Syvään päähän

Ensimmäisenä päivänä kokoonnuttiin Fastems Oy:n tiloihin Tampereelle, jossa Fastemsin Teemu-Pekka Ahonen esitteli Fastems Oy:n liiketoimintaa, tuotteita ja palveluja. Lisäksi tutustuttiin tuotantotiloihin. Tapahtuma jatkui vierailulla Ylöjärvellä ST-Koneistus Oy:ssä, jossa yrityksen toimitusjohtaja Jarkko Selin esitteli liiketoimintaa ja kertoi koneistusalaan liittyvistä haasteista. Tehdaskierros toteutettiin osana vierailua, ja sen aikana pääsimme tutustumaan koneistusjäysteiden  eli koneistuksessa syntyvien ohuiden metallilastujen poistamiseen räjäyttämällä, monimutkaisten hydrauliikkalohkojen valmistukseen sekä tarkasti valvottuun puhdastilaan.

ST-Koneistus suunnittelee ja valmistaa hydrauliikkakomponentteja useille eri laitevalmistajille. Hydraulijärjestelmissä välykset eli tolenranssit osien välillä ovat erittäin pieniä, tarkkojen sovitusten vuoksi koneistettujen tuotteiden puhtaus ennen toimitusta asiakkaalle on ensiarvoisen tärkeää. Koneistuksessa syntyvien ihmisen hiuksen paksuisten metallilastujen puhdistaminen hydrauliikkalohkoista on alan perinteinen ongelma. Päätyessään hydraulipumppuun yksittäinen ohut lastu voi aiheuttaa kymmenien tuhansien eurojen rahallisen vahingon ja tuotannon keskeytymisen koneen rikkoutumisen vuoksi. Perinteisesti lastuja on poistettu käsityönä hyvän valaistuksen ja sukkapuikkotyyppisten koukkujen avulla. Tarkasta työstä huolimatta lastuja on kuitenkin jäänyt tuotteisiin, ja reklamaatioiden vuoksi ST-Koneistus on ottanut käyttöön uuden menetelmän, jossa ohuet metallilastut poistetaan nyt räjäyttämällä. Käytännössä hydrauliikkalohkot laitetaan koneistuksen jälkeen suljettuun ylipaineistettuun kammioon, ja kammiossa oleva kaasuseos räjäytetään. Räjähdyksessä syntyvä hetkellinen kuumuus nousee tuhansiin asteisiin polttaen ohuet metallilastut. Varsinainen tuote on painava, ja sen lämpötila nousee prosessissa vain noin viiteenkymmeneen asteeseen.

Jäysteiden poiston jälkeen lohkot pinnoitetaan ja kuljetetaan puhdastilaan kokoonpanoa varten. Puhdastila on erotettu tuotantotilasta kahdella peräkkäisellä nosto-ovella, ja puhdastilan ilmankosteutta, lämpötilaa ja mahdollisia epäpuhtauksia monitoroidaan tarkasti reaaliaikaisilla mittalaitteilla. Puhdastilassa lohkoihin asennetaan venttiilit, paineakut, liittimet ja tarkastusnipat. Kokoonpanon jälkeen tuotteet koekäytetään ja pakataan asiakkaan haluamalla tavalla. Räjäytystöiden lisäksi ST-koneistus hitsaa, poraa, jyrsii ja sorvaa. Yritys hyödyntää tuotannossaan robotteja monipuolisesti sekä kappaleiden panostamisessa työstökoneille että tuotteiden hitsauksessa.      

Tampereelta Ylivieskaan siirryimme junalla. Junassa Trinityn käyttöön oli varattu oma yksityinen neuvotteluhuone. Palaverissa pohdittiin mm. automaatioon ja robotiikkaan liittyviä haasteita ja i4.0 teknologioiden, kuten lisätyn todellisuuden ja digitaalisten kaksosten, teollisia sovelluskohteita. Yhtenä mahdollisena sovelluskohteena pohdittiin lisätyn todellisuuden ja tekoälyn mahdollisuuksia virtuaalisten työohjeiden mahdollistajina. Ajatuksena nousi esille mm. kehittää sovellus, joka tunnistaa esimerkiksi tietyt tuotteet ja koneet tekoälyn avulla ja joka tuo autonomisesti oikeat työohjeet työntekijän saataville. Päätelaitteena ja käyttöliittymänä voisi toimia matkapuhelin tai tablettitietokone.   

Tapahtuma jatkui seuraavana päivänä Centrian Ylivieskan yksikössä. TKI-päällikkö Tomi Pitkäaho avasi tapahtuman, ja ensimmäinen puheenvuoro annettiin TKI-johtaja Marko Forsellille. Forsell esitteli Centrian toimintaa, hallituksen asettaman 4 %:n TKI-panostuksen tarjoamia haasteita ja mahdollisuuksia korkeakoulusektorille ja kertoi oman näkemyksensä digitaalisten innovaatiokeskittymien (Digital Innovation Hub, DIH) merkityksestä TKI-työlle. Marko teki vierailijoille selväksi heidän olevan tekemisissä maailman onnellisimman kansan kanssa. Vierailijat ymmärsivätkin varsin nopeasti, ettei Centrian väkeä vähällä lannisteta.

Tutkimusyliopettaja Sakari Pieskä kertoi omassa puheenvuorossaan robotiikan tutkimuksesta Centriassa. Näimme läpileikkauksen Centrian robotiikan tutkimuksesta aina ensimmäisistä robotiikan konenäkösovelluksista viimeaikojen lisätyn todellisuuden sovelluksiin. Digitalisaatio on vienyt robotiikkaa ja teollisia valmistusmenetelmiä eteenpäin viime vuosina.  

Lehtori Tero Kaarlela keskittyi omassa esityksessään digitallisiin kaksosiin ja niiden hyödyntämiseen robotiikan opetuksessa ja tutkimuksessa. Digitaaliset kaksoset mahdollistavat erityyppisten robottien ohjaamisen etänä. Etäohjaus mahdollistaa esimerkiksi robotiikan labraharjoitusten suorittamisen etänä. Aiemmin robotiikan jaksojen laboratorioharjoitusten suorittaminen on onnistunut ainoastaan paikan päällä Robo3D Labissa – nyt suoritusmerkinnän saa halutessaan myös etäharjoituksilla. Kaukana asuvat opiskelijat arvostavat ja hyödyntävät etäharjoituksia, koska niiden avulla on mahdollista säästää aikaa ja välttää poissaoloa kotoa ja töistä.

Etäharjoituksien perustana toimivat digitaaliset kaksoset ovat yhteydessä Robo3D Labin fyysisiin robotteihin Internetin välityksellä. Digitaalisten kaksosten virtuaalinen käyttöliittymä on rakennettu Unity-pelimoottorin avulla (KUVA 1). Projektiin on osallistunut joukko Centrian peli- ja robotiikka-asiantuntijoita, joista jokaisella on ollut tärkeä rooli projektissa. Robotiikan etäoppimisympäristö herätti paljon kiinnostusta ja keskustelua esityksen aikana ja sen jälkeen. Saimme paljon hyviä ajatuksia ja ehdotuksia oppimisympäristön jatkokehittämistä varten. Oppimisympäristön pelillistäminen ja virtuaalisen lehtorin lisääminen saivat eniten kannatusta, ja ne lisättiin tulevaisuuden kehittämiskohteiksi. Nähtäväksi jää, kenen lehtorin digitaalinen kaksonen pääsee opiskelijoiden virtuaalioppaaksi tulevaisuudessa.