Lehti 3-1995 (Automaatio ’95)

Pääteemana Automaatio 95 

Automaatio -laman syy?
Keskustelu automaation ja teknologisen kehityksen merkityksestä on vilkastunut laman myötä. Työttömyyden kasvaessa on luonnollista, että huomio kiinnittyy automaatioon ja siihen tosiasiaan, että tekniikan kehityksen johdosta teollisuuden tuotannon kasvaessa työpaikkojen lukumäärä ei näytä kasvavan vaan joissakin tilanteissa se jopa pienenee. Tästä on helppo vetää johtopäätös, että erityisesti automaatio on työttömyyden ja laman syy.

Voidaanko vetää johtopäätöksiä taloudellisesta kehityksestä ja erityisesti työttömyydestä tarkastelemalla yksittäisiä työpaikkoja? Vaikka nämä yhdessä muodostavat yhteiskunnan taloudellisen rungon, niiden keskinäinen vuorovaikutus sekä vuorovaikutus ympäristön kanssa luovat yhteiskunnan taloudellisen kokonaisuuden. Tämän dynamiikan ymmärtäminen on tärkeä, jos haluamme ottaa kantaa automaation merkitykseen.

Automaatio ja teknologian kehitys myötävaikuttaa usein teollisuuden kannattavuuden kasvuun. Kannattavuuden kautta syntyy myös uutta jaettavaa yhteiskunnassa ja esimerkiksi kauppataseemme on erittäin riippuvainen vientiteollisuuden kilpailukyvystä. Tätä taustaa vasten voidaan kysyä, syntyykö automaatiosta ja teknologiasta johtuvasta kannattavuuden kasvusta lisää taloudellista toimeliaisuutta ja sitä kautta myös uusia työpaikkoja yhteiskuntaamme, erityisesti palvelualoilla. Eli, luoko automaatio itse asiassa uusia työpaikkoja ja nostaa Suomen lamasta?

Julkisuudessa on myös keskusteltu mahdollisuudesta muuttaa teollisuuden kustannusrakennetta siirtämällä verotuksen painopistettä työvoimaverotuksesta pääoman ja erityisesti teknologian verotuksen suuntaan. Tällainen muutos vaikuttaisi varmaan myös investointeihin ja sitä kautta jossain määrin yksittäisten yritysten työvoiman määrään. Mutta onko seurauksena ainoastaan muutoksia työpaikkojen jakautumassa teollisuuden suuntaan, jos kokonaistyöllisyys kuitenkin riippuu yhteiskunnan taloudellisesta tilasta ja toimeliaisuudesta?

Jos halutaan unohtaa teollisuuden nykyinen kilpailuasetelma ja käsitellä asioita globaalissa perspektiivissä näkymät saattavat olla erilaiset. Silloin voidaan ehkä asettaa koko nykyinen kasvuun ja kilpailuun perustuva kehitys kyseenalaiseksi. Mutta silloin keskustelemme jo koko maailmantaloudesta, jossa Suomi on hyvin pieni tekijä, emmekä pysty voittamaan tämän hetkistä lamaamme sillä tasolla. Tosiasia on, että olemme mukana avoimessa kansainvälisessä kilpailussa ja laman voittaminen edellyttää, että pärjäämme tässä kisassa.

Automaatiopäivillä 1995 yritetään valaista automaation ja tekniikan vuorovaikutusta yhteiskunnallisten ilmiöiden kanssa monipuolisesti. Päivillä on istuntosarja "Automaatio ja yhteiskunta", jossa automaation työllisyysmerkityksen ohella tarkastellaan myös työn sisällön muutosta ja muutoksen asettamia haasteita koulutukselle ja organisaatioiden kehittämiselle. Lisäksi käsitellään automaation ja teknologian kehitysdynamiikkaa. Arvioidaan kehityksen takana olevia rationaliteetteja, paradigmoja ja niiden merkitystä kehityksen kannalta. Tällaisiin rationaliteetteihin kuuluvat myös esimerkiksi kulttuurierot eri maiden ja yrityskulttuurien välillä. Muita esillä olevia asioita ovat teknologiainvestointien taloudelliset ja strategiset näkökannat.

Martin Ollus
VTT Automaatio
Automaatiopäivien Automaatio ja yhteiskunta -sarjan puheenjohtaja

Kehittyneet säätömenetelmät teollisuudessa -missä mennään?

Automaatiopäivien lähestyessä on aika virittää päiville tulijat taajuudelle, jolla esitelmiä kannattaa kuunnella vuonna 1995.

