7. AUTOMAATIOTEKNIIKAN KOULUTUSOHJELMA Koulutusohjelman johtaja, professori Pentti Lautala huone: SD310, puhelin: 31152662 email: pentti.lautala@tut.fi Osaston sihteeri Tarja Raiskila huone: SD316, puhelin: 31152337 email: tarja.raiskila@tut.fi Osaston laatuvastaava Pekka Pietilä huone: SD210, puhelin: 31152659 email: pekka.pietila@tut.fi opintoneuvoja puhelin: 31152147, email: opintoau@cc.tut.fi 7.1. Tavoitteet 37 Automaatiotekniikan koulutusohjelma antaa opiskelijalle valmiuden tutkimus- ja automaatioinsinöörin tehtäviin alueella, johon sisältyvät automaatioon, mittauksiin, informaationkäsittelyyn ja tiedonsiirtoon perustuvien järjestelmien suunnittelu, toteutus ja tekniset sovellukset sekä näihin liittyvät opetus-, tutkimus- ja johtotehtävät. Lisäksi tavoitteena on antaa opiskelijoille valmius soveltaa automaatiotekniikkaa muilla tekniikan aloilla. Automaatioinsinöörejä tarvitaan elektroniikkaan ja tietotekniikkaan perustuvien automaattisten laitteiden ja automaatiojärjestelmien suunnittelussa, valmistuksessa ja kunnossapidossa. Sovelluskohteina ovat mm. paperi-, prosessi- ja kappaletavarateollisuus. Automaatioalan osaajilla on runsaasti työpaikkoja myös teknisen kaupan ja koulutus- ja tutkimuslaitosten piirissä. Prosessiteollisuuden automaatiojärjestelmät ovat tyypillisesti lähiverkon avulla hajautettuja moniprosessorijärjestelmiä. Kappaletavarateollisuudessa yksittäisillä koneilla ja osajärjestelmillä on yleensä erilliset automaatio-ohjaimet ja erilliset laitteet voidaan liittää kokonaisuuksiksi soluohjaimilla. Automaatiosta on kehittynyt yhä keskeisempi tuotannon kilpailutekijä usealla teollisuuden alalla. Syynä on energian ja raakaaineiden käytön ja tuotannon päästöjen kasvava merkitys sekä kiristyvä kilpailu, joka aiheuttaa jatkuvaa painetta työn tuottavuuden kohottamiseen ja laadun parantamiseen. Kehittyneellä automaatiolla on mahdollista toteuttaa kestävän kehityksen periaatetta, mikä on edellytyksenä vallitsevilla (ja erityisesti tulevilla) kansainvälisillä markkinoilla toimimiselle. Automaatiotekniikan koulutusohjelma on monialainen sisältäen opintojaksoja sähkö-, kone-, tieto- ja prosessitekniikan sekä systeemiteorian aloilta. Näin opintovalikoima ulottuu käytännönläheisistä huipputeoreettisiin. Opiskelijoille suositellaan opiskelujaksoa myös jossakin ulkomaisessa korkeakoulussa. Kurssipaketista pitää sopia pääaineen vastaavan opettajan kanssa. DI-koulutusohjelmat
38 Matematiikka
39 7.2. Tutkinnon rakenne Koko tutkinnon laajuus on vähintään 180 ov, jossa ovat mukana n. 44 ov:n perusopinnot ja väh. 35 ov:n laajuiset koulutusohjelman yhteiset opinnot. Tämä sääntö ei koske insinöörejä (katso seuraava kappale). Aineopintoja on suoritettava vähintään 60 ov. Aineopinnot koostuvat vähintään 24 tai 12 ov:n laajuisista opintokokonaisuuksista, joista vähintään kaksi pitää valita TTY:n eri laitoksilta. Valituista opintokokonaisuuksista vähintään yhden on oltava automaatio- ja säätötekniikan, hydrauliikan ja automatiikan, mittausja informaatiotekniikan tai tuotantotekniikan (tehdasautomaatio) laitokselta. Aineopinnot voivat sisältää useita opintokokonaisuuksia samalta laitokselta ja yhden muussa yliopistossa suoritetun opintokokonaisuuden. Pääaine on se vähintään 24 ov:n laajuinen opintokokonaisuus, josta tehdään diplomityö. Muut opintokokonaisuudet ovat sivuaineita riippumatta niiden laajuudesta. Pääaine on valittava automaatiotekniikan koulutusohjelman keskeisiltä laitoksilta (kts. viereinen kuva). Loput n. 20 opintoviikkoa ovat vapaasti valittavissa. On kuitenkin suositeltavaa, että ne muodostavat yhtenäisen opintokokonaisuuden, joka voi olla suoritettu myös muussa yliopistossa kotimaassa tai ulkomailla. Insinöörit ja teknikot AMK- ja opistoinsinöörin tutkinnosta hyvitetään pääsääntöisesti enintään 60 ov. Hyvitys annetaan pakollisista opintojaksoista ja vapaista opinnoista (pakolliset = perusopinnot ja koulutusohjelman yhteiset opinnot). Pakollisia perusopintoja kaikille insinööreille ovat matematiikat 16-21 ov ja Ruotsin peruskurssi 2 ov. Mikäli insinöörin tutkintoon kuuluu kuitenkin todistus ruotsin kielen virkamiestutkinnon suorittamisesta (esim. asetus 256/95), ei opintojaksoa 97520 Ruotsin peruskurssi 2 tarvitse suorittaa. Automaatio-, koneautomaatio- tai muun automaatioalan (esim. automaatiosuuntautunut kone-, sähkö- tai tietotekniikka) AMKinsinöörin tutkinnosta hyvitetään lisäksi enintään 20 ov. Hyvitys annetaan seuraavasti: pääsääntöisesti vapaasti valittavista opinnoista automaatiotekniikan osaston laitoksen tarjoaman sivuaineen vapaasti valittavista opinnoista niin, että sivuaineesta suoritetaan sen pakolliset opinnot, kuitenkin vähintään 12 ov niistä koulutusohjelmakohtaisista opinnoista, joita aineopinnot eivät edellytä pääaineen valinnaisista opintojaksoista pääaineen vastuuhenkilön puollosta Muun kuin automaatioalan, mutta DI-tutkinnon pääaineeseen läheisesti liittyvän alan AMK-insinöörin tutkinnon suorittaneille voidaan myöntää enintään 10 ov:n hyvitys : hyvitys annetaan vapaasti valittavista opinnoista, sivuaineopinnoista ja pääaineopinnoista em. periaatteiden mukaisesti hyväksyntä opintojen loppuvaiheessa pääaineen pakollisten opintojaksojen suorituksen jälkeen pääaineopintojen vastuuhenkilön puollosta vastuuhenkilö ja opiskelija sopivat hyvissä ajoin etukäteen ehdoista, joiden täyttyessä vastuuhenkilö sitoutuu myöntämään hyvityksen Muiden kuin automaatio- tai koneautomaatioinsinöörien on suoritettava seuraavat opintojaksot: 2601000 Hydrauliikan perusteet 3 75116 Mittaustekniikka 3 76111 Automaatiotekniikan matematiikka 2 76331 Automaatio- ja säätötekniikka 4 Automaatio- ja koneautomaatioinsinöörit suorittavat em. opintojaksot, mikäli aineopinnot niin vaativat. Insinöörit, joiden opintoi-
