kuva
Etusivu / Lapin ammattikorkeakoulu - Lapin AMK / Esittely / Ajankohtaista

Vihreän talouden hyvät käytänteet Lapissa

19.1.2022



Kirjoittajien kasvokuvat.
Henna Kukkonen (KM) ja Kalle Santala (metsätalousinsinööri, YAMK) työskentelevät asiantuntijoina Lapin ammattikorkeakoulun Tulevaisuuden biotalous -osaamisryhmässä.

Vihreä talous tarkoittaa yhteiskunnan toimintamallia, joka mahdollistaa samanaikaisesti taloudellisen vaurauden lisääntymisen sekä ympäristökuormituksen vähentämisen (Ympäristöhallinnon yhteinen verkkopalvelu, 2022).

Taloudellisen ja ekologisen näkökulman lisäksi vihreän talouden rakenteet tukevat sosiaalista kestävyyttä ihmisten toimeentulon parantamisen sekä varallisuuden oikeudenmukaisen ja vastuullisen jakamisen kautta (Antikainen, R., Lähtinen, K., Leppänen, M. & Furman, E. 2013:11).

Euroopan komission mukaan keskeisimpiä keinoja ympäristöystävällisemmän talouden toteuttamisessa ovat uusiutuvien luonnonvarojen kestävä hyödyntäminen sekä esim. vesi- ja jätepolitiikan kehittäminen. Lisäksi kestävä kulutus ja tuotanto sekä vihreiden innovaatioiden tukeminen ovat vihreän talouden keskeisiä edellytyksiä. (Euroopan komissio 2022b.)

Toteutimme Green Rural Economy eli GRUDE-hankkeen puolesta Lapissa yrittäjä- ja kuntatoimijahaastatteluita kevään 2020 ja kesän 2021 välillä. Haastatteluissa halusimme ensinnäkin kuulla, millaisia vihreän talouden hyviä käytänteitä lappilaisissa yrityksissä sekä kunnissa jo on käytössä. Toiseksi selvitimme, millaisia haasteita ja pullonkauloja käytänteiden toteuttamisessa on, ja kolmanneksi, millaisia toimenpiteitä kunnissa täytyisi tehdä, jotta vihreä talous edistyisi Lapissa mahdollisimman tehokkaasti.

Haastateltavat valikoituivat mukaan kunnista, jotka olivat GRUDE-hankkeen käynnistysvaiheessa ilmaisseet halunsa olla mukana hankkeen toiminnassa. Yrityskentältä haastattelimme muun muassa lämpöyrittäjää, kalastusyhteisöä, matkailutoimijaa ja hirsirakentajaa. Kunnissa haastattelut taas kohdentuivat keskuskeittiön esihenkilöön, energiantuotannon toimijaan ja kalastusbrändityöstä tietävään tahoon.

Vastuullisuus, vihreät innovaatiot ja yhteistyön merkitys yrityksissä

Yrityksen yhteiskuntavastuu tarkoittaa sitä, että yritys on taloudellisen vastuun lisäksi osaltaan vastuussa toimintapiirissään olevien ihmisten sekä ympäristön hyvinvoinnista. Kestävän kehityksen perusajatuksen mukaan resursseja tulee hyödyntää siten, että myös tulevilla sukupolvilla on edellytykset hyvään elämään ja omien tarpeidensa tyydyttämiseen. (Harmaala, M. & Jallinoja, N. 2012.)

Tutkimusorganisaatioiden lisäksi myös yrityksillä on tärkeä rooli ekoinnovaatioiden eli resurssitehokkaampien toimintatapojen ja prosessien kehittämisessä sekä käyttöönotossa (Euroopan komissio 2022a.)

Hirsirakentaminen on eräs esimerkki vihreän talouden mukaisesta resurssitehokkaasta toimintamallista. Rakennuksiin käytetty hirsi sitoo hiiltä kymmeniksi tai jopa sadoiksi vuosiksi. Puu on uusiutuva rakennusmateriaali, joka voidaan rakennuksen käyttöiän lopuksi hyödyntää energiantuotannossa.

Lisääntyneet sisäilmaongelmat erityisesti julkisissa rakennuksissa ovat motivoineet kuntia rakentamaan muun muassa kouluja ja päiväkoteja hirrestä. Haastattelemamme hirsirakennusyrittäjä uskookin, että hyvät kokemukset tähän mennessä toteutetuista kohteista vaikuttavat hirsirakentamisen suosion kasvuun myös tulevaisuudessa.

Vihreän talouden toimenpiteiden edellytyksiä yrityksissä

Tutkimus-, kehittämis- ja innovaatiotoiminnan tukeminen julkisin varoin on yksi merkittävistä keinoista ekoinnovaatioiden, kestävän kulutuksen ja tuotannon tukemisessa sekä vihreiden ratkaisujen valtavirtaistamisessa (Euroopan komissio 2022a; Harmaala, M. & Jallinoja, N. 2012.) Haastattelemamme kalastusyhteisön edustaja toikin esille hanketoiminnan hyödyllisyyden alueellisen kalastustoimialan kehittämisessä.

Hankkeiden kautta kalastajayhteisöön oli saatu houkuteltua lisää kalastajia ja näin saatu turvattua yhteisön jatkuvuus sekä riittävät tuotantovolyymit. Uudet kalastajat oli otettu mukaan yhteisön toimintaan ja heille oli jaettu kalastukseen liittyvää ammattitietoutta esimerkiksi kalapaikoista, liikkumisesta ja tuotteiden jalostamisesta. Haasteena kalastuselinkeinon jatkuvuudelle yhteisön edustaja näki ammattikalastukseen liittyvän yleisen tietoisuuden heikon tason.

Myös hakelämpöyrittäjän näkemys korostaa julkisen hallinnon toimenpiteiden merkitystä vihreän talouden edellytysten luojana (ks. Antikainen, R. ym. 2013: 16).

Yrittäjä nosti haastattelussa esille käytänteen, jossa kuntien omistamia kiinteistöjä, kuten kaukolämpöverkon ulkopuolella sijaitsevia kouluja, muutetaan öljylämmityksestä yrittäjävetoiseen hakelämmitykseen. Yrittäjän mukaan hakelämmitys lisää työllisyyttä kunnan alueella, parantaa huoltovarmuutta ja omavaraisuutta, vähentää riippuvuutta fossiilisista polttoaineista ja on kokonaistaloudellisesti yhteiskunnalle kannattavaa.

Pullonkaulana toiminnan yleistymiselle yrittäjä näki kuntapäättäjien tietämättömyyden hakelämmitykseen siirtymisen mahdollisuuksista ja aluetaloudellisista vaikutuksista.

Kilpailuetua vastuullisuudesta

Yritys voi hyötyä monin tavoin maineestaan vastuullisena yrityksenä. Maineen avulla on mahdollista muun muassa lisätä palveluiden ja tuotteiden kysyntää, houkutella osaavaa työvoimaa sekä sitouttaa henkilöstöä. (Harmaala, M. & Jallinoja, N. 2012.) Matkailuyrittäjän tapauksessa yritys onkin päättänyt hyödyntää kyläyhteisöstä löytyvää ammattitaitoa osana matkailupalveluidensa tuotantoa.

Yritys on kartoittanut kylässä olevaa osaamista ja muuta yritystoimintaa, ja heidän tavoitteenaan on hyödyntää paikallisia tuotteita ja palveluita oman palveluvalikoimansa täydentämisessä. Tällä tavoin yrityksessä pystytään keskittymään paremmin omaan ydinliiketoimintaan majoituspalveluiden tuottajana. Laaja yhteistyö muiden alueen toimijoiden kanssa parantaa matkailutoimijan mielestä heidän asemaansa yhteisössä ja tekee yrityksen liiketoiminnasta kannattavampaa.

Kuntien rooli vihreän talouden edistämisessä

Luonnonvarojen kestävään käyttöön pohjautuvan liiketoiminnan tukeminen kuntatasolla nopeuttaa vihreää siirtymää koko yhteiskunnassa. Julkisen hallinnon tehtävänä on toimia ennen kaikkea edellytysten luojana ja ohjata tuotantoa ja kulutusta vihreän talouden tavoitteiden suuntaan esimerkiksi strategisten uudistusten kautta. Konkreettisia esimerkkejä vihreän talouden mukaisista käytänteistä ovat muun muassa kestävyysnäkökulman huomiointi julkisissa hankinnoissa, uusiutuvan energian hyödyntäminen sekä alueen elinvoimaisuuden lisääminen uusien työpaikkojen kautta. (Antikainen, R. ym. 2013: 16–18.)

Ekologisia ratkaisuja Lapin kunnista

Osa Lapin kunnista on ottanut tavoitteekseen lähiruoan osuuden kasvattamisen julkisessa ruoantuotannossa. Haastattelemamme ruokapalvelupäällikkö toi esille kilpailutusosaamisen merkityksen lähiruoan hankinnassa.

Hän kertoo, ettei hankintalaki suinkaan pakota valitsemaan rahallisesti edullisinta tarjousta raaka-ainetoimituksissa, vaan valinnassa voidaan soveltaa myös muita kriteerejä, joiden kautta lähiruoan käyttöä voidaan kuntien keskuskeittiöissä lisätä. Haasteena lähiruoan lisäämiselle ovat hänen mukaansa hankintaosaamisen puute kunnissa sekä saatavilla olevien paikallisten raaka-aineiden vähyys.

Toinen esimerkki julkisen puolen kiertotalouden ratkaisuista on kaukolämmön tuotannossa käytettävän metsähakkeen poltosta syntyvän tuhkan hyödyntäminen metsien lannoituksessa. Kaukolämpöverkkoihin tuotetaan lämpöä etupäässä metsähakkeella. Metsähake on uusiutuvaa energiaa, jonka tuotannolla on työllistäviä vaikutuksia paikallistalouteen.

Energiantuotannon sivutuotteena syntyy tuhkaa, joka vihreän talouden käytänteiden mukaisesti jalostetaan rakeistamossa muotoon, joka on helppo levittää metsään. Haastattelemamme energiantuotannon kuntatoimijan mukaan tuhkalla on hyvä kysyntä ja sen palauttaminen takaisin metsään vähentää kaatopaikkaläjityksestä aiheutuvia kustannuksia. Lannoitekäyttöä rajoittavat lähinnä tuhkan sisältämät raskasmetallit, joiden pitoisuuksiin voidaan kuitenkin vaikuttaa oikean polttotekniikan avulla.

Vastuullinen kuntaimago lisää alueen elinvoimaa

Vihreän talouden näkökulmat kannattaa huomioida myös kunnan imagon kehittämisessä. Ennakoivuus ja oma-aloitteisuus vastuullisten toimintatapojen kehittämisessä lisäävät sekä julkisen puolen että yritysten tapauksessa markkinaetua suhteessa kilpailijoihin (Antikainen, R. ym. 2013: 7, 16; Harmaala, M. & Jallinoja, N. 2012).

Eräs haastattelemistamme kuntatoimijoista toikin esille brändityön merkityksen paikallisen liike-elämän kannalta. Kunnan taitavasti rakentama brändi voi houkutella alueelle monenlaista liiketoimintaa, joka vastavuoroisesti kiihdyttää kuntabrändin tunnettuutta ja kiinnostavuutta sekä lisää alueen elinvoimaa.

Vihreä talous edellyttää laajaa asiantuntemusta ja rohkeaa päätöksentekoa

Haastatteluissa tuotiin esiin monipuolisesti vihreän talouden hyviä käytänteitä sekä kunnista, että yrityskentältä. Esimerkkejä saatiin sekä taloudellisen, ekologisen, että sosiaalisen kestävyyden osa-alueilta. Huomionarvoista on, että useimmissa esimerkeissä vihreän talouden toimenpiteiden positiiviset vaikutukset vaikuttivat ulottuvan laajasti yritys- ja aluetalouden eri osa-alueille.

Sekä kuntapäättäjien, että yrittäjien haastatteluissa nähtiin myös, että erityisesti tiedon puute aiheuttaa haasteita vihreän talouden eteenpäin viemiselle Lapissa, mikä kestävän kehityksen tavoitteiden laajuus huomioiden onkin varsin ymmärrettävää.

Aihepiirin moniulotteisuus sekä laajat syy-seuraussuhteet ovat omiaan vaikeuttamaan vihreään talouteen liittyvän tutkimustiedon tulkintaa ja ymmärrettävyyttä. Vihreä talous edellyttääkin toimintatapojen muuttamista koko yhteiskunnan ja kaikkien tuotantosektorien tasolla, mikä väistämättä tekee siitä pitkäjänteisen prosessin (Antikainen, R. ym. 2013: 19, 26, 28).

Vihreän talouden toimintamallien käyttöönotto vaatii myös rohkeita päätöksiä kunnissa ja yrityksissä. Päätösten tueksi tarvitaan osaamista ja kokemuspohjaista tietoa hyväksi havaituista vihreän talouden käytännöistä. Niitä olemme koonneet Pohjois-Suomen, -Ruotsin ja -Norjan alueilta GRUDE-hankkeen verkkosivuille osoitteeseen: www.grudeproject.eu.

Lähteet

Antikainen, R., Lähtinen, K., Leppänen, M. & Furman, E. 2013. Vihreä talous suomalaisessa yhteiskunnassa. Ympäristöministeriön raportteja 1/2013.
https://helda.helsinki.fi/bitstream/handle/10138/41446/YMra1_2013_Vihrea_talous_suomalaisessa_yhteiskunnassa.pdf?sequence=1&isAllowed=y

Euroopan komissio. 2022a. Innovaation hyödyntäminen.
https://ec.europa.eu/environment/basics/green-economy/innovation/index_fi.htm
[luettu 4.1.2022]

Euroopan komissio. 2022b. Ympäristö.
https://ec.europa.eu/environment/basics/green-economy/index_fi.htm
[luettu 3.1.2022]

Harmaala, M. & Jallinoja, N. 2012. Yritysvastuu ja menestyvä liiketoiminta. Almatalent Oy.
https://verkkokirjahylly.almatalent.fi/teos/FAEBHXBTDG

Ympäristöhallinnon yhteinen verkkopalvelu – Ympäristö.fi. 2022. Vihreä talous.
https://www.ymparisto.fi/fi-fi/kartat_ja_tilastot/ympariston_tilan_indikaattorit/Vihrea_talous [luettu: 3.1.2022]

 

> Siirry Pohjoisen tekijät -blogin etusivulle



Yritykset hyötyvät insinööriopiskelijoiden työelämälähtöisistä projekteista

16.12.2021



Kirjoittajien kasvokuvat.
Insinööri (YAMK) Katri Hendriksson työskentelee projektipäällikkönä ja Insinööri (YAMK) Raimo Vierelä projekti-insinöörinä Lapin ammattikorkeakoulun Uudistuva teollisuus -osaamisryhmässä.

Johdanto

Lapin ammattikorkeakoulun tehtävä on tarjota korkeakouluopetusta, joka perustuu tiiviisti työelämään ja sen kehittämiseen liittyviin vaatimuksiin, tutkimustyötä unohtamatta. Ammattikorkeakoulu tarjoaakin hyvät lähtökohdat tutkintojen saavuttamiselle.

Ammattikorkeakoulu on tarjonnut jo pidemmän aikaa opiskelijoille työelämälähtöisiä projekteja sekä selvitystöitä, jotta opiskelijat voivat tutustua työelämään ennen valmistumistaan. Työelämälähtöisyyden merkitys on viime vuosina korostunut entisestään. Tällä hetkellä opintojaksotarjontaan kuuluvat esimerkiksi Työelämälähtöinen projekti, Ratkaisun jäljillä -projekti sekä Innovaatioprojekti, jotka kaikki ovat tarjolla 3. ja 4. vuoden opiskelijoille.

Tässä blogikirjoituksessa esittelemme kaksi Työelämälähtöinen projekti -opintojaksossa toteutettua casea, jotka konetekniikan insinööriopiskelijat ovat toteuttaneet Kemin kampuksella.

Lapin AMK tarjoaa yrityksille yhteistyömahdollisuuksia opiskelijaprojekteissa ja samalla edistetään tutkimus-, kehitys- ja innovaatiotoiminnan (TKI) tunnettavuutta. Tällainen työelämälähtöisyys tuottaa hyötyä alueellisesti, koska yritykset saavat helpolla tavalla ratkaisuvaihtoehtoja kehityskohteilleen. Opiskelijoiden toteuttamia selvitystöitä voidaan käyttää sellaisenaan tai jatkojalostaa niitä yrityksen toimintaan sopiviksi. Toimeksiantojen myötä yritykset avaavat ovensa opiskelijoille.

Työelämälähtöisen opintojakson toteutustapa

Työelämälähtöinen projekti -opintojaksossa toteutetaan konetekniikkaan liittyviä toimeksiantoja, joissa opiskelijat oppivat toimimaan itsenäisesti osana projektiryhmää ja vastaavat projektin toteutumisesta ajallaan. Työelämälähtöinen projekti noudattaa CDIO-mallia (Conceive, Design, Implement, Operate). Malli on kehitetty alun perin jo 1990-luvulla Massachusettsin teknisessä instituutissa Yhdysvalloissa insinöörikoulutuksen kehittäjäverkostossa ja mukana on tätä nykyä yli 30 korkeakoulua eri maista. (Lapin ammattikorkeakoulu)

CDIO-malli on vahvasti kytketty projektimuotoiseen toimintaan, jonka tavoitteena on saada insinöörikoulutuksesta niin pätevä, että opiskelijoiden tiedot, taidot ja asenteet yhdessä tukevat opiskelijan työelämävalmiuksien kehittymistä. CDIO-malli on käytössä Työelämälähtöinen projekti -opintojaksolla juuri näistä edellä mainituista syistä.

Opintojakson sisältö ja toimintatapa pohjautuu CDIO-malliin, mutta opiskelijoiden on mahdollista tehdä projektistaan myös omannäköinen ja innovatiivinen. Opintojakso käynnistetään jakamalla opiskelijat ryhmiin sekä esittelemällä tarjolla olevat projektiaiheet, jotka voivat tulla toimeksiantoina suoraan yrityksiltä tai TKI-kehittämishankkeilta. Aiheen valinnan jälkeen opiskelijat tarkastelevat aihetta eri näkökulmista, keskustelevat toimeksiantajan kanssa, tekevät projektisuunnitelman ja käynnistävät työn.

Syksyn 2021 Työelämälähtöinen projekti -opintojakso toteutettiin sekä päiväopintoina että monimuotototeutuksena. Opiskelutavasta riippumatta on opintojakson toteutustapa samantyyppinen ja opiskelijoiden ohjeistus noudattaa samaa CDIO-mallia.

Työelämälähtöinen esimerkki – Case LaVe

Yrityskentältä voidaan nostaa ajankohtaisia aiheita esille niin, että ne hyödyttävät sekä toimeksiantajaa, koulutusta että opiskelijaa. Monimuotoryhmälle tarjottiin mahdollisuutta selvittää vesileikkausprosessissa syntyvän sivuvirran eli vesileikkaushiekan jatkokäyttömahdollisuuksia.

Lapin vesileikkaus (LaVe) on toiminut Kemissä Karjalahdella jo vuodesta 2011. LaVen palveluihin kuuluu esimerkiksi erilaisten materiaalien leikkaus vesileikkaustekniikalla, kone- ja laitesuunnittelu, asennukset ja hitsaukset sekä myös tuotteiden valmistus ja tuotekehitys. (Lapin vesileikkaus 2021) Yritys on tehnyt Lapin ammattikorkeakoulun kanssa yhteistyötä jo useamman projektin ja selvitystyön ajan ja heiltä on saatu hyviä aiheita niin konetekniikkaan kuin kiertotalouteenkin liittyen.

Vesileikkausprosessissa käytetään lujia kivimateriaaleja, esimerkiksi graniittia, jonka avulla saadaan luotua tarpeeksi vahva hiekka/vesi -suihku. Vesileikkaus on materiaalista riippumaton leikkaustapa 100 mm paksuuteen asti, ja leikattava materiaali voi olla esimerkiksi terästä, muovia, kulutusterästä tai ruostumatonta terästä. Melkein kaikki materiaalit ovat leikattavia tällä tekniikalla. (Lapin vesileikkaus 2021)

Opiskelijaprojektin pääasiallisena tarkoituksena oli löytää vesileikkaushiekalle jatkokäyttöä innovatiivisella mutta toteutuskelpoisella otteella. Kiertotalous kytkeytyi projektiin vahvasti. Projektiryhmä toteutti itsenäisesti projektia eteenpäin ja ryhmän kanssa pidettiin säännöllisin väliajoin tilannekatsauksia, jotta työ eteni oikeaan suuntaan.

Projektiryhmän toteuttamaan projektisuunnitelmaan lisättiin käytännön testausosio, jonka avulla työhön lisättiin konkretiaa. Opiskelijat tutustuivat Ammattiopisto Lappian Tornion toimipisteessä erilaisiin kaivostekniikan erotusmenetelmiin. He halusivat selvittää, mitä leikkausmateriaalia hiekka sisältää, jotta voivat kartoittaa sen jatkokäyttömahdollisuuksia.

