Automatización Industrial y Robótica (AIR). Industrial Automation and Robotics (AIR)

Introducción

El presente grupo divide su actividad en varios bloques:

1.- Desarrollar y mejorar técnicas que permitan a los sistemas robotizados autónomos desplazarse por escenarios realistas de forma segura y efectiva. Las técnicas computacionales desarrolladas se aplican a diferentes sistemas robotizados como UAVs, robots móviles y brazos robots. Como línea principal, se trabaja en el uso de curvas paramétricas donde el objetivo es deformarla para generar trayectorias libres de colisiones. La validación de los algoritmos propuestos se realiza en entornos virtuales y mediante experimentación real.

2.- Introducir técnicas matemáticas y computacionales en aplicaciones industriales. Esta línea de trabajo se dividen a su vez en 2; El uso de algebra tensorial para la reducción del coste computacional de algoritmos y el uso de técnicas de reducción de modelos, y en particular la PGD, para obtener modelos eficientes y poder utilizarlos en aplicaciones de tiempo real. En particular, se esta trabajando en el algebra tensorial con curvas paramétricas y en la PGD como planificador global.

3.- Visión artificial para aplicaciones industriales. En visión artificial se trabaja en varias líneas. La primera es el uso de las cámaras para inspección de calidad, como por ejemplo la detección de defectos en carrocerías pintadas para FORD España S.L. o para la monitorización del grado de curado de piezas de composite. También se trabaja en visión artificial para la automatización de procesos industriales, como es el caso de la infusión de resina.

4.-Optimización de las líneas de Producción, en particular del sector del automóvil. En esta línea de trabajo, en colaboración con Ford España S.L., se esta trabajando en un nuevo modelo matemático basado en los sub-tiempos de ciclo técnico. Este nuevo modelo permite re-balancear las cargas de las estaciones en tiempo real, hacer predicciones de averías, encontrar el orden de fabricación óptimo, etc.

 

The present research group focused their activity in some branches:

1.- Develop and improve techniques to enable autonomous robotic systems to move through realistic scenarios safely and effectively. Developed computational techniques are applied to different robotic systems as UAVs, mobile robots and robot arms. As the main line, parametric curves as Bezier curves are used where the target is to generate free collision paths. The validation of the proposed algorithms is performed in virtual environments and with real robots.

2.- Introduce mathematical and computational techniques in industrial applications. This line is subdivided in two branches; Using algebra tensor to reduce the computational cost of the algorithms and use model reduction techniques, and in particular PGD, for real-time efficient models ant their applications. In particular, it is working on the tensor algebra with parametric curves and the PGD as a global path planner for mobile robots.

3.- Artificial vision for industrial applications. In machine vision it is working on several lines. The use of cameras for quality inspection, such as the detection of defects in painted bodies or to detect microcracks for FORD España S.L., to monitoring the degree of cure of composite parts or to automate industrial processes, such as resin infusion process.

4.- Production line optimization, in particular in the automotive sector. In this branch, in collaboration with Ford España S.L., we are working on a new mathematical model based on sub-cycle times. This new model allows re-balance the loads of the stations in real-time, making predictions of failures, finding the optimum manufacturing order, etc.

Investigador principal

Doctorandos

Luis Domenech Ballester,Eduardo García Magraner,Ubaldo Augusto Pineda Castillo,Lucia Hilario Perez

Miembros externos

Marta Covadonga Mora Aguilar (Universidad Jaume I, Castellón), Luis Gracia Calandin (Universidad Politécnica de Valencia), Eduardo García Magraner (Ford España S.L.), Ubaldo Augusto Pineda Castillo (Indalmec, S.L.) Rafael García Bartual(Universidad Politécnica de Valencia), Jose Ángel Aranda (Universidad Politécnica de Valencia), Enrique Nadal Soriano (Universidad Politécnica de Valencia) , Francisco Ruiz Vicente (Universidad Politécnica de Valencia) Francisco Chinesta Soria (Colegio AITANA), Nuno Ferreira (Instituto Politécnico de Coimbra)

Líneas de investigación

Nombre: Robótica educativa con proyectos STEAM

Name: Robotics in education with STEAM projects

Palabras clave: Robótica educativa, STEAM, Metodologías activas.

