Lehti 6-2001 (Etäoperointi ja käyttöliittymät)

Pääteemana etäoperointi ja käyttöliittymät

Kari Koskinen, Teknillinen korkeakoulu, Automaation tietotekniikka
Pääkirjoitus: Laajennettu tuote – tuotteiden ja palveluiden integraatio

Erilaisten tuotantokoneiden ja prosessilaitteiden etävalvonta ja etäkäyttö ovat nykyisin voimakkaan kehityksen kohteina. Tämä merkitsee osaltaan painopisteen siirtymistä investointituotteiden markkinoinnista niiden jälkimarkkinointiin liittyviin liiketoimintoihin. Ajattelun taustalla on selkeä oivallus loppukäyttäjien todellisista tarpeista. Loppukäyttäjä on viime kädessä kiinnostunut vain tuotantojärjestelmänsä avulla syntyvän tuotannon laadusta ja määrästä suhteessa tuotantojärjestelmän elinkaaren aikaisiin kustannuksiin. Loppukäyttäjää eivät varsinaisesti kiinnosta tuotantojärjestelmän tekniset ratkaisut, sinänsä hienotkaan, vaan järjestelmän toimivuus suhteessa elinkaarikustannuksiin.

Laite- ja järjestelmävalmistajien kannalta uutta liiketoimintakonseptia voidaan kutsua laajennetuksi tuotteeksi tai tuotteiden ja palveluiden integraatioksi. Laajennetulla tuotteella ymmärretään fyysistä tuotantokonetta tai -järjestelmää sekä kaikkia siihen liittyviä elinkaaren aikaisia tukipalveluita, joita voidaan tarjota loppukäyttäjälle.

Loppukäyttäjää kiinnostavat palvelut alkavat tuotantokoneen tai -järjestelmän hankinnasta. Kysymykseen voi tulla runsaastikin asiakaskohtaista tuotesuunnittelua, mikäli kohteena on laaja ja monimutkainen investointituote. Koulutus ja järjestelmän käyttöönoton tehokas tuki ovat myös keskeisiä palveluita. Tuotantokäytön aikana on tärkeää saavuttaa korkea käyttöaste ja lopputuotteen tasainen laatu.

Laite- tai järjestelmävalmistaja voi tarjota tähän vaiheeseen tehokkaita tukipalveluita, kuten osittain automaattista kunnonvalvontaa ja vikadiagnostiikkaa, suorituskyvyn valvontaa sekä ongelmatilanteiden nopeaa selvittämistä etäyhteyden kautta annetun asiantuntija-avun muodossa. Automatisoitu kunnonvalvonta mahdollistaa myös huoltokonseptin muuttamisen perinteisestä määräaikaishuollosta ennakoivaan, juuri oikeaan tarpeeseen tehtävään huoltoon, joka perustuu kerätyn kunnonvalvontatiedon analysointiin. Suorituskyvyn valvonta ja siihen perustuva asiantuntijapalvelu mahdollistaa puolestaan tuotantoprosessin ja sen ajotavan jatkuvan kehittämisen ja parantamisen.

Yksi keskeinen lähtökohta on valvonta- ja diagnostiikkatiedon keruu tuotantokoneista ja -järjestelmistä. Tämä edellyttää riittävää koneisiin ja laitteisiin sisältyvää paikallista "älyä", prosessointikapasiteettia ja muistia. Kerätty raakatieto on usein edullista tai jopa välttämätöntä tiivistää paikallisesti informaatioksi, joka kuvaa laitteen tai prosessin tilaa muutamien keskeisten muuttujien tai tunnuslukujen avulla.

Valvontainformaatio on myös saatava siirtymään lattiatason koneilta ja laitteilta järjestelmätasolle, jolloin moderni kenttäväyläteknologia on avainasemassa. Järjestelmätasolla on mahdollisuus koota ja ylläpitää valvontainformaatiota kokonaisesta tuotantojärjestelmästä tai tehtaasta sekä järjestää yhteydet informaation eri loppukäyttäjiin paikallisten tietoverkkojen, yleisten tietoliikenneverkkojen, mobiiliverkkojen ja internetin kautta.

