Teollinen internet tuottaa enenevässä määrin tietoa käytännön päätöksenteon tueksi.

Teollisessa internetissä avainasemassa on tieto, joka jalostuu laitteista ja mittauksista kertyvästä datasta välivaiheiden kautta merkitykselliseksi informaatioksi käytännön liiketoimintaa tukemaan. Kunkin yrityksen ja asiakkaan omat tarpeet, haasteet ja tavoitteet on oltava lähtökohtana teollisen internetin toteutuksissa.

Teknologia itsessään ei ole uutta eikä missään nimessä itseisarvo. Itse asiassa monet toimijat myös Suomessa ovat jo pitkään tehneet teollisen internetin alueelle lukeutuvia ratkaisuja tuoden lisäarvoa loppuasiakkailleen.

Tähän artikkeliin on koottu lyhyt läpileikkaus erilaisista kotimaisista teollisen internetin toteutuksista, jotka havainnollistavat erilaisia näkökulmia hyödyntää teollisesta toiminnasta kertyvää tietoa. Osassa toteutuksista on kyse tiedon hyötykäytöstä yleisemmällä tasolla, kun taas toisissa esimerkeissä pureudutaan spesifisimpiin käyttökohteisiin datan jalostamiseksi päätöksenteon tueksi.

Näkökulmia teollisen internetin hyödyntämiseen on monia ja oikean lähestymistavan tulee perustua konkreettiseen tarpeeseen, jolloin myös organisaation halukkuus ottaa ratkaisu käyttöön on suurempi. Motivaationa voi olla esimerkiksi tarve saada teollisuuslaitoksen kriittiset prosessit toimimaan saumattomasti, virheettömästi ja turvallisesti.

Case LKAB

Energiatehokkuutta keskitetyllä energianhallinnalla

ABB on maailman johtava energia- ja automaatiotekniikan yritys. Vuonna 2012 EU:n suurin rautamalmin tuottaja LKAB ja ABB päättivät yhdistää voimavaransa LKAB:n energiatehokkuuden parantamiseksi.

LKAB käynnisti vuonna 2011 kunnianhimoisen hankkeen parantaakseen energiatehokuuttaan 20 prosenttia vuoteen 2020 mennessä. Erääksi keskeiseksi työvälineeksi tässä muutoksessa on muodostunut ABB:n toimittama cpmPlus Energy Monitoring and Targeting -energian mittaus- ja seurantajärjestelmä.

Järjestelmä kattaa ISO 50001 standardin mukaiset energian mittaus- ja raportointivaatimukset ja se kerää reaaliajassa dataa yli 1200 mittapisteestä kolmelta paikkakunnalta kahdestatoista laitoksesta. Tämän lisäksi tietoa kerätään kiinteistöstä ja kuljetuksesta.

Kerätyn aineiston avulla selvitetään tehokkaasti ongelmakohdat ja järjestelmän raportointi- sekä analytiikkatoiminnot kertovat reaaliajassa, mikä kaivosyhtiön suorituskyky on verrattuna tavoitteeseen ja suorituskykypotentiaaliin. Näin yksittäiset kohteet voidaan paikantaa ja priorisoida sekä jakaa ylläpidollisiin ja investointeja vaativiin projekteihin.

Hankkeen onnistumista on merkittävästi hyödyntänyt LKAB:n vahva tahtotila ja osaaminen kaivosteollisuudessa. ABB taas on hyötynyt yhtiön vahvasta vertikaalista osaamisestaan aina mitta-arvojen tuottamisesta ylemmän tason tietojärjestelmiin sekä horisontaalisessa suunnassa tuotteiden, ratkaisujen ja tuki- sekä huoltopalveluiden osalta. Projektissa on myös ollut tärkeää toimittajan kyky sitoutua LKAB:n pitkäkestoiseen projektiin ja tarjota palveluita sen koko elinkaaren ja sitäkin merkittävästi pidemmälle ajalle.

