský i mimoměstský provoz. Bezpečnost. Vazby na infrastrukturu. ; 17

8.1 Hnací jednotka a paliva 2) Priority doporučené pro ČR 3/3 d) hnací jednotky nových koncepcí (převodová ústrojí, koncepce pohonů, včetně hybridních a s palivovými články, systémy akumulace energie, řídicí systémy); e) výroba a infrastrukturních opatření pro alternativní paliva a provozní tekutiny spalovacích motorů a elektromobilů (přednostně nefosilní syntetická paliva – biomasa, odpady: skladování, distribuce kapalin i plynů); f) materiály hnacích jednotek v návaznosti na jejich koncepci a konstrukci (hmotnost, chemická aktivita pro katalyzátory, magnetické, piezoelektrické, termoelektrické materiály, multifunkčnost, tvarová řiditelnost; kompozity, nanomateriály a recyklace); 18

8.1 Hnací jednotka a paliva 3) Časový program VaV pro pokrytí priorit a jejich relativní závažnost zlepšené spalovací motory palivově flexibilní motory komponenty alternativních pohonů pohony nových koncepcí výroba a infrastruktura paliv materiály hnacích jednotek 2015 2020 2025 19

Iveco Czech Republic, a.s. 8.2 Bezpečnost dopravy ERTRAC: do roku 2030 požadováno snížení zdravotních následků nehod o 60% a materiálních škod o 70% Ing. Jan Vodstrčil Iveco Czech Republic, a.s. 20

8.2 Bezpečnost dopravy 1) Analýza stavu ve světě - kompatibilita vozidlo-prostředí-řidič - převzetí nebo podpora reakcí řidiče - bezpečnostní systémy - podrobný výzkum reálných nehod - provozní bezpečnost 21

8.2 Bezpečnost dopravy Převzetí nebo podpora reakcí řidiče Kompatibilita vozidlo-prostředí-řidič Převzetí nebo podpora reakcí řidiče řidič (cyklista, chodec) jako senzor i akční člen vazby mezi vozidlem a prostředím 71% nehod způsobeno chybou identifikace (nepozornost, nedostatečné ověření) podpůrné systémy - vývoj technický a etický optické i elektronické prostředky zviditelnění únava účastníků, psychologie a etika chování 22

8.2 Bezpečnost dopravy Bezpečnostní systémy vývoj pasivních prvků pro „okrajové“ skupiny adaptace vozidel na typické prostředí přednárazové a „post-crash“ systémy výbava nejen vozidel (přilby, měkká dlažba) rozšiřování prvků do dalších kategorií vozidel vývoj pasivní bezpečnosti alternativních vozidel 23

8.2 Bezpečnost dopravy Podrobný výzkum reálných nehod Nutnost získání reálných dat pro podporu vývoje Ověření reálné funkčnosti vyvinuté techniky Nedostatečnost statistik Provozní bezpečnost výchova odborníků na nové technologie (konstrukce, výroba, řízení, servis) Příprava záchranných složek Vývoj technik a postupů pro ošetření nehod vozidel s alternativními pohony 24

8.2 Bezpečnost dopravy 2) Priority doporučené pro ČR - pokročilé prvky pasivní bezpečnosti - pokročilé prvky aktivní bezpečnosti - prvky integrované bezpečnosti - podpůrná opatření pro zvyšování bezpečnosti OBMĚNA VOZOVÉHO PARKU 25

8.2 Bezpečnost dopravy VaV pokročilých prvků pasivní bezpečnosti bezpečnost vozidel s alternativními pohony VaV prostředků pro zvýšení identifikovatelnosti zranitelných účastníků adaptivní systémy pro osoby „nestandardní“ příprava legislativních nástrojů pro výrobu vozidel s alternativními pohony 26

8.2 Bezpečnost dopravy VaV prvků aktivní bezpečnosti vozidla LDWS noktovizorové systémy optimalizace bezpečnosti vozidel s ohledem na typické prostředí detekce únavy řidiče zlepšení kvality odpočinku řidiče zlepšení přehledu řidiče nad okolím vozidla příprava norem (legislativa, etika) pro výrobu samostatně reagujících vozidel 27

