Älykkäät koneet ja ihmiset - Suomen tulevaisuus

Teknologiakeskus Hermia Oy

Älykkäät koneet -osaamiskeskusohjelma

Älykkäät koneet ja ihmiset - Suomen tulevaisuus

Timo Rainio

4.6.2009

2

Murrosvaiheiden vaikutukset työhön ja osaamistarpeisiin (Lähde: Harold Jarche, Kanada)

1800 -luku 1900 -luku

The work environment was relatively simple and best

practices for management and communications were developed

that still inform many of our current work practices.

http://flickr.com/photos/brianhendrix/

The information age emerged and organisations had to deal

with complicated environments. The flood of management books is an example that there was no single best practice, only good

practices.

3

http://flickr.com/photos/8594424@N07/

Our work environments are becoming complex, blurring the lines between work, home and play. We now have access to

anyone at anytime.

2000 –luku ?

4

Älykkäitä koneita… jo vuodesta 1820

James Finlayson perustaa Tampereen puuvillatehtaan 1820

5

Tampere perustettiin 1779 Tammerkosken varrelle

© Tampereen kaupunkimittausyksikkö 2001

Näsijärvi

Pyhäjärvi

Näsijärven ja Pyhäjärvenkorkeusero 18 m

6

Energiaa Tammerkoskesta

Demola, 2009

Tammerkoski vuonna 1938

Lennart Forstén : Tammerkoski alajuoksulta käsin kuvattuna(1839)

7

hitec -historia

1911 1. lentoyritys

1911 1. koneellinen pukutehdas- Pukutehdas

1916 1. sähköuuni- Lokomo

1921 1. muoviteollisuusyritys - Sarvis

1923 1. yleisradiolähetys

1909 Pohjoismaiden suurin tapettitehdas

- Winter

1837 1. monikerroksinen tehdasrakennus + teräspilarit - Finlayson

1843 1. paperikone - Frenckell

1875 1. kenkätehdas - Aaltonen

1878 2. puhelinyhteys (1. Helsingissä 1877)

1882 1. sähkövalo - Edison generaattori nro 3

1888 1. katuvalo - 30 kaarilamppua

1908 1. automaattiset kutomokoneet - 6 kpl Tampereen puuvillatehdas

1959 1. paperin on machine -päällystys

1821 Finlayson perustetaan

SU

OM

ESSA

SU

OM

ESSA

1929 Lokomolle kultamitali Barcelonan

maailmannäyttelyssä kromiteräksisistä

alasimista

1959-1960 Kaplan-turbiinien kehitystä ja

valmistusta korkeimmalla kansainvälisellä tasolla -

Tampella

1779 Tampere perustetaan

ja saa vapaakauppaoikeuden

8

Ensimmäisenä maailmassa

1974 NMT-puhelu1978 Pankkiautomaatti (Minisyp)1985 elektromekaaninen kalvo (EMFi)1991 GSM-puhelu1993 analoginen Cellular Data Card - Nokia1994 GSM Data Card - Nokia1995 Kävelevä metsäkone - Timberjack1995 Internet-puhelu - Sonera 1996 Personal Digital Assistant - Nokia Communicator1997 Data Suite - Nokia1997 GSM-korttipuhelin1998 Digitaalinen röntgenkuva - Imix1999 WAP Server - Nokia1999 Wireless LAN - Nokia2000 Automaattinen kaivoslastaus2001 Nokian peli- ja kuvapuhelimet, (5510 ja 7650)2001 Nokian Multimedia korttipuhelin (D211)2003 Automatisoitu konttiterminaali

N-Gage pelipuhelin – NokiaSumuverho, läpikuljettava näyttö– Fogscreen ulkokäyttöinen sormenjälkitunnistinjärjestelmä – Deltabit

2005 Linux-pohjainen Internet table

9

Osuus maailman-markkinoista

Tampereen seudulla 15 K&A-alan maailman markkinajohtajayritystä

•Kalmar Industries yli 50% kontikäsittelylaitteet•Sandvik-Tamrock 35% kaivos- ja urakointilaitteet•Metso Automation yli 15% prosessiteollisuuden automaatio

