Materiaalianalyysin, käytönaikaisen kunnonseurannan ja tekoälyn hyödyntäminen teollisessa kiertotaloudessa-hanke

Kirjoittaja Osmo Miinalainen.

Materiaaliteknologia on merkittävä osa-alue usealla teollisuuden alalla ja muun muassa Pohjois-Savon kone- ja energia-alan kehitys- ja ohjelmatyössä asia on nostettu viime vuosina esille. Materiaalialan TKI-työssä ja palvelujen kehittämisessä vastuuta on sälytetty maakunnan koulutusorganisaatioille, jotka ovatkin tarttuneet haasteeseen toteuttamalla kehityshankkeita. Näissä hankkeissa on koottu alan osaamista sekä tutkimus-, testaus- ja valmistulaitteistokapasiteettia yritysten tarpeita palvelevaksi yhteistyöverkostoksi. Kehityshankkeiden tuloksena alueen oppilaitokset, Itä-Suomen yliopisto, Savonia-ammattikorkeakoulu ja Savon ammattiopisto, ovat muodostaneet Materia-tutkimuskeskuksen ( https://www.materiakeskus.fi/ ) alan TKI-toimintaa ja palveluja tarjoamaan. Lisäksi Kone- ja materiaaliteknologian ekosysteemi on yksi maakunnallisista kehittämisen kärkialoista, jota on edistetty maakunnallisessa TKI-työryhmässä.

Kolmen oppilaitoksen nyt meneillään olevassa  Materiaalianalyysin, käytönaikaisen kunnonseurannan ja tekoälyn hyödyntäminen teollisessa kiertotaloudessa–hankkeessa kehitetään ainetta rikkomattomia menetelmiä esimerkiksi raaka-aineiden, koneenosien, tuotteiden ja valmistusprosessien analysoimiseksi. Menetelmiä voidaan hyödyntää materiaalien työstämisen, käytönaikaisen kuormituksen, vaurioanalyysien ja laaduntarkkailun tukena eri vaiheissa materiaalien elinkaarta ja tuotantoa. Hankkeessa kerättävien tulosten avulla luodaan tekoälyä soveltavia työkaluja haluttujen määreiden arviointiin.

Materiaalitestaukset- ja analyysit auttavat monipuolisesti esimerkiksi teollisuuden kunnossapitotyössä. Erilaisten tutkimus- ja testauslaitteiden avulla voidaan muun muassa selvittää tuotantolaitteiden materiaalin lujuutta staattisilla tai dynaamisilla kokeilla tai tehdä materiaalille mikrorakennetutkimuksia ja vaurioanalyyseja mikroskopian keinoin. Hankkeessa kehitetään myös uusia mittausteknologioita  tuotantolaitteiden, tuotteiden ja raaka-aineiden ominaisuuksien tuotannonaikaiseen tarkkailuun. Näitä menetelmiä hyödynnetään ennakoivassa kunnossapidossa, sillä tuloksista voidaan arvioida, kauanko osan tai materiaalin tulisi kestää.

Kuva 1. Hankkeessa on tehty teollisen tuotantolaitteen vaurioanalyysejä, joista esimerkkinä kuva vauriokohdasta laitemateriaalinäytteessä

Hankkeen toimenpiteet kohdistuvat ajanmukaisten ja tulevaisuuden digitaalisten työkalujen kehittämiseen, materiaalien käytön optimaaliseen hyödyntämiseen ja teollisen kiertotalouden puitteiden luomiseen alueellisessa ekosysteemissä. Tämä hanke paneutuu näihin erityiskehittämisen kohteisiin luomalla tietotaitoa materiaalien rakenteesta, koostumuksesta ja/tai työstettävyydestä, sekä hyödyntämällä mallinnuksen työkaluja datan yhdistämiseen ennakoitavuuden ja kustannustehokkuuden parantamiseksi teollisessa tuotannossa ja prosesseissa. Hankkeen kehityskohteet liittyvät osaltaan kiertotalouden kehittymiseen, johon liittyen materiaalitehokkuutta ja teollisuuden prosesseja täytyy globaalisti – ja alueellisesti – parantaa jatkossa entistä vahvemmin.

Myös yritysten ja korkeakoulujen välisen yhteistyön lisääntyminen tuo hankkeelle lisäarvoa, sillä hankkeeseen osallistuu yhteensä yhdeksän eri alojen yritystä. Hankkeen puitteissa tehtävä yhteistyö ja osaamisen siirto yrityksille edesauttavat oppilaitosten työelämäyhteistyötä ja luo yrityksille suoria korkeakoulukontakteja, jotka auttavat jatkossa myös koulutuksen suuntaamista työelämärelevanssiin sopivaksi.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.