Ponsse ja Gofore kehittävät yhteistyössä tuotteen digitaalisen elinkaaren hallintaa, jotta suurten työkoneiden tuotekehitys olisi entistä nopeampaa, ympäristöystävällisempää ja kustannustehokkaampaa.
Kun vielä pari vuosikymmentä sitten metsätyökoneen tuotekehitys ja valmistus saattoi kestää vuosikaupalla, voidaan sellainen kehittää nykyään jopa puolet aiempaa nopeammin.
Nopeamman tuotekehityksen mahdollistavat muun muassa erilaiset digitaaliset tuotekehitystyökalut. Yksi niistä on digitaalinen kaksonen eli tuotteen virtuaalinen kopio. Sitä hyödyntää tuotekehityksessään vieremäläinen metsäkonevalmistaja Ponsse.
”Kehitämme uusia metsäkoneita sijoittamalla virtuaalisen koneen virtuaaliseen metsään. Kun sekä kone että metsä ovat mahdollisimman tarkasti todellisten vastineidensa kaltaisia, voimme esimerkiksi simuloida erilaisia tilanteita ja testata materiaaleja virtuaalisesti”, kertoo Ponssen teknologiaohjelmapäällikkö Jukka Laitinen.
Ennen koneen digitaalisen kaksosen luomista metsäympäristöstä kerätään tietoa esimerkiksi erilaisten dokumentaatioiden ja satelliittien avulla, jotta siitä voidaan luoda mahdollisimman realististen virtuaalinen kopio.
Tuotteen digitaalisen elinkaariajattelun keinoin teollisuusyritykset voivat tehdä tuotekehitystä virtuaalisessa ympäristössä ja kehittämään liiketoimintaansa uusia, palveluihin perustuvia toimintamalleja.
Virtuaalisessa ympäristössä tuotekehitys saa vauhtia
Digitaalinen kaksonen on merkittävä osa myös Goforen edistämää uudenlaista ajattelumallia, jota kutsutaan tuotteen digitaalisen elinkaaren hallinnaksi. Mallin avulla työkoneiden koko elinkaaren aikainen toiminta voidaan hallita digitaalisesti aina suunnittelusta osien ja materiaalien kierrätykseen asti.
Tuotteen digitaalista elinkaarta hallitsemalla pyritään siihen, että teollisuusyritykset voivat tehdä tuotekehitystä entistä nopeammin virtuaalisessa ympäristössä.
”Tuotteen digitaalisen elinkaaren hallintamalli on aiempaa kestävämpi tapa ideoida, mallintaa, kehittää ja toteuttaa työkoneiden tuotekehitystä. Lisäksi sen avulla koneisiin voidaan kehittää täysin uudenlaisia digitaalisia palveluita”, kertoo Goforen senior-projektipäällikkö Atte Aunola.
Aunola vetää Ponssen ja Epecin Forward27-ohjelmaan kuuluvaa Goforen hanketta, joka perustuu tuotteen digitaalisen elinkaaren hallintaan. Hankkeessa Gofore kehittää simulointialustaa, jolla Ponsse testaa koneitaan virtuaalisesti.
”Ei ole mahdollista rakentaa fyysistä prototyyppiä koneen jokaisesta kehitysversiosta, kun laitteiden kompleksisuus ja niille asetetut vaatimuksen kasvavat jatkuvasti”, sanoo Ponssen simuloinnista ja verifioinnista vastaava suunnittelupäällikkö Jussi Immonen.
Entistä ympäristöystävällisempää tuotekehitystä
Ponsse on jo aloittanut simuloinnin hyödyntämisen tuotekehityksessään, mutta nyt käynnissä oleva Goforen hanke vie yritystä selvästi projektissa eteenpäin. Virtuaalinen tuotekehitysympäristö edesauttaa Ponssen kilpailukykyä sekä varmistaa, että metsäkone on mahdollisimman laadukas ja sen käyttäjäkokemus mahdollisimman hyvä.
Suuria metsäkoneita on kehitetty perinteisesti viemällä koneen fyysinen prototyyppi metsään. Siellä konetta on testattu erilaisissa tilanteissa, sen jälkeen tehty koneeseen muutoksia ja sitten aloitettu prosessi alusta.
Simulaatiossa kehitystyön vaiheet tapahtuvat virtuaalisesti.
Kone voidaan esimerkiksi mitoittaa ja verifioida sekä valita komponentit ja testata niiden toimivuutta virtuaalisesti, Immonen kertoo. Digitaalinen tuotekehitys on myös entistä ympäristöystävällisempää.
”Virtuaalisen koneen ja metsän avulla on helpompi suunnitella koneita ja niillä tehtävää työtä ympäristön kannalta kestävästi. Voimme huomioida esimerkiksi koneen painon ja säätilat.”
Osa vastuullisia ratkaisuja kehittävää Forward27-ohjelmaa
Goforen hanke on osa laajempaa Forward27-ohjelmaa. Kyseessä on Ponssen ja tämän tytäryhtiön Epecin yhteinen ohjelma, jota rahoittaa Business Finland. Ohjelma käynnistyi noin puolitoista vuotta sitten.
”Tavoitteenamme on tutkia ja kehittää vastuullisia ja ympäristöystävällisiä ratkaisuja liikkuviin työkoneisiin”, ohjelmasta vastaava Ponssen Jukka Laitinen kertoo.