Área conocimiento ANEP: Sistemas Inteligentes, Pedagogía, Didáctica

Códigos UNESCO: 331107, 33110, 580105, 580107

 

Resumen:

La presente línea de investigación pretende proporcionar a los profesores de todos los niveles educativos de una plataforma para el diseño e implantación de proyectos STEAM (Ciencias, Tecnología, Ingeniería, Arte y Matemáticas) mediante el uso de robótica educativa en el marco del sistema educativo español haciendo uso de metodologías activas.

Summary:

The present research line has the goal to provide to the teachers a platform for the design and implementation of STEAM (Science, Technology, Engineering, Arts and Mathematics) projects using educational robotics within the framework of the Spanish educational system using active methodologies.

 

Nombre: Robótica

Name: Robotics

Palabras clave: Robótica móvil, Robótica de brazo, path planning.

Área conocimiento ANEP: Ciencias de la Computación y Tecnología Informática (INF). Sistemas Inteligentes

Códigos UNESCO: 331107, 33110

 

Resumen:

Desarrollar y mejorar técnicas que permitan a los sistemas robotizados autónomos desplazarse por escenarios realistas de forma segura y efectiva. Las técnicas computacionales desarrolladas se aplican a diferentes sistemas robotizados como UAVs, robots móviles y brazos robots. Como línea principal, se trabaja en el uso de curvas paramétricas donde el objetivo es deformarla para generar trayectorias libres de colisiones. La validación de los algoritmos propuestos se realiza en entornos virtuales y mediante experimentación real.

 

Summary:

Develop and improve techniques to enable autonomous robotic systems to move through realistic scenarios safely and effectively. Developed computational techniques are applied to different robotic systems as UAVs, mobile robots and robot arms. As the main line, parametric curves as Bezier curves are used where the target is to generate free collision paths. The validation of the proposed algorithms is performed in virtual environments and with real robots.

 

Nombre: Técnicas de reducción de modelos y algebra tensorial aplicado a la ingeniería.

Name: Model reduction techniques and tensorial algebra for engineering applications

Palabras clave: Reducción de modelos, algebra tensorial, PGD.

Área conocimiento ANEP: Matemáticas (MTM). Matemática aplicada

Códigos UNESCO: 1206, 1210,120412.

 

Resumen:

Introducir técnicas matemáticas y computacionales en aplicaciones industriales. Esta línea de trabajo se divide a su vez en 2; El uso de algebra tensorial para la reducción del coste computacional de algoritmos y el uso de técnicas de reducción de modelos, y en particular la PGD, para obtener modelos eficientes y poder utilizarlos en aplicaciones de tiempo real. En particular, se está trabajando en el algebra tensorial con curvas paramétricas y en la PGD como planificador global.

 

Summary:

Introduce mathematical and computational techniques in industrial applications. This line is subdivided in two branches; Using algebra tensor to reduce the computational cost of the algorithms and use model reduction techniques, and in particular PGD, for real-time efficient models ant their applications. In particular, it is working on the tensor algebra with parametric curves and the PGD as a global path planner for mobile robots.

Nombre: Modelado, simulación y optimización de procesos industriales. 

 

Nombre: Optimización de líneas de producción. 

Name: Production line optimization

Palabras clave: Rebalanceo, ALB, mini-termino. Mantenimiento predictivo,

Área conocimiento ANEP:

Códigos UNESCO: 3310 ,331003, 331007, 120305, 120322, 330417

 

Resumen:

Optimización de las líneas de Producción, en particular del sector del automóvil. En esta línea de trabajo, en colaboración con Ford España S.L., se esta trabajando en un nuevo modelo matemático basado en los sub-tiempos de ciclo técnico. Este nuevo modelo permite re-balancear las cargas de las estaciones en tiempo real, hacer predicciones de averías, encontrar el orden de fabricación óptimo, etc.

