Suomessa on yleisesti tiedossa, että meidän tulisi kyetä nostamaan talouskasvua, työn tuottavuutta, investointeja ja osaamista yhtäaikaisesti nykyistä korkeammalle tasolle. Tämän tavoitteen saavuttamisen tukemiseksi hallitus on asettanut kunnianhimoiseksi tavoitteeksi nostaa tutkimus- ja kehittämisrahoituksen osuuden 4%:iin bruttokansantuotteesta. Suomi on jäänyt monesta eurooppalaisesta verrokki maasta jälkeen talouskasvun ja tuottavuuden mittareilla.
Työ- ja elinkeinokeinoministeriön selvitysten mukaan Suomessa alhaisen tuottavuuskasvun syissä yhdistyvät kansantalouden rakennemurros, teknologian murros, T&K investointien vähyys, tietointensiivisen osaamisen (digitalisaatio) liian hidas kasvu, työvoiman saatavuus ongelmat ja työvoiman osaamistaso nostamisen tarve. Koulutusorganisaation näkökulmasta tämä tarkoittaa sitä, että samaa aikaan on tehtävä investointeja teknologiaa ja digitalisaatiota yhdistäviin oppimisympäristöihin ja uudistettava oppimissisältöjä yhdessä työelämän kanssa vastamaan muutostarpeeseen. Työ- ja elinkeinoministeriön julkaisussa Teknologia, investoinnit, rakennemuutos ja tuottavuus – Suomi kansainvälisessä vertailussa on osuvasti kiteytetty vallalla oleva talouskasvun resepti: ”Teknologian hyödyntäminen edellyttää investointeja henkiseen ja aineelliseen pääomaan, jotka siten myös lisäävät työn tuottavuutta”.
Laadukas kehittämis- ja hanketoiminta pohjautuu strategiseen suunnitteluun ja kykyyn ennakoida muutosta. Uudistamisessa on syytä muistaa yhteistyön merkitys ja uuteen osaamiseen siirtymisen aikajänteet. Karelian Älykäs automaatio -hankekokonaisuus on esimerkki ennakointiin ja teknologiateollisuuden muutostarpeeseen perustuvasta hankekokonaisuudesta, joka läpileikkaa Pohjois-Karjalan älykkään erikoistumisen strategian (ÄES) tavoitteita.
Älykäs automaatio hankekokonaisuus muodostuu useasta erillisestä EAKR- ja ESR-rahoitteisesta esiselvityshankkeesta, Karelian oppimisympäristöjen investointihankkeista, yritysten kanssa toteutettavista teknologisista kehittämishankkeista sekä koulutuksen kehittämisen hankkeista.
- Älykkään valmistuksen tutkimusinfrastruktuurin
- Älykkään valmistuksen tutkimusinfrastruktuurin
- Digitalisaatio teollisessa työssä
- Älykäs automaatio demonstraatioympäristön kehittäminen
- Älykäs automaatio MAP-tuotantosolun demonstraatioympäristön – investointi
- TAPIO-Tarkkuustekniikan poikkitieteelliset innovaatiot
- TIVAT – Teollinen internet ja valmistusteknisen tiedon hyödyntäminen – demonstraatio
- IoT arvoverkosto kone- ja laiterakennuksessa demonstraatioympäristön investoinnit
- Innovaatiotoiminnan ekosysteemisopimus Joensuun kaupungin ja valtion välillä 2021 – 2027
Vuonna 2016 Karelia ja Pohjois-Karjalan teknologiateollisuus huomasivat selkeän työelämätarpeen alkaa panostaa robotiikkaan, automaatiotekniikkaan, mittausteknologioihin ja digitalisaatioon. Työelämätarpeen taustalla olivat ammattitaitoisen työvoiman saatavuuden ongelmat, kohonneet laatuvaatimukset, tuottavuuden, kilpailukyvyn, laaduntuottokyvyn ja resurssitehokkuuden nostaminen sekä verkostoituneet toimintamallit yritysten välillä. Edellä mainituista syistä Pohjois-Karjalan teknologiateollisuus on aktiivisesti alkanut kehittää omaa toimintaansa tehokkaammaksi investointien ja uusien toimintatapojen kautta.
