Nykyiset teollisuuden tuotantolinjastot ovat pitkälle automatisoituja ja erikoistuneita. Tämä tuo monia hyötyjä, mutta samalla joudutaan tinkimään linjastojen joustavuudesta ja mukautuvuudesta.
Auton tai lentokoneen kokoonpanolinjan muuttaminen sopivaksi eri materiaaleille tai tuotteille vaatii paljon työtunteja, resursseja, aikaa ja rahaa. Jos esimerkiksi autossa käytetyn pellin hinta yllättäen nousee, on sen toimittajan vaihtaminen tehtaalle työlästä ja kallista.
Automatisoinnista huolimatta kokoonpanossa on edelleen runsaasti työvaiheita, joissa tekijäksi tarvitaan ihmiskättä. Siksi tuotannon siirtyminen edullisempien työvoimakustannusten maihin on teollisuuden keskeisiä huolenaiheita Euroopassa.
Oulun yliopistolla toimiva Älykkäiden järjestelmien ryhmä on mukana nelivuotisessa Xpress-nimisessä EU-hankkeessa, jonka tavoitteena on kehittää joustavasti konfiguroitavissa olevia linjastoja sekä tehostaa tuotantoa. Kun linjojen käyttö on monipuolisempaa, työn kustannusten vaikutus pienenee ja entistä useampi työpaikka on mahdollista pitää Euroopassa.
Älykkäiden järjestelmien ryhmän jäsenet ovat pääasiassa tekniikan tutkijoita, mutta mukana on myös matemaatikkoja. Ryhmä toimii yliopiston sähkö- ja tietotekniikan osastolla tietokonetekniikan laboratoriossa ja kehittää älykkäitä ympäristöjä, joissa ihminen pystyy toimimaan mahdollisimman luontaisella tavalla.
Projektiin osallistuvat suomalaiset ja saksalaiset tutkijat hyödyntävät mittaustietoa valmistettavista tuotteista, asetuksista ja laadusta.
He suunnittelevat myös automaattisia järjestelmiä, joiden avulla on mahdollista kouluttaa tehtaiden työntekijöitä omaksumaan tehokkaita työskentelytapoja. Esimerkiksi uusien materiaalien käyttöönotto tai täysin erilaisten tuotteiden valmistaminen samalla linjastolla onnistuu uusilla menetelmillä nykyistä helpommin, halvemmalla ja nopeammin.
"Tähän liittyy paljon ohjelmistojen ja algoritmien kehitystyötä. Pohjana käytetään yhtenäistä ohjelmistoa, joka sopeutetaan tarpeen mukaan", hanketta Oulun yliopistolla vetävä Perttu Laurinen kertoo.
Työskentelytapojen tehostamiseksi tutkijat analysoivat työssä käytettyjä liikkeitä päälle puettavien liikeantureiden ja kuvadatan avulla.
"Liikkeitä voidaan verrata esimerkiksi ergonomialaboratorioissa kehitettyihin malleihin optimaalisista liikeradoista ja näin työntekijää voidaan ohjata kohti ergonomisempaa ja tehokkaampaa työskentelytapaa", Laurinen kertoo menetelmän perusideasta.
Tutkijat auttavat yrityksiä automatisoimaan myös työntekijöiden ohjeistamista.
"Järjestelmä voi esimerkiksi kertoa asentajalle, että tietty osa kannattaa kiinnittää ennen toista, jotta tehtävä on helpompi suorittaa", Laurinen kuvaa. Ohjeistuksissa hyödynnetään muun muassa kokeneiden työntekijöiden tietotaitoa.
Kehitettävät menetelmät helpottavat myös monia ikäviä ja yksitoikkoisia työtehtäviä. Esimerkiksi lentokoneen komponenttien liittämiseen käytettävässä niittaustekniikassa asentaja joutuu virhetilanteessa nykyisin käymään yksitellen läpi jopa satoja niittejä. Uudessa menetelmässä automaattinen tarkistusjärjestelmä osoittaa, missä kohtaa virhe on tapahtunut, ja asentaja voi niittien laskemisen sijaan käyttää aikaa varsinaiseen työhönsä.
Tehokkuutta saavutetaan myös parantamalla laadunvalvontaa. Tämä tuo paitsi säästöjä myös monia välillisiä hyötyjä, kuten pienentää ympäristörasitusta hukkatuotannon vähentyessä. Tutkijat pystyvät esimerkiksi arvioimaan pistehitsaussauman laatua laskennallisesti ilman, että saumaa on tarvetta avata.
"Laskenta perustuu hitsauksessa käytetyn virran ja jännitteen mittaustietoihin", Laurinen kuvailee.