A! Sähkötekniikan kandidaattiohjelma - Automaatio- ja informaatioteknologia Kai Zenger, Esa Ollila, AALTO ELEC professorikunta
A! Onneksi olkoon! 2
A! Automaatio- ja informaatioteknologia on insinööritiede Teistä tulee diplomi-insinöörejä Työelämässä teidän on itse ratkaistava eteen tulevat ongelmat ei ole välttämättä ketään viisaampaa Insinööritiede on mahdollisen taidetta Pitää Ongelmien havaitseminen Ongelman muotoileminen Ongelman ratkaiseminen, tavoitteet täyttäen, käytettävissä olevin resurssein Tietää, ymmärtää Osata, jäsentää Toteuttaa aikataulussa, reaalimaailman ehdoin 3
A! Tutkittavat ongelmat eri sovellusalueilta IDEA: Yksinkertaisten laitteiden ja prosessien säätötehtävistä laajojen järjestelmien ohjaukseen: - tuotanto ja teollisuus - palvelut - elektroniikka - tietoliikenne - kuljetus - tietotekniikka - verkot -militäärisovellukset 4
A! Pääaineet kanditutkinnossa Automaatio- ja systeemitekniikka (vastuuopettaja: Kai Zenger) Informaatioteknologia (vastuuopettaja: Esa Ollila) Pääaine valitaan ensimmäisen opiskeluvuoden keväällä. Ensimmäisen vuoden opinnot ovat käytännössä samat kummassakin pääaineessa. 5
A! Automaattinen säätö Säätäjä Toimilaite Laite, prosessi Haluttu arvo Säätösuure Ohjaussignaali Mittalaite, koneaisti Mitattu arvo Todellinen arvo 6
A! Ihmiset & sisältö Digitaaliset sisällöt Mobiili- Sovellukset & Social media 7
BIG DATA, Esineiden/asioiden internet), Sensoriverkot, teollinen internet, älykkäät sähköverkot, jne MUTTA: tietomäärän hyödyntäminen ei ole kasvanut samaa tahtia
A! Sovellusesimerkkejä 9
A! Elävästä elämästä Tässä olen minä! 10
A! Mekaanisiin laitteisiin Ja tässä taas minä Sähköpaja! 11
A! Robotiikkaa kaikille 12
A! Heureka olen keksinyt sen! 13
A! Mikro- ja nanorobotiikka Yhdistetään robotiikka ja kokoonpano mikro- ja nanomaailmassa 14
A! Pienten elementtien tekniikkaanieltävä kapseli 16
A! Tehoelektroniikka ja sähköiset koneet Pyörivien koneiden ohjaus, värähtelyjen vaimennus jne. Teholähdejärjestelmien dynamiikka ja säätösuunnittelu Tietoliikennealan teholähteet ja akkujärjestelmät Energiajärjestelmät, uusiutuvat energialähteet, Smart Grid 17
A! Moderni metsätyökone Tietotekniikkaa, kohta puoliautonominen, robotin kaltainen 18
A! Helsinki testbed 19
A! Automine- Kahmari Teleoperoitu, ajo autonomista Operaattori ohjaa useampaa konetta maan pinnalta Vuoden insinööripalkinto 2013 Kuorman estimointi Kaivostunneleissa ei ole vaakoja Menetelmät: Neuraaliverkot/Kalman suodin Datan fuusio useista mittauksista lasketaan kuormalle estimaatti 20
A! Työvälineiden abstraktio Lambda sensor introduces a delay 0.79 sec
A! Ohjelmointi, simulointi, optimointi
A! Kehittyneet säätimet Direct adaptive control scheme Indirect adaptive control scheme
A! Arvomineraalien talteenotto kuvan käsittely järjestelmän osana 24
