Lehti 2-2002 (Mekatroniikka ja konenäkö)

Pääteemana mekatroniikka ja konenäkö

Automaatio ja tulevaisuutemme

Vai pitäisikö otsikon kuulua "Onko automaatio tulevaisuutemme"? Siitä ei liene epäilystä, etteikö automaatiolla olisi tulevaisuutta. Ihminen on teknologiaa kehittävä ja hyödyntävä eläinlaji, jonka perustavoitteisiin kuuluu tyydyttää uteliaisuuttaan ja päästä rutiiniaskareista helpolla. Automaatiolla on siten varma tilaus jatkossa. Tästähän ei ole kysymys, vaan kysymys on, minkälaisen hahmon automaatio saa tulevassa teknologiakehityksessä ja sen murrosvaiheissa. Ja erityisesti siitä, miten me automaation ammattilaisina olemme mukana tässä kehityksessä.

Meidän tulisi paitsi etsiä vastauksia siihen mikä on automaation merkitys, rooli ja asema tulevaisuuden teknologiassa, teollisuudessa ja yhteiskunnassa, erityisesti miettiä sitä mikä on automaatioinsinöörin rooli tässä kehityksessä. Teknologiakehityksen myötä monet perinteiset rajapinnat ovat häviämässä. IT-teknologia on pian peruselementtinä lähes kaikessa muussa teknologiassa, verrattavissa materiaalitekniikkaan ja sen rooliin. Jälkimmäinen taas hakee uusia ulottuvuuksia muun muassa yhdistämällä elotonta ja elävää materiaalia. Frankenstainin unelma (ilman sivuvaikutuksia) saattaa toteutua asteittain lähitulevaisuudessa, kun ihmisen varaosateollisuus lähteen liikkeelle. Automaatio on kaikessa mukana, on vain pidettävä huoli siitä, että me olemme mukana.

Automaatioteknologia on kokenut itsenäisen historiansa aikana valtavan muutoksen Wattin höyrykoneen kuvernööristä (ensimmäisestä nopeussäätäjästä) tämän päivän hajautetulla filosofialla toimiviin, liki kaikkiin teknisiin prosesseihin soveltuviin automaatiojärjestelmiin. Teoreettinen perustakin on laajentunut takaisinkytkentälenkin stabiilisuusanalyysistä systeemitieteeksi, joka antaa varsin paljon vastauksia ja menetelmiä siihen, miten prosesseja voidaan valvoa ja hallita automaattisesti. Automaatiotekniikan ja systeemitieteen vahvuus piileekin siinä, että sen sovellusalue on laaja ja yhä kasvava. Tätä vahvuutta meidän tulee hyödyntää. Toivon, että voimme näyttää vahvuutemme myös suurelle yleisölle vuosina 2004-2005 automaationäyttelyssä, jonka Automaatioseura tulee järjestämään yhdessä tiedekeskus Heurekan kanssa seuran 50-vuotisen taipaleen kunniaksi. Tästä on hiljakkoin saatu aikaan sopimus, ja työ näyttelyn suunnittelemiseksi on alkanut.

Tämänkertaisen Automaatioväylän teemana on mekatroniikka ja konenäkö. Ne muodostavat erään automaation uusista aluevaltauksista, jonka juuret ovat tosin jo 1980-luvulla. Moderni koneteollisuus tuottaa koneita ja laitteita, joissa mekatroniikalla on nykyisin keskeinen asema. Sen avulla tuotteet saadaan toiminnoiltaan monipuolisimmiksi ja kilpailukykyisemmiksi.
Monet uudet tuotteet tulevat vasta mahdolliseksi "älykkäinä", ts. kun niiden rakenne voidaan perustaa mekaanisen suunnittelun lisäksi tietotekniikan ja elektroniikan hyväksikäyttöön. Konenäölle taas avautuu jatkuvasti uusia sovellusalueita perusteknologian ja tiedonkäsittelykapasiteetin monipuolistuessa sekä halventuessa. Keskeinen jalansija on jo löytynyt monen kappaletavaralinjan automaatiossa, ja lisäksi kamera anturina on löytänyt tiensä myös perinteisempään prosessiautomaatioon. Passiivisella ja aktiivisella kameranäöllä on keskeinen asema ympäristöaistimena robottiteknologiassa, joka on tekemässä uusia aluevaltauksia perinteisen tehdasautomaation ulkopuolella yhteiskunnan muissa toiminnoissa.

