|
|
|
Hankekoodi: A75624
Hankkeen nimi: ÄlyKaupunki
Toimintalinja: 2. Uusimman tiedon ja osaamisen tuottaminen ja hyödyntäminen
Erityistavoite: 3.2. Uusiutuvan energian ja energiatehokkaiden ratkaisujen kehittäminen
Suunnitelman mukainen toteutusaika: Alkaa 1.1.2020 ja päättyy 31.5.2023
Toiminnan tila: Toiminta päättynyt
Vastuuviranomainen: Pirkanmaan liitto
Hakijan virallinen nimi: Hämeen ammattikorkeakoulu Oy
Organisaatiotyyppi: Ammattikorkeakoulu
Y-tunnus: 2617489-3
Jakeluosoite: PL 230
Puhelinnumero: 036461
Postinumero: 13101
Postitoimipaikka: Hämeenlinna
WWW-osoite: http://www.hamk.fi
Hankkeen yhteyshenkilön nimi: Jukka Pulkkinen
Yhteyshenkilön asema hakijaorganisaatiossa: Tutkijayliopettaja
Yhteyshenkilön sähköpostisoite: jukka.pulkkinen(at)hamk.fi
Yhteyshenkilön puhelinnumero: 0504618927
Hakijoiden lukumäärä tai tuen siirto -menettely:
Hankkeen tavoitteena on vähähiilisyyden edistäminen tekoälyä hyödyntämällä. Vähähiilisyyttä edistetään PK-yritysten kehittämillä uusilla kaupallisilla tekoälysovelluksilla. Hankkeen kohderyhmänä ovat Pirkanmaalaiset PK-yritykset, joiden liiketoimintaan kuuluu rakennusten, kiinteistöjen ja älykkään kaupunki ympäristön (Smart City) tekoälysovellukset. Hankkeen toisena kohderyhmänä on Tampereen kaupunki ja Etelä-Pirkanmaa eli Pirkanmaalaisille PK-yrityksille mahdollistetaan kaksi erilaista pilottiympäristöä tekoälysovellusten kehittämiseen, jotka ovat Tampereen kaupungin rakennukset ja kiinteistöt sekä Valkeakosken Eteläinen keskusta. PK-yritysten omat resurssit ovat rajalliset ja sopivien pilottikohteiden saaminen vaikeaa, johon hankkeessa luodaan ratkaisu. Loppukäyttäjien (Tampereen Tilapalvelut Oy ja Valkeakosken kaupunki) aktiivinen osallistuminen hyvässä yhteistyössä HAMKin tutkijoiden ja PK-yristysten kanssa varmistaa realistiset ja todelliset sovelluskohteet uusien tai merkittävästi olemassa olevia ratkaisuja parantavien tuotteiden kehittämiseen tavoitteena vähähiilisyyden edistäminen.
Tampereen tavoitteena on hiilineutraalius vuoteen 2030 mennessä, joka on määritetty kaupunkistrategiassa. Tavoite on tarkoitus saavuttaa yhteistyössä mm. sidosryhmien ja yritysten kanssa. Rakennusten lämmitys on Tampereen isoin kasvihuonepäästöjen lähde ja luonnollisesti isoin vaikutus saadaan siirtymällä uusiutuvan energian käyttöön. Tämän lisäksi energiatehokkuuden ja älykkyyden edistäminen rakennuksissa odotetaan tuovan jopa 2% pienennyksen kasvihuonepäästöissä. Tämä hanke tukee tämän tavoitteen saavuttamisessa.
Valkeakosken kaupungin suunnitelmissa on kehittää Eteläinen keskusta kaupunginosaa kohti älykästä kaupunkia, jossa tulisi tulevaisuudessa asumaan merkittävästi nykyistä enemmän asukkaita. Alueen suunnittelu on alkuvaiheessa mutta luonnollisesti kestävä ja vähähiilisyyttä edistävät ratkaisut ovat edellytys uudenlaisen asumisympäristön rakentamiseen. Hankkeessa tullaan luomaan heti suunnittelun alkuvaiheessa tekoälysovelluskehitystä kiihdyttävä tietoalusta, joka mahdollistaa PK-yritysten osallistamisen vähähiilisyyttä edistävien tekoälysovellusten kehittämiseen koko kaupunginosan elinkaaren ajan.