40 hin on kuulunut tavallista runsaammin automaatioteknisiä opintojaksoja, voivat neuvotella lisähyvityksistä ja/tai -vapautuksista koulutusohjelman johtajan kanssa. Teknikot Automaatio- tai koneautomaatioteknikon tutkinnosta hyvitetään 20 ov. Tähän kuuluu 8 ov harjoittelua ja 12 ov vapaasti valittavia pakollisia opintojaksoja tai vapaaehtoisia opintoja. Muun teknikon tutkinnosta hyvitetään 13 ov. Tähän kuuluu 8 ov harjoittelua ja 5 ov vapaasti valittavia pakollisia opintojaksoja tai vapaaehtoisia opintoja. Teknikko ei kuitenkaan voi valita hyvitettäviksi sellaisia opintojaksoja, jotka olisivat vastaavalla insinöörillä pakollisia, tai jotka vaaditaan aineopinnoissa. 7.3. Koulutusohjelman yhteiset opinnot Koulutusohjelman yhteiset perusopinnot, 10 11 ov 3500111 Lyhyt insinöörikemia 2 Opiskelijan on valittava yksi seuraavista opintojaksoista 3101000 Turvallisuustekniikan perusteet 2 3103000 Koneiden ja laitteiden turvallisuus 2 3103015 Prosessiautomaation turvallisuus 2 Opiskelijan on valittava 2 seitsemästä vaihtoehtoisesta matematiikan opintojaksosta (6-8 ov), lista on luvussa diplomi-insinöörin tutkinto ja koulutusohjelmien tutkintovaatimukset (sivu 35). Automaatiotekniikan koulutusohjelmakohtaisten opintojen tarkoitus on varmistaa, että alan diplomi-insinööriksi valmistuvalla on riittävän laajat pohjatiedot tällä poikkiteknisellä alalla. Näissä opinnoissa on paljon yhteisiä opintojaksoja sähkötekniikan, teknillisen fysiikan sekä tietotekniikan koulutusohjelmien yhteisten opintojen kanssa, joten koulutusohjelman vaihto on mahdollista myöhäisemmässäkin vaiheessa helposti valitsemalla opintojaksojen suoritusjärjestys sopivasti. Opintojen sujuvuuden kannalta suositellaan, että koulutusohjelmaan liittyvistä yhteisistä aineista suoritettaisiin mahdollisimman paljon 1. ja 2. vuonna. Ainakin perusopintojen matematiikan ja fysiikan opintojaksot kannattaa suorittaa ennen 3. vuonna alkavia varsinaisia ammattiaineopintoja. Koulutusohjelman yhteiset aineopinnot 35 ov Ao. pakollisten lisäksi on valittava valinnaisten opintojaksojen listalta opintojaksoja siten, että vähintään 35 ov tulee täyteen. 24200 Koneenpiirustus ja CAD perusteet 3 I 24215 Sähkötekninen piirustus 2 II 2601000 Hydrauliikan perusteet 3 II 2701120 Tuotantojärjestelmät ja -verkot 3 II 7401002 Elektroniikan perusteet I 2 II 7401003 Elektroniikan perusteet II 3 II 75116 Mittaustekniikka 3 II 7601040 Automaation dokumentointi 2 III 76111 Automaatiotekniikan matematiikka 2 II 76331 Automaatio- ja säätötekniikka 4 II 7901500 Piirianalyysi I 3 I 8100100 Ohjelmointi I 3 I-II (2 Valittava yksi opintojaksoista 24200, 24215 tai 7601040. 2) Opintojakson 8100100 jatkoksi suositellaan opintojaksoa 8100110 valinnaisten jaksojen listalta, koska tietotekniikka on alalla keskeinen työväline. Ao. valinnaisista opintojaksoista voi myös halutessaan muodostaa henkilökohtaisen automaatioalaa tukevan sivuaineen. Opiskelijan kannattaa tarkistaa, onko valinnainen opintojakso joko pakollinen jossakin automaatiotekniikan aineessa tai vaadittavana esitietona jossakin pää- tai sivuaineen pakollisessa opintojaksossa. 23725 Teknillisen mekaniikan perusteet 3 I-II 25400 Energiatekniikan perusteet 2 II 26111 Pumppaustekniikka 3 III
41 2903231 Teknologiaoikeus 3 III-IV 7801000 Tehoelektroniikan perusteet 2 II 78401 Sähkötekniikan perusteet K 3 II-III 7901510 Piirianalyysi II 3 I-III 8100110 Ohjelmointi II 3 II-III 8304500 Tietoliikenneverkkojen perusteet 3 II-III 83400 Johdatus tietoliikennetekniikkaan 3 II-III 8404103 Mikroprosessorit, laaja 3 II 7.4. Automaatiotekniikan koulutusohjelman pää- ja sivuaineet 7.4.1. Automaatio ja säätötekniikka Laitoksen johtaja, professori Hannu Koivisto huone: Sd202, puhelin: 31152656 email: hannu.koivisto@tut.fi Yleistä: Automaatiota on nykyään kaikkialla. Mitä pidemmälle tiede ja tekniikka on kehittynyt, sitä tärkeämmäksi on tullut älykkään automaation rooli - sillä yksinkertaisesti saadaan enemmän vähemmästä samalla ympäristöä säästäen. Automaatio on yhä enemmän tietoon ja tietämykseen perustuvaa dynaamista kokonaisohjausta, hallintaa ja optimointia sekä tietojärjestelmien ja tuotantoprosessien integrointia. Systeemiteoreettista ja dynaamista ajattelutapaa ja menetelmiä kuten mallintamista ja simulointia käyttäen kehitetään uusia parempia tuotantoprosesseja, koneita ja säätöjärjestelmiä. Nykyään automaatio- ja ohjausjärjestelmät yleensä sulautetaan laitteisiin, kodinkoneisiin ja tuotantokoneisiin. Automaatiojärjestelmät puolestaan verkottuvat ja integroituvat muihin informaatiojärjestelmiin kuten tuotannonsuunnittelun, toiminnanohjauksen sekä liiketoiminnan järjestelmiin. Lisäksi ihmisten ja järjestelmien välinen vuorovaikutus, käyttöliittymät ja multimedia kehittyvät ja muotoutuvat vastaamaan paremmin ihmisen rajallista vastaanottokykyä. Automaation keskeisiä toteutusteknologioita ovat tieto- ja tietoliikennetekniikka sekä elektroniikka. Koska automaatio sisältää lisääntyvässä määrin sulautettuja järjestelmiä ja niistä muodostuvia automaatio- ja informaatioverkkoja, on opetusta uudistettu tähän suuntaan. Jos tavoitteena on hankkia kestävää tietopääomaa ja opiskella laajempien kokonaisuuksien osaajaksi, kannattaa painottaa teoreettisia opintoja kuten systeemiteoriaa ja oppivia ja älykkäitä järjestelmiä, jotka ovat paljolti jatkumoa matematiikan ja fysiikan opinnoille, mielenkiintoiseen soveltavaan suuntaan. Systeemidynamiikan opiskelu avartaa ja kehittää kykyä ajatella ja toimia dynaamisesti ja systemaattisesti. Systeemiteoreettista ja dynaamista ajattelutapaa ja menetelmiä sovelletaan nykyisin yleisesti myös varsinaisten insinöörialojen ulkopuolella kuten taloustieteissä, dynaamisessa johtamisessa, terveystieteissä, biotieteissä ja ympäristönsuojelussa. Tavoitteet: Automaatio- ja säätötekniikan laitoksen aineet antavat opiskelijoille perusosaamisen automaatiolaitteiden, -ohjelmistojen ja - järjestelmien suunnitteluun ja toteutukseen sekä kyvyn ymmärtää ja käyttää erilaisten prosessien, laajojen järjestelmien ja automaatioverkkojen analyysiin, ohjaukseen, säätöön ja hallintaan käytettäviä suunnittelumenetelmiä ja -työkaluja. Aineet myös luovat hyvän teoriapohjan jatko-opinnoille automaatioalan keskeisimmillä osaamisalueilla. Laitoksen pää- ja sivuaineisiin voi luontevasti liittää esim. tietoliikenteen, elektroniikan, mittaustekniikan ja ohjelmistotekniikan opintoja ja samalla huolehtia riittävästä teoriaosaamisesta esim. opiskelemalla systeemiteoriaa ja oppivia ja älykkäitä matemaattisia menetelmiä. Opetus soveltuu