8.2 Bezpečnost dopravy VaV integrované bezpečnosti vozidla integrace vozidla do dopravního systému; adaptace vozidel pro řidiče s „nestandardním chováním“; VaV OBD a materiálů, zajišťujících bezpečnost vozidla po celou dobu životnosti; harmonizace evropské legislativy; výchova účastníků provozu s ohledem na pokročilé konstrukce vozidel a systémy IB; příprava legislativního rámce pro řešení nehod pokročilých vozidel; 28

8.2 Bezpečnost dopravy 3) Časový program VaV pro pokrytí priorit a jejich relativní závažnost Pokročilé prvky pasivní bezpečnosti Pokročilé prvky aktivní bezpečnosti Integrovaná bezpečnost Podpůrná opatření infrastruktury 2015 2020 2025 29

8.3 Podvozky a karoserie Ing. Vladimír Volák RICARDO Prague s.r.o. 30

8.3 Podvozky a karoserie Celosvětový vs. lokální vývoj konstrukce vozidel Priority v konstrukci vozidel ekonomičnost vozidel ekologie výkonnost, bezpečnost, spolehlivost a jízdní komfort Technické prostředky dosažení cílů snižování spotřeby - redukce jízdních odporů (hmotnost, tření, valivý odpor, aerodynamický odpor optimalizace emisí a odpadů - plynné škodliviny, hluk, EMC, recyklace investice do inovací, využití nových materiálů a technologií, optimalizace konstrukce a vývojových prací Stavba podvozku a karoserie, zde stavba vozidla, s vyjímkou pohonného řetězce je komplexní problematika vyžadující řešení jednotlivých komponentů a systémů v kontextu konstrukce celého vozidla. Teprve kombinace a spolupráce jednotlivých systémů a komponentů definuje vlastnosti celého vozidla, jeho výkony a jeho působení na naše prostředí. 31

8.3 Podvozky a karoserie Hlavní oblasti související s konstrukcí vozidla rámy a karoserie nápravy, zavěšení kol, systémy odpružení uchycení kol, řízení a posilovače elektronika a podpůrné systémy pneumatiky vývoj podvozku Subkapitoly se věnují základním komponentnům určujícím z hlediska výsledných vlastností vozidla a profesní struktury. Podstatná část R&D aktivit spočívá na externích dodavatelích, což rozšiřuje technické možnosti, zefektivňuje R&D investice a výdaje, ale také podstatným způsobem přerozděluje ekonomické toky. 32

8.3 Podvozky a karoserie Rámy a karoserie rám i karoserie jsou základní nosnou strukturou, která kromě nosného-pevnostního poslání, definuje funkční vlastnosti vozidla, určuje disposici vozidla s ohledem na rozmístění hlavních funkčních uzlů plní, definuje prostor posádky, ložný prostor i funkčnost nástavby optimalizace konstrukce a využití materiálů včetně aplikace nových konstrukčních, výpočetní, simulačních, a zkušebních postupů aplikace nových materiálů a výrobních technologií (nerez, hliník, lamináty a komposity, plasty, nano - materiály, sandwiche, atd.) určující vlastnosti karoserie - pasivní bezpečnost (deformační vlastnosti), aerodynamický odpor, hmotnost, tuhost technicko-ekonomické parametry - použité materiály, technologie zpracování, modularita, outsourcing, logistika vývoj nových kategorií vozidel (SUV, off-road, čtyřkolky, trikes, EV) 33

8.3 Podvozky a karoserie Nápravy, zavěšení kol a systém odpružení klasické nápravy komerčních vozidel - modularita, outsourcing, servisovatelnost zavěšení kol osobních vozidel a standartní uspořádání nebrání variabilitě podle konkrétních zadání - optimalizace konstrukce (závislost na nakupovaných komponentnech, platformy), nové materiály, outsourcing, řízení podvozků - chassis management odpružení klasické, pneu a hydraulické (jízdní vlastnosti, ovladatelnost, jízdní komfort) - konstrukční optimalizace a řízení tlumiče - interakce pružících a tlumících jednotek a jejich řízení (semi- a aktivní odpružení a tlumení, rheologické kapaliny, lineární elektromotory, řídící jednotky) brzdové systémy (dle kategorie vozidla) - elektronizace řízení rozšiřuje funkční možnosti náprav jednotlivých kategorií a umožňuje zavádění nových funkcí vozidel od ABS až po integrované řízení dopravy 34