Hankkeen toimenpiteinä kartoitetaan pilottiympäristön loppukäyttäjien kanssa todellisia dataa hyödyntäviä use case:jä vähähiilisyyden edistämiseen. Lämmityksen- ja ilmastoinnin optimointi, kiinteistöjen ylläpidon tehokkuuden nostaminen, kiinteistöjen käyttöasteen parantaminen, liikkumisen vähähiilisyyden edistäminen, kierrätyksen ja jätelogistiikan tehostaminen ja uusiutuvan energian käytön lisääminen ovat esimerkkejä use case:stä mutta hankkeessa ei rajoituta ainoastaan näihin vaan haetaan laaja-alaisesti loppukäyttäjien kanssa uusia vähähiilisyyttä edistäviä ratkaisuja. Tekoälysovellusten kehittäminen kartoitettuihin use case:hin ja niiden pilotointi ovat hankkeen keskeisiä toimenpiteitä kuten myös tulosten avoin julkaiseminen hankkeen www-sivuilla ja tieteellisissä julkaisuissa.
Hankkeen tuloksena saadaan uusia tai merkittävästi olemassa olevia ratkaisuja parantavia tuotteita hyödyntämällä tekoälyä, jotka edesauttavat vähähiilisyystavoitteiden saavuttamista. Tekoälysovellukset edellyttävät todellisia spesifisesti määritettyjä use case:jä, joita hankkeessa selvitetään loppukäyttäjien kanssa tiiviissä yhteistyössä. Use case:t ovat sellaisia, joilla on liiketoimintapotentiaalia yrityksille eli ne luovat todellista lisäarvoa loppukäyttäjille ja niillä on selkeä vaikutus vähähiilisyyden edistämiseen. Liiketoimintaedellytykset ja vähähiilisyys vaikutukset selvitetään tiiviissä yhteistyössä loppukäyttäjien, HAMKin asiantuntijoiden ja PK-yritysten kanssa.
Hankkeen kohderyhmänä ovat Pirkanmaalaiset PK-yritykset, joilla edellytyksiä sovellusten tekemiseen hankkeen use case:hin eli digitaalisuuden ja tekoälyn hyödyntämiseen liittyvät yritykset ja mahdollisesti myös kiinteistöjen ylläpitoa tekevät yritykset. Use case:n määrittämisessä kohderyhminä ovat Tampereen kaupungin kiinteistöt ja Valkeakosken Eteläinen Keskusta kaupunginosa.
Hankkeessa tullaan tarjoamaan avoimesti kaikille Pirkanmaalaisille kiinnostuneille yrityksille mahdollisuus osallistua vähähiilisyyttä edistävien tekoälysovellusten kehittämiseen. Hankkeessa tullaan myös osallistamaan valikoidusti Pirkanmaan ulkopuolisia alan johtavia yrityksiä, joilla uskotaan olevan annettavaa tekoälysovellusten kehittämiseen tietämyksen lisäämiseksi alueella.
Tampereen kiinteistöissä ja Valkeakosken Eteläisessä keskustassa saadut tulokset tiedotetaan seuraaville kaupunkirganisaatioille: Tampere, Valkeakoski, Akaa ja Urjala ja lisäksi pyritään varmistamaan kaikkien Pirkanmaan kaupunkien ja kuntien mahdollisuus hyödyntää hyviä hankkeessa löydettyjä käytänteitä. Lisäksi tuloskia pyritään jakamaan kaikille Pirkanmaalaisille yrityksille.
Välillisesti hankkeesta hyötyvät älykkäitä kiinteistöjä ja älykkäitä kaupunkiratkaisuja kehittävät yritykset ja oppilaitokset. Hanke parantaa kiinteistöjen arvoa. Hankkeen tulokset ovat hyödynnettävissä myös kohdealueen ulkopuolisille yrityksille.
