Εισαγωγή στην Επιστήμη του Ηλεκτρολόγου Μηχανικού (και Τεχνολογίας Υπολογιστών)

Transcript

1 Εισαγωγή στην Επιστήμη του Ηλεκτρολόγου Μηχανικού (και Τεχνολογίας Υπολογιστών) Καθ. Σταύρος Α. Κουμπιάς Πρόεδρος ΤΗΜ&ΤΥ Διάλεξη 1η

2 Κύκλοι Σπουδών (Τομείς) του Τμήματος Ηλεκτρονικής & Υπολογιστών (Η&Υ ) (Μικρο)Ηλεκτρονική, Υλικό& Λογισμικό (Μικρο)Υπολογιστών, Συστήματα Λογισμικού, Ψηφιακή Επεξεργασία Σημάτων, Ειδικές Δικτυακές Δομές Τηλεπικοινωνιών & Τεχνολογίας Πληροφορίας (Τ&ΤΠ) Τεχνολογία της Πληροφορίας (Συλλογή, Επεξεργασία, Συστήματα), Τηλεπικοινωνίες (Μετάδοση της Πληροφορίας, Δίκτυα, Υπηρεσίες) Συστημάτων Ηλεκτρικής Ενέργειας (ΣΗΕ) Λειτουργία, Έλεγχος & Διαχείριση Ηλεκτρικών, Ηλεκτρομηχανικών Ενεργειακών & Βιομηχανικών Συστημάτων Συστημάτων & Αυτομάτου Ελέγχου (ΣΑΕ) Ανάλυση, Μοντελοποίηση και Υλοποίηση (Αυτόματου) Ελέγχου Κάθε Είδους Συστημάτων (Ηλεκτρονικών, Βιομηχανικών, Ηλεκτρομηχανικών κλπ)

3 Κύκλος Ηλεκτρονικής & Υπολογιστών Αγορά Εργασίας Αποφοίτου Η/Υ Αντικείμενα Μικροηλεκτρονική & Συστήματα, FPGA s, Ηλεκτρονική Υψηλών Συχνοτήτων Λογισμικό» Αρχές & Συστήματα για Τηλεπικοινωνιακό, Μικροϋπολογιστών (Hardware Υπολογιστικό, & Δικτυακό Software) και Βιομηχανικό Εξοπλισμό Αρχιτεκτονική Υπολογιστικών Δομών, Συστημάτων και Υπολογιστών Δικτυακά Συστήματα Πραγματικού Χρόνου Αρχές και Συστήματα Λογισμικού ( Αλγόριθμοι, Βάσεις Βιομηχανικά Αρχές και Εφαρμογές και Ενεργειακά Ενσωματωμένων Συστήματα, Συστημάτων Τομέας Δεδομένων, Ανάλυση και Σχεδίαση Λογισμικού, Επικοινωνία Υπηρεσιών, Παράλληλα Ανθρώπου & Υπολογιστή, Κατανεμημένα Διαδικτυακός Συστήματα Υπολογισμός (βέλτιστη αξιοποίηση ) της Αρχές, ύπαρξης Συστήματα πολλαπλών και Εφαρμογές «cores» παντού!!!!!!) Ψηφιακής Επεξεργασίας Αρχές Σημάτων και Συστήματα και Εικόνας Βιομηχανικών Δικτύων Παραγωγικούς Τομείς (Υπηρεσίες, Δημόσιο, Ασφάλεια Υπολογιστών, Δικτύων, «Ενσωματωμένα Συστήματα, Ηλεκτρονικά και Ηλεκτρονική, Υπολογιστές και Πληροφορική για Προηγμένες Εφαρμογές Διαδικτύου για όλους τους Τουρισμός, Γεωργία, Βιομηχανία,...) Internet of Things και εφαρμογές (Smart Energy Grids, Ηλεκτρονική Υγεία,...)