42 automaatio- ja sähkötekniikan koulutusohjelmien lisäksi hyvin myös tieto-, ympäristö- ja konetekniikan koulutusohjelmien opiskelijoille. Valinnaiset opintojaksot: Ao. listassa olevat opintojaksot eivät ole minkään automaatio- ja säätötekniikan opintokokonaisuuden pakollisten tai valinnaisten opintojaksojen listassa, mutta opintokokonaisuuden opettaja voi anomuksesta hyväksyä niitä valinnaisiksi, katso ao. kommentit : 76111 Automaatiotekniikan matematiikka 2 II 7602400 Säätötekniikan tutkijaseminaari 2-7 (2 7602900 Automaatiotekniikan tutkijaseminaari 2-7 (2 7604140 Automaation erityiskysymyksiä 1-4 On pakollisena automaatiotekniikan koulutusohjelman yhteisissä aineopinnoissa. Suositellaan valinnaiseksi muiden koulutusohjelmien opiskelijoille automaatio- ja säätötekniikan pää/sivuaineeseen. 2) Lähinnä jatko- opiskelijoille tarkoitettuja opintojaksoja, mutta voidaan sisällyttää valinnaisina myös perustutkinnon aineisiin. Tällöin niitä ei tietysti voi enää sisällyttää jatko-opintoihin. Jatkoopintoihin soveltuvat kurssit on yleensä merkitty J- kirjaimella. 3) Tarkoitettu lähinnä perustutkinnon henkilökohtaisiin kirja- tms. tenttisuorituksiin, joiden sisältö ei vastaa mitään laitoksen normaaliopintojaksoa. Automaatio- ja säätötekniikan opetus jakaantuu seuraaviin opintokokonaisuuksiin: - automaatioteknologia - automaatio- ja informaatioverkot - oppivat järjestelmät - paperinvalmistuksen automaatio - prosessiautomaatio - systeemiteoria - mikrosysteemitekniikka Kaikki voidaan lukea sekä lyhyenä että pitkänä. Sivuaine täydennetään vaadittavaan laajuuteen vastaavan pääaineen pakollisten opintojaksojen ja/tai aineen valinnaisten opintojaksojen listoilta. Pääaineeseen valitaan pää- ja sivuaineen pakollisten opintojaksojen lisäksi tarvittava määrä valinnaisia opintojaksoja. Pääaineen vastuuhenkilö voi hyväksyä myös luettelon ulkopuolisia opintojaksoja valinnaisiksi. Saman opintojakson opintoviikot voidaan sisällyttää vain yhteisiin opintoihin tai vain yhteen pää- tai sivuaineeseen. J-merkinnällä varustettuja opintojaksoja voi liittää myös jatkoopiskelusuorituksiksi edellyttäen, että ne on suoritettu vähintään arvosanalla 3. Tällöin niitä ei voi sisällyttää perustutkintoon. Automaatioteknologia Vastuuhenkilö: professori Seppo Kuikka huone: SD216, puhelin: 31152335 email: seppo.kuikka@tut.fi Automaatio on kriittinen kilpailutekijä joustavassa ja verkottuvassa, uuden teollisen tuotantotavan mukaisessa tuotannossa. Yleisenä pyrkimyksenä automaatiosovelluksissa on toisaalta älyn hajauttaminen ohjattaviin laitteisiin ja toisaalta tuotannon hallinnan integroiminen yrityksen liiketoimintaprosesseihin. Ohjelmistokehityksen osaamisesta on puolestaan tullut yhä tärkeämpää automaatiojärjestelmien ja sovellusten toteutuksessa. Automaatioteknologian opetuksen keskeisiä alueita TTY:ssa ovat hajautetut ja sulautetut automaatiojärjestelmät, reaaliaika- ja komponenttipohjainen ohjelmistokehitys sekä automaation integrointiteknologiat. Uutena piirteenä automaatioteknologiassa on eri päätelaitetekniikoiden hyödyntäminen toimialan käyttöliittymissä ja siirtyminen avoimiin, uusimpien standardien mukaisiin web-sovelluspalvelutekniikoihin. Hajautettujen ja sulautettujen automaatiojärjestelmien tärkeitä ominaisuuksia ovat reaaliaikaisuus, korkea käytettävyys ja luo-
43 tettavuus. Laadukkaiden järjestelmien ja sovellusten kehitystyössä tarvitaan UML-perustaisia, toimialan tarpeisiin sovellettuja määrittely- ja suunnittelumenetelmiä sekä kehittyneitä säätö- ja simulointiohjelmistoja. Automaatiosovellukset toteutetaan integroiduilla sovellus- ja ohjelmistokehitysympäristöillä käyttäen hyväksi ohjelmistokomponenttipohjaisia kehitysmenetelmiä. XMLpohjaisia Internet-tekniikoita tarvitaan sekä sovellusten keskinäiseen integrointiin että liityntöihin muiden alueiden sovellusten kanssa. Automaatioteknologian menestyksekäs opiskelu tarvitsee tueksi sopivia tietotekniikan laitteisto- ja ohjelmisto-opintoja, joita on sisällytetty sekä pakollisiin että valinnaisiin aineopintoihin. Haluttaessa ammattiainetta voi suunnata myös elektroniikkaan, mekatroniikkaan, tehoelektroniikkaan sekä automaation lukuisille sovellusalueille valinnaisten opintojaksojen tarkoituksenmukaisilla ainevalinnoilla. Sivuaine, 15 ov, pakolliset opintojaksot 74470 Sulautetut prosessorisovellukset 3 III-IV (2 76231 Automaation laitetekniikka 2 III 76331 Automaatio- ja säätötekniikka 4 II 8100400 Olio-ohjelmoinnin peruskurssi 2 IV-V 8404103 Mikroprosessorit, laaja 3 II 8404107 Mikrokontrollerijärjestelmät 3 III-IV (2 vain, jos ei kuulu koulutusohjelmakohtaisiin opintoihin. 2) valittava näistä toinen. 3) esitietovaatimuksena 8100200 Laaja ohjelmointi tai 8100100 sekä 8100110. Täydennetään pääaineen pakollisilla ja/tai aineen valinnaisilla Pääaine 30 ov, pakolliset opintojaksot Pakollisia ovat myös sivuaineen pakolliset, täydennetään valinnaisilla 7601020 Reaaliaikajärjestelmät ja -ohjelmointi 4 III-IV 7601031 Komponenttiohjelmointi 4 III-IV 76140 Säätötekniikan diplomityöseminaari 1 V (5 76260 Digitaalinen säätö 3 III 76490 Automaatiojärjestelmät 3 III 8104100 Laitteistonläheinen ohjelmointi 2 IV-V 8104150 Sulautetut järjestelmät 2 IV-V (4 4) esitietovaatimuksena 8404103 Mikroprosessorit, laaja, suositellaan myös 8104000 Käyttöjärjestelmät. 5) pakollinen, jos tekee diplomityön automaatioteknologiasta. Valinnaiset opintojaksot: Pääaineen opettaja voi hyväksyä muitakin opintojaksoja. 2702600 Tehdasautomaation järjestelmätekniikka 4 2702701 Design of Robot Systems 4 3103015 Prosessiautomaation turvallisuus 2 74112 Integroidut analogiapiirit 3 74462 Mekatroniikan erityiskysymyksiä 4-6 74490 Moderni käyttöliittymäelektroniikka 3 7601000 Tietoverkkopohjainen automaatio 3 7601050 Tuotannon informaatiojärjestelmien integrointi 3 7604100 Säätösuunnittelu MATLAB:lla 3 J 7605050 Neuro- sumeat järjestelmät 3 J 7605100 Sumea laskenta 3 76370 Identifiointi 3 J 76400 Säädön suunnittelu 4 76450 Mallinnus ja simulointi 3 76500 Oppiva ja älykäs säätö 3 J 76527 Johdatus mikrosysteemitekniikkaan 3 7801310 Tehoelektroniikan uudet sovellutukset 3 7801500 Sähkömoottorikäytöt 3 7801700 Sähkökäyttöjen mallintaminen 3 7801800 Sähkökäyttöjen ohjaustekniikka 3 8100300 Tietorakenteiden käyttö 3