8.3 Podvozky a karoserie Uchycení kol, řízení a posilovače funkční požadavky - rostoucí nároky na brzdy, lepší geometrie, větší jízdní komfort poměrně ustálené konstrukce obou náprav (mění se pouze provedení a geometrie podle provozních a technologických nároků cílové skupiny komponenty určující směr vývoje: integrální ložiska, brzdové třmeny, chlazené kotouče, litá kola elektrifikace trakce (centrální nebo kolové elektromotory, elektromotor jako dynamický tlumič) elektronizace (ABS, ASR, ESP, .... , x-by-wire, chassis management, automatické funkce a integrální řízení) 35

8.3 Podvozky a karoserie Elektronika a podpůrné systémy řešeno i v dalších kapitolách elektronika využita především jako informační a kontrolní bezpečnostní medium: informační funkce - provozní, bezpečnostní, komunikační automatické funkce - ABS, ASR, EPS, řízení úpravy spalin (waste gate, AGR, regenerace katalytických reaktorů, automatické funkce světel..... integrální řízení - v2x dodatečné funkce - infotainment, provozní komfort (instrumentace, akční členy, sedadla, ovládání, nové funkční a informační technologie, holografie, 36

8.3 Podvozky a karoserie Pneumatiky funkční požadavky - bezpečnost, jízdní komfort, nízké valivé odpory tzn. nízká spotřeba paliva, životnost, bezhlučnost konstrukce & vývoj - nasazení CAD a simulace (omezená možnost využití), nové materiály, technologie funkční omezení - kritický prvek aktivní bezpečnosti není možno uspokojivě specifikovat, vlastnosti se mění v průběhu provozu (tlak, opotřebení, kombinace pneu, stárnutí pneu) a u podstatného procenta vozů kombinace vozu a pneumatik odpovídá základním provozním a bezpečnostním požadavkům pouze ve správně nahuštěné prvovýbavě elektronizace chassis - výrazně lepší možnost využití vlastností materiálu, korekce zásahů řidiče a zvýšení bezpečnosti 37

8.3 Podvozky a karoserie Bezpečnost (pouze z hlediska konstrukce vozidla) Bezpečnost - aktivní i pasivní (obojí zakodováno v základní koncepci, konstrukci a výbavě vozidla a rozvíjeno následnými zásahy ve prospěch celkové bezpečnosti aktivní bezpečnost - jízdní vlastnosti, poloha těžiště, rozložení vah, tuhost karoserie/rámu podle jednotlivých os pasivní bezpečnost - celkové pevnostní a deformační charakteristiky skeletu vozidla a dalších dílů podílejících se na deformacích i uspořádání interiéru a výčnělky, otevírání dveří, požární odolnost, kotevní místa, sedadla, volant, nádrže, použité materiály, atd.) elektronická bezpečnost (aktivní, pasivní i obecná) - informační, organizační, řízení bezpečnostních systémů (chassis management, pre-crash, adaptivní zádržné systémy) 38

8.3 Podvozky a karoserie Vývoj podvozku a kalibrace vozidla vlastnosti vozidla nejsou dány jen kvalitou koncepce, vlastní konstrukce, volbou kvalitních dodávaných komponentů a systémů, ale v podstatné míře účelnou kombinací jednotlivých položek a naladěním celého systému teprve v průběhu realizace navrženého vozidla je možno zvažovat komplexní vlastnosti vozidla a v určité míře korigovat výsledek sofistikované práce konstrukce (včetně CAD, simulací a virtuálních přístupů) přesto konečnou fází je kalibrace vozidla postavená na zkušenosti a subjektivních dojmech 39

8.3 Podvozky a karoserie Vytipované priority v konstrukci podvozků a karoserií nové koncepce podvozků pro sofistikované systémy pohonu a integrovaného řízení uplatnění inteligentních silových prvků lehká stavba podvozku a karoserie vnější aerodynamika z hlediska spotřeby(včetně vlivu nezbytného chlazení provozních medií) vnitřní aerodynamika, filtrace, jízdní komfort řízení proudění provozních medií Ve stavbě vozidel existuje celá řada dílčích problematik, které není možno považovat za problematiku stavby vozidla, ale podstatným způsobem ovlivní provozní a užitné vlastnosti vozidla (vývoj brzd, chladičů, elektromotory pro pohon v kolech, elektrické a elektronické prvky, a atd.) 40

