Manufacturing 4.0

MFG 4.0

News

MFG40 Seminar in Analytics 1/2020 LUT-Yliopistolla

By

Apulaisprofessori Alexandros Iosifidis Aarhusin yliopistosta vieraili LUT-yliopistossa ja esiintyi MFG40-projektin järjestämässä analytiikka-seminaarissa. Prof. Iosifidis kertoi Aarhusissa toimivan tutkimusryhmänsä tutkimuksesta ja sen saavutuksista – ryhmä keskittyy syvän oppimisen (deep learning) tutkimukseen ja erilaisiin neuraaliverkkojen prediktiivisen kyvyn parantamiseen tähtäävien menetelmien kehittämiseen.

Seminaarissa esiintyivät myös MFG40 projektin WP3:sta toisena väittelijänä väitellyt Christoph Lohrmann, joka kertoi omasta muuttujien valintaan (feature selection) keskittyvästä tutkimuksestaan ja projektin yhteydessä kehittämästään uudesta menetelmästä, sekä Mahinda Mailagaha Kumbure, kertoen omasta K-Nearest Neighbor algoritmin parantamiseen tähtävästä tutkimuksestaan.

Seminaarin ohjelma on ladattavissa alla olevasta linkistä.

MFG40_Seminar-FLYER_on_analytics_22012020-programmeDownload

MFG4.0-hanke laajasti esillä AMIEDU:n järjestämillä AMK- ja ammatillisen koulutuksen tutkimuspäivillä Helsingissä

By

AMK- ja ammatillisen koulutuksen tutkimuspäivien 2019 yleisenä teemana ja haasteena oli teknologinen murros. MFG 4.0 -hanke oli esillä päivien avauksessa, keynotessa ja teemaryhmäesityksessä.

Tutkijatohtori Maarit Viroilainen

Päivien avauspuheenvuorossa torstaina 14.11. MFG4.0-projektin tutkijatohtori Maarit Virolainen toi esille digitalisoitumisen jo arjessa selviytymiseen tuomat aikuisten jatkuvan oppimisen haasteet, kuten eri elämänalueille ulottuvat mobiiliteknologiset ratkaisut. Hän pyrki myös yhdysvaltalaistutkijoiden malllinnusta höydyntäen selittämään, miksi teknologisen murroksen tuomien osaamistarpeiden ennakointitulokset poikkeavat toisistaan maittain ja alueittain; yhtäältä eri maiden tuotanto- ja koulutusrakenteet eroavat toisistaan. Toisaalta informaatio olemassa olevasta osaamisreservistä ja aluetason työvoiman kehitysmahdollisuuksista, sekä yritysten investointisuunnitelmista on puutteellista. Lisäksi alueiden välistä ja sisäistä liikkuvuutta on vaikea ennustaa, koska siihen vaikuttavat poliittiset toimenpiteet ja yksilöiden urasuunnitelmat. Siksi tarvitaan paikallista koulutuksen ja työelämän yhteistyötä sekä suomalaista ennakointitutkimusta ja -suunnittelu ja laajaa yhteiskunnnalista keskustelua.

Teknologian osaamistarpeisiin tuomaan haasteeseen vastaamiseksi koulutustutkimuksessa on tutkittu viime vuosikymmeninä erityisesti monialaisia ja yleisvalmiuksia ja ns. 21. vuosisadan taitoja, kuten uran- ja elämänhallintataidot, kriittisen ajattelun taidot, ongelmanratkaisutaidot, viestintä ja kommunikaatio, yhteistyö, luovuus ja innovointi, aloitteellisuus ja oman toiminnan ohjaus, monilukutaito: tiedonhaku, uudet mediat, tiedon luotettavuuden arviointi, ja genrejen tunnistaminen. Lisäksi viime vuosina on korostettu yhä enemmän tunnetaitojen, -älyn ja soft skillsien hallintaa. Alakohtaisesti näiden tulisi yhdistyä substanssiosaamisen ja tulla haltuun sen opiskelun ohessa.

Tutkimusjohtaja, dosentti Jari Kaivo-oja

Tutkimusjohtaja, dosentti Jari Kaivo-oja MFG4.0-hankkeesta piti puolestaan Key Note – esitelmän AMK- ja ammatillisen koulutuksen tutkimuspäivillä 2019 perjantaina 15.11.2019. Key Note-alustus herätti aktiivista keskustelua tilaisuuteen osallistuneiden aikuiskoulutuksen asiantuntijoiden keskuudessa.

