|
|
|
Hankekoodi: A70139
Hankkeen nimi: Älykäs automaatio ja teollinen internet
Toimintalinja: 2. Uusimman tiedon ja osaamisen tuottaminen ja hyödyntäminen
Erityistavoite: 4.1. Tutkimus-, osaamis- ja innovaatiokeskittymien kehittäminen alueellisten vahvuuksien pohjalta
Suunnitelman mukainen toteutusaika: Alkaa 1.1.2015 ja päättyy 31.12.2017
Toiminnan tila: Toiminta päättynyt
Vastuuviranomainen: Keski-Pohjanmaan liitto
Hakijan virallinen nimi: Centria ammattikorkeakoulu Oy
Organisaatiotyyppi: Ammattikorkeakoulu
Y-tunnus: 1097805-3
Jakeluosoite: Talonpojankatu 2
Puhelinnumero: (06) 825 0000
Postinumero: 67100
Postitoimipaikka: Kokkola
WWW-osoite: http://www.centria.fi
Hankkeen yhteyshenkilön nimi: Marjo Heikkilä
Yhteyshenkilön asema hakijaorganisaatiossa: tki-päällikkö
Yhteyshenkilön sähköpostisoite: marjo.heikkila(at)centria.fi
Yhteyshenkilön puhelinnumero: 044 4492507
Hakijoiden lukumäärä tai tuen siirto -menettely:
Centria AMK ja Kokkolan yliopistokeskus Chydenius toteuttavat teollista internetiä tutkivan ja hyödyntävän projektin. Projekti painottuu älykkäisiin mittauksiin ja älykkääseen automaatioon, joita tutkimalla ja yhdistämällä voidaan toteuttaa erilaisia teollisen internetin sovelluksia. Teollisen internetin teknologinen perusta on erityisesti tämän myös tutkimukseen painottavan projektin tutkimuskohteena.
Projektissa viedään tietoa eteenpäin rakentamalla demonstraatio- ja testausjärjestelmä tutkimuksen, koulutuksen ja yritysten tarpeeseen. Projektissa toteutetaan erilaisia teollisen internetin demonstraatiosovelluksia sekä pilotteja yhdessä yritysten ja muiden yhteistyökumppaneiden kanssa yhdistämällä automaatiota ja älykkäitä mittauksia teollisen internetin sovelluksiksi. Näin menneiden tuloksekkaiden projektien yhteydessä kerätty osaaminen integroituu uudeksi osaamiseksi.
Projekti mahdollistaa Chemplantin koetehtaan uusitun automaatiojärjestelmän hyödyntämisen teollisen internetin koealustana. Projektissa Chemplantista erotetaan osa ”testipediksi” erilaisille älykkään automaation sovelluksille, joita ei voida tai haluta testata reaalisten tuotantoprosessien kanssa. Alustaa voidaan käyttää myös koulutusohjelmien tarpeisiin soveltuvaksi oppimisalustana. Samoin teollisen internetin sovelluksille rakennetaan ”näyteikkuna”, jossa älykästä automaatiota ja mittauksia voidaan demonstroida ja hyödyntää liittyen koulutuksen, tutkimuksen ja yritysten tarpeisiin. Projektin avulla tietoisuus teollisen internetin mahdollisuuksista alueen yrittäjien keskuudessa nousee ja KyC ja Centrian osaaminen kasvaa ja mahdollisuudet kouluttaa uusia teollisen internetin osaajia paranevat.
Projektissa on tavoitteena löytää rahoitusmahdollisuuksia mm. Interreg, Horizon 2020 lähteistä, laajentaa kansainvälistä verkostoa ja etsiä mahdollisia partnereita. Projektissa ylläpidetään jo olemassa olevia partneriverkostoja ja pyritään valmistelemaan kansainvälistä projektia, jossa on tavoitteena laajemmin tutkia teollisen internetin tuomia mahdollisuuksia esimerkiksi erilaisiin prosessiteollisuuden tuotannon ja kunnossapidon tehostamisen sovelluksiin.
Projektin suunniteltu toteutusaika on kolme vuotta.
Projektin ensisijaisena kohderyhmänä on Kokkola Industrial Park -alueen teollisuus ja sitä palvelevat yritykset. Projekti soveltuu kuitenkin yleisesti Kokkolan seutukunnan alueen teollista internettiä mahdollisesti hyödyntäville yrityksille.
