New project: Autonomous Processes Facilitated by Artificial Sensing Intelligence

Our research activities in this Business Finland Co-innovation joint action are focused on adaptive modeling, advanced data analytics and intelligent measurements. The goal of APASSI is to research and develop technologies enabling competitive process systems suitable for autonomous factories.

 

APASSI - kohti autonomisia prosesseja

Tutkimusaktiviteettimme tässä projektissa keskittyvät adaptiivisten mallinnusmenetelmien tutkimukseen, mittausaineiston analysointiin ja älyn lisäämiseen mittalaitteeseen sekä näiden muodostamien järjestelmien tehokkaaseen hyödyntämiseen prosessiteollisuudessa. Projekti linkittyy vahvasti yliopistomme fokusalueisiin liittyen digitalisaation hyödyntämiseen ja luonnonvarojen kestävään käyttöön.

Keväällä 2019 on käynnistynyt seitsemän yrityksen ja kolmen tutkimustahon APASSI-hankekokonaisuus (Autonomous Processes Facilitated by Artificial Sensing Intelligence), jonka tavoitteena on ottaa askel kohti teollisuuden prosessien autonomisuutta kehittämällä mittaustekniikan luotettavuutta ja laajuutta koneoppimisen sovelluksia silmällä pitäen. Kyseessä on Business Finlandin rahoittama ns. Co-innovation -hanke, jossa on mukana Valmet, Outotec, Senfit, Head Recycle Systems, Gasera, Oplatek ja Spectral Engines sekä VTT, Tampereen yliopisto ja Oulun yliopisto. Hankkeen kokonaisvolyymi on noin 10 M€, tutkimusprojektien kesto on kaksi vuotta, ja yritysprojektien 2 - 3 vuotta. Hankkeen käynnistyskokous pidettiin Oulussa toukokuun alussa. Apassin ekosysteemiin kuuluu lisäksi noin 50 alihankkija- ja yhteistyökumppaniyritystä sekä loppukäyttäjää.

Digitalisaation myötä tehtaat ja niiden prosessit muuttuvat autonomiksi, jolloin tehtaissa työskentelevien operaattorien rooli muuttuu merkittävästi. Nykyään tehtaissa operaattorit käyttävät omia aistejaan (näkö, kuulo, tunto, haju ja jopa maku) prosessien tilan arviointiin. He myös arvioivat olemassa olevien prosessimittausten tuottaman datan luotettavuutta, suorittavat mittalaitteiden kalibrointeja ja tekevät monia päätöksiä kokemuksensa nojalla. Apassi-hankkeen tavoitteena on korvata operaattorien aisteja uusilla mittauksilla, ja toisaalta kehittää tekoälyyn pohjautuvia menetelmiä mittausdatan luotettavuuden arvioimiseksi, mittareiden kalibroimiseksi automaattisesti ja mittausten kohdistamiseksi kullakin hetkellä informatiivisimpiin kohteisiin. Toinen Apassi-hankkeen tavoite liittyy prosessien ”digitaalisten kaksosten” kehittämiseen ja ylläpitoon yhdistämällä ja adaptoimalla ilmiöpohjaisia prosessimalleja reaaliaikaisesti mittareiden tuottamalla datalla.

Uusien mittausten, tekoälyn, aktiivisen aistimisen, digitaalisen kaksosen ja niiden myötä kehittyneen prosessien säädön ja optimoinnin myötä teollisuusprosessien tuotteiden laatu paranee samalla vähentäen energiankulutusta, jätteiden määrää ja kemikaalien kulutusta. Näin Apassi-hanke tukee osaltaan myös siirtymistä kohti kestävää kehitystä ja hiilineutraalia yhteiskuntaa.

Hankkeessa kehitetään spektroskopiaan ja kuvaan perustuvia mittaustekniikoita sekä näiden yhdistelmiä. Kehitettyjä mittausmenetelmiä ja tekoälyyn pohjautuvia analysointi- , säätö- ja optimointimenetelmiä sovelletaan rainamaisten tuotteiden, kuten paperin, valmistusprosesseissa, kaivosteollisuuden prosesseissa sekä muovin kierrätyksessä.

”Mittaustekniikan suorituskyvyllä, älykkäällä diagnostiikalla ja kyvyllä arvioida tulosten oikeellisuutta on ratkaiseva merkitys automaatiotason ja jopa autonomian lisäämisessä tuotantoprosessiin.  Valmet soveltaa APASSI-hankkeessa tutkittavia ja kehitettäviä mittaustekniikoita paperin, kartongin, sellurainan ja muiden rainamaisten tuotteiden tuotantoprosessien on-line mittauksissa.”  kertoo tutkimuspäällikkö Markku Mäntylä Valmetilta.

”Outotec kehittää mittauksia ja automaatiota kaivosteollisuuden tarpeisiin. Apassi-hankkeessa kehitetään mittaustekniikkaa erityisesti mineraalien rikastusprosessien mittaamiseen. Tämän lisäksi tutkimme laskennallisten menetelmien ja digitalisaation tarjoamia mahdollisuuksia osana palveluliiketoimintaamme”, sanoo konseptikehitysjohtaja Jani Kaartinen Outotecilta.

Oulun yliopiston tutkimus tässä projektissa keskittyy adaptiivisten mallinnusmenetelmien tutkimukseen, mittausaineiston analysointiin ja älyn lisäämiseen mittalaitteeseen sekä näiden muodostamien järjestelmien tehokkaaseen hyödyntämiseen prosessiteollisuudessa. Projekti linkittyy vahvasti yliopistomme fokusalueisiin liittyen digitalisaation hyödyntämiseen ja luonnonvarojen kestävään käyttöön.

 

Yhteystiedot:

Erikoistutkija Janne Paaso, VTT

Professori Risto Ritala, Tampereen yliopisto

Tutkijatohtori Markku Ohenoja, Oulun yliopisto

Last updated: 13.9.2019