Ohjelmassa on mukana lähes 80 yhteistyökumppania yliopistoista tutkimuslaitoksiin ja yrityksiin. Yhteistyökumppanit tuottavat tarvittavaa tutkimustietoa ja soveltavat sitä kentällä. Ohjelmassa on käynnissä Goforen hankkeen lisäksi yhdeksän muuta hanketta, ja pian käynnistyy kuusi lisää.
Laitinen korostaa, että mukana olevilla organisaatioilla on tavoitteena lisätä suomalaisten yritysten kilpailukykyä maailmalla.
”Viemme yhtenä rintamana Suomea eteenpäin, jotta saisimme maahan lisää euroja ja työpaikkoja. Emme saisi tätä kaikkea aikaan pelkästään omilla resursseillamme”, Laitinen sanoo.
Ohjelman hankkeissa tutkitaan myös esimerkiksi työkoneiden energianlähteitä ja sähköistymistä. Tavoitteena on päästä irti fossiilisista polttoaineista ja tehdä koneista päästöttömiä. Selvityksen alla on sekin, miten koneen elinkaari valmistuksesta huoltoihin ja kierrätykseen voitaisiin hoitaa mahdollisimman vähäpäästöisesti.
Digitaalisia palveluita fyysisten koneiden kylkeen
Tuotteen digitaalista elinkaariajattelulla voidaan kehittää myös työkoneita rakentavien yritysten liiketoimintaa ja ansaintamalleja, kun koneisiin kehitetään uudenlaisia digitaalisia palveluita esimerkiksi helpottamaan koneenkuljettajan työtä.
Aidosti tarpeellisten palveluiden kehittäminen vaatii dataa. Jos tuotekehitystä tehdään digitaalisen elinkaaren hallintamallin mukaisesti, dataa kerätään koneen elinkaaren jokaisesta vaiheesta.
”Digitaalisen kaksosen avulla suunnitellaan ja simuloidaan ennen kuin rakennetaan fyysinen tuote. Kun kone alkaa elää fyysisenä tuotteena, digitaalinen kaksonen elää sen rinnalla ja kerää antureilla dataa esimerkiksi siitä, millaisissa ympäristöissä kone tekee työtä ja millaisia huoltoja sille tehdään”, Laitinen kertoo.
Dataa kertyy vielä silloinkin, kun tuote on elinkaarensa päässä ja sen osat päätyvät kierrätykseen ja uusiokäyttöön.
Laitisen mukaan Ponssen metsätyökoneissa uudenlaiset digitaaliset palvelut voisivat olla esimerkiksi koneen ohjaamoon lisättävää opastusta ja automaatiota.
”Työkone voisi mitata esimerkiksi sen, mikä puu kannattaa kaataa. Näin koneen kuljettajan ei tarvitsisi pohtia monta kertaa päivässä, minkä puun kaataa ja minkä jättää kaatamatta.”
Jos organisaatio haluaa olla kilpailukykyinen, sen on kehitettävä tuotteensa entistä ketterämmin, läpinäkyvämmin ja kestävämmin.
Goforen Atte Aunolan mukaan tuotteen digitaalisen elinkaaren hallinnan merkitys vahvistuu teollisuusalalla jatkuvasti erityisesti tuotekehityksessä.
”Jos organisaatio haluaa olla kilpailukykyinen, sen on kehitettävä tuotteensa entistä ketterämmin, läpinäkyvämmin ja kestävämmin. Tarve vastuulliselle tuotekehitykselle ja materiaalien käytölle kasvaa koko ajan.”
Aunola muistuttaa, että kyse on myös uskottavuudesta ja ammattimaisuudesta. Uusien, modernien työkalujen käyttöönotto viestii siitä, että olet varteenotettava toimija, hän sanoo.
Ponssen Laitinen on Aunolan kanssa samoilla linjoilla.
”Haluamme olla edelläkävijöitä teknologiassa. Se varmistaa, että tuotekehityksemme on huippuluokkaa tulevaisuudessakin.”
Vuoden 2028 alussa päättyvä Forward27-ohjelma ja sen hankkeet ovat vasta alussa. Aunola uskoo, että tuotteen digitaalisen elinkaaren hallintamallin avulla löydetään vielä täysin uusia, koneisiin liittyviä osa-alueita, joita voidaan tehostaa.
Myös Ponssen Laitinen odottaa tulevaa innostuneena.
”Kun käärimme yhdessä hihat ja alamme toimia, ohjelma voi poikia monelle siinä mukana olevalle taholle lisää merkittäviä vientimahdollisuuksia.”
Mitä tuotteen digitaalinen elinkaariajattelu?
- Tuotteen digitaalisen elinkaariajattelun mallissa työkoneiden koko elinkaaren aikainen toiminta voidaan hallita digitaalisesti. Tuotteen elinkaaren jokainen vaihe simuloidaan ja optimoidaan etukäteen.
- Virtualisoitu tuotekehitys vähentää fyysisiin prototyyppeihin liittyviä kustannuksia ja nopeuttaa tuotteen saamista markkinoille.
- Tuotteen digitaalinen elinkaariajattelu auttaa yritystä myös kehittämään liiketoimintaansa uusia, palveluihin perustuvia toimintamalleja.