Projektiryhmä toteutti vesileikkaushiekan käytännön tutkimukset päivässä ja aloitti työstämään havainnoista seminaariesitystä, joka esiteltiin opintojakson päätöstilaisuudessa.

Kolme miestä tutkii hihnalla liikkuvaa hiekkaa.
Kuva 1. Projektiryhmä toteuttamassa käytännön tutkimusta vesileikkaushiekalle.

Työelämälähtöinen esimerkki – Case LappiSat

LappiSat-hankkeessa on tavoitteena luoda uutta avaruus- ja satelliittiteknologian osaamista Lappiin. Hankkeen päätoteuttajana toimii Oulun yliopiston Sodankylän geofysiikan observatorio (SGO). Konkreettisin tavoite on rakentaa Lapin alueen ensimmäinen oma satelliitti. Satelliitin päähyötykuormana on revontulien ja maan lähiavaruuden magneettisten vaihteluiden havainnointiin rakennettuja tieteellisiä instrumentteja.

Hankkeen antamassa toimeksiannossa opiskelijat lähtivät innolla opiskelemaan satelliittimaailmaa. Opiskelijoiden tehtävänä oli suunnitella 1 yksikön (1U cube) kokoinen runkorakenne satelliitin hyötykuormaa varten. Opiskelijat perehtyivät cubesat –suunnittelustandardeihin ja etsivät tietoa materiaaleista ja avaruuden aiheuttamista vaatimuksista suunnitteluun. Kuvissa 2 ja 3 on esitelty opiskelijoiden tekemiä 3D-mallinnuksia.

LappiSat-hanke valittiin yhdeksi projektiaiheeksi, koska ajoitus ja opiskelijoiden tietotaito toteutukseen oli juuri sopiva. Hanke oli vasta alussa ja opiskelijat pääsivät siihen mukaan jo alkuvaiheessa.

Opiskelijoiden työn tuloksena saatiin työpiirustukset satelliitin runkoon, johon esimerkiksi Lapin AMKin tieto- ja viestintätekniikan opiskelijat voivat suunnitella hyötykuormia ja satelliitin alijärjestelmiä. Opiskelijoilla on mahdollisuus myöhemmässä vaiheessa tehdä lisää hanketta edistäviä toteutuksia joko harjoitteluina tai opinnäytetöinä.

Vierelä ja Hendriksson kuva 2.jpg
Kuva 2. Räjäytyskuva insinööriopiskelijoiden suunnittelemasta 1U cubesat -rungosta.

Vierelä ja Hendriksson kuva 3.jpg

Kuva 3. Havainnekuva opiskelijoiden suunnittelemasta 1U cubesat -satelliitista.

Yhteenveto

Työelämälähtöiset projektit ovat opiskelijoille mielenkiintoinen tapa oppia ja se antaa opiskelijoille mahdollisimman realistisia esimerkkejä tutkinnon jälkeisestä työelämästä.

Kyseisellä opintojaksolla opiskelijat seuraavat itsenäisesti tapaustutkimuksissa määritettyjä vaatimuksia ja tekevät tiedonhakua. Jokaisella casella on vastuuopettaja, joka toimii opiskelijoiden tukena. Opiskelijoille annetaan mahdollisuus toteuttaa työtään ohjatusti mutta itsenäisesti.
Tavoitteisiin päästäkseen opiskelijat perehtyvät toimeksiantajaansa ja tekevät mahdollisesti myös yritysvierailuja toimeksiantajan tiloihin. Tämä auttaa opiskelijoita verkostoitumaan.

Syksyn 2021 Työelämälähtöinen projekti -opintojakso on hyvä esimerkki siitä, kuinka opiskelijat ovat toimineet itsenäisesti ja toteuttaneet tehtävänannon mukaisesti toimenpiteitä. Työt ovat valmistuneet aikataulun mukaisesti.

Opintojakson loppuseminaarissa opiskelijat esittelivät työnsä tuloksia ja mitä ovat oppineet projektin aikana. Keväällä toteutettavalla Ratkaisun jäljillä -opintojaksolla opiskelijat jatkavat tämän syksyn tulosten läpikäyntiä ja valmistautuvat raportoimaan tuloksista laajemmin.

Lähteet

Lapin ammattikorkeakoulu. CDIO – Conceive, Design, Implement, Operate. Viitattu 23.11.2021 https://www.lapinamk.fi/fi/Opiskelijalle/Opiskelu/Oppimisymparistot/CDIO

Lapin vesileikkaus. 2021. Viitattu 23.11.2021 https://www.lave.fi/

 

> Siirry Pohjoisen tekijät -blogin etusivulle



Terästeollisuus vihreässä kehityksessä

13.12.2021



Kirjoittajan kasvot.
DI Sara Kuure työskentelee asiantuntijana Uudistuvan teollisuuden -osaamisryhmässä Lapin ammattikorkeakoulussa.

Nyky-yhteiskunnassa teräs on välttämättömyys sen hyvien ominaisuuksien, kuten kestävyyden, pitkäikäisyyden, muokattavuuden ja kierrätettävyyden ansiosta.

Vuonna 2020 teräksen vuotuinen keskimääräinen kulutus henkilöä kohden oli globaalilla tasolla 230 kilogrammaa. Kuluneen 20 vuoden aikana sen kulutus henkilöä kohden on kasvanut peräti 80 kilogrammaa, ja tämän hetkisten ennusteiden mukaan teräksen kysyntä tulee entisestään nousemaan tämän hetkisestä tasosta noin 20 prosentilla.

Teräksen kulutus ja tuotanto on nykypäivänä valtavassa mittakaavassa, noin 1,9 miljoonaa tonnia, ja sen käyttö tulee kasvamaan entisestään vihreän kehityksen myötä. Teräksen valmistaminen ja pitkäikäinen käyttö edesauttaa jätteetöntä teknologiaa ja lisää kierrätystä huomattavasti. Tämän takia teräs on olennainen osa kiertotaloutta ja kestävää tulevaisuutta. (World Steel Association 2020 a; World Steel Association 2020 b)

Teräksen päästökehitys ja sen vaikutukset

Teräksen valmistus on materiaali- ja energiaintensiivinen tuotannon ala. Peräti 8 prosenttia maailmanlaajuisesta energiatuotannosta kohdistuu terästeollisuuden prosesseihin. Energia-alan tuottamasta hiilidioksidipäästöistä terästeollisuus tuottaa noin 7 prosenttia.

Uudet teknologiainnovaatiot edistävät hiilineutraalia ja resurssiviisasta terästeollisuutta. Innovaatioiden myötä teollisuudella on laajat mahdollisuudet pienentää energiakulutusta, kasvihuonekaasuja ja täten kehittää pitkäikäisiä, kierrätettäviä ja kestäviä tuotteita. Tuotetun terästonnin energiatarpeessa näkyy jo nyt selvästi laskeva trendi.

Viimeisen 50 vuoden aikana kehitystä on tapahtunut hyvään suuntaan, sillä tarvittava energiamäärä tuotettua terästonnia kohden on tippunut noin 60 prosenttia, kuten kuvasta 1 nähdään. Kun otetaan maailmanlaajuisen terästuotannon kokonaisenergiatarpeet huomioon, energiantarve on selvästi kasvussa, sillä tuotantomäärät ovat kasvaneet huomattavasti. Kasvua selittää muun muassa Aasian, Intian ja Afrikan valtaisa taloudellinen kehitys. (International Energy Agency 2021; International Energy Agency 2020 a; World Steel Association 2021 c)

Kaavio 1 Kuure.jpg

Kaavio 1. Teräksen tuotantomäärät ja energiatarpeet tuotettua terästonnia kohden. (Word Steel Association 2021 c)
Terästä voidaan kierrättää yhä uudelleen ja uudelleen huomioiden kuitenkin kierrätysteräksen mukana tuomat epäpuhtaudet. Suurin osa epäpuhtauksista poistuu prosessoinnin aikana, mutta tietyt epäpuhtaudet, kuten kupari, ovat jatkuvan kierrätyksen kannalta haasteellisia.

Terästen kierrätys ja kierrätysromun käyttö uudelleenvalmistuksessa mahdollistaa alhaisemmat hiilidioksidipäästöt ja vähäisemmät energiatarpeet. Käytettäessä terästeollisuuden tuotannossa yhden tonnin verran kierrätysterästä, hiilidioksidipäästöt pienenevät keskimäärin noin 1,5 tonnia. Samaan aikaan louhittavaa rautamalmia tarvitaan 1,4 tonnia vähemmän sekä malmin pelkistyksessä muun muassa tarvittavan koksin määrä pienenee 740 kilogramman edestä. Yhden tonnin korvaaminen kierrätysromulla laskee myös kalkkikiven määrää keskimäärin 120 kilogrammalla. Kierrätysteräksen käytöllä on siis suuret vaikutukset resurssiviisaaseen materiaalin hallintaan. (World Steel Association 2021 a)

Vielä kuitenkin noin 70 prosenttia maailmanlaajuisesta terästuotannon raaka-aineista on peräisin neitseellisestä rautamalmista. Tällä hetkellä teräksen kulutus on kuitenkin niin suurta, ettei kierrätysteräs riitä kattamaan raaka-ainemääriä, joten neitseellistä malmia tarvitaan runsaasti. (World Steel Association 2021)

Ilmastotavoitteisiin vauhtia eri menetelmillä

Vuonna 2020 tehdyssä globaalissa tutkimuksessa yksi tuotettu terästonni tuotti valmistuksen aikana keskimäärin 1,85 tonnia hiilidioksidipäästöjä taivaalle. Tuotetun terästonnin päästöihin vaikuttaa huomattavasti prosessimenetelmät, pääosin rautamalmin ja kierrätysteräksen suhde. Terästeollisuus on yksi saastuttavimmista teollisuuden aloista, joten tämä on huomioitu laajasti ilmastotavoitteissa. (World Steel Association 2021)

Nykyiset maailmanlaajuiset ilmastotavoitteet painostavat terästeollisuutta vähentämään päästöjä 50 prosentilla vuoteen 2050 mennessä vuoden 2019 päästötasoon verrattuna. Tämä on mahdollista saavuttaa muun muassa lisäämällä kierrätysteräksen määrää ja uusimalla tuotantoteknologiaa vähähiilisemmiksi menetelmiksi. Ilmastotavoitteiden saavuttamisessa terästeollisuudessa on ehdotettu sekä lyhyen että pitkän aikavälin hiilidioksidipäästöjen vähennystavoitteita ja niitä mahdollistavia menetelmiä. (International Energy Agency 2021) & (World Steel Association 2021 b)

Lyhyen aikavälin hiilidioksidipäästöjen vähennys voisi mahdollistaa muun muassa kehittämällä prosesseja energiatehokkaimmaksi ja kiihdyttämällä teräsromun keräämistä ja käyttämistä osana raaka-aineita. (International Energy Agency 2021)

Pitkän aikavälin päästöjen vähennystavoitteet liittyvät kokonaan uusien vähähiilisten tuotantomallien omaksumiseen. Tästä muutamia esimerkkejä ovat suorapelkistysraudan (DRI, engl. Direct Reduced Iron) valmistus, uusien sulatusteknologioiden kehittäminen ja jalkauttaminen tuotantoon, vetyteknologiset ratkaisut sekä hiilidioksidin talteenotto, varastointi ja uudelleen hyödyntäminen. Nämä uuden teknologian mahdollisuudet ovat avattu hieman kattavammin seuraavassa kappaleessa. (International Energy Agency 2021)

Uudet ympäristöystävällisemmät prosessiteknologiat

Yhtä tiettyä ratkaisua ei ole, joka mahdollistaisi kunnianhimoiset päästötavoitteet hiilidioksidin vähentämisessä terästeollisuudessa. Hiili on tällä hetkellä vielä välttämätön pelkistin teräksen tuotannossa, kun prosessoidaan vielä oksidipohjaista malmia raaka-aineena. Eräs vaihtoehto olisi korvata fossiilinen hiili koksimuodossa esimerkiksi biopohjaisella hiilellä.

Biohiiltä pystytään valmistaan jo esimerkiksi metsäteollisuuden sivuvirroista, kuten hakkeesta ja kuorijakeesta. Ongelmana biohiilen käytössä on kuitenkin sen riittävä saatavuus ja fysikaaliskemialliset ominaisuudet terästeollisuuden tarpeissa. Biohiilen korvatessa osittain fossiilisen hiilen tarvitaan valtavasti biopohjaisen materiaalin käsittelyä pyrolyysissä biohiileksi. Toinen tutkimuksen alla oleva ongelma liittyy biohiilen reaktiivisuuteen ja sen liukoisuuteen terässulassa. (Oulun yliopisto 2020)

Toinen vaihtoehto vähentää hiilidioksidipäästöjä on käyttää hiilen talteenottoa ja varastointia eli CCUS (engl. Carbon Capture, Use and Storage). Hiilen talteenottoa ja varastointia voidaan käyttää suuremmille hiilenpäästökohteille, kuten esimerkiksi terästeollisuuden masuuniprosessille, mutta talteenotto ei ole vielä saanut laajemmin jalansijaa tuotannossa. Talteenotettua hiilidioksidia voitaisiin myös hyödyntää uudenaikaisessa vähähiilisessä suorapelkistyksessä. Yleisempi tapa on kuitenkin kompressoida kerätty hiilidioksidikaasu ja injektoida se syvälle maan sisään, esimerkiksi lähelle öljyalueita, niin että se ei pääse ilmakehän kanssa kosketuksiin. (World Steel Association 2021 d)

Sähköenergian lisääntyvä käyttö mahdollistaa myös vähäpäästöisemmän teräksen tuotannon. Alalla on ollut jo vuosikausia käytössä suuria sähköuuneja, eli valokaariuuneja kierrätysteräksen sulattamiseen. On arvioitu, että valokaariuunien käyttö tulee valtavasti lisääntymään seuraavien vuosikymmenten aikana, kun kierrätysteräksen osuus koko raaka-ainemäärästä kasvaa selvästi. Kun sähköenergian tarve kasvaa, tulee yhdeksi suureksi pohdinnaksi riittävä sähkön tuotanto ja erityisesti se, miten sähkö on tuotettu, jotta saavutetaan vähäpäästöinen tuotanto. (World Steel Association, 2021 a)

Sähköenergiaa tarvitaan myös valtavia määriä hiilineutraalin vetypelkistyksen ohella vedyn valmistuksessa. Yleisin tapa valmistaa vetyä terästeollisuuden käyttöön on vetyelektrolyysi, jossa vesimolekyylit hajotetaan vedyksi ja hapeksi. Tuotantoa voidaan vasta sitten sanoa hiilineutraaliksi, kun käytetty sähkö on tuotettu fossiilittomasti, esimerkiksi tuuli- tai aurinkoenergian avulla. (World Steel Association, 2021 e)

Kun keskitytään oksidipohjaisen rautamalmin pelkistykseen, pelkistyminen voidaan joko tehdä edellä mainittujen hiilen tai vedyn avulla. Kolmas tapa, joka on vasta laboratoriomittakaavassa kehitteillä, on rautamalmin pelkistäminen sähkön avulla sähkökemiallisessa prosessissa. Tässä menetelmässä malmi on piidioksidin ja kalsiumoksidin ympäröimänä noin 1600 celsiusasteen lämpötilassa. Prosessiin johdetaan sähkövirta, joka johtaa lopulta raudan pelkistykseen. Jos käytettävä sähkövirta on tuotettu ilman hiiltä, menetelmässä ei synny laisinkaan hiilidioksidipäästöjä. (World Steel Association, 2021 f)

Teräs kestävässä kehityksessä – kiertotalouden periaatteet

Terästä voidaan sanoa yhdeksi teollisen kiertotalouden vaikuttavimmaksi materiaaliksi. Tutkimus- ja kehitystyön avulla teräksen ominaisuuksia pystytään muokkaamaan niin, että teräsmateriaalia tarvitaan vähemmän. Tästä eräs esimerkki on ultralujien terästen kehittäminen, jolloin esimerkiksi kuljetusvälineissä ajoneuvo pystyy kuljettamaan suurempia määriä tavaraa samalla, kun ajoneuvo on kevyempi. Näin polttoaineen kulutus pienenee ja päästöt vähenevät. (World Steel Association 2021 c)

Tuotekehityksen ohella teräs on uudelleenkäytettävää joko alkuperäisessä käyttökohteessa tai muokkaamalla käytössä ollut teräs kokonaan uuteen käyttökohteeseen tilanteesta riippuen. Terästä voidaan kunnostaa mekaanisesti esimerkiksi hiomalla ja sorvaamalla. Lisäksi korjaushitsauksilla tuotteen käyttöikää voidaan huomattavasti pidentää. Myös teräksen sivuvirrat ovat melko hyvin hyödynnetty eri vaihtoehtoihin. Esimerkiksi kuonaa voidaan käyttää sementin korvaajana, tiepohjissa sekä asfaltissa. Metallipitoista pölyä voidaan käyttää esimerkiksi uudelleen pelleteissä ja briketeissä. Lisäksi prosessin hukkalämpö voidaan johtaa kaukolämpöverkkoon tai se voidaan hyödyntää tehtaan muissa prosesseissa, samoin kuin savukaasujen energia. (World Steel Association 2021 c)

Uudelleen valmistus ja kierrätys ovat terästeollisuuden ja myös teollisen kiertotalouden keskeinen osa. Tiensä päässä olevat teräksiset tuotteet voidaan uudelleen valmistuksella palauttaa takaisin käyttöön. Jos uudelleen valmistukselle ei löydy selvää kohdetta tai tuote ei muuten sovellu uudelleen käyttöön, pitää terästuote lopulta palauttaa kierrätyspisteille. Tämän jälkeen teräs saa uuden elämän sulatuksen jälkeen. Tämä säästää luonnonvarojen ja energian käyttöä sekä pienentää ympäristöön kohdistuvia rasitteita. (World Steel Association 2021 c)

Lopuksi

Ilmastotavoitteiden, asiakasvaatimusten ja kestävän tulevaisuuden myötä myös terästeollisuuden parissa on lisätty tehoja uusien vähäpäästöisempien ja kestävien ratkaisuiden löytämiseksi. Suurten ja vakiintuneiden korkealämpötilaprosessien muuttaminen hiilineutraaliksi on valtava kehitysaskel tällä tuotannon saralla. Kun tuotantoja viilataan kestävämmäksi ja vähäpäästöisemmäksi, on mahdollista saavuttaa maailmanlaajuiset päästötavoitteet. Se vaatii paljon pitkäjänteistä työtä, uusia innovaatioita ja investointeja.

Blogikirjoitus on kirjoitettu Teollisen kiertotalouden osaamisalusta -hankkeessa (TKO), jota toteuttavat yhteistyössä Lapin ammattikorkeakoulu ja Kemin Digipolis. Hanketta rahoittavat Työ- ja elinkeinoministeriö ja Sitra.

Lähteet

International Energy Agency, 2020 a. Iron and Steel Technology Roadmap. Saatavilla: https://iea.blob.core.windows.net/assets/eb0c8ec1-3665-4959-97d0-187ceca189a8/Iron_and_Steel_Technology_Roadmap.pdf

International Energy Agency, 2021. Iron and Steel. Saatavilla: https://www.iea.org/reports/iron-and-steel

Oulun yliopisto, 2020. Vähähiilisempää terästuotantoa valokaariuunilla. Saatavilla: https://www.oulu.fi/yliopisto/uutiset/valokaariuunilla-vahahiilisempaa-terasta.

World Steel Association, 2020 a. Total production of crude steel. Saatavilla: https://www.worldsteel.org/steel-by-topic/statistics/annual-production-steel-data/P1_crude_steel_total_pub/CHN/IND

World Steel Association, 2020 b. A healthy economy needs a healthy steel industry providing employment and driving growth. Saatavilla: https://www.worldsteel.org/about-steel/about-steel/steel-industry-facts/healthy-economy.html

World Steel Association, 2021 a. Scrap use in the steel industry. Saatavilla: https://www.worldsteel.org/en/dam/jcr:2a96b408-325e-4691-ae50-10c43c3a90fd/scrap_vf.pdf.


World Steel Association, 2021 b. Climate change and the production of iron and steel. Saatavilla: https://www.worldsteel.org/en/dam/jcr:228be1e4-5171-4602-b1e3-63df9ed394f5/worldsteel_climatechange_policy%2520paper.pdf.

World Steel Association, 2021 c. Steel - The permanent Material in the circular economy. Saatavilla: https://circulareconomy.worldsteel.org/.

World Steel Association, 2021 d. Carbon capture and storage (CCS). Saatavilla: https://www.worldsteel.org/en/dam/jcr:9480b8a4-1ff8-4b46-80c7-0a78fcd2d04b/Carbon%2520Capture%2520Storage_vf.pdf.

World Steel Association, 2021 e. Hydrogen (H2)-based ironmaking. Saatavilla: https://www.worldsteel.org/en/dam/jcr:2f02dcdb-9ae8-46e1-ae05-a9797b03d6bd/Hydrogen_vf.pdf.

World Steel Association, 2021 f. Electrolysis in ironmaking. Saatavilla: https://www.worldsteel.org/en/dam/jcr:5684bdc7-921b-4492-9726-c6a7f90f94d0/Electrolysis_vf.pdf.