44 8102000 Ohjelmistotuotannon peruskurssi 2 8102010 Ohjelmistotuotannon menetelmät 4 8104000 Käyttöjärjestelmät 4 (2 8105200 XML ohjelmistokehityksessä 3 8105800 Seittiohjelmointi 2 8107310 Graafisen käyttöliittymän ohjelmointi 4 8108005 Käytettävyys 2 8304500 Tietoliikenneverkkojen perusteet 3 vain, jos ei kuulu koulutusohjelmakohtaisiin opintoihin. 2) esitietovaatimuksena 8100110 Ohjelmointi II tai 8100200 Laaja ohjelmointi. 3) esitietovaatimuksena 8108005 Käytettävyys. Automaatio- ja informaatioverkot Vastuuhenkilö: professori Hannu Koivisto huone: SD202, puhelin: 31152656 email: hannu.koivisto@tut.fi Automaatio- ja informaatioverkot antaa perusvalmiudet modernien tietokoneverkkoja hyödyntävien automaatioratkaisujen soveltamiseen ja kehittämiseen. Hajautettu tietokoneverkkoja ja kenttäväyliä hyödyntävä prosessiautomaatio on ollut todellisuutta jo jonkin aikaa. Web-selainta käyttävät sovellukset integroivat koko tehtaan tuotannon- ja prosessinohjausjärjestelmän yhdeksi kokonaisuudeksi. Prosessioperaattorit hyödyntävät kannettavaa langatonta multimediapohjaista etäoperointitekniikkaa. Prosessien todellisia etäkäyttö- ja etäsäätösovelluksia kehitetään voimakkaasti (virtuaalitodellisuus, tele-eksistenssi). Myös kodin laitteissa automaatio, älykkyys ja mobiliteetti lisääntyvät koko ajan. Tämäntyyppiset sovellukset edellyttävät käytettäviltä tietoliikenneratkaisuilta korkeatasoisia reaaliaikaominaisuuksia, samoja kuin audion ja videon käytössä verkotetussa multimediassa. Toisaalta jo tällaisten järjestelmien soveltaminen ja käyttö edellyttää kohtuullisista ymmärrystä tietokoneverkkojen ominaisuuksista. Kaikki edellä mainitut sovellusalueet edellyttävät perustietoja kolmelta keskeiseltä alalta: automaatio-, tietoliikenne- ja ohjelmistotekniikasta. Pääaineen tavoitteena on antaa yleiskuva ja kokonaisnäkemys alueesta. Koska alue on laaja, on pakollisten kurssien määrä pidetty mahdollisimman pienenä ja syventymismahdollisuuksia on moneen suuntaan perinteisestä (prosessi)automaatioinsinöörin toimenkuvasta sulautetun järjestelmän ohjelmistokehitykseen. Monasti tietotekniikka sivuaineena on suositeltava vaihtoehto. Automaatio- ja informaatioverkkojen tueksi suositellaan matematiikan opintojaksoja 73110 Numeerinen analyysi 1 ja 73116 Algoritmimatematiikka. Sivuaine, 15 ov, pakolliset opintojaksot 7601000 Tietoverkkopohjainen automaatio 3 III-IV 76331 Automaatio- ja säätötekniikka 4 II 76490 Automaatiojärjestelmät 3 III-IV 8102000 Ohjelmistotuotannon peruskurssi 2 II-III 8304500 Tietoliikenneverkkojen perusteet 3 II-III Vain, jos ei kuulu koulutusohjelmakohtaisiin opintoihin. Täydennetään pääaineen pakollisilla ja/tai aineen valinnaisilla Pääaine, 30 ov, pakolliset opintojaksot Pakollisia ovat myös sivuaineen pakolliset, täydennetään valinnaisilla 76140 Säätötekniikan diplomityöseminaari 1 V (4 76260 Digitaalinen säätö 3 III (2 76400 Säädön suunnittelu 4 III (2 76551 Prosessiautomaation sovellukset 4 IV (2 7601010 Automaatioverkkojen erityiskysymyksiä 3 IV-V J 7601020 Reaaliaikajärjestelmät ja ohjelmointi 4 III-IV (2 7601830 Automaatiotekniikan erikoistyö 1-3 IV-V
45 2) Kursseista 7601020, 76260, 76400 ja 76551 tulee sisällyttää pitkään aineeseen vähintään kaksi. 3) Erikoistyön tulee olla suunnattu automaatioverkkoihin ja verkkopohjaisiin sovelluksiin. 4) Pakollinen automaatio- ja informaatioverkoista diplomityötä tekeville. Valinnaiset opintojaksot: Valinnaiset opinnot voi valita varsin vapaasti tavoitteista riippuen: automaatiotekniikka, ohjelmistotekniikka, signaalinkäsittely, tietoliikennetekniikka, energiatekniikka, matematiikka, jne. Suositeltava vaihtoehto on opiskella kiinnostavasta sovellusalueesta sivuaine. Sopivia näkökulmia ja työnkuvia ovat esimerkiksi: automaatioinsinööri (automaatiotekniikan ja sovellusalueen kursseja) tuotekehitystehtävät (lyhyt tai pitkä ohjelmistotekniikka) automaatioverkkoasiantuntija (lyhyt tai pitkä tietoliikenne) Alla esitetty lista on vain suuntaa antava. Pääaineen opettaja voi hyväksyä muitakin opintojaksoja. 2702400 Teollisuusrobotiikka 3 3103015 Prosessiautomaation turvallisuus 2 74490 Moderni käyttöliittymäelektroniikka 3 7504050 Teollisuusprosessien mittausjärjestelmät 3 7601031 Komponenttiohjelmointi 3 7601820 Automaatiotekniikan työkurssi 3 7604110 Systeemiteoria tietotekniikassa 3 J 7605100 Sumea laskenta 3 76231 Automaation laitetekniikka 2 76450 Mallinnus ja simulointi 3 76527 Johdatus mikrosysteemitekniikkaan 3 8004152 Multimedia joukkoviestimissä 2 8004253 Tekotodellisuus 3 8105800 Seittiohjelmointi 2 83311 Laajakaistaverkot 3 83400 Johdatus tietoliikennetekniikkaan 3 Vain, jos ei kuulu koulutusohjelmakohtaisiin opintoihin. Oppivat järjestelmät Vastuuhenkilö: professori Hannu Koivisto huone: SD202, puhelin: 31152656 email: hannu.koivisto@tut.fi Termillä Oppivat ja älykkäät järjestelmät tarkoitetaan neuraalilaskennan, sumean päättelyn, geneettisten algoritmien, älykkäiden ohjelmistoagenttien ym. tarkoittamaa kokonaisuutta. Näihin perustuvat toteutukset yleistyvät elektronisissa laitteissa, automaatiojärjestelmissä ja signaalinkäsittelyssä. Tampereen teknillinen korkeakoulu tarjoaa kaksikin tähän suuntautunutta pääainetta. Sekä automaatiotekniikan osasto että tietotekniikan osasto tarjoavat opetusohjelmissaan kokonaisuuden, joka on perusteiltaan sama. Muiden koulutusohjelmien opiskelijat voivat valita jommankumman esimerkiksi sivuaineekseen. Oppivat ja älykkäät järjestelmät (automaatio- ja säätötekniikan laitos) Oppiva ja älykäs signaalinkäsittely (signaalinkäsittelyn laitos) Oppivien järjestelmien tueksi suositellaan matematiikan opintojaksoja: 73050 Tilastomatematiikka ja 73110 Numeerinen analyysi 1. Sivuaine, 15 ov, pakolliset opintojaksot. Täydennetään pääaineen pakollisilla ja/tai aineen valinnaisilla 7605050 Neuro- sumeat järjestelmät 3 J 7605100 Sumea laskenta 3 76450 Mallinnus ja simulointi 3 Pääaine 30 ov, pakolliset opintojaksot. Pakollisia myös sivuaineen pakolliset, täydennetään valinnaisilla
46 76140 Säätötekniikan diplomityöseminaari 1 76260 Digitaalinen säätö 3 (2 76370 Identifiointi 3 J 76400 Säädön suunnittelu 4 (2 76500 Oppiva ja älykäs säätö 3 J Muut kuin automaatiotekniikan koulutusohjelman opiskelijat voivat korvata nämä opintojaksoilla 73280 Soft Computing ja 8404190 Neurolaskenta. 2) Opintojaksot 76260 ja 76400 ovat vaihtoehtoiset. 3) Pakollinen oppivista järjestelmistä diplomityötä tekeville. Valinnaiset opintojaksot Valinnaiset opinnot voi valita varsin vapaasti tavoitteista riippuen: automaatiotekniikka, ohjelmistotekniikka, signaalinkäsittely, tietoliikennetekniikka, energiatekniikka, matematiikka, jne. Koska oppivia ja älykkäitä järjestelmiä käytetään usealla eri sovellusalueella, on suositeltava vaihtoehto lukea asianomaisesta alueesta suoraan esimerkiksi sivuaine. Pääaineen opettaja voi hyväksyä muitakin opintojaksoja. 