Hyppää pääsisaltöön
Robologi

Metropolian blogit nostavat keskusteluun aiheita ammattikorkeakoulumme ja kumppaneidemme maailmasta: oppimisesta, työelämästä, yhteistyöstä, osaamisesta, uudistumisesta ja erilaisista kohtaamisista. Sisällöt edustavat kunkin kirjoittajan henkilökohtaisia näkemyksiä, Metropolian johtoryhmän Pelinavaajat-blogi ilmaisee Metropolian virallista kantaa. Tervetuloa vuoropuheluun kanssamme!

  • Uusimmat postaukset
  • Blogit
  • Metropolian bloggaajat
Robologi
VALMIUKSIA JA MAHDOLLISUUKSIA TUTKIMASSA JA KEHITTÄMÄSSÄ
0

Kuinka murealta maistuu digitaalinen kaksonen?

Antti Liljaniemi · 3.2.2022

Nousevat teknologiat ovat teknologioita, joiden kehitys, käytännön sovellukset tai molemmat ovat vielä suurelta osin toteutumattomia, joten ne nousevat kuvaannollisesti esiin olemattomuuden tai epäselvyyden taustalta. Uusien teknologioiden katsotaan usein pystyvän muuttamaan vallitsevaa tilannetta. Englannin kielessä näistä käytetään termiä ”Emerging Technologies”.

Gartnerin hypekäyrän avulla arvioidaan vuosittain, missä kehitysvaiheessa eri nousevat teknologiat ovat ja kuinka kauan menee siihen, että teknologia alkaa ’mureutumaan’ ja ’kypsymään’ asteelta raw medium well done -asteelle [1].

Gartnerin hypekäyrän avulla arvioidaan vuosittain, missä kehitysvaiheessa eri nousevat teknologiat ovat ja kuinka kauan menee siihen, että teknologia alkaa ’mureutumaan’ ja ’kypsymään’ asteelta raw medium well done -asteelle. Vuonna 2018 Digital Twin oli hypekäyrän huipulla.

Kuva 1 Digitaalinen kaksonen hypekäyrän huipulla [1].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Gartnerin hype-käyrä koostuu viidestä eri tasosta:

  1. ”Technology trigger -tasolla nousevat teknologiat tulevat julkisuuteen ja ns. hypetys alkaa. Tässä vaiheessa valmiita tuotteita ei juuri ole ja kokeilut ovat prototyyppi-asteella. Aikaa, teknologian standardoitumiseen ja vakioitumiseen kuluu tyypillisesti 10−20 vuotta.
  2. ”Peak of Inflated Expectations -tasolla teknologia on hypekäyrän huipulla. Tästä kestää yleensä 5−10 vuotta teknologian vakioitumiseeen. On myös hyvin tyypillistä, että osa hypetetyistä teknologioista katoaa eikä ota tuulta alleen.
  3. ”Trough of Disillusionment -tasolla hypetys hiipuu ja varsinaisen tuotekehitys alkaa, jos on alkaakseen. Tästä 2−5 vuoden kuluttua alkaa markkinoille tulla uusia tuotteita ja teknologian standardointityö alkaa. Myös markkinan kasvu on tällöin voimakkaimmillaan ja vuosikasvut saattavat olla jopa 20−50 %. Tämä on myös erinomainen vaihe integroida teknologioita osaksi korkeakouluopetusta, ei ehkä vielä omiksi kursseikseen, mutta osaksi olemassa olevia. Tämä toki vain silloin, jos tällaiset signaalit osataan luotettavasti tunnistaa.
  4. ”Slope of Enlightenment -tasolla teknologia standardoituu 0−2 vuodessa. Markkinan kasvu alkaa tasoittua, joskin se on vielä voimakasta. Tuotteita alkaa tulemaan markkinoille ja niitä alkavat käyttää muutkin kuin ns. early adopterit – varhaiset omaksujat.
  5. ”Plateau of Productivity -tasolla teknologia saavuttaa standardoimisvalmiuden sekä alkaa yleistyä myös suurelle yleisölle. Tästä hyvä esimerkki on Ethernet- teknologia, johon nykyinen Internetkin perustuu. Sen kehitys alkoi erilaisilla rinnakkaisilla skenaarioilla 70-luvun taitteessa. Xeroxin kehittämä versio lähti voimakkaimmin kehittymään ja saavutti standardin asteen vuonna 1983, juuri tuon ~15 vuoden kuluttua hypetyksen alkamisesta. Tosin 70-luvulla ei Gartner vielä käyriään julkaissut.

