Uusi kuvaustapa tehostaa tuotantolaitteiden uudelleenkäyttöä

Tuotantojärjestelmän on mukauduttava ja vastattava ketterästi uusiin vaatimuksiin, kuten tuotantomäärien vaihteluun, uuden tuotteen esittelyyn tai laiterikkoon. Diplomi-insinööri Niko Siltala tutki väitöstyössään tuotantolaitemoduuleiden muodollista kuvaamista ja sen mukanaan tuomia mahdollisuuksia.

Tuotantojärjestelmille asetettuihin vaatimuksiin, kuten mukautuvuuteen ja ketteryyteen, pyritään vastaamaan muun muassa uudelleen konfiguroitavilla tuotantojärjestelmillä (Reconfigurable Manufacturing System, RMS). Tuotantojärjestelmän tulee olla lähtökohtaisesti modulaarinen ja järjestelmän resurssit pitää pystyä kuvaamaan, jotta järjestelmän uudelleen konfigurointi ja tuotantomoduuleiden uudelleenkäyttö ovat mahdollisia.

- Väitöstyössäni kehitetyn määrämuotoisen kuvauksen ansiosta vanha malli, jossa tuotantojärjestelmä romutetaan tarpeen päätyttyä, voidaan unohtaa. Kuvauksen avulla voidaan tallettaa ja kertoa tiedot siitä, mitä kukin tuotantolaite pystyy tekemään, kuinka se voidaan liittää toisiin laitteisiin ja mitkä sen muut ominaispiirteet ovat, Niko Siltala kertoo.

Helpottaa laitteiden vertailua

Määrämuotoisen tuotantolaitekuvaksen tehtävänä on vakioida malli, jolla laitemoduulit kuvataan muodollisesti ja digitaalisesti, niin koneen kuin ihmisenkin ymmärtämään muotoon.

Siltalan kehittämä tuotantolaitekuvaus tehdään XML:ään (eXtensible Markup Language) pohjautuvalla kielellä. Kielen myötä rakenteiseen dokumenttiin täytetään tuotantolaitteeseen liittyviä tietoja, parametriarvoja ja muita ominaispiirteitä. Sen avulla voidaan vakioida laitteiden kuvaaminen, mikä helpottaa esimerkiksi eri laitevalmistajien tuotantomoduuleiden vertailua ja kuvauksen hyödyntämistä järjestelmän suunnittelussa.

- Määrämuotoisen kuvauksen tieto saadaan laitteen valmistajalta, jolla on paras tietämys laitteensa toiminnasta ja ominaisuuksista. Loppukäyttäjä tai järjestelmäintegraattori voi hyödyntää näitä kuvauksia etenkin järjestelmän suunnittelu- ja käyttöönottovaiheissa, Siltala sanoo.

Siltalan väitöstyössään kehittämä kolmitasoinen malli tarjoaa uusia mahdollisuuksia tuotantomoduuleiden nopeampaan soveltamiseen ja uudelleenkäyttöön osana uudelleen konfiguroitavaa tuotantojärjestelmää. Ylimmän tason tarkoitus on auttaa rajapintojen ja ominaisuuksien vakioinnissa, jotta moduuleiden integraatio olisi mahdollisimman helppoa ja laiteresurssien vaihdettavuus toteutuisi. Keskimmäinen taso on laitetyypin kuvaus, joka kertoo laitteen kyvykkyydet, rajapinnat ja muut keskeiset ominaisuudet. Tämän kuvauksen tuottaa laitevalmistaja. Kolmas taso kertoo laiteyksilön ominaisuuksista ja sen todellisesta tämänhetkisestä kyvykkyydestä. Tätä päivitetään jatkuvasti laitteen olemassaolon ja käytön aikana, esimerkiksi kalibrointitietojen perusteella.

- Tuotantojärjestelmän suunnittelu ja käyttöönotto nopeutuvat huomattavasti, kun käytössä on määrämuotoinen, vakioitu, todenmukainen ja ajan tasalla oleva tieto käytettävissä olevista laiteresursseista. Suunnittelua, simulointia, validointia ja käyttöönottoa varten saadaan tietoa vakioidussa muodossa, mikä mahdollistaa näiden prosessien tehostamisen ja jopa tuotantojärjestelmän tietynasteisen autokonfiguroinnin, Siltala sanoo.

Väitöstilaisuus tiistaina 12.7.2016 

Diplomi-insinööri Niko Siltalan kone- ja tuotantotekniikan alaan kuuluva väitöskirja Formal Digital Description of Production Equipment Modules for supporting System Design and Deployment (“Tuotantolaitemoduuleiden muodollinen digitaalinen kuvaus tukemaan tuotantojärjestelmän suunnittelua ja -käyttöönottoa”) tarkastetaan Tampereen teknillisen yliopiston (TTY) teknisten tieteiden tiedekunnassa tiistaina 12.7.2016 kello 12.00 alkaen Festian Pieni Sali 1:ssä (Korkeakoulunkatu 8, Tampere). Vastaväittäjänä toimii professori Juergen Jasperneite (Fraunhofer Application Center Industrial Automation, IOSB-INA, Saksa). Tilaisuutta valvoo professori Minna Lanz TTY:n kone- ja tuotantotekniikan laitokselta.

Väitöskirjaan voi tutustua osoitteessa: http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-15-3783-7