Tänä vuonna tulee kuluneeksi 150 vuotta siitä, kun 17 valtiota sopivat yhteisestä mittayksikköjärjestelmästä ja järjestelyistä sen hallinnoimiseksi ja toimeenpanemiseksi. Tuon Metrisopimukseksi kutsutun valtiosopimuksen allekirjoittivat Pariisissa 20.5.1875 muun muassa Saksan, Ranskan, Yhdysvaltojen ja Venäjän edustajat. Irtauduttuaan Venäjästä itsenäinen Suomi hyväksyttiin metrisopimukseen vuonna 1923. Olimme jo Venäjän vallan aikana (1890) saaneet kilogramman ja metrin kansainvälisten prototyyppien viralliset kopiot Suomeen (kuva). Näistä edellinen on tänä päivänä vanhin Suomessa käytössä oleva kansallinen mittanormaali.

Nykyään SI-järjestelmänä tuntemamme mittayksikköjärjestelmä on ensimmäinen aidosti globaali mittayksikköjärjestelmä, mutta historian tutkimus osoittaa, että erilaisia mittayksikköjärjestelmiä on ollut käytössä kaikissa historian sivilisaatioissa. Varsinkin teolliset vallankumoukset 1700- ja 1800-luvulla yhdessä voimakkaasti kasvavan kansainvälisen kaupan kanssa johtivat maailmanlaajuisen mittayksikköjärjestelmän luomiseen. Vahva tieteellinen pohja ja poliittinen sitoutuminen yhdessä tarvelähtöisyyden kanssa tekivät SI-järjestelmästä yhteiskunnan kestävän perusrakenteen, joka kehittyy maailman tarpeiden mukaan.

Metrologian merkitys teollisuusautomaatiolle tänään

SI-järjestelmä on metrologian eli mittatieteen ytimessä. Määrittelemällä käytettävät mittayksiköt ja desimaalijärjestelmän metrologit varmistavat mittaustulosten ja mittausjärjestelmien yhteensopivuuden ja tehokkaan käytön kaikkialla maailmassa. Toisaalta metrologia tuottaa menetelmät arvioida ja osoittaa mittaustulosten luotettavuus kalibrointien ja mittausepävarmuuden arvioinnin kautta. Kansallisena metrologialaitoksena VTT MIKES huolehtii Suomessa, että yrityksillä on saatavilla riittävät kalibrointipalvelut joko oman palvelutoimintansa tai akkreditoitujen kalibrointipalvelujen tarjoajien kautta. Tiivis yhteistyö eri maiden metrologialaitosten kanssa sekä tiukkojen tieteellisin kriteerein tehdyt arvioinnit varmistavat, että eri maissa toteutetut mittayksiköt ja niihin pohjautuvat kalibrointipalvelut ovat yhtä pitäviä kaikkialla maailmassa. VTT MIKES kehittää teollisuuden käyttöön myös uusia menetelmiä luotettavien mittausten tekemiseksi ja osoittamiseksi.

Jotta prosessin ohjaus toimisi toivotulla tavalla, on huolehdittava ohjaukseen käytettävän mittaustiedon luotettavuuden hallinnasta. Tätä varten tärkeimmät mittalaitteet kalibroidaan määräväliajoin; muiden antureiden toiminta varmistetaan sopivalla kunnon valvonnalla ja hankkimalla laitteet taholta, joka pystyy osoittamaan tuotteilleen metrologisen jäljitettävyyden.

Haasteena Industry 5.0

Viidennen teollisen vallankumouksen eli Industry 5.0:n ytimessä on koneiden ja ihmisten saumaton yhteistyö, joka hyödyntää samanaikaisesti inhimillistä luovuutta ja älykkäiden järjestelmien tehokkuutta. Siinä tuodaan yhteen digitaalinen virtuaalitodellisuus ja meidän kokemamme fyysisen todellisuus. Tämän mahdollistamiseksi tarvitaan entistä tarkempaa paikannusta, sähköisten ja optisten signaalien mittausta ja synkronointia sekä uudentyyppisten toiminnallisuuksien mittausmenetelmiä. Tekoälyä, virtuaalitodellisuutta ja ihmisen toimintaa yhdistävien järjestelmien käyttöönotto vaatii uudentyyppisiä laadunvarmennusmenettelyjä sekä mittausdatan että muunkin toiminnan osalta. Digital SI -standardoinnin avulla SI-järjestelmä integroidaan tietojärjestelmien väliseen kommunikaatioon.

SI-järjestelmän kehittämistä ja varsinkin sen hyödyntämistä teollisuudessa vaikeuttaa metrologian osaajien vähyys niin Suomessa kuin kansainvälisesti. Mittausalan koulutusta tulisi lisätä ammattikorkeakouluissa ja yliopistoissa, jotta voisimme hyödyntää teknologian kehitystä täysimääräisesti teollisuusprosessien ohjauksessa.

150-vuotias Metrisopimus ja sen varaan rakennettu SI-järjestelmä on osoittautunut kestäväksi perustaksi teollisuudelle, tieteelle ja teknistyneelle yhteiskunnallemme. Ponnistaen vahvalta tieteelliseltä pohjalta ja sitouttaen jäsenvaltiot poliittisesti SI-järjestelmä varmistaa mittausten tehokkaan ja laajan hyödynnettävyyden. Järjestelmää kehitetään jatkuvasti niin, että mittausten laadun hallinta täyttää automaatiojärjestelmien tarpeet myös tulevaisuudessa. Industry 5.0 -kehitys tuo uusia haasteita mittauksiin ja mittausten laadunvarmentamiselle. Näiden haasteiden ratkomiseen tarvitaan enemmän osaajia kuin tällä hetkellä koulutetaan oppilaitoksissamme.