8.3 Podvozky a karoserie Možnosti českého automobilového průmyslu aktivní zapojení do koncernových R&D projektů inovace vlastního výrobního programu v souladu s globálními trendy s perspektivou rozšíření objemu dodávek a počtu odběratelů vytvářet podmínky pro rozvoj R&D aktivit (vzdělávání, využívání moderních R&D přístupů, využití outsourcingu včetně akademických pracovišť, aktivní využití grantového financování R&D) hledání perspektivních produktů i mimo hlavní vytipované směry včetně úzce zaměřených projektů (řídící jednotky, elektrifikace pohonů, chladiče, tlumiče, využití alternativních materiálů a technologií, automobilová bižuterie, atd.) 41

8.3 Podvozky a karoserie Předpokládané naplňování R&D priorit a jejich relativní závažnosti z pohledu energ.účinnosti, materiálů, bezpečnosti, spolehlivosti a konkurenceschopnosti Uplatnění inteligentních silových prvků Lehká stavba karoserií, podvozků a vozidel Nové koncepce podvozků s integrovaným řízením a sofistikovanými hnacími agregáty Vnější aerodynamika vozidel Energetická optimalizace v motorovém prostoru (měření a řízení proudění v motorovém prostoru) Vnitřní aerodynamika, filtrace a jízdní komfort 2015 2020 2025 42 42

8.4 Elektrická a elektronická výbava vozidel Ing. Oldřich Rybnikář Visteon-Autopal, s.r.o. Ing. Karel Bill MBA Hella Autotechnik, s.r.o. 43

8.4 Elektrická a elektronická výbava vozidel 1) Analýza stavu ve světě 2) Priority doporučené pro ČR 3) Časový program VaV pro pokrytí priorit a jejich relativní závažnost 4) Diskuse - různé 44

8.4 Elektrická a elektronická výbava vozidel 1) Analýza stavu ve světě elektrická a elektronická výbava představuje „nervový systém“ automobilu, který zasahuje do všech segmentů a integruje je do jednoho celku za účelem správného a bezpečného chodu automobilu v současné době se pokrok v oblasti automobilů odehrává z 60 % v oblasti elektroniky a technologií IT a je možno očekávat, že tento trend bude nadále přetrvávat každým přidaným stupněm volnosti, např. systému integrální bezpečnosti, se geometrickou řadou znásobují nároky na sběr, přenos a zpracování dat 45

8.4 Elektrická a elektronická výbava vozidel 2) Priority doporučené pro ČR T8.4-1 Výzkum a vývoj vozidlových sdělovacích sítí z hlediska spolehlivosti a zapojení autonomních spolupracujících jednotek do hierarchického systému. T8.4-2 Výzkum a vývoj adaptivního a prediktivního řízení parametrů hnacích jednotek, především pro pokročilá a hybridní vozidla i podvozku a prostředků pro jejich rychlou kalibraci. T8.4-3 Výzkum a vývoj integrovaných a hierarchických systémů řízení vozidel včetně automatizace rutinních procesů (např. zařazování do proudu vozidel, jízda v koloně, parkování do řady vozidel) a napojení na systémy v2v, v2i a v2g. T8.4-4 Výzkum a vývoj komponent elektrických systémů vozidel s cílem snížení příkonu, snížení ceny, zajištění robustnosti a vysoké funkční spolehlivosti po celou dobu životnosti vozidla (elektronické prvky obecně, osvětlení vozidel, pomocné pohony, stěračové systémy) pro zvyšování bezpečnosti, snižování energetických nároků, řešení problémů EMC a snižování hluku.   T8.4-5 Výzkum a vývoj diagnostických prostředků pro zabezpečení spolehlivosti integrovaných systémů řízení s novými spotřebiči. 46

8.4 Elektrická a elektronická výbava vozidel 3) Časový program VaV pro pokrytí priorit a jejich relativní závažnost Prediktivní řízení parametrů hnacích jednotek (hybridní vozidla) Spolehlivost sdělovacích sítí Systémy řízení vozidel, napojení na systémy v2v, v2i a v2g Celková optimalizace el.prvků, vč. osvětlení, stěračů, atd. Spolehlivost integrovaných systémů řízení 2015 2020 2025 47