Centria ja KYC oman osaamisen kehittäminen. Muina välillisinä kohderyhminä ovat muut alueen kehittämis- ja koulutusorganisaatiot ja yritysten kehittämiseen liittyvät muut seutukunnan julkiset toimijat, joiden kanssa tehdään yhteistyötä projektin puitteissa. Välillisinä kohderyhminä ovat myös osallistuviin yrityksiin liittyvät toimijat kuten yritysten alihankkijaverkostot.
Myönnetty EU- ja valtion rahoitus: 517 997
Toteutunut EU- ja valtion rahoitus: 515 902
Suunniteltu julkinen rahoitus yhteensä: 702 998
Toteutunut julkinen rahoitus yhteensä: 700 005
Maakunnat: Keski-Pohjanmaa
Seutukunnat: Kokkolan
Kunnat: Kokkola
Jakeluosoite:
Postinumero:
Postitoimipaikka:
Suunniteltu: 3, joihin työllistyvät naiset 0
Toteutunut seurantatietojen mukaan: 0.00, joihin työllistyvät naiset 0.00
Suunniteltu: 0, joista naisten perustamia 0
Toteutunut seurantatietojen mukaan: 0.00, joista naisten perustamia 0.00
| Välitön | Välillinen | |
| Ekologinen kestävyys | ||
| Luonnonvarojen käytön kestävyys | 3 | 5 |
| Tuotannollisten ja palveluprosessien kehittäminen teollisen internetin avulla voi vaikuttaa positiivisesti luonnonvarojen tehokkaaseen käyttöön. | ||
| Ilmastonmuutoksen aiheuttamien riskien vähentäminen | 0 | 5 |
| Teollista internettiä ja sen teknologiaa hyödyntämällä tai kerättyä dataa analysoimalla voitaisiin rakentaa esimerkiksi ennakkovaroitusjärjestelmiä ja parantaa ilmastonmuutoksen muutosten ennustettavuutta. | ||
| Kasvillisuus, eliöt ja luonnon monimuotoisuus | 3 | 5 |
| Luonnonvarojen tehokkaampi käyttö tuotannollisissa prosesseissa vähentää luontoon kohdistuvia rasituksia. | ||
| Pinta- ja pohjavedet, maaperä sekä ilma (ja kasvihuonekaasujen väheneminen) | 3 | 5 |
| Luonnonvarojen tehokkaampi käyttö tuotannollisissa prosesseissa vähentää pinta- ja pohjavesiin kohdistuvaa kuormitusta. | ||
| Natura 2000 -ohjelman kohteet | 0 | 0 |
| Hankkeella ei ole toistaiseksi natura alueiden eikä natura 2000 ohjelman tavoitteisiin liittyviä suoria vaikutuksia. | ||
| Taloudellinen kestävyys | ||
| Materiaalit ja jätteet | 1 | 5 |
| Immateriaaliset tuotteet ja palvelut eivät tuota kuormittavaa jätettä verrattuna perinteisiin tuotteisiin.Toisaalta projektilla on tuotantoa tehostavia vaikutuksia jolloin jätteiden määrää voidaan vähentää. | ||
| Uusiutuvien energialähteiden käyttö | 0 | 0 |
| Hankkeella ei ole toistaiseksi uusiutuvien energialähteiden edistämiseen liittyviä vaikutuksia. Vaikuttavia toimenpiteitä voi syntyä yritysten kanssa toteutettavien kokonaisuuksien yhteydessä. | ||
| Paikallisen elinkeinorakenteen kestävä kehittäminen | 5 | 5 |
| Projektin avulla paikallista osaamista pyritään kasvattamaan, jolloin paikallisen liiketoiminnan ja elinkeinorakenteen kehittyminen on mahdollista. | ||
| Aineettomien tuotteiden ja palvelujen kehittäminen | 7 | 5 |
| Projektissa kehitetään älykkään automaation ja teollisen internetin ratkaisuja, joihin sisältyy aineettomia tuotoksia. | ||
| Liikkuminen ja logistiikka | 5 | 5 |
| Teollinen internet ja kunnossapidon ratkaisut voivat vähentää liikkumisen tarvetta esimerkiksi huoltokäyntien yhteydessä, sekä automaattisesti tehdä päätöksiä logistiikan suhteen. | ||
| Sosiaalinen ja kulttuurinen kestävyys sekä yhdenvertaisuus | ||
| Hyvinvoinnin edistäminen | 0 | 3 |
| Hankkeella ei ole suoraa hyvinvoinnin edistävää vaikutusta mutta välillisesti hankkeella voi olla isokin vaikutus tuottavuuteen, ja ihmisen (luonnon) hyvinvointiin. | ||
| Tasa-arvon edistäminen | 0 | 0 |
| Hankeessa ei suoranaisesti ole yhteyttä tasa-arvon kehittämiseen. | ||
| Yhteiskunnallinen ja kulttuurinen yhdenvertaisuus | 0 | 0 |
| Hankkeessa ei ole suoraa yhteiskunnallisen ja kulttuurisen yhdenvertaisuuden vaikutusta. | ||
| Kulttuuriympäristö | 0 | 0 |
| Hankkeella ei ole vaikutusta kulttuuriympäristöön. | ||
| Ympäristöosaaminen | 0 | 0 |
| Hankkeella ei ole erityisiä ympäristöosaamiseen liittyviä vaikutuksia. | ||
Hanke toteutettiin alkuperäisen aikataulun ja suunnitelman mukaisena. Aihealueen osaamista ja tietoisuutta saatiin kasvatettua sekä molemmissa toteuttajaorganisaatiossa, että teollisuuden kumppanien keskuudessa teollisen internetin teknologioiden ja älykkäiden automaatiojärjestelmien osalta, joka oli alkuperäisenä tavoitteena.