 

> Siirry Pohjoisen tekijät -blogin etusivulle



Teknologiariskit osana yritysten kehitystyötä

1.12.2021



Kirjoittajan kasvot.
Insinööri (YAMK) Leena Parkkila työskentelee projekti-insinöörinä Uudistuvan teollisuuden osaamisryhmässä Lapin ammattikorkeakoulussa.

Korkean teknologian yritykset kohtaavat erilaisia strategisia liiketoimintariskejä kehitystyössään. Yrityksen sisäisiin riskeihin kuuluva teknologiariski ”sisältää kaikki ei-toivotut tapahtumat, jotka liittyvät teknologioiden hyödyntämiseen ja teknologiapäätöksiin” (Peltonen 2002).

Teknologiariskin toteutuessa seurauksena on pahimmassa tapauksessa yrityksen ajautuminen teknologiseen ”umpikujaan”. Tästä on hankalaa ja kallista siirtyä uusiin teknologioihin ja toimintamalleihin. Yritykselle tulee pahimmassa tapauksessa merkittäviä taloudellisia menetyksiä, joka estää tarvittavan rahoituksen saamisen. Tästä seuraa toteutuneiden seurausten osalta myös taloudellinen riski. (Rousku 2017.)

Digitaalisten innovaatioiden teknologisena riskinä suuryrityksille sekä pk- ja mikroyrityksille on tietyn teknologian häviäminen markkinoilta. Lapin ammattikorkeakoulun tutkimus- ja kehitystyötä tekevän Uudistuvan teollisuuden -osaamisryhmän hankkeissa ja kehitystyössä on törmätty samaan ongelmaan.

Syitä tietyn teknologian häviämiseen markkinoilta voi vain arvailla. Esimerkiksi tuotetta valmistavan yrityksen liiketoiminnan muutokset, keskeneräinen tai liian aikaisin julkistettu tuote ja vanhentunut teknologia sekä yritysten fuusiot voivat vaikuttaa teknologian häviämiseen markkinoilta. Tässä blogiartikkelissa esitetään ajatuksia ja esimerkkejä yritysten kehitystyössä ilmenevistä teknologian häviämisen riskeistä.

Teknologinen osaaminen kehitystyön vauhdittajana

DigiProcess-hankkeen (1.10.2019 - 30.9.2022) suuryritys- ja pk-yrityshaastatteluiden mukaan korkea teknologinen osaaminen on vauhdittanut pk- ja mikroyritysten pääsyä suuryrityksen kumppaneiksi ja kehittämään uusia tuotteita- ja palveluita parantaakseen suuryrityksen tuotannon kyvykkyyttä.

Korkean teknologian yritykset haluavat pysyä markkinoilla ja kehityksen kärjessä, joten tuote- ja palveluinnovaatioiden kehitys on heille elintärkeää. Digitalisaation kehittymisen myötä yritykset haluavat hyödyntää markkinoilla olevaa uusinta teknologiaa ja käyttää sitä osana omia innovaatioita. Yritykset haluavat tarjota asiakkaille parhainta mahdollista teknologiaa sisältäviä tuotteita ja palveluita. Ilman uusinta teknologiaa yritys jää hyvin nopeasti jälkeen muista yrityksistä (TechRepublic 2021).

Vanhentunut teknologia

Suuryrityshaastattelujen mukaan kaikki ei ole aina mennyt yrityksissä ns. ”putkeen” ja epäonnistumisiakin on tullut, kun yritykset ovat etsineet omaa tietä digitalisaation kehityksessä. Epäonnistumiset ovat kuitenkin ”antaneet osansa yrityksen digitalisaation suuntaan”.

Suuryritysyrityshaastatteluissa tuli esiin tapaus, jossa tietty teknologia lopetettiin valmistajan toimesta. Suuryrityksen edustajan mukaan ”teknologia lähti alta, eikä laitteita ollut enää saatavilla”. Teknologiaa käytettiin lisätyn todellisuuden (AR, Augmented Reality) hankkeessa, jossa käytettiin Google Tangon sisäpaikannusteknologiaa.

Haastatteluiden perusteella kävi ilmi, ettei Google Tangon ohjelmisto- ja teknologia-alustaa enää tueta eikä kehitetä eteenpäin. Google päätyi lopettamaan kehittämänsä lisätyn todellisuuden Tango-ohjelmistoalustan vanhentuneena niin ettei se enää tukenut sitä 1.3.2018 jälkeen. (Kastrenakes 2017).

Lapin ammattikorkeakoulun Uudistuvan teollisuuden -osaamisryhmän hankkeissa ja kehitystyössä on muutama vuosi sitten kohdattu samantapaisia haasteita kuin yrityksissäkin mm. Google Tangon suhteen. Eräässä hankkeessa tutkittiin lisättyä todellisuutta ja sen soveltamista, joten siinä käytettiin Google Tango-ohjelmistoalustaa ja siihen yhteensopivia laitteita.

Keskeneräinen tuote markkinoille

Yrityksissä käytetään resursseja uuden tuotteen ja palvelun kehitystyöhön, mutta pk- tai mikroyritys ei saa lopputuotetta valmiiksi asiakkaille niin kuin on suunniteltu. Kehitystyössä tarvittavaa tuotetta esim. Google Glass älylaseja ei myyty enää kuluttajille (Tsukayama 2015). Eräs pk-yritys oli ottanut Google Glass -lasit käyttöön kehitystyössään, joten tässä tapauksessa konkretisoituivat sekä teknologiset että taloudelliset riskit.

Google Glass -lasit (kuva 1) tulivat myyntiin vuonna 2014 ja vuonna 2015 Google ilmoitti lopettavansa lasien tuottamisen. (Wikipedia 2021.) Kävi ilmi, etteivät lasit olleet vielä täysin valmiit eikä hyväksyttävissä kuluttajakäyttöön (Lehtiniitty 2017a). Google ei kuitenkaan täysin lopettanut lasien tuottamista vaan julkaisi vuonna 2017 seuraavan mallin yrityspuolelle eli Google Glass Enterprise Edition’in sekä myöhemmin vuonna 2019 Google Glass Enterprise Edition 2:n. (Wikipedia 2021.)

Silmälaseja muistuttavat vr-lasit.
Kuva 1. Google Glass -lasit (Wikimedia Commons 2020.)

Tulevaisuuden ennustamisen vaikeus

Tulevaisuutta ei voi ennustaa, ainoastaan voi esittää arvailuja tulevaisuuden kehityksen suunnasta. Ei voi myöskään tietää etukäteen tuleeko tietyn teknologian käytöstä riskejä vai ei. Kehitystyötä eri teknologioiden parissa on kuitenkin tehtävä sekä yrityksissä että ammattikorkeakouluissa. Kehitystyö ja siinä epäonnistuminen ei ole turhaa, sillä siitä saa oppia. Se antaa kuitenkin osansa digitalisaation kehityksen suunnalle.

Teknologisesta riskistä seuraava taloudellinen riski on mikro- ja pk-yrityksille paljon vakavampaa kuin suuryrityksille, joilla on enemmän taloudellisia resursseja kokeilla erilaisia pilottiprojekteja. Epäonnistuneet projektit ja teknologian häviäminen markkinoilta ei kaada suuryritystä, mutta voi sysätä pienen yrityksen taloudelliseen ahdinkoon.

Tärkeintä on kuitenkin huomata ja luopua ajoissa väärästä teknologisesta suunnasta, ettei kehitystyöhön käytetä liikaa resursseja. Täytyy ottaa huomioon tehdyt virheet, oppia niistä ja käyttää hyödyksi niitä teknologian osa-alueita, joita kyseisessä projektissa hyödynnettiin. Aikaisemmista tiedoista voi olla hyötyä kehitettäessä uusia digitaalisia tuotteita ja palveluita.

Lähteet:

Kastrenakes, J. 2017. Google’s Project Tango is shutting down because ARCore is already here. The Verge Dec 15, 2017. Viitattu 16.11.2021 https://www.theverge.com/2017/12/15/16782556/project-tango-google-shutting-down-arcore-augmented-reality

Lehtiniitty, M. 2017a. Yllättävä julkaisu: Google Glass -laseille ensimmäinen ohjelmistopäivitys kolmeen vuoteen. Mobiili.fi 21.6.2017. Viitattu 12.11.2021 https://mobiili.fi/2017/06/21/yllattava-julkaisu-google-glass-laseille-ensimmainen-ohjelmistopaivitys-kolmeen-vuoteen/

Peltonen, K. 2002. Teknologian valinnassa piilee monta riskiä. Tekniikka & Talous. 26.9.2002. Viitattu 12.11.2021 https://www.tekniikkatalous.fi/uutiset/teknologian-valinnassa-piilee-monta-riskia/f17d5787-f116-30ea-abd6-1c48c1c6daf4

Rousku, K. (toimittaja). 2017. VM 22/2017 Ohje riskienhallintaan – LIITTEET 1 – 6. Valtionvarainministeriö. Viitattu 17.11.2021 https://julkaisut.valtioneuvosto.fi/bitstream/handle/10024/80013/Liitteet_VM22_2017.pdf

TechRepublic, 2021. Digital transformation: A cheat sheet. November 5, 2021 Viitattu 12.11.2021 https://www.techrepublic.com/article/digital-transformation-a-cheat-sheet/

Tsukayama, H. 2015. Google will stop selling Glass to the general public. But Google says the device is not dead yet. January 15, 2015. The Washington post. Viitattu 19.11.2021. https://www.washingtonpost.com/news/the-switch/wp/2015/01/15/google-will-stop-selling-glass-to-the-general-public-but-google-says-the-device-is-not-dead-yet/

Wikimedia Commons. 2020. File: Google Glass Main.jpg. Viitattu 16.11.2021 https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Google_Glass_Main.jpg

Wikipedia. 2021. Google Glass. Viitattu 17.11.2021 https://en.wikipedia.org/wiki/Google_Glass


> Siirry Pohjoisen tekijät -blogin etusivull



Liikkeenvahvistuskameran käyttö teollisuudessa ja sen vaikutus käyttövarmuuteen

25.11.2021



Kirjoittajan kasvot.
DI Jani Sipola työskentelee projektipäällikkönä, insinööri (YAMK) Piia Ailinpieti projektipäällikkönä ja insinööri (AMK) Aslak Siimes tuntiopettajana Lapin ammattikorkeakoulun Uudistuvan teollisuuden osaamisryhmässä.

Taustaa

Kansainvälisissä liikkeenvahvistuksen tutkimuksissa ovat kohteina olleet muun muassa henkilön syke, vauvan hengitys, sillan heiluminen ja elossa olevien henkilöiden löytäminen katastrofitilanteissa. Edellä kuvattuja asioita voi olla vaikea havaita silmällä, mutta liikkeenvahvistusteknologia voi olla niissä merkittävänä apuna.

Lapin ammattikorkeakoulun liikkeenvahvistuskameraa on hyödynnetty teollisuuden kohteiden kuvaamisessa kunnossapidon näkökulmasta. Liikkeenvahvistuskameraa on testattu kirjoittajien toimesta terästeollisuuden ja metsäteollisuuden eri kohteissa kuten savukaasupuhaltimet, tärysyötin ja pumput moottoreineen (kuva 1.).

Liikkeenvahvistuskamerasta kirjoitettiin aiemmin MOTa (Motion Amplification) - Liikkeenvahvistuskamerateknologian hyödyntäminen uusille alueille -hankkeen aikana Pohjoisen tekijät -blogissa otsikolla Mitä silmät ei näe, sen liikkeenvahvistusteknologia huomaa

 Kaksi asiantuntijaa katsoo kuvauskohdetta ja yksi asiantuntija valmistelee kuvausta tehdasympäristössä.
Kuva 1. Kuvaamisen suunnittelua kohteessa (Ailinpieti 2020.)

Havaintoja liikkeenvahvistuskameran käytöstä

Testausten tuloksina saatiin arvokasta tietoa liikkeenvahvistuskameran käyttämisestä oikeissa teollisuusympäristöissä. Pölyiset olosuhteet ja ulkona kuvaaminen toivat omat haasteet kuvausten suorittamiseen. Kuvauksissa tuli huomioida kameran linssin puhtaus sekä vallitsevat valaistusolosuhteet. Edelliseen liittyen erityisesti yleisvalojen välkyntä oli häiritsevä tekijä liikkeenvahvistusmenetelmällä käsitellyissä videoissa, mutta sen vaikutusta voidaan vähentää jälkikäsittelyllä erilaisilla suodattimilla.

Terästehtaalla valittiin ennalta useampia kuvattavia kohteita samalle päivälle, joita olivat puhaltimien moottorit, korkeapainekompressori ympäristöineen, kääntövaihde ja hihnakuljettimen tärysyötin. Kaikki kuvauskohteet olivat fyysiseltä kokoluokaltaan suuria.

Toisella kuvauskerralla paperitehtaalla kohteiden lukumäärä pidettiin pienempänä ja keskityttiin enemmän ilmiöiden ymmärtämiseen ja ympäristön tuomien haasteiden huomioimiseen. Paperitehtaalla kuvattiin pumppuja moottoreineen ja niiden kiinnitystä asennusalustaansa. Kuvauksista saatiin paljon kuva-aineistoa, jonka käsittelyä sekä analysointia jatkettiin kuvausten jälkeen asiantuntijatyönä.

Tulosten tulkinta

Käsitellyn tulosvideon perusteella voidaan todeta, että vahvistetun liikkeen näkeminen visualisoi värähtelykäyttäytymisen ymmärtämistä. Syvällisempi tulosten analysointi ja tulkinta vaatii kokemusta liikkeenvahvistuksesta ja värähtelymittauksista sekä ymmärrystä kuvattavista kohteista. Uuden teknologian käyttöönotto laajemmin eri kohteissa vie aikaa ennen kuin sen osaaminen on riittävää. Edellisen pohjalta pyritään hankkimaan uusia kuvauskohteita osaamisen ja kokemuksen laajentamiseksi, esimerkiksi palveluliiketoiminnan toimeksiantoina.

Kuvassa 2 on esitetty värähtelymittausten toteutus. Kuvatulle alueelle sijoitetaan mittauspisteitä haluttuihin kohtiin. Mittauspisteet on sijoitettu kolmeen kohtaan, joiden ratakäyrät esitetään x-y-tasossa sekä yhden mittapisteen taajuusspektri x-suunnassa.


Värähtelydataa kuvattavasta kohteesta kolmesta mittapisteestä sekä taajuuskäyrä yhdestä mittapisteestä.
Kuva 2. Värähtelydataa kohteesta (Sipola 2020)

Liikkeenvahvistuskameran vaikutus käyttövarmuuteen

Lähtökohdiltaan uudehko liikkeenvahvistusteknologia liittyy ensisijaisesti ennakoivaan kunnossapitoon. Menetelmää voidaan menestyksekkäästi hyödyntää nimenomaan kuvaamalla teollisuusyrityksen prosessilaitteita. Liikkeen vahvistaminen, visualisointi, tarjoaa erittäin hyvän mahdollisuuden todeta ja sitä myötä analysoida sekä ennakoida mahdolliset ongelmat prosessissa.

Suorituskykyä kuvaavia mittareita ja tunnuslukuja tarvitaan, jotta tuotantojärjestelmiä ja sen osia voidaan johtaa, käyttää ja ylläpitää tehokkaasti koko elinkaaren ajan. Mittareiden avulla asetetaan tavoitteet, osoitetaan kehityskohteet sekä seurataan toiminnan laatua ja kehitystä.

Lisäarvoa käyttövarmuuden ylläpitämiseen

Salla Marttonen-Arola toteaa artikkelissaan, että yrityksen tulee miettiä mitä datalla tehdään ja miten datanhallintaprosessi kannattaa toteuttaa. Hän kirjoittaa, että yrityksen on syytä tunnistaa ja eliminoida turha data.

Edellä mainitun toimenpiteen myötä voidaan myös optimoida päätöksentekoon liittyvien tunnuslukujen käyttö ja niiden laatu, erityisesti siis varmistaen dataan keruuseen liittyvät tekijät (oikea data, oikealla tarkkuudella ja laadulla, oikeassa muodossa, oikeaan aikaan, oikeille henkilöille). (Marttonen-Arola 2020, 30.)

Käyttövarmuuden ylläpitämisessä ja kehittämisessä, ennakoivalla kunnossapidolla on erittäin merkittävä rooli. Viime vuosina tapahtunut anturiteknologian ja data-analysoinnin kehitys, ovat vieneet ennakoinnin luotettavuutta huimasti eteenpäin, varsinkin kun kyse on on-line -mittauksista. Kuitenkin edelleen isossa merkityksessä ovat henkilöstön tekemät visuaaliset tarkastukset prosessin tilasta.

Liikkeenvahvistusteknologia tarjoaa erityisen hyvän lisätyökalun kyseisiin tarkistuksiin. Teknologia tarjoaa myös, usein riittävän tasoisen, värähtelyteknisen analyysin.

Kyseessä olevan teknologian suurimmat hyödyt tulevat siis toimintavarmuuden ylläpitämisessä sekä sen kehittämisessä. Edellisten pohjalta teknologia vaikuttaa suoraan käyttövarmuuteen ja tuo uuden mahdollisuuden ilmiöiden toteamiseen, analysointiin ja ennakointiin.

Lähde:

Marttonen-Arola, S. 2020. Kunnossapitodata – MAHDOLLISUUS VAI RESURSSIEN TUHLAAMISTA? Promaint 1/2020, 30.

 

> Siirry Pohjoisen tekijät -blogin etusivulle



Kiertotaloudella askel hyvinvointiin

13.10.2021



Kirjoittajan kasvot.
Lähihoitaja, kaivosmies ja rikastaja Johanna Aarnio-Keinänen opiskelee insinööriksi ja työskentelee projektisuunnittelijana Uudistuva teollisuus -osaamisryhmässä Lapin ammattikorkeakoulussa.

Lapin ammattikorkeakoulussa on viime vuosina kytketty kiertotaloutta osaksi eri alojen koulutuksia ja tutkimus-, kehitys- ja innovaatio- (TKI) toimintaa. LTKT2.0 – Lapin teollinen kiertotalous 2.0 – Lapin kiertotaloustoiminnan vahvistaminen -hankkeessa käynnistettiin keväällä 2021 esiselvitys liittyen kiertotalouden, tekniikan ja hyvinvointialojen kytkeytymisestä yhteen.

Hanke on Lapin liiton, Vipuvoimaa EU:lta, Euroopan aluekehitysrahaston (EAKR) rahoittama ja toteutetaan 1.6.2021-31.3.2023.

Olen työskennellyt esiselvityksen parissa kuluneen puolen vuoden ajan. Olen AMKin konetekniikan opinnoissa loppumetreillä ja suoritan töiden ohessa teemaan kytkeytyvää opinnäytetyötä.

Hyvinvointia tehdään yhdessä

Hyvinvointi on terveyttä, materiaalista hyvinvointia ja hyvänä koettua elämänlaatua, johon kuuluvat yksilön sekä yhteisön hyvinvointi. Hyvinvointialoilla tapahtuva digitaalinen muutos lisää teknisten ratkaisujen ja toimintojen hyödyntämistä. Lisäksi toimintakulttuurin muutokselle ja kehittämiselle on tarvetta.

Tarvittavat ja selkeät ohjauskeinot tiedon viestimiseen, vuoropuhelun lisääntyminen, innovatiivisen tuotesuunnittelun edistäminen ja kiertotalouden uusien markkinoiden luominen voisivat luoda uuden, yhteisen hyvinvointialojen kiertotalousnäkökulman.

Voisiko yksi avain hyvinvointi- ja tekniikan alojen lisääntyvään yhteistyöhön löytyä kiertotalousteeman ympäriltä? Ja millaista lisäarvoa kiertotalouden ja teknologian kytkeminen osaksi hyvinvointialojen opintokokonaisuuksia voisi tarjota opiskelijoille?

Kiertotalous on resurssiviisas talousmalli. Avain kiertotalouteen on suunnittelu, ja elinkaariajattelun avulla tavoitteena on tuoda materiaalit yhä uudelleen kiertoon. Toisin sanoen kaikki materiaali on raaka-ainetta, joka kiertää loputtomasti biologisessa (uusiutuvat raaka-aineet) tai teknisessä (ei-uusiutuvat raaka-aineet) kierrossa arvonsa säilyttäen. (Lindell P & Soimakallio H 2021)

Suunnittelun, materiaalien ja energian kierron sekä elinkaarenhallinnan rinnalle on tuotu viime vuosina esille myös kiertotalouden sosiaaliset vaikutukset (mm. Sitra 2020) sekä pohdinnat yksilöstä kiertotalouden toteutumisen keskiössä. Alexandre Lemille on kehittänyt ”The Circular Humansphere” – mallin, jossa yhdistyvät kiertotalouden biologinen ja tekninen kierto pohdintoihin yksilöstä näiden toteutuksen keskiössä. (Lemille 2020)

Uudet työelämätaidot

Hyvinvointialojen koulutuksissa on tärkeää kohdentaa opetus teknologisen tiedon ja taidon kohtalaisen suureen osaamisvajeeseen. Tästä johtuen teknologisten laitteiden osaamisen kehittämistä, perehdyttämistä ja osaamisen ylläpitämistä on haasteellista suunnitella, jolloin niiden käytettävyys työtehtävien yhteydessä jää vähäiseksi.