Myönnetty EU- ja valtion rahoitus: 195 000
Toteutunut EU- ja valtion rahoitus: 195 000
Suunniteltu julkinen rahoitus yhteensä: 325 000
Toteutunut julkinen rahoitus yhteensä: 325 000
Maakunnat: Pirkanmaa
Seutukunnat: Tampereen, Etelä-Pirkanmaan
Kunnat: Valkeakoski, Tampere, Urjala, Akaa
Jakeluosoite: Lotilantie 16
Postinumero: 37630
Postitoimipaikka: Valkeakoski
Suunniteltu: 0, 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 | 0 | 9 |
| Hanke edesauttaa välillisesti luonnon monimuotoisuuteen vähähiilisyyttä edistämällä mutta ei välittömiä toimia. | ||
| Ilmastonmuutoksen aiheuttamien riskien vähentäminen | 7 | 9 |
| Hanke edistää vähähiilisyyttä useilla eri toiminta- alueilla: lämmitys, ilmastointi, liikenne, liikkuminen ja logistiikka. | ||
| Kasvillisuus, eliöt ja luonnon monimuotoisuus | 0 | 9 |
| Hanke edesauttaa välillisesti luonnon monimuotoisuutta vähähiilisyyttä edistämällä mutta ei välittömiä toimia. | ||
| Pinta- ja pohjavedet, maaperä sekä ilma (ja kasvihuonekaasujen väheneminen) | 2 | 5 |
| Hanke vaikuttaa kasvihuonepäästöjen vähenemiseen tehostamalla kiinteistöjen ylläpitoa eli tehotamalla tekemistä (ähemmän liikkumista) ja energiatehokkuuden parantumisen kautta eli energian kulutusta pienentämällä. | ||
| Natura 2000 -ohjelman kohteet | 0 | 0 |
| Alueella ei ole Natura kohteita. | ||
| Taloudellinen kestävyys | ||
| Materiaalit ja jätteet | 4 | 9 |
| Hankkeen sovellukset kehittävät rakennusten tehokasta käyttöä ja siten vähentävät uudisrakentamista. | ||
| Uusiutuvien energialähteiden käyttö | 6 | 6 |
| Uusiutuvan energian käyttö on yksi kohde Valkeakosken eteläinen keskusta-alueen kehittämistavoitteita, jota tukevia soveluksia selvitetään hankkeessa | ||
| Paikallisen elinkeinorakenteen kestävä kehittäminen | 6 | 8 |
| Hankkeen tavoitteena on kehittää paikallista PK-yritystoimintaa, joka tukee kestävää kehittämistä | ||
| Aineettomien tuotteiden ja palvelujen kehittäminen | 10 | 8 |
| Hankkeen tavoitteena on kehittää paikallista PK-yritystoimintaa, joka tukee kestävää kehittämistä aineettomilla tekoälysovelluksilla. | ||
| Liikkuminen ja logistiikka | 6 | 8 |
| Hankkeen tavoitteena on kiinteistöjen ylläpitotoiminnan tehostaminen eli liikkumistarpeen väheneminen ylläpitohenkilöillä. | ||
| Sosiaalinen ja kulttuurinen kestävyys sekä yhdenvertaisuus | ||
| Hyvinvoinnin edistäminen | 4 | 6 |
| Eteläinen Keskusta digitaalinen kaksonen tavoittelee parempaa eri osapuolien osallistamista kehitystyöhön. Tiedon saatavuus ylläpitotoiminnassa on yksi tavoite kiinteistöjen ylläpidon tehostamisessa. Hackathonit edistävät luovuutta. | ||
| Tasa-arvon edistäminen | 0 | 4 |
| Kiinteistöjen ylläpitotoiminta on perinteisesti ollut miesvaltainen ala. Hankkeessa kehitettävät AI ratkaisut antavat mahdollisuuden alan mielenkiinnon kasvattamisen myös naisten keskuudessa. | ||
| Yhteiskunnallinen ja kulttuurinen yhdenvertaisuus | 0 | 0 |
| Ei vaikutusta | ||
| Kulttuuriympäristö | 0 | 0 |
| Ei vaikutusta | ||
| Ympäristöosaaminen | 5 | 6 |
| Hanke parantaa alueen PK-yritysten ja kaupunkien ympäristöosaamista lei miten tekäölysovelluksilla voidaan edistää vähähiilisyyttä. | ||
ÄlyKaupunki -hankkeen tavoitteena oli:
- Yritykset tuovat markkinoille sekä uusia että aiemmasta versiosta merkittävästi kehitettyjä vähähiilisyyttä edistäviä tekoälyä hyödyntäviä tuotteita ja ratkaisuja.
