– Valmistusprosessien tuottama komponenttipuhtaus on noussut tärkeään rooliin, toteaa professori Jari Rinkinen.

Paperikonevalmistajat ja puunjalostusteollisuus on ollut professori Jari Rinkisen mukaan merkittävä hydrauliikan osaajien työllistäjä. Myöhemmin mobilekonerakentajat ovat nousseet alamme päätyöllistäjiksi.

– Suomessa on maailman kovinta kalliota ja osan vuotta paksu jääkerros rikottavana niin maalla kuin merelläkin. Siksi ei ole ihme, että täällä on ollut koneenrakentajien keskuudessa tarvetta hydrauliikan osaajille. Lisäksi meillä on paljon metsiä, joista puuta on pitänyt korjata vuosittain yhä tehokkaammin, toteaa Rinkinen.

– Ylpeänä voin katsoa, kuinka maailman kärkinimiin lukeutuvien patruunalohkovalmistajien henkilöstö on pääasiassa IHA:n kasvatteja, hän jatkaa. Patruunalohkot ovat käytössä, kun halutaan liikutella suuria kuormia nopeasti. Se siis edellyttää, että suuri määrä hydrauliöljyä siirtyy vauhdilla toiseen paikkaan. Off-shore -teollisuus on vaativin käyttäjä. Siellä tarvitaan suuria virtauksia korkeissa paineissa.

– Hydraulitekniikka on yksi koneenrakennusalan erikoisalueista, mutta myös sen piirissä on omat erikoisosaamisensa. Öljyhydrauliikka on pääkäyttöalue, mutta vesihydrauliikka ja merivesihydrauliikka ovat olleet voimakkaasti suomalaisen tutkimuksen kohteina noin 20 vuotta sitten, Rinkinen kuvailee alaansa.

Digitaalinen hydrauliikka tuo parannusta

– Uusimpana huippututkimusalueena on yli kymmenen vuotta ollut digitaalihydrauliikka, joka on alun perin IHA:ssa kehitetty hydraulijärjestelmän toteutustapa. Siinä olemme aivan ehdotonta maailman kärkeä, muistuttaa Rinkinen.

Digihydrauliikka on noussut otsikoihin esimerkiksi Pendolinojen yhteydessä. Niiden käyttövarmuutta on onnistuttu parantamaan Suomen vaikeissa talviolosuhteissa, kun nopeiden junien kallistushydrauliikassa on siirrytty perinteisistä analogisista servoventtiileistä vikasietoisempiin digitaalisiin venttiileihin. VR on vahvistanut, että saatujen kokemusten ansiosta kaikki Suomen Pendolinot siirtyvät jatkossa digitaalisen hydrauliikan käyttäjiksi.

Jari Rinkisen mukaan digihydrauliikka on jalkautettava laajemmin Suomen teollisuuden käyttöön. Sille on paljon muitakin käyttökohteita kuin kiskokalusto.

– Sopivia käyttökohteita ovat muun muassa kaivosteollisuuden ja tienrakennuksen liikkuvat koneet sekä puun korjuussa käytettävät metsätyökoneet. Muuttuvat ja vaikeat ympäristöolosuhteet ovat niiden tärkein yhteinen tekijä, hän ennustaa jatkoa.

Uuteen tekniikkaan siirtymistä hidastaa merkittävimmin valmistustekniikan kehittäminen, sillä se on hänen mukaansa tässä taloustilanteessa haastavaa.

Kehittyminen tapahtuu useissa vaiheissa

Rinkinen ei ole alalla vahingossa.

– Päätin jo lukion aikana pyrkiväni Tampereen teknilliseen korkeakouluun opiskelemaan hydraulitekniikkaa, joka tuntui jo 70-luvun puolivälissä todella kiehtovalta alalta. Olin lukioiässä kesätöissä TVH:lla, jossa maansiirtokoneiden hydraulijärjestelmät alkoivat kiinnostaa. Ne kun olivat kaikkien käyttäjien mielestä ihmeellisen hienoja toteutuksia.

