Tulevaisuuden tehdas

Tulevaisuuden tehdas on osa ekosysteemiä, joka keksii toinen toistaan parempia keinoja hyödyntää digitaalisen tiedon tulvaa. Taitavasti jalostettu tieto tarjoaa tuotannolle tehoa, kestävyyttä ja joustoa.

Uutinen on julkaistu ABB Oy:n power-asiakaslehden numerossa 2/2017.

Tämä juttu löytyy Slideshare-palvelusta: www.slideshare.net/ABBSuomi


ABB on avannut Pitäjänmäelle Helsinkiin asiakkaiden tarvitsemaa testikäyttöä varten digilaboratorion.

On helppoa visioida tulevaisuuden tehokasta prosessiteollisuutta, jossa automaatiojärjestelmä ohjaa jokaista kattilaa, pumppua ja venttiiliä. Ilmeisesti liiankin helppoa.

Ismo Nousiainen vastaa tuotannosta Metsä-Fibressä, joka rakentaa parhaillaan uutta biotuotetehdasta Äänekoskelle.
”Rakensimme sellaisen sellutehtaan Äänekoskelle jo vuonna 1985. Tehdasta ohjataan nyt noin 100 000 parametrillä”, toteaa Metsä Fibren tuotantojohtaja Ismo Nousiainen. Automaatiojärjestelmän päälle on sittemmin rakennettu prosessia optimoivia järjestelmiä, ja sellaisia tulee syksyllä valmistuvaan biotuotetehtaaseenkin. Nousiaiselle tulevaisuuden tehdas on nykypäivän tehdas, jota parannetaan jatkuvasti.

”Uskon, että lähitulevaisuudessa kunnonvalvonta lisääntyy. Meillä on jo nyt kokemusta siitä, että esimerkiksi laitteiden värinätasosta on pystytty ennustamaan laakereiden elinikää.” Tällaisen työn Nousiainen jättää mieluusti muille yrityksille. Hän näkee tulevaisuuden tehdasympäristön ekosysteeminä, johon kukin toimija tuo asiantuntemuksensa ja hyötyy siitä omalla tavallaan.

Joustoa ja elinikää 3D-tulostamalla
Risto Kuivanen vastaa VTT:llä Tulevaisuuden tehdas -liiketoiminnan kehittämisestä.
VTT:n kehityspäällikkö Risto Kuivanen odottaa, että yritysten ekosysteemi leviää teollisen internetin avulla globaaliksi ja samalla hajaantuu tuotanto, etenkin kappaletavaratuotanto.

”Yritykset haluavat valmistaa tuotteitaan esimerkiksi lähellä asiakasta tai jopa kuljetuksen aikana”, Kuivanen sanoo. Hän ennustaa täysin digitaalisia tilaus-toimitusketjuja, joihin viimeisen puuttuvan palan tarjoaa 3D-tulostus.

”Tällä hetkellä 3D-tulostuksen arvo globaalisti on muutaman promillen, mutta se kasvaa 30 prosenttia vuodessa. 10–15 vuoden kuluttua sen osuus on jo merkittävä”, Kuivanen arvioi. Huollosta ja kunnossapidosta Suomen ABB:llä vastaava Marjukka Virkki valmistautuu digitaalisiin varaosavarastoihin.

Marjukka Virkki vastaa huollosta ja kunnossapidosta Suomen ABB:llä.
”3D-tulostamalla voitaneen aikanaan tuottaa varaosia tarpeen mukaan myös hyvinkin vanhoihin laitteisiin ja siten ylläpitää tehtaan eri kerrostumia”, Virkki sanoo. Kun laitteiden elinikää voidaan pidentää myös ennakoivalla huollolla, on selvää, että ainakin osa tulevaisuuden tehtaista on hyväkuntoisia tehdasvanhuksia.

Nousiainen ennustaa uuden biotuotetehtaan iäksi 35–40 vuotta. Tuona aikana sellusta valmistetaan paperin ja kartongin ohella materiaaleja, joita ei ole välttämättä vielä edes keksitty. Nousiainen ei pidä kuitenkaan todennäköisenä, että sellun tuotantoa säädettäisiin kunkin käyttökohteen mukaan.