 

Summary:

Production line optimization in the automotive sector. In this branch, in collaboration with Ford España S.L., we are working on a new mathematical model based on sub-cycle times. This new model allows re-balance the loads of the stations in real-time, making predictions of failures, finding the optimum manufacturing order, etc.

 

Nombre: Visión artificial.

Name: Artificial vision

Palabras clave: Artificial visión, artificial intelligence, industrial application

Área conocimiento ANEP:

Códigos UNESCO: 120306, 330417

 

Resumen:

Visión artificial para aplicaciones industriales. En visión artificial se trabaja en varias líneas. La primera es el uso de las cámaras para inspección de calidad, como por ejemplo la detección de defectos en carrocerías pintadas para FORD España S.L. o para la monitorización del grado de curado de piezas de composite. También se trabaja en visión artificial para la automatización de procesos industriales, como es el caso de la infusión de resina.

 

Summary:

Artificial vision for industrial applications. In machine vision, it is working on several lines. The use of cameras for quality inspection, such as the detection of defects in painted bodies or to detect microcracks for FORD España S.L., to monitoring the degree of cure of composite parts or to automate industrial processes, such as resin infusion process.

 

Título del proyecto Robótica en la Educación Transversal Universitaria. (Robótica-Arquitectura/Diseño-Matemáticas. Robomaths.

Investigador Principal: Lucia Hilario Pérez

Entidad financiadora: Generalitat Valenciana

Referencia: GVA/2019/124

Duración (desde/hasta): 2019/2020

Cuantía económica: 10.000 €

 

Título del proyecto: Proyectos STEAM mediante robótica educativa en el marco del sistema educativo español.

Investigador Principal: Nicolás Montés Sánchez

Entidad financiadora: UCH-CEU-Banco Santander

Referencia:

Duración (desde/hasta): 2019/2020

Cuantía económica: 18.000 €

               

Título del proyecto: Análisis de los parámetros críticos de las líneas de estampación para la mejora de su rendimiento.

Investigador Principal: Nicolás Montés Sánchez, Eduardo Garcia Magraner

Entidad financiadora: FDI (Fundación para el Desarrollo y la Innovación).

Referencia:

Duración (desde/hasta): 2019/2022

Cuantía económica: 101.649 €

 

Título del proyecto: Sistema inteligente para mejorar el mantenimiento predictivo de las factorías a través del uso de minitermino 4.0 como parámetro principal en el Big data industrial.

Investigador Principal: Nicolás Montés Sánchez, Eduardo García Magraner

Entidad financiadora : CDTI (Centro para el Desarrollo Técnico Industrial)

Referencia: IDI-20190878

Duración (desde/hasta): 2019/2021

Cuantía económica: 563.922,82€

 

Título del proyecto: Sub-Cycle Time Analitics For Manufacturing Equipment Prognostics

Investigador Principal: Nicolás Montés Sánchez, Eduardo García Magraner

Entidad financiadora : University Research Program. Ford global.

Referencia:

Duración (desde/hasta): 2019/2021

Cuantía económica: 150.000 $

 

Título del proyecto: Big Data based on technical sub-cycle times to improve the performance of manufacturing lines (Minitemrs 4.0)

Investigador Principal: Nicolás Montés, Eduardo García Magraner

Entidad financiadora : Ford España S.L.

Referencia:

Duración (desde/hasta): 2018

Cuantía económica: 298.000 €

 

Título del proyecto: Real time control for the Simulation of Manufacturing Process

Investigador Principal: Antonio Falcó

Entidad financiadora : ESI Group.

Referencia:

Duración (desde/hasta): 2017/2023

Cuantía económica: 650.000 €

 

 

Título del proyecto: Dinamic bottleneck management algorithm programation and predictive system start up with the use of miniterms.

Investigador Principal: Eduardo García Magraner

Entidad financiadora : Ford España S.L.