8.5 Inteligentní dopravní systémy (ITS) v silniční dopravě, vazba na silniční vozidla Doc. Ing. Jaroslav Machan, CSc. Škoda Auto a.s. 48

ITS - Intelligent Transport Systems ITS jsou pokročilé aplikace, které zajišťují lepší informovanost, bezpečnější a koordinovanější využívání dopravních síti. ITS v silniční dopravě využívá telekomunikačních, elektronických a informačních technologií, které propojuje s dopravním inženýrstvím za účelem snížení vlivu dopravy na životní prostředí, zlepšení efektivity dopravy a bezpečnosti silničního provozu. Základní funkce ITS: Integrované řízení dopravy jako celku Zajištění bezpečnosti silničního provozu (eCall, GMES) Podpora individuální a veřejné dopravy, podpora systémů pro bezpečné a chráněné parkování Podpora bezpečnostních vozidlových systémů Inteligentní dopravní systémy v silniční dopravě, vazba na silniční vozidla, doc. Ing. Jaroslav Machan, CSc., Škoda Auto a.s.

Vliv ITS na bezpečnost dopravy S využitím ITS je možné: implementace systému automatického tísňového volání (eCall),monitoring nebezpečných nákladů, vážení nákladních vozidel za jízdy, atd. Další možnosti použití systému ITS: monitorování chování účastníků z hlediska bezpečnosti provozu a porušování pravidel provozu a zákonů (např. monitorování jízd na červený signál na křižovatce, nebo překračování nejvyšší povolené rychlosti) Inteligentní dopravní systémy v silniční dopravě, vazba na silniční vozidla, doc. Ing. Jaroslav Machan, CSc., Škoda Auto a.s.

Vliv ITS na bezpečnost dopravy ITS mohou pozitivně ovlivnit také všechny hlavní fáze kolize vozidla (viz obr.): Fáze výměny informací Fáze funkce aktivních bezpečnostních systémů Fáze funkce pasivních protinárazových systémů Fáze ponárazová   Inteligentní dopravní systémy v silniční dopravě, vazba na silniční vozidla, doc. Ing. Jaroslav Machan, CSc., Škoda Auto a.s.

Specifické aplikace ITS Uplatnění ITS v městské aglomeraci - informace o průjezdnosti města, bezhotovostní platba poplatků, informace o parkovacích možnostech, atd. Specifika podpory elektromobility - efektivní provoz elektromobilů a informace o parkovacích místech s možnosti dobíjení, případně informace o čekací době na uvolnění. Dopady rozvoje ITS na konstrukci silničních vozidel - zde je potřeba, aby vozidlo bylo schopno oboustranné komunikace a podávalo informace o sobě i svém okolí. Při tom se musí splňovat požadavky HMI (Human Machine Interaction), tak že řidič nemůže být přesycen informacemi. Inteligentní dopravní systémy v silniční dopravě, vazba na silniční vozidla, doc. Ing. Jaroslav Machan, CSc., Škoda Auto a.s.

Prioritní oblasti rozvoje ITS: Optimální využití aktuálních dat o silniční síti, dopravním provozu a cestování. Návaznost služeb ITS v oblasti řízení provozu a nákladní dopravy. Aplikace ITS pro bezpečnost silničního provozu a jeho ochranu před vnějšími hrozbami Propojení vozidla s dopravní infrastrukturou Inteligentní dopravní systémy v silniční dopravě, vazba na silniční vozidla, doc. Ing. Jaroslav Machan, CSc., Škoda Auto a.s.

Cíle VaVaI v oboru ITS pro ČR Výzkum a vývoj kooperativních systémů pro on-line sdílení informací mezi vozidly (v2v). (T8.5-1) Výzkum a vývoj kooperativních systémů pro on-line sdílení informací mezi vozidlem a ostatními druhy dopravy. (T8.5-2) Výzkum a vývoj kooperativních systémů pro on-line sdílení informací mezi vozidlem a okolím, včetně dopravní infrastruktury (v2x) – např. zajištění stabilní a bezchybné funkce systému eCall nebo GMES. (T8.5-3) Výzkum a vývoj systémů pro optimální využití dat o silniční síti, dopravním provozu a cestování. (T8.5-4) Sdružování vozidel do konvojů a jiné formy vedení vozidel v proudu. (T8.6-1) Modularizace osobní přepravy. (T8.6-2) Inteligentní dopravní systémy v silniční dopravě, vazba na silniční vozidla, doc. Ing. Jaroslav Machan, CSc., Škoda Auto a.s.

