TEKNOLOGISTA SINGULARITEETTIA ETSIMÄSSÄ

Teollisen vallankumouksen vaiheet kuvattuna

Teknologinen singulariteetti tarkoittaa hypoteesiä, jonka mukaan ihmiskunnan teknologinen kehitys on niin nopeaa, että tapahtuu niin iso kehitysaskel, että se aiheuttaa pysyvän muutoksen toimintamalleissa ja -tavoissa. Teknologisten murrosten yhteydessä tyypillistä on, että jokin asia muuttuu niin radikaalisti, ettei kehitysaskelta ole pystytty ennustamaan.

Hankkeen aikana Blogitekstin tunnuskuvassa (yllä) on kuvattu Teolliset vallankumoukset ja ennakoitu tulevaa kehitystä [1]. Ensimmäinen teollinen vallankumous voidaan katsoa sijoittuneen 1700- ja 1800-lukujen vaihteeseen. Vesi- ja höytyvoiman käyttöönott koneellisesti SANA PUUTTUU useita töitä ja mahdollisti tuotteiden tekemisen teollisesti entisen käsityövaltaisen tekemisen sijaan. Tämän seurauksena argaariyhteiskunta muuttui teolliseksi ihmisten muuttaessa laajamittaisesti maaseudulta kaupunkeihin.

Toinen teollinen vallankumous käytti sähköä hyödykseen, ja tuotteita alettiin valmistaa sarjatuotantolinjoilla massatuotantona. Tästä usein käyettty esimerkki on T-Fordien valmistuslinjat. Aikaisemmin juuri kellää ei ollut varaa autoihin ja kulkupeleinä olivat hevoset. Yhtäkkiä autojen hinnat laskivat niin, että niihin olikin varaa isolla osalla ihmisiä ja autot syrjäyttivät hevoset logistisina tapoina liikkua [2].

Kolmas teollinen vallankumous kulminoituu nykykaltaisen automaation laajamittaiseen käyttöönottoon. Ns. Turingin kone oli nykyisten tietokonoiden 2. maailmansodan aikana kehitetty esi-isä. !970-luvun alussa tietokoneet olivat kehittyneet siiinä määrin, että ensimmäiset teolliset ohjainlaitteet eli ohjelmoitavat logiikat otettiin käyttöön ohjausjärjestelmiksi. Nämä syrjäyttivät aiemmat pneumaattiset, hydrauliset sekä releohjaukset.

Käynnissä on ns. neljäs teollinen vallankumous, jossa fyysinen ja digitaalinen maailma yhdistyvät kyberfyysisiksi järjestelmiksi. Industry 4.0  – teollisuuden digitalisaatio mullistaa teollisuuden kentän tuotannosta toimintamalleihin. Mikä tulee olemaan tämän vallankumouksen iso muutos? Teknologinen singulariteetti selviää todennäköisesti vasta jälkikäteen, kenties muutos on jo tapahtunut, mutta me emme sitä tiedä [3].

Oikea tie on kuitenkin rohkeasti lähteä mukaan aallonharjalle tutkimaan, kehittämään ja soveltamaan uutta teknologiaa. Teollisten murrosten yhteydessä on tyypillistä, etää uttaa ja osin kypsymätöntä teknologiaa on tarjolla, mutta yritykset sekä alan toimijat eivät vielä tiedä, miten ja missä vaiheessa teknologioita tulisi ja kannattaisi lähteä soveltamaan.

Suomella on loistava tilaisuus aloittaa teknologian hyödyntäminen nyt, kun siitä voi vielä saada merkittävää kilpailuetua lokaalisti ja globaalisti. Yrityksillä on selkeä tarve kehittää osaamistaan, kokeilla sekä puntaroida uusia ratkaisuja ja sitä kautta saada tietoa päätöksenteon tueksi. Yksi tällainen kokeilu tiedon kartuttamiseksi oli Roboreel -hankkeeseen sisältyvä projekti Case Meconet.

Case Meconet - Kobotiikasta potkua kilpailukykyyn

 

Meconet on pohjoiseurooppalainen jousien, lanka-, puristin - ja syvävetotuotteiden valmistaja. Meconetin valmistus tapahtuu kuudessa omaan osaamisalueeseen keskittyvässä tehtaassa: Vantaalla, Äänekoskella, Pihtiputaalla, Tallinnassa, Tukholmassa ja Pietarissa [4].