25991 Tieteen filosofia 2 73112 Matemaattinen optimointiteoria 1 3 73124 Operaatiotutkimus 3 73125 Matemaattinen optimointiteoria 2 2 73126 Stokastiset prosessit 3 73280 Soft Computing 2 7501020 Mittaustekniikan matemaattiset menetelmät 3 76431 Robusti säätö 5 J 76490 Automaatiojärjestelmät 3 76551 Prosessiautomaation sovellukset 4 7601000 Tietoverkkopohjainen automaatio 3 7601010 Automaatioverkkojen erityiskysymyksiä 3 J 7601820 Automaatiotekniikan työkurssi 3 7601830 Automaatiotekniikan erikoistyö 1-3 7604100 Säätösuunnittelu MATLAB:lla 3 7604110 Systeemiteoria tietotekniikassa 3 J 7605400 Teollisuusprosessien mallintaminen ja säätörakenteet 3 8101905 Tekoäly 4 8100310 Tietorakenteet ja algoritmit 5 Suunnattuna oppiviin ja älykkäisiin järjestelmiin. Paperinvalmistuksen automaatio Vastuuhenkilöt: professori Antti Kaunonen huone: SD314, puhelin: 31152334 email: antti.kaunonen@tut.fi tutkija Pekka Pietilä huone: SD210, puhelin: 31152659 email: pekka.pietila@tut.fi Puunjalostusteollisuus on edelleen Suomen tärkein teollisuuden ala. Sen automaatioaste on myös maailman huippuluokkaa. Kehityksen kärjessä pysyminen vaatii pitkälle koulutettuja automaatioalan ammattilaisia, joille on jatkuvasti kysyntää tutkimus-, tuotekehitys- ja tuotantotehtävissä maailmanlaajuisesti. Aineen aiheisiin kuuluvat paperinvalmistusprosessien mittaukset, säädöt ja toimilaitteet sekä näiden muodostamat kokonaisuudet. Päämääränä on kouluttaa laajasti paperinvalmistukseen perehtyneitä automaatioinsinöörejä, joilla on hyvä valmius myös kehittyneen säätötekniikan soveltamisessa. Vaihtoehdon tueksi suositellaan otettavaksi valinnaisista opintojaksoista lämpö- ja paperinjalostustekniikkaan liittyviä opintojaksoja. Paperinvalmistuksen automaation tueksi sopivat erityisen hyvin mittaustekniikka, ympäristötekniikka, konetekniikka sekä paperinjalostustekniikka. Sivuaine, 15 ov, pakolliset opintojaksot. 7504050 Teollisuusprosessien mittausjärjestelmät 3 IV 76231 Automaation laitetekniikka 2 III 76331 Automaatio- ja säätötekniikka 4 II 76555 Puunjalostusautomaatio 4 IV J
47 Pääaine 30 ov, pakolliset opintojaksot. Pakollisia ovat myös sivuaineen pakolliset, täydennetään valinnaisilla 76140 Säätötekniikan diplomityöseminaari 1 V 76400 Säädön suunnittelu 4 III 7601830 Automaatiotekniikan erikoistyö 1-3 IV-V (2 7605400 Teollisuusprosessien mallintaminen ja säätörakenteet 3 IV 7605500 Panosprosessien automaatio 2 IV (2 vain, jos ei kuulu koulutusohjelmakohtaisiin opintoihin. 2) vaihtoehtoiset. 3) pakollinen paperinvalmistuksen automaatiosta diplomityötä tekeville. Valinnaiset opintojaksot: Pääaineen opettaja voi hyväksyä muitakin opintojaksoja. 24520 Massakoneet 3 24530 Paperikoneet 3 24860 Kunnonvalvontamenetelmät 2 25200 Virtausoppi 3 3103015 Prosessiautomaation turvallisuus 2 33515 Paperinjalostustekniikka 1 4 3305100 Massanvalmistustekniikka 4 3305121 Paperitekniikka 4 3305140 Paperinvalmistuksen kemia ja paperifysiikka 4 75310 Mittausdatan analyysi 4 7503020 Mittausten informaatiosisältö ja datan luotettavuus 3 7504010 Anturifysiikka 4 76260 Digitaalinen säätö 3 76450 Mallinnus ja simulointi 3 76490 Automaatiojärjestelmät 3 76551 Prosessiautomaation sovellukset 4 7601020 Reaaliaikajärjestelmät ja ohjelmointi 4 7601031 Komponenttiohjelmointi 4 7604100 Säätösuunnittelu MATLAB:lla 3 7605100 Sumea laskenta 3 7801451 Sähkömoottorit 3 7801500 Sähkömoottorikäytöt 3 83400 Johdatus tietoliikennetekniikkaan 3 8304500 Tietoliikenneverkkojen perusteet 3 vain, jos ei kuulu koulutusohjelmakohtaisiin opintoihin. Prosessiautomaatio Vastuuhenkilö: professori Pentti Lautala huone: SD310, puhelin: 31152662 email: pentti.lautala@tut.fi Prosessiautomaatiossa opittavat menetelmät ja ongelmanratkaisutapa ovat yhteistä kaikelle prosessiteollisuudelle, mutta sovelluksissa perehdytään erityisesti voimalaitosten ja kemian teollisuuden automaatioratkaisuihin. Aineen aiheisiin kuuluvat prosessien dynaaminen analyysi ja säätörakenteiden ja -järjestelmien suunnittelu. Päämääränä on kouluttaa teollisuuteen automaatioinsinöörejä, joilla on hyvä valmius myös kehittyneen säätötekniikan soveltamiseen. Aineen tueksi suositellaan valinnaisista opintojaksoista energia- ja prosessiteknisiä kursseja. Prosessiautomaatio sopii yhteen useimpien automaatiotekniikan aineiden kanssa. Yhdistelmä ympäristötekniikan, energia- ja prosessitekniikan ja puunjalostustekniikan opintojen kanssa on ammattia ajatellen hyvä vaihtoehto. Ympäristötekniikan koulutusohjelman opiskelijat voivat korvata prosessiautomaation sivuaineen pakolliset opintojaksot voimalaitos- ja polttotekniikan sivuaineella. Tällöin on kuitenkin suoritettava vähintään opintojakso 76331 Automaatio- ja säätötekniikka.
48 Sivuaine 15 ov, pakolliset opintojaksot 76331 Automaatio- ja säätötekniikka 4 II 76400 Säädön suunnittelu 4 III 76450 Mallinnus ja simulointi 3 III 7605400 Teollisuusprosessien mallintaminen ja säätörakenteet 3 IV vain, jos ei kuulu koulutusohjelmakohtaisiin opintoihin. Täydennetään pääaineen pakollisilla ja/tai aineen valinnaisilla Pääaine 30 ov, pakolliset opintojaksot Pakollisia ovat myös sivuaineen pakolliset, täydennetään valinnaisilla 76140 Säätötekniikan diplomityöseminaari 1 V 76551 Prosessiautomaation sovellukset 4 IV 7601820 Automaatiotekniikan työkurssi 3 IV 7601830 Automaatiotekniikan erikoistyö 1-3 IV-V (2 7605500 Panosprosessien automaatio 2 IV (2 2) vaihtoehtoiset. 3) pakollinen prosessiautomaatiosta diplomityötä tekeville. Valinnaiset opintojaksot: Prosessiautomaation pää- ja sivuaineeseen hyväksytään valinnaisiksi kaikki ACI:n opintojaksot. Näiden lisäksi valinnaisiksi hyväksytään allaolevassa taulukossa luetellut opintojaksot. Pääaineen opettaja voi hyväksyä muitakin opintojaksoja. 24860 Kunnonvalvontamenetelmät 2 25200 Virtausoppi 3 25300 Lämmönsiirron perusteet 3 25330 Lämpötekniikan mittaukset 2 25420 Voimalaitostekniikka 3 25441 Polttotekniikka 3 2504110 Höyrytekniikka 4 3103015 Prosessiautomaation turvallisuus 2 3305100 Massanvalmistustekniikka 4 3305130 Päällystystekniikka 4 75310 Mittausdatan analyysi 4 7501020 Mittaustekniikan matemaattiset menetelmät 3 7503020 Mittausten informaatiosisältö ja datan luotettavuus 3 7504010 Anturifysiikka 4 7504050 Teollisuusprosessien mittausjärjestelmät 3 Vain jos se ei kuulu koulutusohjelmakohtaisiin opintoihin. Systeemiteoria Vastuuhenkilö: professori Pentti Mäkilä huone: SD306, puhelin: 31152332 email: pertti.makila@tut.fi Systeemiteorian opetuksen tavoitteena on hallita käyttökelpoiset yleismetodit siten, että insinööritutkinnon suorittanut soveltuu alan tutkimus-, kehitys- ja opetustyöhön talouselämän sekä tutkimus- ja opetuslaitosten palveluksessa. Koulutus pyritään rakentamaan niin yleiselle pohjalle, että soveltamisvalmius ulottuisi myös tavanomaisen tekniikan ulkopuolelle. Systeemiteoriassa pääpaino on säädön suunnittelumenetelmissä. Yleismetodisen luonteensa johdosta aine soveltuu hyvin useiden insinöörialojen tutkimus- ja kehitystehtäviin aikoville. Lisäksi se antaa hyvän pohjan jatko-opiskeluun. Opintojaksoa 73112 Matemaattinen optimointiteoria 1 suositellaan systeemiteoriaa tukevaksi opintojaksoksi. Sivuaine, 15 ov, pakolliset opintojaksot. 76260 Digitaalinen säätö 3 III 76331 Automaatio- ja säätötekniikka 4 II 76400 Säädön suunnittelu 4 III 76450 Mallinnus ja simulointi 3 III vain, jos ei kuulu koulutusohjelmakohtaisiin opintoihin. Täydennetään pääaineen pakollisilla ja/tai aineen valinnaisilla