Dosentti Jari Kaivo-oja toi esitelmässään esille seuraavanlaisia näkökulmia teknologian murroksen ja työelämän muutosten koulutukselle tuomiin haasteisiin vastaamiseksi :

  • Aika-tila-materiaalit –ulottuvuuksien hallinta (8 eri digitaalista skenaariota ja ”todellisuutta”, muodostavat omat digitaaliset osaamisalueensa)
  • Strategisesti hallittu MOOC – koulutuspalvelutuotanto (tarve kehittää MOOC-strategioita, jopa koulutusohjelmia)
  • Opetusrobotit ja opetuscobotit olisi hyvä ottaa laajemman kehittämistyön kohteeksi Suomessa (pilotointi ja kokeilutoiminta)
  • Teollisuutta tukevien Digital Twin – oppimisohjelmien kehittäminen tieteellisen tutkimuksen pohjalta
  • Pelillinen koulutus, pelilliset koulutusohjelmat
  • Kielikoulutus ja matematiikan koulutus: omat räätälöidyt digitaalisen oppimisen lähestymistavat tarvitaan
  • Itsearviointi ja sen metodologinen kehittäminen digitaalisessa oppimisessa ja pedagogiassa
  • Täydennyskoulutus ja tiedonhallinta digitaalisen oppimisen T&K -kehitystyössä on tärkeää (uudet metodit ja työkalut omaksuttava ketterästi)
  • Yhteydet työelämään erittäin tärkeitä: Teollisuus 4.0- ja Valmistus 4.0 -kehitys yrityksissä ja digitalisaatiohaasteet, testaus ja tuloksellisuuden arviointi käytännössä korostuvat
  • Digital Divide-ongelmien vahva tiedostaminen, lineaarinen ajattelu ei toimi, vaan täytyy kohdata ongelmia ja ratkaista niitä yhdessä (ns. sense making-sense giving- toiminta).

Nämä oppimisen ja koulutuksen uudet haasteet edellyttävät laajaa yhteistyötä koko suomalaisessa koulutuskentässä. Teknologisessa murroksessa voimme oppia erittäin paljon toisiltamme, korosti dosentti Jari Kaivo-oja.

Tutkimuspäivien toisena päivänä kuultiin myös MFG 4.0 -hankkeen tutkijoiden esitys
“Ammatillinen koulutus, teknologiset ongelmanratkaisutaidot ja sosiaalinen osallistuminen: tuloksia PIAAC-aineistosta” (tekijät: Maarit Virolainen, Juhani Rautopuro, Hanna Nygren, Raija Hämäläinen, Koulutuksen tutkimuslaitos, Jyväskylän yliopisto). Alustavista tuloksista kiinnostavaa oli osallistumismahdollisuuksien ja teknologian oppimisen informaalisten resurssien, sosiaalisten verkostojen, näkökulmasta erityisesti, kuinka toisen asteen yleissivistävän tai ammatillisen koulutuksen ja korkeakoulutuksen suorittaneiden luottamus toisiin ihmisiin oli korkeampi kuin vain peruskoulun suorittaneiden luottamus.

Myös käsitys poliittisista vaikutusmahdollisuuksista oli positiivisempi ja aktiivisuus yhdistystoiminnassa oli yleisempää tällä ryhmällä verrattuna vain peruskoulun päättäneisiin. Tuloksista voi päätellä, että koulutus on sidoksissa myös informaalin oppimisen mahdollisuuksiin sosiaalisissa verkostoissa.

Amiedu (nyk. Taitotalo) järjesti tilaisuuden yhteistyössä Opetus- ja kulttuuriministeriön ja Ammatillisen koulutuksen tutkimusseura OTTU ry:n kanssa.

Expert forumilla mukana useita MFG4.0-tutkijoita

By

Expert forum: Urban mining and metal recovery from low value ores and sidestreams


25.11.2019 Helsingin Messukeskukseen kokoontuu joukko asiantuntijoita keskustelemaan uudenlaisista näkökulmista kaivostoimintaan sekä metallien talteenottoon vähäarvoisista malmeista ja sivuvirroista. Tapahtumassa on puhujia sekä yliopistoista että yrityksistä. Lisäävä valmistus eli 3D-tulostus on keskeisessä näkökulmassa monessa esityksessä, ja alan asiantuntijat esittelevät sen hyödyntämistä erotustekniikassa.