Valta-osa alueen teknologiateollisuuden yrityksistä on investoinut uuteen tuotantokapasiteettiin ja uusiin tuotantoprosesseihin viime vuosina. Investoinnit liittyvät mm. digitalisaatioon, tiedon keräämiseen, kokoonpanoautomaatioon, hitsausautomaatioon, robotiikkaan, koneistamiseen, mittaamiseen, laatutoimintaan ja verkostomaiseen toimintatapaan. Edellä olevat toimenpiteet liittyvät niin kutsuttuun Teollisuus 4.0 viitekehykseen. Teollisuus 4.0 osaamisessa yhdistyvät datan käsittely, ICT-ratkaisut, edistyneemmät materiaali- ja valmistusteknologiat, sensoriteknologiat, mittausteknologiat, simulaatiot ja automaation hyödyntäminen uudeksi osaamiskokonaisuudeksi.
Karelian havaintojen mukaan valmistavassa teollisuudessa investointien ja yritysten omien kehittämistoimenpiteiden myötä on syntynyt osaamisvaje toimimiseen uusissa automatisoiduissa, digitaalisissa ja Teollisuus 4.0 pohjaisissa tuotantoympäristöissä. Työelämän viesti koulutusorganisaatioille on ollut, että osaamistasoa on nostettava Teollisuus 4.0 viitekehyksessä samaan aikaan tutkintoon johtavassa koulutuksessa ja työn ohessa tapahtuvassa jatkuvassa oppimisessa. Digitalisaation ja teollisuus 4.0 toimenpiteiden kehittämisessä, jalkauttamisessa ja hyödyntämisessä Joensuun seudun ongelmana on ollut kunnollisten koulutus- ja testausympäristöjen puuttuminen.
Karelialla työelämän tarpeiden perusteella käynnistyi Älykäs automaation -hankekokonaisuus (teknologiapilotti), jossa vuosina 2016 – 2024 kehittämishankkein ja investoinnein on rakennettu Karelian konetekniikan oppimisympäristöön uutta robotisaatioon, digitalisaatioon, laserkeilaukseen, simulaatioihin perustuvaa mitta-avusteista tuotantosolu ohjelmointiympäristöineen. Kareliaan on rakennettu muovi- ja metalliteollisuuden omia investointeja peilaava tuotantokoesolu, jossa voidaan testata ja opettaa teollisuuden osaajille täysin automatisoituja robotisoituja mittaus,- hitsaus- ja kokoonpanoprosesseja. Vastaavasti Riveria koulutuskuntayhtymä alkoi muuttamaan omaa oppimisympäristöön vastaamaan uutta Teollisuus 4.0 pohjaista osaamistarvetta.
Älykäs automaatio hankekokonaisuuteen on kaikkien vuosien aikana osallistunut yli 30 teknologiateollisuuden yritystä ja kehittämistarve ei ole katoamassa jatkossa mihinkään. Teknologiateollisuuden tarve uusiutua on jatkuva ja olemme onnistuneet koulutusorganisaatioina luomaan erinomaiset suhteen Pohjois-Karjalan teknologiateollisuuteen oppimisympäristöjemme ja jatkuvan osaamisen kehittämisen kautta. Yhteistyö on vastavuoroista ja perustuu aitoon tarpeeseen ja luottamukseen.
Yhteinen havaintomme on ollut, että teknologinen murros johtaa osaamisen muutostarpeeseen koulutuksellisesti. Samaa aikaan on yhdessä kehitettävä teknologiaa ja osaamista sekä ymmärrettävä että teknologinen muutos läpi leikkaa ja koskettaa kaikkia teollisia työntekijöitä aina tehdastyöntekijöistä insinöörivetoisempaan suunnitteluun, laatuun, työnjohtoon ja tuotannonohjaukseen. Koulutuksellisesti meidän on teknologisen muutoksen johdosta huomioitava yhtä-aikaa sekä perusopetus että jatkuva oppiminen ja jatkuvasti kyettävä panostamaan omiin uusiin oppimisympäristöihin. Teknologiateollisuuden, koulutusympäristöjen ja oppimissisältöjen on muututtava yhteisen tarpeen perusteella.