49 Pääaine, 30 ov, pakolliset opintojaksot. Pakollisia ovat myös sivuaineen pakolliset, täydennetään valinnaisilla 76140 Säätötekniikan diplomityöseminaari 1 V 76431 Robusti säätö 5 IV-V (2 J 7604100 Säätösuunnittelu MATLAB:lla 3 IV 7604120 Systeemiteorian erityiskysymyksiä 3 IV-V (2 J 2) vaihtoehtoiset. 3) pakollinen systeemiteoriasta diplomityötä tekeville. Valinnaiset opintojaksot: Pääaineen opettaja voi hyväksyä muitakin opintojaksoja. 73108 Kompleksimuuttujan funktiot 3 73109 Matriisilaskenta 1 3 73110 Numeerinen analyysi 1 3 73112 Matemaattinen optimointiteoria 1 3 73114 Johdatus funktionaalianalyysiin 4 73126 Stokastiset prosessit 3 73128 Tilastolliset monimuuttujamenetelmät 3 73132 Osittaisdifferentiaaliyhtälöiden numeeriset menetelmät 3 73133 Jakautuneet järjestelmät 3 73163 Tilastollinen laadunvalvonta 2 73165 Luotettavuusteoria 3 73280 Soft Computing 2 7303050 Differentiaaliyhtälöt 3 76370 Identifiointi 3 J 7601820 Automaatiotekniikan työkurssi 3 7601830 Automaatiotekniikan erikoistyö 1-3 7604110 Systeemiteoria tietotekniikassa 3 J 7605050 Neuro- sumeat järjestelmät 3 J 7605100 Sumea laskenta 3 83001 Tietoliikenneteoria 3 83200 Televerkot 3 83400 Johdatus tietoliikennetekniikkaan 3 8304500 Tietoliikenneverkkojen perusteet 3 Vain jos ei kuulu koulutusohjelmakohtaisiin opintoihin. Mikrosysteemitekniikka Vastuuhenkilöt : professori Pertti Mäkilä huone: SD306, puhelin: 31152332 email: pertti.makila@tut.fi tutkija Pasi Kallio huone: SD104, puhelin: 31152103 email: pasi.kallio@tut.fi Auton turvatyynyn laukaiseva kiihtyvyysanturi, mustesuihkukirjoittimen pietsosähköinen tulostinpää, dataprojektorin mikropeilimatriisi, DNA:n emäsjärjestyksen selvittämiseen käytettävä mikrosiru. Siinä joitain esimerkkejä jo kaupallisesti menestyksekkäistä mikrosysteemiteknisistä tuotteista. Merkittäviä tulevaisuuden tuotteita ovat esimerkiksi pienet kemialliset ja biokemialliset analyysijärjestelmät, lääketieteen lukuisat sovellukset älykkäistä pillereistä mikromekaanisiin kuulolaitteisiin, autoteollisuuden uudet sovellukset esimerkiksi renkaiden langattomassa ilmanpaineen mittauksessa ja niin edelleen. Potentiaalisia mikrosysteemien sovelluskohteita löytyy lähes tuotteesta kuin tuotteesta, matkapuhelimista paperikoneeseen. Mikrosysteemitekniikka on järjestelmien miniatyrisointia, jonka juuret ovat mikroelektroniikassa. Mikropiirien lisäksi piin ja sen valmistusmenetelmien on havaittu soveltuvan hyvin myös mikroskooppisen pienten liikkuvien mekaanisten osien valmistukseen. Vaikka lähtökohta oli pii, mikrosysteemitekniikka on nykyisin myös paljon muuta kuin piihin perustuvaa mikromekaniikkaa. Aktiiviset materiaalit ja niistä valmistetut toimilaitteet, erilaiset bioyhteensopivista materiaaleista valmistetut mikrofluidistiset järjestelmät sekä mikrorobotiikan sovellukset ovat merkittävä osa mikrosysteemitekniikkaa.
50 Mikrosysteemitekniikan opinnoissa perehdytään mikro-systeemitekniikan perusmenetelmiin valmistustekniikoista mikroskopiaan sekä erilaisiin mikromekaanisesti valmistettuihin tuotteisiin antureista ja toimilaitteista kokonaisiin järjestelmiin. Päämääränä on kouluttaa teollisuuteen tutkimus- ja tuotekehitysinsinöörejä, jotka tuntevat mikrosysteemitekniikan tarjoamat edut ja mahdollisuudet sekä kykenevät hyödyntämään niitä eri sovellusalueilla. Mikrosysteemitekniikan aineopinnot soveltuvat erityisen hyvin tukevaksi opintokokonaisuudeksi tutkimus- ja tuotekehitystehtäviin aikoville. Sivuaine, 15 ov, pakolliset opintojaksot. Täydennetään pääaineen pakollisilla ja/tai aineen valinnaisilla 76331 Automaatio- ja säätötekniikka 4 II 76527 Johdatus mikrosysteemitekniikkaan 3 III 7606010 Mikrosysteemitekniikan laboratoriotyökurssi 3 IV Vain, jos ei kuulu koulutusohjelmakohtaisiin opintoihin. Pääaine, 30 ov, pakolliset opintojaksot. Pakollisia ovat myös sivuaineen pakolliset, täydennetään valinnaisilla 7504020 Mikroanturit 3 IV-V J (2 76140 Säätötekniikan diplomityöseminaari 1 V 76260 Digitaalinen säätö 3 III 2) Pakollinen mikrosysteemitekniikasta diplomityötä tekeville. Valinnaiset opintojaksot Pääaineen opettaja voi hyväksyä muitakin opintojaksoja perustellusta syystä. Yllämainittujen opintojaksojen lisäksi etenkin lääketieteellisen tekniikan, ympäristöbiotekniikan sekä biomateriaalitekniikan opintojaksoilla voidaan pää- ja sivuainetta täydentää. 24501 Mekatroniikan perusteet 3 2601050 Robotics and teleoperation 4 2803000 Materiaalitieteen fysikaaliset tutkimusmenetelmät 3 74320 Elektroniikan materiaalit 3 75310 Mittausdatan analyysi 4 7504010 Anturifysiikka 4 7504020 Mikroanturit 3 7504030 Piianturien suunnittelu 4-5 7504040 Bioanturit 3 76370 Identifiointi 3 76400 Säädön suunnittelu 4 76450 Mallinnus ja simulointi 3 7601020 Reaaliaikajärjestelmät ja ohjelmointi 4 7601031 Komponenttiohjelmointi 4 7606080 Mikrosysteemitekniikan erityiskysymyksiä 2-7 8404103 Mikroprosessorit, laaja 3 Jos ei kuulu koulutusohjelmakohtaisiin opintoihin. 7.4.2. Elektroniikka Luettelo vaadittavista opinnoista löytyy sivulta 120. 7.4.3. Hydrauliikka ja automatiikka Laitoksen johtaja, professori Matti Vilenius huone: K2425, puhelin: 31152267 email: matti.vilenius@tut.fi Automaatio on tämän päivän teollisuuden keskeinen kilpailutekijä, joka työllistää yhä enemmän suomalaisia diplomi-insinöörejä. Automaation tutkiminen ja soveltaminen teollisuuteen vaatii useiden tekniikoiden samanaikaista hallitsemista. Hydrauliikan ja automatiikan laitos synnyttää tätä osaamista antamalla opetusta koneenrakennuksen automaation eri osa-alueilla. Laitoksen opetuksessa ja tutkimuksessa korostuu moniteknisyys ja käytännön sovellutukset.