(paper industry)

•Metso Minerals 15% liikkuvat kivenmurskauslaitteet•Kvaerner Pulping 10–50 %Kattilat •PCE-engineering 70 % Ontelolaattakoneet•Glaston yli 70% turvalasikoneet

(architectural and automotive)

•Timberjack 30% metsäkoneet•Bronto Skylift yli 60% pelastustoimen nostolavalaitteistot•Fastems 70% monikerroksiset FMS-järjestelmät•Ata Gears 50% spiraalihampaiset kartiohammaspyörät•Gardner Denver 30 % laivakompressorit (Tamrotor)

•Avant Tecno 40% pienkuormaimet (max. one ton)

”Finlayson, Tampella, Valmet …-Organisaatiot elävät, mutta osaaminen säilyy”

10

Harmaan raudan vääntäjästä Älykoneiden valmistajaksi … Älykkäät koneet klusteri osana valtakunnallista osaamiskeskusohjelmaa

11

Osaamiskeskusohjelma kehittämistyökaluna

• Kansallinen ohjelma, jonka tavoitteena huippuosaamiseen perustuvan liiketoiminnan ja työllisyyden kasvu

• Perustuu alueiden välisen erikoistumiseen ja yhteistyöhön

• Uudella osaamiskeskuskaudella 2007-2013 Suomessa toimii 20 seudullista osaamiskeskusta yhteensä 13 kansallisessa klusterissa

• Suomen kansainvälisesti kilpailukykyiset osaamiskeskukset houkuttelevat myös ulkomaisia yrityksiä, osaajia ja investointeja

• Tampereen seudulla 7 osaamisalaa, joista 5 Hermiassa, kahdella osaamisalalla myös vastuu kansallisesta klusterin koordinoinnista

• Teknologiakeskus Hermia Oy toimii kansallisena koordinaattorina älykkäiden koneiden ja jokapaikan tietotekniikan klustereissa

12

Mitä ovat älykkäät koneet?

• kaivos- ja louhintakoneet• pumput ja kompressorit• tehdasautomaatio• energiakoneet• erikoisalukset ja erityislaivat• autot

Älykkäät koneet ovat koneita ja konejärjestelmiä, joissa tietotekniikan, elektroniikan ja ohjelmistojen sekä tietoliikenteen tuoma lisäarvo on merkittävä.

Teollisuudenala kattaa suurimman osan koneiden ja laitteiden sekä kulkuneuvojen valmistuksen toimialaluokista ja osan sähköteknisten tuotteiden valmistuksesta.

Tarkempia luokituksia ovat mm.

• nosto- ja siirtokoneet• liikkuvat työkoneet• työstökoneet• massa- ja paperikoneet• kulkuneuvot• moottorit• maa- ja metsätalouskoneet

13

ROVIR GIM

TYÖRYHMÄT YHTEISTYÖFOORUMITTRIOVirtual design

Nosto, siirto ja logistiikka

Miniklusterit

Älykkäät koneet -klusteri 2007 - 2013

FIMA

Uudet liiketoimintamallit, palveluliiketoiminta

ICT koneenrakennuksessa, älykkyys, sulautetut järjestelmät

Tuotanto, verkostot, järjestelmätoimittajat, venäjä- ja lähialue verkostot

Suunnittelumenetelmät, -työkalut, muotoilu

Älykkäiden koneiden osaamiskeskittymä

Hyvinkää

Liikkuvat työkoneettehdasautomaatio

Tampere

ElintarvikekoneetMaa- ja metsätalouden koneet ja laitteet

ErikoisajoneuvotPinnoitus- ja korroosionesto Prosessiteol. koneet

HämeenlinnaSeinäjoki Lappeenranta

14

Saumatonta yhteistyötä yli perinteisten organisaatiorajojen (”Tampereen malli”)

KOMPONENTIT teräsrakenteet, voimansiirto hydrauliikka ja työvälineet valut, takeet / kumi, muovi