Sosiaali- ja terveysalan henkilöstö tarvitsee lisää tietoa, koulutusta ja ymmärrystä teknologisen osaamisen tuoman toimintakyvyn parantamiseen. Lisäksi tukea tarvittaisiin uusien teknologisten tietojärjestelmien ja ratkaisujen hallintaan.

Jatkuva oppiminen ja terveysteknologiaosaaminen mahdollistavat myös ekologisen kestävyyden kehittymisen, koska liikkuminen vähenee paikallisen terveydenhuollon parantuessa ja edistää kotimaisen terveydenhuollon vaikuttavuutta vähentäen alueellista eriarvoisuutta etähoidon ansiosta. (Kunnari & Tieranta 2019)

Digitaalisten ja älykkäiden ratkaisujen sekä alustojen hyödyntämisosaamisen arvioidaan olevan yhä tärkeämpää 2020-luvun työelämässä. Tekniikan alan työelämätaidoissa korostuvat jatkossakin kasvava digitaalisuus ja teknologinen kehitys, jotka vaikuttavat useisiin ammattikohtaisiin työtehtäviin.

Ympäristövastuullisuuden merkitys kasvaa tekniikan alan työtehtävissä ja merkitystään kasvattavat myös asiakaslähtöinen palvelujen kehittämisosaaminen sekä ihmisten ja osaamisen johtamis- ja valmentamistaidot. Konetekniikan asiantuntijan työtehtävien osalta tapahtuu myös muutoksia. Yleisiä osaamistarpeita ovat oppivien järjestelmien hallinta, robotiikka, ainetta lisäävä valmistus (esim. 3D- tulostus), tekoälyn hyödyntäminen konetekniikassa ja suunnittelussa sekä neuvonta-, opastus- ja ongelman- ja ohjaustaitojen vahvistaminen erityisesti etädiagnostiikan osalta. (Opetushallitus 2019)

Teknologia ympärillämme

Hyvinvointi- ja terveysteknologiset ratkaisut ylläpitävät ja parantavat ihmisten elämänlaatua, hyvinvointia ja terveyttä. Tulevaisuudessa korostuu yhä enemmän vahva yhteistyö eri toimijoiden välillä yli teemojen ja teknologiarajojen. Työelämässä teknisen alan, sosiaali- ja terveysalan sekä liiketalouden alan ammattilaiset pystyvät paremmin puhumaan samaa kieltä ja ymmärtämään toistensa näkökulmia.

Uuden ajattelun myötä ja hyödyntämällä olemassa olevaa teknologiaa saadaan aikaan yhteen toimivia kokonaisuuksia. Tämä osaltaan mahdollistaa uusien innovaatioiden, ratkaisujen syntymisen ja hyödyntämisen muuttuvassa koulutuksen sekä työelämän kehityksessä.

Jatkuvan oppimisen uudistuksella tuetaan sujuvia siirtymiä työelämän ja koulutuksen välillä koko elinkaaren ajan. Lisäksi uudistuksella tuetaan korkeakoulutuksen saatavuutta ja saavutettavuutta. Tämä osaltaan vauhdittaa yksityisen sektorin TKI-investointeja sekä julkisen ja yksityisen sektorin yhteistyötä. (Opetushallitus 2019)

Valtioneuvoston julkaisema Uusi suunta: Ehdotus kiertotalouden strategiseksi ohjelmaksi julkaistiin 13.1.2021. Ohjelmassa on kansallisen kiertotalousohjelman ehdotus kiertotalouden opintojen sisällyttämisestä eri koulutusasteiden opetussuunnitelmiin ja tutkintojen perusteisiin ja täten kiertotalousteema on hyvinkin ajankohtainen useammasta eri näkökulmasta. (Valtioneuvosto 2021)

Suomessa kehittämiskohteena tulisi olla lääketieteen ja tekniikan yhteistyön parantaminen ekosysteemit verkostossa ja niiden eri tasoilla tapahtuvan tutkimus- ja tuotetoiminnan kehittäminen. Lääketieteen tutkimus- ja tuotekehittämiseen on investoitu mittavasti, mutta jonka hyödyntäminen uusien innovaatioiden synnyn sekä ratkaisujen kehittämiseksi, että kaupallistamiseksi on suurimmalta osin jäänyt hyödyntämättä.

Tämä heijastuu myös Suomen kilpailukykyyn hyvinvointi- ja terveysteknologia alalla. Vuonna 2020 terveysteknologian vienti kasvoi 0,5 prosenttia 2,43 miljardiin euroon. (Healthtech Finland 2021) Terveys- ja hyvinvointiteknologia on ollut viimeisten vuosien aikana yhä vahvemmin esillä ja teknologiaa voitaisiin hyödyntää asiakkaiden hyvinvoinnin edistämisessä sekä uusien palveluiden ja tuotteiden kehittämisessä.

Hyvinvointia kiertotalouden ympärillä

Kiertotaloudessa keskeistä on asenteiden, käyttäytymisen sekä toiminnan muutos ja kiertotalouden tavoitteena on luoda uusia tuote- ja palvelukonsepteja. Toimintatapojen muuttaminen ei tapahdu sormia napsauttamalla, vaan muutos tapahtuu toiminnassa.

Asenteisiin ja käyttäytymistapoihin voidaan vaikuttaa uusien taitojen oppimisella. Hyvinvoinnin lisäämiseen tarvitaan uusia keinoja ja tulevaisuudessa opinnoissa painottuvat luovuus, hyvinvointi ja uudet oppimisen tavat. Viestinnän merkitys korostuu muutoksessa ja viestinnän asema organisaation strategisena roolina on tärkeää.

Kiertotalous tarvitseekin edistämistä, lisäresursseja ja vähähiilistä tutkimus-, kehitys- ja innovaatiotoimintaa, ekosysteemien kehittymistä ja laitosinvestointeja. Kansallisen kiertotalousohjelman puitteissa näitä tuetaan EU:n elpymisinstrumentin rahoituksesta 200–250 miljoonaa eurolla. Näiden lisäksi on kirjattu vuotuinen 27 miljoonan euron rahoitus julkisiin hankintoihin, teollisiin symbiooseihin, ekosysteemien kehittämiseen sekä tuotesuunnitteluun. (Valtioneuvosto 2021)

Verkostoituminen ja muiden osaamisen kartoitus on tärkeää nyt ja tulevaisuudessa. Alojen laajempi kokonaiskuva, ymmärrys ja osaaminen korostuvat yhä enemmän ja tuntemus juuri oman alan yleiskuvasta ei enää riitä.

Hyvinvointi koskettaa meitä kaikkia. Kiertotalous koskee meitä kaikkia.

Lähteet

Healthtech Finland. 2021. Teknologiateollisuus. Terveysteknologian vienti jatkoi kasvuaan koronasta huolimatta- Koronatestit siivittivät laboratoriodiagnostiikan viennin 27 prosentin kasvuun. Viitattu 20.7.2021 https://healthtech.teknologiateollisuus.fi/fi/ajankohtaista/terveysteknologian-vienti-jatkoi-kasvuaan-koronasta-huolimatta-koronatestit

Lemille, A. 2020. The Circular Humansphere (2020 Update), Alexandre Lemillen internet-sivusto, 20.8.2020. Viitattu 13.8.2021 https://alexlemille.medium.com/the-circular-humansphere-2020-update-8b2df60a477.

Kunnari, M & Tieranta, O. 2019. Digiosaaminen tulevaisuuden terveyspalveluissa. Lumen. Lapin ammattikorkeakoulun verkkolehti. Viitattu 20.7.2021 https://blogi.eoppimispalvelut.fi/lumenlehti/2019/10/30/digiosaaminen-tulevaisuuden-terveyspalveluissa/

Opetushallitus 2019. Osaamisrakenne 2035. Raportit ja selvitykset 2019:14. 2019. Viitattu 20.7.2021 https://www.oph.fi/sites/default/files/documents/osaamisrakenne_2035.pdf

Sitra 2020. Kiertotalouden sosiaaliset vaikutukset. Sitra. 2020. Viitattu 13.8.2021 https://www.sitra.fi/hankkeet/kiertotalouden-sosiaaliset-vaikutukset/

Teknologiateollisuus, Lindell P & Soimakallio H, 13.1.2021. Viitattu 20.7.2021 https://teknologiateollisuus.fi/fi/ajankohtaista/teknologiateollisuudella-avainrooli-kiertotalouden-vauhdittamisessa

Valtioneuvosto 2021. Uusi suunta- Ehdotus kiertotalouden strategiseksi ohjelmaksi. Valtioneuvoston julkaisuja 2021:1. 2021. Viitattu 19.7.2021 https://ym.fi/documents/1410903/42733297/Uusi+suunta+-+Ehdotus+kiertotalouden+strategiseksi+ohjelmaksi.pdf/ad875da1-f4c4-aec4-4fe0-f17df9746383?t=1610462062018



> Siirry Pohjoisen tekijät -blogin etusivulle



Digitalisaation tuomat muutokset ja hyödyt teollisuudessa

8.10.2021



Kirjoittajan kasvot.
Insinööri (AMK) Mika Turska työskentelee projekti-insinöörinä Lapin ammattikorkeakoulun Uudistuva teollisuus- osaamisryhmässä.

Hankekumppaneiden ja rahoittajien logot.

Aloitin syyskuussa 2021 Lapin ammattikorkeakoulussa Uudistuvan teollisuuden osaamisryhmässä projekti-insinöörinä Digiprocess-hankkeessa. Edeltävän urani olen tehnyt Kemin Veitsiluodossa työnjohdollisissa tehtävissä eri osastoilla. Ehdin nähdä paperiteollisuuden hyvät kuin heikommatkin ajanjaksot. Tekniikkaa kehiteltiin parempaan suuntaan ja turvallisuus otettiin jatkuvasti paremmin huomioon eri toiminnoissa.

Operaattoreiden eli prosessinhoitajien osaamista laajennettiin ja koulutuksia järjestettiin muutosten myötä. Käyttäjäkunnossapito tuli osaksi kokonaisuutta ja se toi uusia mahdollisuuksia toimintaan. Mallissa käyttöhenkilökunta vastaa osaltaan ennakoivan kunnossapidon päivittäisistä rutiineista. Yksi hyvä esimerkki oli ODR-mittaukset (Operator driven reliability, käsittää käyttäjän suorittamaa kunnonvalvontaa), joilla tehtiin havaintoja laitteiden toiminnasta tarvittavien teknisten apulaitteiden avulla.

Mittalaitteilla saatiin tietoa muunmuassa tuotantolaitteiden lämpötilasta, tärinöistä ja verhokäyräkiihtyvyydestä.
Tekemisen taso oli tehtaalla aina erinomaista ja ihmiset tekivät työtä suurella ammattitaidolla. Paperin kysynnän lasku oli nähtävissä pitkään, mutta tuskin kukaan osasi odottaa metsäjätiltä päätöstä sulkea paperikoneet kokonaisuudessaan.

Pääsin siis seuraamaan läheltä nykypäivän käyttäjäkunnossapidon ja digitalisaation tulemista prosessiteollisuuden pariin. Tämä on ollut selkeä suuntaus useammalla teollisuuden alalla jo pitkään. Entisajan operaattorit ovat myös mieluummin kunnossapitäjiä kuin pelkkiä operaattoreita.

Manuaalisia toimintoja on automatisoitu ja robotiikka korvannut tekijöitä. Maailma, jossa operaattori hoiti vain hänelle annetut tehtävät ja vikatilanteen syntyessä jäätiin odottelemaan kunnossapidon erikoisjoukkoja, on muuttunut. Operaattoreiden on ollut pakko muuttua maailman mukana, vaikka se ei aina ole ollut helppoa.

Nykypäivän tilanne ja asenteiden muutos

Teollisuuden operatiivinen porras on ottanut suuria harppauksia eteenpäin. Asenteet ovat muuttuneet, laitteet ja työkalut on päivitetty vastaamaan standardeja. Lisäksi digitalisaation mahdollistamat toiminnot ovat tuoneet tarpeellisen lisän kunnossapitoon ja prosessiin.

Tekniikka on kehittynyt ja kunnonvalvonta on osittain pystytty automatisoimaan. Enää ei välttämättä tarvitse tehdä konkreettista kenttämittausta kriittisiltä laitteilta vaan data saadaan suoraan valvomoiden ohjausjärjestelmiin.

Digitalisaation myötä tulleet apulaiteet ja niiden käyttöönotto vaatii paljon myös asenteiden muutosta. Ihmiset ovat tottuneet tiettyihin tapoihin suuressa teollisuudessa. Esimerkiksi moottoreiden linjaus tehdään nykyään käyttämällä lasertekniikkaa apuna. Ennen tällaiset linjaukset katsottiin vain silmämääräisesti kohdalleen ja väännettiin pultit kiinni.

Yksi askel on totuttaa kokeneempi kansa tähän muuttuneeseen maailmaan ja huomaamaan kehityksen edut. Tätä potentiaalia ei ole syytä jättää huomioimatta. Operaattoreiden tietotaito pitää valjastaa muuttuvan teollisuuden rakenteeseen.

Pikkuhiljaa ollaan kuitenkin tilanteessa, jossa meidän kuuluukin olla. Muutoksiin ollaan valmiimpia, ja älykkäämmän kunnossapidon tuleminen otetaan vastaan myös operatiivisella tasolla.

Digiprocess-hanke

DigiProcess-hanke (1.10.2019 - 30.9.2022) tukee prosessiteollisuuden digitalisointia kehittämällä digitaalisia palveluekosysteemejä teollisuuden ja pk-yritysten välille. Hankkeessa haastateltiin suuryrityksiä metalli-, kaivos-, ja metsäsektoreilla ja heiltä saatiin alla olevien esimerkkien mukaisia näkemyksiä, millaisia kunnossapitoon liittyviä tarpeita ja mahdollisia teknisiä uudistuksia he haluaisivat.

- Kunnonvalvonnan automatisoinnin kehittäminen (laitteiden kunnonvalvonnan laajentaminen vanhemmilla tehtailla manuaalisen kierroksen laitteisiin) 5g, langattomat anturit.

- Kumppani tekoälypuolella voisi olla hyvä.

- Virtuaalitodellisuutta työntekijöiden perehdytysasioissa.

- Konenäköön liittyvää kokonaisuutta, joka tukee prosessin ohjausta.

- Kunnossapidon mobiiliratkaisujen kehittämistä paikallisten pk-yritysten kanssa.

- Kypärään vaikka älyvisiiri ja siihen paikkatiedon pohjalta monenlaista infoa. Kuten turvallisuus- tai prosessitietoa.

Yritykset ovat valmiita muutokseen ja niin on myös tekijät. Kun yhteistyö, osaaminen ja asenne saadaan riittävälle tasolle niin teollisuuden digitaalinen muutos on lopullisesti tervetullut.

 

> Siirry Pohjoisen tekijät -blogin etusivulle



Mitä teollisuus odottaa digitaalisten palvelujen tarjoajiltaan?

24.9.2021



Kirjoittajan kasvot.
Insinööri (YAMK) Leena Parkkila työskentelee projekti-insinöörinä Uudistuvan teollisuuden osaamisryhmässä Lapin ammattikorkeakoulussa.

Hankekumppaneiden ja rahoittajien logot.

Teollisuuden suuryritykset satsaavat määrätietoisesti digitalisaatioon ja sen avainalueisiin (Parkkila 2020). Digitalisaatio nähdään tulevaisuuden kilpailukyvyn lähteenä arvon luonnin ja tuottokyvyn vuoksi (Kamalaldin, Linde, Sjödin & Parida 2020). Digitalisaation kehitys ja lisääntynyt maailmanlaajuinen kilpailu ovat saaneet monet valmistajayritykset etsimään uusia ratkaisuja asiakkaiden tarpeisiin (Martin-Pena, Sanchez-Lopez & Diaz-Garrido 2020).

Suuret teollisuusyritykset ovat enenevässä määrin hankkimassa digitaalisesti edistyneitä palveluita eli integroituja ratkaisuja, jotka yhdistävät tuotteet ja palvelutoiminnot digitaalisilla ominaisuuksilla (Kamalaldin, Sjödin & Parida 2018). Digitalisaation ja palvelullistamisen nähdään vaikuttavan positiivisesti yrityksen toimintaan, ja niiden kehittyminen luo uusia mahdollisuuksia liikevaihdon ja uusien palvelujen tuottamiseen (Martin-Pena ym. 2020).

Monet yritykset kuitenkin kamppailevat digitalisaatiomuutoksen kanssa, koska se vaatii muutoksia palveluntarjoaja-asiakassuhteissa. Digitalisaatio yhdistettynä palvelullistamiseen muuttaa merkittävästi palveluntarjoaja-asiakassuhdetta. On tärkeää ymmärtää kumppanuuden molemminpuolisia vaatimuksia, sillä se vaatii läheistä vuorovaikutusta asiakas- ja hankintaorganisaation ja operatiivisten toimintojen välillä. (Kamalaldin ym. 2020) Tässä blogissa käydään läpi, millaisia ominaisuuksia ja vaatimuksia mikro- ja pk-yrityksiltä odotetaan suuryritysten hankinnoissa. Pienet yritykset saavat eväitä siihen, kuinka ne voisivat parhaiten vastata suuryritysten tarpeisiin digitaalisten palveluratkaisujen toimittajina.

Yhteispohjoismaisessa DigiProcess-hankkeessa (1.10.2019 - 30.9.2022) haastateltiin vuoden 2020 aikana yhteensä 13 Pohjois-Suomen ja -Ruotsin teollisuuden suuryritystä. Tutkimuksen aineisto koostui suuryritysten edustajien haastatteluista. Monitapaustutkimuksen keinoin pyritään selvittämään ja saamaan vastauksia seuraaviin kysymyksiin: Mitkä ominaisuudet ovat tärkeitä digitaalisten palveluiden toimittajille? Mitkä ovat tärkeimmät ostovaatimukset digitaalisten palveluiden pk- ja mikroyritystoimittajille?


Digitaalisten palveluratkaisujen hankinta lähtee tarpeesta

Haastattelujen perusteella digitaalisten palveluratkaisujen hankinta lähtee tarpeesta ja siitä, että ratkaisu tuottaa lisäarvoa ja sopii suuryrityksen strategiaan. Tapauskohtaisesti katsotaan tarve johonkin kokonaisuuteen ja siihen valitaan yritykselle soveltuvin ratkaisu.

Hankinta on suuryritykselle usein resurssikysymys, joten kaikkea ei kannata tehdä itse. Suuryrityksissä halutaan keskittyä avainosaamiseen. Toimittajien kautta hankitaan osaamista, mutta hankinta ei saa kuluttaa liikaa suuryritysten työntekijöiden rajallisia resursseja. Tavoitteena on rakentaa pitkäaikaisia palvelutarjoaja-asiakaskumppanuuksia win-win-periaatteella.

Digitaalisten palveluntarjoajien tärkeimpiä ominaisuuksia

Tähän kappaleeseen on koottu haastattelujen tuloksista niitä ominaisuuksia, joita pk- ja mikroyrityksiltä tulisi löytyä digitaalisten palveluratkaisujen toimittajina (kuva 1). Pilotti- ja kokeiluvaiheessa merkittäväksi ominaisuudeksi nousee 1) valmius kehittää agilesti eli ketterästi, mutta myös 2) kyky reagoida nopeasti muutoksiin. Suuryrityksissä on havaittu, että yhtiön koon kasvaessa toiminnan nopeus ei välttämättä kasva. Palveluntarjoaja-asiakassuhteissa 3) viestinnän tulisi olla läpinäkyvää ja avointa, jotta pystytään toimimaan ketterästi. Toimittajayritysten tulee toimia avoimesti niin, ettei toimittaja esimerkiksi kryptaa tietokantaa tai jotain muuta ratkaisua.

Pk- ja mikroyrityksiltä tulisi löytyä 4) korkeaa teknologista osaamista. Pk- ja mikroyrityksillä on yleensä vahva teknologinen ymmärrys ja heiltä löytyy palveluja tai ratkaisuja, joita isommilta toimittajilta ei välttämättä löydy. Pienillä yrityksillä innovatiivisuus on haastattelujen mukaan parempi verrattuna suurempiin toimittajayrityksiin. Digitaalisten palveluratkaisujen toimittajilla on tärkeää olla myös 5) toimialaymmärrystä, tietoa teollisesta toimintaympäristöstä ja ymmärrystä tuotantoprosessista, johon palveluratkaisua tarjotaan. Kun suuryritykset valitsevat toimittajia, toimialaymmärryksestä on etua. Toimintaympäristön tuntemuksen vuoksi yritys on uskottavampi, yhteistyö sujuu paremmin ja asioita saadaan helpommin eteenpäin. Pk- ja mikroyrityksillä toivotaan olevan valmius toimialaspesifisiin ratkaisuihin tai modifiointeihin.