Digi-Salama-hankkeen tavoitteena oli luoda osaamista alueelle, kasvattaa yritysten kilpailukykyä sekä synnyttää hankkeen yrityksistä ja teknologiantarjoajista alueelle teknohub työnimellä ARI (Automatio – Robotics – Industry 4.0). Keinoksi tähän valikoitui viisi raa’assa tai medium miinus -vaiheessa olevaa teknologiaa. Tulokulma näihin oli, että niiden ympärille tehtäisiin 25 teknologiademoa, tavoitteena antaa yrityksille mahdollisuus testata uusia teknologioita ja puntaroida, kannattaako niihin investoida. Yksi näistä nousevista teknologioista oli Digital Twin -teknologia eli digitaalinen kaksonen [2].

Digitaalinen kaksonen (Digital Twin, DT) on “kopio” todellisen maailman tuotteesta, prosessista tai fyysisestä kokonaisuudesta. Ajatuksena on, että digitaalinen kaksonen elää saman elinkaaren kuin oikea tuote tai asiakin. Sen hyödyt voidaan jakaa karkeasti neljään vaiheeseen: suunnittelu ja tuotekehitys, valmistus, palvelut sekä elinkaaren loppuosa romuttamisesta kierrätyksen kautta uusioraaka-aineeksi.

Kuva 2 Digitaalisen kaksosen hyötyjä [3].

 

 

 

 

 

 

 

Digitaalinen kaksonen (Digital Twin, DT) on “kopio” todellisen maailman tuotteesta, prosessista tai fyysisestä kokonaisuudesta. Ajatuksena on, että digitaalinen kaksonen elää saman elinkaaren kuin oikea tuote tai asiakin. Sen hyödyt voidaan jakaa karkeasti neljään vaiheeseen: suunnittelu ja tuotekehitys, valmistus, palvelut sekä elinkaaren loppuosa romuttamisesta kierrätyksen kautta uusioraaka-aineeksi. Tätä asiaa on ansiokkaasti tutkinut mm. Elina Ala-Mäyry opinnäytetyössään (kuva 2) [3 ja 4].

Viisi projektia, viisi näkökulmaa digitaaliseen kaksoseen

Digi-Salama-hankkeessa asiakasyrityksiksi digitaalisen kaksosen osalta valikoitui viisi yritystä: Little Garden, Climbstation, Vedia, Energia Talteen sekä Vantaan Energia. Allekirjoittaneella oli kunnia toimia DT-osuuden teemavastavana sekä hankkeen projektipäällikkönä.

Little Garden viljelee versoja ja yrttejä vertikaalisesti sekä kehittää kokonaisvaltaisesti kaupunkiviljelyn liiketoimintamalleja ja teknologiaratkaisuja. Projektin aiheena oli suunnitella digitaalinen kaksonen robottimekanismista, jonka tehtävä olisi nostaa ja siirtää viljelyalustoja kerrosviljelylinjastossa. Tämä case toi esille, että DT-teknologia sopii mainiosti tuotekehityksen avuksi, mutta nosti myös koulutustarpeen. Asiakas oli tyytyväinen työn laatuun, mutta totesi että tässä on paljon uutta, koska liikuttiin hänelle vieraalla maaperällä.

Yrityksen Climbstation päätuote on liukuhihnaperiaatteella toimiva sisäkiipeilyseinä. Tässä projektissa tutkittiin AR-teknologian hyödyntämistä tuotteessa sekä rakennettiin laitteiston simulaatiomalli, joka taasen osaltaan auttoi kehittämään uuden tuoteversion päätuotteen rinnalle. Selkeästi myös tämä case toi esille, että DT-teknologiasta on hyötyä tuotteen alkuvaiheen konseptoinnissa ja innovoinnissa, koska on mahdollista kokeilla asioita ennen niiden rakentamista.