Opiskelujen jälkeen Rinkinen on tehnyt työuran TTY:ssä nimikkeillä assistentti, yliassistentti, tutkija, apulaisprofessori ja professori. Niinpä hänellä on selkeä näkemys alan vaiheista.

– Kun jokin tekniikka on saatu kehitettyä uudelle toiminnalliselle tasolle, seuraavana vaiheena tulee sen toiminnan luotettavuuden varmentaminen. Servo- ja proportionaalitekniikan laajempi käyttöönotto osui 1980-luvulle. Sitten 1990-luvulla tärkeiksi aiheiksi nousivat hydrauliikan suodatuksen tutkimus, öljyn puhtaudenvalvonta ja järjestelmien diagnostiikka, Rinkinen kuvaa kehityksen kulkua.

– Kun 2000-luvulla tarkasteltiin usein komponenttien ja järjestelmien energiataloudellisuutta ja elinkaariajattelua, luonnollinen jatko on, että valmistusprosessien tuottama komponenttipuhtaus nousee tärkeään rooliin niin tutkimuksessa kuin käytännön koneenrakennuksessa tällä 2010-luvulla, Rinkinen jatkaa. Juuri tähän panostan nyt täysillä, jotta suomalaisten hydraulikäyttöisten koneiden luotettavuus kasvaa.

Muina yhtä merkittävinä kehityskohteina hän listaa työkoneiden energiatehokkuuden parantamisen, kun kyseessä ovat erityisesti hydrauliset, sähköiset ja hybridiratkaisut. Myös etäohjaus ja mobiilien laitteiden älykkyys ovat tämän hetken merkittäviä tutkimuskohteita.

– Näissä kaikissa IHA ja Suomi on ollut ja on tälläkin hetkellä hyvin mukana kansainvälisessä kärjessä, hän toteaa.

Koulutusta ja verkostoitumista

TTY on ollut alan merkittävin suunnittelijatason kouluttaja jo 70-luvulta lähtien. Diplomitöitä on valmistunut IHA:sta vuosittain keskimäärin 25 – 30 kappaletta 80-luvusta alkaen.

– Useimpiin näistä liittyy hydrauliikan tutkimusta tai ainakin kyseiset henkilöt ovat opiskelleet hydrauliikkaa pääaineenaan, korostaa Rinkinen. Uusia tohtoriksi väitelleitä saadaan alalle nykyisin TTY:stä keskimäärin kolme vuodessa.

Rinkisen mukaan tutkintojen keskimääräinen vuosilukumäärä tarkoittaa, että noin 800 – 1000 diplomi-insinööriä on opinnoissaan perehtynyt syvällisesti hydrauliikkaan 1982 vuoden jälkeen. Lisäksi hydrauliikan peruskurssilla on pitkään ollut vuosittain 200 – 300 opiskelijaa, mikä on antanut hydrauliikan pohjatiedot jo liki 10 000 opiskelijalle samana ajanjaksona.

Myös kehittyvän alan ammattilaisten täydennyskoulutuskoulutus on tärkeää. Kunnossapitoyhdistys Promaint perusti Hydrauliteknisen toimikunnan vuonna 1996. Jari Rinkinen on toiminut sen puheenjohtajana alusta alkaen.

– Toimikuntamme on ollut toiminnassaan aktiivinen. Mukana on hydraulijärjestelmien käyttäjiä, koneenrakentajia, kunnossapitäjiä, komponentti- ja järjestelmämyyjiä sekä alan tutkijoita. Toimikuntapalavereja pidämme kolmesti vuodessa ja niiden välissä on erikoisaiheiden työryhmien kokoontumisia, hän toteaa.

Toimikunta perustaa työryhmän, kun yhdessä on havaittu jokin kehitystarve. Työryhmään voivat liittyä kaikki kiinnostuneet toimikunnan jäsenet. Siihen voidaan kutsua ulkopuolisia asiantuntijoita ja usein mukana on myös yksi tai useampia IHA:n opiskelijoita työrukkasena.