Referencia:

Duración (desde/hasta): 2017

Cuantía económica: 68.000 €

 

Título del proyecto: Caracterización de la estrategia de infusión para el fuselaje del AIRBUS A350.

Investigador Principal: Fernando Sánchez López

Entidad financiadora : AIRBUS GmbH

Referencia:

Duración (desde/hasta): 2015

Cuantía económica: 10.000 €

 

Autores: Nuria Rosillo, Nicolás Montés, Joao Pedro Alves, Nuno Miguel Fonseca Ferreira.

Título: A Generalized Matlab/ROS/Robotic Platform Framework for Teaching Robotics.

Referencia revista/libro Robotics in Education. RiE 2019. Advances in Intelligent Systems and Computing, vol 1023. Springer, Cham

Año: 2020

Clave (A:artículo; L: libro; CL: capítulo de libro): CL

Índice de impacto: WoS: Book Citation Index.

 

Autores: Francisco Ruiz Vicente, Alberto Zapatera, Nicolas Montes, Nuria Rosillo

Título: STEAM Robotic Puzzles to Teach in Primary School. A Sustainable City Project Case.

Referencia revista/libro: Robotics in Education. RiE 2019. Advances in Intelligent Systems and Computing, vol 1023. Springer, Cham

Año: 2020

Clave (A:artículo; L: libro; CL: capítulo de libro): CL

Índice de impacto: WoS: Book Citation Index.

 

Autores: Alberto Zapatera

Título: A Sequence of Tasks to Introduce Active Methodologies in Higher Education through Educational Robotics.

Referencia revista/libro Playing and Learning Using Robotics among University Students. NOVA Publishers

Año: 2019

Clave (A:artículo; L: libro; CL: capítulo de libro): CL

Índice de impacto: WoS: Book Citation Index.

 

Autores: Lucia Hilario

Título: Mathematics Innovation in the University through Robotics Education.

Referencia revista/libro Playing and Learning Using Robotics among University Students. NOVA Publishers

Año: 2019

Clave (A:artículo; L: libro; CL: capítulo de libro): CL

Índice de impacto: WoS: Book Citation Index.

 

Autores: Nuria Rosillo

Título: Interactive Platform Based on Matlab Simulink LEGO EV3.

Referencia revista/libro Playing and Learning Using Robotics among University Students. NOVA Publishers

Año: 2019

Clave (A:artículo; L: libro; CL: capítulo de libro): CL

Índice de impacto: WoS: Book Citation Index.

 

Autores: Francisco Ruiz Vicente, Alberto Zapatera

Título: STEAM Learning through Robotics

Referencia revista/libro Playing and Learning Using Robotics among University Students. NOVA Publishers

Año: 2019

Clave (A:artículo; L: libro; CL: capítulo de libro): CL

Índice de impacto: WoS: Book Citation Index.

 

Autores: Nicolás Montés

Título: Use of LEGO Robots in University Studies

Referencia revista/libro Playing and Learning Using Robotics among University Students. NOVA Publishers

Año: 2019

Clave (A:artículo; L: libro; CL: capítulo de libro): CL

Índice de impacto: WoS: Book Citation Index.

 

Autores: Francisco Ruiz Vicente, Alberto Zapatera, Nicolas Montes, Nuria Rosillo

Título: Proyectos STEAM con LEGO Mindstorms para educación primaria en España

Referencia revista/libro: En INNODOCT/18. International Conference on Innovation, Documentation and Education. Editorial Universitat Politècnica de València. 711-720

Año: 2019

Clave (A:artículo; L: libro; CL: capítulo de libro): A

Índice de impacto: WoS: Conference Citation Index.

 

Autores: Chady Ghnatios, Nicolas Montes, Hermine Tertrais, Jean Louis Duval, Emmanuelle Abisset-Chavanne, Antonio Falco, Francisco Chinesta

Título: Towards parametric RTM processes: The interpolative mapping

Referencia revista/libro: ESAFORM 2019. AIP Conference Proceedings

Año: 2019

Clave (A:artículo; L: libro; CL: capítulo de libro): A

Índice de impacto: WoS: Conference Citation Index.