Teknologiapuolella TCP/IP-pohjaisen kommunikoinnin yleistyminen, XML:n ja sitä hyödyntävien protokollien kuten SOAPin yleistyminen sekä laiteohjaimiin sulautettujen webbiservereiden kehittyminen luovat entistä tehokkaampia ja edullisempia mahdollisuuksia automaattisen kunnonvalvonnan, suorituskyvyn valvonnan ja erilaisten etätuen toiminnallisuuksien toteuttamiselle.
Laite- ja järjestelmävalmistajille tarjoutuu myös mahdollisuus saada runsaasti tietoa toimittamiensa laitteiden tai järjestelmien käytännön toimivuudesta ja huoltotarpeista. Tätä tietoa voidaan hyödyntää valmistajien omassa tuotekehityksessä sekä myös tukipalvelujen laadun parantamisessa. Kokemuksia ja tietoa jo pitempään käytössä olleista sovelluksista voidaan käyttää hyväksi uudemmissa, vastaavissa sovelluksissa.

Konseptissa täytyy ottaa huomioon tietoturvan asianmukainen järjestäminen. Tähän löytyy teknisiä ratkaisuja, joita voidaan käyttää takaamaan tiedonsiirron riittävä luotettavuus, salaus sekä tiedon käyttäjien valtuutus ja autentointi. Tiedon hankkimisesta ja hankitun tiedon käyttö- ja omistusoikeuksista sopiminen eri osapuolten kesken voi puolestaan olla olennaisesti vaikeampi ja monimutkaisempi kysymys kuin varsinaisen fyysisen tietoturvan järjestäminen. Tämä edellyttää hyvää yhteisymmärrystä, keskinäistä luottamusta ja selkeitä pelisääntöjä valmistajan, loppukäyttäjän ja mahdollisten kolmansien osapuolten kesken.
Laajennetun tuotteen käsitteellä pyritään kiinnittämään huomiota myös siihen, että yrityksen liiketoimintaprosessit olisi edullista suunnitella tästä lähtökohdasta. On selvää, että esimerkiksi tuotekehitysprosessin muuttaminen ja laajentaminen "laajennetun tuotteen tuotekehitysprosessiksi" ohjaa tuotteen suunnittelijan jo alusta alkaen ottamaan huomioon siihen tulevat tukipalvelut, jolloin tuotteeseen sisällytetään riittävä määrä älyä. Vastaavasti palvelujen kehittämisessä voidaan jo alusta alkaen käyttää hyväksi tuotekehityksen yhteydessä syntyvää tuotedokumentaatiota.

Laajennettuihin tuotteisiin tai tuotteiden ja palvelujen integrointiin liittyvä liiketoimintakenttä on vasta muotoutumassa. Siitä voidaan esittää joukko mielenkiintoisia kysymyksiä. Johtaako uusi konsepti äärimmillään siihen, että valmistajat myyvät loppukäyttäjille tuotantopalveluita sen sijaan että myyvät laitteita ja niiden huoltosopimuksia? Kuinka laajalti ja millä alueilla tällaista kehitystä tapahtuu? Pyrkivätkö laite- ja järjestelmävalmistajat pitämään uuden liiketoiminnan tiukasti omissa käsissään ja kuinka hyvin se onnistuu? Mikä tulee olemaan kolmansien osapuolien rooli, esimerkiksi huoltopalveluyhtiöiden ja informaatiologistiikan palveluiden tarjoajien?