Vastaus kysymykseen, onko automaatio tulevaisuutemme, jää paljolti riippumaan kyvystämme muuntautua. Yhteiskunnan tarpeet ja tieteen sekä teknologian kehitys muodostavat megatrendejä, joihin on sopeuduttava tai vaihtoehtona on historian unohdus. Unohduksesta pitävät käytännössä huolen talouden kylmät lait. Tämän hetken trendi näyttäisi johtavan etsimään automaatiolle uusia toimintamuotoja siihen luontevasti liittyvien palveluiden kuten laitteiden kunnossapidon, telematiikan ja pitkälle hajautettujen toimintojen, kuten hajautetun energiatuotannon tukena. Uusia valtauksia tulisi paaluttaa erityisesti ihmisen asuinympäristön ja siihen liittyvien toimintojen alueella. Tämä ei ole pois perinteisestä teollisuusautomaatiosta, koska monet vanhat ja uudet sovellusmaailmat kohtaavat nykyisin helposti teknologiatorilla.

Aarne Halme
Automaatiotekniikan professori, TKK
aarne.halme@hut.fi

Seppo Sauso
Nuoren mittariasentajan muisteluja

Ilkka Porkka
 Päätoimittajalta: TKK:n Mediapiknikillä läpileikkaus automaatio- ja IT-alan yleisestä kehityksestä
Kolmas vuoteni Automaatioväylän ruorissa on hyvässä vauhdissa. Uudistuksia ja muutoksia on tapahtunut harvakseltaan, mutta varmasti – sekä painetussa lehdessä että nettisivuilla. Lisää on työn alla.

Lauri Kinnunen, Teknotietämys Oy
 Uuden sukupolven palvelurobotti oppii työssään
Älykäs, pyörillä ja jaloilla liikkuva robotti pystyy vuorovaikutteiseen työskentelyyn ihmisen kanssa. Kohta se oppii myös tekemästään työstä. Jo lähivuosina robottia kokeiltaneen keveissä piha- ja puistotöissä sekä vartiointi-, valvonta- ja opastustehtävissä.

Lauri Kinnunen, Teknotietämys Oy
 EU-hanke käynnistymässä; Robottiyhteisö tutkii kohta Itämeren levätilanteen
Kansainvälinen tutkimuskonsortio on soveltamassa Teknillisen korkeakoulun kehittämää robottiyhteisöä Itämeren tilan tutkimiseen. Tavoitteena on kehittää halpa, modulaarinen järjestelmä, joka kulkee virtausten mukana, mittaa muun muassa leväjakaumaa ja välittää tiedot käyttäjälle.

Jaakko Vuorilehto, Lappeenrannan teknillinen korkeakoulu, Puutekniikan laitos
 Volyymeistä täsmäsahaukseen – määristä kannattavuuteen
Tulevaisuuden sahat täsmäsahaavat. Täsmäsahauksessa tuotetaan kallisarvoisesta puuraaka-aineesta täsmälleen se määrä oikeanlaatuista sahatavaraa, joka tarvitaan kunkin asiakastilauksen täyttämiseen. Täsmäsahauksessa hallitaan sahausprosessi niin hyvin, että ei tarvita varastoon sahausta varmuuden vuoksi, eikä ylipaksuksi sahaamista mittojen varmistamiseksi.

Petri Sajari
 Konenäkö avaa uusia mahdollisuuksia
Plantool Oy toimitti viime vuonna Norjaan autonvanteiden lakkaussuojien asettelukoneen. Millaisia mahdollisuuksia konenäkötekniikka tarjosi tähän projektiin?