- Uudet tekoälyä hyödyntävät ratkaisut edesauttavat Tampereen ja Eteläisen Pirkanmaan kaupunkien vähähiilisyystavoitteiden saavuttamista.
- Tekoälysovelluskehitystä kiihdyttävän tietoalustan luominen Valkeakosken Eteläiseen keskukseen.
- Käyttöliittymä tekoälysovellusta kiihdyttävään tietoalustaan Valkeakosken Eteläiseen keskukseen avoimuuden varmistamiseksi ja kaikkien osapuolien osallistamiseksi
- Kehittämisympäristö tekoälyä hyödyntävien tuote-, palvelu ja liiketoimintakonseptien kehittämiseen Tampereella ja Etelä-Pirkanmaalla
- Julkaisuja kansainvälisissä konferensseissa ja lehdissä tekoälysovellusten tuloksista
Edellä mainittujen tavoitteiden toteuttamiseksi suoritettiin toimenpiteitä yhteistyössä eri toimijoiden kanssa ja tärkeimpinä kehitysympäristöinä hankkeessa oli Tampereen kaupungin kolme koulurakennusta pilottikiinteistöinä (Takahuhti, Tesomaa ja Vuores), joita hankkeen myöhemmässä vaiheessa laajennettiin HAMKin Valkeakosken B-rakennukseen ja Hämeenlinnan kampuksen S-rakennuksen sekä Valkeakosken vapaa-aikakeskus, johon rakennettiin tekoälysovellusta kiihdyttävä tietoalusta. Lisäksi Tampereelta otettiin tarkasteltavaksi noin 20 uutta kiinteistöä, jossa oli ollut käytössä Enermix Oy:n Talotohtori ratkaisu.
Hankkeen tavoitteena oli tuottaa markkinoille sekä uusia että aiemmasta versiosta merkittävästi kehitettyjä vähähiilisyyttä edistäviä tekoälyä hyödyntäviä tuotteita ja ratkaisuja, joka ei toteutunut. Hankkeen aikana yhteistyö oli tiivistä erityisesti Valaa Technology Oy:n kanssa ja HAMKin asiantuntijat osallistuivat heidän ratkaisunsa kehittämiseen, mutta tämä ei ole ainakaan vielä johtanut kaupalliseen tuotteeseen asti.
Hankkeen toisena tavoitteena oli, että tekoälyä hyödyntävät ratkaisut edesauttavat Tampereen ja Eteläisen Pirkanmaan kaupunkien vähähiilisyystavoitteiden saavuttamista. Hankkeen alussa tehdyn kartoituksen perusteella energiankulutus ja erityisesti lämmitykseen käytettävä kaukolämpö on suurin hiilijalanjäljen aiheuttaja Tampereen kiinteistöissä. Hankkeen jatkokehityksessä keskityttiin erityisesti kaukolämmön kulutuksen optimointiin kiinteistöissä tekoälysovelluksia hyödyntämällä.