51 Koneenrakennuksen automaatioon liittyvä opetus- ja tutkimustoiminta on hyvin laaja-alaista. Siihen liittyvä opetus jakaantuu neljään eri ainekokonaisuuteen, joilla on yhteisiä opintojaksoja, mutta jotka painottavat koneenrakennuksen automaation eri osaalueita. Näistä ainekokonaisuuksista voi valita joko pääaine- (väh. 24 ov.) tai sivuainekokonaisuuden (väh. 12 ov.)ja ne ovat: Hydraulitekniikka Koneautomaatio Koneenrakennus Tietotekniikka Ne soveltuvat opiskeltaviksi erityisesti automaatio- ja konetekniikan koulutusohjelmissa, mutta varsin hyvin myös monissa muissa koulutusohjelmissa. Hydraulitekniikka Hydraulitekniikan opintoihin sisältyvät hydraulitekniikkaan ja sen säätöteknisiin sovelluksiin liittyvä teoria, teollisuus- ja mobilehydrauliikan komponentit ja järjestelmät, erilaiset sähköhydrauliset servojärjestelmät sekä komponenttien ja järjestelmien tietokoneavusteinen suunnittelu. Ympäristöystävällinen hydrauliikka ja etenkin vesihydrauliikka ovat tulevaisuudessa yhä tärkeämpiä teknologia-alueita kehitettäessä kestävän kehityksen koneita ja laitteita. Tällä hetkellä vesihydrauliikka on yksi IHA:n keskeisistä ja kansainvälisesti merkittävistä tutkimusalueista. Pää-ja sivuainekokonaisuudet täydennetään valinnaisista ammattiaineista. Pakolliset opintojaksot, sivuainekokonaisuus 2601010 Ohjausjärjestelmät koneautomaatiossa 3 26121 Hydraulitekniikka I 3 26141 Mobilehydrauliikka 3 26182 Ympäristöystävällinen hydrauliikka 2 Pakolliset opintojaksot, pääainekokonaisuus 23725 Teknillisen mekaniikan perusteet 3 26121 Hydraulitekniikka I 3 26131 Hydraulitekniikka II 4 26141 Mobilehydrauliikka 3 26151 Sähköhydrauliset servojärjestelmät 3 26182 Ympäristöystävällinen hydrauliikka 2 26186 Vesihydrauliikan perusteet 2 2601010 Ohjausjärjestelmät koneautomaatiossa 3 Suositeltavat valinnaiset opintojaksot: 24440 Konejärjestelmien simulointi 3 2408000 Käyttövarmuuden suunnittelu 3 26111 Pumppaustekniikka 3 26188 Vesihydrauliikan komponentit ja järjestelmät 3 26191 Hydraulitekniikan erikoistyö 4 26231 Pneumatiikka 3 26242 Toimilaitteiden säätö 3 26321 Hydrauliikan ja koneautomaation mittaukset 3 26333 Hydrauliikan ja automatiikan erikoiskurssi 8 26350 Kiertovoitelujärjestelmät 1 2601020 Hydraulijärjestelmien mallintaminen ja simulointi 3 2601030 Hydraulijärjestelmien mallintamisen ja simuloinnin jatkokurssi 3 2601050 Robotics and teleoperation 4 73108 Kompleksimuuttujan funktiot 3 7303050 Differentiaaliyhtälöt 3
52 Koneautomaatio Koneautomaation opetus antaa valmiudet automaattisten koneiden ja laitteiden suunnitteluun. Sen keskeisen osan muodostavat toimilaitteiden ohjaus ja säätö. Ammattiaineelle on luonteenomaista mekatroninen ajattelu- ja toteutustapa, joka pyrkii hyödyntämään oikealla ja tehokkaalla tavalla mekaaniset ja elektroniset sekä automaatio- ja tietoteknilliset mahdollisuudet koneenrakennuksessa. Koneautomaatio on hyvin poikkiteknillinen ammattiaine, jonka yhteyteen sopivat useimmat kone-, sähkö- ja tietotekniikan ammattiaineet. Pakolliset opintojaksot, sivuainekokonaisuus 2601010 Ohjausjärjestelmät koneautomaatiossa 3 2601040 Sähkömoottorikäytöt koneautomaatiossa 3 26121 Hydraulitekniikka I 3 26231 Pneumatiikka 3 Pakolliset opintojaksot, pääainekokonaisuus. 23725 Teknillisen mekaniikan perusteet 3 26121 Hydraulitekniikka I 3 26231 Pneumatiikka 3 26242 Toimilaitteiden säätö 3 26262 Mekatroniikan erityiskysymyksiä 0 26321 Hydrauliikan ja koneautomaation mittaukset 3 2601010 Ohjausjärjestelmät koneautomaatiossa 3 2601040 Sähkömoottorikäytöt koneautomaatiossa 3 Ainekokonaisuuksia voi täydentää tarvittaessa valinnaisista opintojaksoista. Suositeltavat valinnaiset opintojaksot 24440 Konejärjestelmien simulointi 3 2403010 Koneenosaopin perusteet 3 26141 Mobilehydrauliikka 3 26151 Sähköhydrauliset servojärjestelmät 3 26291 Koneautomaation erikoistyö 4 26333 Hydrauliikan ja automatiikan erikoiskurssi 8 2601020 Hydraulijärjestelmien mallintaminen ja simulointi 3 2601030 Hydraulijärjestelmien mallintamisen ja simuloinnin jatkokurssi 3 2601050 Robotics and teleoperation 4 2702400 Teollisuusrobotiikka 3 2702500 Automaattinen kokoonpano 3 3103015 Prosessiautomaation turvallisuus 2 74470 Sulautetut prosessorisovellukset 3 7604100 Säätösuunnittelu MATLAB:lla 3 76260 Digitaalinen säätö 3 76400 Säädön suunnittelu 4 76450 Mallinnus ja simulointi 3 Koneenrakennus Koneenrakennuksen opintoihin sisältyvät hydrauliikkaa soveltavan koneenrakennuksen kannalta keskeiset asiat. Opintokokonaisuus soveltuu erityisesti hydraulikäyttöisten liikkuvien työkoneiden suunnittelun ja tuotekehityksen tarpeisiin. Opintokokonaisuutta suositellaan täydennettäväksi koneensuunnittelun, teknillisen mekaniikan ja tuotantotekniikan opinnoilla. Pää- ja sivuainekokonaisuudet täydennetään valinnaisista opintojaksoista. Pakolliset opintojaksot, sivuainekokonaisuus Tässä syventymiskohteessa edellytetään esitietovaatimuksina konetekniikan yleisopintoja. 24330 Konerakenteiden suunnittelu 3 2601010 Ohjausjärjestelmät koneautomaatiossa 3 26121 Hydraulitekniikka I 3 26141 Mobilehydrauliikka 3 26151 Sähköhydrauliset servojärjestelmät 3
53 Pakolliset opintojaksot, pääainekokonaisuus Tässä syventymiskohteessa edellytetään esitietovaatimuksina konetekniikan yleisopintoja. 23520 Lujuusopin perusteet II 3 23591 Elementtimenetelmän perusteet 3 24320 Koneenosien suunnittelu 4 24330 Konerakenteiden suunnittelu 3 26121 Hydraulitekniikka I 3 26141 Mobilehydrauliikka 3 26151 Sähköhydrauliset servojärjestelmät 3 7603300 Automaatiotekniikan perusteet 3 Suositeltavat valinnaiset opintojaksot: 23630 Murtumismekaniikka ja väsyminen 4 2306120 Optimoinnin perusteet 3 24410 Mekaaniset värähtelyt 4 24440 Konejärjestelmien simulointi 3 24501 Mekatroniikan perusteet 3 24555 Tribologian perusteet 2 24601 Tuotekehitysoppi 3 2404240 Liikkuvat työkoneet 3 2408000 Käyttövarmuuden suunnittelu 3 26131 Hydraulitekniikka II 4 26182 Ympäristöystävällinen hydrauliikka 2 26231 Pneumatiikka 3 26321 Hydrauliikan ja koneautomaation mittaukset 3 26350 Kiertovoitelujärjestelmät 1 2601010 Ohjausjärjestelmät koneautomaatiossa 3 2601020 Hydraulijärjestelmien mallintaminen ja simulointi 3 2601030 Hydraulijärjestelmien mallintamisen ja simuloinnin jatkokurssi 3 2601050 Robotics and teleoperation 4 2703100 Laadunvarmistus 3 2900050 Projektinhallinta 2 2903210 Immateriaalioikeudet 2 3103010 Koneiden ja laitteiden turvallisuus 2 7303050 Differentiaaliyhtälöt 3 8100210 Fortran-kieli 1 Ainekokonaisuuksia voi täydentää tarvittaessa valinnaisista opintojaksoista. Tietotekniikka Tietotekniikan opintoihin sisältyvät koneenrakennuksen ja tietotekniikan keskeiset asiat ohjelmistotekniikasta, mekatroniikasta, hydrauliikan, koneautomaation ja robotiikan perusteista sekä teleoperoinnista ja virtuaalitekniikasta. Opintokokonaisuus soveltuu erityisesti tietotekniikkaa tuotteissaan, niiden suunnittelussa ja markkinoinnissa hyödyntävien kone- ja laiterakentajien tarpeisiin. Tämä opintokokonaisuus sisältää kaksi suuntautumisvaihtoehtoa. Hydrauliikan laskentamenetelmät Koneautomaation informaatioverkot Teknisen laskennan menetelmät Hydrauliikan opinnot yhteensä: Koneenrakennuksen automaatio Tietotekniikka Hydrauliikan laskentamenetelmät 20-21 ov 15-33 ov 35-54 ov Koneautomaation informaatioverkot Hajautetut järjestelmät Hydrauliikan opinnot yhteensä: 21-22 ov 15-31 ov 36-53 ov
