Denominación de la asignatura: Robótica, Sistemas Inteligentes y Ciberfísicos
Postgrado al que pertenece: Máster Universitario en Industria 4.0
Créditos ECTS: 6
Cuatrimestre en el que se imparte: Primero
Carácter de la asignatura: Obligatoria

Presentación

La asignatura de Robótica, Sistemas Inteligentes y Ciberfísicos estará enfocada en enseñar los conocimientos básicos usados en la industria 4.0. El objetivo principal es que los alumnos sean capaces de proponer soluciones de automatización con el nuevo enfoque que se persigue en la industria 4.0, sin que ello conlleve a la dependencia de expertos en el área.


Los temas descritos darán los conocimientos necesarios para que los alumnos puedan dar soluciones tecnológicas en la transformación de una empresa para que pueda producir productos basados en la industria 4.0.

Los temas están diseñados de tal forma que el alumno sin conocimientos previos a las tres áreas de esta asignatura (robótica, sistemas Inteligentes y ciberfísicos) sea capaz de familiarizarse desde el primer tema con las formas de producción que se originaron desde la primera revolución industrial hasta la tercera revolución industrial, haciendo hincapié en las diferencias entre esta última y lo que se persigue en la cuarta revolución. De esta forma el alumno entenderá cual es el objetivo de integración entre varios sistemas de automatización.

Los temas referentes a las tres áreas de esta asignatura están ampliamente documentados en varios temas, con la finalidad de dar las herramientas necesarias que el alumno necesitara para dominar las áreas básicas de conocimiento de esta asignatura.
Finalmente, se describirán formas de integración y comunicación entre diferentes sistemas como parte primordial e importante en la industria 4.0. Esta tarea es muy importante ya que actualmente la integración de sistemas es una tarea difícil y gracias a las nuevas tecnologías open source es posible hacer integraciones rápidas y de fácil implementación.

Competencias básicas

  • CB6: Poseer y comprender conocimientos que aporten una base u oportunidad de ser originales en el desarrollo y/o aplicación de ideas, a menudo en un contexto de investigación.
  • CB7: Que los estudiantes sepan aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios (o multidisciplinares) relacionados con su área de estudio.
  • CB8: Que los estudiantes sean capaces de integrar conocimientos y enfrentarse a la complejidad de formular juicios a partir de una información que, siendo incompleta o limitada, incluya reflexiones sobre las responsabilidades sociales y éticas vinculadas a la aplicación de sus conocimientos y juicios.
  • CB9: Que los estudiantes sepan comunicar sus conclusiones y los conocimientos y razones últimas que las sustentan a públicos especializados y no especializados de un modo claro y sin ambigüedades.
  • CB10: Que los estudiantes posean las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo.

Competencias generales

 

  • CG1: Analizar e identificar las peculiaridades y las necesidades específicas de la digitalización del sector industrial.
  • CG2: Analizar y seleccionar los campos tecnológicos existentes en donde poder ejercer las competencias propias del máster.
  • CG3: Ser capaces de integrar las principales tecnologías del ecosistema de la industria 4.0 (robótica, fabricación inteligente, inteligencia artificial y analítica de datos, ciberseguridad e internet de las cosas) para resolver problemas específicos del ámbito industrial.
  • CG4: Ser capaces de identificar, evaluar y sintetizar las fases necesarias para analizar, diseñar y gestionar proyectos de transformación digital en el ámbito industrial.
  • CG5: Ser capaces de analizar las necesidades de conectividad e integración de las distintas partes y áreas del ámbito industrial para poder definir mejoras de tipo tecnológico que aumenten de manera significativa la calidad, seguridad y productividad de los procesos.
  • CG6: Poseer y comprender conocimientos que aporten una base u oportunidad de ser originales en el desarrollo y/o aplicación de ideas, a menudo en un contexto de investigación.