8.6 Mobilita a infrastruktura Vývoj vozidel není možný bez vývoje infrastruktury Ing. Jan Vodstrčil Iveco Czech Republic 55

8.6 Mobilita a infrastruktura 1) Analýza stavu ve světě - komunikace prostředí-vozidlo-řidič - přizpůsobení vozidla typickému provozu - přizpůsobení komunikací vývoji vozidel - modularizace přepravy 56

8.6 Mobilita a infrastruktura Komunikace prostředí-vozidlo-řidič řidič (cyklista, chodec) jako senzor i akční člen vazby mezi vozidlem a prostředím 35-60% nehod způsobeno nekompatibilitou dopravní prostředí-řidič optické i elektronické prostředky komunikace oběma směry sjednocení legislativy, pravidel provozu a dopravního značení 57

8.6 Mobilita a infrastruktura Přizpůsobení vozidla typickému provozu Používání vozidel vhodných k danému účelu Optimalizace vozidel k jejich typickému prostředí (rozměry, bezpečnost, pohon, komunikace s prostředím) Přizpůsobení komunikací vývoji vozidel Normalizace všech matérií silničního provozu (kompatibilita) Zvýšení zatížitelnosti vozovek Sjednocení dopravního značení (provedení, rozměry, viditelnost, údržba, umístění) 58

8.6 Mobilita a infrastruktura Modularizace přepravy normalizace a budování sítě čerpacích stanic pro alternativní pohony stárnutí populace intermodální terminály hromadná přeprava komunikace cestující-vozidlo-cíl cesty 59

8.6 Mobilita a infrastruktura 2) Priority doporučené pro ČR - aktivní účast na zavádění ITS v EU - budování intermodálních terminálů - čerpací stanice pro energetický mix - vývoj standardů pro komunikace s ohledem na vývoj vozidel - unifikace a spojení infosystémů hromadné dopravy - aftermarketové produkty pro starší vozidla a „nevozidlové účastníky“ 60

8.6 Mobilita a infrastruktura Časový program VaV pro pokrytí priorit a jejich relativní závažnost Aplikace, vývoj ITS Intermodální terminály Vývoj standardů pro komunikace Unifikace infosystémů infrastruktura paliv Aftermarketové produkty ITS 2015 2020 2025 61

8.7 Užití virtuálních technik (VR) v automobilovém průmyslu Doc. Ing. Jaroslav Machan, CSc. Škoda Auto a.s.

8.7 Užití (VR) v automobilovém průmyslu Pojem VR Virtuální realita je vysoce interaktivní a imerzní propojení komunikace člověk - stroj. Počítačem je vytvářen umělý svět, ve kterém je možné se pohybovat, vidět třídimenzionálně, slyšet či cítit. Cílem výzkumu virtuální reality je perfektní syntetická simulace virtuálního světa za použití vhodného softwaru a hardwaru. V automobilovém průmyslu je velký počet oblastí využití těchto technologií. Užití virtuálních technik (VR) v automobilovém průmyslu, doc. Ing. Jaroslav Machan, CSc., Škoda Auto a.s.

1) Proces vývoje výrobku V průběhu procesu vývoje výrobku probíhá paralelně celá řada dílčích procesů. Techniky VR podporují paralelitu průběhu dílčích procesů. Mezi hlavní cíle užití metod VR ve fázi vývoje výrobku řadíme například: časové zkrácení procesu vývoje výrobku, úspora hmotnosti nářadí a vývojových nákladů náhrada reálných modelů a prototypů virtuálními. Proces vývoje výrobku je členěn na jednotlivé činnosti Design Stanovení koncepce produktu Konstrukce produktu Technické výpočty Výroba prototypů Zkoušky Rendering Potenciál rozvoje Užití virtuálních technik (VR) v automobilovém průmyslu, doc. Ing. Jaroslav Machan, CSc., Škoda Auto a.s.