Kari Koskinen
Teknillinen korkeakoulu
Automaation tietotekniikka
kari.o.koskinen@hut.fi

Marko Mattila ja Kari Koskinen, TKK Automaation tietotekniikka; Kari Saloheimo, Outokumpu Mintec Oy
Prosessilaitteiden etätukijärjestelmät kehityksen kohteena; On-line-analysaattorin etädiagnostiikkajärjestelmä
TKK:n automaation tietotekniikan laboratorion ja Outokumpu Mintec Oy:n välisessä tutkimusprojektissa, joka kuuluu TEKESin Metallurgian mahdollisuudet -teknologiaohjelmaan, on kehitetty älykästä etädiagnostiikkakonseptia röntgenfluoresenssianalysaattorille. Projektin tarkoituksena on ollut kehittää ja pilotoida konsepti, jolla voidaan tukea laitteen käyttöä ja mahdollistaa nopea ongelmanratkaisu vikatilanteissa. Lisäksi projektissa on tutkittu älykästä diagnostiikkaa analysaattorin toiminnan automaattiseen seurantaan ja ennakoivaan kunnossapitoon.

 Hans Aalto, Neste Engineering Oy ja Jorma Rintamäki, Gasum Oy
Maakaasun toimitusjärjestelmän automaatiosta
Maakaasu on ikuisesti tuomittu virtaamaan pimeässä, maan alle lasketuissa putkissa. Sähköenergia sen sijaan saa usein virrata korkealla päidemme yläpuolella uljaasti muotoiltujen pylväsrakennelmien varassa. Ilmajohtojen rakentajat, nämä korkeuksia pelkäämättömät linjamiehet, ovat saaneet ansaitsemansa julkisuuden, mutta tietenkin on myös uutisoitu maakaasuputken saumojen hitsausta erikoisammattimiesten toimesta juuri ennen putken laskua maan poveen. Nostamme nyt energiamuodon nimeltä maakaasu maan pinnalle keskittyen maakaasun toimittamisessa tarvittaviin automaatioratkaisuihin.

 Jaakko Kerola, National Instruments Finland Oy
Diagnostiikkajärjestelmän hallittu hajauttaminen
Rautaruukki Steelin kuumanauhavalssaamon diagnostiikkajärjestelmässä hyödynnetään rohkeasti paikallisverkkoja. Järjestelmän useat mittausasemat keräävät suuren määrän mittaustietoa, jonka analysointiin on varattu omat koneensa, samoin tiedon tallentamiseen. Hajautetun toteuttamisen avulla saadaan mittaukset nopeasti ja luotettavasti talteen ilman reaaliaikaisia käyttöjärjestelmiä. Toisaalta hajauttaminen tukee projektin osapuolten työnjakoa – yksi osapuoli toteuttaa tiedon keruun, toinen analysoinnin, kolmas katselun.

 Lauri Kinnunen
Painesuodatin saa uutta etävikadiagnostiikkaa
TKK:n Prosessien ohjauksen ja automaation laboratorio ja Larox Oyj kehittävät yhteistyössä dynaamisiin malleihin perustuvaa, älykästä ohjausjärjestelmää paineensuodattimelle. Järjestelmään kuuluu vikadiagnostiikkamoduuli ja sitä hyödyntävä etätukikonsepti. Sitä on menestyksellä testattu Larox Oyj:n koelaitteistolla.

 Tommi Kylä-Kaila, Dosesoft Oy
Web@aGlance- teollisuuden informaatioportaali
Nykyajan tietoyhteiskunnassa tiedon puute ei enää ole ongelma, päinvastoin. Informaatiotulva on valtaisa ja kaiken tiedon käsittely tuntuu lähes mahdottomalta tehtävältä. Informaatiota tulvii myös teollisuudessa. Yhteensopimattomien järjestelmien tuottamat tiedot poimitaan sieltä, toiset täältä, kukin käyttää omaa kanavaansa tiedon jakamiseen.

 Mobiilit liikenneyhteydet
Kentältä meille kantautunut toive, jonka mukaan huoltotöissä tarvittavien tietojen pitäisi olla saatavilla joka hetki ja kaikkialla, edellyttää seuraavien ehtojen täyttymistä: IT-teknologiaa tulee käyttää yrityksen kaikilla osa-alueilla ja langattomien verkkojen – samoin kuin mobiilit liikenneyhteydet mahdollistavien laitteiden – on oltava saatavilla.