OHJAUS- JÄRJESTELMÄT ohjaus / mittaus ja säätö automaatio elektroniikka ohjelmointi

VTT

TAMPEREEN TEKNILLINEN

YLIOPISTO

TAMPEREEN YLIOPISTO

TAMPEREEN AMK JA

PIRKANMAAN AMK

AMMATTIOPPI-LAITOKSET

TAKK PALVELUT CAE, protopajat, tehdaspalvelut

LIIKKUVAT TYÖKONEET kontinkäsittelylaitteet kivenmurskaus- laitteistot kallioporakoneet metsäkoneet, henkilönostimet ENERGIA- JA PROSESSI- JÄRJESTELMÄT kattilalaitokset kaasujen puhdistus sähkön siirron ja jakelun koneet massankäsittelylaitteet paperikoneautomaatio TEHDAS- JA TUOTANTOKONEET lasikoneet työstökoneet, FMS materiaalinkäsittely- järjestelmät teollisuusautomaatio autonpesulinjat

KAIVANNAIST. METSÄTALOUS PALVELUT urakointi (metsä, rakent.), liikenne kiinteistöpalv., nostolaitep.

PROSESSI- TEOLLISUUS metsä paperi elintarvike kemia energia

MUU TEOLLISUUS

KonepajatRakennusSähkö- ja elektroniikkaMuovituoteTurvalasit

TutkimusOsatoimittajat

OSAKOKOON-PANOT

KOKONAIS-

JÄRJESTELMÄT

KUMPPANUUS

-VERKOSTOT

JärjestelmätoimittajatHyödyntäjät

Klusteriveturit

15

Esimerkkejä älykkäät koneet klusterin toiminnasta

16

klusteritoimijoiden yhteistyö

• Sisäinen ja ulkoinen viestintä, tiedonvaihto

• Perinteinen viestintä (esitteet, www, messut, seminaarit, uutiskirjeet, jne.)

• Klustereiden välinen yhteistyö

• Sosiaalisen median mallit ja työkalut käyttöön

• Yhteiset hankkeet ja selvitykset

• Kontaktit kansallisiin toimijoihin, vaikuttaminen

• Kansainvälistymisyhteistyö

• i3 –malli (informaatio => innovaatio => integraatio)

• prosessien ja tuotteiden kehitys yhdessä

17

Alueellinen toiminta

18

AGRO LIVING LAB

on maa- ja metsätalouden koneenrakentajille kehitetty käytettävyysarvioinnin palvelukokonaisuus.

Käytettävyystestauspalvelulla koneenrakentajat voivat testata sekä prototyyppivaiheessa olevia että valmiita tuotteitaan todellisilla käyttäjillä todellisissa

käyttöolosuhteissa ja siten saada arvokasta tietoa tuotekehityksensä tueksi.

Lisätietoja Marja Vainionpää, (040) 531 7208, [email protected]

19

ELINTARVIKEALAN KONE- JA LAITETEKNIIKAN KEHITYSOHJELMA

on elintarviketeollisuuden koneita ja järjestelmiä suunnitteleville, valmistaville, käyttäville ja ylläpitäville yrityksille suunnattu koulutuskokonaisuus. Ohjelma sisältää mm. seuraavia koulutusmoduuleita: käyttövarmuuden suunnittelu, investointien ja

laitteiden suunnittelu, uudet teknologiat ja materiaalit, kunnossapito, kone- ja pakkausteollisuuden lainsäädäntö jne.

Lisätietoja Marja Vainionpää, (040) 531 7208, [email protected]

20

SMART SYSTEMS – KOULUTUKSETovat koneenrakentajien tarpeisiin perustuvia täsmäkoulutuksia.

Toteutettuja koulutuksia ovat mm. CAN&CANopen-väyläteknologiat, Koneiden ja laitteiden hydrauliikan toiminta ja ohjaus, Koneiden turvallisuusvaatimukset ja

turvajärjestelmien toteuttaminen, Sulautettujen ohjelmistojen laadunhallinta sekä Teknologiaintensiivisten tuotteiden tuotteistaminen.