Case Zellstoff Pöls AG

Haketuslaitteen käytön aikainen kunnonvalvonta

ANDRITZ Oy:n Wood Processing ja Service -yksiköt toimittavat puun, hakkeen, kuoren ja biomassan käsittelyteknologiaa ja palveluita sellu- ja voimalaitosteollisuudelle. Sellutehtaan kuorimolla hakut hakettavat puusta haketta sellunkeittoa varten.

Hakun reaaliaikaisella ChipperEKG käytön- ja kunnonvalvonnalla varmistetaan korkea käyttöaste ja hakkeen laatu sekä tuotetaan tunnuslukuja kuorimon käyttö- ja kunnonvalvontahenkilöstön ohella toimittajan eri intressiryhmille. ChipperEKG:n toimitukset aloitettiin vuonna 2013, jolloin käynnistettiin ensimmäinen järjestelmä Itävallassa Zellstoff Pöls AG:n tehtaalla.

Sellupuuhakkua voidaan kutsua älykkääksi laitteeksi. Se on varustettu antureilla, joiden avulla saadaan reaaliaikaista tietoa muun muassa yksittäisten terien kunnosta, asennuksesta ja kulumisasteesta sekä suoritetaan laakerien kunnonvalvontaa.

Edistyksellisen analyysin avulla voidaan hakun käydessä saada esimerkiksi selville, onko joku hakun teristä vioittunut, jolloin hakku tulee pysäyttää tarkistusta varten. Antureilta tulevan datan määrä on niin suuri, että kuntoon ja toimintaan liittyvät tunnusluvut lasketaan välittömästi datan luennan yhteydessä.

Hakun valvonnassa on tärkeää, että operaattori saa välittömästi tiedon terärikosta tai huonosti asennetusta terästä, jotta hakku voidaan pysäyttää. Kun viat havaitaan ajoissa, vältytään kalliilta vaurioilta. Operaattori seuraa haketuksesta saatavia tunnuslukuja diagnostiikkajärjestelmän käyttöliittymästä, joka on myös muiden tehtaan intressiryhmien seurattavissa sisäisen verkon kautta.

Prosessi- ja laitetoimittajalle on olennaista, että laitteen tunnusluvut ovat käytettävissä. Niiden ansiosta tekninen tuki pystyy hyödyntämään reaaliaikaista tietoa, ja laitteen nykyistä toimintaa voidaan myös verrata suunniteltuun toimintaan. Järjestelmää hyödynnetään sekä uusissa toimituksissa että huoltoliiketoiminnassa täydentämällä terähuoltosopimusta diagnostiikkajärjestelmällä.

Case Caverion

IoT konsepti teollisuuteen ja kiinteistöihin

Kiinteistöjen ja teollisuuden palveluita tarjoavalla Caverionilla teollista internetiä on hyödynnetty jo pitkään ja menetelmien aktiivinen kehittäminen on päivittäistä työtä. Teollisuusympäristöissä käytettävyysvaatimukset ovat jo valmiiksi hyvin korkeat.

Kun perinteiset kunnossapitomenetelmät eivät enää riitä käytettävyyden parantamiseen, tarvitaan älykkäitä verkkoon kytkettyjä laitteita ja isompaa kokonaisuutta tarkastelevaa analytiikkaa, joka hyödyntää olemassa olevaa vertailutietoa ”näkemänsä” tulkitsemiseen. Laitteista ja sensoreista kerätään jatkuvasti tietoa, jota varastoidaan, jalostetaan ja analysoidaan edelleen teollisuuslaitosten ja omien prosessien kehittämisen tarpeisiin.

Laitteiden kunnon ennustamisessa käytetään kehittyneitä analytiikkamenetelmiä, joiden suurimpia etuja ovat tarkan mitatun tiedon yhdistäminen epätäydellisemmän tiedon kanssa. Tällaista tietoa on esimerkiksi käyttäjien näkemykset laitteiden toiminnasta, jolloin niin sanottu piilevä tieto saadaan tehokkaaseen käyttöön osaksi käytännön toimintaa.

