Tutkimus

TAMK tutkii koneenvalmistuspiirustusten korvaamista digitaalisella mallilla

Lasse Hillman
Mielikuva koneenrakennusteollisuudesta istuu lujassa: rälläkkä laulaa ja hitsauskipinät lentävät. Mutta sorvin ääressä perinteiseen tapaan työskentelee enää entistä harvempi metallin ammattilainen, tietokoneella sen sijaan sitäkin useampi.

Vaikka koneenrakennusteollisuus on muuttunut digitaalisemmaksi, ei laadunvarmistuksen rooli ole suinkaan pienentynyt. Yhtenä laadunvarmistuksen työkaluna käytetään koordinaatiomittakonetta, jolla tarkastetaan kappaleen yhdenmukaisuus suunniteltuun. Koordinaatiomittauksessa PMI-tiedot eli kappaleen mitat, toleranssit sekä pinnan ominaisuuksien merkinnät on perinteisesti ohjelmoitu mittalaitteisiin valmistuspiirustuksissa olevien tietojen pohjalta. 

– Kehitämme ja testaamme nyt valmistusta, jossa valmistuspiirustuksista pyritään kokonaan eroon ja korvataan ne digitaalisella mallilla. Siinä PMI-data kulkee mukana suunnittelusta valmistuksen kautta aina laadunvarmistukseen ja mittaukseen saakka. Sen sijaan, että kappaleen PMI-tiedot joudutaan syöttämään erikseen koordinaattimittauskoneeseen, pystyy kone automaattisesti määrittelemään mittauksen suoraan digitaalisesta mallista saatavan PMI-datan avulla, selittää TAMKin ÄVE-osahanketta vetävä konetekniikan koulutuksen lehtori Lasse Hillman.  

Älykästä teollista valmistamista koneenrakennusteollisuuteen

TAMKin hanke on osa laajempaa Älykäs valmistus ekosysteemissä -hanketta, jonka tavoitteena on tehdä koneenrakennusalasta entistä tehokkaampi älykkäiden valmistusprosessien ja yhteistyöverkostojen avulla. Mukana on omilla kehittämishankkeillaan niin suuryrityksiä kuin pk-yrityksiä ja tutkimus- ja koulutuslaitoksiakin.

– Meitä huolestutti alan tulevaisuus tilanteessa, jossa työvoima joka vuosi vähenee ja kiinnostus alaa kohtaan heikkenee. Myös perusteknologioiden koulutus ja tutkimus ovat laskusuunnassa. Samaan aikaan näimme mahdollisuuden uuden porakonetehtaamme suuren investoinnin yhteydessä laajentaa vaikuttavuutta koko toimialan kehittämiseen yhteistyössä muiden kanssa, kertoo Pasi Julkunen, Sandvik Mining and Rock Technologyn Head of Strategic Projects, lähtökohdista, joista syntyi Älykäs valmistus ekosysteemissä -hanke.

– Teemme nyt huippuluokan tuotteita huippuluokan menetelmillä ihan kansainvälisestikin. Työmme on konkreettista kehittämistä yhdessä yritysten kanssa. Tekemistä tukee myös se, että meillä on samanaikaisesti käynnissä muita samansuuntaisia hankkeita, sanoo Hillman ja viittaa erityisesti käynnissä olevaan Teollisuus 4.0 -osaamista kehittävään FieldLab-hankkeeseen.

Julkunen näkee tärkeänä TAMKin roolin yhteisessä kehittämisessä. Pk-yritysyhteistyön rinnalle hän nostaa TAMKin merkityksen alan osaajien kouluttajana. 

– TAMK on tässä isossa roolissa. Sillä on sekä testaamiseen soveltuva ympäristö että, väittäisin, Suomen paras konetekniikan koulutusohjelma, joka antaa eväät kohdata tulevaisuuden haasteet ja valmiudet omaksua uusia taitoja työelämässä. Tästä TAMK-yhteisön kannattaa olla erityisen ylpeä.

Pasi Julkunen
Pasi Julkunen näkee tärkeänä TAMKin roolin yhteisessä kehittämisessä. Pk-yritysyhteistyön lisäksi hän korostaa TAMKin merkitystä alan osaajien kouluttajana.

Tulokset käytäntöön yrityksissä

Valmistuspiirustusten korvaamista digitaalisella mallilla on jo ehditty TAMKin ÄVE-hankkeessa testata yhteistyössä Salon Konepajan ja Sandvikin kanssa.

Yksi meitä kiinnostanut osa-alue tässä ekosysteemihankkeessa oli PMI-datan hyödyntäminen kappaleen valmistuksessa sekä mittaustekniikkaan liittyvä testaaminen, johon juuri TAMKin osahanke keskittyy, kertoo Salon Konepajan kehityspäällikkö Harri Kuittinen.

Alustavat tulokset testeistä näyttävät positiivisilta etenkin mittauksen osalta. Kuittinen kertookin, että Salon Konepajalla on jo ryhdytty käytännön toimiin niiden perusteella.

– Haluamme varautua tulevaisuuteen ja olla valmiita, jos ja kun PMI-dataa sisältävät digitaaliset mallit yleistyvät. Meillä on useita asiakkaita ja meidän tulee kyetä kertomaan heille, missä tiedostomuodossa haluamme PMI-dataa sisältävät digitaaliset mallit, jotta koneemme voivat lukea niitä.

– Paitsi että mittausprosessi nopeutuu digitaalisen mallin avulla, se myös auttaa välttämään yleisimpiä virheitä, joita väärät versiot piirustuksista, epäselvät merkinnät tai yksinkertaisesti inhimilliset näppäilyvirheet voivat aiheuttaa, muistuttaa TAMKin Hillman.

Pitkäjänteistä kehittämistä – tavoitteena miljardiluokan kasvu

Nyt käynnissä oleva TAMKin ÄVE-hanke kestää vuoden 2020 loppuun, ja jatkoa on jo suunnitteilla.

– Koneenrakennusteollisuuden ekosysteemihanke jatkuu ja vahvistuu. Tämä on pitkäjänteistä tekemistä, mutta meillä on jo näyttöä siitä, että se toimii ja tuo tuloksia. Valmisteilla on uusi ja entistäkin kunnianhimoisempi hanke, jonka tavoitteena on hakea miljardiluokan kasvua Teknologiateollisuuden yrityksille. Sandvikin vetämän pilottivaiheen jälkeen vastuun kanto laajenee MEX Finland ry:n leveämmille harteille, iloitsee Sandvikin Julkunen.

Älykäs valmistus ekosysteemissä (ÄVE) -hanke on Business Finlandin rahoittama laaja hankekokonaisuus, jota on vetänyt maailman johtava kaivos- ja urakointilaitteiden ja -palveluiden tuottaja Sandvik Mining and Rock Technology. Ekosysteemiä kehittämässä on myös joukko alihankkijoita, mm. Johnson Metall, Normet, Salon Konepaja ja Tasowheel sekä digitalisaation alueelta mm. Fastems, Roima, Creanex ja MetLab. Tutkimuslaitoksista TAMKin lisäksi omilla ÄVE-tutkimushankkeillaan mukana ovat myös Tampereen yliopiston tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunta sekä VTT.

 

Lisätiedot:

Lasse Hillman, lehtori, Teollisuusteknologia, Konetekniikan koulutus, p. 040 637 5650, lasse.hillman [at] tuni.fi ()

 

 

Teksti: Helena Pekkarinen

Kuvat: Jaakko Saarilampi