SMART SYSTEMS – KONFERENSSIon älykkäiden liikkuvien koneiden ja koneensuunnittelun konferenssi.

Lisätietoja Arto Huhtala, (040) 359 1442, [email protected]

21

TEKNOLOGIA-ASIAMIESTOIMINTAon teknologiateollisuuden yrityksille kohdennettua tuotekehitystoiminnan tukea.

Toimintaan liittyvät mm. seuraavat vaiheet: kehityskohteiden kartoitus ja tunnistaminen,

projektien ideointi ja valmistelu, yhteistyökumppaneiden hakeminen, eri rahoitusmuotojen selvittäminen, hakemusten valmistelu sekä tarvittaessa projektien

hallinnointi.

Lisätietoja Tapio Seppä-Lassila, (040) 501 7350, [email protected]

22

(Mini)klusterit

23

Kehittää merkittävä joukko uusia teknologioita ja ratkaisuja, jotka parantavat liikkuvilla työkoneilla tai konejärjestelmillä

tehtävien työprosessien tehokkuutta, turvallisuutta ja hallittavuutta

Tehdä mahdolliseksi työprosessit, jotka ilman näitä uusia ratkaisuja eivät olisi mahdollisia

Tavoitteet

FIMA tavoitteena(Forum for Intelligent Machines - www.fima.fi)

24

FIMAn tutkimuksen painopistealueita

Koneen hallinta automaatio ja käytötVika diagnostiikkaMittaus, anturoinnitDatan hallinta

Koneen rakenne ja elinkaari

modulaarisuus Kevyet rakenteet

Autonominen konePaikannus, navigointiAistit’Tietoliikenne etähallinta

Koneryhmän hallintaFleet managementKäytettävyys, etähuollotliikenteenohjaus

Ympäristö

Turvallisuus

energia

Käyttöliittymä

Suunnittelu

Tutkimusalue

25

FIMAn työryhmät

Energia taloudellisuus Mittaus

SuunnitteluKoneen ja

koneryhmän hallinta

”Luotettavat mittaukset koneen ohjauksen

perustana”

”Koneen ja koneryhmän tuottavuuden parantaminen turvallisesti eri automaation tasoja hyödyntäen”

”Tuotekehityspro-sessin nopeutta-minen ja laadun parantaminen digitaalisen koneenrakennuksen avulla.”

”Tehokkaat ja taloudelliset energialähteet työkoneisiin”

Toiminta

26

Tuloksena …

27

Kalmar Industries

28

Sandvik Mining and Construction

2929

Glaston

30

Avant Techno

31

John Deere

Timber-jack

32

Fastems

33

Entä kun koneiden äly ei enää yksin riitä …

34

Murrosvaiheen vaikutukset osaamistarpeisiin ja koulutukseen

• Isoja muutoksia on tapahtumassa => Vanhat ”mallit” eivät enää toimi• Aatteet, arvot, turvallisuus• Arjen valinnat: kulutustottumukset, harrastukset, liikkuminen, viestintä, jne.• Talouden painopisteet: USA:sta Aasiaan, kustannustehokkuus, väestönkehitys

• Tietääkö kukaan, millaisessa maailmassa elämme tämän murrosvaiheen jälkeen• Siirryttiin muutamassa kuukaudessa työvoimapulakeskustelusta lamatalkoisiin => entä millaisia

taitajia tulevaisuudessa tarvitaan

Lähde: Komee2010 -hanke

35

Näkyvissä olevia kehityssuuntia • Osaamisen, joustavuuden ja

vuorovaikutuksen merkityksen kasvaminen => ”Napin painajista” osaajiksi, ajattelijoiksi ja soveltajiksi

• Palvelutyyppisen toiminnan lisääntyminen (myös teollisuudessa)

• Maailman teknologistuminen => teknologia- ja innovaatiokasvatuksen tärkeys

• Yksin tekemisestä yhteistyöhön (yksittäisten ihmisten, mutta myös organisaatioiden tasolla)

IT-murroksen myötä sihteerit katosivat ja johtajasta juoksupoikaan kaikkien pitää hallita tietotekniikan peruskäyttö.