Vedia yrityksen päätuote on Clean Vehicles Wizard. Se on verkkopohjainen työkalu, jonka avulla pyritään helpottamaan julkisia toimijoita tekemään uudistetun EU:n direktiivin mukaista puhdasta ja vihreämpää ajoneuvohankintaa sekä suunnittelemaan niiden käyttöä CO2-myönteisesti. Tämän projektin tarkoitus oli määrittää, mitkä olisivat sellaisia tietoja, joita ajoneuvon digitaalisen kaksosen tulisi sisältää sekä miten niitä voisi jakaa eri kategorioihin järkevästi. Projektin avulla asiakas sai selville suuntaviivat tuotteen jatkokehityksen kannalta.

Kaukolämpöverkot tuovat lämmön lähes puolelle Suomen rakennuksista. Ilmastonmuutosta vastaan taistellessa Suomen kaukolämpöverkkojen älyllistäminen digitaalisten kaksosten avulla olisi erinomainen ase pienentämään lämmitysenergian aiheuttamia kasvihuonepäästöjä ja tätä kautta edistämään Suomen ilmastotavoitteita [6]. Vantaan Energialle tehdyssä esiselvitysprojetissa tutkittiin ja saatiin selville, että digitaalinen kaksonen lämmönjakeluverkoista on tulevaisuutta, käytössä jo osassa Euroopan maita sekä tärkeä osa Vantaan Energian tulevaisuuden kehitysskenaarioita.

Viidennessä DT-projektissa asiakkaana oli Energia Talteen yhdessä PPP Top Rakennuksen kanssa. Tavoitteena oli kehittää uusi konsepti linjasaneerauksen purkujätteen kierrätykseen. Tuloksen syntyi purkuroope eli purkurobotin digitaalinen kaksonen. Myös tässä tapauksessa teknologia auttoi osaltaan alkuvaiheen tuotekehityksessä ja konseptoinnissa.

 

Kobotiikan teemavastaava Timo kiipeilyseinän kyydissä. Kuva: Antti Liljaniemi

 

 

 

 

 

 

 

 

Digitaalinen kaksonen medium miinus

Kuvassa 4 on esitetty digitaalisen kaksonen -teeman tulosindikaattoreiden yhteenveto. Teknologian ja projektien avulla pystyttiin auttamaan yrityksiä uuden tai parannetun tuotteen kehittämisessä. Lisäksi kolmessa projektissa todettiin projektien vaikuttaneen CO2-mittariin. Projektien perusteella voidaan todeta DT-teknologian olevan kehitysvaiheessa ”medium miinus”. Teknologia on selkeästi olemassa ja kehittymässä, mutta kaukana standardointiasteesta. Käyttökelpoisimmillaan se on tuotteen alkuvaiheen kehityksen tukena, mutta sen hyödyntäminen elinkaaren myöhemmissä vaiheissa vaatii vielä yhteisiä kehitysponnistuksia. Selkeä osaamistarve on kuitenkin olemassa ja teknologian hyödyntäminen voi tuoda kilpailuetua yrityksille sekä myös oppilaille työmarkkinoilla. Ehkä ei kuitenkaan opetuksellisesta näkökulmasta omina kursseinaan vaan ennemminkin integroituna nykyisiin kursseihin.

Seuraavaksi sitten laitetaankin tilaukseen digitaalinen kaksonen well done, ainakin viiden vuoden päästä!

 

Kuvassa 4 on esitetty digitaalisen kaksonen -teeman tulosindikaattoreiden yhteenveto. Teknologian ja projektien avulla pystyttiin auttamaan yrityksiä uuden tai parannetun tuotteen kehittämisessä. Lisäksi kolmessa projektissa todettiin projektien vaikuttaneen CO2-mittariin. Projektien perusteella voidaan todeta DT-teknologian olevan kehitysvaiheessa ”medium miinus”. Teknologia on selkeästi olemassa ja kehittymässä, mutta kaukana standardointiasteesta. Käyttökelpoisimmillaan se on tuotteen alkuvaiheen kehityksen tukena, mutta sen hyödyntäminen elinkaaren myöhemmissä vaiheissa vaatii vielä yhteisiä kehitysponnistuksia. Selkeä osaamistarve on kuitenkin olemassa ja teknologian hyödyntäminen voi tuoda kilpailuetua yrityksille sekä myös oppilaille työmarkkinoilla. Ehkä ei kuitenkaan opetuksellisesta näkökulmasta omina kursseinaan vaan ennemminkin integroituna nykyisiin kursseihin.

Kuva 4 DT-teeman projektien tulosindikaattorit.