”Tärkeintä on, että sellua tuotetaan resurssitehokkaasti ja sellun käyttäjä saa sujuvasti tarkat tiedot raaka-aineen laadusta optimoidakseen omaa prosessiaan.”

Tehdas vaihtaa suuntaa ketterästi
ABB:n Simo Säynevirta visioi tehtaan, joka vaihtaa ketterästi suuntaa, kun markkinat antavat signaalin. Hän näkee ketteryyttä jopa prosessiteollisuudessa, mutta ennen kaikkea kappaletavaratuotannossa, joka palvelee entistä hektisempiä kuluttajamarkkinoita. Hän uskoo, että pitkään toivottu massaräätälöinti onnistuu tulevaisuuden tehtaassa kannattavasti joustavien valmistusmenetelmien, kuten 3D-tulostuksen ja robottien, ansiosta. Itse asiassa hän odottaa, että kokonaiset tuotantolinjat järjestäytyvät tarvittaessa ketterästi uudelleen.

Simo Säynevirta vastaa ABB Ability -ohjelmistoalustan kehittämisestä ja tuotannosta globaalisti.
”Tuotanto konfiguroidaan uudeksi hetkessä ohjelmistojen avulla. Tämä edellyttää sitä, että uusi tuotantolinja rakennetaan alusta alkaen helposti muunneltavaksi, modulaariseksi”, Säynevirta toteaa. Joustavuus on jo tuttua elektroniikkateollisuudesta, ja yksittäisiä robotteja ohjelmoidaan uudelleen alalla kuin alalla. Kuivanen odottaa, että tekoäly kehittyy erityisesti koneoppimisen osalta, jolloin robotit pystyisivät lisäämään tuottavuuttaan itsekseen, robottikollegoiltaan oppimalla.
”Olisi aivan huikeaa nähdä robotti, joka osaa kaiken sen, mitä edelliset robotit ovat oppineet”, Kuivanen toteaa.

Säynevirta soveltaa oppimisen ideaa muihin laitteisiin ja prosesseihin. Hän korostaa, että esimerkiksi taajuusmuuttajan käyntiä koskeva tieto kertoo parhaimmillaan koko prosessin tilasta.

”Mahdollisuuksia aukeaa lisää, kun tietoa voidaan kerätä entistä laajemmin koko prosessista. Yhdestä laitoksesta ei tule koskaan tilastollisesti merkittävää, mutta jos samassa yrityksessä on niitä kolme, pystytään ennakoimaan mallien avulla asioita, joita kyseisessä laitoksessa ei ole vielä koskaan tapahtunut”, Säynevirta sanoo.

Kaikki tieto talteen ja taitavasti käyttöön
Vielä jokin aika sitten oli valittava tarkasti, mistä laitteesta tai prosessista tietoa halutaan kerätä. Nyt teollinen internet voi siirtää dataa pilveen pihtaamatta, sopivaa sovelluskohdetta odottamaan. Säynevirran mukaan nyt on valittava tarkasti, miten massasta poimitaan olennainen tieto ja viritetään se päätöksen tueksi niin tuotannossa kuin liiketoiminnassakin. Hän painottaa käyttäjälähtöistä suunnittelua, oli kohteena sitten robotti tai tuotantoa ohjaava järjestelmä.

”Tutkijat puhuvat jo, että ihmisen ja järjestelmän välille pitäisi syntyä tunnetason yhteys, jotta työ tuntuisi mielekkäältä.”

ABB:n visioissa tulevaisuuden tehdas on
Joustava: 3D-tulostimet ja robotit tuottavat massaräätälöityjä tuotteita.
Ketterä: Tuotantolinja konfiguroidaan uudelleen markkinoiden mukaan.
Tehokas: Jatkuva analyysi auttaa kehittämään automaatiota.
Kestävä: Ennakoiva huolto ja kunnossapito lisäävät käyttövarmuutta ja tehtaan elinkaarta.
Helppokäyttöinen: Kollaboratiivinen robotti toimii ihmisen työparina.
Ytimessä: Tukipalvelut hoitaa ekosysteemi eli yritysverkosto.
Fiksu: Laitteista ja prosesseista kerätty tieto ohjaa tuotantoa ja palvelee koko liiketoimintaa.


Teksti: Marianna Salin, kuvat:Timo Kauppila