Marika Hautala
Tomi Pitkäaho
Jari Pihlajamäki
Yritysten uusien teknologioiden oikeanlaisessa ja tehokkaassa hyödyntämisessä on havaittu tarvetta osaamistason nostamiselle ja käyttöönottokynnyksen madaltamiselle.
KÄYPI – Käynnissäpidon uusimmat teknologiat ja niiden vaikutus vähähiilisyyteen
Centrian koordinoiman KÄYPI-hankkeen keskiössä ovat prosessi- ja kappaletavarateollisuudelle merkittäviä säästöjä tuovat ja hiilijalanjälkeä pienentävät käynnissäpitoteknologiat. Tavoitteena on nostaa korkeakoulujen osaamistasoa käynnissäpitoteknologian alalla Centrian, Oulun yliopiston ja Oulun ammattikorkeakoulun yhteistyönä.
KÄYPI-hankkeessa on mukana merkittäviä yrityskumppaneita, kuten Aimo Kortteen Konepaja, Fennovoima, Boliden Kokkola, Boliden Kevitsa, Yara Suomi, Tetra Chemicals Europe, Umicore, Caverion, Santasalo Gears, Telatek Service, SKF Group, ARROW Engineering, Kontio, Pölkky, Invenco, Augumenta, Distence ja Sievin Jalkine. Hanketta rahoittaa Euroopan aluekehitysrahasto, ja rahoituksen on myöntänyt Pohjois-Pohjanmaan liitto.
Hankkeen tuottamien selvitysten avulla yrityksille esitellään heidän tarpeisiinsa soveltuvia teknologioita ja ratkaisuja. Kun yhteistyöyrityksessä ilmenee jokin käynnissäpidon haaste, haetaan ratkaisua uusien teknologioiden mahdollisuuksista. Saadessaan apua teknologisesta ratkaisusta, yritys voi hankkia kyseisiä teknologioita käyttöönsä ja hyödyntää niitä omassa toiminnassaan.
Käynnissäpitoalan osaajapula
Käynnissäpidon alalla on ilmennyt osaajapula. Kenttätason asiantuntijoita on jäämässä runsaasti eläkkeelle ja tarvitaan lisää käynnissäpidon ammattilaisia. Samaan aikaan koulutuksesta on kuitenkin vähennetty resursseja. KÄYPI-hankkeen yhtenä tavoitteena on vähentää käynnissäpidon osaajapulaa lisäämällä tietoisuutta alasta.
Kunnossapidon erikoisammattitutkinnon voi opiskella ainakin Oulun ja Tampereen ammattioppilaitoksissa sekä Tampereen aikuiskoulutuskeskuksessa. Useissa korkeakouluopinnoissa, kuten esimerkiksi Centrian prosessi- ja suurteollisuuden opinnoissa, kertyy myös käynnissäpidon osaamista.
Älylasien hyödyntäminen kumppaniyritysten teknologiademonstraatioissa
KÄYPI-hankkeen aikana on tähän mennessä tehty useita teknologiademonstraatioita yhteistyökumppaneiden kanssa. Hyvänä esimerkkinä toimivat VR- ja älylasien hyödyntämistä ja mahdollisuuksia selvittävät projektit. Fennovoima Oy:lle on rakenteilla VR-koulutusdemonstraatio, jossa käynnissäpidon toimintoja voidaan opetella turvallisesti virtuaalitodellisuuden avulla. Projektissa testataan uusia sovelluksia, joilla yhdistetään rakennusohjelmistoja pelisuunnitteluohjelmistoihin. Näillä sovelluksilla rakennusalan suunnitteluohjelmista saadaan entistä helpommin materiaalia virtuaaliympäristöjen rakentamiseen.
Ohjelmistotalot ovat panostaneet viime vuosina valtavasti VR- ja älylaseja hyödyntävien ratkaisujen kehittämiseen. Laitteiden laskentatehon lisääntymisen myötä on mahdollista kehittää entistä tehokkaampia menetelmiä sellaisten virtuaali- ja lisätyn todellisuuden sovellusten rakentamiseen, joissa hyödynnetään rakennussuunnitteluohjelmistojen sekä kone- ja laitesuunnitteluohjelmistojen dataa. Useat tunnetut, perinteisesti omilla aloillaan toimineet edellä mainittujen alojen ohjelmistojen valmistajat ovat alkaneet tehdä tiivistä yhteistyötä pelialan teknologiayritysten kanssa virtuaaliympäristöjen rakentamisen mahdollistamiseksi.
RealWear-älylasien käyttömahdollisuuksia etähuoltotilanteissa on selvitetty myös Aimo Kortteen Konepaja Oy:lle toteutetuissa teknologiademonstraatioissa yhteistyössä Augumenta Oy:n kanssa. Tämä teknologiademonstraatio tukee suoraan vähähiilisyyden tavoitteita vähentämällä matkustamistarvetta käyttöönottoon ja etähuoltoon liittyen.
