Teollisen internetin laboratorio -hankkeet Tibori ja Kyberi

Teollisen internetin tutkimus-, pilotointi- ja testausympäristö

Toimintalinja 2 (EAKR) | 01.05.2015 – 31.12.2017 | Etelä-Pohjanmaa

Hanke käynnissä
Tutustu hankkeeseen

Yleistiedot hankkeesta

Projektitiimi:

Tibori (investointi-hanke) projektipäällikkö Niko Ristimäki

Kyberi (kyberfyysisen ympäristön kehittäminen) projektipäällikkö Petteri Mäkelä

Projekti-insinööri Timo Koukkari

Projekti-insinööri Toni Luomanmäki

Tietoja hankkeesta:

Hankkeen rahoittaja: Etelä-Pohjanmaan liitto / Pirkanmaan liitto (EAKR)
EURA-tunnus: 2014/1981/09 02 01 01/2015/PL ja 2014/1983/09 02 01 01/2015/PL
Toteuttajaorganisaatio: Seinäjoen ammattikorkeakoulu
Maakunta: Etelä-Pohjanmaa
Aloituspäivä: 01.05.2015
Lopetuspäivä: 31.12.2017
Budjetti: 500000-1000000 €
Toimintalinja: Toimintalinja 2 (EAKR)
Erityistavoite: Tutkimus-, osaamis- ja innovaatiokeskittymien kehittäminen

Lyhyt selostus hankkeesta:

 

Teollinen internet tarkoittaa älykkäiden koneiden ja järjestelmien välistä kommunikointia ja sen ympärille muodostettua liiketoimintaa. Teollista internetiä hyödyntämällä yritykset voivat nostaa tuottavuutta ja saada kilpailuetua kansainvälisillä markkinoilla. Teknologiateollisuuden mukaan Suomella on loistava tilaisuus tarttua teollisen internetin ratkaisuihin nyt.

Seinäjoen ammattikorkeakoulun Tibori- ja Kyberi-hankkeissa rakennetaan jatkuvatoiminen automatisoitu tuotantojärjestelmä, joka noudattaa teollisen internetin periaatteita. Tähän tuotantojärjestelmään on integroitu
tuotannonohjaus (MES) – ja toiminnanohjausjärjestelmät (ERP). Tuotantojärjestelmän
lukuisilta antureilta kerätään myös jatkuvasti dataa. Tämän datan avulla
tuotantoa voidaan ohjata reaaliaikaisesti. Antureilta kerättyä mittausdataa voidaan tallentaa
myös pilvipalveluun ja analysoida erilaisiin tarpeisiin (Big Data).

Järjestelmä vastaa todellista pitkälle automatisoitua
tuotantojärjestelmää. Tuotantolinja ja sen toiminta mallinnetaan myös virtuaalisesti.

Tibori on teollisen internetin laboratorion investointihanke.
Tiborissa hankitaan teollisen internetin opetukseen ja tutkimukseen tarvittavat
laboratoriolaitteet ohjelmistoineen.

Kyberi (Kyberfyysinen testausympäristö) on tähän teollisen
internetin laboratorioon liittyvä kehittämishanke. Kyberi-hankkeessa Tiborissa
hankittuja laitteistoja ja ohjelmistoja hyödyntämällä luodaan teollisen
internetin oppimis- ja tutkimusympäristö.

 

Tulokset

Projektin tuloksena syntyy SeAMK Tekniikkaan teollisen internetin testausympäristö, jota käytetään opetuksessa ja tutkimuksessa. Ympäristö on jatkuvatoiminen tuotantolinja, johon on integroitu MES- ja ERP-järjestelmät reaaliaikaisesti. Tuotantolinjalta kerätään jatkuvasti dataa pilvipalveluun. Projektissa hyödynnetään myös aiemmissa projekteissa (Digital Factory ja HardSoft) saatuja tuloksia.

Tietoa siirretään yrityksiin projektissa tehtävien teollisen internetin demojen kautta.

Pitkällä aikavälillä ympäristö toimii teknologian kehittymisen myötä muuttuvana alustana. Koska hankkeen taustalla on sekä globaaleja ja maakunnallisia toimijoita, varmistetaan tällä kansainvälinen tietämys teknologioista ja toisaalta
maakunnallisten palveluja tarjoavien yritysten kehittyminen ja uusien syntyminen. Tutkimusympäristössä tehdään
lukuisia opiskelijoiden opinnäyte- ja projektitöitä suoraan yrityksiin. Tämä edesauttaa uuden tiedon jalkautumista pk-yrityksiin, liiketoiminnan uudistumista ja insinöörien työllistymistä.

