Infrastructura de cercetare pentru dezvoltarea produselor, proceselor și serviciilor inovative inteligente – PRECIS

Date proiect: Proiect finanțat 2014-2016 prin Axa 2 – Competitivitate prin Cercetare, Dezvoltare Tehnologică şi Inovare, Operațiunea 2.2.1: Dezvoltarea infrastructurii C-D existente şi crearea de noi infrastructuri C-D (laboratoare, centre de cercetare), Cod proiect POSCCE-A2-O2.2.1-2013-1, ID 1858/cod SMIS – CSNR 48590 (web http://precis.acs.pub.ro/).

Obiectivul general: Centrul de cercetare pentru produse, procese şi servicii inovative inteligente PRECIS are ca obiectiv general extinderea infrastructurii curente și a activităţilor de cercetare din Universitatea POLITEHNICA din Bucureşti, Facultatea de Automatică şi Calculatoare, în vederea realizării transferului tehnologic şi dezvoltării produselor, proceselor şi serviciilor inovative de nouă generaţie, destinate în principal industriei şi sănătăţii. Totodată, proiectul vizează abordarea unor noi direcţii de cercetare prioritare la nivel internaţional şi naţional, cu impact asupra creşterii competitivităţii economiei româneşti, şi achiziţia de echipamente care facilitează realizarea acestor cercetări.

Laboratoarele şi direcţiile de cercetare propuse în proiect se focalizează pe produse, procese şi servicii ce includ metode şi tehnologii inteligente (smart) orientate pe procese industriale adaptive şi inovative, sisteme pentru creşterea calităţii vieţii, sisteme cognitive autonome, servicii în cloud şi viitorul Internet, societatea smart mobilă şi medicina digitală.

Perioada de implementare: 21 de luni, martie 2014 – decembrie 2015.

Buget: Valoarea totală a proiectului este de 49.219.137,00 lei, din care asistenţa financiară nerambursabilă este de 40.000.000 lei. Valoarea eligibilă nerambursabilă din Fondul European de Dezvoltare Regională este de 34.104.000,00 lei, iar valoarea eligibilă nerambursabilă din bugetul naţional este de 5.896.000 lei.

Valoarea adăugată a proiectului:

Proiectul PRECIS are două componente principale: construirea unei noi clădiri pentru a găzdui laboratoarele noi propuse în proiect și dotarea acestor laboratoare cu echipamente performante.

Se remarcă faptul că un număr de patru săli multifuncţionale sunt destinate a fi incubatoare de idei, permiţând astfel atât transformarea activă a ideilor în produse şi procese tehnologice, cât şi dezvoltarea abilităţilor antreprenoriale ale cercetătorilor.

Clădirea mai include spațiul pentru Data Center la demisol, spații tehnice, spații administrative, spații sanitare, cantină, bucătărie, foyer-uri, ALA, curte și curte tehnică.

B. Echipamente de cercetare

Laboratoarele găzduite de noua clădire sunt orientate pe direcţii majore de cercetare cu impact semnificativ asupra construirii societăţii cunoaşterii şi a creşterii competitivităţii cerecetării româneşti pe plan european. Direcţiile de cercetare abordate sunt sprijinite de calificarea şi competenţele deja dovedite ale colectivelor de cercetare din Facultatea de Automatică şi Calculatoare, constituind o referinţă naţională din punctul de vedere al competențelor cercetătorilor.

Toată infrastructura de cercetare propusă urmăreşte utilizarea tehnologiilor moderne pentru inovare în conducerea proceselor de producţie care să contribuie la dezvoltarea de soluţii cu eficienţă energetică sporită, suport pentru investigaţii computerizate în medicină, oferirea de facilităţi de interoperabilitate în diagnoză şi tratament, monitorizarea parametrilor de mediu, inclusiv în medii ostile, dezvoltarea de suport informatic pentru agricultură, securitate alimentară, construirea de roboţi pentru medicină şi servicii asistive.

Toate laboratoarele au dotare corespunzătoare specificului de cercetare, unele dintre ele având dotări ce constituie o premieră naţională, similare cu cele ale laboratoarelor pe tematici asemănătoare din centre de cercetare europene.

În cadrul infrastructurii au fost achiziţionate trei echipamente cu valori mai mari de 100.000 euro, la care au acces toate laboratoarele centrului, echipamente ce constituie premiere naţionale ca suport pentru activitatea de cercetare-dezvoltare şi sunt la nivelul celor mai performante echipamente la nivel europen în domeniu.

Echipamentele cu valori mai mari de 100.000 euro sunt:

Centrul de date PRECIS. Infrastructura beneficiază de un Centru de date (Data Center) care concentrează puterea de calcul şi capacitatea de stocare, Centrul de date oferă servicii tuturor laboratoarelor centrului de cercetare. Data center-ul servește cu precădere următoarele 3 laboratoare: Cercetări inovative şi utilizarea metodelor computaţionale avansate în domeniile aerospaţial, astrofizică, seismologie, meteorologiei şi hidrologiei (L20), Servicii inovative bazate pe modelul Cloud (L21) şi Sisteme inovative bazate pe Cluster şi GRID Computing (L22), dar conţine şi componentele de prelucrare care oferă servicii de date, prelucrare şi stocare şi servicii CMS tuturor celorlalte laboratoare din PRECIS.

PRECIS UPB Sisteme inovative bazate pe Cluster

Centrul de date PRECIS

În centrul de date sunt instalate rackuri conţinând servere şi sisteme de calcul performante, cu arhitecturi de procesoare multi-core omogene (de exemplu Intel Xeon, AMD Opteron etc.) şi eterogene (de exemplu Intel Xeon Phi, NVidia Kepler, AMD Fusion etc.), precum şi sistemele de interconectare corespunzătoare, toate formând un cluster computaţional de ultimă generaţie.