Competencias específicas

  • CE1: Ser capaz de analizar, desde una perspectiva general, el grado de robotización y digitalización de las fábricas en su contexto específico y sectorial y ser capaz de identificar y simular algunos escenarios industriales sencillos con las tecnologías implicadas.
  • CE2: Ser capaz de identificar y analizar el grado de digitalización de una empresa en su contexto particular y definir una estrategia de innovación para la transformación digital que incluya una evaluación sobre el nivel de integración de tecnologías de robótica, sistemas inteligentes y ciberfísicos.
  • CE3: Ser capaz de identificar las necesidades de digitalización de un determinado proceso de fabricación tradicional para poder transformarlo en un proceso de fabricación inteligente que aporte importantes mejoras.
  • CE4: Adquirir y aplicar los principios básicos del diseño, la simulación y el desarrollo de prototipos en los procesos de fabricación inteligente.
  • CE5: Ser capaz de diseñar un modelo 3D, hacer simulaciones y pruebas con dicho modelo y simular la generación de prototipos mediante la impresión 3D.
  • CE6: Ser capaz, en el contexto de la industria 4.0, de identificar, analizar, planificar y organizar las actividades necesarias para realizar correctamente un análisis de datos y visualización de la información en un contexto profesional.
  • CE8: Ser capaz de recopilar, procesar, seleccionar y filtrar aquella información de múltiples fuentes de datos hetereogéneas (como, entre otras, fuentes de datos abiertos, información sobre legilsación vigente, documentos técnicos, artículos especializados, páginas web o documentación interna de la empresa) que sea necesaria para la correcta ejecución de técnicas avanzadas de analítica y visualización de datos.
  • CE9: Identificar y evaluar los aspectos fundamentales de la ciberseguridad industrial y ser capaces de realizar un diagnóstico de la seguridad en los entornos industriales.
  • CE10: Ser capaz de identificar y analizar los riesgos en los sistemas de control industrial para poder gestionarlos y mitigarlos de una forma metodológica.
  • CE11: Ser capaz de crear y aplicar un programa de ciberseguridad industrial adecuado a cada organización y en función de los riesgos identificados y aprender a presentarlo a la dirección.
  • CE18: Plantear, de forma general proyectos tecnológicos que den solución a retos del sector industrial, reales o supuestos, para la transformación digital de alguno de los procesos, componentes o partes implicados en la industria 4.0 y el internet de las cosas.
  • CE19: Ser capaz de analizar diseñar y desarrollar, de forma general, una propuesta tecnológica, de digitalización profesional de ámbito industrial, a partir de la información particular del contexto de una determinada empresa y la aplicación de tecnologías robótica, sistemas inteligentes y ciberfísicos, fabricación inteligente, impresión 3D, simulación, big data y analytics, ciberseguridad, sensores, redes y/o protocolos de comunicaciones.

Competencias transversales

  • CT1: Adquirir la capacidad de organizar y planificar las tareas aprovechando los recursos y el tiempo de manera óptima.
  • CT2: Identificar las nuevas tecnologías como herramientas didácticas para el intercambio comunicacional en el desarrollo de procesos de indagación y de aprendizaje.
  • CT3: Desarrollar habilidades de comunicación, escritas y orales, para realizar atractivas y eficaces presentaciones de información profesional.
  • CT4: Adquirir la capacidad de trabajo independiente, impulsando la organización y favoreciendo el aprendizaje autónomo.

Tema 1. Introducción a la industria 4.0 como nuevo paradigma de las fábricas inteligentes y conectadas

  • Introducción y objetivos
  • Aspectos claves de la primera revolución industrial 1.0
  • Aspectos claves de la segunda revolución industrial 2.0
  • Aspectos claves de la tercera revolución industrial 3.0
  • Cuarta revolución industrial 4.0
  • Insdutria 4.0 sistema de producción (fábrica inteligente)

Tema 2. Claves de la transformación digital de la industria

  • Introducción y objetivos
  • Introducción a la digitalización de la industria 4.0
  • Tecnología NFC
  • Identificación por radio frecuencia RFID
  • Etiquetas QR
  • Interfaces hápticas hombre-máquina
  • Tecnología de colaboración hombre-robot

Tema 3. Tecnologías clave en los ecosistemas de la industria 4.0

  • Introducción y objetivos
  • Comunicación M2M
  • Automatización y colaboración hombre-máquina en la industria 4.0

Tema 4. Robotización y digitalización en las empresas

  • Introducción y objetivos
  • Herramientas y técnicas de apoyo para la transformación de la robótica 3.0 a 4.0
  • Análisis de datos para optimizar los procesos de automatización
  • Variaciones en procesos de automatización y herramientas de predicción

Tema 5. Características de los principales sectores industriales respecto a la robotización y digitalización

  • Introducción y objetivos
  • Principales sectores de robotización
  • Sector alimentario
  • Sector automotriz
  • Sector farmacéutico
  • Sector electrónico
  • Sector aeroespacial
  • Sector metalúrgico

Tema 6. Robótica y automatización

  • Introducción y objetivos
  • Definición y elementos básicos de un robot
  • Efectores finales
  • Clasificación de robots
  • Localización espacial de manipuladores
  • Planificación de trayectorias
  • Automatización de procesos

Tema 7. Movilidad autónoma e integración con otros sistemas tecnológicos

  • Introducción y objetivos
  • Robots AGV
  • Navegación autónoma
  • Tipos de locomoción
  • Aplicaciones logísticas y de integración

Tema 8. Introducción a los sistemas inteligentes

  • Introducción y objetivos
  • Introducción a la robótica inteligente
  • Sistemas de percepción inteligente
  • Control de robot basado en visión
  • Referencias bibliográficas