Hanke keskittyi uusien tutkimusaihealueen teollisuuden toimijoille ja sitä kautta TKI- ja koulutustoimijoille tulevaisuuden kannalta tärkeiden osaamiseen liittyvien kohteiden ja niiden toteuttamisen ratkaisujen esittelyyn, toteuttamiseen ja käytännön testaamiseen, sekä laboratorioympäristössä, että teollisuuden ympäristössä.
Hankkeessa pidettiin teollisuuden kanssa yhteisiä seminaareja ja workshoppeja ja toteutuksen aikana tuotettiin julkaisuja ja useita opinnäytetöitä. Hankkeeseen välillisesti osallistuneita koulutusorganisaatioiden opiskelijoita työllistyi teollisuuden palvelukseen.
Hankkeessa tehtiin merkittävä määrä automaatio ja teollisen internetin ympäristöjä tukevia laite- ja ohjelmistohankintoja, joiden avulla toteutettiin lukuisia (n. 20 kpl) erilaisia pilotteja.
Luotu ympäristö, pilotit ja niissä haltuun otettu uusi osaaminen tukevat sekä koulutuksen, TKI:n, että teollisuuden toiminteita, prosessien uudistamista ja uusia liiketoimintamahdollisuuksia.
Toteuttajien ja teollisuuden toimijoiden osaaminen kehittyi langattomien mittausten, teollisuuden automaatio- ja kunnossapidon järjestelmien osaamisen ja teollisen hyödynnettävyyden osalta.
Centrian Chemplant - koetehdas ympäristö ja sitä ohjaava automaatiojärjestelmä päivitettiin ajantasaiseksi ja tulevaisuutta palvelevaksi, siihen integroitiin lukuisia uusia järjestelmiä, laitteita ja ohjelmistoja.
Hankkeessa toteutettuja demonstraatioita Centrian osalta olivat mm.
Älykkääseen automaatioon liittyvät demonstraatiot
-verkkopohjaisiin tiedonsiirtoväyliin ja kunnossapitoon liittyvät WirelessHART sensorit, joita voidaan käyttää laajasti kenttälaitteiden kunnonvalvontaan
- Modbus-kenttäväylätuki automaatiojärjestelmään: liitettävyys ulkopuolisille järjestelmille (esim. lämmityssaattokeskus ja värähtelymittauskeskus)
- Profinet-tuki automaatiojärjestelmään verkkopohjaisille kenttälaitteille
- Luotiin ABB-automaatiojärjestelmään HART-kommunikoinnin vaativia DTM-(Device TypeManagement) ohjelmakirjastoja
- Toteutettiin tutkimusta FDT (FieldDevice Tool) avoimen teknologian hyödyntämisessä kenttälaitteiden täydellisessä konfiguroinnissa ja kunnonvalvonnassa
- Toteutettiin automaatiojärjestelmään monimuotoista kenttäväylä protokollaa (HART, ProfibusDP, Ethernet, AS-I ja ModuleBus)
- Toteutettu automaatiojärjestelmään rajapintoja logiikoille ja kenttäväylä-muuntimille
- Rakennettiin pH-anturien tutkimusympäristö Chemplantiin
- Toteutettu kunnossapitoa helpottavia valvomonäkymiä mobiililaitteisiin ja web-ympäristöön, mm. kohteiden RFID/NFC-tunnistus
- Toteutettiin Siemensin Sx-perheen PLC-logiikoiden "valvomo"-integrointi sekä sulautetulle- että teollisuus-PC:lle
-> PLC-logiikan tiedot/muisti saatiin näin ollen integroitua OPC UA-ympäristöön
-> data tallennettiin tietokantaan
-> historiatrendien esittämiseen rakennettiin työkalu
-> voidaan hyödyntää OPC UA yli PLC-datan ohjaukseen ja -mittaukseen
– Wireless HART:n järjestelmä liitetty ABB-automaatioon Chemplantissa, asennettu langattomat HART-laitteet (5 kpl lähettimiä ja vastaanotin) prosessiympäristöön ja suoritettu näiden testausta
