Lehti 1-2000 (Koulutus ja simulaattorit)

Pääteemana koulutus ja simulaattorit

 Koulutuksesta…
ja vähän simuloinnistakin

Tekniikan koulutus on aina ollut kiivaan keskustelun kohteena. Teollisuuden tarpeet ja akateemikot norsunluutornissaan eivät joskus kohtaa toisiaan. Automaatioalalla tämä on vielä korostuneenpaa. Rakennus-, kone- tai vaikkapa sähköalan opiskelijat sitoutuvat omaan teollisuudenalaansa jo opiskeluvaiheessa, mutta automaatioalalla ei ole vastaavaa identiteettiä; automaatioihmiset sijoittuvat hyvin erilaisiin tehtäviin hyvin erilaisille teollisuuden aloille, jolloin yleinen automaatioalan peruskoulutus ei voi olla kapea-alaista ja ainoastaan yhden teollisuuden haaran tarpeita palvelevaa.

Jos kysytään, mitä automaatiokoulutuksen tulisi sisältää automaatiotekniikan lisäksi, niin eri henkilöiltä saadaan  vastaukseksi esimerkiksi seuraavia asioita: tietotekniikkaa, sähkötekniikkaa, mittaustekniikkaa, säätötekniikkaa, konetekniikkaa, prosessitekniikkaa, signaalinkäsittelyä, matematiikkaa, simulointitekniikkaa, tietoliikennetekniikkaa, … Jokainen katsoo koulutusta omasta näkökohdastaan ja mielipiteet siitä, mitä automaation ammattilaisen tulee osata ovat vahvasti värittyneitä arvostelijan oman taustan perusteella. Yhden henkilön mielestä automaatio on pelkkää ohjelmointia ja signaalinkäsittelyä, toinen näkee olennaisena asiana teoreettisen säätö- ja systeemiteorian sekä sovelletun matematiikan; kun taas kolmas pitää automaatiota ainoastaan instrumentointi- ja mittaustekniikan soveltamisena.

Tästä seuraa, että kysymykseen: mitä asioita automaatiokoulutuksessa on opetettava, ei ole yksikäsitteistä vastausta. Tulevaisuuden työtehtävät tulevat määräämään sen, mitä olisi ollut hyvä opiskella silloin aikanaan. Toisaalta maailma menee eteenpäin ja joka tapauksessa koulutusta on jatkuvasti täydennettävä, jotta ei tipahtaisi kehityksen kelkasta. On hyvä esimerkiksi hankkia jotain tietoa erikoismittauksista, kenttäväylistä ja vaikkapa sumeasta säädöstä, vaikka työtehtävät eivät niihin suoranaisesti liittyisikään.

Monet käytännön asiat opitaan kuitenkin kantapään kautta. Vastavalmistuneella automaatioihmisellä on usein perin ruusuinen kuva maailmasta. Laajojen järjestelmien hallinta, puuttuvat ja epäluotettavat mittaukset, automaation turvallisuus, kompleksisten systeemien ymmärtäminen sekä järjestelmien ja instrumenttien ylläpito ovat monelle ammattilaiselle arkipäivää ja nämä taitolajit opitaan vasta harjoittelun avulla.

Mitä sitten automaation koulutuksen on pidettävä sisällään, jos kerran tieto vanhenee nopeasti ja monet asiat opitaan vasta työtehtävien avulla? Kaikkea automaation eri osa-alueilta ei voida eikä pitäisikään opettaa. Koulutuksen tehtävänä on antaa perustietoa eri alueilta ja ymmärtämystä automaation olemuksesta, jolloin kiinnostavat ja olennaiset asiat voidaan helposti oppia tarvittaessa. Perustiedoilla ja maalaisjärjellä tekee jo paljon.