4 Κύκλος Ηλεκτρονικής & Υπολογιστών Η αρχή: Ένα (1)Τρανζίστορ (1954) Pentium/Dual Core -50 εκ. τρανζίστορ (σήμερα) Laptop Computer/multiple chips Υλικό/Λογισμικό Ενσύρματο/ Ασύρματο Δίκτυο Τοπικής ή Ευρείας Περιοχής (Διαδίκτυο)

5 Κύκλος Τηλεπικοινωνιων & Τεχν. Πληροφορίας Τηλεπικοινωνίες Μετάδοση Αναλογική/Ψηφιακή Επικοινωνία Ηλεκτρομαγνητισμός Διάδοση Κυμάτων, Κεραίες,. Δίκτυα Αρχιτεκτονικές, Πρωτόκολλα Διαχείριση, Αξιολόγηση, Απόδοση Υπηρεσίες-Εφαρμογές-Συστήματα Πολυμεσικές Επικοινωνίες Τηλεϊατρική, Video Streaming, Cloud Διαχείριση Στόλων Ενσωματωμένα Συστήματα

6 Κύκλος Τηλεπικοινωνιων & Τεχνολογίας Πληροφορίας Τεχνολογία της Πληροφορίας Κείμενο, Ομιλία, Ήχος, Μουσική, Εικόνα, Video,3D Περιβαλλοντολογικά δεδομένα κ.α. Συλλογή Δεδομένων Ανάλυση, Επεξεργασία & Μοντελοποίηση Δεδομένων Αναλογική-Ψηφιακή Παραμετροποίηση, Μετασχηματισμός, Κωδικοποίηση, Αναγνώριση Προτύπων Μηχανική Μάθηση Εξόρυξη Δεδομένων, Big Data Ανάδειξη-Κατανόηση Πληρ/ίας, κλπ. Συστήματα & Τεχνολογίες Τεχνητή Νοημοσύνη Εικονική-Επαυξημένη Πραγμ. Υπολογιστική Υπολογιστική Όραση Ομιλία και Φυσική Γλώσσα Ήχος και Ηλεκτροακουστική

7 Κύκλος Συστημάτων Ηλεκτρικής Ενέργειας Διανεμημένη παραγωγή Έλεγχος και ευστάθεια συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας Μοντελοποίηση, ανάλυση και έλεγχος αιολικών, φωτοβολταικών κ.ά. συστημάτων σε μεμονωμένη λειτουργία ή λειτουργία μικροδικτύου Μόνιμη και μεταβατική κατάσταση λειτουργίας συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας Ολοκληρωμένη διαχείριση σύγχρονων συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας Δομή ηλεκτρικών μηχανών και λειτουργία στη μόνιμη και μεταβατική κατάσταση Ηλεκτρικές εγκαταστάσεις - Προστασία Ηλεκτρονικά ισχύος Οικονομική διαχείριση Δυναμική και έλεγχος ηλεκτρομηχανικών συστημάτων Ηλεκτρικά κινητήρια συστήματα Έλεγχος στρεφόμενων μηχανών Παραγωγή και μέτρηση υψηλών τάσεων Υπερτάσεις σε δίκτυα υψηλής τάσης Αντικεραυνική προστασία Διηλεκτρικές καταπονήσεις Μονωτικά υλικά μαγνητικές, διηλεκτρικές ιδιότητες της ύλης και συμπεριφορά μονώσεων Νανοδομημένες και νανοσύνθετες ηλεκτρικές μονώσεις Τεχνολογία ψυχρού πλάσματος ηλεκτρικών εκκενώσεων και εφαρμογές Αξιοπιστία συστημάτων και γήρανση μονώσεων εξοπλισμού υψηλής τάσης

8 Κύκλος Συστημάτων Ηλεκτρικής Ενέργειας Παραγωγή κοντά στην κατανάλωση ΑΠΕ-Αποκεντρωμένη Παραγωγή Ηλεκτρικά Οχήματα Έξυπνα Δίκτυα Ενέργειας

