Aalto-yliopisto kehittää digitaalista kaksosta valmistavalle teollisuudelle

Aalto-yliopistossa kehitetään digitaalisen kaksosen konseptia yhteistyössä Konecranesin, Siemensin, Ideal PLM:n, Remionin ja RD Velhon kanssa vuonna 2018 alkaneessa DigiTwin-tutkimushankkeessa. Projektissa luodaan Konecranesin lahjoittamalle Ilmatar-nosturille digitaalinen kaksonen ja tutkitaan sen luomia mahdollisuuksia liiketoimintaan ja koneensuunnitteluun. Sovelluksen painopisteenä on digitaalisen kaksosen mahdollistamien uusien koneensuunnittelumenetelmien kehitys: miten teollisen internetin mahdollisuuksien täysimääräinen hyödyntäminen muuttaa tuotesuunnittelua, sen vaatimuksia ja arkkitehtuuria.

Aalto-yliopistossa järjestettiin 18.1.2019 DigiTwin Demo Day -tapahtuma, jossa esiteltiin tutkimustuloksia, demoja ja mahdollisuuksia yrityksille tulla mukaan kehitystyöhön. Tapahtumaan osallistui 170 yritysten ja yliopistojen edustajaa. 

Digitalisaation vaikutuksesta lähes puolet Fortune500 -listan yrityksistä on kadonnut viimeisen 20 vuoden aikana, kertoi avauspuheenvuorossaan Ideal PLM:n toimitusjohtaja Juha Takkunen. Esimerkkeinä Takkunen nosti musiikki- ja valokuvausalan. 

”Digitalisaatio vaikuttaa merkittävästi myös valmistavaan teollisuuteen, jolloin yritysten keskinäinen ja yliopistojen kanssa tehty yhteistyö korostuu entisestään. Digitalisaatio ja digitaaliset kaksoset tuovat tehokkuutta ja läpinäkyvyyttä konetekniikan suunnitteluun ja tuotteen elinkaaren hallintaan.”, kommentoi professori Kari Tammi. 

“Aalto-yliopisto sijoittuu tieteen, teknologian ja liiketoiminnan aloilla korkeille sijoille kansainvälisissä yliopistovertailuissa. Aallossa tutkitaan ja kehitetään useita Konecranesille tärkeitä teknologioita. Yrityksemme haluaa olla läheisessä yhteistyössä avainasemassa olevien tutkimuskeskusten kanssa. Näin saamme nopean väylän tuoreimpaan tutkimustietoon. Konecranes taas pystyy tarjoamaan Aallon tutkijoille ja opiskelijoille tosielämän käyttötapauksia.”, kertoo Konecranesin johtaja Petri Asikainen. 

Konecranes ilmoitti avaavansa asteittain Ilmatar-nosturin kehitysympäristön Aallon teollisen internetin kampuksen yhteistyökumppaneille. 

Remion tuli mukaan DigiTwin-hankkeeseen IoT-asiantuntijana tuomaan tarvittavaa teknologista osaamista niin datan keruun, prosessoinnin, analysoinnin kuin visualisoinninkin näkökulmista. ”Haluamme olla IoT-alan edelläkävijä digitaalisen kaksosten parissa, joten koimme hankkeen tarjoavan meille erinomaisen mahdollisuuden sekä kehittää omaa osaamistamme että kasvattaa yhteistyöverkostoamme yhä laajemmaksi. Yrityksenä odotamme hankkeen mahdollistavan digitaalisia kaksosia hyödyntävän liiketoiminnan merkittävän kasvattamisen seuraavien vuosien aikana.”, kertoo Miika Valtonen, Senior Solution Architect Remionilta. 

Ilmatar-nosturin digitaalinen kaksonen: köysipyörän laakerin käyttötapaus

Tohtoriopiskelija Juuso Autiosalo Aalto-yliopistosta esitteli hankkeessa kehitettyä digitaalisen kaksosen demoa, jossa insinööri voi käyttää digitaalista kaksosta analysoidakseen yksinkertaista nosturin komponenttia, köysipyörän laakeria. Hankkeessa käytettävä siltanosturi sisältää lukuisia dataa kerääviä sensoreita ja järjestelmiä, josta data siirretään turvallisesti Siemensin IoT-alustan MindSpheren kautta tuotteen elinkaaren hallintatyökaluun (PLM-työkalu) nimeltä Teamcenter. Konecranesin insinöörit käyttävät tällaista PLM-työkalua päivittäin. Demossa näytettiin, miten laakerin sensoreista tuleva data voidaan visualisoida. Teamcenterissa näkyy laakerin rakenne, käyttötieto sekä 3D-malli yhdessä näkymässä. Tätä tietoa voidaan käyttää ei vain uusien nostureiden suunnittelussa vaan myös määrittämään mikä nosturi on paras valinta mihinkin käyttötilanteeseen. 

“Konecranes voi esimerkiksi käyttää analysoitua komponenttitietoa optimoidakseen komponenttien mitoitusta ja valintaa tai suunnitellakseen digitaaliseen kaksoseen perustuvaa huoltotoimintaa.”, kertoo Valtteri Peltoranta, Senior Reliability Engineer, Konecranes. 

Aalto-ylipiston opiskelijat esittelivät kauko-ohjattavaa robottikättä, jonka he kehittelivät Konecranesille mekatroniikan projektikurssilla. Robottikädessä on kameroita, joiden avulla huoltohenkilöstö voi ennen paikan päälle matkustamista tarkistaa nosturin kunnon. 

Muita demoja olivat mm. Remionin kehittämä digitaalinen kaksonen Frameryn äänieristetylle työtilalle, Siemensin kehittämä tuotantolinjan digitaalinen kaksonen, Abloyn älykäs Traka-avainkaappi sekä Aalto-yliopiston kehittämä roottorin digitaalinen kaksonen. 

DigiTwin-hankkeen tutkimus keskittyy nyt seuraavaan: 

• miten koneoppimista voidaan käyttää Ilmatar-nosturin käyttötapauksessa,
• miten digitaalisen kaksosen avulla voidaan ennustaa komponentin jäljellä oleva elinikä ja
• miten huoltohenkilöstö voi saada laitteen tietoja lisätyn todellisuuden avulla. 

Lisäksi järjestelmään tuodaan uusia IoT sensoreita ja yleispätevää digitaalisen kaksosen konseptia kehitetään eteenpäin. 

Yritysverkosto edistämään uusia liiketoimintamahdollisuuksia

Aalto-yliopiston tavoitteena on luoda Suomeen digitaalisen kaksosen kehityksestä kiinnostuneiden yritysten verkosto. Mukaan etsitään erityisesti analytiikan, tuotekehityksen ja ylläpidon tuotteita tai palveluita kehittäviä startupeja ja PK-yrityksiä. Myös kaikki muut aiheesta kiinnostuneet ovat tervetulleita verkostoon.

 ”DigiTwin -verkostoon liittyminen tarjoaa jokaiselle verkoston yritykselle aitiopaikan olla kuulemassa mitä digitaalisten kaksosten kehitysrintamalla tapahtuu. Verkosto helpottaa yhteyksien rakentamista alan toimijoihin ja mahdollistaa oman osaamisen syventämisen digitaalisiin kaksosiin liittyen.”, vakuuttaa Remionin Miika Valtonen. 

Verkostoon liittyminen on ilmaista ja helppoa. Liity DigiTwin-sähköpostilistalle, tule mukaan Slack keskustelufoorumiimme tai ota yhteyttä projektipäällikkö Juuso Autiosaloon. 

Lisätietoja:

DigiTwin-hanke

DigiTwin Demo Day:n materiaalit