Oulun yliopisto

Teollisten prosessien autonomisuutta kehitetään Oulun yliopistossa

Jaa

Teollisten prosessien digitalisaatiota kehitetään ja demonstroidaan kahdessa merkittävässä Oulun yliopiston Säätötekniikan tutkimusryhmän hankkeessa yhteistyössä yritysten ja tutkimuslaitosten kanssa. Hankkeiden yhteisenä tavoitteena on edistää tuotantolaitosten autonomisuutta.

Hankkeissa kehitetään mittaustekniikan luotettavuutta ja laajuutta koneoppimisen sovelluksien mahdollistamiseksi (APASSI-hanke) sekä tavoitellaan teollisen tuotannon vähähiilisyyttä hyödyntämällä digitalisaation mahdollisuuksia (MAJAKKA-hanke). Oulun yliopiston osuus näissä hankkeissa on lähes 900 000 euroa.

Teollisuuden neljännen vallankumouksen ja ICT-teknologioiden kehittymisen myötä suuret datamassat, tekoäly ja koneoppiminen sekä kyberfysikaaliset järjestelmät ja niiden sisältämät digitaaliset kaksoset ovat ajankohtaisempia kuin koskaan. Teollisuudenalasta ja sovelluskohteesta riippuen niiden käytönaikainen rakentaminen ja hyödyntäminen voi perustua pitkälti datapohjaisiin ratkaisuihin.

Laitteiden, yksikköprosessien ja prosessikokonaisuuksien mallintaminen ja simulointi on ollut jo pitkään arkipäivää mm. prosessisuunnittelussa, optimoinnissa ja tuotannonsuunnittelussa. Nämä fysikaalisiin ja kemiallisiin ilmiöihin ja riippuvuuksiin perustuvat simulointimallit voidaan nähdä keskeisenä osana olemassa olevaa informaatiota, joka kannattaa pitää mukana rakennettaessa digitaalisia kaksosia ja kyberfysikaalisia järjestelmiä.

Prosessiautomaation kannalta digitaalisten kaksosten tulee pystyä kuvaamaan reaalimaailman vastinettaan riittävän tarkasti niin, että siitä saatavaa tietoa voidaan hyödyntää dynaamisesti esimerkiksi prosessin säädössä, monitoroinnissa, optimoinnissa ja diagnostiikassa. Tätä varten simulointimalleja on ylläpidettävä ja päivitettävä reaaliaikaisesti kohteista kerättävän datan ja tehokkaiden laskenta-algoritmien avulla.

Säätötekniikan tutkimusryhmän vetäjä, biojalostamon mittausten professori Mika Ruusunen kertoo, että fysikaalisiin malleihin perustuva näkökulma digitaalisten kaksosten rakentamiseen yhdistettynä niiden automaattiseen ylläpitoon on jo herättänyt paljon kiinnostusta. Esimerkiksi tohtorikoulutettava Riku-Pekka Nikula palkittiin keväällä parhaan esityksen palkinnolla tähän tutkimusaiheeseen liittyen kansallisesti tärkeässä prosessi-, tehdas- ja tuotantoautomaatiota ja digitalisaatiota käsittelevässä Automaatiopäivät23-seminaarissa.

Säätötekniikan tutkimusryhmässä digitaalisten kaksosten ja simulointimallien adaptointiin liittyvää tutkimus- ja kehitystyötä on tehty jo pitkään. Aiheet ovat ulottuneet aina yksittäisten virtuaaliantureiden ja ennustavan säädön jatkuvasta ylläpidosta monimutkaisten, teollisuusprosesseja kuvaavien mallien reaaliaikaiseen adaptaatioon. Nyt alkaneet hankkeet muodostavat luonnollisen jatkumon tälle kehitystyölle.

APASSI -hankekokonaisuudessa tavoitteena on ottaa askel kohti teollisuuden prosessien muuttamista autonomisiksi kehittämällä mittaustekniikan luotettavuutta ja laajuutta uusien koneoppimisen sovelluksien mahdollistamiseksi. Keväällä käynnistynyt APASSI on Business Finlandin rahoittama ns. Co-innovation -hanke, jossa on mukana seitsemän yritystä ja kolme tutkimustahoa, Valmet, Outotec, Senfit, Head Recycle Systems, Gasera, Oplatek ja Spectral Engines sekä VTT, Tampereen yliopisto ja Oulun yliopisto. Hankkeen kokonaisvolyymi on noin 10 miljoonaa euroa. APASSI-ekosysteemiin kuuluu lisäksi noin 50 alihankkija- ja yhteistyökumppaniyritystä sekä loppukäyttäjää.

Oulun yliopiston tutkimus APASSI-hankkeessa keskittyy adaptiivisten mallinnusmenetelmien tutkimukseen, mittausaineiston analysointiin ja älyn lisäämiseen mittalaitteeseen sekä näiden muodostamien järjestelmien tehokkaaseen hyödyntämiseen prosessiteollisuudessa.