54 Molemmissa vaihtoehdoissa on perustana monialainen sivuainekokonaisuus (20-22 ov.) ja siihen lisättävät hydrauliikan opinnot 5-33 ov). Sivuainekokonaisuudet on tarkennettu toisaalla opinto-oppaassa ja tässä osassa on hydrauliikan aineiden osuus. Molemmissa tapauksissa opiskelijalla on mahdollisuus painottaa opintonsa joko hydrauliikan tai valitsemansa sivuainekokonaisuuden puolelle. Hydrauliikan laskentamenetelmät Sivuainekokonaisuus Teknisen laskennan menetelmät (20-21 ov.) Tämän sivuainekokonaisuuden opinnot vaativat esitietoina insinöörimatematiikan tai laajan matematiikan opintokokonaisuuden sekä opintojakson 8100100 Ohjelmointi 1 suorittamisen. Lisäksi suositellaan valittavaksi seuraavista kursseista 15-33 ov. 26121 Hydraulitekniikka I 3 26131 Hydraulitekniikka II 4 26151 Sähköhydrauliset servojärjestelmät 3 26242 Toimilaitteiden säätö 3 26262 Mekatroniikan erityiskysymyksiä 0 26321 Hydrauliikan ja koneautomaation mittaukset 3 2601010 Ohjausjärjestelmät koneautomaatiossa 3 2601020 Hydraulijärjestelmien mallintaminen ja simulointi 3 2601030 Hydraulijärjestelmien mallintamisen ja simuloinnin jatkokurssi 3 2601050 Robotics and teleoperation 4 Koneautomaation informaatioverkot Sivuainekokonaisuus Hajautetut järjestelmät (21-22 ov.) Tämän sivuainekokonaisuuden opinnot vaativat esitiedoikseen opintojakson 8100100 Ohjelmointi 1 suorituksen. Lisäksi suositellaan valittavaksi seuraavista kursseista 15-31 ov. 26141 Mobilehydrauliikka 3 26242 Toimilaitteiden säätö 3 26262 Mekatroniikan erityiskysymyksiä 1-4 26321 Hydrauliikan ja koneautomaation mittaukset 3 26333 Hydrauliikan ja automatiikan erikoiskurssi 8 2601010 Ohjausjärjestelmät koneautomaatiossa 3 2601040 Sähkömoottorikäytöt koneautomaatiossa 3 2601050 Robotics and teleoperation 4 Täydentävät opintojaksot Suuntatumisvaihtoehtoja voi täydentää myös muilla hydrauliikan kursseilla. Jatko-opinnot IHA:ssa Lisensiaatti- tai tohtorintutkintoon sisältyvien opintojen painottumisesta riippuen on jatkotutkintoon mahdollista nimetä pää- ja sitä tukeviksi opinnoiksi jokin seuraavista: Hydrauliikka ja automatiikka Hydraulitekniikka Koneautomaatio Lisää tietoa jatko-opinnoista IHA:ssa on saatavilla laitoksen toimistosta ja verkkosivuilta www.iha.tut.fi. 7.4.4. Mittaus- ja informaatiotekniikka Laitoksen johtaja, professori Jouko Halttunen huone: SH211, puhelin: 31152485 email: jouko.halttunen@tut.fi http://www.mit.tut.fi/ Mittaukset ja niistä saatava informaatio ovat keskeisessä asemassa kaikessa teknisen toiminnan päätöksenteossa. Mittaus-
55 ja informaatiotekniikan opinnoilla suuntaudutaan tutkimus-, tuotekehitys-, suunnittelu-, tuotanto- tai koulutustehtäviin. Koska mittaus- ja informaatiotekniikka on laajasti sovellettava osaamisalue, siihen voidaan erinomaisesti yhdistää lähes kaikkia muita aineopintoja. Pääaine voidaan muiden aineopintojen avulla suunnata esimerkiksi seuraavasti: anturitekniikka mittausinformaatiotekniikka telekommunikaation mittaustekniikka laadunhallinnan mittaukset ja informaation käsittely järjestelmien ja prosessien data-analyysi ja diagnostiikka mittaustietoon perustuva prosessien ja toiminnan optimointi kalibrointi- ja vakaustoiminta prosessiteollisuuden mittaustekniikka tuotantotekniikan mittaukset sähkömittaustekniikka ympäristömittaustekniikka. Anturit ovat mittaus- ja automaatiojärjestelmien käsittelemän tiedon lähde. Anturitekniikassa opetetaan anturien toimintaperiaatteet ja rakenteet. Tavoite on oppia suunnittelemaan ja käyttämään antureita niin, että sovelluksen tarvitsema informaatio siirtyy luotettavasti anturista mittaustulokseksi. Mikroanturitekniikka luo aivan uusia ratkaisumahdollisuuksia mittaussovelluksiin. Anturitekniikan tutkimus keskittyy virtausantureihin ja erilaisiin mikroantureihin sovelluksineen. Mittauksen informaatiosisällön ja datan luotettavuuden arviointi on keskeistä mittausinformaatiotekniikan opetuksessa ja tutkimuksessa. Tämän arvioinnin perusteella voidaan valita, miten mittausdataa jalostetaan niin, että saatu informaatio tukee parhaiten sovelluksen päätöksentekoprosessia. Sekä informaatiosisällön arviointi että mittausdatan jalostaminen ovat matemaattisesti vaativia tehtäviä. Tuotantoprosesseista ja muista dynaamisista järjestelmistä saadaan satoja mittaussignaaleja. Sopivien matemaattisten menetelmien valinta niin esikäsittelyyn kuin analysointiin ovat tämän tietotulvan käsittelyn haasteita, joita mittaus- ja informaatiotekniikan opetus käsittelee. Suomalainen automaatiotekniikka on kansainvälisesti erittäin korkeatasoista, erityisesti energia- ja metsäteollisuuden sovelluksissa. Alan kehittäminen edellyttää monipuolista mittaustekniikkaa; anturitekniikan, signaalinkäsittelyn ja prosessimittausten taitoja tarvitaan kaikkialla. Mittaus- ja informaatiotekniikan sivuaineopinnot Mittaamalla saadaan tutkimustyössä ja prosessien tai koneiden hallinnassa tarvittava perustieto. Mittaus- ja informaatiotekniikan sivuaine käsittelee mittauksiin liittyviä ydinkysymyksiä: mitä suunnittelussa, mittauksessa ja mittausinformaation käsittelyssä on otettava huomioon, jotta saatu tieto on spesifistä, luotettavaa ja tarkkaa. Sivuaineopinnot antavat perustan, jonka avulla saadaan ammatillinen ote tiedon hankintaan ja hallintaan. Pakolliset opintojaksot, (8 ov) Mittaus- ja informaatiotekniikan sivuaineen laajuus on vähintään 12 ov. Se suositellaan täydennettäväksi 15 ov:n laajuiseksi Mittaus- ja informaatiotekniikan muilla Sivuaineen vastuuhenkilö voi hyväksyä myös muita opintojaksoja. Opintojakso 75116 on pakollinen sivuaineessa, mikäli se ei sisälly koulutusohjelmakohtaisiin opintoihin. 75310 Mittausdatan analyysi 4 III 75500 Sähköiset mittausmenetelmät 4 III 7504010 Anturifysiikka 4 III Opintojaksot, joista vähintään kaksi on sisällytettävä sivuaineeseen.