Suuryritysten toiveena on, että toimittaja- / palvelutarjoajayrityksillä olisi 6) kyky tuotteistaa ideansa. Erään haastateltavan mukaan: ”Startupit ja pk:t on hyviä pilotoimaan, mutta tuotteistuksessa tulee ongelmia. Näen sen näiden yritysten kasvun kannalta ongelmalliseksi.” Pienten yritysten tulee tarvittaessa kyetä laajentamaan ja 7) skaalaamaan digitaaliset palveluratkaisunsa useammalle tuotantolinjalle, -tehtaalle ja globaalisti eri maihin. Haastattelujen mukaan pk- ja mikroyritykset ovat hyviä nopeisiin kokeiluihin, mutta skaalaus ei toimi. Tuotteistetun ratkaisun skaalaaminen useammalle tuotantolinjalle on mikroyrityksille usein hankalaa ja myös riskialtista. Toimittaessa globaalisti toimittajilta ja palveluntarjoajilta täytyy löytyä myös 8) kielitaitoa, jotta he kykenevät tukemaan tuotannon työntekijöitä eri kielillä.

Digitaalisten palveluratkaisujen toimittajille täytyy olla valmius siihen, että pystytään 9) tarjoamaan mitä luvataan. Lisäksi heidän tulee olla 10) luotettavia, etteivät palvelutarjoaja-asiakassuhteen tiedot leviä yhteistyösuhteen ulkopuolelle esimerkiksi kilpaileviin yrityksiin. Myös pienet yritykset voivat kokea suuryrityksen uhkana. Haasteena on pelko teknologian kopioimisesta ja heidän hylkäämisestä.

Suuryritykset toivovat pitempiaikaisia yhteistyösuhteita pk- ja mikroyritysten kanssa ja haluavat tehdä heistä strategisia kumppaneita. Yhteisten tavoitteiden löytäminen on tärkeää. Suuryritykset toivovat, että digitaalisten palveluratkaisujen tarjoajat kykenisivät 11) uskottavaan pidemmän aikavälin yhteistyösuhteeseen ja kumppanuuteen. Suuryritykset haluavat varmistaa yhteistyön jatkuvuuden ja toiminnan pitkäjänteisyyden. Kumppanuutta arvotetaan, sillä sitä tarvitaan aina jossain muodossa. Kumppanuudet ovat sovittuja ja niitä tulisi pystyä kehittämään. Muutoksia voi kuitenkin tapahtua esimerkiksi yrityskauppojen myötä. Pieni yritys voi sulautua suurempaan toimittajayritykseen ja silti yhteistyö voi toimia. Kestävien sopimussuhteiden ja kumppanuuksien rakentaminen on tärkeää. Tavoitteena on rakentaa molemminpuolinen win-win-tilanne, jossa molemmat osapuolet hyötyvät.

Pk- ja mikroyrityksillä tulisi olla 12) jatkuvuutta yritystoiminnassa ja palvelukehityksessä. Se takaisi digitaalisten palveluratkaisujen tuen ja -kehityksen asiakasyrityksille jatkossakin. Suuryritysten tärkeimpinä vaatimuksina on, että tietyille toiminnoille saisi tukea vielä hankinnan jälkeenkin ja ympärivuorokautisesti.

Kuva 1 Parkkila 2021.jpg
Kuva 1. Digitaalisten palveluntarjoajien tärkeimpiä ominaisuuksia


Digitaalisten palveluntarjoajien tärkeimpiä hankinta- ja ostovaatimuksia

Tähän kappaleeseen on koottu ohjeistusta siitä, minkälaisia vaatimuksia pk- ja mikroyrityksiltä odotetaan prosessiteollisuuden suuryritysten palveluntarjoaja-asiakassuhteen muodostamiseksi. Suuryrityshaastattelujen analyysin tuloksena saatiin vastausta siihen, mitkä ovat minimi hankinta- ja ostovaatimukset digitaalisten palveluratkaisujen pk- ja mikroyritystoimittajille.

Suuryrityksillä on oma hankintapolitiikkansa ja hankinnat etenevät 1) yleiseen hankintaan liittyvien hankinta- ja toimitusehtojen sekä lakisääteisten vaatimusten mukaan, jotka tulee täyttää.

Palveluratkaisuja toimittavien pk- tai mikroyritysten tulisi olla 2) toiminta- ja toimitusvarmoja. Niillä tulee olla kyky toimittaa. Toiminta- ja toimitusvarmuuteen vaikuttavat mikro- ja pk-yritysten henkilöstö- ja talousresurssit. Palveluntarjoajan taustan tulee olla riittävän vahva ja toiminta kestävällä pohjalla niin että yritys on toiminnassa vielä tulevaisuudessakin. Toimittajayritysten elinkelpoisuutta katsotaan huolellisesti, jotta yritykseen kohdistuisi mahdollisimman pieni toimittajariski.

On huomattu, että riskien jakaminen on vaikeampaa pienten yritysten kesken. Eräästä suuryrityksestä ehdotetaankin, että pk- tai mikroyritysten tulisi verkostoitua keskenään, jotta he voisivat toimittaa laajempia kokonaisuuksia ja pystyisivät sitä kautta parantamaan toimitusvarmuutta. Toinen vaihtoehto on kumppanoitua suuren toimittajayrityksen kanssa. Lisäksi vaihtoehtona on esimerkiksi Suomi-Ruotsi-yhteistyö, jossa suomalaiset ja ruotsalaiset pk- ja mikroyritykset yhdessä pystyisivät tarjoamaan ratkaisuja suuryritysten tarpeisiin. Tähän tarvitaan kuitenkin sopiva liiketoimintamalli, jossa pelisäännöt sovitaan yritysten kesken.

Hankintapäätösten yhteydessä tarkistetaan usein toimittajayritysten 3) asiakasreferenssit eli katsotaan palveluratkaisujen toimitusten onnistumiset muiden yritysten kanssa. Hankintapäätöksiä tehtäessä pienten yritysten 4) ketteryys, joustavuus ja nopeus nousevat avainasemaan. Useimmiten pk- ja mikroyrityksiltä löytyy näitä ominaisuuksia. Ne ovat joustavia ja voivat sopeutua nopeasti ja tarjota asiantuntijatietoaan. Tärkeäksi asiaksi muodostuu myös 5) hinta, mutta riippuu siitä, missä vaiheessa ollaan, sillä ”mitä kypsemmäksi mennään, sitä tärkeämpi on hinta ja kyvykkyys jatkokehittää.”


Yhteenveto

Tässä blogissa on käyty läpi Suomen ja Ruotsin suuryrityshaastatteluiden tuloksia. On pyritty selvittämään minkälaisia ominaisuuksia ja vaatimuksia mikro- ja pk-yrityksiltä odotetaan digitaalisten palveluratkaisujen toimittajina teollisuuden suuryritysten näkökulmasta. Haastattelun tuloksena saatiin useita palvelutarjoaja-asiakasyhteistyön mahdollistavia tekijöitä, joita pk- ja mikroyritysten tulisi ottaa huomioon. Suomen ja Ruotsin suuryritysten haastattelujen tulokset olivat samansuuntaisia molemmissa maissa. Tämä mahdollistaa rajat ylittävän yhteistyön suuryritysten ja pk- ja mikroyritysten välillä.

Digitaalisissa palvelutarjonnoissa suuryrityksillä on tarve ja halu löytää soveltuvin ratkaisu johonkin kokonaisuuteen. Riippuu siitä missä vaiheessa (kokeiluvaihe, pilotointivaihe, tuotteistusvaihe, tuotantovaihe, skaalaus globaalisti) ollaan, täytyy löytyä oikeat kompetenssit ja joustavuus. Kun lähdetään tuotantoon, täytyy olla ymmärrystä siitä, mikä on se hyöty ja erottautuminen. Täytyy olla resurssit, toimintavarmuus, toimitusvarmuus ja kyky toimittaa.

Palveluratkaisun integroiminen tuotantoon tarvitsee uskottavan kumppanin pidemmällä aikavälillä, jolloin katsotaan pienen yrityksen elinkelpoisuutta. Suuryrityksissä katsotaan usein myös sitä, voisiko ratkaisua skaalata useammille tuotantolinjalle ja globaalisti. Lisäksi on tärkeää olla tuki myös hankinnan jälkeenkin. Keskeisinä asioina on myös suuryritysten halu rakentaa ja kehittää pitkäaikaisia ja luotettavia kumppanuuksia palvelutarjoaja-asiakassuhteessa, niin että saavutettaisiin molemminpuolinen win-win-tilanne. Digitaalisissa palvelutarjonnoissa on teknologian lisäksi tärkeää ottaa huomioon myös resurssit ja organisaation muutosten hallinta siirryttäessä pilottivaiheesta tuotteistusvaiheeseen ja siitä tuotantoon sekä skaalaamisvaiheeseen.

Lähteet

Kamalaldin, A., Sjödin, D. & Parida, V. 2018. Understanding Procurement Processes for Digitally Enabled Advanced Services. Book of Abstracts: 7th International Conference on Business Servitization / [ed] Emanuel Gomes, Miguel Pina e Cunha, Ferran Vendrell-Herrero. Omnia Science. 2018, pp. 118-124. Viitattu 4.8.2021 http://www.diva-portal.org/smash/record.jsf?pid=diva2%3A1276095&dswid=-2980

Kamalaldin, A., Linde, L., Sjödin, D. & Parida, V. 2020. Transforming provider-customer relationships in digital servitization: A relational view on digitalization. Industrial Marketing Management, Vol. 89, pp. 306-325. Viitattu 4.8.2021 https://doi.org/10.1016/j.indmarman.2020.02.004.

Martin-Pena, M.-L., Sanchez-Lopez J.-M. & Diaz-Garrido, E. 2020. Servitization and digitalization in manufacturing: the influence on firm performance. Journal of Business & Industrial Marketing, Vol. 35 No.3, pp. 564-574. Viitattu 4.8.2021 https://doi.org/10.1108/JBIM-12-2018-0400.

Parkkila, L. 2020. Suurteollisuuden digitalisaation avainalueet ja mahdollisuudet pk- ja mikroyrityksille. Pohjoisen tekijät blogi 8.12.2020. Viitattu 3.8.2021 https://www.lapinamk.fi/blogs/Suurteollisuuden-digitalisaation-avainalueet-ja-mahdollisuudet-pk--ja-mikroyrityksille-/elbc0y4s/4a8756a8-bf46-4f75-a2b3-bc438d6350db

 

> Siirry Pohjoisen tekijät -blogin etusivulle



Älypaja - uusi kehittämis- ja oppimisympäristö konetekniikan koulutus- ja TKI-toimintaan

22.9.2021



Kirjoittajien kasvokuvat.
DI Jukka Joutsenvaara ja DI Raimo Ruoppa työskentelevät asiantuntijoina Lapin ammattikorkeakoulun Uudistuvan teollisuuden osaamisryhmässä.

logoja

Älypaja on Kemin kampuksen uusin kehittämis- ja oppimisympäristö, joka vahvistaa konetekniikan opetusta ja tutkimustoimintaa. Ympäristöllä mahdollistetaan vuonna 2017 käyttöönotetun opetussuunnitelman mukainen koulutus ja varmistetaan, että konetekniikan ala pystyy tulevaisuudessa vastaamaan omalta osaltaan mm. digitalisaation mahdollisuuksiin ja haasteisiin.

Älypaja tukee TKI- ja yritysyhteistyötä sekä uusia innovaatioita edistäen näin myös alan työpaikkojen syntymistä. Hankkeessa investoitiin turvallisen ja tarkoituksenmukaisen ympäristön mahdollistavat koneet, laitteet ja ohjelmistot suunnitelman mukaisesti. Alla on esitelty muutamia Älypajaan hankittuja järjestelmiä ja laitteita.


Tuotanto- ja kokoonpanolinja

Digivalmiin tuotantojärjestelmän saapuminen oli hankkeen näkökulmasta erittäin odotettu tapahtuma. Alkuvalmistelujen ja asennuksien jälkeen henkilöstömme pääsi varsinaisesti myös sorvin ääreen. Uuden tuotantojärjestelmän ytimen muodostaa robottisyötteisen jyrsimen kanssa muunneltava tuotanto- ja kokoonpanolinja. Lisäksi linjaa voidaan syöttää erillisellä, vapaasti liikkuvalla robotilla läheiseltä CNC-sorvilta, kuva 1.

Kuva 1 Joutsenvaara ja Ruoppa.jpg
Kuva 1. Tuotanto- ja kokoonpanolinja


Kokonaistuotantoa ohjaa MES4-ohjausjärjestelmä, joka on muunneltavissa tuoteperheiden tai vaikka opetustarpeiden mukaan. Järjestelmään voidaan tuoda osakomponentteja esimerkiksi jo aiemmin valmistuneesta 3D-tulostusympäristöstä.

Ohjausjärjestelmän avulla voidaan esimerkiksi demonstroida ja pilotoida erilaisia tuote- ja tuotantovaihtoehtojen resurssitarpeita ja siten kehittää toimintaa sarjan sisällä. Laitteiston yhteyteen hankittu virtuaalinen kaksonen (digital twin) mahdollistaa erilaisten skenaarioiden ajamisen täysin turvallisesti virtuaalisessa ympäristössä.

Kokonaisjärjestelmän toimittaja oli Festo Oy ja toimituksesta sekä siihen liittyvästä käyttöönottokoulutuksesta vastasi koulutuspäällikkö Hannu Hassinen Festo:lta (kuva 2.). Lapin AMKin osalta yhteyshenkilönä on lehtori Arto Jäntti.

Odotamme innokkaina tämänkin laitteiston ottamista opetukseen mukaan ja sen ominaisuuksien kokeilemista yhdessä opiskelijoiden ja muiden alueen toimijoiden kanssa uusien sovelluskohteiden löytämiseksi.

Kuva 2 Joutsenvaara ja Ruoppa.jpg

Kuva 2. Tuotantojärjestelmän käyttöönottokoulutukseen osallistuneita

Koulutuksessa käytiin lävitse mm. tuotantojärjestelmän ohjaamiseen liittyviä näkökulmia sekä pohdittiin kehittämiskohtia tulevaisuuden toiminnoille.


Särmäyspuristin

Älypaja hankkeen myötä Lapin AMKille investoitiin myös ohutlevytuotteiden tuotantoteknologiseen tutkimukseen ja opetukseen soveltuva hydraulinen särmäyspuristin, jonka toimittaja oli Bystronic (kuva 3.). Laitteessa on voimaa 40 tonnia ja käsiteltävä kappale voi olla maksimissaan metrin levyinen.

Toimitukseen sisältyi valikoima erilaisia särmäystyökaluja, joilla voidaan taivuttaa terästä aina 3 mm paksuuteen saakka. Laitteen toimittaja piti käyttöönottokoulutuksen, johon sisältyi myös ohjelmistokoulutus. Lapin AMKin osalta yhteyshenkilöinä ovat lehtori Arto Jäntti sekä erityisasiantuntija Raimo Ruoppa.

Kuva 3 Joutsenvaara ja Ruoppa.jpg
Kuva 3. Särmättävyyden testausta Bysoft Xpert 40 särmäyspuristimella

Ohjelmistokoulutuksessa opiskeltiin etäohjelmointiin ja särmäysprosessin simulointiin käytettävää Bysoft-ohjelmistoa. Alla nähdään prosessi ideasta tuotteeksi, joka on yksi Älypajan kantavista teemoista. Tämän tuotteen osalta lähdettiin liikkeelle konkreettisesta tarpeesta ja siten edettiin valmistettavan kappaleen CAD- 3D malliin, särmäyksen simulointitarkasteluun ja itse valmistukseen sekä käyttökohteeseen asennukseen.

Kuva 4 Joutsenvaara ja Ruoppa.jpg

Kuva 4. Valmistuksen polku ideasta särmätyksi tuotteeksi

Valmis malli tuodaan esim. kannettavassa tietokoneessa toimivaan Bysoft-ohjelmistoon, missä suunnitellaan tuotteen särmäyksen vaiheet sekä simuloidaan prosessi. Kun ohjelma on valmis, siirretään se särmäyspuristimen tietokoneelle. Koska särmäysprosessi on valmiiksi suunniteltu ja simuloitu etäohjelmassa, ei laitteella kulu aikaa ohjelmointiin, vaan se voi olla jatkuvasti tehokkaassa tuotantokäytössä.

Laitteen ominaisuuksia testattiin Älypajan käyttöön tulevan osan valmistuksessa heti koulutuksen jälkeen ja valmistettu tuote on esitettynä kuvassa 4.


Hitsaus- ja plasmaleikkauslaitteistot

Älypajaan on rakennettu myös hitsauksen tutkimukseen ja opetukseen soveltuva laboratorio-oppimisympäristö. Kalustoon hankittiin EWM:n ja Froniuksen MIG-MAG sekä Kempin TIG-hitsauslaitteet. Lisäksi laboratoriossa on mekanisoituun hitsaukseen soveltuva hitsausrata, jolla voidaan hallitusti tutkia erilaisten parametrien vaikutusta hitsattavuuteen. Laitteistoon sisältyy myös datankeruulaite, jolla hitsausarvot saadaan tallennettua.

Kuvassa 5. EWM-laitteiston koulutuksessa hitsataan näytettä, jolle tehdään myöhemmin aineenkoetuskokeet Lapin AMKin rikkovan aineenkoetuksen testauslaboratoriossa. Lapin AMKilla on myös mikroskooppilaboratorio, jonka laitteisiin sisältyvät mm. FESEM- ja valomikroskooppi sekä kovuusmittauslaitteet mahdollistaen myös hitsausnäytteiden syvällisemmän tutkimuksen.

Kuva 5 Joutsenvaara ja Ruoppa.jpg
Kuva 5. EWM:n Titan XQ 500 hitsauslaitteen testausta Älypajan hitsaustilassa

Edellä mainittujen lisäksi älypajaan hankittiin plasmaleikkuri, jonka toimittaja oli Swift-Cut (kuva 6.). Laite täydentää hyvin älypajan kalustoa, sillä voidaan leikata niin särmättäviä kuin hitsattavia materiaaleja, hiiliteräksen osalta aina 12 mm:n paksuuteen saakka. Myös alumiinin ja ruostumattoman teräksen leikkaus laitteella onnistuu.

Kuva 6 Joutsenvaara ja Ruoppa.jpg
Kuva 6. CNC-plasman käyttöönoton jälkeen päästiin tekemään tarvittavia osia tuleviin testauksiin

 

Älypaja-hanke

Älykäs tuotantotekniikan oppimis- ja kehittämisympäristö - ÄLYPAJA-hanke toteutettiin Lapin AMKin Uudistuva teollisuus -osaamisryhmässä 1.1.2018 - 31.12.2020. Hankkeen tavoitteena oli luoda Lapin ammattikorkeakouluun uudenlainen kehittämisympäristö, jossa insinöörikoulutukset, TKI- ja palveluliiketoiminta sekä alueen yritykset kohtaavat.

Hankerahoitus saatiin Euroopan aluekehitysrahaston (EAKR) Vipuvoimaa EU:lta rahoituslähteestä Lapin Liiton myöntämänä. Hankkeesta löytyy tietoa myös hankkeen verkkosivulta. Projektipäällikkönä toimi hankkeessa Jukka Joutsenvaara Lapin AMKista.

 

> Siirry Pohjoisen tekijät -blogin etusivulle




Mitä silmät ei näe, sen liikkeenvahvistusteknologia huomaa

15.12.2020



Piia Ailinpieti ja Jani Sipola kasvokuvissa rinnakkain.
Insinööri (AMK) Piia Ailinpieti työskentelee projekti-insinöörinä ja DI Jani Sipola projektipäällikkönä Lapin ammattikorkeakoulun Uudistuvan teollisuuden osaamisryhmässä.

Lapinliiton vaakunalogo

Lapin ammattikorkeakoulu hankki IRIS-M liikkeenvahvistuskameran käyttöönsä syksyllä 2020. Tarve uuden teknologian hankkimiselle lähti käynnissäpidon tutkimusryhmän havainnosta kasvattaa kunnossapidon osaamista kunnonvalvonnan osalta.

Kameraa hyödynnetään meneillään olevissa TKI -hankkeissa, jotka ovat MOTa (Motion Amplification) ja Arinka II (Arctic Railway Infrastructure in Kolarctic II). Opetuksessa liikkeenvahvistuskameraa voidaan hyödyntää mm. kunnossapidon opintojaksoilla. TKI-toiminnan ja opetuksen integrointi toteutuu kahdessa konetekniikan insinööriopinnäytetyössä, joiden aiheet liittyvät liikkeenvahvistusteknologiaan.

Liikkeenvahvistusteknologian oleellisimmat komponentit ovat kamera ja menetelmä (algoritmi). Kameralla (kuva 1.) kuvataan valittua kohdetta, jonka näkymätöntä liikettä vahvistetaan patentoidulla algoritmilla. Kuvauksen jälkeen videosta nähdään kuvatun koneen tai rakenteen värähtelykäyttäytyminen.