Tema 9. Sistemas ciberfísicos

  • Introducción y objetivos
  • Partes que componen un sistema ciberfísico
  • Sistemas ciberfísicos para la monitorización de procesos en SFM
  • Referencias bibliográficas

Tema 10. Simulación de robots industriales

  • Introducción y objetivos
  • Simulación de tareas offline
  • Simulación de tareas en tiempo real
  • Simulación para tareas de teleoperación
  • Referencias bibliográficas

Tema 11. Aplicabilidad de la realidad virtual y la realidad aumentada en la industria

  • Introducción y objetivos
  • Aplicaciones de realidad virtual
  • Aplicaciones de realidad aumentada
  • Realidad virtual vs. realidad aumentada
  • Referencias bibliográficas

Tema 12. Integración de tecnologías robóticas, sistemas inteligentes y ciberfísicos con el resto de las tecnologías del ecosistema de la industria 4.0

  • Introducción y objetivos
  • Sistemas de fabricación reconfigurable
  • Aplicaciones de integración

Las actividades formativas de la asignatura se han elaborado con el objetivo de adaptar el proceso de aprendizaje a las diferentes capacidades, necesidades e intereses de los alumnos.

Las actividades formativas de esta asignatura son las siguientes:

  • Trabajos. En la programación semanal, puedes consultar cuándo hacerlos y en el Aula virtual encontrarás toda la información sobre cómo desarrollarlos y cómo y cuándo entregarlos.
  • Participación en eventos. Son eventos programados todas las semanas del cuatrimestre: sesiones presenciales virtuales, foros de debate.
Descargar programación

Estas actividades formativas prácticas se completan, por supuesto, con estas otras:

  • Estudio personal
  • Tutorías. Las tutorías se pueden articular a través de diversas herramientas y medios. Durante el desarrollo de la asignatura, el profesor programa tutorías en días concretos para la resolución de dudas de índole estrictamente académico a través de las denominadas “sesiones de consultas”. Como complemento de estas sesiones se dispone también del foro “Pregúntale al profesor de la asignatura” a través del cual se articulan algunas preguntas de alumnos y las correspondientes respuestas en el que se tratan aspectos generales de la asignatura. Por la propia naturaleza de los medios de comunicación empleados, no existen horarios a los que deba ajustarse el alumno.
  • Examen final presencial

Las horas de dedicación a cada actividad se detallan en la siguiente tabla:

ACTIVIDADES FORMATIVAS HORAS POR ASIGNATURA % PRESENCIAL
Sesiones presenciales virtuales 15 horas 100%
Lecciones magistrales 6 horas 0
Estudio del material básico 49 horas 0
Lectura del material complementario 25 horas 0
Trabajos, casos prácticos 51 horas 0
Tutorías 13 horas 30%
Trabajo colaborativo 7 horas 0
Prácticas de laboratorios virtuales 6 horas 16,6%
Total 172 horas -

 

Bibliografía básica

Recuerda que la bibliografía básica es imprescindible para el estudio de la asignatura. Cuando se indica que no está disponible en el aula virtual, tendrás que obtenerla por otros medios: librería UNIR, biblioteca...

Los textos necesarios para el estudio de la asignatura han sido elaborados por UNIR y están disponibles en formato digital para consulta, descarga e impresión en el aula virtual.

Bibliografía complementaria

  • Bondavalli, A., Bouchenak, S. y Kopetz, H. (2016). Cyber-Physical Systems of Systems. Cham: Springer International Publishing.
  • Barrientos, A. (2012). Fundamentos de Robótica. Madrid: McGraw-Hill España.
  • Craig, J. y Álvarez, J. (2006). Robótica. Madrid: Pearson Educación de México.
  • De Paolis, L., Bourdot, P. and Mongelli, A. (2017). Augmented Reality, Virtual Reality, and Computer Graphics.
  • Khalid, A., Kirisci, P., Ghrairi, Z., Thoben, K. y Pannek, J. (2016). A methodology to develop collaborative robotic cyber physical systems for production environments. Logistics Research, 9(1).
  • Mosterman, P. y Zander, J. (2015). Industry 4.0 as a Cyber-Physical System study. Software & Systems Modeling, 15(1), 17-29.
  • Sacala, I., Moisescu, M., Munteanu, I. y Caramihai, S. (2015). Cyber Physical Systems Oriented Robot Development Platform. Procedia Computer Science, 65, 203-209.
  • Thames, L. and Schaefer, D. (2016). Software-defined Cloud Manufacturing for Industry 4.0. Procedia CIRP, 52, 12-17.