Erityisesti lisäävää valmistusta käsittelevät tohtori Heidi Piili ja apulaisprofessori Eveliina Repo
LUT-yliopistosta.
Piilin esitys käsitteleemetallien 3D-tulostusta ja virtuaalisista oppimista. apulaisprofessori Eveliina Repo, joka kertoo 3D-tulostetuista elektrodeista ja adsorbenteista metallien talteenotossa.

Apulaisprofessori Repo kertoo 3D-tulostetuista elektrodeista ja adsorbenteista metallien talteenotossa. Foorumin puhujat lähestyvät metallien talteenottoa innovatiivisilla ja tarkoitukseensa kohdistetuilla menetelmillä ja teknologioilla.

Esityksien lisäksi tapahtumassa on näyttely, jonka aiheet käsittelevät sekundääristen materiaalien käyttöä ja prosessien sivuvirtojen tehokkaampaa hyödyntämistä siirtyessä kohti raaka-aineiden kiertotaloutta.

Kuvassa 3D-tulostettuja elektrodeja

Foorumin pääpuhujina toimivat tohtori Kris Broos (VITO) ja tohtori Guilhem Grimaud (MTB). He molemmat ovat asiantuntijoita kestävässä kehityksessä, materiaalien kierrätyksessä ja kiertotaloudessa. Foorumissa käydään läpi modernien teknologien, kuten lisäävän valmistuksen, tarjoamia ratkaisuja ja mahdollisuuksia metallien talteenottoon ja kaivosteollisuuteen. Tapahtuma on suunnattu yrityksille, jotka etsivät uusia teknologiota, ratkaisuja, ideoita tai projektikumppaneita. Foorumia toteuttamassa ovat mukana CST, EIT Raw Materials ja LUT-yliopisto.

Expert Forumilla on myös esillä tutkijatohtori Jyrki Savolaisen posteri, joka käsitteleen kaivosten teknis-taloudellisia simulointimalleja. Digital twin model for metal mining investments; Managing complexity with simulation

sekä Atte Heiskasen, Pinja Niemisen, Heidi Piilin ja Eveliina Revon posteri, joks käsittelee Elektrodien 3D-tulostusta : Additive manufacturing of electrodes from metals

Metallien 3D-tulostuksen tilanne Suomessa

By

Hitsaustekniikka-lehdessä käsitellään lisäävän valmistuksen nykytilaa
Kirj. LUT-yliopisto, Lasertyöstön ja 3D-tulostuksen tutkimusryhmä:
Markus Korpela, Atte Heiskanen, Niko Riikonen, Heidi Piili, Antti Salminen

LUE KOKO ARTIKKELI Download

Metallien 3D-tulostus on jatkanut kasvuaan Suomessa tämän vuoden aikana – ainakin laitehankintojen osalta. Karkeasti puolet tahoista käyttävät laitteita opetus- ja/tai TKI-tarkoituksiin, kun taas loput toimivat palveluntarjoajina tai valmistavat kappaleita oman tuotantonsa tarpeisiin. Kahta laitetta lukuun ottamatta kaikki valmistavat kappaleita kerros kerrokselta mikrotason (laser-)hitsaukseen perustuvalla tekniikalla, eli jauhepetisulatuksella. Nämä kaksi hyödyntävät materiaalin pursotusta, eli samaa perustekniikkaa, jota kuluttajakäyttöönkin myytävät muovien 3D-tulostimet.

LUT-yliopiston uusin metallien 3D-tulostin. Kuva: LUT Laser

Palveluntarjoajille ensimmäinen metallitulostin tuli Suomeen viisi vuotta sitten. Nyt palveluntarjoajia, joilla on oma metallitulostin Suomessa, on tiettävästi viisi kappaletta. Suomalainen teollisuus hyödyntää metallien 3D-tulostusta vielä vähäisissä määrin. Julkisuudessa on ollut esillä muutaman suomalaisen yrityksen tulostettuja sovelluksia, mutta näitä kaivattaisiin lisää ikään kuin rohkaisuksi muille yrityksille lähteä pohtimaan metallien 3D-tulostusta valmistusmenetelmänä. Menetelmällä on paljon rajoituksia ja se soveltuu vain hyvin valikoituihin sovelluksiin, mutta sovelluksen löytyessä säästöt voivat olla merkittäviä.