Mikko Sallinen, VTT Elektroniikka, Matti Sirviö VTT Tuotteet ja tuotanto
 Valukappaleiden puhdistus joustavammaksi
Monimutkaisten ja suuria muotopoikkeamia sisältävien valukappaleiden puhdistus on hankalaa käytettäessä perinteisiä opettamalla ohjelmoitavia järjestelmiä. Etäohjelmointi tuo helpotusta, mutta se ei yleensä ota huomioon kappalekohtaisia vaihtelevuuksia vaan antaa robotille ohjeellisen radan. Uudessa, VTT:n kehittämässä puhdistusjärjestelmässä mukaudutaan kappalevaihteluihin kappaleen paikan ja asennon mittaamisella, voimaohjatulla hionnalla ja paikallisella purseiden mittaamisella. Menetelmällä voidaan käsitellä lyhyitä sarjoja ja jopa yksittäiskappaleita kannattavasti ilman kappalekohtaista käsintehtyä ratakorjausta.

Ilkka Palosuo ja Björn Hemming, Mittatekniikan keskus
 Videomittalaitteet – kalibroinnilla konenäkö tarkaksi
Kalibroinnit ovat laadun välttämätön osa teollisessa toiminnassa. Mittaukset ja kalibroinnit konenäön avulla ovat monitahoisia asioita, joihin liittyvät peruskäsitteet on hyvä välillä selventää. Kirjoittajat edustavat metrologian eli mittaustieteen näkökulmaa, jonka mukaan kalibrointi takaa jäljitettävyyden.

Aimo Pusa, Raute Precision Oy, Force and Mass Laboratory
 Mittaamisen uskottavuus, mistä se tulee?
Mittaamista pidetään itsestäänselvyytenä ja välttämättömänä osaamisena, usein jopa rutiinina. Mittaaminen mahdollistaa myös esimerkiksi automaation. Mittaaminen on hyvin jokapäiväistä toimintaa jopa henkilökohtaisestikin ostettaessa elintarvikkeita tai polttoaineita. Tuotannon määriä mitataan teollisuudessa, ja myyntien arvot määräytyvät useimmiten mittausten perusteella. Tutkimustuloksia on vaikea arvioida ilman mittausta.

Pirjo Venäläinen, Suomen Automaation Tuki Oy
 SAS:n 50-vuotisjuhlakausi huipentuu Automaationäyttelyyn Tiedekeskus Heurekassa 20.3.2004 – 6.3.2005
Tiedekeskus Heureka ja Suomen Automaatioseura ry (SAS) toteuttavat yhteistyössä vuorovaikutteisen automaatioaiheisen näyttelyn, joka on avoinna yleisölle Heurekan erinomaisissa näyttelytiloissa Vantaan Tikkurilassa 20.3.2004-6.3.2005. Näyttelyä koskeva sopimus allekirjoitettiin 11.3.2002.

Heli Rautanen
 Taitaja 2002 SM -ammattitaitokilpailut tavoittivat suuren yleisön
Taitaja 2002 SM-ammattitaitokilpailut pidettiin 17.-19.1.2002 Etelä-Karjalan Messukeskuksessa Imatralla. Kävijätavoite 15 000 vierasta täyttyi, ja ajoittaisesta tungoksesta huolimatta yleisö viihtyi hyvin. Media osoitti kiinnostuksensa tapahtumaa kohtaan, ja kilpailut näkyivät ja kuuluivat niin radiossa, tv:ssä kuin sanomalehdistössäkin.

Lauri Lehtinen, Lehtipuu Oy
 Kumppanuus säästää kantapäätä
Pitkäaikainen ja tiivis yhteistyö komponenttitoimittajan kanssa helpottaa automaatiosuunnittelijan työtä. Kaikkea uutta tietoa ei tarvitse hankkia kantapään kautta.

 Pötkön pakinaa
Julkaisemme Automaatioväylä Onlinen sivuilla www.automaatiovayla.fi pakinanpoikasia ja hauskoja juttuja nimimerkillä "Pötkö". Ne liittyvät automaatioalaan, sen kanssa tekemisissä olleisiin tai edelleen vaikuttaviin henkilöihin – tai sitten eivät. Kannattaa seurata sivujamme. Lisää tulee jatkuvasti! Nimimerkki Pötkön takaa löytyy automaatioalan asiantuntijanakin tutuksi tullut Eino Pohjolainen, joka työskentelee UPM Kymmenen Tervasaaren tehtailla. Osa teksteistä on julkaistu aiemmin Kosken Sanomissa.