Solita Hub: Teollinen Internet 28.4.2015 Tampere Engineering Intelligence konejärjestelmissä Professori Kari T. Koskinen Tampereen teknillinen yliopisto Kone- ja tuotantotekniikan laitos [email protected] Kuka on Kari T. Koskinen? • Työt: • • • • Professori, TTY Kone- ja tuotantotekniikka Laitoksen johtaja Konetekniikan koulutusohjelman johtaja Smart Simulators –tutkimusryhmän johtaja • Tausta: • • • DI, Konetekniikka, TTY 1987 TkL, Automaatiotekniikka, TTY 1991 TkT, Automaatiotekniikka, TTY, 1996 • Tutkimusintressit: • • • • • Kestävän kehityksen hydrauliikka ja mekatroniikka Tiedon ja tietämyksen hallinta (Engineering Intelligence) Mallintaminen ja simulointi Lentokonejärjestelmätekniikka Moniteknisten järjestelmien suunnittelu Introduction 2 2 TTY, Kone- ja tuotantotekniikan laitos MEI 28.4.2015 3 Hypekäyrä MITÄ TIEDÄMME TULEVAISUUDESTA? 28.4.2015 4 Megatrendit Lämpimämpi ilmasto Älyteknologia arjessa Megakaupungit Euroopan uudistumiskyvyttömyys Kamppailu luonnonvaroista kiihtyy Sosiaaliset ja henkiset tarpeet korostuvat Data vallan ja vaurauden lähteenä Superseniorit Talousjärjestelmä oirehtii Länsimaisen työn radikaali murros Suuri vallan uusjako Polarisaatio ja eritahtisuus energiamurroksessa Globaali kohtalonyhteys 28.4.2015 5 Gartner’s Hype for 2014 28.4.2015 6 Systeeminen älykkyys etenee • Yksittäisten vaiheiden tietokoneistaminen (process intelligence) • Yhden toimialueen tietokoneistaminen (esim. rahoitus, tuotanto tai jakelu) (limited business intelligence) • Integroitujen prosessien tietokoneistaminen (integrated business intelligence) • Prosessien integroitu ja älykäs koordinoiminen yli yritysrajapintojen (ubiquitous intelligence, ambient intelligence) Ref. J. Kaivo-oja, TKKK Ubiikki vallankumous BIG DATA MOBILE VECHICLES CLOUD COMPUTING AMBIENT INTELLIGENCE MACHINE-TOMACHINE COMMUNICATI ON AI, AUTOMATION & ROBOTS Ref. J. Kaivo-oja, TKKK Teollinen internet ja Industrie 4.0 Konecranes Pekka Lundmark 31.8.2013: Älyn lisääminen konetuotteisiin johtaa teolliseen vallankumoukseen. Suomen teollisuus kulkee vallankumouksen kärjessä ja suomalaiset yritykset luovat teollisen internetin pohjalta runsaasti kannattavia palveluja ja tuotteita. Industrie 4.0 on Saksan valmistavan teollisuuden strateginen avaus. - Cyber Physical Products - Internet of Things - Individual customer requirements - Dynamic business & Engineering Processes - Managed information flows TEOLLINEN INTERNET JA ENGINEERING INTELLIGENCE 28.4.2015 10 Teollinen internet – GE:n näkemys Ref. GE Software 28.4.2015 11 Tiedon ja tietämyksen hallinta Engineering Intelligence Engineering Intelligence (EI) is the ability for an engineering organization to orchestrate processes related to collaborative engineering, product lifetime information, competencies, and intelligence of products and services with semantically rich, context-aware and intelligent ICT-solutions. 