Hanke on tärkeä osa SeAMKin ”Älykkäät ja energiatehokkaat järjestelmät” -painoalaa. Hankkeen jälkeen opiskelijoille ja eteläpohjalaisille yrityksille on syntynyt innovatiivinen tutkimus-, pilotointi- ja testausympäristö teollisen internetin jalkauttamista varten. Koska ympäristö on modulaarinen, voidaan sitä päivittää teknologian kehittymisen myötä. Näin ympäristö palvelee Etelä-Pohjanmaan automaatio- ja ICT-yrityksiä.

Ratkaisun kuvaus

Projektin tavoitteena on rakentaa opetusta ja elinkeinoelämää tukeva teollisen internetin testausympäristö. Tämä testausympäristö sisältää automatisoidun tuotantolinjan, siihen integroidut MES- ja ERP-järjestelmät sekä sensoridatan keräämiseen ja analysoimiseen tarvittavat järjestelmät. Fyysisen tuotantolinja mallinnetaan lisäksi virtuaalisena mallina.

Tuotantolaitoksissa on monia tietojärjestelmiä, joiden integraatio on edellytys tehokkaalle tuotannonohjaukselle. Tuotantolaitosten tietojärjestelmiä ei ole useinkaan integroitu keskenään tai automaatiotason kanssa. Ongelmana ovat olleet järjestelmien erilaiset rajapinnat. Suhteellisen uusi OPC UA -spesifikaation määrittelee tiedonsiirtorajapinnan, joka helpottaa tuotantolaitoksen eri osien välistä reaaliaikaista kommunikaatiota. Esimerkiksi tuotantolaitoksen automaatiotaso voidaan integroida tuotannonohjaustason kanssa reaaliaikaisesti helpommin, kun hyödynnetään OPC UA -tekniikkaa. OPC UA tarjoaa myös uusia mahdollisuuksia laitteiden ja järjestelmien väliseen kommunikaatioon tehdasväylän, paikallisverkon tai internetin välityksellä.

Tuotantolaitoksissa voidaan myös hyödyntää esineiden internetistä (IoT, Internet of Things) tuttuja teknologioita. Tuotantoprosessista voidaan kerätä jatkuvasti mittausdataa ja tallentaa sitä esimerkiksi pilvipalveluihin. Tämän datan varastoimisessa ja käsittelyssä voidaan käyttää Big Data -teknologioita.

Projektissa rakennetaan testausympäristö, jossa tuotantolaitoksen eri tasojen tietojärjestelmät on integroitu reaaliaikaisesti toisiinsa (vertikaalinen integraatio). Projektissa perehdytään myös laitteiden ja järjestelmien väliseen horisontaaliseen integraatioon. Mittausdataa siirretään internetin välityksellä pilvipalveluihin tallennettavaksi ja analysoitavaksi.

Projektin tavoitteet yksityiskohtaisesti:
– Luodaan automaattisesti 24/7 toimiva tuotantojärjestelmä. Järjestelmä kuvaa todellisen tuotantolaitoksen toimintaa
– Luodaan miehittämätön, automaattinen kokoonpano- ja purkulinja siten, että muutamilla osilla tai osakokoonpanoilla voidaan toteuttaa suuri määrä tuotevariaatioita
– Tuotantolinjalle voidaan suunnitella uusia osia tuotekirjon kasvattamiseksi
– Dataa kerätään lukuisilta sensoreilta automaatio-, MES,- ja ERP-järjestelmään sekä pilvipalveluun
– Automaatio-, MES,- ja ERP-järjestelmät keskustelevat keskenään
– Tuotetiedon hallinta (PDM) kytketään toiminnanohjaukseen (ERP)
– Tuotantojärjestelmää ohjataan teollisen internetin periaatteen mukaan reaaliaikaiseen dataan perustuen
– Teollisen internetin laboratorio toimii tutkimus- ja testausympäristönä kone-, automaatio- ja tietotekniikan insinöörikoulutuksessa, demoympäristönä yrityksille sekä kehitysalustana tutkijoille
– Yrityksille esiteltäviä demoja ovat esim. visuaalisuuden lisääminen eri tehtävissä toimiville (ylimmälle johdolle,
tuotantopäällikölle, työnjohdolle ja työntekijöille) hyödyntämällä esim. kosketus- tai tietokonenäyttöjä, tabletteja tai
muita mobiililaitteita. Tietoliikenteen toteutus eri järjestelmien välillä kuten tuotannonohjaus, toiminnanohjaus,
tuotetiedon hallinta ja automaatiojärjestelmä

Kehittymisen paikat

Toimintatavat

Eri tahojen merkitys