Älykäs automaatio -hankkeissa Karelian konetekniikka (insinöörikoulutus) on pilotoinut Karelian insinööriopiskelijoille 2016-2023 yhdessä Riverian tuotantotekniikan (ammattitutkinnon koulutus) mahdollisuutta yhdistää molempien oppilaitosten koulutussisältöjä hitsattujen ja koneistettujen rakenteiden suunnittelu, valmistus, mittaus ja laadunvarmistusprosesseissa. Karelian ja Riverian koulutusyhdistelmä heijastaa juuri sitä muutostarvetta ja osaamisen kehittämisen kenttää, jota Joensuun seudun valmistava teollisuus tarvitsee vastatakseen digitalisaation, automaation, osaavan työvoiman kehittämisen, kilpailukyvyn ja laadunvarmistuksen kehittämisen osa-alueilla. On syytä huomioida kuitenkin, että kehittämisyhteistyö lähti ensisijaisesti liikkeelle teknologisten valmiuksien kehittämisestä, jota seuraa koulutuksellisen sisällön kehittäminen. Uudet teknologiset kokonaisuudet on ensin testattava ja pilotoitava.
Älykäs automaatio -hankekokonaisuus on johtanut havaintoon, että teknologinen murros koskettaa teknologiateollisuuden työntekijöitä läpileikkaavasti sekä että osaamisen siirron on tapahduttava myös läpileikkaavasti. Insinööri-osaamista ei voi irrottaa ammatillisesta osaamisesta. Tämä havainto on johtanut Älykäs automaatio -hankekokonaisuuden nykyiseen käynnissä olevaan vaiheeseen, Digitalisaatio teollisessa työssä -hankkeeseen (toteutusaika 2023-2026).
Digitalisaatio teollisessa työssä -hankkeessa pilotoidaan Karelian ja Riverian teollisuus 4.0 -koulutus- ja osaamiskokonaisuutta yhteistyössä Pohjois-Karjalan teknologiateollisuuden kanssa. Hankkeessa kehitetään pilottikurssein toimintatapoja ja malleja jatkuvan oppimisen yhteistyön kehittämiseen yritysten ja oppilaitosten välille. Hanke tukee ja kehittää yhtä-aikaisesti uusien teknologisten kokonaisuuksien (digitalisaatio ja Teollisuus 4.0 viitekehys) jalkauttamista ja uusia käytänteitä työelämälähtöisessä kehittämisessä. Teknologiateollisuuden uuden osaamisen kehittämisen pääteemana on, että työvoiman osaamispohjan on kehityttävä vastaamaan uusia toimintatapoja ja malleja. Teollisen työntekijän rooli jatkossa tulee olemaan toimiminen automaattisten, älykkäiden ja digitaalisten tuotantoprosessien yhteydessä unohtamatta kuitenkaan vahvaa käden taitojen perustaa. Uudessa työntekijässä yhdistyvät digitalisaatio osaaminen perinteiseen tekniseen syväosaamiseen. Ihmistyö täydentyy uudella digitalisaatio osaamisella.
Digitalisaatio teollisessa työssä -hankkeessa työpakettien keskiössä on tehdä konkreettisia koulutuspilotteja yhdessä alueen teknologiateollisuuden kanssa jatkuvaan oppimiseen digitalisaation ja Teollisuus 4.0 viitekehyksen alla. Teknologiateollisuuden yritykset toimivat kohderyhmänä sekä auttavat Kareliaa ja Riveriaa rakentamaan koulutuspilotit, joita pilotoidaan jo teollisuudessa oleville työntekijöille sekä Karelian että Riverian tutkinto-opiskelijoille. Uusia koulutusyhdistelmiä pilotoidaan yhdessä teollisuuden kanssa suunnitelluista aihealueista:
- Robottihitsausprosessin reunaehdot
- Robottihitsatun tuotteen suunnitteluosaaminen
- Robottihitsauksen hitsausparametrit ja hitsauksen robottiohjelmointi
- Hitsauksen ja koneistuksen standardien osaaminen ja tunteminen hitsatuilla ja koneistetuilla rakenteilla
- Hitsattujen rakenteiden materiaalien valinta
- Muodonmuutoksen hallinta
- Adaptiivisen hitsausprosessin mahdollisuudet
- Muototarkkojen levy-osien valmistusmenetelmät (hitsiluokkien muotovirheiden suhteen)
- Mittausmenetelmät tuotantosoluissa (laserkeilaus, kamerajärjestelmät, koordinaattimittaus)
- Kiinnitinratkaisut (hitsaaminen ja koneistaminen) ja jigitön hitsaus
- Mittaraportit, tilastollinen käsittely ja kyvykkyysluvut
- Mittatiedon takaisinkytkentä tuotesuunnitteluun
- Human-robot co-working, yhteistoiminta robottien käyttö teollisuudessa
Digitalisaatio teollisessa työssä -hankkeen lisäksi Karelia jatkaa Älykäs automaatio -kokonaisuuden kehittämistä jatkoinvestoinnein sekä kehittämishankkein. Vuosina 2024-2026 Karelia toteuttaa Älykkään valmistuksen tutkimusinfrastruktuurin –kehittämis- ja investointihankkeen. Karelia investoi teknologiateollisuuden TKIO tarpeisiin perustuen erikoistyöstökoneisiin (hybridi suurnopeustyöstökone, laserleikkauslaitteisto ja 3D-komposiittitulostin) sekä jatkokehittää Karelian älykkään automaation koulutusympäristöä simulaatio-ohjelmisto investoinnilla.