Real Wear-älylaseihin ladataan tarvittavat huolto-ohjeet ja muu tarvittava materiaali, jota käyttäjä voi selata laitteen äänikomennoilla Android-tyyppisen käyttöliittymän valikoiden avulla. Laitteen käyttöliittymä heijastetaan käyttäjän toiseen silmään, jolloin saadaan vaikutelma näytöstä ilmassa. Näytöltä voi katsella tarvittavaa materiaalia ja käyttää laitetta normaalin Android-laitteen tavoin, mutta vain äänikomennoilla.
Älylasien tekstinsyötössä on hyödynnetty QR-koodien käyttöä, jolloin kyseiselle laitteelle saadaan helposti vietyä pitkiä tai muuten ääniohjaukselle haasteellisia ja hankalia tekstejä, kuten salasanoja kirjautumisten yhteydessä. Laitteelta katseltava materiaali voi olla perinteisten manuaalien lisäksi esimerkiksi laiteanimaatioita tai videomateriaalia kustakin huollettavasta järjestelmän osasta. RealWear-lasien kaltaiset laitteet ja sovellukset ovat siinä kehitysvaiheessa, että niille on jo toimivia käyttökohteita maailmalla ja niiden käyttö on lisääntynyt räjähdysmäisesti useiden suurten teknologiayritysten käytännön toimintojen osana.
Digitaalisten kaksoset ja anturiteknologiat käynnissäpidon tiedonkeruussa
Boliden Kokkola Oy:n tehtaalla on puolestaan toteutettu demonstraatio digitaalisista kaksosista liittyen sinkin valmistukseen. Digitaalista kaksosta voidaan hyödyntää prosessien optimoinnissa sekä ongelmatilanteiden simuloimisessa ja analysoimisessa. Yrityksessä suunnitellaan lisäksi Centrian KÄYPI- ja RoboSol-hankkeiden yhteistyönä säiliöiden kuvantamista ja kuva-analyysin toteuttamista osana säiliöiden kunnonvalvontaa.
Anturiteknologiat ovat keskeinen apuväline käynnissäpidon datankeräyksessä. Oulun yliopisto on toteuttanut Asensiot Oy:n kanssa yhteistyössä selvitystä MEMS-anturiteknologian tarjoamista mahdollisuuksista käynnissäpidon tiedonkeruussa osana IoT-ratkaisuja.
3D-mallit talteen laitteiden laserskannauksella
Käynnissäpidossa hyödynnetään myös laserskannausta. Sen avulla tuotettuja laitteiden ja ympäristöjen 3D-malleja tarvitaan esimerkiksi VR- ja simulointiympäristöissä. Centrian puutuoteteollisuutta palveleva pintakäsittelylinja on skannattu Geo Slam Zeb Horizon –skannerilla (Kuva 1). Skannaamalla saadun pistepilven päälle voidaan rakentaa siihen sopivalla ohjelmalla 3D-malli kohteesta sekä mahdolliset lisälaitteet, koneen osat ja muut uudet suunnitelmat kohteen ympäristöön. Pistepilvi käsitellään kyseiseen tarkoitukseen kehitellyillä ohjelmilla sellaiseen muotoon, että se voidaan tuoda 3D-mallinnusohjelmaan mallinnettavaksi.
Pistepilveä tuottavia menetelmiä testataan hankkeessa eri projekteissa, jolloin saadaan tietoa erilaisten laitteiden ja menetelmien soveltuvuudesta 3D-mallien tuottamiseen. Laajalla ohjelmistojen ja sovellusten testaamisella syntyy kattava kuva tämän hetken parhaista pistepilven käsittelyyn soveltuvista menetelmistä ja työtavoista. Pistepilven tuottamista ja käsittelyä on testattu erilaisilla keilauslaitteilla ja kamerateknologiaa hyödyntävillä fotogrammetriaohjelmilla. Oulun ammattikorkeakoulu on tehnyt myös 3D-mallintamiseen ja laserskannaukseen liittyvää yhteistyötä Telatek Oy:n kanssa.
Viivakameraskannaus ja tekoälyalgoritmi tunnistavat vierasesineet ja laatuvirheet
Teknologiademonstraatio vierasesineiden tunnistamisesta on käyttöönotettu Yara Suomi Oy:n kanssa. Vierasesineiden löytämiseksi materiaalivirtaa seurataan viivakameraskannauksella kuljetinhihnalta ja järjestelmä tunnistaa automaattisesti vierasesineet tuotteen joukosta. Tätä voidaan hyödyntää niin laadunvarmistuksessa kuin mahdollisten laiterikkojen tunnistamisessa.
Kontiotuote Oy:ssä on toteutettu teknologiademonstraatio puun visuaalisesta laaduttamisesta (kuva 2). Järjestelmä koostuu 3D-väriviivakamerasta ja tekoälyalgoritmista, jolle on opetettu puun erilaisia laatuvirheitä.
Opettamisen jälkeen järjestelmä tunnistaa laatuvirheet automaattisesti kuvasyötteistä. Järjestelmää voidaan potentiaalisesti käyttää ihmisten päätöksenteon tukena tai osana automatisoitua laaduttamisjärjestelmää.