 

 

 

 

 

 

 

 

 


https://youtu.be/JrvspEMYwVY

Video 1       Sisäviljelylinjaston digitaalinen kaksonen.

 

Lähteet:

[1] Gartner, 2018 Emerging Technologies, 2018. Verkkosivusto. Saatavana osoitteessa: https://www.gartner.com/smarterwithgartner/5-trends-emerge-in-gartner-hype-cycle-for-emerging-technologies-2018, Luettu 5.12.2021.

[2] Metropolia AMK, Digi-Salama, 2021. Verkkosivusto. Saatavana osoitteessa: https://digisalama.metropolia.fi/teknologiat/, Luettu 5.12.2021.

[3] Ala-Mäyry, Elina. Blogi, 2019, Verkkosivusto, Saatavana osoitteessa: https://blog.elomatic.com/fi/digitaalisen-kaksosen-hyodyt-ja-kayttokohteet/. Luettu 5.12.2021.

[4] Liljaniemi, Antti. Digitaaliset kaksoset hypekäyrän huipulla. 2020, Verkkosivusto, Robologi. Saatavana osoitteessa: https://blogit.metropolia.fi/robologi/2020/11/03/digitaaliset-kaksoset-hypekayran-huipulla/, Luettu 5.12.2021.


Kirjoittaja:

Antti LiljaniemiAntti Liljaniemi työskentelee kone- ja autotekniikan lehtorina Metropolia Ammattikorkeakoulussa.

+358 400 240 756
Metropolia University of Applied Sciences
Finland

 

Digi-salamaDigitaalinen kaksonenDigital TwinKilpailukykyTeknologiaTeknologiatarjoaja

Ei kommentteja

    Kommentoi Peru vastaus

    Sinua saattaisi kiinnostaa myös nämä:

    • Tappaako tekoäly hoivatyön inhimillisyyden?
      Tappaako tekoäly hoivatyön inhimillisyyden?
      18.11.2021
    • Kuvat UGV:stä ja kobotista.
      Cobotti hyppäsi kyytiin
      17.5.2021
    • Tekoälyllä kohti ketterää digisalamointia
      Tekoälyllä kohti ketterää digisalamointia
      24.2.2022

    Tietoa blogista

    Robologi-blogi on robotiikkaa ja sen ympärillä tapahtuvia muutoksia ja mahdollisuuksia käsittelevä Metropolian blogi. Blogista voit nyt lukea mitä robotiikan, tekoälyn ja digitalisaation saralla tapahtuu. Robologi sai alkunsa Roboreel-hankkeesta

    Robologi-blogin toimituskunta

    • Päivi Haho, päätoimittaja, yliopettaja, TKI, p. +358 40 1677990
    • Antero Putkiranta, yliopettaja, tuotantotalous, p. +358 40 169 5939
    • Pasi Lankinen, yliopettaja, Puhtaat ja älykkäät ratkaisut, p. +358 40 678 4866
    • Antti Liljaniemi, lehtori, Ajoneuvo- ja konetekniikka, p. +358 40 024 0756

    Sähköpostiosoitteet:

    Toimituskunta toimittaa Robologi-blogin sisällöt ennen julkaisua.



    Oletko kiinnostunut olemaan osa Robologin kirjoittajakuntaa? Laita viestiä osoitteeseen .

    Uusimmat jutut

    • Henkilö testaa kobottia.

      Kobotiikan simulointia ja testausta tosielämästä

      19.5.2022
    • Henkilö istuu mobiilirobotin päällä jalat ristissä.

      MiR100 rullaa Digi-Salamassa

      12.5.2022
    • Lauri Ristolainen pitelee itse koottua Pixhawk4 -droonia käsissään.