Kuvaamista voidaan soveltaa useisiin eri tarkoituksiin erityisesti rakenteille, putkilinjoille ja pyöriville koneille. Kameran etuna on, että se ei tarvitse fyysistä kontaktia mitattavaan kohteeseen, joten siihen ei tarvitse asentaa kiinteitä mittausantureita. Kuvauksesta saadusta tallenteesta nähdään kohteen liike. Lisäksi saadaan spektri, aikataso- ja ratakäyrät. (IRIS M Liikkeenvahvistuskamera 2020.) Lapin ammattikorkeakoulun IRIS-M järjestelmän laitteisto näkyy kuvassa 2.


Liikkeenvahvistuskamera jalustallaan.
Kuva 1. IRIS-M liikkeenvahvistuskamera (Ailinpieti 2020.)


IRIS-M järjestelmän laitteisto.
Kuva 2 Lapin ammattikorkeakoulun IRIS-M laitteisto (Ailinpieti 2020.)

 

Mikä on MOTa-hanke?

MOTa (Motion Amplification) - Liikkeenvahvistuskamerateknologian hyödyntäminen uusille alueille -hankkeen tarkoituksena on kokeilujen avulla löytää uusia kohteita teknologian hyödyntämiseen.

Hankkeessa tehdään kokeiluja teollisuuden kunnossapidossa sekä raideliikenteen ympäristössä. Lisäksi tavoitteena on löytää potentiaalisia kohteita, joita ei pystytä mittaamaan perinteisillä värähtelytekniikoilla. Kyseinen teknologia ei ole vielä kovin hyvin tunnettua, ja sen kaikkia hyödyntämismahdollisuuksia ei välttämättä ymmärretä eikä tunnisteta.

MOTa-hankkeen toteutusaika on 1.1. - 30.11.2020. Se on saanut rahoituksen Lapin liiton alueelliset innovaatiot ja kokeilut- ohjelmasta ja budjetti on noin 56 000 €.

 

Kokeilu teollisuuden kunnossapidossa

Kevät 2020 osoittautui haasteelliseksi Covid-19 epidemian vuoksi. Se sotki hankkeen etenemistä ja suunnitelmia. Keväällä sovitut kokeilutestaukset paikallisiin teollisuusyrityksiin peruuntuivat turvallisuusohjeiden vuoksi ja siirtyivät myöhemmälle ajankohdalle.

Kesälomien jälkeen suunniteltiin uudet kokeilutestaukset ja sovittiin ajankohdat testaukselle teollisuuden kunnossapidon kohteisiin.
Ensimmäinen teollisuuden testauskokeilu sovittiin kumppanuusyritykseemme Outokummun Tornion tehtaalle kunnossapidon alueelle. Lokakuinen testauspäivä oli intensiivinen sisältäen seitsemän etukäteen valittua erilaista kohdetta.

Testauskokeilu aloitettiin tehtaan ulkona sijaitsevien puhaltimien kuvaamisella. Tämän lisäksi liikkeenvahvistuskuvausta tehtiin erilaisissa halliympäristöissä. Haasteita kuvaukselle toivat pimeät ja pölyiset ympäristöt. Jo testauksen aikana huomattiin valaistuksen tärkeys haastavissa tiloissa ja vakaan kuvausalustan merkitys.

Seuraava kokeilu sovittiin teollisuuden kunnossapitoon marraskuun puoliväliin. Tuloksia näistä hankkeen kokeiluista julkaistaan hankkeen päättymisen jälkeen. Kokeilusta on kirjoitettu myös kokeilunpaikka.fi -alustalle. Sivustolla voi ideoida kokeiluja ja levittää oppeja avoimesti kaikkien käyttöön. Kokeilun paikka kokoaa yhteen kokeilijat ja kokeilujen rahoittajat. (Kokeilun paikka 2020.)

Lähteet

IRIS M Liikkeenvahvistuskamera. MLT Machine & Laser Technology Oy. Viitattu 3.11.2020 https://www.mltfinland.fi/iris-m/.

Kokeilun paikka. 2020. Motiva. Viitattu 4.11.2020 https://www.kokeilunpaikka.fi/fi.



Suurteollisuuden digitalisaation avainalueet ja mahdollisuudet pk- ja mikroyrityksille

8.12.2020



Leena Parkkila kasvokuvassa.
Insinööri (YAMK) Leena Parkkila toimii projekti-insinöörinä Uudistuvan teollisuuden osaamisryhmässä Lapin ammattikorkeakoulussa.

Kokoelma hankelogoista.

Digitalisaatio tarjoaa haasteita ja mahdollisuuksia prosessiteollisuudelle. Muutos mahdollistaa teknologisesti kehittyneille ja osaaville pk- ja mikroyrityksille tilaisuuden toimia suuryritysten kumppaneina. Näiltä pienyrityksiltä vaaditaan kuitenkin vahvaa taustaa ja toiminnan jatkuvuutta sekä tietoa teollisuuden toimialasta ja teollisesta ympäristöstä.

Prosessiteollisuudessa tarvitaan paljon eri osa-alueen asiantuntijoita ja osaamista, joita hankitaan mm. toimittajien ja kumppanuuksien kautta, sillä suuryritykset haluavat keskittyä ydinliiketoimintaansa ja ydinprosesseihinsa. Suurteollisuus on perinteisesti tehnyt yhteistyötä suurten toimittajien kanssa ja pyrkinyt hankkimaan heiltä isoja kokonaisuuksia. Tässä on havaittavissa muutosta. Viime vuosina yhteistyötä ja digitalisaation kehitystyötä on tehty yhä enemmän myös pk- ja mikroyritysten kanssa.

Kumppanuuksiin ja yhteiskehitysprojekteihin päädytään pk- ja mikroyritysten kanssa esimerkiksi silloin, kun niiltä löytyy prosessiteollisuuden tarpeisiin vastaavaa korkeaa teknologista osaamista, ketteryyttä ja joustavuutta.

Käynnissä olevassa yhteispohjoismaisessa DigiProcess-hankkeessa haastateltiin keväällä 2020 seitsemää Pohjois-Suomen prosessiteollisuuden suuryritystä. Tässä blogissa tuodaan esille hankkeen suuryrityshaastatteluissa esiin nousseita digitalisaation avainalueita, joihin suuryritykset ovat panostaneet viime vuosien aikana ja mihin tulevaisuudessa tullaan investoimaan mm. tuotannon ja kunnossapidon alueilla. Pk- ja mikroyritykset voivat hyödyntää tätä tietoa liiketoiminnan suunnittelussa.

DigiProcess-hankkeen (1.10.2019 - 30.9.2022) päätavoitteena on tukea digitaalisten palvelujen ja palveluekosysteemien kehittämistä pk-yrityksissä, jotka tuottavat palveluita teollisuudelle. Tavoitteen saavuttamiseksi projektissa tunnistetaan teollisuus- ja pk-yritysten tarpeita ja niiden tarjoamia mahdollisuuksia kehittämällä niitä edelleen soveltuvalle tasolle hankekumppaneiden tuella. Tärkeänä tavoitteena on laajentaa teollisuudenala- ja maakohtaista yhteistyötä sekä alojen että maiden rajat ylittäväksi.

Hanketta koordinoi Lapin AMK. Hankekumppanit ovat Luulajan teknillinen yliopisto (SE), IUC Norr AB (SE), Oulun yliopisto, Nivala-Haapajärven seutu NIHAK ry ja Digipolis Oy. Rahoittajana toimii Interreg Nord 2014-2020 ja Lapin liitto. Hankkeen kokonaisbudjetti on 1 825 621 EUR.


Digitalisaation avainalueet prosessiteollisuudessa

Teollisuuden suuryrityksissä halutaan pitää sisäisen osaamisen taso korkealla ja tärkeimpien ydinprosessien ja -liiketoimintojen tieto hallussa. Säilyttääkseen kilpailuedun suuryritykset ovat investoineet digitalisaation avainalueiden tutkimukseen ja kehitykseen mm. erilaisten hankkeiden ja pilottien kautta. Haastatteluiden pohjalta esiin nousi keskeisiä digitalisaation avainalueita, joihin teollisuusyrityksissä panostetaan (kuvio 1).


Kuvio 1 Parkkila 2020.JPG
Kuvio 1. Digitalisaation avainalueet

Data-alusta

Teollisuuden suuryrityksillä on tyypillisesti oma data-alusta (data platform), pilvipalvelualusta, jonka rakentamiseen he panostavat.

Digitaalisia palveluja tarjoavilta toimittajayrityksiltä odotetaan, että he käyttäisivät suuryritysten data-alustaa ja voisivat tuoda mm. oman datansa tai applikaationsa yrityksen pilvialustalle tiettyjen vaatimusten mukaisesti. Alustojen päälle pyritään liittämään yrityksen ulkopuolelta hankittavat digitaaliset ratkaisut, joilla pyritään hyödyttämään tuotantoa.

Data-alustat ovat pohjana kehittyvälle data-analytiikalle ja koneoppimisille, ja niihin liittyen yrityksissä tarkastellaan erinäköisiä ratkaisuja. Data-alustan osalta kehitys liittyy sen päälle liittyvään data-analytiikkaan, datan hallintaan, -käytettävyyteen ja -luotettavuuteen.

Data-analytiikka
Suurteollisuuden yksi eniten kehittyvistä avainalueista on haastattelujen pohjalta tunnistettu olevan data-analytiikka ja siihen liittyvät erilaiset ohjaavat mallit sekä ennakoiva- (tai ennustava) ja opastava- (tai neuvova) analytiikka tuotantoprosesseissa ja niiden sovellukset. Analysoinnilla ja koneoppivien mallien avulla voidaan jalostaa prosessidataa ymmärrettävään muotoon mm. visualisointien avulla.

Data-analytiikka toimii päätöksenteon tukena ja ohjaa tekemisiä eli luo tilannekuvaa ja nostaa esiin poikkeamia. Ennakoivan ja opastavan analytiikan kehitystä tuotantoprosesseissa viedään eteenpäin ja se edistää mm. prosessin käyntivarmuutta, prosessin ja kunnossapidon optimointia, ennakoivaa huoltoa ja vikaantumisien ennustamista. Tämä auttaa suuryrityksiä estämään suunnittelemattomat seisokit tuotantoprosessissa. Esimerkkejä suuryrityksissä esiintyvistä kohteista, johon data-analytiikkaa voidaan käyttää:

  • vikaantumisien ennustaminen esim. pohjautuen neuroverkkomalleihin
  • ennustava- ja neuvova-analytiikka mm. ratakatkojen ennustamiseen
  • neuvova palvelu laadun ylläpitoon
  • poikkeamien syy-yhteyksien löytäminen datamassasta
  • käyntivarmuuteen liittyvät anturoinnit ja analytiikkaa.

Tekoäly
Haastateltujen teollisuusyritysten joukossa tekoälyn (Artificial Intelligence, AI) käyttö on yleisesti ottaen alkumetreillä. Sitä on kokeiltu ja siihen tullaan kuitenkin panostamaan tulevina vuosina.

Tekoälyllä haetaan muun muassa rutiinitehtävien automatisointia, jossa toistuva työ voitaisiin hoitaa käyttämällä mm. ohjelmistorobotteja. Resursseja voitaisiin vapauttaa tarpeellisimpiin kohteisiin.

Suunnitelmissa on myös kartoittaa, millä osa-alueilla koneoppimista ja tekoälyä voitaisiin hyödyntää. Eräässä suuryrityksessä on keskusteltu ja suunniteltu tilaus-toimitusketjun tekoälyavusteisesta toteutuksesta ja tekoälyn ottamista käyttöön työnsuunnittelun prosessissa.

AR ja VR
Lisätty todellisuus (Augmented Reality, AR) ja virtuaalitodellisuus (Virtual Reality, VR) ovat eräitä suuryritysten kehityksen avainalueista. Sovelluksien kehitystä on tehty yhdessä pienten yritysten kanssa. Suuryrityksissä on luotu kehityssuunnitelmia pitkälle tulevaisuuteen.

Yleisesti AR:n ja VR:n hyödyntämisessä ollaan suuryrityksissä melko alkuvaiheessa. Sovellukset perustuvat yleensä kaupalliseen teknologiaan. Suuryritykset voivat hyödyntää AR/VR:ää esimerkiksi henkilöstön turvallisuuskoulutuksissa ja työhön perehdyttämisissä.

Robotiikka, konenäkö ja digitaalinen kaksonen (digital twin) nousivat esiin muutamissa haastatteluissa. Eräs yritys panostaa robotiikkaan yhtenä suurena avainalueenaan. Yrityksellä on suunnitelmissa lähteä kokeilemaan tulevaisuudessa autonomisia eli itsenäisesti toimivia joustavia älyrobotteja.

Suuryritykset miettivät yhdessä suurempien toimittajayritysten kanssa erilaisia konenäköratkaisuja. Haastattelujen perusteella yrityksissä on tarkoitus käynnistää konenäön sovelluksiin liittyviä investointeja, jotka tukevat mm. laadun hallintaa ja prosessin ohjausta ja hallintaa. Mietinnässä on investoida tuotantolinjoille perustason sovelluksiin ja edistyneempiin konenäkösovelluksiin.

Isompien toimittajayritysten kanssa on pohdinnassa digitaalisten kaksosten hyödyntämiseen liittyvää kehitystä. Suuryrityksellä on toiveena digitaalinen ympäristö, jossa voidaan simuloida ja verrata digitaalisessa maailmassa pyörivää prosessia ja teollisuuden todellista prosessia. Tarkoituksena on helpottaa prosessin operaattorien tekemistä ja tarjota ennustettavuutta prosessiin.

Autonominen tuotanto
Toimintaympäristön muutokset ja etäinen sijainti vaativat panostamaan etäyhteyksiin ja -ohjauksiin sekä autonomiseen tuotantoon. Teknologian hyödyntämisen suhteen yritykset haluavat olla kehityksen kärjessä. Digitaaliset, autonomiset- ja automaattiset ratkaisut voivat olla tuotannon kannattavuuden vuoksi jopa elinehto tietyn tyyppisille yrityksille.

Autonomiseen tuotantoon liittyen kehitys on etenemässä, joten tästä syystä on oltava kehittynyttä teknologiaa. Osa työkoneista toimii jo etäohjauksella, mutta kehitystoimia ja investointeja tarvitaan, jotta päästäisiin autonomisesti toimivaan tuotantoon.


Yhteenveto

Digitalisaation kehityksen kärjessä pysyminen vaatii osaamista ja resursseja. Suurteollisuus on panostanut sisäisesti erilaisiin kehitystoimiin ja pilotointeihin. Mikro- ja pk-yritykset sekä suuret toimittajayritykset ovat tukeneet tätä kehitystyötä ja tuottaneet erilaisia ratkaisuja suurteollisuuden tarpeiden pohjalta.

Suurteollisuuden teknologinen kehitys ja panostus uusien teknologioiden kehittämisiin ja kokeiluihin avaa ovia kyvykkäille mikro- ja pk-yrityksille. Tässä on mahdollisuus pienille yrityksille, joilla on prosessiteollisuuden tarpeisiin vastaavaa korkeaa teknologista osaamista, ketteryyttä ja joustavuutta.

Haastattelujen perusteella suurteollisuuden digitalisaation avainalueet painottuvat useaan eri osa-alueeseen, joihin eri yritykset ovat panostaneet viime vuosien aikana ja joihin tullaan panostamaan lisää teknologisen kehityksen myötä.

 

Pohjoisen tekijät -blogin etusivulle



Raskaansarjan terästutkimusta

1.12.2020



Raimo Ruoppa kasvokuvassa.
DI Raimo Ruoppa työskentelee erityisasiantuntijana Lapin ammattikorkeakoulun Uudistuvan teollisuuden osaamisryhmässä.

Uudistuvan teollisuuden osaamisryhmään kuuluva Arctic Steel and Mining (ASM) -tutkimusryhmä tekee työtä terästen konepajakäytettävyyteen liittyvissä hankkeissa sekä tuottaa erilaisia testauspalveluja yhteistyökumppaneille.

Ryhmän ydinosaamisaluetta ovat mm. erikoislujien terästen hitsattavuus ja muovattavuus. Kemissä sijaitsee rikkovan aineenkoetuksen laboratorio, jossa on erilaisia terästen muovattavuuden testaukseen soveltuvia laitteita. Viimeisen vuoden aikana ryhmän toimesta on mm. tehty runsaasti levyn reunan muovattavuuden tutkimukseen liittyviä testejä, joiden kehityksestä ja käyttöönotosta on julkaistu Pohjoisen tekijät -blogissa aiemmin blogiartikkeli [1].

Tämän lisäksi ryhmä toimii Torniossa ammattiopisto Lappialla, missä on erityisesti terästen särmättävyyden testaukseen soveltuvia laitteita. ASM tutkimusryhmä on ollut viime vuosina vahvasti mukana teräsyhtiö SSAB:n kehittäessä lujia teräksiä ja niiden ominaisuuksia. Ryhmän toiminta on laboratoriostandardin SFS-EN ISO/IEC 17025 mukaisesta ja toiminta on myös auditoitu SSAB:n toimesta.

Erikoislujat teräkset

SSAB on pitkälle erikoistunut, maailmanlaajuisesti toimiva teräsyhtiö, joka kehittää erikoislujia teräksiä ja on niiden maailmanmarkkinoiden johtava tuottaja. Erikoislujien terästen lujuus on n. 2 - 4 kertaa suurempi kuin ns. tavallisten rakenneterästen. Suuremman lujuuden ja alhaisemman sitkeyden vuoksi niiden työstäminen konepajoissa on haastavampaa ja vaatii annettujen ohjeiden noudattamista tarkasti.

Niiden käyttö rakenteissa ja muissa sovelluksissa antaa kuitenkin etuja verrattuna tavalliseen rakenneteräkseen. Niiden avulla rakenteita voidaan keventää, mikä vaikuttaa laitteiden suorituskykyyn ja vähentää kustannuksia sekä pidentää laitteiden käyttöikää. Erikoislujien rakenneterästen tyypillisiä sovelluskohteita ovat mm. nostureiden puomit ja runkorakenteet, kuorma-autojen ja niiden lavojen rungot ja pankot ja autojen turvakehikon osat, kuva 1 [2].


Kuva  1 Ruoppa.jpg
Kuva 1. Erikoislujien rakenneterästen tyypillisiä sovelluskohteita, kuva: Vili Kesti SSAB [2]

Erikoislujien terästen sovelluskohteissa komponenttien valmistus vaatii lähes poikkeuksetta särmäämistä eli levyn taivuttamista, joka onkin yleisimmin käytetty muovausmenetelmä. Erikoislujille teräksille se on usein myös paras tai jopa ainoa menetelmä muovaukseen.

Moderneissa lujista teräksistä valmistettavissa rakenteissa (esim. uuden sukupolven puomi- ja lavarakenteet) särmäämistä käytetään enenevissä määrin hyödyksi, ja sillä korvataan esim. hitsausta. Tällöin saavutetaan usein huomattavasti parempi rakenteen väsymiskestävyys, ja samalla myös osien tuotantokustannukset pienenevät.

Terästen lujuuden kasvaessa niiden taivutus tulee kuitenkin haasteellisemmaksi, ja on tärkeää hankkia tietoa niiden särmättävyydestä ja siihen vaikuttavista tekijöistä. Kun lujia teräksiä käytettäessä on tavoitteena mahdollisimman tehokas ja ongelmaton konepajaprosessi, särmäysohjeistuksen ja sen noudattamisen merkitys korostuu.

Tästä johtuen on tärkeää tutkia särmättävyyttä ns. täyden mittakaavan kokeilla, jotka suoritetaan oikeilla konepajasärmäimillä ja riittävän suurilla näytteillä. Tällöin pystytään antamaan asiakkaalle oikeanlaista käytännön ohjeistusta. Lapin ammattikorkeakoulu ja ammattiopisto Lappia pystyvät yhteistyössä tarjoamaan tarkoitukseen sopivia laitteita ja osaamista.


Särmättävyyden tutkimus

Särmättävyyden tutkimus ammattikorkeakoululla alkoi noin vuosikymmen sitten, jolloin ASM tutkimusryhmä osallistui särmäykseen liittyviin hankkeisiin Jalosärmä (Tutkimus ruostumattomien terästen särmättävyydestä sekä konenäön soveltamisesta) sekä KuURaK (tutkimus Kuumavalssattujen Ultralujien Rakenne- ja Kulutusterästen käytettävyydestä) [3,4].

Hankkeissa luotiin pohja työlle ja hankittiin tarvittava osaaminen, jota alettiin hyödyntää särmättävyyden tutkimuksessa. Myös SSAB:lla ja Oulun yliopistolla on kehitetty samanlaisia testausmenetelmiä, joten tuloksia on voitu vertailla keskenään ja saatua tulosaineistoa on hyödynnetty yhteistyössä tehdyissä tutkimuksissa ja julkaistu alan konferensseissa ja lehdissä [5-12].

Uusien terästuotteiden särmättävyyttä testataan myös jatkuvasti ja niiden perusteella SSAB laatii teräksiä käyttäville asiakkailleen ohjeita. Särmäystesteissä hyödynnettiin aluksi ammattiopisto Lappialla koulutuskäytössä olleita ”normi” särmäyspuristimia, mutta nykyisin käytössä on jo monipuolisempi laitekanta. Särmäyskokeiden suorittamisesta ja tulosten analysoinnista on kerrottu enemmän mm. Materia-lehdessä julkaistussa artikkelissa [2].