Syyskuussa EAKR-rahoituspäätöksen saaneessa MAJAKKA-hankkeessa tavoitellaan teollisen tuotannon vähähiilisyyttä hyödyntämällä digitalisaation mahdollisuuksia. Esimerkiksi digitaalisten tiedonkäsittelymenetelmien avulla olemassa olevasta informaatiosta voidaan mm. tuottaa uusia laskennallisia suureita ja arvioida mittaustiedon luotettavuutta. Parantuneen ymmärryksen pohjalta prosesseja voidaan ohjata optimaalisissa olosuhteissa. Hyödyt realisoituvat laitteiden pidempänä elinkaarena, energia- ja resurssitehokkuutena ja näin vähähiilisyytenä.

MAJAKKA-hankkeessa hyödynnetään toisen projektin toteuttajan Centria-ammattikorkeakoulun Chemplant-tutkimusympäristöä ja Oulu Mining Schoolin Minipilot-rikastamoympäristöä. Hanketta on tukemassa toistakymmentä Keski-Pohjanmaan ja Pohjois-Pohjanmaan yritystä sekä Kokkolanseudun Kehitys Oy KOSEK ja Business Oulu.

Professori Mika Ruususen mukaan seuraavana tavoitteena on hyödyntää laajemmin yhteistyötä Oulun yliopistossa olevan ICT-osaamisen ja prosessitekniikan sovellustutkimuksen välillä. Samalla laajennetaan sovelluksia esimerkiksi biojalostamoympäristöihin yhdessä Kainuun ja Oulun seutujen yritysten kanssa.

Säätötekniikan tutkimusryhmä kuuluu Oulun yliopiston teknillisen tiedekunnan Ympäristö- ja kemiantekniikan tutkimusyksikköön.

Avainsanat

Yhteyshenkilöt

Professori Mika Ruusunen, puh. 029 448 2461
Tutkijatohtori Markku Ohenoja, APASSI-hankkeen projektipäällikkö, puh. 029 448 2473
Tutkijatohtori Ari Isokangas, MAJAKKA-hankkeen projektipäällikkö, puh. 029 448 2467
Oulun yliopisto, Säätötekniikan tutkimusryhmä

sähköpostit: etunimi.sukunimi@oulu.fi

Viestintäasiantuntija Tiina Pistokoski, Oulun yliopisto, puh. 029 448 4091

Tietoja julkaisijasta

Oulun yliopisto
Oulun yliopisto
Pentti Kaiteran katu 1
90570 Oulu

0294 480 000http://www.oulu.fi/yliopisto/

Tilaa tiedotteet sähköpostiisi

Haluatko tietää asioista ensimmäisten joukossa? Kun tilaat mediatiedotteemme, saat ne sähköpostiisi välittömästi julkaisuhetkellä. Tilauksen voit halutessasi perua milloin tahansa.

Lue lisää julkaisijalta Oulun yliopisto

Väitös: Kohti dataohjattua päätöksentekoa tuoteportfolion hallinnassa – yritystasolta tuotetason analyysiin29.11.2019 07:30:00 EETTiedote

Onnistuneet tuotteet ja palvelut luovat perustan yrityksen menestykselle. Tänään tehdyt tuotepäätökset realisoituvat muutaman vuoden kuluessa, ja väärillä päätöksillä voi olla hyvin vakavia taloudellisia seurauksia. Väitöstutkimus selvittää, miten tunnepohjaisesta päätöksenteosta kyetään siirtymään datapohjaiseen päätöksentekoon pohjautuen yrityksen liiketoimintakriittiseen dataan eri tietojärjestelmissä.

Valuma-alueen ominaisuudet vaikuttavat vesikasvien esiintymiseen järvissä15.11.2019 10:30:00 EETTiedote

Maalla kasvavat kasvit käyttävät yhteyttämiseen ilman hiilidioksidia. Vesikasvien yhteyttäminen riippuu hiilidioksidin lisäksi bikarbonaatista, koska vesistöjen hiilidioksidipitoisuudet ovat luontaisesti alhaiset. Uusi Science-lehdessä julkaistu tutkimus osoittaa maailmanlaajuisesti, että vesikasvien määrä kasvaa järvissä, joiden bikarbonaattipitoisuudet ovat korkeat. Bikarbonaattipitoisuuteen vaikuttavat järven valuma-alueen kivilajit.

Uutishuoneessa voit lukea tiedotteitamme ja muuta julkaisemaamme materiaalia. Löydät sieltä niin yhteyshenkilöidemme tiedot kuin vapaasti julkaistavissa olevia kuvia ja videoita. Uutishuoneessa voit nähdä myös sosiaalisen median sisältöjä. Kaikki tiedotepalvelussa julkaistu materiaali on vapaasti median käytettävissä.

Tutustu uutishuoneeseemme