Nykyaikaisten tietokoneiden ja suunnitteluohjelmistojen ansiosta on tullut mahdolliseksi soveltaa monimutkaisiakin säätö-, estimointi- ja optimointimenetelmiä järjestelmien ohjauksessa ja diagnostiikassa. Asiantuntijajärjestelmien, neuraaliverkkojen, sumeiden säätimien ja automaattisten virityslaitteiden käyttö yleistyy. Automaatioinsinööri joutuu pohtimaan em. menetelmien ja työkalujen hyödyllisyyttä omassa sovelluksessaan.

Uusien työkalujen käyttöönotossa piilee aina omat vaaransa. Insinööri alkaa ehkä muutaman onnistuneen kokeilun myötä kuvitella, että työkalu tekee tarpeettomaksi kaiken perinteisemmän säätö- ja automaatioteorian. Näin uskovalla sormi meneekin suuhun ensimmäisen epäonnistumisen sattuessa, ja epäluulot uusia menetelmiä kohtaan palaavat.

Käyttöönoton ensimmäisessä vaiheessa tuntuu aina riittävän havainto "se toimii!. Näin kävi mm. adaptiivisen säädön laajemman käyttöönoton yhteydessä. Professori Landau on analysoinut lukuisia artikkeleita, joissa väitteet olivat luokkaa "adaptiivinen säätäjä suoriutui tehtävästä paremmin kuin PlD-säätäjä". Monissa tapauksissa ilmiö ei kuitenkaan johtunut adaptiivisuudesta sinänsä vaan siitä, että käytetty säätöalgoritmi oli monimutkaisempi, sisälsi ehkä 8…10 viritysparametria.

Perusteellista uuden ja vanhan teknologian vertailua ei aina malteta, ehditä tai osata tehdä: "Toimiiko uusi säätäjä paremmin ja turvallisemmin pitkäaikaisessa käytössä?" Huomiota ei kiinnitetä esim. herkkyyteen ja riittävään stabiilisuuteen: systeemin staattisten ja dynaamisten ominaisuuksien muuttuessa "toimiva" ratkaisu saattaa osoittautua huonosti toimivaksi, jopa käyttökelvottomaksi. Samoin esimerkiksi viantunnistuksessa tarvitaan neuraaliverkkojen ja edellisen sukupolven ratkaisujen (esim. Kalmansuodin) vertailua. Osasyynä osaamisen puutteeseen lienee se, että perinteisen systeemiteorian hedelmiä ei ole ehditty siirtää yliopistoista yrityksiin riittävässä määrin ennen uusien menetelmien esiinmarssia.

Edellä esitetyt huomiot eivät mitenkään kyseenalaista uuden teknologian tarpeellisuutta. Niiden tarkoituksena on rohkaista kriittiseen ajatteluun eli analyyttiseen vertailuun, jolla seulotaan esiin uusien ratkaisujen hyvät ja huonot puolet. Näin voidaan päästä kestävään kehitykseen teorian antamien tulosten hyödyntämisessä automaatiotuotteissa, jolloin monistaminen ja ylläpidettävyys tekevät toiminnan kannattavaksi. Siksi esimerkiksi Säätömenetelmät-istunnossa viime vuosien popaiheita käsitellään osittain kriittiseen tai muuten analyyttiseen sävyyn.

Uuden teknologian käyttöönotto ei vapauta automaatioinsinööriä vaikeiksi koettujen teoria-asioiden pohdiskelusta. Päinvastoin, analyyttinen tarkastelu edellyttää entistä monimutkaisempia teorioita. Esimerkiksi neuraaliverkkojen toiminnan vähänkin syvällisempi ymmärtäminen vaatii epälineaaristen systeemien teoriaa ja optimointimenetelmien tuntemusta. Sumean säädön analysointi on mahdollista vain sumean logiikan opettelun myötä. Ainakin referenssiksi on syytä selvittää vanhanaikaisilla lineaarisilla säätimillä (esim. PID) saavutettavissa olevat tulokset. Tämä vaatii pidemmälle menevää teoriaa kuin alamme tyypillisistä oppi- ja käsikirjoista on löydettävissä (esim.. monitavoiteoptimointi, laskentamenetelmät).

Uusien menetelmien koulutusta annetaan jo mm. tuleville diplomi-insinööreille ja jatko-opiskelijoille. Monet täydennyskoulutusorganisaatiot järjestävät aiheista myös maksullista koulutusta. Tietoa on siis saatavilla myös Automaatiopäivien jälkeen!

Tervetuloa avoimella ja aktiivisella mielellä Automaatiopäiville!

