Esineiden ja asioiden internet - seuraava teollinen murros Lehdistötilaisuus 13.6.2013 Heikki Ailisto, tutkimusprofessori VTT Technical Research Centre of Finland
2 Esineiden ja asioiden internet (IoT) Esineillä ja tavaroilla on digitaalinen tunniste. Laitteilla ja koneilla on yhteys nettiin. Ajantasainen tieto todellisesta maailmasta. IoT on digitaalinen kuva maailmasta
3 IoT osana kuluttajan arkea Etäluettavat sähkömittarit: Sähkönkulutushuippujen tasaaminen hinnoittelun avulla. Autonavigaattori ja ajotietokone: Ajotietokone tilaa huollon ja navigaattori auttaa välttämään ruuhkan. Autot varoittavat toisiaan risteyksessä tai liukkaasta kelistä. Taloautomaatio: Rakennus säätää LVI-toimintaa ja valaisua sään ja käytön mukaan sekä tilaa ilmanvaihtokoneen huollon tarpeen mukaan.
4 Yritysjohtajien käsityksiä IoT:stä John Chambers, Ciscon toimitusjohtajan arvio: Esineiden ja asioiden internet eli kaikkien esineiden liittäminen nettiin tulee olemaan 14 biljoonan dollarin bisnes (Time Magazine Feb 4, 2013, p 42). Jeffrey Immelt, General Electricin toimitusjohtaja: Internet tekee lopun käyttökatkoista - Reaaliaikainen koneiden ohjaus, asiakastiedon liittäminen koneiden ja laitteiden reaaliaikaiseen seurantaan tässä on Graalin malja meidän liiketoiminnallemme." Wall Street Journal 29 Nov 2012. John Flower, EVP, Sun, näkee kaksi megatrendiä: Kustannusten halpeneminen mahdollistaa melkein kaikkien esineiden liittämisen nettiin. Ihmisten käsitys internetistä tulee muuttumaan täysin, kun kaikki on kytketty nettiin. Peter Hartwell, HP, Triljoona nanosensoria ja toimilaitetta tarvitsee 1000 kertaa nykyisen kapasiteetin: valtava laskentatehon tarve! Service market = market enabled by machine-to-machine technology
5 Alusta uudelle kasvulle Maamme tarvitsee teollisuutta ja teollisuuden työpaikkoja. Pidetään nykyiset työpaikat: kilpailukyky Luodaan työpaikkoja: uudet teollisuuden alat. Uskomme, että IoT-teknologiat ovat ratkaisevassa roolissa kilpailukyvyn parantamisessa ja uuden teollisuuden synnyssä. Tavoitteemme on auttaa teollisuutta uudistumisessa ja kilpailukyvyn parantamisessa.
6 Teollisuus vastaa haasteeseen Konepaja- ja metalliteollisuuden viennin arvo on 20 Mrd euroa eli kolmasosa Suomen viennistä. Konepajateollisuuden tuotannon arvo on 20 % teollisuuden tuotannon arvosta ja 16 % työpaikoista.. Älyvalaisu tuo IoT:n rakennuksiin: NXP:n arvion mukaan yli puolet IoT-laitteista rakennuksissa liittyy valaisuun. 8 Mrd liiketoiminta maailmanlaajuisesti. Älyvalaisu tuo jopa 70 80% säästöt (valaisu on 15% maailman sähkönkulutuksesta). Vahva tausta: 2,6 Mrd euron TK-panostus, 52%. Murroksessa oleva teollisuus etsii uusia mahdollisuuksia. Koneteollisuus hyvin tärkeä Suomelle VTT:n vahvuudet: CBM, anturit, algoritmit KILPAILUKYKYÄ Teollinen murros, kasvuala Suomessa. VTT:n vahvuudet: anturit, LEDit, synergia. UUTTA TEOLLISUUTTA Tietoliikenneosaaminen ja tietotekniikka Mikroelektroniikka UUSIUTUVA PERUSTA VTT tekee soveltavaa ja teollisuutta lähellä olevaa tutkimusta
7 Esimerkki koneteollisuudesta: ennakoiva huolto
8 Esimerkki älyvalaisusta ÄLYKÄS VALAISU: ENERGIATEHOKKUUS JA MUKAVUUS ENEMMÄN KUIN VALOA
9 Pro-IoT Faktoja Tavoite: Lukuja: Auttaa teollisuutta uudistumisessa ja kilpailukyvyn parantamisessa IoT-teknologioiden avulla. Yksi VTT:n neljästä kärkiohjelmasta 2013-2016 13 M 2013 150 henkilöä mukana Fokusalueet Käyttöomaisuuden hallinta Älykäs valaisu
10 Tavoitteemme on auttaa teollisuutta uudistumisessa ja kilpailukyvyn parantamisessa IoT teknologioiden avulla, jotta Suomeen syntyisi uutta vientiä ja työpaikkoja.