Projektin tavoitteena oli automatisoidan karkaisulinjan päätyy niin, että se kyksenisi itsenäiseen työskentelyyn 24/. Tämän vuoksi linjaston alkupäähän tarvitaan Universal Robotics (UR) -tyyppinen yhteistyörobotti eli kobotti, joka laijittelisi käppäleet hihnalle määrätyin ohjein.

Tarkoituksena oli suunnitella toteutuskelpoinen robottisolu, joka kykenee lajittelemaanbb suunniteltuja kappaleita karkaisulinjastoille. Työn toteuttivat koneautomaation opiskelijat Niko Rötkö, Karim Ben Hassen, Cabdiraxiim Osman ja Eetu Auramo yhdessä ohjaavan opettajat Antti Liljaniemen kanssa. Työ tehtiin osittain opintojaksolla Automatisointiprojekti. 

Laadittua suunnitelmaa on projektin jälkeen tarkoitus käyttää yrityksen tuotantokapasiteetin kohentamiseen, jotta yritys kykenee vastaamaan asiakkaidensa lisääntyneisiin tilauspyyntöihin. Aikaisemmin linjaston päähän on tarvittu työntekijä lajittelemaan tuotteet linjastoille manuaalisesti, jonka jälkeen ne kulkeutuvat uunin kautta jäähdytysaltaaseen ja lajittelukoriin.

Alkupään robottisolusta rakennettiin #D-malli Siemens NX -ohjelmistolla. Toiminnasta tehtiin 3D-simulaatio. Laboratorion UR3-robotin avulla tehtiin POC-tasoinen (Proof of Concept, ratkaisun tarkennus) demo. Tässä vaiheessa konenäköä ei saatu integroitua mm. ajanpuutteen vuoksi.

Alun perin tehtävään ajateltu robotti UR10 vaikuttaisi soveltuvalta. Ennen varsinaista toteutusta olisi hyvä testata se suunnitellun konenäkökameran kanssa, lisäksi pitäisi selvittää soveltuvat tarttujat kaikille tuotteille.

Projektia jatkettiin syksyllä 2019 Innovaatioprojektina. Tekijöinä olivat sähköautomaation opiskelijat Joonas Paljakka, Panu Sutela, Teemu Niiranen ja Juha Ketola. Tässä jatko-osuudessa Sickin Inspector PIM60 -konenkäkökamera liitettiin UR3-robotiin ja laboratoriossa tehtiin protosovellus, jossa mallikappaleita noukittiin kameran avulla.

Suositeltavaa olisi seuraavaksi testata tartujaa ja kameraa kaikilla eri tuotteilla ja selvittää, soveltuvatko ne kaikkien kappaleiden poimintaan sekä vertailla vielä muita tarttuja- ja kameravaihtoehtoja. Tällainen sopisi hyvin johonkin toiseen projektiin tai opinnäyetyöksi. Projektissa saatiin joka tapauksessa todennettua, että kobotii soveltuu ko. kohteeseen.

 Kappaleiden poimintaa UR3-kobotilla.

Viisasten kivikö...?

Meconetin kokeilu on yksi monien joukossa, mutta sen ja muiden kaltaistensa merkitystä voi ajatella laajemminkin.

ST1:n omistaja Mika Anttonen on todennut: "En ole huomannut, että ihmiset olisivat valmiita tinkimään yhtään mistään. On ihan kiva, että meillä on hiilivapaa Mynämäki, mutta ei sitä kannata tehdä mihin hintaan tahansa, vaan miettiä ratkaisuja, jotka voidaan ottaa käyttöön muuallakin. Nyt avaruudesta katsottuna näkyy, kuinka tuossa yksi sulkee hiilivoimalan ja tuossa toinen rakentaa uuden." [5]

Anttonen ehdottaa ratkaisuksi hajautettua energiantuotantoa, koska raaka-aineita ei kannata kuljettaa. Hän ajattelee, että jatkossa karjatilat voivat muuttaa lantaa lannoitteeksi ja biokaasuksi ja käyttää sitä omaan ja tilan lähistöllä käyvien ajoneuvojen ja työkoneiden tankkaukseen [5].

Kasvihuonekaasut ja -päästöt maanlaajuisesti  kuvattuna

Kasvihuonekaasut/-päästöt maanlaajuisesti.

Energy 72%, Industrial Processes (MtCO2e) 6%, Agriculture (MtCO2e) 11%, Waste (MtCO2e) 3%, Land-Use Change and forestry (MtCO2) 6% ja Bunker Fuels (MtCO2) 2.2%

 

Electricity % Heat (MtCO2) 31%, Manufacturing & Construction (MtCO2) 12.4%, Transportation (MtCO2) 15%, Other Fuel Combustion (MtCO2e) 8.4% ja Fugitive Emissions (MtCO2e) 5.2%

72% maailman kasvihuonekaasuista syntyy energiantuotannosta, ja tästä valtaosa sähkön- ja lämmöntuottamisesta, rakentamisesta, teollisesta tuotannosta sekä liikkumisesta ja logistisesta tavaroiden liikuttelusta. Samaan aikaan suomen ja Euroopan  pitäisi pysyä kilpailukykyisenä ja pystyä vastaamaan globaaleihin haasteisiin [5]. Mitä jos pystyisimmekin hyödyntämään ja kehittämään uutta teknologiaa tavoitteena kilpailukyky ja vihreät arvot?

Voisiko Anttosen ajattelumallia soveltaa muuallekkin? Mitä jos pyrimme tuottamaan tarvitsemamme lämmön ja sähkön lähellä käyttöpaikkoja hyödyntäen ja kehittäen uutta teknologiaa niin, että voimme myös viedä sitä muualle? Tuottamalla tavarat, elintarvikkeet ja hyödykkeet lähellä pidämme työpaikatkin lähellä ja samalla minimoimme tarpeen liikutteluun toiselta puolelta maapalloa. [7]

Nyt olemme keskellä uutta vallankumousta. Teknologinen kehitys todennäköisesti kiihtyy edelleen. Tämän vuoksi kokeilut, kuten case Meconet, ovat tärkeitä. Ne antavat yrityksille mahdollisuuden kokeilla uutta teknologiaa, oppia uutta ja kääntää nämä kilvet kilpailuedukseen.

Kenelläkään ei ole vielä tarkkaa tietoa siitä, millaiseksi maailma muuttuu alussa mainitun neljännen vallankumouksen aikana. Varmaa kuitenkin on, että se tulee vaikuttamaan globaalisti kaikkialla ja kaikkeen. Jospa tämän vallankumouksen singulariteetti onkin siirtyminen hajautuksen aikaan, jolloin tuotamme tarvitsemamme asiat siellä, missä olemme. Kyberfyysinen maailma mahdollistaa työn tekemisen jo ajasta ja paikasta riippumattomasti. Yhdistämällä tämän hajautetun tuotannon ajatteluun voisimme pitää työn ja tuotannon paikallisina soveltaen uutta ja vihreää teknologiaa.

Se olisikin jo Vallankumous isolla V:llä!

Lähteet:

 

[1] Roser, Christoph. 2021. Fourth Industrial Revolution. Saatavana osoitteessa: <https://www.allaboutlean.com/industry-4-0.> Luettu 15.2.2021.

 

[2] Schwab, K. 2018. The Fourth Industrial Revolution, World Economic Forum 2016.

 

[3] Metropolia AMK, Digi-Salama 2021. Verkkosivusto. Saatavana osoitteessa: <https://digisalama.metropolia.fi/teknologiat/>.  Luettu 15.2.2021.

[4] Meconet Oy, Yritysesittely. Verkkosivusto. Saatavana osoitteessa: <https://www.meconet.net/>.  Luettu 15.2.2021.

[5] Anttonen, Mika. 2021. Vihreä kasvu on suurta huijausta. Verkkosivusto. Saatavana osoitteessa: <https://www.maaseuduntulevaisuus.fi/talous/artikkeli-1.1298249>. Luettu 15.2.2021.

[6] C2ES, Global Emissions. Verkkosivusto. Saatavana osoitteessa: <https://www.c2es.org/content/international-emissions/>.  Luettu 15.2.2021.

[7] Talouselämä. Tuottavuushypyt koronan harvoja valopilkkuja. Saatavana osoitteessa: <http://lehdet.talentum.fi/a60830ac-2422-4f72-a2eb-3ca053d27474/8>. Luettu 15.2.2021.

Antti Liljaniemi

Kirjoittaja: Antti Liljaniemi, työskentelee kone- ja autotekniikan lehtorina Metropolian Ammattikorkeakoulussa.

antti.liljaniemi@metropolia.fi

+358 400 240 756

Metropolia University of Applied Sciences

Finland

Julkaistu 18.2.2021