Hydromuovaimen käyttöönotto

Testattavien terästen lujuuden ja paksuuden kasvaessa alkoivat käytössä olleet särmäyspuristimet, joissa levynpaksuus voi teräksen lujuudesta riippuen olla maksimissaan noin 15 - 20 mm, käymään liian pieniksi. SSAB ja sen asiakkaat, jotka teräksiä käyttävät, kaipaavat tietoa myös erittäin paksujen, jopa 80 mm:n terästen särmättävyydestä.

Alettiin miettiä erilaisia vaihtoehtoja voimakkaamman puristimen hankkimiseksi testeihin. Syntyi ajatus, että Torniossa ammattiopisto Lappialla sijaitsevaa hydromuovainta voitaisiin käyttää myös särmäyskokeisiin.

Kuva 2 Ruoppa.jpg
Kuva 2. Hydromuovain Torniossa ammattiopisto Lappialla

Kuvassa 2 nähdään Torniossa Lappialla sijaitseva hydromuovain (suurpainemuovain), jonka historia juontaa juurensa 2000-luvun alkuun, jolloin toteutettiin Jaloterässtudio-hanke. Siinä hankittiin mm. erilaisia muovauslaitteita prototyyppivalmistusta varten. Laitteella putki tai levy voidaan muovata korkean jopa 5000 bar nestepaineen avulla haluttuun muotoon.

Laite oli alun perin hankittu VTT:lle Lappeenrantaan, mutta koska muovattavuuden tutkimus siellä lopetettiin, tuli laitteen sijoituspaikaksi lopulta Jaloterässtudio. Hankkeen jälkeen laite pysyi edelleen VTT:n omistuksessa, mutta myöhemmin se siirtyi ammattiopisto Lappian omistukseen.

Kuvassa 3 nähdään eräs esimerkki hydromuovaamalla valmistetusta kappaleesta. Teräsputkesta on valmistettu T-haarakappale, joita käytetään putkiliitoksissa. Perinteisesti kappale valmistetaan hitsaamalla liitäen kahdesta osasta, mutta hydromuovaamalla kappale voidaan valmistaa yhdestä putkesta ilman saumoja, mikä parantaa huomattavasti tuotteen mekaanisia ominaisuuksia. Tähän tarvitaan kunkin kappaleen mittojen mukaan valmistettu muotti, kuva 3.


Kuva 3 Ruoppa.jpg
Kuva 3. Hydromuovauksen periaate ja muotti [13] sekä Tornion hydromuovaimella valmistettu T-haarakappale

Koska paine hydromuovauksessa on erittäin korkea, suljetaan muotti laitteessa olevalla suurella puristimella, jossa voimaa on jopa 3000 tonnia. Laitetta on sen olemassaolon aikana käytetty suhteellisen vähän sen varsinaiseen tarkoitukseen eli hydromuovaukseen. Testejä on tehty erilaisissa muovaukseen liittyneissä tutkimushankkeissa ja sillä on tehty myös joitakin teollisuuden asiakkaiden tilaamia prototyyppejä.

Laajamittaista käyttöä on rajoittanut lähinnä muottien suhteellisen korkeat valmistuskustannukset. Ollakseen kannattavaa, valmistus hydromuovaamalla vaatisi suuria sarjakokoja. Näin ollen laitteen käyttö onkin rajoittunut pääasiassa perinteiseen muovaukseen hyödyntäen pelkästään em. suurta puristinta.

Kun idea puristimen käyttämisestä särmäystesteihin oli saatu, alettiin sitä kehittää eteenpäin. Projektin työnimenä oli ”ultimaattinen särmäri”, joksi laitetta usein edelleen kutsutaan. Aiemmin käytössä olleissa puristimissa maksimivoima oli noin 100 - 200 tonnia, nyt kehitettävällä uudella konseptilla tavoitteena oli päästä yli kymmenkertaiseen puristusvoimaan aiempaan verrattuna. Särmäyskokeita varten suunniteltiin työkalut ja ne rakennettiin tarkoituksenmukaisesta lujasta teräksestä.

Työkalujen valmistuttua ne otettiin käyttöön ja testaustoiminta saatiin käyntiin. Testausta on tehty jo viitisen vuotta ja tuloksena on saatu runsaasti tietoa paksujen terästen särmättävyydestä.

Kuvassa 4 nähdään särmäyskokeen suoritusta työkaluineen sekä taivutettuja levyjä, joiden paksuus on 30-60 mm. Paksuimmat taivutetut levyt ovat olleet jopa 80 mm, jolloin niiden paino nousee yli 300 kg. Sekä työkalujen että testattavien levyjen siirto onnistuu trukin avulla.

Tähän mennessä suoritetuissa testeissä suurimmat käytössä olleet voimat ovat olleet vasta n. neljännes laitteen maksimaalisesta 3000 tonnin kapasiteetista, joten terästen paksuutta ja lujuutta voidaan vielä kasvattaa.


Kuva 4 Ruoppa.jpg
Kuva 4. Hydromuovaimen särmäystyökalut ja taivutettuja teräsnäytteitä

Vastaavan suuruusluokan testauslaitteistoja on maailman mittapuullakin melko harvassa ja uuden laitteen käyttöönoton ansiosta sekä Lapin ammattikorkeakoulusta että ammattiopisto Lappiasta on tullut merkittävä toimija alalla. SSAB:lla yhteistyötä on luonnehdittu tärkeäksi yhtiössä tehtävän lujien terästen kehitystyön kannalta ja yhteistyön uskotaan jatkuvan tiiviinä myös tulevaisuudessa.

Särmäyskokeiden lisäksi Hydromuovaimen puristinta on käytetty välillä muuhunkin tarkoitukseen. Eräs konepaja tarvitsi U:n muotoon taivutettuja 50 mm:n terästangosta valmistettuja kappaleita ja tiedusteli, pystyisikö hydromuovaimella valmistamaan sellaisia. Vastasimme, että emme tiedä, mutta uskoisimme sellaisen olevan mahdollista. Taivuttamista kokeiltiin ja niinhän siinä kävi, että viisaampi antoi periksi.

Kuvassa 5 ASM tutkimusryhmässä mm. särmäyskokeiden parissa työskentelevä projekti-insinööri Esa Koskela juuri taivuttamansa tangon kanssa.
Kypäräpäinen mies pitelee kaksi käsin teräsputkea
Kuva 5. Projekti-insinööri Esa Koskela ja hydromuovaimella taivutettu 50 mm:n terästanko

Lähteet

1. Ruoppa, R., Vierelä, R., Rautio, P., Uusia menetelmiä terästen tutkimukseen, Pohjoisen Tekijät blogikirjoitus, Lapin ammattikorkeakoulu 2019, https://www.lapinamk.fi/blogs/Uusia-menetelmia-terasten-tutkimukseen/dottwdnc/04ace245-c854-48cc-af1c-bbd560d4e75e

2. Ruoppa, R, Keltamäki, K., Toppila, Kesti, V., Ultralujien ja kulutuskestävien terästen käytettävyys. MATERIA 3/2017, ss. 54.59, Helsinki 2017, https://vuorimiesyhdistys.fi/wp-content/uploads/2019/09/Materia_2017-3.pdf

3. Toppila, R., Joutsenvaara, J., Tutkimus ruostumattomien terästen särmättävyydestä sekä konenäön soveltamisesta. Lapin AMKin julkaisuja, Sarja B. Raportit ja selvitykset 25/2014

4. Ruoppa, R., Sipola, J., Maronen, J., Ultralujien terästen särmättävyyden ja takaisinjouston määritys konenäön avulla sekä taivutusvoimat, KuURaK -projektin särmäyskokeet. Kemi-Tornion ammattikorkeakoulun julkaisuja, Sarja B. Raportit ja julkaisut 23/2013

5. Kaijalainen, A., Kesti, V., Heikkala, J., Ruoppa, R., Porter, D., Kömi, J., Bendability of shot blasted ultrahigh-strength steels. Thermec 2018, Paris, France, 9-13 July 2018.

6. Ruoppa, R., Vierelä, R., Ylitolva, M., Toppila, R., Kesti, V., Bending tests of very thick plates with advanced research techniques and equipment. METNET Seminar 2017, Cottbus, Germany, 11-12 October 2017.

7. Ruoppa, R., Keltamäki, K., Toppila, R., Kesti, V., Research of ultra-high-strength and wear-resistant steels using advanced techniques. METNET Seminar 2016, Castellon, Spain, 11-12 October 2016.

8. Kesti, V., Kaijalainen, A.J., Mourujärvi, J., Ruoppa, R., Bendability and microstructure of Optim® 700 MC Plus. Nordic Steel Construction Conference, Tampere, Finland, 23-25 September 2015

9. Arola, A-M., Kesti, V., Ruoppa, R., The Effect of Punch Radius on the Deformation of Ultra-High Strength Steel in Bending. Proceedings of the 16th International Conference on Sheet Metal, pp 139-146, Erlangen, Germany, 16-18 March, 2015

10. Ruoppa, R., Toppila, R., Kesti, V., Arola, A_M., Bendability tests for ultra-high-strength steels with optical strain analysis and prediction of bending force, Proceedings of the METNET Seminar 2014, Moscow, Russia, 21-22 October 2014.

11. Siltanen, J., Kesti, V., Ruoppa, R., Longitudinal bendability of laser welded special steelsin a butt joint configuration, Proceedings of International Congress on Applications of Lasers & Electro–Optics, October 19-23, San Diego, USA, 2014.

12. Kesti, V., Kaijalainen, A., Väisänen, A., Järvenpää, A., Määttä, A., Arola, A-M., Mäntyjärvi, K., Ruoppa, R., Bendability and microstructure of direct quenched Optim 960QC. Materials Science Forum Vols. 783-786 (2014) pp 818-824, Trans Tech Publications, Switzerland.

13. Ray, P and Mac Donald, P.J., Experimental study and finite element analysis of simple X- and T-branch tube hydroforming processes. International Journal of Mechanical Sciences Volume 47, Issue 10, October 2005, Pages 1498-1518.

 

Pohjoisen tekijät -blogin etusivulle



Teollisuusmatkailusta uutta kehitystä Meri-Lapin alueelle

18.8.2020



Hendriksson Paloniemi Tapaninen.jpg
Kirjoittajat: Insinööri YAMK, projektipäällikkö Katri Hendriksson Uudistuva teollisuus -osaamisryhmästä sekä YTM, lehtori Petra Paloniemi ja restonomi YAMK, projektipäällikkö Mirva Tapaninen Vastuulliset palvelut -osaamisryhmästä Lapin ammattikorkeakoulussa.

Matkailu on Lapin alueelle kärkiala, joka osaltaan mahdollistaa hyvinvointia ja taloudellista kasvua pohjoisella alueella (Lappi-sopimus 2018-2021).

Lapissa on myös vahva perinne teollisuudessa; Meri-Lapissa sekä metsäteollisuus että terästeollisuus ovat jo vuosikymmeniä luoneet hyvinvointia ja työpaikkoja alueelle. Alueella on myös paljon pienempiä teollisuusyrityksiä erilaisilla toimialoilla. Teollisuusmatkailun konseptointi –hankkeessa pyritään luomaan kestävää yhteistyötä näiden alojen välille.

 

Matkailualan muutosten tuulet

Viimeisen kymmenen vuoden ajan Lapin matkailu on kasvanut eksponentiaalisesti aina alkuvuoteen 2020 saakka. Erityisen suurta kasvu on ollut kansainvälisen matkailun osalta. Talvikaudesta 2019 - 2020 odotettiin taas ennätystulosta, mutta maailmanlaajuinen koronakriisi lamaannutti matkailun keväällä 2020 (UNWTO 2020; Niestadt 2020).

Globaalina ja suhdanneherkkänä toimialana matkailuala on kärsinyt kriisissä paljon. Joidenkin ennusteiden mukaan matkailualan toipumiseen menee vuosia (UNWTO 2020; Niestadt 2020; Lapin matkailuelinkeinon liitto ja Lapin kauppakamari 2020).

Vaikka kriisin vakavuutta ei voi mitenkään vähätellä, hiljaisempi aika on antanut myös aikaa uusille, innovatiivisille ajatuksille matkailualan tulevaisuutta ajatellen.

Liikehdintä on ollut aaltomaista, kesäkuussa matkustusrajoituksia ja muita rajoituksia purettiin, jonka myötä matkailuala hieman piristyi. Elokuun alussa matkustusrajoituksia jälleen kiristettiin joidenkin maiden osalta (Business Finland 2020a). Eritoten kotimaan matkailu näyttää lisääntynee kesän 2020 aikana (Satokangas 2020).

Lapin ammattikorkeakoulu ja Lapin liitto ovat käynnistäneet EAKR-rahoitteisen, Vipuvoimaa EU:lta Lapin matkailun koronatoipumisen tilannehuone -hankkeen, jonka tavoitteena on koota, tulkita sekä jakaa tietoa matkailutoimijoille tietoa kriisistä toipumisen tueksi.

Matkailijoiden arvojen ja kulutuskäyttäytymisen muutosta koronanjälkeiselle ajalle on ennakoitu eri foorumeilla. On arvioitu, että kriisin jälkeen matkailijat arvostavat entistä enemmän “hyviä” arvoja edustavia matkakohteita, jotka noudattavat esimerkiksi kestävän ja vastuullisen matkailun periaatteita (Yle uutiset 2020).

Teollisuusmatkailu ja sen konseptoiminen vastuulliseksi ja elämykselliseksi matkailutuotteeksi voi olla yksi mielenkiintoinen kehittämisen kohde. Meri-Lapin alueella onkin jo upeita esimerkkejä teollisuusmatkailutuotteista. Kuvassa 1 on Kemin matkailun järjestämä elämysmatka matkailijoille Jäänmurtaja Sampolla.


jäänmurtaja ja ihmisiä meren jäällä
Kuva 1. Jäänmurtaja Sampo. Lähde: Kemin Matkailu Oy / Experience365

 

Teollisuusmatkailu muualla maailmassa

Euroopassa teollisuuteen liittyvä matkailu on kasvattanut suosiotaan ja teollisuusmatkailupalveluita on kehitetty sekä olemassa oleviin kohteisiin että käyttämättömiin perintökohteisiin, esimerkiksi entisiin kaivoksiin.

Luulajassa sijaitseva Ruotsin pohjoisin tiedekeskus Teknikens Hus keskittyy alueen teollisuuteen. Siellä voi tutkia esimerkiksi terästeollisuutta, metsäteollisuutta sekä astronomiaa. Ruotsissa on myös muutamia kaivoskohteita, joissa voi vierailla. Taalainmaalla on Falunin kuparikaivokset ja LKAB:N rautamalmikaivos Kiirunassa, joissa molemmissa järjestetään ohjattuja kierroksia.

Saksassa lähellä Hannoveria sijaitsevassa Rammelsbergin kaivosmuseossa on myös mahdollista vierailla. Museossa esitellään kaivostyöläisten arkea alueella.

 

Meri-Lapin alueen teollisuusmatkailu - Mitä ja kenelle?

Meri-Lapin alueen matkailuun haetaan uusia ideoita Teollisuusmatkailun konseptointi -hankkeen avulla, jonka tavoitteena on kehittää alueen matkailua ja reagointikykyä muuttuvaan kuluttajakäyttäytymiseen. Hankkeen avulla voidaan hyödyntää kattavasti alueen potentiaalia yhdessä teollisuudessa ja matkailussa toimivien yrittäjien ja toimijoiden kanssa yli toimialarajojen.

Hanke käynnistyi Kemin kaupungin tarpeesta kehittää Meri-Lapin alueen matkailua. Hankkeessa Meri-Lapin alueelle on jo syntynyt monialainen verkosto, johon kuuluu matkailuyritysten edustajia, teollisuuden toimijoita, yhdistysten jäseniä sekä muita sidosryhmiä. Tässä verkostossa teollisuusmatkailun konseptia kehitetään yhdessä korkeakouluorganisaatioiden kanssa. Kuvassa 2 on esitetty hankkeen posteri.


juliste
Kuva 2. Teollisuusmatkailun konseptointi –hankkeen posteri.

 

Vastuullista teollisuusmatkailua kehittämässä

Teollisuusmatkailukonseptia kehitettäessä tulee huomioida vahvasti turvallisuus ja kestävä kehitys. Luonnon hyödyntäminen edellyttää toimintojen vastuullisuutta luontoa ja kulttuuriympäristöä kunnioittaen.

Meri-Lapin alueen elinkeinojen tasapainoinen kehitys ja kannattava liiketoiminta paranee entisestään, kun kestävän kehityksen käytännöt saadaan sisällytettyä vahvemmin yritysten kaikkiin toimintoihin.

Vastuullisuus on tulevaisuudessa yhä tärkeämpää sidosryhmille ja asiakkaille sekä pitkäjänteisen toiminnan takaamisen vuoksi. Asiakkaat ovat yhä enemmän tietoisia vastuullisuuden merkityksestä ja tällä hetkellä maailmaa muokkaavan koronaviruksen vaikutukset tulevat todennäköisesti lisäämään asiakkaiden kiinnostusta korkeaa laatutasoa kohtaan. (Business Finland 2020.)

Hankkeella edistetään etenkin uusien alueen teollisiin ominaispiirteisiin, kansainvälisesti tunnustettuihin kärkiosaamisalueisiin ja kulttuuriperintöön pohjautuvien laadukkaiden teollisuusmatkailupalveluiden syntymistä eri vuodenajoille. Teollisuusmatkailu mahdollistaa koko alueen näkemisen uudesta ja erilaisesta näkökulmasta ja tarjoaa paljon mahdollisuuksia. Hankkeessa ideoita ammennetaan alueen omista vahvuuksista esimerkiksi kulttuuriperintöön, arktiseen teollisuuteen ja matkailupalveluihin liittyen.

Teollisuusmatkailun kehittäminen edistää ympärivuotisten matkailupalveluiden tarjontaa ja antaa keinon laajentaa alueelle saapuvaa kansainvälistä asiakaspohjaa. (Lapin Yrittäjät 2020; Miettunen 2018.)

 

Verkostoista vauhtia kehitykseen

Hankkeen verkostossa valitut kehittämisen teemat ovat kulttuuriperintö, kiertotalous ja vastuullinen teollisuus sekä elintarviketeollisuus sisältäen maatilamatkailutyyppisen toiminnan. Näiden teemojen kautta tuodaan esiin alueen identiteettiä, historiaa ja alueen teollisuuden erikoisosaamista.

Kehittämällä teollisuusmatkailuun liittyviä palveluita säilytetään palanen historiaa; historian esiintuonti matkailijoille edesauttaa matkailijoiden kiinnostusta aluetta kohtaan (Meri-Lapin Kehittämiskeskus 2020). Matkailijoille halutaan tarjota elämyksiä ja historian havinaa. Teollisuusmatkailukonsepti on onnistunut silloin kun saadaan historia ja nykyisyys kohtaamaan mielenkiintoisella tavalla.

Teollisuusmatkailusta voi kehittyä Meri-Lapin alueelle yksi tulevaisuuden matkailualan vetonauloista. Matkailijat haluavat innovatiivisia ja autenttisia matkailuelämyksiä. Kehitettyjä konsepteja voidaan hyödyntää hankkeen jälkeen myös muualla Suomessa. Alueen yritykset, toimijat ja teollisuudenalat haluavat vastata tarpeeseen kehittämällä omia palveluitaan yhdessä muiden toimijoiden kanssa.

Hankkeen tavoitteista ja tuloksista viestitään hankkeen aikana monipuolisesti eri kanavissa. Perinteisen median lisäksi käytössä on digitaalisen median kanavia kuten LinkedIn, Lapin AMKin verkkosivut sekä hanketoimijoiden muut viestintäkanavat. Tavoitteena on saavuttaa Meri-Lapin alueen toimijat ja yritykset. Hankkeen Kick Off –tilaisuudesta on kirjoitettu tiedote Lapin AMKin sivuille ja paikallislehtiin.

Teollisuusmatkailun konseptointi –hanke on rahoitettu Lapin liiton myöntämällä Euroopan aluekehitysrahaston, Vipuvoimaa EU:lta tuella (276 853 €), kokonaisbudjetin ollessa 346 069 euroa. Hanke on alkanut 8/2019 ja päättyy 12/2021. Hankkeen päätoteuttajana on Lapin ammattikorkeakoulu ja osatoteuttajana Lapin yliopisto.

 

Lähteet

Business Finland 2020. Kestävyys matkailuvalttina. Haettu osoitteesta 18.5.2020 https://www.businessfinland.fi/suomalaisille-asiakkaille/palvelut/matkailun-edistaminen/vastuullisuus/kestava-matkailu-lyhyesti/

Lapin Yrittäjät 2020. Haettu osoitteesta 20.5.2020. https://www.yrittajat.fi/lapin-yrittajat/a/blogit/teollisuusmatkailu-matkailun-seuraava-megatrendi

Lappi-sopimus 2018-2021. Hankittu osoitteesta 25.5.2020 http://www.lappi.fi/c/document_library/get_file?folderId=3589265&name=DLFE-32814.pdf

Meri-Lapin Kehittämiskeskus. 2020 Haettu osoitteesta 20.5.2020 http://www.meri-lappi.fi/fi/asuminen/historia/alueen-teollisuuden-historia/
Miettunen, M. 2018. Meri-Lapin Teollisuusmatkailu -esiselvitys.