Pentti Lautala
Terho Jussila Automaatiopäivien Säätömenetelmät-sarjan puheenjohtajat
Prof, Reijo Tuokko, Tampereen teknillinen korkeakoulu, Hydrauliikan ja automatiikan laitos (IHA):
Automaatio 95 kongressi yhdistää Automaatiopäivät ja Robotiikkapäivät

Automaatio 95 -tapahtuma kantaa teemaa 'Automaatio ihmistä Varten' Ennätyksellisen laajassa kongressitapahtumassa käsitellään teknologia-asioiden ohella myös automaation yhteiskunnallisia vaikutuksia. Entistä laaja-alaisempi tilaisuus pitää nyt sisällään myös Robotiikkapäivät. Uraauurtavana uutuutena on kongressijulkaisun tuottaminen CD-ROM-levynä multimediaominaisuuksin.

Eero Eloranta, Jan Holmström, Teknillinen korkeakoulu, TAI-tutkimuslaitos
Millaiset investoinnit ovat tuottavia?
Kansainvälisen tilastoaineiston mukaan investointien rationalisointivaikutus ja suhteellinen jalostusarvon lisäys on keskimäärin heikentynyt. Suomen kannalta kehitys on ollut hälyttävää erityisesti selluja paperiteollisuudessa Maista parhaiten on kehittynyt Japani, kun taas Korean kehitys osoittaa, että myös halpatuontimaiden kanssa on mahdollista kilpailla menestyksekkäästi. Myös USA on ollut nousussa . Hyvien investointien yhteiseksi selittäjäksi nousee logistinen nopeus. Logistista nopeutta lisäävä joustavuusinvestointi on tuottava investointi.

Pekka Malinen, Tietolinja Oy:
Tulevaisuuden tehtaan integroitu kunnossapitojärjestelmä
Kunnossapidon voidaan kuvainnollisesti sanoa olevan muuttumassa käynnissäpidoksi. Eureka FMS Maint -projektissa kehitetään integroitua kunnossapitojärjestelmää konepajojen muuttuneisiin tarpeisiin. Projektin puolivälissä on jo saavutettu merkittäviä tuloksia sekä tuotu markkinoille tuotteita PK-yritysten ongelmien ratkaisuun.

Matti Huotari, Oulun yliopisto, Fysikaalisten tieteiden laitos
Biosensorit – mittausmenetelmä biokemiallisiin mittauksiin
Elintarviketeollisuuden mittaukset sekä ympäristön valvonta edellyttävät analyysimenetelmiltä sekä selektiivisyyttä että herkkyyttä. Hyvin usein mittaukset ovat biokemiallisia analyyseja, joiden tuloksen perusteella päätetään säätö-, valvonta- tai tarkistustoimenpiteet. Kuitenkin mm hajubiomolekyylien suora määritys elintarvike- tai ympäristöperäisistä näytteistä on ongelmallista, koska näytteet ovat yhdisteiden seoksia ja biomolekyylit eroavat rakenteeltaan vähän toisistaan. Ratkaisukeino kyseisiin ongelmiin voisi olla biosensorimittaus.

Markku Inkinen, Tampereen teknillinen korkeakoulu
Teräksen jatkuvavalun pinnankorkeuden sumea säätö
Imatra Steel Oy Ab:n terästehtaalla Imatralla on jatkuvavalukoneella otettu käyttöön kokillin pinnankorkeuden sumeasti ohjattu säätö. Uudella säätöjärjestelmällä on onnistuttu vähentämään valupulverin heiton ja teräksen kuromisen aiheuttamia haittoja.

Richard A. Fumess, ABB Kent-Taylor Ltd
Jäljitettävyys, mittausepävärmuus ja valmistajien lupaukset
Automaation markkinoinnissa kuten muussakin liiketoiminnassa kilpailu on kovaa. Asiakkaille, käyttäjille, tarjotaan tuotteita erilaisilla laatua ja suorituskykyä koskevilla termeillä ja numerotiedoilla. Näiden ymmärrettävyys ja vakuuttavuus on usein hyvinkin kyseenalaista.

Hannu Lehtinen, VTT Automaatio
Neuraalilaskennan perusteet Prosessitietämys neutraaliverkolle
Neuraaliverkkojen käyttö on johdonmukainen menetelmä korvata prosessitietokoneiden perinteinen ohjelmointi erityisesti tehtävissä, joiden ratkaisua ei voida sanallisesti tai algoritmisesti kuvata, Perinteistä ohjelmointia ei verkon rakenteen valinnan jälkeen tarvita. Neuraaliverkko oppii tarvittavan ohjaustehtävän prosessia ja ohjauksia tarkkailemalla. Tämä toteutetaan yksinkertaisia peruselementtejä – neuroneja – yhdistämällä.