El sistema de calificación se basa en la siguiente escala numérica:

0 - 4, 9 Suspenso (SS)
5,0 - 6,9 Aprobado (AP)
7,0 - 8,9 Notable (NT)
9,0 - 10 Sobresaliente (SB)

La calificación se compone de dos partes principales:

El examen se realiza al final del cuatrimestre y es de carácter PRESENCIAL y OBLIGATORIO. Supone el 60% de la calificación final y para que la nota obtenida en este examen se sume a la nota final, es obligatorio APROBARLO.

La evaluación continua supone el 40% de la calificación final. Este 40% de la nota final se compone de las calificaciones obtenidas en las diferentes actividades formativas llevadas a cabo durante el cuatrimestre.

Ten en cuenta que la suma de las puntuaciones de las actividades de la evaluación continua permite que realices las que prefieras hasta conseguir el máximo puntuable mencionado en la programación semanal. En ella se detalla la calificación máxima de cada actividad o evento concreto puntuables.

El sistema de evaluación de la asignatura es el siguiente:

Sistema de evaluación Ponderación max
Participación del estudiante (sesiones, foros, tutorías) 40%
Trabajos, proyectos, laboratorios/talleres y casos 40%
Prácticas de laboratorio virtual 40%
Test de autoevaluación 40%
Examen final presencial 60%

Salvador Cobos Guzmán

Formación académica: Doctor en Robótica e Ingeniero Superior en Automática y Electrónica Industrial por la Universidad Politécnica de Madrid.

Experiencia: Dr. Cobos ha trabajado como Investigador Principal en diferentes áreas de la Robótica como Modelados Biomecánicos de la Mano Humana, Diseño de manipuladores para uso en submarinos y en sistemas paralelos e hiper redundantes.

Líneas de investigación: Inteligencia artificial, Visión por computador, robots paraleos e hiper redundantes, Robótica biomecánica.

Obviamente, al tratarse de formación online puedes organizar tu tiempo de estudio como desees, siempre y cuando vayas cumpliendo las fechas de entrega de actividades, trabajos y exámenes. Nosotros, para ayudarte, te proponemos los siguientes pasos:

  1. Desde el Campus virtual podrás acceder al aula virtual de cada asignatura en la que estés matriculado y, además, al aula virtual de Lo que necesitas saber antes de empezar. Aquí podrás consultar la documentación disponible sobre cómo se utilizan las herramientas del aula virtual y sobre cómo se organiza una asignatura en la UNIR y también podrás organizar tu plan de trabajo personal con tu profesor-tutor.
  2. Observa la programación semanal. Allí te indicamos qué parte del temario debes trabajar cada semana.
  3. Ya sabes qué trabajo tienes que hacer durante la semana. Accede ahora a la sección Temas del aula virtual. Allí encontrarás el material teórico y práctico del tema correspondiente a esa semana.
  4. Comienza con las lecturas que se te indican en el tema. Esto te ayudará a hacerte una idea del contenido más importante del tema y de cuáles son los aspectos fundamentales. Consulta, además, las otras secciones del tema que contienen material complementario (Lecturas recomendadas y Otros recursos).
  5. Dedica tiempo al trabajo práctico (sección Actividades). En la programación semanal te detallamos cuáles son las actividades correspondientes a cada semana.
  6. Te recomendamos que participes en los eventos del curso (foros de debate). Para conocer la fecha concreta de celebración de los eventos debes consultar las herramientas de comunicación del aula vitual. Tu profesor y tu profesor-tutor te informarán de las novedades de la asignatura.

En el aula virtual de Lo que necesitas saber antes de empezar encontrarás siempre disponible la documentación donde te explicamos cómo se estructuran los temas y qué podrás encontrar en cada una de sus secciones: Lecturas obligatorias, Lecturas recomendadas, Otros recursos y Actividades.

Recuerda que en el aula virtual de Lo que necesitas saber antes de empezar puedes consultar el funcionamiento de las distintas herramientas del Aula virtual: Correo, Foro, Envío de actividades, etc.

Ten en cuenta estos consejos...

  • Sea cual sea tu plan de estudio, accede periódicamente al aula Virtual, ya que de esta forma estarás al día de las novedades del curso y en contacto con tu profesor y con tu profesor tutor.
  • Recuerda que no estás solo: consulta todas tus dudas con tu profesor-tutor utilizando el correo electrónico. Además, siempre puedes consultar tus dudas sobre el temario en los foros que encontrarás en cada asignatura (Pregúntale al profesor).
  • ¡Participa! Siempre que te sea posible accede a los foros de debate. El intercambio de opiniones, materiales e ideas nos enriquece a todos.
  • Y ¡recuerda!, estás estudiando con metodología on line: tu esfuerzo y constancia son imprescindibles para conseguir buenos resultados. ¡No dejes todo para el último día!