2) Fáze vývoje a výroby nářadí Mezi hlavní cíle užití metod VR ve výrobě řadíme: Ohodnocení produktu z hlediska kvality Zkrácení procesu. Úspora nákladů. Úspora hmotnosti nářadí. Vyzkoušení více variant (optimalizace). Zavedení „Robustního procesu“. Proces vývoje výroby nářadí je členěn na jednotlivé činnosti Stanovení koncepce procesu lisování dílu Konstrukce nářadí Výpočty nářadí Výroba modelů Výroba nářadí Potenciál rozvoje Užití virtuálních technik (VR) v automobilovém průmyslu, doc. Ing. Jaroslav Machan, CSc., Škoda Auto a.s.

3) Fáze plánování výroby Mezi hlavní cíle užití metod VR ve fázi plánování výroby: Eliminace chyb v datech. Eliminace potencionálních kolizí při výrobě. Zkrácení (urychlení) procesu. Úspora nákladů. Fáze plánování výroby je členěna na jednotlivé činnosti Ověření smontovatelnosti produktu sériovou technologií (Pilotní hala) Návrh pracoviště ve výrobě Vytvoření digitální továrny Potenciál rozvoje Užití virtuálních technik (VR) v automobilovém průmyslu, doc. Ing. Jaroslav Machan, CSc., Škoda Auto a.s.

Podpora vzdělávání personálu schopného pracovat s postupy VR Předpokladem dalšího rozvoje je dostatek příslušně vzdělaného personálu. Doporučení : Zavedení výukových předmětů na technických VŠ zaměřených na problematiku užití technik VR. Zavedení dalších vzdělávacích programů pro zaměstnance zaměřených na problematiku užití technik VR. Užití virtuálních technik (VR) v automobilovém průmyslu, doc. Ing. Jaroslav Machan, CSc., Škoda Auto a.s.

Zkrácení času procesu vývoje výrobku. Cíle pro ČR Zkrácení času procesu vývoje výrobku. Snížení vývojových i výrobních nákladů. Zvýšení technické úrovně výrobku (inovativnost, kvalita, atd.) Zvýšení konkurenceschopnosti. Oblasti VR s největším potencionálním rozvojem Rozvoj využití technik VR v následujících letech by mělo být maximálně podporováno v následujících oblastech: Implementace silové vazby. Optimalizace celého procesu vývoje a výroby nářadí. Toleranční analýza, ergonomie a digitální továrna. Užití virtuálních technik (VR) v automobilovém průmyslu, doc. Ing. Jaroslav Machan, CSc., Škoda Auto a.s.

Doporučení Vývoj a zavedení studijních oborů v této oblasti na úrovni řádného studia,terciárního vzdělávání a celoživotní vzdělávání. (T8.7-1) Výzkum simulačních technik a technik VR pro parametrickou optimalizaci vysoce konkurenceschopných výrobků i jejich součástí. (T8.7-2) Výzkum simulačních technik a technik VR pro konceptuální optimalizaci inovací vyšších řádů u finálních výrobců i subdodavatelů. (T8.7-3) Výzkum technik VR pro urychlení přípravy výrobní fáze v celém řetězci výrobních podniků, tedy výrobců i dodavatelů. (T8.7-4) Výzkum využití VR při návrhu výrobní linky. (T8.7-5) Výzkum aplikací pro návrh „Digitální továrny“. (T8.7-6) Užití virtuálních technik (VR) v automobilovém průmyslu, doc. Ing. Jaroslav Machan, CSc., Škoda Auto a.s.

8.8 Zpracování materiálu a výrobní procesy Ladislav Vopravil Brisk Tábor a.s.

8.8 Zpracování materiálu a výrobní procesy Analýza stavu ve světě v oblasti zpracování materiálů a výrobních technologií Pro konkurenceschopnost evropského automobilového průmyslu je třeba vyrábět vozidla udržitelným způsobem Udržitelnou výrobou je taková výroba která: - nevytváří škodlivé emise - limituje potřebu zdrojů - respektuje podmínky ekonomické udržitelnosti 71