– Turvaerotuksen työryhmä on hyvä esimerkki toiminnastamme. Toimikunta havaitsi turvallisuuteen liittyvän kehitystarpeen ja työryhmä perustettiin. Toissa vuonna päivitettiin standardia PSK6702 Suunnittelun lähtökohdat hydrauliikan turvalliseen erottamiseen liittyvän esimerkin avulla (kts. Promaint-lehti 4/2012. Tässä standardissa viitataan toisen ryhmän tuottamaan standardiin PSK 3604 Prosessin erottamisen suunnittelu ja hallinta, joka on esitelty Promaint-lehden numerossa 2/2014 . Viime kuussa pidettiin AEL:n järjestämänä kahden päivän koulutustilaisuus Hydrauliikan turvaerottaminen ja järjestelmien turvallisuus, jonka sisällön työryhmä suunnitteli. Nyt työryhmä on täysin palvelleena lopetettu, esittelee toimikunnan puheenjohtaja Rinkinen toimintaa.

– Olemme laatineet alan suunnitteluohjeita, lehtiartikkeleita ja käyttökortteja yleisesti käytetyille hydraulikomponenteille. Kokouksissa keskustelut ovat vilkkaita, koska saman pöydän ääressä on yleensä hydrauliikan osaajia monesta eri näkökulmasta ja toisaalta keskinäinen luottamus on syntynyt pitkän yhteistoiminnan ansiosta. Ketään ei ole mielipiteistään morkattu tai puukotettu selkään, Rinkinen täydentää. Hän on myös tyytyväinen kokousten osallistujamäärään.

Rinkinen pahoittelee, että viimeaikaiset lamavuodet ovat johtaneet siihen, että jotkin yritykset ovat alkaneet vieroksua tätä vapaaehtoista toimikuntatyötä.

– Kaikkien pitäisi ymmärtää, että palavereihin ei tulla ainoastaan antaman omaa tietämystä pois vaan myös saamaan uusia vinkkejä ja näkökulmia käydyistä monipuolisista keskusteluista. Lisäksi aloitamme jokaisen kokouksen ajankohtaisella teemaesityksellä, joka antaa päivityksen johonkin alamme erityisaiheeseen, hän muistuttaa.

Ovi on auki PK-yrityksille

Rinkisen kokemuksen mukaan PK-sektorin yritykset eivät osaa, jaksa tai pysty hyödyntämään riittävästi yliopistojen tutkimuskapasiteettia. Onneksi suuret yritykset siihen pystyvät, mutta silti tutkimuskapasiteettia olisi reilusti tarjolla.

– Toivomme PK-sektorin hydrauliikan tutkimusmyönteisyyden kasvattamista. Tekes ja ELY-keskus ovat tässä vedenjakajan roolissa, joten niiden tulisi entistä enemmän avustaa rahallisesti, henkisesti ja käytännön toimin PK-yritysten projektihakemusten syntymistä. Tarjolla voisi olla esimerkiksi apua hakemusten laatimiseen, ehdottaa Rinkinen.

Hydrauliikan erityispiirre on, että alalla toimii paljon pieniä asiantuntijayrityksiä. Niillä on kapea erikoisosaamisalue, mutta paljon ideoita kehittää tekniikkaa eteenpäin.

– Mielestäni näkyvillä on selkeä tarve PK-sektorin tutkimushalukkuuden parantamiseksi, joka myös auttaisi niiden raportointikulttuurin muodostumista.

PK-yritysten houkuttelemiseksi yliopiston alueelle rakennetaan juuri nyt Kampusareena-nimistä uutta toimistohotellia. Siihen tulee lukittavia yksityisiä toimistoja, sermein erotettuja työtiloja, videoneuvottelutiloja ja muita muunneltavia kokoustiloja sekä innovaatiotilaa.

Kampusareenan tilat ja palvelut on suunniteltu tukemaan yhteisöllisyyttä ja mahdollistamaan aitoja ja uudenlaisia kohtaamisia yliopiston ja elinkeinoelämän välillä. Tämä on Rinkisen mielestä hyvä tapa raottaa yliopiston ovea tukemaan teollisuuden tutkimus- ja tuotekehitystarpeita, sillä TTY:llä on tarjota osaajia monille eri aloille.

www.tut.fi/fi