Autonomiset prosessit luovat mahdollisuuksia teollisuuden uudistamiseen. VTT koordinoi mittaustekniikan yhteishanketta, jossa kehitetään autonomisia prosesseja ja tekoälyyn perustuvia ratkaisuja tuotannon ohjaukseen. Prosessien uudistaminen tukee monin tavoin kestävää kehitystä ja auttaa torjumaan ilmastonmuutosta.
Teollisten prosessien ohjaus perustuu yhä voimakkaasti aisteihin ja kokemukseen. Tehtaiden operaattorit käyttävät aistejaan prosessien tilan arviointiin. Lisäksi prosessien ohjaus nojaa operaattoreiden kokemukseen. Sen perusteella arvioidaan mittausdatan luotettavuutta, kalibroidaan mittalaitteita ja tehdään päätöksiä.
VTT on mukana kehittämässä uusia mittausmenetelmiä aistinvaraisen arvioinnin tilalle. Tekoälyyn perustuvia menetelmiä voidaan soveltaa mittausdatan arviointiin ja mittareiden kalibrointiin sekä mittauksen oikeaan kohdistamiseen. Lisäksi prosesseja kehitetään reaaliaikaista mittausdataa hyödyntävän digitaalisen mallintamisen avulla. Prosessien muuttuminen autonomiseksi mahdollistaa myös usean tehtaan operoimisen yhteisestä valvomosta.
Parempaa laatua kestävämmin
Uudet mittaustekniikat ja digitaalinen mallintaminen parantavat teollisuusprosessien säätöä ja optimointia. Tämä tuo mukanaan monia hyötyjä: tuotteiden laatu paranee, energian ja kemikaalien kulutus vähenee ja myös jätteitä syntyy vähemmän. Mittaustekniikan kehittäminen edistää näin siirtymistä kohti hiilineutraalia yhteiskuntaa.
Mittaustekniikkaa ja tekoälyyn pohjautuvia ratkaisuja kehitetään keväällä 2019 käynnistyneessä Apassi-hankekokonaisuudessa. Kyseessä on Business Finlandin rahoittama Co-innovation-hanke, johon osallistuvat Valmet, Outotec, Senfit, Head Recycle Systems, Gasera, Oplatek ja Spectral Engines sekä VTT, Tampereen yliopisto ja Oulun yliopisto.
"VTT:n strategiassa digitalisaatio, teollisuuden uudistuminen, tekoäly ja ilmastonmuutoksen torjunta ovat hyvin keskeisessä asemassa. Apassi-hankkeessa nämä neljä teemaa yhdistyvät mittaustekniikkaan, joka on Suomen perinteinen vahva ala. Apassi-konsortio ja siihen liittyvä ekosysteemi mahdollistavat näiden asioiden tutkimisen ja kehittämisen, mutta myös tutkimustulosten kaupallistamisen ja hyvin merkittävän viennin kasvattamisen useilla toimialoilla," kertoo hankkeen koordinaattori, erikoistutkija Janne Paaso VTT:ltä.
Käyttökohteita paperi- ja kaivosteollisuus sekä muovin kierrätys
Uudet mittausmenetelmät perustuvat spektroskopiaan ja kuvaan sekä näiden yhdistelmiin. Näitä mittausmenetelmiä sekä tekoälyyn pohjautuvia analysointi-, säätö- ja optimointimenetelmiä voidaan soveltaa mm. paperin valmistuksessa, kaivosteollisuudessa ja muovin kierrätyksessä.
"Mittaustekniikan suorituskyvyllä, älykkäällä diagnostiikalla ja kyvyllä arvioida tulosten oikeellisuutta on ratkaiseva merkitys automaatiotason ja jopa autonomian lisäämisessä tuotantoprosessiin. Valmet soveltaa uusia mittaustekniikoita paperin, kartongin, sellurainan ja muiden rainamaisten tuotteiden tuotantoprosessien on-line-mittauksissa", kertoo tutkimuspäällikkö Markku Mäntylä Valmetilta.
"Outotec kehittää mittauksia ja automaatiota kaivosteollisuuden tarpeisiin, ja tässä hankkeessa erityisesti mineraalien rikastusprosessien mittaamiseen. Tämän lisäksi tutkimme laskennallisten menetelmien ja digitalisaation tarjoamia mahdollisuuksia osana palveluliiketoimintaamme," sanoo konseptikehitysjohtaja Jani Kaartinen Outotecilta.
Apassi-hankkeen kokonaisvolyymi on noin 10 M€. Tutkimusprojektien kesto on kaksi vuotta, ja yritysprojektien 2-3 vuotta. Apassin ekosysteemiin kuuluu lisäksi noin 50 alihankkija- ja yhteistyökumppaniyritystä sekä loppukäyttäjää.