      UAV-teknologia liitää

      5.5.2022

    Arkisto

    • ▼2022 (10)
      • ▼ toukokuu (3)
        • Kobotiikan simulointia ja testausta tosielämästä
        • MiR100 rullaa Digi-Salamassa
        • UAV-teknologia liitää
      • ▼ maaliskuu (3)
        • Digisalama virtuaalitodellisuudessa
        • Mobiilirobotiikka liitää ja rullaa Digi-Salamassa
        • Digi-Salaman tekoälytapaukset
      • ▼ helmikuu (2)
        • Tekoälyllä kohti ketterää digisalamointia
        • Kuinka murealta maistuu digitaalinen kaksonen?
      • ▼ tammikuu (2)
        • Sokea tietämättömyys vai tiedostettu hyväksyntä?
        • Itseohjautuvat autot moraalisessa tienristeyksessä
    • ►2021 (10)
      • ► joulukuu (2)
        • Kenelle kaatuu vastuu tekoälystä?
        • Tekoäly, ihmiskunnan yhteinen lapsi
      • ► marraskuu (2)
        • Tappaako tekoäly hoivatyön inhimillisyyden?
        • Avustajarobottien aika - autuus vai anarkia?
      • ► lokakuu (1)
        • Päivä jolloin kaikki muuttui − ja mikään ei muuttunut
      • ► elokuu (1)
        • Lähtisitkö robotin hoiviin?
      • ► toukokuu (1)
        • Cobotti hyppäsi kyytiin
      • ► helmikuu (2)
        • Teknologista singulariteettia etsimässä
        • Niin erilainen mutta niin samanlainen
      • ► tammikuu (1)
        • Viekö Nao hoitajien työpaikat?
    • ►2020 (12)
      • ► joulukuu (1)
        • Toisinaan on älyssä pitelemistä
      • ► marraskuu (2)
        • Hyvinvointiteknologiapäivä Ruiskadun kampuksella Turussa
        • Digitaaliset kaksoset hypekäyrän huipulla
      • ► lokakuu (1)
        • Hoitajamitoitus, SoTe-uudistus ja robotiikka 
      • ► syyskuu (1)
        • Robotista on moneksi
      • ► elokuu (1)
        • Joko yritykselläsi on datastrategia?
      • ► kesäkuu (1)
        • Logistiikka-automaatiojärjestelmää kehittämässä
      • ► toukokuu (1)
        • Koronteeni paljasti heikkoutemme
      • ► huhtikuu (2)
        • Palvelukseen halutaan robotti - etenkin nyt
        • Kuin hylje palvelutalossa
      • ► tammikuu (2)
        • Mistä osaajia automaatioalalle? Kädentaidot kunniaan!
        • Ikäihmisten teknologia on hauskaa ja tarjoaa elämyksiä
    • ►2019 (10)
      • ► joulukuu (1)
        • Teollisuus 4.0:n lyhyt oppimäärä
      • ► marraskuu (2)
        • Olen Paro, kuinka voin auttaa?
        • Robotti ratkomassa koneistajapulaa
      • ► lokakuu (1)
        • Mitä lapsesi tekisi? Entä Nao?
      • ► toukokuu (1)
        • Synnyttävätkö robotteja unelmat, osingot vai ihmisten tarpeet?
      • ► huhtikuu (1)
        • Tunnetko jo Paron?
      • ► maaliskuu (2)
        • Yritys on mitä se ei ole – ja sitä voi robottikin olla
        • Ymmärrämmekö mitä robotiikka meille merkitsee? Kirja oikeista kysymyksistä
      • ► helmikuu (1)
        • Can I Give You A Candy? – Kun Cobotti tuli taloon
      • ► tammikuu (1)
        • Robologi megatrendien pyörteissä

    Avainsanat

    automaatio Autonvalmistajat Ciiyou Cobotti Digi-salama Digitaalinen kaksonen Digital Twin Digitalisaatio Etäkuntoutus etäohjausjärjestelmä Etiikka Fleetlogis Hyljerobotti Hyvän elämän yhteisö Hyvinvointiteknologia Kilpailukyky Kobotti Koneistajapula Koneoppiminen Kyperfyysinen järjestelmä LiDAR Mcdonaldisaatio muutosjohtaminen Nao Ohjelmoinnin teorian opetus Palvelurobotiikka Paro R.U.R Roboreel Robotiikka Robotisaatio Robotti Teknologia Tekoäly Tekoälymalli Teollinen vallankumous Teollisuus Teollisuusrobotti Terapia- ja hoivarobotti Turvallisuus Unikulma Vanhuspalvelut Vastuu Vuorovaikutus Yhteistyörobotti

    © 2015 Metropolia Ammattikorkeakoulu


    Sisällöt edustavat kunkin kirjoittajan henkilökohtaisia näkemyksiä, Metropolian johtoryhmän Pelinavaajat-blogi ilmaisee Metropolian virallista kantaa.

    Saavutettavuusseloste Tietosuojaseloste