Niestadt, M. 2020. European Parliamentary Research Service. Haettu osoitteesta 19.5.2020. https://www.europarl.europa.eu/RegData/etudes/ATAG/2020/649368/EPRS_ATA(2020)649368_EN.pdf

Satokangas, P. 2020. Pohjoisen tekijät blogi. Lapin ammattikorkeakoulu. Haettu osoitteesta 14.8.2020. https://www.lapinamk.fi/blogs/Kesa-lievensi-matkailun-korona-ahdinkoa---syksy-ja-talvi-ratkaisevan-tarkeita/40628/5403550e-4877-44ab-b5ea-f315e43ff2a3

UNWTO 2020. World Tourism Barometer. 18 (2). Haettu osoitteesta 19.5.2020. https://www.unwto.org/market-intelligence

 

Pohjoisen tekijät -blogin etusivulle



Uusia menetelmiä terästen tutkimukseen

17.12.2019



Ruoppa Vierelä Rautio.jpg
DI Raimo Ruoppa, Ins. (AMK) Raimo Vierelä ja Ins. (AMK) Päivi Rautio työskentelevät asiantuntijoina Lapin ammattikorkeakoulun Uudistuvan teollisuuden osaamisryhmässä.

Uudistuvan teollisuuden osaamisryhmään kuuluva Arctic Steel and Mining (ASM) tutkimusryhmä tekee työtä terästen konepajakäytettävyyteen liittyvissä hankkeissa sekä tuottaa erilaisia testauspalveluja yhteistyökumppaneille.

Kemissä sijaitsevassa rikkovan aineenkoetuksen laboratoriossa on terästen muovattavuuden testaukseen soveltuvia laitteita kuten Erichsen hydraulinen pullistin sekä GOM Aramis/Argus optinen venymämittausjärjestelmä.

Tutkimusryhmä on ollut viime vuosina vahvasti mukana teräsyhtiö SSAB:n kehittäessä lujia teräksiä ja niiden muovattavuutta.

 

Levyn reunan muovattavuuden tutkimus ASM-tutkimusryhmässä

Eräs muovattavuuden tutkimuksen osa-alue käsittää teräslevyn reunan muovattavuuden. Tietämystä tarvitaan erityisesti ajoneuvoteollisuudessa, jossa valmistetaan suuria sarjoja erilaisia komponentteja, joissa yhdistyvät usein mekaaninen leikkaus ja muovaus.

Yleensä osien valmistuksessa pyritään siihen, että muovauksen jälkeen tuote on kerralla valmis, eikä tarvita enää reunan rajaamista tms. jatkokäsittelyä. Tällöin usein levyn reunan muovattavuus muodostuu kriittiseksi ja mikäli se on riittämätön, syntyy reunaan murtumia ja komponentti joudutaan hylkäämään valmistusprosessissa.

Kuvassa 1 nähdään leikkaamalla ja muovaamalla valmistettu henkilöauton alustan komponentti, jossa reunan muovaus on hyvin onnistunut.


Ruoppa et al kuva 1.jpg
Kuva 1. Leikkaamalla ja muovaamalla valmistettu auton henkilöauton kolmiotukivarsi, kuva: SSAB, Vili Kesti

Levyn reunan muovattavuuden määrittämiseen on perinteisesti käytetty ns. reiänlaajennustestejä, joissa tietyn muotoisella painimella laajennetaan lävistämällä valmistettua reikää, kunnes reiän reunaan syntyy murtuma. Mitä suurempi reikä saadaan aikaan, sitä parempi tulkitaan reunan muovattavuuden olevan. Eräs tällainen testausmenetelmä on standardin ISO/FDIS 16630 mukainen testi, jossa käytetään kartion muotoista paininta.

Testin perusteella määritellään materiaalin soveltuvuus erilaisiin muovausmenetelmiin ja niillä tapahtuvaan komponenttien valmistukseen. Menetelmää on kuitenkin kritisoitu sen tulosten suuren hajonnan vuoksi.

Menetelmä on standardisoinnista huolimatta hyvin herkkä olosuhteiden aiheuttamille muutoksille, kuten tutkittavan levyn reunan laadulle sekä itse testausprosessissa tapahtuville muutoksille, kuten työkalujen kulumiselle.


Olemassa olevien tutkimusmenetelmien kartoitus

SSAB:n taholta esitettiin, että Arctic Steel and Mining tutkimusryhmän kanssa yhteistyössä alettaisiin kehittää levyn reunan muovattavuuden tutkimiseen uusia menetelmiä, joilla saataisiin kattavampia ja luotettavampia tuloksia pienemmällä hajonnalla.

Työtä varten koottiin yhteen muovattavuuden kanssa Lapin AMK:lla tekemisissä olevat henkilöt ja SSAB:n puolelta projektiin osallistui DI Vili Kesti, joka työskentelee SSAB:n Knowledge Service Centerissä. Lisäksi mukana oli muutama muu henkilö SSAB:n tutkimusorganisaatiosta.

Työ aloitettiin kirjallisuusselvityksellä, jossa kartoitettiin olemassa olevia reunan muovattavuuden tutkimiseen käytettäviä menetelmiä. Niitä löydettiin melko runsaasti ja ne koottiin yhteen sekä ryhmiteltiin niiden edustaman tyypin mukaan.

Eräs tapa luokitella testausmenetelmä on määritellä sen muovauksen aikana levyn reunaan kolmeen eri pääsuuntaan syntyvät venymät, kuva 2. Venymien suuruudessa tapahtuvien muutosten avulla voidaan kuvata erilaisissa muovaustesteissä syntyviä muodonmuutostiloja, joista muutamasta erilaisesta nähdään myös esimerkki kuvassa 2.

Ruoppa et al kuva 2.jpg
Kuva 2. Levyn reunan muovauksessa syntyvät venymät sekä erilaisia reunan muovattavuuden testejä ja niissä vallitseva muodonmuutostila.

Kirjallisuustarkastelun pohjalta alettiin suorittamaan valintaa löydettyjen menetelmien joukosta.

Muodonmuutostilan lisäksi valinnassa käytettiin eräitä muitakin kriteerejä, kuten työkalujen valmistettavuus, näytteiden valmistettavuus, mahdollisuus optiseen venymämittaukseen, suurin materiaalin paksuus/lujuus, mahdollisuus varioida leikkausvälystä, jne. Huolellisen analysoinnin tuloksena valittiin jatkoon viisi erilaista testiä.


Uusien menetelmien käyttöönotto

Valittujen menetelmien testausta varten suunniteltiin ja valmistettiin työkalut niiltä osin kuin oli tarvetta ja valmisteltiin näytteet SSAB:n toimittamista kolmesta eri koemateriaalista sekä toteutettiin testaukset yksi kerrallaan.

Kuvassa 3 nähdään esimerkkinä ns. Diabolo-testissä käytetyt työkalut ja näyte testauksen jälkeen sekä optisen venymämittauksen avulla saatu venymäjakauma.


Ruoppa et al kuva 3.jpg
Kuva 3. Diabolo-testin työkalu, näytteitä sekä optisella venymämittauksella saatu venymäjakauma.


Projektin lopputulos ja johtopäätökset

Kun kaikki testaukset oli suoritettu, niiden tulokset koottiin yhteen ja analysoitiin. Kuvassa 4 on esitetty tuloksena eri testeissä saadut maksimivenymät ja niistä laskettu hajonta sekä verrattu niitä perinteisellä ISO HE-testillä saatuihin tuloksiin ja hajontaan. Em. tapauksessa viidestä testistä kahdessa tulosten hajonta on erittäin pieni ja kahdessa muussakin uudessa testissä selvästi pienempi kuin ISO HE-testissä.

Ruoppa et al kuva 4.jpg
Kuva 4. Eri testimenetelmillä saatu reunan muovattavuuden arvo ja tulosten hajonta, kuva: SSAB, Vili Kesti

Projektin loppupäätelmä oli, että uusien testien käyttöönotto oli onnistunut. Tuloksia esiteltiin lokakuun alussa Suomen Levynmuovauksen Yhteistyöryhmän FinDDRG ry:n järjestämillä Levytekniikan teemapäivillä Riihimäellä, missä ne herättivät suurta mielenkiintoa alan ammattilaisten keskuudessa.

Uusia tutkimuksia ollaan jo aloitettu ja suunnitelmissa on myös julkaista niiden tuloksia yhdessä SSAB:n kanssa esim. tulevissa IDDRG:n eli International Deep Drawing Research Groupin konferensseissa.



Suurteollisuus kehittyneiden palveluiden käyttäjänä

20.3.2018



Parkkila Leena.jpg
Insinööri (YAMK) Leena Parkkila toimii projekti-insinöörinä Käynnissäpidon tutkimusryhmässä Lapin ammattikorkeakoulun Teollisuuden ja luonnonvarojen osaamisalalla.

Yritysten on jatkuvasti parannettava tuottavuutta ja lisättävä kilpailukykyään niin kotimaisilla, pohjoismaisilla kuin globaaleillakin markkinoilla. Asiakkaiden tyytyväisyyttä ja markkinaosuutta pyritään parantamaan monin eri tavoin ja uusin ratkaisuin unohtamatta omaan yritykseen satsattuja resursseja ja kilpailukykyä.

Tuotteita valmistaneista pk-yrityksistä osa on siirtynyt pelkästään palvelua tuottaviksi yrityksiksi. Suuryrityksille myytävä palvelu voi liittyä moneen asiaan, muun muassa prosessin osaan tai kunnossapitoon ja -huoltoon.

Pitkälle kehittyneet palvelut ovat kokonaan palvelujen tarjoamista ja myymistä, jolloin itse tuotetta ei myydä vaan sen tuottamaa hyödykettä aikayksikössä; esimerkiksi sähkömoottorin käyttötunteja tai pumpun pumppaamaa nestekuutioita.

Yhteispohjoismaisessa Process SME -hankkeessa (1.9.2016–31.8.2019) päätavoitteena on parantaa niiden pk-yritysten kilpailukykyä, joiden asiakkaina on eri teollisuusalojen yrityksiä. Tavoitteena on auttaa heitä löytämään uusia asiakastarpeita ja liiketoimintamahdollisuuksia, kehittämään uusia liiketoimintamalleja, rakentamaan eurooppalaisia kumppanuuksia, auttaa hakemaan EU-tason rahoitusta, ja edelleen kehittää pk-yritysten tuotteita ja palveluja.

Suomen puolella hankkeessa edettiin pk-yrityshaastatteluista suuryrityshaastatteluihin. Vuoden 2017 kevään ja syksyn aikana haastateltiin 31 pk-yritystä Suomessa Interreg-alueella. Tästä aiheesta kirjoitin 25.10.2017 Pohjoisen tekijät -blogiin artikkelin: PK-yritysten avainhaasteet: osaaminen, myynti ja markkinointi sekä rahoitus.

Lisäksi syksyn 2017 aikana haastateltiin seitsemän suurteollisuuden yritystä, jotka jakautuvat kaivosteollisuuden, terästeollisuuden ja metsäteollisuuden- sekä kunnossapitopalvelu yrityksiin. Suuryrityksissä on mahdollisuuksia palvelullistamisen lisäämiseen. Haastatteluissa nousi esille kehittyneiden palveluiden mahdollisuuksia, hyötyjä ja haasteita, joita esitellään seuraavissa kappaleissa.

Kuva 1 Parkkila 2018.jpg
Kuva 1. Avolouhos, kuvaaja: Leena Parkkila, 2017

Kehittyneet palvelut

Palvelut voidaan jaotella peruspalveluihin, lisäpalveluihin ja kehittyneisiin palveluihin.

Peruspalvelut sisältävät yleensä tuotteen, asennuksen ja takuuhuollon. Lisäpalveluissa on mukana tuotetuki, huolto- ja varaosapalvelu, korjauspalvelu ja kunnostuspalvelut. Näillä pyritään vahvistamaan suhdetta asiakkaaseen, saamaan liikevaihtoa tuotteen elinkaaren ajalle ja samalla ylläpitämään asiakassuhdetta.

Kehittyneissä palveluissa asiakas ostaa kyvykkyyttä, tuloksia, ratkaisuja ja palvelutasoa. Maksu tapahtuu laitteen käytön mukaan, jolloin asiakkaalla ei ole omistajuutta laitteeseen. Maksu suoritetaan taatusta suorituskyvystä, sitoumuksesta kustannusten vähentämiseen tai suorituskyvyn nostoon.

Kehittyneet palvelut takaavat pitkän aikavälin kumppanuuden ja sopimukset. ”Kehittyneitä palveluja tarjoava yritys sitoutuu syvälliseen asiakasyhteistyöhön ja tuottaa yhteiskehittämisen kautta korkeaa tason lisäarvoa asiakkaalle.” (Muhos, 2016)

Kuva 2 Parkkila 2018.jpg
Kuva 2. Palveluiden kehittäminen, lähde: Pixabay, 2018

Kehittyneiden palveluiden mahdollisuudet suurteollisuudessa

Suurten teollisuusyritysten haastatteluissa tiedusteltiin palvelujen hankinnan syitä ja etuja. Varsinkin sitä, mitkä ovat mahdollisuudet ja hyödyt kehittyneissä palveluissa.

Suuryrityksissä nähdään, että kilpailukyvyn parantamiseksi tuotantoprosessin kustannustehokkuutta täytyy parantaa. Tässä pk-yrityksillä on annettavaa, jolloin esimerkiksi suuryrityksen omat resurssit vapautuvat ydinliiketoimintaan ja toimittajayritys voi tehdä työn kustannustehokkaammin kuin suuryrityksen oma väki.

Suuryrityksissä on myös huomattu, että palveluprosessia täytyy kehittää yhdessä toimittajayrityksen kanssa. Tämän vuoksi on huomioitava, että vaihdettaessa kehittyneempien palvelujen ostamiseen täytyy molemmilta puolilta heti alussa löytyä hetkellisesti enemmän resursseja. Asiaa helpottaa, jos toimittajayritys on tuotteistanut palveluprosessin.

Suuryritykset näkevät kehittyneiden palveluiden hankinnan hyötynä sen, että kiinteät kustannukset vaihtuvat muuttuviksi kustannuksiksi. Esimerkiksi laitetoimittajayritys ei myy laitetta suuryritykselle vaan laitteeseen liittyvää palvelua, jolloin laite pysyy toimittajayrityksen taseessa.

Ongelmaksi muodostuu pk-yrityksen rahoitusvaikeudet, koska käyttöpääomaa joudutaan puskuroimaan laitteen valmistamiseksi. Pk-yrityksen palvelujen myynnistä saatava tulo voi jakautua useammalle vuodelle. Tämä asia tulee huomioida alusta alkaen palvelun hinnoittelussa.

Ratkaisevana ostovaatimuksena suuryritykset näkevät tuotannolle asetetun käytettävyyden saavuttamisen. Mikäli määriteltyä käytettävyyttä ei saavuteta, siitä seuraa sanktio. Käytettävyyden ylityksestä voi joissakin tapauksessa saada bonuksen.

Esimerkkejä kehittyneiden palveluiden eduista ja molemminpuolisista hyödyistä toimittaja-asiakas suhteessa ovat muun muassa:

- Perustason ylittävästä tuotannon tehokkuudesta tuotto jaetaan win-win periaatteella.
- Joistakin kemikaaleista maksetaan € / tuotettu nettopaperitonni.
- Ostetaan lopputuotteen puhtaustasoa, jotta tuote sopii elintarvikekäyttöön. Maksetaan € / tuotettu kartonkitonni.
- On kokonaisuuksien toimitussopimuksia, jossa toimittajalle maksetaan tuotannon mukaan eli euroa per tuotettu tonni -käytäntö. Käytäntö on käytössä isojen toimittajayritysten kanssa.
- Ulkopuolinen pk-yritys hoitaa tavaramassojen, raaka-aineiden tai välituotteiden siirron ja saa korvauksen tonniperusteisesti.

Kaiken kaikkiaan pk-yrittäjän on tarpeen ymmärtää kokonaiskuva asiakasyrityksestä, yrityksen liiketoiminnasta ja tuotannon heilahteluista. Suuryrityksissä toivottiin, että pk-yritys muuttaa toimintatavat päämiehen mukaisiksi eikä toisinpäin.

Kehittyneiden palveluiden haasteet

Haastattelun tuloksina havaittiin useita haasteita. Suuryrityksellä haasteena voi olla toimittajan löytyminen ja siihen sitoutuminen. Myös pk-yrityksen osaaminen tai kyvykkyys isompien kokonaisuuksien haltuunottoon voi olla haasteellista. Lisäksi pk-yrityksissä on hyvä olla tietyn alan erikoisosaamista.

Haastatteluissa nousi esille myös se, että pk-yrityksillä riskitekijänä ovat usein resurssikysymykset, niiden määrä ja laatu. Kapasiteetti voi olla myyty pitkäksi aikaa, jolloin on puutetta henkilöresursseista. Vakituinen toimittaja voi joutua nopeasti rekrytoimaan henkilöitä vaadittuun työhön, jolloin osaamisen taso voi olla heikkoa. Lisäksi riskinä on avainhenkilön sairauslomat tai yrittäjän kuolema. Yrityksen pienuus voi olla myös ongelma, jolloin isä, poika ja pakettiauto eivät aina riitä.

Toimittajan on tehtävä työnsä hyvin, etteivät seisokit veny ja että yritys saa laskutettua työnsä. Joskus on tultu tilanteeseen, ettei työtä ole tehty niin kuin on sovittu. Suuryritykselle on tullut tappioita, koska töitä on jouduttu tekemään uudestaan. Myös kunnossapidon kehittyneissä palveluissa on ollut ongelmatilanteita, jolloin sopimusten osapuolten vastuut eivät ole olleet selvillä. Lisäksi on ollut tapahtuma, jolloin alihankkijalla olevan alihankkijan osaaminen ei ole ollut riittävällä tasolla. Tällaisissa tapauksissa vastuukysymykset ja osaamisen varmistaminen tulee tehdä vastuussa olevan osapuolen tai osapuolten toimesta.

Haastatteluissa havaittiin, että palvelullistaminen ja varsinkin paljon puhuttu palvelujen ulkoistaminen lähtee tarpeesta. Jos suuressa yrityksessä omat resurssit ovat tiukoilla ja työntekijät eivät ehdi tekemään kaikkia vaadittuja tehtäviä, tullaan tilanteeseen, jolloin tarvitaan lisäresursseja. Ihmisten mielikuva työn ulkoistamisesta on tällöin paljon positiivisempi, koska palvelullistaminen lähtee työntekijöiden kokemasta tarpeesta.


Yhteenveto

Kehittyneiden palveluiden hankinnan mahdollisuudet suurteollisuudelle ovat muun muassa tuotantoprosessin kustannustehokkuudessa ja käytettävyydessä. Palveluita tuotetaan kustannustehokkaasti ja suuryrityksen resurssit vapautuvat ydinliiketoimintaan. Pitkälle kehittyneissä palveluissa koneet tai laitteet eivät rasita suuryrityksen tasetta. Yrityksen kilpailukyky säilyy ja jopa paranee.

Suuryritysten täytyy saavuttaa tietyt tuotannon käytettävyysvaatimukset, jotta myös toimittajayritykset hyötyvät ja saavat bonusta hyvästä tuotannosta. Toimittajayritykset hyötyvät pääosin tonniperusteisesti eli € / valmistettu tuotetonni.

Haastatteluiden tuloksina havaittiin useita haasteita kehittyneissä palveluissa. Haasteina ovat toimittajan löytyminen ja siihen sitoutuminen, pk-yrityksen osaaminen tai kyvykkyys isompien kokonaisuuksien haltuunottoon, pk-yritysten resurssikysymykset sekä niiden määrä ja laatu. On huomattu, että palvelullistaminen ja lähinnä tiettyjen töiden ulkoistaminen lähtee työntekijöiden kokemista tarpeista. Yksinkertaisesti siitä syystä, että suuryrityksen oma väki ei ehdi tekemään kaikkia töitä.

Toimittajan on tehtävä työnsä hyvin ja siten kuin ollaan sovittu. Sopimusten osapuolten vastuukysymykset on oltava selvillä. Pk-yrityksissä tulee myös ymmärtää asiakasyrityksen liiketoiminnan kokonaiskuva sekä tuotannon heilahteluiden muutokset. Lisäksi on huomioitava asiakasyrityksen toimintatavat ja toimittava niiden mukaan.

Lainatut lähteet

Muhos, M. (2016). ProcessSME hankkeen sisältö ja toimintasuunnitelma pk-yrityksille prosessiteollisuuden pohjoismaisessa verkostoissa. Nivala. Haettu 2. 2. 2018



Edellinen 1 2 3 ... 30 31 32Seuraava