12 12 EI -konsepti 28.4.2015 13 Haasteet ja trendimuutos 1. Tieto sijaitsee siiloissa (ei todellista yhteistoimintaa) 2. Näkökannan muuttaminen osista kokonaisuuksiin (holistiset järjestelmät) 3. Tieto ja tietämys dynaamisessa ympäristössä (ihmiskeskeisyys) 4. Jatkuva prosessien kehitys (systems engineering) 5. Tietojärjestelmien kehittäminen (legacy - järjestelmistä palvelupohjaisiin) 6. Älykkyys (palvelut, kontekstipohjaisuus, aikaansidottu) 7. Innovaatiot vai inkrementaalinen kehitys 14 Engineering Intelligence EIE Approach lähestymistapa TIETOVIRRAT ORKESTROINTI ORKESTROINTI YHTEISTOIMINNALLI SET PROSESSIT ORKESTROINTI SISÄÄNRAKENNETTU ÄLYKKYYS KOMPETENSSIEN KUMULOINTI ORKESTROINTI UUDEN TEKNOLOGIAN MAHDOLLISUUDET 28.4.2015 16 Älykäs kone…? Professori Kari T. Koskinen, TTY 17 31.1.2 012 Koneet tulevat yhä ”älykkäämmiksi”? • • • • • • Kuvat : Sandvik, Ponsse, Metos • Tietotekniikka auttaa energiatehokkuuden parantamisessa Digitaaliset ohjausjärjestelmät mahdollistavat ergonomian parantamisen Koneita voi etäohjata – ihmisten ei tarvitse työskennellä epämukavissa ja vaarallisissa paikoissa Koneet voivat mitata prosesseja ja optimoida suoritusta Koneen voivat lähettää informaatiota, käyttöaikatietoa ja tilatietoja mobiilin internetin kautta Paremmet mahdollisuudet koko fleetin hallintaan Korjaus ja huoltotoiminnot voidaan optimoida ja minimoida seisokit 18 1.7.2014 19 Teollinen internet Vianetsintä, elinkaari ja prosessit, älykkyys Historiatiedon hyväksikäyttö Tulevan ennakointi Tilannetietoisuus E L I N K A A R I Professori Kari T. Koskinen, TTY 19 31.1.2 012 Teollinen internet Mallipohjainen suunnittelu, Systeemisuunnittelu Saatua tietoa hyödynnetään visualisointiin reaaliaikaisena, mutta ilman reaalimaailman rajoituksia 31.1.2012 Professori Kari T. Koskinen, TTY Järjestelmän toimintaa kuvataan matemaattisesti 20 Kehittyvät suunnitteluprosessit Engineering Intelligence (EI) ja Semanttinen mallinnus SEMOGEN -hanke Consortium: Professori Kari T. Koskinen, TTY 21 31.1.2 012 21 28.4.2015 Semogen - Informaatiovirrat 2 2 22 Case Tutkimus: Porakoneen puomi 23 Virtuaalinen konelaboratorio (VML) 24 2 4 • Teknologia-alusta • Dynaaminen reaaliaikasimulointi • Konejärjestelmän ohjaus (ohjaimet) • Järjestelmätason visualisointi • 3D-visualisointi • Mittausvälineet • Ajan hallinta • Skenaariot • Kouluttajan välineet • Vianetsinnän tuki 24 Semanttinen datalehti–avoin linkitetty data 2 5 25 Tuotantojärjestelmät tulevat kontekstitietoisiksi Suorituksen ja avain toimijoiden (ihmiset, koneet, varastot, järjestelmät) seuranta ja monitorointi Ihminen osana järjestelmää (Human in the loop) Muutosten hallinta tilausten edistämiseksi Valmistuksen ja materiaalitarvetiedon läpinäkyvyys tuotantoketjun partnereille Tuotantoresurssien seuranta, monitoroiinti ja arviointi - työkalut, laitteet, ohjelmat, materiaalit Reaaliaikainen seuranta, monitorointi ja verifiointi – ihmiset ja osat, valmistus , varasto Tuki erilaisille työsuunnitelmille Työmääräysten optimointi ja aikataulutus Verkostonlaajuinen muutosten hallinta Mahdollistaa itsenäisen ohjaustavan valinnan – osaprosessit, resurssiryhmät Hyödyt sosio-teknisistä järjestelmistä Yhteenveto • Asiat muuttuu… – Monimutkaisuus voidaan nähdä mahdollisuutena – Asioiden dynaamisuus on haaste – Validius on sidottu kontekstiin ja aikaan • Teknologia – Useita teknologisia ratkaisuja on jo olemassa – Silti: Teknologia ei itsessään voi ratkaista ongelmia,vaaditaan prosessien ja niiden vuorovaikutusten ymmärtämistä • Holistinen näkymä – Engineering Intelligence on uusi lähestymistapa, joka liittää erilaiset metodologiat ja teknologiat yhteen konseptuaaliseen kehykseen – Erilaiset näkymät samasta datasta 28.4.2015 27 28.4.2015 28 TUT Campus Arena 2015- KIITOS! www.kampusareena.fi 28.4.2015 29