Tekoäly mullistaa prosessiteollisuuden

/ Matti Saastamoinen

Suurten volyymien prosessiteollisuus voi nousta edelläkävijäksi tekoälyn hyödyntämisessä. Tuotannon optimointi, laadunvalvonta ja automaatio perustuvat jatkossa koneoppimiseen. Tuloksena on tehokkuutta ja innovaatioita.

Prosessiteollisuuden ratkaisut ovat suunnannäyttäjä — isoilla volyymeillä testatut koneälyn ratkaisut valuvat nopeasti myös muille toimialoille.

Prosessiteollisuus itsessään muodostaa Suomen teollisuuden selkärangan ja on kokonaisuutena suurin vientisektori. Mukaan luetaan energiantuotanto, öljynjalostus, metsä-, sellu- ja paperinjalostus, kemianteollisuus, kaivosteollisuus sekä laajassa katsannossa myös lääke- ja elintarviketeollisuus.

Perinteisin keinoin pitkällekin optimoitujen prosessien sisältä löytyy koneälyn avulla vielä 5-15% suuruusluokkaa oleva tehokkuuslisäys. Tekoälyn tuomia hyötyjä löytyy kaikista toimintaketjun vaiheista:

Suunnittelu: Tuotannon ja tuotteiden suunnitteluvaiheessa koneäly voi tuottaa toimivia variaatioita, joita ihmissuunnittelija ei olisi keksinyt.

Logistiikka: Materiaalivirrat, varastointi ja kuljetusketjut optimoidaan koneoppimisen menetelmin sekä lasketaan parhaat vaihtoehdot virheiden tai pullonkaulojen ilmetessä.

Kysyntäennusteet: Dynaamisesti kehittyvät kysyntäennusteet ennakoimaan ja optimoivat tuotantokapasiteetin käyttöastetta, henkilöstötarvetta sekä vaikutusta logistiikkaketjuun.

Tuotantoprosessin optimointi: Tuotantoprosessi pidetään stabiilina ja löydetään tehokkain tuotantotapa sekä raaka-aineiden käyttö. Laadunvalvonnasta huolehtii sensoreihin ja konenäköön yhdistetty koneäly.

Älykomponentit lopputuotteessa: Koneäly yhdessä IoT-sensoreiden kanssa tuo uusia ominaisuuksia joihinkin perinteisiin massatuotteisiin sekä niiden kierrätettävyyteen.

Kiihdytetty oppiminen: Prosessiteollisuus tuottaa valtavasti dataa. Kun vielä kytketään samankaltaisten tuotantolaitosten data yhteen, voidaan moninkertaistaa ne tietomäärät, joihin koneoppiminen perustuu ja kiihdyttää osaamisen siirtämistä. Yhden paikan poikkeamat, erikoistilanteet ja läpimurrot voidaan hyödyntää muidenkin tuotantolaitosten optimoinnissa.

Älytuotanto

Iso tuottavuushyppäys syntyy massaräätälöidystä tuotannosta. Tehokkuus ja lyhyet tuotantosarjat eivät välttämättä ole enää ristiriidassa keskenään, kun koneäly auttaa suunnittelemaan halutun tuotteen ja sen jälkeen optimoimaan halutut tuoteominaisuudet sekä tuotantoprosessin parametrit.

Tämä ajatus tuo perinteisen prosessiteollisuuden tarjontaan myös lisää kilpailua: uudenlaiset toimijat saattavat keskittyä production-as-a-service –malliin, jossa nopeaan lyhyiden sarjojen massakustomointiin keskittyneet toimijat ottavat osansa markkinasta. Tämä kun voi vaikuttaa myös pitkien sarjojen kysyntään loppukuluttajapäässä – ehkä osa ihmisistä siirtyykin ostamaan nopean kierron massaräätälöityjä uutuustuotteita ja tämä laskee perinteisten tuotantolinjojen kysyntää.

Haasteena toimintakulttuuri

Kaikki isot teolliset toimijat kehittävät omia tekoälyratkaisujaan. Tämä on hyvä asia mutta samalla se saattaa olla insinöörivetoisen prosessiteollisuuden isoimpia haasteita. Ylpeys ja osataan-me-rakentaa-tämä-itsekin -kulttuuri voi johtaa siihen, että eri puolilla teollisuutta keksitään samat ratkaisut yhä uudelleen.

Teollisuudelta vaaditaan rohkeutta hakea parhaita käytäntöjä ja erikoistuneita kumppaneita vauhdittamaan tekoälyn käyttöönottoa.