Älykäs valaisu enemmän kuin valoa Lehdistötilaisuus 13.6.2013 Janne Aikio, johtava tutkija VTT Technical Research Centre of Finland
2 Enemmän kuin valoa
3 Valaisun kaksi murrosta LEDit päihittävät muut valonlähteet Älykäs valaisu yleistyy
4 Älykäs valaisu on energiatehokas ja mukautuu tarpeisiin Enemmän kuin valoa Opastava, interaktiivinen Yhdistävä ja viestivä Hyvinvointia edistävä Energian säästö ja mukavuus Energiaa säästävä Tarpeisiin mukautuva Automaattinen monessa mielessä
5 Valaisu rytmittää elämää ja pitää iskussa Ihmisen vuorokausirytmiä säätelee silmän alaosassa sijaitseva valoaistinsolu ( iprgc ) ei liity näkökykyyn Aistinelimen vaste painottuu sinisiin sävyihin Vireysvaste Näköaisti Vuorokausirytmi voi häiriintyä esim. liian kirkkaista näyttöjen taustavaloista iltaisin Näkyvä valo Älykäs valaistus huomioi vuorokausirytmin säätämällä valon sävyä päivärytmin mukaan Poweria aamuun Rauhoittumista iltaan
6 Älykäs valaistus säätää valot puolestasi Kuinka iso osa keinovaloista on turhaan päällä? 30% 50% 80%? Luku kertoo suoraan älykkään valaistuksen energiansäästöpotentiaalin. 20 % maailman sähköntuotosta käytetään valaistukseen. Tämän voi pudottaa noin neljännekseen nykyisestä siirtymällä tehokkaisiin valonlähteisiin ja lisäämällä älyä. Valaisujärjestelmien kysyntä kasvaa energiansäästösyistä Läsnäolon ja valon määrän tunnistus sekä kello- tai kalenteri- pohjainen toiminta vähimmäisvaatimuksena Myös esim. sähkön hintaan sopeutuminen mahdollista
7 Olosuhteisiin sopeutuvat katuvalot (AthLEDics) Ratkaisu: Energiatehokas LED- ja radioteknologia. Integroidut sensorit ja langaton tiedonsiirto tuottavat erilaisia valaistuksia. Älykkäät valaisimet tallentavat tietoa toiminnastaan. Web-pohjainen käyttöliittymä mahdollistaa kauko-ohjauksen ja valaisinten toimintatietojen esittämisen. Hyödyt: 18 44 % energiansäästö valotehossa verrattuna markkinoilla oleviin valaisimiin. Läsnäolon tunnistavat sensorit alentavat energiankulutusta 40 %. 45 % pienempi energiankulutus lumisissa olosuhteissa. 62 % pienempi energiankulutus aamuisin auringon noustessa (30 min.). Mitta-arvoja: Voltage: 230 V Power 30.5 W Luminous flux: 2900 Lm Efficacy: 96 Lm/W Color temp. 4600 K CRI: 82 Ra
8 Älykkäillä sensoreilla mukavampaan valaisuun Mitä jos valaistus kirkastuisi havaitessaan, että alat lukea lehteä hotellin käytävässä? Mitä jos valaistus suuntaisi itsensä niin, ettei älypuhelimen lasi heijasta? Tarkempaa tilannetietoa antavat sensorit ja nykyistä mukautuvammat valonlähteet mahdollistavat dynaamisen sopeutumisen Kolmiulotteinen paikka- ja asentotieto auttavat suuntaamaan valon oikein Usean sensorin yhdistelmällä tarkempaa kuvaa läsnäolosta ja käyttötilanteesta (DEMO) Valon suuntaa säätävät valaisimet kohdistavat valon haluttuun paikkaan
9 Valaisu viestii ja ohjaa Onko valaisujärjestelmän tehtävä vain valaista? Älykkäät sovellukset tuottavat lisäarvoa Älykäs valaisu voi esimerkiksi viihdyttää aulassa istujaa animoidulla valotaiteella, opastaa vieraan aulasta kokoushuoneeseen ja vaihtaa takaisin neutraaliin perusvalaistukseen tilanteen mentyä. Lähtiessä valaisu voi ilmaista, että ulkona sataa tai että talon energiakulutus on vihreällä. Mielikuvituskaan ei ole rajana, kun valaistuksen ohjaus avataan sosiaalisen median ja sovellusnikkareiden käyttöön.