9 Κύκλος Συστημάτων Αυτομάτου Ελέγχου Ένα νέο επιστημονικό πεδίο Αρχές Βιομηχανικός Έλεγχος Θεωρία Τηλεπικοινωνίες Σχεδιασμός Ανάδραση Έλεγχος πτήσης Μεθοδολογία Επιβολή Μαθηματικά επιθυμητής συμπεριφοράς Εφαρμογές Αντικείμενα Ρύθμιση μεταβλητών Εφαρμογές Σερβομηχανισμοί Βιομηχανία (συμπ. Ρομποτικής) Βέλτιστος Σταθεροποίηση έλεγχος ασταθούς συστήματος Χημικές διεργασίες Ψηφιακός Μείωση έλεγχος της επίδρασης των διαταραχών Παραγωγή και μεταβολών και μεταφορά στις ενέργειας παραμέτρους Αυτοματισμοί Περισσότερη ελευθερία στον σχεδιασμό Ηλεκτρομηχανική Μεταφορές (+Διάστημα) Προσαρμοστικός έλεγχος Τηλεπικοινωνίες Ευφυής έλεγχος νευρωνικά δίκτυα/fuzzy Βιολογία logic Ιατρική Δίκτυα/Embedded Οικονομία Νανοσυστήματα Χρηματοοικονομικά Μοριακά/Κβαντικά Υλικά (συμπ. παραγωγής ημιαγωγών)...

10 Κύκλος Συστημάτων Αυτομάτου Ελέγχου Με τι ασχολείται η Μηχανικός Ελέγχου; Μοντελοποίηση Προδιαγραφές Σε τελευταία ανάλυση, όλα έχουν σκοπό τον έλεγχο Ορισμός του προβλήματος (αν Αναλυτικά είναι αυτόματος εργαλεία τόσο (π.χ. το Σήματα καλύτερο) & συστήματα, Δυνατότητες ΣΑΕ, ++) για επαναστατικό σχεδιασμό Αλληλεπίδραση Υπολογιστικά εργαλεία με άλλα επιστ. (π.χ. Matlab, πεδία (επιστήμη Labview) Υλοποίηση (αυτοματισμοί, ηλεκτρονικά, μετρήσεις, υπολογιστών, διοίκηση, επιχειρησιακή έρευνα, ηλεκτρομηχανικά, λογισμικό, μαθηματικά) επικοινωνίες) Συνεχής Επαλήθευση-δοκιμές αύξηση και εξάπλωση εφαρμογών Ανοιχτά προβλήματα για επίλυση

11 Κύκλος Συστημάτων Αυτομάτου Ελέγχου Παραδειγμα The Mercedes A-class ESP Electronic Stability Program (ESP)

12 Ολοκλήρωση Αντικειμένων Το Διαδίκτυο των Αντικειμένων (IoT)

13 Ολοκλήρωση Αντικειμένων (IoT) Το Παράδειγμα της Ενεργειας What is next? How you combine the expertise in electronics, circuits, embedded systems, real time systems, sensor and readout electronics, smart metering, diagnostics and financial aspects for the next step? The answers are in the framework of IoT So the choice is: Smart Energy Grid = Electricity Grid + Interbet of Things

14 Ολοκλήρωση Αντικειμένων

15 Πανεπιστήμιο Πατρών Πάτρα, Ιούνιος 2014

16 Ολοκλήρωση Αντικειμένων The Future of the IoT Block chain Technology Democratizing the digital world William Gibson : The future is already there but not evenly distributed Deal with the transactions Peer to Peer computing has been accommodated by the Moore s law. It is there to harness the compute power, terabytes of storage and bandwidth that will be on billions of devices, in millions of locations and sitting idle most of the time for transaction processing. The role of Users The role of devices The role of manufacturers Unlocking excess capacity of physical assets Creating liquid transparent marketplaces Radical re-pricing of credit and risk Improving operational efficiency Digitally integrating value chains

17 Ερωτήσεις;