Teolliseen internetiin liittyvät demonstraatiot
- Tutkittu OPC UA:n ominaisuuksia ja hyödynnettävyyttä teollisen internetin ja automaation kommunikoinnissa eri alustoille (Windows, Linux, Android ja sulautetut järjestelmät)
- Toteutettu OPC UA Java clientin haltuunotto ja demonstraatiot
- Toteutettu OPC UA <-> Modbus protokollakonvertteri
- Toteutettu OPC UA client/ server, jonka yli toteutettu mittaussovelluksia ja ”valvomonäkymä”
- Toteutettu OPC UA Labview-ympäristön haltuunotto ja server/client-demonstraatiot
- Toteutettu OPC UA I/O pisteluku UniPi-alustalle
- OPC: Matrikon Tunneler demon asennus serverille ja sulautetulle Linux-alustalle
- Viemärikaivojen täyttymisasteen langaton mittaus LoRa-alustalla
- SMS Gatewayn haltuunotto ja testaus tekstiviesti-hälytysten lähettämiseen
- Tutkittu uusien framework-alustojen toimintaa data lähetykseen ja vastaanottamiseen
- JQuery/jquerymobile tutkimus & kehitys
- Toteutettiin paine-eroon perustuva LTO-koneen ohjaus-sovellus ja käytännön demonstraatio aidoissa olosuhteissa
- Bacnet-protokollan haltuunotto ja Bacnet<->Modbus muunnoksen demonstraatio
Kokkolan yliopistokeskus Chydeniuksen yhteyteen tuotettu älykkääseen mittauksen liittyvä toimintaympäristö sisältää nyt tarvittavat valmiudet niin laitteistojen, anturien, teknologioiden ha verkkojen kuin osaamisenkin puitteissa uusien teollisen internetin sovellutusten, palvelujen ja ratkaisujen kehittämiseen kokeilemiseen ja testaamiseen.
Tähän ympäristöön liittyen tuotettiin useita Teolliseen Internetiin liittyviä demonstraatiota, mm.:
- teollisen internetin pilottisovelluksena maalämpökaivon lämpötilamittaus 1-wire kaapelilla (Dimense), sekä tiedon tallentamiseen ja näyttämiseen pilvipalvelu
- Langattoman sensoriverkon simulointiympäristön toteuttaminen Contiki/Cooja-sekä Matlab/Simulink simulointiympäristöihin, verkon toiminnan tehostamiseen sekä tutkimus- ja koulutusalustaksi.
- Toteutettu ilmanlaadun ja pölyn mittaukseen soveltuvien antureiden kartoitus- tutkimuskokonaisuus sekä soveltuva hiukkasmittausdemo.
- Hiilidioksidimittaus demo langattomassa sensoriverkossa SenseAir K30 anturilla.
- Toteuettiiin UWB:hen pohjautuva demonstraatio paikannukseen, joka pohjautuu Sewion RTLS sisäpaikannusjärjestelmään (SensMap Server ja SensMap visualisointisovellus).
- Toteutettiin kampusalueelle valopylväisiin liitetty sensoriverkkoympäristö, joka tarjoaa monikäyttöisen alustan erilaisten teollisen internetin sovellusten testaamiseen vaihtelevissa sääolosuhteissa.
- Toteutettiin GNSS paikannusverkko kampusalueen ulkoverkon demona. Tähän liittyen toteutettiin paikannustarkkuuteen liittyvää tutkimusta ja tuotettiin kansainvälisiä julkaisuja.
- Suunniteltu ja toteutettu rautason virtaresetointi komponentti sensoriverkon gateway-osaan (Raspberry pi), käytettäväksi esim. 4g modeemin ohjelmalliseen resetointiin
- Sensorinoodin käyttöjärjestelmästä uusi versio
- Toteuttajien yhteistyönä toteutettiin Labview-tehomittaus sensorinoodin radion signaalin lähetystehon optimoimiseen eri radiokanavilla, mm. eri lämpötiloissa.