Puterea de calcul teoretică instalată estimată este de peste 10TFlops în dublă precizie şi peste 50TFlops în simpla precizie. Sistemele oferă resurse atât pentru aplicaţii computaţional intensive, cât şi pentru aplicaţii ce necesită multă memorie, comunicaţii intensive între mai multe noduri, latenţă scăzută de comunicare, lăţime de bandă crescută sau servicii de virtualizare pentru cloud şi grid computing. Pentru a asigura disponibilitatea continuă a resurselor din centrul de calcul, au fost instalate două sisteme de climatizare redundante dedicate pentru sala serverelor, cu putere de răcire cumulată de minim 200KW, precum şi un generator de curent de capacitate minimă de 200KVA.

Performanța echipamentelor instalate în Centrul de calcul PRECIS au fost evaluate utilizând atât benchmarkurile High Performance Linpack (http://www.netlib.org/benchmark/hpl/) ce poate evalua performantele de vârf ale întregului ansamblu de sisteme, cât și versiunea mai generală HPC Challenge Benchmark – HPCC (http://icl.cs.utk.edu/hpcc/) ce evaluează atât performanțele procesoarelor, cât și cele ale sistemelor de interconectare, ale memoriilor principale și implicit ale dispozitivelor de stocare instalate. În România mai sunt doar două alte sisteme similare din punct de vedere al performanțelor instalate, la Universitatea de Vest din Timișoara și la Institutul Național de Fizică Nucleară IFIN-HH. Astfel, în urma noilor achiziții, sistemul instalat în centrul nostru de calcul a devenit printre cele mai puternice la nivel național, din anul 2015.

Linia completă pentru PCB prototyping reprezintă o linie pentru producerea de cablaje, imprimare, montare componente şi lipire de capacitate mică, specializată pentru realizarea de prototipuri.

Linia conţine:

  1. plotter ProtoMat, inclusiv softuri şi accesorii (ProtoLaser S, tehnologie ecologică fără substanţe chimice);
  2. tehnologie electro-galvanică automatizată pentru metalizare treceri;
  3. truse pentru mascare (Solder Masking) „ProMask” şi inscripţionare (Silk Screening) „ProLegend”, dispozitiv de fixare a şablonului şi aplicare a pastei de lipit – (Solder Paste Printer);
  4. echipament semiautomat, cu manipulator, de plantat componente SMT, cu masă ajustabilă, blocare a capului manipulatorului, plasare automată a componentei pe placă;
  5. cuptor pentru lipire componente, cu atmosferă controlată de microprocesor, presă pentru producţia de circuite multistrat, până la 8 straturi).

Achiziţionarea unei astfel de linii oferă posibilitatea de realizare a prototipurilor pentru plăcile specializate proiectate în laboratoarele centrului cu destinaţii multiple: elemente de automatizare, robotică, senzori, componente de comunicaţie etc. Din câte cunoaştem, în România nu exista o linie completă pentru realizarea de prototipuri, ci doar componente disparate, până acum prototipurile fiind realizate în străinătate. Linia este utilizată pentru realizarea modelelor experimentale de plăci electronice pentru toate laboratoarele centrului de cercetare, dar și eventual prestarea de servicii pentru realizarea de prototipuri cerute de alți dezvoltatori din țară. Tehnologia de realizare respectă standardele actuale pentru realizarea fără subsatanțe chimice a microstructurilor de mare precizie pe cablaje dublu strat ce pot fi asamblate multistrat. Linia este utilizată în principal de laboratoarele L2 și L5, dar poate fi utilizată și de alte laboratoare pentru fabricarea loturilor mici de echipamente, rezultate din activitatea de cercetare.

Sistem integrat de monitorizare complexă multinivel, pe arii largi indoor/outdoor a calității aerului și securității. Include o rețea de senzori wireless pentru monitorizare complexă, pe mai multe niveluri a parametrilor de mediu indoor şi outdoor. Caracteristici: conţine noduri multisenzoriale/router inteligente conectate wireless, noduri gateway şi un nod central de management al reţelei. Configuraţia reţelei de senzori este specifică activităţii de cercetare cuprinzând noduri multisenzoriale inteligente conectate wireless, noduri gateway ce permit dezvoltarea topologiilor specifice de reţea, nod central pentru management. Componentele sunt integrate într-o reţea-pilot de monitorizare a calităţii aerului în campusul universitar, dar şi integrarea în configuraţie a noi noduri dezvoltate în laboratoarele de cercetare pentru monitorizarea calităţii şi siguranţei vieţii. Rețeaua este scalabilă și reconfigurabilă, necesită consum minim de energie și un nivel redus al radiaţiei. Rețeaua constituie și o platformă de test pentru alte noduri senzoriale cognitive (si reţele corespunzatoare) dedicate creșterii siguranței calității vieții, ce sunt dezvoltate de către membrii laboratorului sau de către alți parteneri de proiecte de cercetare. În ţară nu există, la acest moment, o reţea de senzori cu o asemenea complexitate, utilizată pentru activităţi de cercetare sau monitorizare. Nodurile multisenzoriale inteligente cu facilităţi de comunicare wireless sunt de ultimă generaţie, infrastructura creată susţine activitatea de cercetare pentru achiziţia și prelucrarea datelor în scopul monitorizării parametrilor ce contribuie la creşterea calităţii vieţii.

Centrul PRECIS va stimula creativitatea și imaginația multor generații de cercetători ai Facultății de Automatică și Calculatoare şi va deschide o noua eră a cunoașterii și a perfomanțelor inginerești pentru tinerii talentați, pasionați de cercetare științifică și inovare.