Älykkään valmistuksen hankeparissa selvitetään myös Pohjois-karjalan teknologiateollisuuden mahdollisuuksia alkaa valmistamaan vihreän energian tuotannossa (energiamurros) tarvittavia laitteita, osakokoonpanoja ja komponentteja. Vihreän energiateknologian laitteiden toiminnalliset vaatimukset ja tekniset reunaehdot (laitteiden toimintaperiaatteet, suunnitteluperiaatteet, tekninen mitoitus, valmistus- ja materiaaliteknologiat, laitteiden käyttöolosuhteiden huomiointi, laitteiden turvallisuusnäkökulmat, laitteiden elinkaaret, huolto ja korjaaminen jne.) poikkeavat osittain siitä teknisestä osaamisesta mihin Pohjois-Karjalan teknologiateollisuus on nykyisin tottunut. On syytä huomioida, että Karelian ulkomaalaisista korkeakoulupartnereista moni on ottanut vihreän energian laiterakentamisen kokonaisuuden läpileikkaavaksi teemaksi opetuksessa ja tutkimuksessa.
Karelialla on TKIO-yhteistyötä usean eri teknologiateollisuuden toimijan kanssa:
- Konepajateollisuus (liikkuvien työkoneiden osavalmistajat ja verkostot)
- Muoviteollisuus
- Lukitusteollisuus
- Erikoistarkkuutta ja edistyneempiä materiaaleja hyödyntävät yritykset (avaruus-, ilmailu-, mittalaite-, puolustusväline-, lääke- ja fotoniikkateollisuus
Yllä oleva jako kuvastaa Pohjois-Karjalan teknologiateollisuuden moninaisuutta. Karelian on huomioitava TKIO toiminnassa kaikki koulutus- ja kehittämisympäristöjen hyödyntäjät. Samoin Karelia huomioi alueellisten kehittämisyhtiöiden, koulutuspartnereiden ja aluekehityksen suuntaviivat TKIO toiminnassaan.
Teknologisessa kilpajuoksussa pitää muistaa se tosiasia, että tätä kilpajuoksua ja kehittämistyötä ei pääse karkuun ja paikalleen ei kannata jäädä. Mikäli Suomi ja suomalainen teknologiateollisuus haluaa pysyä mukana globaalissa kilpailussa, on uusiin teknologioihin, osaamiseen ja oppimisympäristöihin panostettava jatkuvasti. Ihmisen rooli teollisessa tuotannossa muuttuu ja teollisen työntekijän osaamisprofiili muuttuu entistä tietointensiivisemmäksi. Me koulutusorganisaationa olemme yhdessä teknologiateollisuuden kanssa sitoutuneet pysymään kehittämistoiminnassa pitkässä juoksussa. Karelia aktiivisesti panostaa elinkeinoelämän tarpeista lähtevään uuteen osaamiseen, pilotointi-, demonstraatio- ja oppimisympäristöihin ja ympäristöihin liittyvään tutkimukseen.
Lisätietoja
Juha Väyrynen
lehtori ja senioriprojektipäällikkö
Karelia Ammattikorkeakoulu Oy
[email protected]