Vastaavasti tarvitaan myös eriasteista koulutusta. Nykyinen trendi, jossa korkeakoulujen sisäänottoja kasvatetaan merkittävästi ja samalla muu ammatillinen koulutus lähestyy korkeakouluja ei varmaankaan vastaa teollisuuden tarpeita. Teemaan liittyen tähän Automaatioväylän numeroon on pyydetty artikkelit automaatiokoulutuksesta korkeakoulusta, ammattikorkeakoulusta ja AEL-Inskosta. Lisäksi Seppo Sauso lupasi provosoivan artikkelin samasta aiheesta. Sen kuinka lähellä tai kaukana nämä näkemykset ovat toisistaan, löytyy seuraavilta sivuilta.

Koulutuksesta saadaan helposti rakennettua aasinsilta toiseen teemaan, simulointiin, koska simuloinnilla on usein merkittävä rooli automaatioalan koulutuksessa. Monet systeemit, jotka ovat liian vaikeita analysoitaviksi teoreettisesti, voidaan tarkastella näppärästi simuloinnin avulla.

Koulutussimulaattorit ovat merkittävä asia sinänsä, mutta simuloinnin mahdollisuudet eivät rajoitu pelkkään koulutukseen. Siitä on tullut merkittävä työkalu monelle automaatioalan ammattilaiselle. Simuloinnin avulla voidaan testata uusia menetelmiä ennen niiden toteuttamista. Yhdistämällä simulointi ja optimointi saadaan suunniteltua optimaalisia ratkaisuja monimutkaisille systeemeille kun taas yhdistämällä simulointi säätimeen, saadaan hallittua vaikeitakin säätökohteita.

Jean-Peter Ylen
Teknillinen korkeakoulu
Systeemitekniikan laboratorio
peter.ylen@hut.fi

Artikkelit     Kai Zenger, Teknillinen korkeakoulu,
Systeemitekniikan laboratorio
Automaatioalan koulutus TKK:ssa
Teknilliseen korkeakouluun perustettiin automaatio- ja systeemitekniikan osasto 1.1.1997. Uuden osaston ja koulutusohjelman tavoitteena on antaa tuleville automaatioinsinööreille valmiudet, jotka mahdollistavat toimimisen useilla sovellusalueilla ja toisaalta mahdollisuuden helposti siirtyä sovellusalueelta toiselle.  Koulutusohjelman painopistealueita ovat teollisuuden automaatio, systeemitekniikka, signaalin- ja kuvankäsittely, neurolaskenta ja sen sovellukset, ihminen-kone-liitännät, organisaatioiden systeemianalyysi ja päätöksenteko sekä viestintätekniikka ja informaatioverkostot. Perinteinen säätö- ja automaatiotekniikka ovat edelleen vahvasti mukana, mutta tulevaisuuden automaatioinsinöörin tehtävänkuva ja siihen liittyvät vaatimukset on nähtävä laajemmin.
 
Rainer Paloniemi, AEL
Automaation aikuiskoulutus
Kerran hankittu ammattitaito ei välttämättä enää tänä päivänä riitä takaamaan riittävää osaamista työelämässä. Teknologian nopea kehittyminen ja muutokset yhteiskunnassa asettavat pitkäänkin työelämässä olleen ammattilaisen kylmien tosiasioiden eteen. Vaatimukset ovat ajaneet omien taitojen edelle. Tarvitaan siis monipuolista ja mieluummin läpi elämän kestävää koulutusta, joka takaa ammattilaiselle taitojen pysymisen tekniikan ja ympäröivän yhteiskunnan kehityksen tasolla.
 
Olavi Kopponen, yliopettaja
Seppo Mäkelä, laboratorio-insinööri
Kari Järvinen, lehtori,
Tampereen ammattikorkeakoulu
Kuvat Seppo Mäkelä
Kone- ja laiteautomaatiokoulutus Tampereen ammattikorkeakoulussa
Kone- ja laiteautomaatiokoulutus kuuluu konetekniikan koulutusohjelmaan. Se on ollut suosituin  suuntautumisvaihtoehto konetekniikassa. Yhtenä keskeisenä syynä voidaan pitää koulutusohjelman moniulotteisuutta. Se seuraa nyky-yhteiskunnan kehitystä kohti informaatioyhteiskuntaa. Ammattikorkeakoulututkinto on korkeakoulututkinto..
 