10 Uudenlaista liiketoimintaa Uudella tavalla lisäarvoa tuottava älykäs valaisu voi muuttaa markkinoiden pelisääntöjä Perinteinen valaisuliiketoiminta on kärjistäen hankintahintojen polkemista tai premium designia Palveluliiketoimintamalli tuo käyttäjät osaksi arvoketjua Maksa valosta älä laitteista Valaisun lisäarvo korostuu: mukavuus, energiatehokkuus, hyvinvointi, mahdollisuus lisätoimintoihin Sovelluspakettien myynnissä liiketoimintapotentiaalia
11 Yhteenveto: Älykäs valaisu - enemmän kuin valoa Valaisu on tuplamurroksessa: LED-teknologia ja älykkyys kasvavat Älykäs valaistus on enemmän kuin valoa Energiaa säästävä Mukavuutta lisäävä Valolla on suora vaikutus vireystilaan Laitteiden lisäksi palveluja, ohjelmistoja ja sisältöä Yritykset voivat tarjota asiakkailleen älykkäitä sovelluksia ja kokonaisia palvelupaketteja Teknologia kehittyy Sensorit ja tilannetietoisuus Älykäs hallinta Opastava, interaktiivinen Viestivä ja yhdistävä Valaistuksen mukautuvuus Älykäs valaisu edelläkävijänä esineiden internetissä?
12 Demonstraatio: Toiminta Älyvalaisulaitteisto, joka parantaa valaistuksen energiatehokkuutta ja mukavuutta. Laitteiston valaisimet syttyvät ja sammuvat automaattisesti sen mukaan onko tilassa ihmisiä vai ei. Lisäksi valaisua voidaan lisätä automaattisesti enemmän sinne missä on tarvetta. Esimerkiksi seinällä oleva taulu valaistaan kirkkaammin kun henkilö lähestyy sitä. Laitteisto myös demonstroi toimintaansa verrattuna perinteiseen, liiketunnistinpohjaiseen teknologiaan.
13 Demonstraatio: Teknologia Valaisun ohjaus perustuu usean anturin tietojen yhdistämiseen, jolloin saadaan perinteisiä yksittäisiä sensoreita luotettavammin havaittua onko tilassa ihmisiä. Usean anturin avulla pystytään myös havaitsemaan missä kohdassa tilaa he ovat ja säätämään valaisua tämän tiedon avulla. Laitteisto on langaton ja kerää itse aurinkokennon avulla sensorien tarvitseman energian, joten se on jälkiasennettavissa helposti tiloihin ilman uusien tiedonsiirto- tai sähkökaapeleiden vetoa. Laitteistossa on hyödynnetty tulevaisuuden painettua elektroniikkaa; design muotoiltu aurinkokenno sopii talon sisustukseen paremmin kuin perinteiset paksut kulmikkaat aurinkokennot.
14 Demonstraatio: Läsnäolo ja valon mukautuvuus Valaistus ja taloautomaatio tarvitsevat uutta sensoriteknologiaa - langattomia, energiaomavaraisia ratkaisuja Mahdollistavat nykyistä luotettavamman ja tarkemman valaisun säädön VTT:n sensoriteknologia: Sensoriyhdistelmä aistii mm. läsnäolon ja lähestymisen toimintavarmempi kuin liiketunnistin sensoritiedon tulkitseminen ohjelmallisesti Täysin langaton vapaasti asennettava Energia aurinkokennolla Langattomasti viestivä Muotoilussa hyödynnetty uusia valmistusmenetelmiä
15 VTT creates business from technology