A! Suljettu säätöpiiri Kuvankäsittely (kamerat, valaistus, algoritmit) Kemikaalien ohjaus Malmia miljoonia tonneja vuodessa Automatisoidun järjestelmän vuotuiset säästöt noin 200 000 k 25
A! Kuva: Jere Kaivosoja
A! Kaivoksen tietoliikenne Kaivoskoneet Henkilökuknta, ajoneuvot Valvontakeskus Jörg Ott 2014
A! Kaivos (ym) koneen tulevaisuus Palveluliiketoiminta 1. Kannattaako kaivoksen omistaa koneet/moottorit? Moottorin automatiikka seuraa huoltotarvetta ja raportoi tilansa 2. Kannattaako moottoriyrityksen omistaa tietokoneita? Tietoliikenne mahdollistaa kullekin toimijalle keskittymisen omaan osaamiseensa 28
A! Mitä on signaalinkäsittely https://www.youtube.com/watch?v=eerkgr1mww0# Signaali = oikeastaan vain dataa eli numeroarvoisia havaintoja erityyppisistä antureista tai mittausjärjestelmistä. Esim. signaali- ja tietoliikennejärjestelmien, älypuhelimien, monisensorijärjestelmien, tietoverkkojen, tai älykkäiden sähköverkkojen tuottamat datat Käsittely = datan mallinnus, parametrien estimointi, virhemarginaalit (estimoinnin tarkkuus), päättely (esim. Kohteen ilmaisin), jne jne 29
A! Lisätty äänitodellisuus Kuulokkeessa mikrofoni - ympäristön äänet kuuluvat läpi => äänen muokkaus Etäläsnäolo Kaksisuuntainen binauraalinen headset (langallinen prototyyppi) Vesa Välimäki 2014 30
A! Langaton Aistiminen Vastaanotetun signaalin voimakkuus sisältää mielenkiintoista tietoa ympäristöstä Follow@grandma: RF Tomografiapohjainen seurantajärjestelmä Hengitystiheyden seuranta IEEE802.15.4 radiolla Riku Jäntti 2014 31
A! Mitä teen isona? Koulutus muodostaa pohjan, jolta pinnistää Työpaikat: Tutkimus ja tuotekehitys Asiantuntijatehtävät Yrittäjyys Johtotehtävät Opetus Suomalainen ja globaali teollisuus Palveluliiketoiminta operaattorit ja digitaalisen median levittäjät Uudet innovatiiviset yritykset 32
A! Mitä pitäisi oppia? On tärkeää Oppia hallitsemaan alan työkalupakki Matemaatiinen analyysi ja menetelmät Ohjelmointi Uudet palvelukonseptit, Innovaatioprosessi Oppia hallitsemaan monimutkaisia kokonaisuuksia Systeemit ja systeemiajattelu, jäsentäminen, suhteuttaminen Oppia sosiaalisia taitoja Lyhyesti: on tärkeää oppia ajattelemaan Jotta tulisi hyväksi missä tahansa vaativassa asiassa, sitä pitää harjoitella paljon ja lisäksi pitää hauskaa (suhteellisen) paljon 33
A! Tiedon puu 34
A! Vaikeiden asioiden tekemisessä on vähemmän kilpailua. Kustannusrakenteemme ei tue bulkkituotantoa, mutta toisaalta toimiva koulutus ja yhteiskunta antavat edellytyksiä vaikeiden asioiden tutkimiseen. Timo Leppä, Kemianteollisuus ry tj, T & T 8.4. 2011 35
A! Mikä minusta tulee isona? Teknologia 17, Messukeskus 10. -12. lokakuuta Innovaatiolava: Automaation koulutusinfo ti 10. lokakuuta klo 10-11 ja 13-14 Yritysten edustajat puhuvat: Mikä on minun alani ja miten minusta tuli minä 36
A! Ohje opintopolulle Ratkaiskaa niin paljon ongelmia kuin mahdollista, sillä mitä useampia ongelmia te ratkaisette, sitä helpommaksi se käy Jos en tiedä, otan selvää 37