Heikki Hyötyniemi, Teknillinen korkeakoulu, Systeemitekniikan laboratorio
Älykkäistä malleista ja "mallikkaasta älystä"
"Tekoäly" -termillä ja alan tutkimuksella on takanaan poikkeavan värikäs historia. Tekoälyn suuret lupaukset ovat innostaneet jo lukuisia tutkija- ja toteuttajapolvia, mutta aina saavutetut tulokset ovat olleet pettymyksiä ö todellinen "älyn olemus" on jäänyt löytämättä. Systeemitekniikka näyttää tarjoavan uusia näkökulmia ja työkaluja tähän ongelmaan.
 
Kari Porkholm, Fortum Engineering Oy,
Tuula Ruokonen, Fortum Service Oy ja
Martti Välisuo, Fortum Technology
Simulaattorilla hyötyjä suunnittelusta käyttöön
Simulointiohjelmistoja pyritään kehittämään monikäyttöisiksi siten, että samaa ohjelmistoa voidaan käyttää laitoksen esisuunnittelussa, prosessi- ja automaatiosuunnittelussa, turvallisuusanalyyseissä ja lopulta erityyppisten koulutussimulaattoreiden kehittämisessä. Monikäyttöisen simulointiohjelmiston (multifunctional simulation software) käytöllä saavutetaan merkittäviä etuja.
 

Risto Hokkanen,
Kymenlaakson ammattikorkeakoulu
Voimalaitoksen ajoharjoittelua turvallisesti simulaattorilla
Erilaisten ajo- ja häiriötilanteiden harjoittelu valvomossa, oikealla prosessilla on vaikeaa. Myöskään suunnittelijoiden ajoharjoittelua ei yleensä toteuteta oikealla prosessilla. Kymenlaakson ammattikorkeakoulu tarjoaa turvallisen vaihtoehdon: alan kaikille ammattiryhmille sopivaa voimalaitossimulaattorikoulutusta.
 
Tuomo Lehtonen, Teknillinen korkeakoulu
Mikromaailman simulointi ja työkalut
Toimivien simulointityökalujen avulla tuotekehitys ja -suunnittelu on kokeellisiin menetelmiin verrattuna edullista ja nopeaa. Lisäksi eri ilmiöiden syy ja seuraussuhteet sekä vaikutukset voidaan eritellä joustavasti. Kun laitteiden koko pienenee metreistä tai senttimetreistä mikrometreihin, edellä esitetyt simuloinnin hyödyt saavat oleellista lisäarvoa. Simulointi on usein ainoa mahdollinen tapa saada edes jonkinlaista yksityiskohtaista tietoa mikrokokoisen laitteen toiminnasta.  Mikromekaniikassa ensimmäisistä puhdastiloissa suoritetuista kokeiluista on jo edetty konkreettiselle sovellustasolle, mutta yhä vieläkin merkittävä osa alan työstä tehdään yliopistoissa ja tutkimuslaitoksissa perustutkimuksen nimissä kaupallisten sovellusten antaessa odottaa itseään.
 
Kari Kaskes, Systecon Oy ja Teemu Tommila, VTT Automaatio
Ohjeita automaatio-suunnittelun laadunvarmistukseen
Tuotannon laatu ja turvallisuus edellyttävät automaatiolta korkeaa laatua. Usein toimintaa ohjaavat myös erilaiset viranomaisvaatimukset. Laadun aikaansaaminen ja osoittaminen ei kuitenkaan ole helppoa. Käynnissä oleva ASVA-projekti tuottaa käytännön ohjeita tällaisiin vaativiin sovelluksiin.