8.8 Zpracování materiálu a výrobní procesy V oblasti materiálového inženýrství se očekávají praktické výsledky jako: zvyšování funkčnosti materiálů snižování hmotnosti při zachování mech. Vlastností energetická nenáročnost recyklovatelnost - minimalizace tření 72

8.8 Zpracování materiálu a výrobní procesy V oblasti výrobních technologií se očekávají praktické výsledky jako: samo adaptivní výrobní zařízení flexibilní výrobní moduly s velkou použitelností sledování toku materiálu v reálném čase - odolnost proti poruchám 73

8.8 Zpracování materiálu a výrobní procesy Nano-technologie pro multifunkční materiály ultra lehké materiály na bázi aerogelů nano vrstvy s malým koeficientem tření materiály s velmi malým elektrickým odporem integrace fotovoltaických článků do povrchu karoserie změny zabarvení karoserie ve vztahu k aktuální viditelnosti samo-opravitelné povrchy - akumulace zbytkové energie při deceleraci vozidla do materiálu karoserie formou super kapacitorů - nesmáčivé povrchy karoserie a ostatních ploch zabraňující znečištění 74

8.8 Zpracování materiálu a výrobní procesy Pokročilé kovové, plastové a kompozitní materiály materiály pro Tribologii kompozitní materiály s tkanou výztuží a polymerními pojivem pro výrobu karoserií kovové kompozitní materiály pro elektrody zapalovacích svíček, kontaktů spínačů a katalyzátorů kovové kompozitní materiály pro díly karoserií na bázi lehkých kovů ocele s velmi vysokou pevností tvářené za tepla - bio-plasty 75

8.8 Zpracování materiálu a výrobní procesy Moderní metody dělení a spojování materiálů - produktivní řezání vodním paprskem - produktivní řezání laserovým paprskem - laserové spojování různorodých materiálů - dokonalé lepení polymerních kompozitů - dokonalé spojování různých kovových materiálů 76

8.8 Zpracování materiálu a výrobní procesy Metody zvyšování produktivity - štíhlá výroba-Lean production - hromadná výroba na zakázku (Mass Customization) - unifikace (sjednocování součástek a materiálu) - flexibilita v oblasti vývoje, výroby, kvality ….) - virtuální simulace výrobních procesů 77

8.8 Zpracování materiálu a výrobní procesy Optimalizace výrobních procesů a zvyšování jejich flexibility inteligentní stroje s plug and produce připojením výrobní moduly s vysokou upotřebitelností RFID monitorování toku materiálu simulace zaměřená na potřeby zákazníka projektování výrobního zařízení dynamickou počítačovou simulací buňkové uspořádání a segmentace - flexibilita s ohledem na změny produktu 78

8.8 Zpracování materiálu a výrobní procesy Likvidační metody - řízený životní cyklus vozidel a výrobního zařízení - využívání recyklovatelných materiálů - centrální likvidace s vysokou produktivitou - efektivní využívání energií z odpadů 79

8.8 Zpracování materiálu a výrobní procesy Priority doporučené pro ČR nano-technologie pro multi-funkční materiály pokročilé kovové, plastové a kompozitní materiály moderní metody dělení a spojování materiálů zvyšování produktivity včetně Design 4x optimalizace výrobních procesů a jejich flexibility - nové likvidační systémy 80

8.8 Zpracování materiálu a výrobní procesy Časový program VaV pro pokrytí priorit a jejich relativní závažnost Nano-technologie pro multifunkční materiály Pokročilé kovové, plastové a kompozitní materiály Moderní metody dělení a spojování materiálů Zvyšování produktivity včetně Design 4x Optimalizace výrobních procesů a jejich flexibility Nové likvidační systémy 2015 2020 2025 81

9. Implementační akční plán Nalezené priority nutno harmonizovat s výstupy dalších příbuzných SVA. Na základě nich tč. vzniká Implementační akční plán, ukazující poskytovatelům prostředků státní podpory vhodné náplně budoucích programů (podprogramů VaV) a jejich výzev, založený na potřebách dynamicky se rozvíjejícího odvětví průmyslu, přinášejícího podstatnou část HDP i exportu pro ČR. Velmi významným vedlejším efektem bude podstatně lepší pozice ČR při účasti na projektech 8. RP, vázaných na spoluúčast národního rozpočtu a na stanovení lokálních národních priorit.