- Toteutettiin Apachen Guacamoleen pohjautuva demonstraatio teollisen internetin laboratoriotoiden suorittamiseksi etänä, koulutuksen tarpeisiin
- Toteutettiin OGC sensorthings ja W3C Web of Things standardeihin liittyyvää kartoitusta ja evaluontia niiden soveltuvuudesta hankkeen älykkään mittauksen ympäristöön.
- Toteutettiin pohjaveden pinnankorkeuden mittaustesti sensoriverkkoa käyttäen, tutkimusaiheena mm. verkon throughput ja rssi tietyissä olosuhteissa
- Toteutettu BluetoothLE yhteensopivuuden lisääminen sensoriverkon gateway-osaan ja tutkittu BLE -laitteiden soveltuvuutta esim. koneiden käyttöasteen seurannassa liikettä havainnoimalla, ja siitä uuden liiketoimintaa hyödyttävän tiedon tuottamisessa
- Toteuttiin sensoriverkon noodien radiosignaalin kuuluvuustestejä mm. haastavissa teollisissa ympäristöissä ja erilaisissa ulkoympäristöissä.
- Saatiin kampusalueelle LoraWan tukiasema yhteistyössä Digitan kanssa, käytettäväksi alueen opiskelijoille ja tutkimuslaitoksille ja muille. Tähän liittyen tuotettu muutamia demosovelluksia jotka käyttävät Lora verkkoa ja Digitan taustajärjestelmää
- Sensoriverkon pilotointi teollisen prosessin jäähdytysjärjestelmän seurannassa ja toiminnan evaluoinnissa
- 3D tulostusteknologian integrointi hankkeen toimintaympäristöön käyttäminen erilaisten teollisen internetin laitteiden ketterässä kotelo- ja tukiosa tuottamisessa.
- Tutkittu ja implementoitu erilaisia kontti- ja virtualisointiteknologioita teollisen internetin yhteydessä.
Älykkääseen automaatioon liittyviä demonstraatiot:
- Integroitiin sensoriverkon Gateway-osaan OPC UA-palvelin toiminnot sekä toteutettiin tarvittavat rajapinnat, joilla 802.15.4 verkko voidaan avata esim. ChemPlant automaatiojärjestelmään. Samassa yhteydessä pilotoitiin eri OPC UA-server ohjelmistoja (Kepserver Ex, Matrikon OPC server, Prosys simulation server)
- Mobiililaitedemo, millä voidaan katsella sensoriverkon tilaa ja tehdä kyselyitä ja muutoksia OPC UA-protokollan yli.
Hankkeen kohteena ollut Centrian Chemplant-ympäristö on nyt tutkimusaiheen, kalustonsa ja hankkeen tavoitteiden saavuttamisen osalta aikaansa edellä oleva, teollisuuden tulevaisuuden kehityspolkuja tukeva ja niitä vahvasti ennakoiva TKI-, koulutus- ja aluekehitysympäristö, joka tarjoaa palveluineen alueen teollisuudelle niiden osaamista ja toiminnan kehittämistä tukevan toimintaympäristön. Hankkeessa toteutettu Kokkolan yliopistokeskus Chydeniuksen älykkääseen mittaukseen liittyvä toimintaympäristö sisältää nyt tarvittavan nykyaikaisen ja tulevaisuuden teollisen internetin tarpeisiinkin soveltuvan infrastruktuurin niin laitteiston kuin ohjelmistojen osalta ja osaamisen alueen teollisuuden tarpeiden täyttämiseen. Se tarjoaa myös alustan sekä verkkoinfrastruktuurin tutkimustiedon keräämiseen ja tuottamiseen sekä toiminnot erilaisia korkeakoulun opintokokonaisuuksia palvelemaan.
Saavutetut tulokset tukevat alueen TKI:n, koulutuksen ja työelämän kolmikantaa. Toteuttajille ja hankkeeseen osallistuneille muille osapuolille syntynyt uusi osaaminen ja Chemplant-ympäristö sekä Kokkolan yliopistokeskus Chydeniuksen älykkään mittauksen CiNet-ympäristö tulevat toimimaan alueellisena osaamiskeskittymänä ja tukipisteenä tutkimusaiheiden kehittämistoimien, niiden koulutuksen ja alueen työelämän uusien aineettomien resurssien pääoman kasvattajana.