Digitaalinen murros vaikuttaa myös raskaita koneita valmistavaan teollisuuteen. Suomessa muutos näkyy esimerkiksi koneenrakennusalalla, jossa digimurros luo tarvetta kehittää koneissa käytettäviä ohjelmistoja ja alan ammattilaisten osaamista.
LUT-yliopiston, Oulun yliopiston ja Aalto-yliopiston yhteisessä reaaliaikaissimulaatiota hyödyntävässä tutkimushankkeessa parannetaan raskaiden koneiden operaattoreiden eli käyttäjien hyvinvointia ja vähennetään koneeseen kohdistuvaa mekaanista rasitusta.
”Suomessa on tyypillistä, että korkean teknologian tuotteet ovat pitkälle räätälöityjä vastaamaan asiakastarpeita ja niitä käytetään globaalisti. Ohjelmistojen kehitys räätälöityihin koneisiin vaatii laitekohtaista tietoa ja ymmärrystä niiden käyttäytymisestä, jotta ohjelmistot saadaan toimimaan tehokkaasti ja tarkoituksenmukaisesti”, projektipäällikkö Kirsi Kokkonen LUT-yliopistosta sanoo.
Reaaliaikasimulointiin pohjautuvat simulointitekniikat sekä tekoälytekniikat mahdollistavat älykkäiden ominaisuuksien kehittämisen työkonesovelluksiin jo suunnitteluvaiheessa. Niiden avulla pystytään vaikuttamaan tuottavuuteen, hyötysuhteeseen ja koneen käyttäjän hyvinvointiin. Tekoälyavustajan avulla on mahdollista esimerkiksi vähentää törmäyksiä ja käyttäjän kokemaa stressiä.
”Nykyaikaisissa simuloinneissa pystytään mallintamaan koneen toimintaa ja ympäristöä tarkasti, joten simulointi tarjoaa laitteiden uusien ominaisuuksien kehittämiseen lukuisia mahdollisuuksia”, Sandvik Mining and Construction Oy:n suunnittelupäällikkö Arto Vento sanoo.
Tavoitteena yksinkertaistaa koneiden ohjausta avustavien järjestelmien avulla
Santtu-tutkimushankkeessa keskitytään työkoneiden ja raskaan teollisuuden koneiden operaattoreita avustavien järjestelmien kehittämiseen tiiviissä yhteistyössä suomalaisen teollisuuden kanssa.
Hankkeen tavoitteena on yksinkertaistaa koneiden ohjausta ja käyttöä puoliautonomisten, operaattoria avustavien järjestelmien avulla. Samalla operaattorin kognitiivinen kuormitus sekä laitteeseen kohdistuva rasitus vähenee. Myös koneiden elinikä, käytettävyys ja tuottavuus paranevat merkittävästi.
Yhdistämällä fysiikkapohjaista, reaaliaikaista simulointia, digitaalisia kaksosia ja tekoälytekniikoita pystytään luomaan puoliautonomisia järjestelmiä. Tavoitteena on kehittää mallipohjainen, tekoälyavusteinen ratkaisu, joka mahdollistaa törmäyksen eston, rasituksen optimoinnin, parannetun tarkkuuden, työrutiinien automatisoinnin sekä ihmiskeskeisen käyttöliittymän suunnittelun toteuttamisen. Näiden avulla osaamisvaatimukset koneen tehokkaalle käytölle madaltuvat, mikä laajentaa tavoiteltavia markkinoita erityisesti nopeasti kasvavilla markkina-alueilla.
”Simulointipohjaisesti, etenkin reaaliaikaisen dynamiikkalaskennan avulla, pystytään kehittämään ohjelmistoja ja ominaisuuksia, jotka on räätälöity konekohtaisesti ja mahdollistavat koneiden energiatehokkaan käytön sekä parantavat laitteiden tuottavuutta”, Oulun yliopiston koneensuunnittelun professori Emil Kurvinen sanoo.
Hankkeessa on mukana Sandvik Mining and Construction Oy, Raute Oyj, Ponsse Oyj ja Mantsinen Oy sekä seurantayrityksinä Mevea Oy ja GIM Robotics Oy sekä lisäksi Sustainable Industry X (SIX) ja FIMA Ry. Hankekokonaisuus liittyy Sandvik Shift’25 Business Finland veturiohjelmaan. Projekti rahoitetaan Business Finland co-innovation rahoitusinstrumentista ja on liitettynä Sustainable Manufacturing ohjelmaan.
Santtu-projekti toteutetaan kolmen yliopiston yhteistyönä:
- LUT-yliopiston monitieteisellä SIM-alustalla. Mukana ovat Lea Hannolan innovaatiojohtamisen, Aki Mikkolan virtuaalisuunnittelun, Paavo Ritalan strategian ja innovaatioiden, Minna Saunila suorituskyvynjohtaminen, sekä Heikki Handroosin älykkäiden koneiden tutkimusryhmät.
- Oulun yliopiston materiaali- ja konetekniikan tutkimusyksikön kone- ja ajoneuvotekniikan tutkimusryhmässä koneensuunnittelun professori Emil Kurvisen johtamana
- Aalto-yliopiston Älykkäiden robottien tutkimusryhmässä professori Ville Kyrkin johdolla
Mitä?
Koneen ohjauksen ja käytön yksinkertaistaminen puoliautonomisten kuljettajaa avustavien järjestelmien avulla
Miksi?
Vähentämään käyttäjän kokemaa kognitiivista stressiä ja koneeseen kohdistuvaa mekaanista rasitusta, joilla voidaan lisätä koneen käyttöikää sekä käytettävyyttä
Miten?
Yhdistämällä huippuluokan fysiikkaan perustuvia simulaatiomalleja, digitaalisia kaksosia ja tekoälytekniikoita korkeamman tason autonomisten ominaisuuksien saavuttamiseksi.
Tavoite:
Mallipohjainen tekoälyavustaja, joka kykenee estämään törmäyksiä ja stressiä, parantamaan tarkkuutta, automatisoimaan rutiinityötehtäviä sekä parantamaan ihmisen ja koneen välistä käyttöliittymää (Human machine interface, HMI).
Tilaa Curious People -uutiskirje
Tilaamalla uutiskirjeemme saat sähköpostiisi noin 1–2 kertaa kuukaudessa luettavaa tutkimuksestamme puhtaaseen energiaan, ilmaan ja veteen sekä kestävään liiketoimintaan liittyen.
Lisätietoja:
