Tietokoneavusteinen tuotannon suunnittelu

Tietokoneiden käyttö suunnittelun tukena alkoi yleistyä 1970-luvulla. VTT selvitti, kuinka tietokoneavusteisia CAD- ja CAM-järjestelmiä voitiin käyttää tuotannon suunnittelussa. Tuloksia hyödynsivät niin sahat, konepajat, valimot kuin elintarvike- ja tekstiilitehtaat. VTT osallistui muun muassa Valmetin Damatic-järjestelmän eli mikroprosessoreihin perustuvan tuotannonohjausjärjestelmän kehittämiseen. VTT:n tutkijat olivat mukana myös Loviisan ydinvoimalan pääsäätöjärjestelmän suunnittelussa.

APROS-prosessisimulaattori

VTT kehitti yhteistyönä Imatran Voima Oy:n kanssa 1980-luvulla APROS-prosessisimulaattorin, jota käytettiin muun muassa Haapaveden turvevoimalaitoksen ja Loviisan ydinvoimalaitoksen prosessien simulointiin. APROS-ohjelmistoa on kehitetty koko ajan, ja sitä käytetään edelleen tutkittaessa teollisuusprosessien dynaamista käyttäytymistä normaaleissa käyttötilanteissa ja häiriötilanteissa. Tyypillisiä sovelluskohteita ovat sähkö-, höyry- ja kaukolämpöverkot, sellu- ja paperitehtaat sekä hiili- ja ydinvoimalaitokset. Uudet ajankohtaiset sovellukset liittyvät polttokennoihin, biopolttoaineisiin, hiilidioksidin talteenottoon ja aurinkoenergiaan.

Ubiteknologiaa koneisiin ja rakentamiseen

Tänä päivänä tietotekniset ja elektroniset sovellukset ja järjestelmät ovat olennaisena osana toiminnassa kaikilla aloilla. Tieto- ja viestintätekniikka on laajentunut kattamaan ihmisten välisen tiedonvaihdon ja vuorovaikutuksen lisäksi laitteiden ja järjestelmien välisen toiminnan. Jokapaikan tietotekniikka eli ubiteknologia toimii huomaamattomasti kaikkialla ympärillämme ja mahdollistaa uusia palvelumuotoja ja uudenlaista liiketoimintaa.

Tietotekniikka mahdollistaa muun muassa koneiden jatkuvan kunnonvalvonnan ja ennakoivan, varhaisen puuttumisen vaurioihin. Tietotekniikkaan yhdistetty energiaomavarainen mittauselektroniikka soveltuu hyvin pyörivien, värähtelevien ja liikkuvien koneiden ja kuljetusvälineiden kunnonvalvontaan. Se sopii nostureihin, työkoneisiin, puomeihin, mastoihin, tuulivoimaloihin, paperikoneisiin, laivoihin ja lentokoneisiin. VTT on soveltanut teollisuudesta tuttuja menetelmiä Moventaksen kanssa tuulivoimaloiden vaihteistojen ja voimansiirron ennakoivaan kunnonvalvontaan.

Yhdistämällä rakennuksien tietojärjestelmiä muun tietoverkon kanssa voidaan esimerkiksi liittää kodin lämpötilatietoja yhteen sääennustetietojen kanssa ja saada kodin valvontajärjestelmän avulla ennakoivasti lämmitysjärjestelmän säädöt muuttumaan.

VTT:n ja Konecranes Oy:n kehittämä nosturiradan mittausmenetelmä on esimerkki siitä, miten konepajateollisuuteen voidaan useita teknologioita yhdistämällä ja tietotekniikkaa hyödyntämällä luoda uusia, toimintaa tehostavia ratkaisuja ja palveluja. Nosturiradan mittausprismaa kuljettaa kauko-ohjattava robotti. Mittausvaunu yhdessä lasermittauslaitteen kanssa kerää tietoa nosturikiskon suoruudesta ja asemasta. Analyysiohjelmisto jalostaa kerätyn tiedon edelleen jatkokäyttöä varten. Päivien sijasta mittaukseen kuluu parhaimmillaan vain tunteja. Ratkaisu parantaa myös turvallisuutta.

Tehdasteollisuuden uudistaminen

VTT on yhdessä yritysten kanssa tehostanut tehdasteollisuuden uudistumista ja luonut mm. tietotekniikan avulla uutta kilpailukykyä teollisuudelle esimerkiksi Finnish Global Factory -hankkeissa. Venttiilejä valmistava Flowserve Naval onnistui uusien ratkaisujen ja uuden tuotantolinjan avulla lyhentämään aiemman seitsemän päivän läpimenoajan alle kahteen tuntiin. Kehitystyössä hyödynnettiin teoreettisten mallien lisäksi kolmiulotteista virtuaalituotantolinjaa.

Laitteiden etäkäytön yhdistäminen ja virtuaalimallinnus

VTT:n ROViR-hankkeissa yhdistetään laitteiden etäkäyttöä ja virtuaalimallinnusta. Kun virtuaalimalliin on mallinnettu sekä laite että sen käyttöympäristö, operaattori voi ohjata oikeaa laitetta virtuaalimallin avulla. Näin voidaan työskennellä ympäristöissä, joihin ei esimerkiksi säteilyn tai korkean lämpötilan vuoksi voida mennä, kuten reaktoreissa. Virtuaalimalliin pohjautuvaa simulaattoria voidaan käyttää myös koulutuksessa.

Tietoteknisiä ratkaisuja laivoihin, kuljetusvälineisiin ja liikenteeseen

VTT on hyödyntänyt paitsi teoreettista ja kokeellista hydrodynamiikkaosaamista myös virtuaaliprototypointia ja simulointia tutkiessaan Royal Caribbean Cruises Ltd -varustamon ja STX Finland Cruise Oy -telakoiden kanssa, miten laivojen uudenlaiset rakenteet kestävät merenkäynnin aiheuttamaa kuormitusta ja miten matkustajamukavuutta haittaavaa värähtelyä voidaan torjua.

Tietotekniset ratkaisut ovat avainasemassa myös VTT:n, Mercedes-Benzin ja muiden merkittävien eurooppalaisten autonvalmistajien hankkeessa, jossa tavoitteena on luoda tulevaisuuden liikennejärjestelmä. Siinä autot kommunikoivat toistensa kanssa, saavat reaaliaikaista tietoa liikenteestä ja lähettävät tietoa eteenpäin niin kuljettajalle kuin muille järjestelmille. Näin voidaan muun muassa vähentää onnettomuuksia.

Lisätyn todellisuuden teknologiat

Uusi lisätyn todellisuuden teknologia mahdollistaa sujuvan reaali- ja virtuaalimaailmoiden yhdistämisen. VTT, IBM ja Nokia Research Center ovat yhdessä kehittäneet ACME-järjestelmää, joka mahdollistaa avatarien eli virtuaalihahmojen tuomisen mukaan todelliseen neuvottelutilaan, esineiden tarkastelun ja liikuttelun virtuaaliympäristössä uudella tavalla, samoin kuin henkilön eleiden ja liikkeiden peilaamisen virtuaalimaailman tapahtumiksi.