Siirrytäänkö jatkossa yksin omassa työpisteessä puurtamisesta yhdessä tekemiseen hyödyntäen erilaisten verkkojen (ihmis- ja tietotekniset) mahdollisuuksia

36

Esimerkkejä, joilla tulevaisuuden osaamishaasteeseen on yritetty vastata

… vanhat ja uudet kujeet sopivassa suhteessa

37

Teknokas, innovaatio- ja teknologiakasvastusverkosto

© Esa-Matti Järvinen

http://teknokas.ning.com

http://www.teknokas.fi

38 Peruskoulu Lukio Ammatillinen koulutus AMK/Yliopistot Teollisuus Matkailu

Ask

arte

lu

tekn

olog

iaka

svat

us

T

eolli

suus

laitt

eet

j

ärje

stel

mät

inno

voin

ti

Innovaatio- ja teknologiakasvatus- oppiaineena

Kerhotoiminta

Kilpailut

Lähiopetus + tekemällä oppiminen

e-oppiminen & Oppiminen työpisteisiin

Web 2.0 & Sosiaalinen media

Yritysvierailut ja luokkaretket

Simulaatiot

Työssäoppiminen

”Tampere Inno Centre” , ”LUMATE keskus”

39

elTRIO – teollisuuden oppimisympäristöjen kehittäjäverkosto

Pedagoginen & tietotekninentukiverkosto

Yhteistyön koordinointi

Oppimateriaali-pankki Koulutus-

organisaatiot

Yritykset

OP

PIJ

A

TRIO-

Teknologiao

hjelma

www.eltrio.fi

FMS ja koneistus

HitsausPaperikone

Konenäkö

Älykkäättyökoneet

Verkottuminen

Työympäristöt

Kehittäjäryhmät

Oppiminentyöpisteisiin

- Oppiminen työpisteisiin- Yhteisöllisyys- FMS Training Center ja FMS -ajokorttiyhteistyö

40

FMS Training Centerwww.fms-ajokortti.fi

48

Entäs sitten … keskustelua• Alan imago => ammatinvalinta

• Teollisuus, tutkimus, koulutus, kehittäminen, palvelut• ”tutut jutut” vs. teollisuus => millä perusteella nuori valitsee ammatin (kiva/kiinnostava,

työllistää, helppoa, haastavaa, sinne minne pääsee ja missä kaveritkin• Koulutuspolitiikka, koulutuksen tarjoajien vastuu

• Muuttuvatko vaadittavat osaamiset ja valmiudet• Ammattitaito vs. muut valmiudet• IT, tiedonhaku, • oppiminen• Kansainvälisyys• Yrittäjyys• Sosiaalinen media• jne• Asenne• Duunari, akateeminen puurtaja, johtaja• Turvallisuus, matkustus, maine ja mammona, näkyvyys, valta, ??• Itseluottamusta ja nöyryyttä, asenteiden muutokset vs. elämänkaari

• Uudenlainen ”sosiaalisempi verkkomaailma” on tiedostettu => uudenlaista osaamista etsitään, jotta voidaan kehittää omaa toimintaa => oletetaan että nuoret tuntevat sosiaalisen median

• Halutaan yhteistyötä ja asetetaan odotuksia koulumaailmalle:• Millä ajalla• Yli koulun ja jopa kunnanrajan• Joustavuutta ja uudenlaista roolitusta

49

Did you know 2.0

http://www.youtube.com/watch?v=pMcfrLYDm2U

50

Timo RainioTechnology Centre Hermia Ltd.

[email protected]

http://timoraino.blogspot.com

+358 500 7366 05

http://www.hermia.fi

http://www.intelligentmachines.fihttp://www.eltrio.fi

http://www.slideshare.net/timorainio

Education

Älykkäät koneet ja ihmiset - Suomen tulevaisuus