 Lauri Kinnunen
Äly nostaa tuulivoiman käytettävyyttä
Tuulivoimaloita on tähän saakka huollettu pitkälti vain manuaalisten tarkastusten ja käyttötuntien perusteella. Nyt Metso Automation Oy on kehittänyt kunnonvalvontaan älykkään etätukijärjestelmän, joka ennakoi vikaantumiset, vähentää vaurioriskejä ja parantaa tuulivoiman käytettävyyttä.

 Olli Aumala, Tampereen teknillinen korkeakoulu, Mittaus- ja informaatiotekniikan laitos
IMEKO perustaa digitaalisten koulutusvälineiden pankin
Järjestin kesäkuussa 2001 virtuaalisen Workshopin "Tools for Education in Measurement". Tätä seurasi syyskuussa 2001 symposio, jonka aiheena oli "Virtual and Real Tools for Education in Measurement". Molempien takana oli IMEKOn teknillinen komitea TC1. Komitean toimialana on "Education and training in measurement and instrumentation". Osallistujia oli noin 25, pitkämatkaisimmat osanottajat olivat Australiasta, Japanista ja Brasiliasta.

 Terhi Virkki-Hatakka, LTKK ja Abhay Bulsari, Nonlinear Solutions Oy
Neuroverkkomallien skaalattavuus merkittävä asia laitevalmistajille
Hyvien neuroverkkomallien kehittäminen on usein hankalaa ja aikaa vievää. Helpompi tapa kehittää mallit usealle samantyyppiselle laittelle on skaalata yksi neuroverkkomalli käyttäen yksinkertaisia kertoimia sen sijaan, että opetettaisiin aina uusi neuroverkko jokaiselle laitteelle.

 Lauri Lehtinen, Lehtipuu Oy ja Ilkka Porkka
Motek'ista löytää vastauksen
Valmistuksen, kokoonpanon ja pakkaamisen automatisoimisen erikoismessut Motek antaa melkoisella varmuudella vastaukset insinöörille, joka saapuu Heidelbergin lähelle Sinsheimiin etsimään sovelluksia yksilöityihin ongelmiinsa.

Interkama jakoi mielipiteet
Düsseldorfissa 24.-28.9.2001 pidetyt Interkama-messut keräsivät noin 42 000 kävijää 66 eri maasta. Näyttelyn pitäminen kahden vuoden välein entisen kolmivuotisjakson sijaan oli pudottanut käytössä olevien näyttelyhallien määrän kahdestatoista viiteen. Nähtävää riitti edelleen aivan riittävästi. Messuorganisaation ja monen näytteilleasettajankin mielestä kävijöillä oli nyt entistä enemmän aikaa syventyä tarjontaan. Toiset veikkasivat tapahtuman kuihtuvan pian pois nykyisellä supistumisvauhdilla. Oheinen kuvakertomus antaa viitteitä messutarjonnasta.

Tekniikan kolmoismessut vakiinnuttanut paikkansa
Automaatioväylän numeroissa on pitkin vuotta raportoitu 4.-6.9.2001 pidettyjen Automaatiopäivien annista. Uutta ja mielenkiintoista oli todella paljon niin Automaatio-tapahtumassa, MecaTec'issa kuin Hydrauliikka ja Pneumatiikka -tapahtumassakin, joten niistä riittää kerrottavaa vielä pitkäksi aikaa. Varsinkin toteutuneista asiakassovelluksista kertovat artikkelit ovat tervetulleita!

Teollisuusautomaation historiaa kerätään taas
Muistelmateos "Teollisuusautomaation vuosikymmeniltä – 1960- ja 1970-luvut" julkistettiin Automaatiopäivillä viime syyskuussa, jolloin se samalla jaettiin SAS:n jäsenille. Muistelua jatketaan vielä 1980-luvun kattavalla niteellä, joka ilmestyy vuonna 2003, SAS:n täyttäessä 50 vuotta. Nyt tähän uuteen kirjaan etsitään potentiaalisia kirjoittajia.