Proaktiivista kunnossapitoa tukeva jatkuva tiedonkeruu tuo järjestelmiin informaatiota, jota käytetään simuloitaessa laitteiston odotettavissa olevaa käyttäytymistä. Menetelmän avulla pystytään kohdentamaan ja optimoimaan ennakkohuoltoja tai tekemään investointeja, joilla vaikutetaan tapahtuman toteutumiseen tai sen seurauksiin. Historiatietoon pohjautuva malli ei välttämättä vaadi reaaliaikaista tiedonkeruuta, mutta näin parannetaan tiedon määrää, laatua ja tarkkuutta.

Laitteisiin tuodun älyn avulla pystytään seuraamaan, millaisia muutoksia tuotantoprosessissa tapahtuu tai miten laitteita käytetään. Näitä tietoja voidaan verrata simuloituun tilanteeseen, jotta haluttu lopputulos pystytään varmistamaan. Antureilla mitataan esimerkiksi laitteen värähtelytasoja tai käyttötunteja ja mittaukset voidaan yhdistää valvomoon. Järjestelmille voidaan myös opettaa, mitä pitää tehdä, kun tietty raja-arvo tai tapahtuma realisoituu.

Teollinen internet yhdistää raskaan teollisuuden ja tietotekniikan monin eri tavoin.

Case Bronto Skylift Oy

Koneista saatava tieto hyötykäyttöön

Remionin laite- ja alustariippumattomat Regatta-ratkaisut mahdollistavat esimerkiksi koneiden etävalvonnan ketterän toteutuksen ja käyttöönoton, mutta eivät sido tai rajaa toteutusta ainoastaan tietyntyyppisiin käyttökohteisiin, asiakkaisiin tai toimintaympäristöihin. Bronto Skyliftin tarpeisiin kehitetty järjestelmä toimii hyvänä esimerkkinä teollisen internetin mahdollisuuksia monipuolisesti hyödyntävästä ratkaisusta.

– Laitteisiin on jatkuva etäyhteys. Etävalvonta tuottaa reaaliajassa tietoa esimerkiksi siitä, miten paljon, millaisilla kuormilla ja missä asennoissa nostolavoja on käytetty sekä miten sen yksittäiset osat liikkuvat. Pystymme tämän avulla kehittämään huolto-ohjelmaa ja tiedottamaan asiakkaille huoltotarpeista, kertoi Bronto Skyliftin huoltojohtaja Heikki Tiura Promaint-lehden 1/2016 artikkelissa .

Kerätty tieto auttaa varmistamaan myös Bronto Skyliftin laitteiden käytön turvallisuuden. Vikatilanteessa laitetta voidaan monitoroida ja sille voidaan tehdä vika-analyysejä ja kalibrointeja asetuksiin. Lisäksi asiakasportaalin avulla Bronto Skyliftin asiakkaat pystyvät muun muassa seuraamaan nostolavansa käyttöä ja maksimoimaan käyttöastetta, optimoimaan sen suorituskykyä sekä suunnittelemaan laitehankinnat tarkemmin.

Kyse on siis koneissa ja laitteissa olevan tiedon saamisesta todelliseen hyötykäyttöön. Tiedon karttuessa sitä voidaan hyödyntää uusilla tavoilla ja jatkojalostaa eri tarkoituksiin sekä yrityksen omassa liiketoiminnassa että usein myös loppuasiakasta suoraan hyödyttävinä palveluina. Teknologiatoimittajan näkökulmasta olennaista on ennen kaikkea kunkin asiakasyrityksen liiketoiminnan ja asiakastarpeiden syvällinen ymmärtäminen.

Emil Ackerman, Quva Oy , emil.ackerman(at)quva.fi

Jukka Kostiainen, ABB Oy , jukka.kostiainen(at)fi.abb.com

Tatu Pekkarinen, Caverion Oy , tatu.pekkarinen(at)caverion.fi 

Seppo Silenius, Andritz Oy , seppo.silenius(at)andritz.com

Janne Talvitie, Remion Oy , janne.talvitie(at)remion.com