 

Autores: Eduardo Garcia, Nicolás Montés

Título: Mini-term, a novel paradigm for fault detection

Referencia revista/libro: IFAC-PapersOnLine. MIM Conference

Año: 2019

Clave (A:artículo; L: libro; CL: capítulo de libro): A

Índice de impacto: WoS: Conference Citation Index.

 

Autores: Eduardo García, Nicolás Montes.

Título: Mini-term 4.0. A Real-time Maintenance Support System to Prognosticate Breakdowns in Production Lines.

Referencia revista/libro: International Conference on Informatics in Control, Automation and Robotics.

Año: 2019

Clave (A:artículo; L: libro; CL: capítulo de libro): A

Índice de impacto: WoS: Conference Proceeding Citation Index.

 

Autores: Nicolás Montés, Francisco Chinesta, Antonio Falco, Marta Covadonga Mora, Lucia Hilario, Jean Louis Duval.

Título: A PGD-based Method for Robot Global Path Planning: A Primer.

Referencia revista/libro: International Conference on Informatics in Control, Automation and Robotics.

Año: 2019

Clave (A:artículo; L: libro; CL: capítulo de libro): A

Índice de impacto: WoS: Conference Proceeding Citation Index.

 

Autores: Eduardo Garcia, Nicolás Montés.

Título: Real-Time Idle Time Cancellation by Means of Miniterm 4.0.

Referencia revista/libro: Energies.

Año: 2019

Clave (A:artículo; L: libro; CL: capítulo de libro): A

Índice de impacto: WoS: JCR.

 

Autores: Nicolás Montés, Nuria Rosillo, Marta Covadonga Mora, Lucia Hilario.

Título: Real-time Matlab-Simulink-Lego EV3 framework for teaching robotic subjects

Referencia revista/libro: Robotics in Education. Methods and Applications for Teaching and learning.

Año: 2019

Clave (A:artículo; L: libro; CL: capítulo de libro): CL

Índice de impacto: WoS: Book Citation Index.

 

Autores: Lucia Hilario, Nicolás Montés, Marta Covadonga Mora, Antonio Falco.

Título: Path planning based on parametric curves

Referencia revista/libro: Robotics in Education. Path planning and navigation of mobile entities.

Año: 2018

Clave (A:artículo; L: libro; CL: capítulo de libro): CL

Índice de impacto: WoS: Book Citation Index.

 

Índice de impacto: WoS: Book Citation Index.

 

Autores: Eduardo García, Nicolás Montes, Mónica Alacreu .

Título: Towards a Knowledge-driven maintenance support systems for manufacturing lines.

Referencia revista/libro: International Conference on Informatics in Control, Automation and Robotics.

Año: 2018

Clave (A:artículo; L: libro; CL: capítulo de libro): A

Índice de impacto: WoS: Conference Proceeding Citation Index.

 

Autores: Lucia Hilario, Nicolás Montés, Marta Mora, Enrique Nadal, Antonio Falco, Francisco Chinesta, Jeal Louis Duval .

Título: PGD path planning for Dynamic obstacle case.

Referencia revista/libro: Mathematical modelling in Engineering and Human Behaviour.

Año: 2018

Clave (A:artículo; L: libro; CL: capítulo de libro): A

Índice de impacto:

 

Autores: Mónica Alacreu, Nicolás Montés, Eduardo García, Antonio Falco.

Título: A pattern recognition Bayesian Model for the appearance of pathologies in automated systems.

Referencia revista/libro: Mathematical modelling in Engineering and Human Behaviour.

Año: 2018

Clave (A:artículo; L: libro; CL: capítulo de libro): A

Índice de impacto:

 

Autores: Nicolás Montés, Lucia Hilario, Antonio Falco, Francisco Chinesta.

Título: PGD vademecum for based distance optimization and control methods in LCM processes.