Kaukolämmön kulutus jakautuu kolmeen eli kiinteistöjen varsinaiseen lämmitykseen, ilmastoinnin tuloilman lämmitykseen ja käyttöveden lämmitykseen. Ilmastoinnissa on jo laajalti käytetty tarvepohjaista lämmitystä, mikä tarkoittaa ilmastoinnin määrän suhteuttamista kiinteistöissä olevaan ihmismäärään ja tämän käytännön toteuttamiseen on olemassa erilaisia vaihtoehtoja. Mikäli ihmismäärää voidaan mitata joko suoraan tai välillisesti hiilidioksidin määrän avulla niin tätä tietoa voidaan hyödyntää ilmastoinnin ohjauksessa. Mikäli tätä tietoa ei ole käytettävissä niin esimerkiksi koulukiinteistöissä voidaan arvioida aikatauluperusteisesti käyttöastetta ja tätä tietoa voidaan hyödyntää ilmastoinnin ohjauksessa. Nämä menettelyt olivat jo laajasti käytössä Tampereen ja muidenkin kaupunkien ja kuntien julkisten rakennusten ohjauksessa ja näistä uskotaan saavan merkittävää energiansäästöä mutta tässä hankkeessa ei keskitytty näiden jatkokehitykseen.
Hankkeen pilottikohteissa keskityttiin pääasiassa kaukolämmön kulutuksen optimointiin hyödyntämällä tekoälyä. Hankkeessa tehtiin erilaisia skenaariotestejä pilottikohteissa, joissa testattiin kaukolämmön kulutuksen pienentämistä tarvepohjaisesti sekä kiinteistöjen varsinaisessa lämmityksessä että myös ilmastoinnissa. Tehtyjen testien perusteella voidaan todeta tällä saavutettavan mahdollisesti noin 5-10% säästöt kiinteistökohtaisesti ilman vaikutusta sisäilmaolosuhteisiin. Lisäksi erityisesti HAMKin pilottikohteissa havaittiin normaalien säätökäyrien selkeästi ylilämmittävän kiinteistöjä ja keskittymällä näiden virittämiseen lähemmäs normaalia tilaa saavutettiin 3-7%:n energiasäästöt.
Lisäksi hankkeessa luotiin erilaisia energiankulutuksen ennustamismalleja koneoppimista hyödyntäen ja myös optimointialgoritmi, jolla voidaan laskea optimiohjaukset sekä lämmitykseen että ilmanvaihtoon siten, että sisäilmaolosuhteet eivät heikkene. Nämä tulokset on julkaistu GitHubissa: https://github.com/hamk-uas/HAMK_Smart_City ja ovat kaikkien hyödynnettävissä. Näiden laajamittainen hyödyntäminen edellyttäisi alustapohjaista järjestelmää, jossa kerättäisiin tarvittava data useista kiinteistöistä. Näiden kehitettävien algoritmien hyödyntäminen kaupallisten ratkaisujen kehittämiseen myös hankkeen jälkeen on täysin mahdollista.
Tavoitteena hankkeessa oli tekoälysovellusta kiihdyttävään tietoalustaan tekeminen Valkeakosken Eteläiseen keskukseen avoimuuden varmistamiseksi ja kaikkien osapuolien osallistamiseksi kehitystyöhön. Eteläisen keskuksen yhtenä konkreettisena rakennuskohteena hankkeen aikana oli Valkeakosken vapaa-aikakeskus, joten hankkeessa keskityttiin tähän kohteeseen. Valkeakosken kaupungin työntekijöiden kanssa pidetyissä työpajoissa päätettiin mallintaa muutamia luokkahuoneita, kahvio ja auditorio. Hankkeessa luotiin pelimoottoriteknologiaa hyödyntäen rakennuksen digitaalinen kaksonen tietoalustaksi ja tätä tietoalustaa hyödyntäen tekemällä prototyyppisovellus kaupunkilaisten osallistamiseksi yhteiskehittämiseen. Yhteiskehittämisen kohteena oli tietoalustan hyödyntäminen tilojen konfiguroinnin suunnittelussa ja tilojen käytön opastamiseen. Tämä toteutettiin yhteistyössä Tampereen yliopiston Kite -hankkeen kanssa. Yhteiskehittäminen tehtiin Quadruple Helix innovaatiomallin mukaisesti, jossa osallistetaan yritykset, julkinen sektori, korkeakoulut ja tutkimuslaitokset sekä myös kansalaiset yhteiskehittämiseen.