Teollisen internetin alustan vaatimusmäärittely ja valinta joustavan valmistusjärjestelmän digitalisoinnissa

Abstract

Digitalisaatio muuttaa maailmaa, teollisuutta ja yrityksiä eikä sen vaikutuksilta voi välttyä. Yrityksien on toimittava selviytyäkseen murroksesta hyödyntäen asioiden ja teollisen internetin tuomat uudet liiketoimintamahdollisuudet. Yksi konkreettinen tapa on kerätä ja hyödyntää erilaista tietoa yrityksen tuotteista sekä toimintaympäristöstä ja jalostaa siitä hyödyllistä informaatiota, jonka avulla voidaan ohjata toimintaa tai kehittää esimerkiksi uudenlaisia palveluita eri sidosryhmille.

Joustavat valmistusjärjestelmät ovat automatisoineet valmistavaa teollisuutta jo vuosikymmenien ajan, mutta perinteisesti ne ovat olleet eristettyinä tehtaiden sisälle ilman kunnollisia verkkoyhteyksiä. Teollisen internetin ideologian mukaisesti FMS-järjestelmätkin (Flexible Manufacturing System) tulevat verkottumaan ja yhdistymään. Näin FMS-järjestelmien tuottama, huomattava tietomäärä saadaan hyödynnettäväksi järjestelmän ulkopuolella.

Tässä työssä tutkitaan, miten joustavan valmistusjärjestelmän digitalisointia varten valitaan teollisuusyrityksen tarpeisiin sopivin IoT-alusta (Internet of Things) laajasta kaupallisesta tarjonnasta ja mitä asioita kannattaa ottaa huomioon prosessin eri vaiheissa. Työssä kehitetään V-mallia soveltava valintaprosessi vaatimusmäärittelyn tekemiseen yrityksen tavoitteista, vertailun suunnitteluun ja toteutukseen, parhaan vaihtoehdon analysointiin ja valintaan. Kehitetyssä valintaprosessissa myös varmistutaan valinnan sopivuudesta validoimalla V-mallin mukaisesti valittua IoT-alustaa yrityksen vaatimuksia ja tarpeita vasten.

Valintaprosessissa sovelletaan ohjelmistotuotannossa yleisesti käytettyjä menetelmiä esimerkiksi vaatimusmäärittelyn tekemiseen käyttäjätarinoiden muodossa sekä validointivaiheessa vaatimuksien ja tarpeiden täyttymisen varmistamiseksi testitapauksien muodossa. Alustojen kartoittamiseen ja vertailukriteerien mukaisen tiedon keräämiseen tiedonhaun, koekäyttöjen, ja referenssikeskusteluiden avulla käytetään vertailutaulukkoa, johon täyttämisen jälkeen sovelletaan Pughin matriisia keskinäisen vertailun mahdollistamiseksi. Työssä kehitettyä prosessia käytetään IoT-alustan valintaan kohdeyrityksen käyttöön, ottaen huomioon muun muassa FMS-järjestelmien käyttämän teollisuuden hitaan muutosnopeuden ja tehtaiden puutteelliset tietoliikenneyhteydet.

Siitä huolimatta, että työ keskittyy joustavien valmistusjärjestelmien erityistarpeisiin, on kehitetty prosessi sovellettavissa myös muunlaisiin korkean teknologian tuotteisiin, kunhan erityisvaatimukset selvitetään kyseisen laitteiston näkökulmasta. Prosessia soveltaessa pitää ottaa huomioon, että IoT-alustavaihtoehdot on kartoitettava jokaisella kerralla uudelleen, sillä IoT-alustojen nopeasti muuttuva ja kehittyvä tarjonta aiheuttaa tiedon vanhenemisen hyvin nopeasti.