Kuva: LUT Laser

Korpela (2019) haastatteli Alihankintamessuilla (2018) 76 suomalaista kone- ja metallialanyritystä selvittääkseen muun muassa, minkä verran yritykset ovat hyödyntäneet metallien 3D-tulostusta. Yrityksistä 93 % oli pk-yrityksiä. Haastateltuja yrityksiä oli lähes jokaisesta maakunnasta painottuen Keski-Suomeen ja rannikkomaakuntiin. 18 % yrityksistä oli kokeillut metallien 3D-tulostusta alihankintana ja 23 % niistä, jotka eivät vielä olleet, aikoivat kokeilla sitä lähitulevaisuudessa. Kuitenkin vain yksi yritys arvioi sen tapahtuvan seuraavan 12 kuukauden aikana. Yrityksillä oli siis jossain määrin suunnitelmia asian suhteen, mutta ilmeisesti konkreettisiin toimiin ei vielä oltu ryhdytty. 5 % vastaajista ei osannut sanoa, oliko yritys vielä hyödyntänyt menetelmää. Vain 5 yritystä arvioi tilanneensa yli viisi tulostettua metallikappaletta ja vain 2 yritystä yli viisikymmentä. Metallien 3D-tulostusta sarjatuotantona siis hyödyntää mahdollisesti vain hyvin harva suomalainen yritys.

Kyselyssä pyydettiin yrityksiä myös arvioimaan syitä siihen, miksi metallien 3D-tulostusta ei oltu vielä hyödynnetty. Hieman yli puolet yrityksistä arvioi, ettei heillä ole ollut tarvetta metallien 3D-tulostukselle. Tämä on ymmärrettävää, koska nykyisen teknologian avulla ei pystytä valmistamaan kappaleita kannattavasti kuin tiettyjen reunaehtojen puitteissa. Mielenkiintoista toisaalta on, että vain noin viidesosa vastaajista valitsi syiksi menetelmän yleisiä rajoituksia, kuten kappaleiden rajoitettu koko, laadulliset seikat tai korkeat kustannukset. Tietotaidon puute korostui selkeästi tuloksista, joten suomalaisen kone- ja metalliteollisuuden voidaan todeta tarvitsevan koulutusta aiheeseen liittyen.

Kuva: LUT Laser

3D-tulostuksen opetus onkin lisääntynyt suomalaisissa teknillisissä korkeakouluissa jatkuvastiviime vuosien aikana, ja useilta tahoilta löytyy omia laitteita tutkimus- ja opetuskäyttöön.

Lisäksi on tiedossa, että ainakin pari uutta ammattikorkeakoulua olisi hankkimassa lähitulevaisuudessa laitteistot myös metallien tulostamiseen. Tämä kehityssuunta tulee automaattisesti lisäämään yritysten ymmärrystä tästä muihin valmistusmenetelmiin nähden uudesta menetelmästä, koska tulevaisuuden insinöörit vievät tietotaitonsa työelämään sinne siirtyessään.

Itse tutkimusta viedään eteenpäin erilaisten tutkimushankkeiden avulla, joita esimerkiksi LUT-yliopistossa on käynnissä seuraavasti:

– ReGold-AM: Kullan talteenoton tehostamista elektroniikkajätteestä ja teollisuuden sivuvirroista lisäävällä valmistuksella. Rahoitus: Suomen Akatemia.

– Teollisuuden 3D-tulostus (Me3DI): Muodostetaan teollinen metallien 3Dtulostuskeskittymä Etelä-Karjalan alueelle. Rahoitus: Euroopan aluekehitysrahasto.

– Teollisuuden huippuosaaja (Chief Expert in Engineering, CEE): Koulutetaan tekniikan alan asiantuntijoita hyödyntämään moderneja tekniikoita ja ympäristöjä työssään. Rahoitus: Euroopan sosiaalirahasto.

– MFG 4.0: Tutkitaan ja selvitetään valmistavan teollisuuden tulevaisuutta monelta kantilta.Projektin painopiste on 3D-tulostuksessa ja teollisessa automaatiossa, niiden kehityksessä ja niiden mukanaan tuoman valmistavan teollisuuden murroksen ymmärtämisessä ja siihen varautumisessa. Rahoitus: Strateginen tutkimusneuvosto (STN).

Ympäri Suomea on lisäksi käynnissä erilaisia koulutushankkeita ja -tilaisuuksia, joissayrityksiä koulutetaan ymmärtämään tekniikan mahdollisuuksia – sekä rajoitteita. Yksittäiset tahot, kuten LUT-yliopisto, järjestävät yrityksille räätälöityjä koulutuspaketteja aiheeseen liittyen.