Käynnissäpidon teknologioiden käyttöönottohaasteet paneelikeskustelun aiheena
KÄYPI-hanke järjesti 13.4.2021 Käynnissäpito ja laadunhallinta -webinaariin, jossa alan asiantuntijat APL Systems Oy:stä, Assensiot Oy:stä, MLT Machine & Laser Technology Oy:stä, Promaint ry:stä, Rensi Finland Oy:stä, Centria-ammattikorkeakoulusta ja Oulun ammattikorkeakoulusta kertoivat uusimpien käynnissäpidon teknologioiden mahdollisuuksista tuotannon toiminnan turvaamisessa.
Tilaisuuden paneelikeskustelussa asiantuntijat pohtivat yhdessä myös digitalisaation vaikutuksia käynnissäpidon tulevaisuuteen. Vaikka uudet teknologiat tuovat helpotusta teollisuusyritysten tuotannon toimintaan, digitaalinen läpinäkyvyys ja uusien teknologioiden saattaminen selkeästi ymmärrettävään muotoon on ollut suuri haaste. Yrityksiin on voitu hankkia uusia käynnissäpidon teknologioita, mutta niiden varsinainen käyttöönotto on resurssipulan vuoksi saattanut jäädä tekemättä tai on toteutettu vaillinaisesti.
Panelistit olivat yhtä mieltä siitä, että uusista teknologioista pitäisi tehdä niin helppokäyttöisiä, ettei niiden käytön opettelu vaatisi liikaa resursseja. Työmarkkinoille tuleva uusi sukupolvi helpottaa hieman tilannetta, sillä se on tottunut erilaisten digitaalisten teknologioiden hyödyntämiseen ja motivoi siinä samalla myös vanhempaa työntekijäkaartia.
Paneelikeskustelussa nousi lisäksi esiin huoli siitä, millaisilla toiminnanohjausjärjestelmillä ja laitekohtaisilla älysovelluksilla yritykset voivat hallita laitekantaansa, vaikka sovellukset ovatkin kehittyneet toimimaan paremmin yhteen. Monilla teollisuuden aloilla myös huoltovälit perustuvat ainoastaan laitetoimittajan huoltokäsikirjaan. Huoltovälin muuttaminen on haasteellista, johon tarvitaan aina aktiivista ja osaavaa henkilökuntaa. Usein ollaan vain kokeneen työntekijän näppituntuman varassa. Useiden laitteiden yhtaikaiseen kunnossapitoon, jotka antavat eri aikaan huoltoilmoituksen, olisi myös ihmisen päätöksentekoa tukeva tekoäly tarpeen.
Vaikka tekoälyllä pystytäänkin edistämään käynnissäpitoa, se ei voi olla ‘päälle liimattua’, vaan sen täytyisi olla osa integroitua kokonaisuutta. Tekoäly ei myöskään yksin ratkaise ongelmia, vaan asiantuntijalla täytyisi olla riittävän laaja käynnissäpidon osaaminen. Ilman asiantuntemusta voi olla hankala nähdä kokonaisuutta ja silloin luotetaan helposti vain tiettyjen laitteiden ominaisuuksiin. Pahimmillaan ei ymmärretä mittaamisen merkitystä osana käynnissäpitoa.
Tänä päivänä puhutaankin jo mieluummin tukiälystä, joka tulee apuun kaikkeen, missä sitä osataan hyödyntää. Tekoälyn käyttämistä ennakoivassa kunnossapidossa tukee Työ- ja elinkeinoministeriön asettaman työryhmän “Tekoäly 4.0” väliraportti, joka julkaistiin 26.4.2021 (Työ- ja elinkeinoministeriö, 2021).
Toimivalla käynnissäpidolla hallitaan prosessia ja ylläpidetään tehokkaan tuotannon edellytyksiä. Käynnissäpitoa tukevia digitaalisia työkaluja on saatavilla ja niiden onnistunut käyttöönotto parantaa todistetusti yritysten kilpailukykyä ja liiketoimintaa. Tämä vaatii yrityksiltä rohkeutta ja investointeja digitalisaatioon, joka on yksi merkittävimmistä teollisen tuottavuuden kasvattamisen keinoista.
Lähteet:
Työ- ja elinkeinoministeriö. 26.4.2021. Tekoäly 4.0 -ohjelma. Ensimmäinen väliraportti: käynnistysvaiheesta toteutusvaiheeseen. Www-julkaisu. Saatavilla: Tekoäly 4.0 -ohjelma Ensimmäinen väliraportti: käynnistysvaiheesta toteutusvaiheeseen (valtioneuvosto.fi) Katsottu: 26.4. 2021
Marika Hautala
TKI-kehittäjä
Centria-ammattikorkeakoulu
p. 040 487 5812
Tomi Pitkäaho
projektipäällikkö
Centria-ammattikorkeakoulu
p. 040 485 8219
Jari Pihlajamäki
TKI-asiantuntija
Centria-ammattikorkeakoulu
p. 040 570 0409