Referencia revista/libro: International Conference on Flow processes in Composite Materials.

Año: 2018

Clave (A:artículo; L: libro; CL: capítulo de libro): A

Índice de impacto:

 

Autores: Nicolás Montés, Lucia Hilario, Enrique Nadal, Antonio Falco, Francisco Chinesta.

Título: PGD variational vademecum for robot motion planning. A dynamic obstacle case.

Referencia revista/libro: Model reduction of parametrized systems.

Año: 2018

Clave (A:artículo; L: libro; CL: capítulo de libro): A

Índice de impacto:

 

Autores: Antonio Falco, Nicolás Montés, Nuria Rosillo, Marta Mora, Lucia Hilario.

Título: On the Existence of a Progressive Variational Vademecum based in the Proper Generalized Decomposition for a Class of Elliptic Parametrised Problems.

Referencia revista/libro: Journal of Computational and Applied mathematics. Vol 330, pages 1093-1107,2018.

Año: 2018

Clave (A:artículo; L: libro; CL: capítulo de libro): A

Índice de impacto: WoS: JCR (Q1)

 

Autores: Nicolás Montés, Nuria Rosillo, Marta Mora, Lucia Hilario.

Título: A novel educational platform based on Matlab-Simulink-LEGO EV3 for teaching with robots.

Referencia revista/libro: Proceedings of the International Technology, Education and Development conference.

Año: 2018

Clave (A:artículo; L: libro; CL: capítulo de libro): A

Índice de impacto: WoS: Conference Proceeding Citation Index.

 

Autores: Francisco Ruiz, Alberto Zapatera, Nicolás Montés.

Título: How to design STEAM projects for primary school in Spain.

Referencia revista/libro: Proceedings of the International Technology, Education and Development conference.

Año: 2018

Clave (A:artículo; L: libro; CL: capítulo de libro): A

Índice de impacto: WoS: Conference Proceeding Citation Index.

 

Autores: Eduardo García, Nicolás Montés.

Título: Towards a self-balancing machine velocity production line for energy saving.

Referencia revista/libro: International Conference on Informatics in control, Automation and robotics.

Año: 2017

Clave (A:artículo; L: libro; CL: capítulo de libro): A

Índice de impacto: WoS: Conference Proceeding Citation Index.

 

Autores: Luis Domenech, F.J.Muñoz, C.I.Serra, C.Soler, Nicolás Montés.

Título: A tensor model for automated production lines based on probabilistic sub-cycle times.

Referencia revista/libro: Modeling Human Behaviour: Individuals and Organizations

Año: 2017

Clave (A:artículo; L: libro; CL: capítulo de libro): CL

Índice de impacto: WoS: Book Citation Index.

 

Autores: Luis Domenech, F.J.Muñoz, C.I.Serra, C.Soler, Nicolás Montés.

Título: A 3D mathematical model for planning ostectomy on long-bone angular deformities.

Referencia revista/libro: Journal of Computational and Applied Mathematics

Año: 2016

Clave (A:artículo; L: libro; CL: capítulo de libro): A

Índice de impacto: WoS: 1.328. Cuartil Q1 (55/254).

 

Autores: Lucia Hilario, Antonio Falcó, Nicolás Montés, Marta Covadonga Mora.

Título: A tensor optimization algorithm for Bezier Shape Deformation.

Referencia revista/libro: Journal of Computational and Applied Mathematics

Año: 2016

Clave (A:artículo; L: libro; CL: capítulo de libro): A

Índice de impacto: WoS: 1.328. Cuartil Q1 (55/254).

 

Autores: Antonio Real, Victor Garcia, Luis Domenech, Jordi Renau, Nicolás Montés, Fernando Sánchez.

Título: Fast and reliable gate arrangement pre-design of resin infusion processes.

Referencia revista/libro: Composites Part A: Applied Science and Manufacturing

Año: 2015

Clave (A:artículo; L: libro; CL: capítulo de libro): A

Índice de impacto: WoS: 3.719. Cuartil Q1 (2/42).