IoT ja 3D-tulostus
14.5.2018
Riku Immonen
Tekniikan kehitys teollisuudessa
Riku Immonen2 14.5.2018
-
I Teollinen vallankumous II Teollinen vallankumous
III Teollinen vallankumous IV Teollinen vallankumous
Mekanisaatio (Kangaspuut 1784)
- Höyrykone
- Vesivoima
Automaatio (PLC-logiikka 1969)
- Elektroniikka
- Informaatioteknologia
- Internet
Massatuotanto (Tuotantolinjat 1870)
- Sähköntuotanto
- Polttomoottori
- Puhelin
- Autot ja lentokoneet
Robotisaatio ja digitalisaatio (NYT)
- Tekoäly
- Esineiden internet (IoT)
- 3D-tulostus
- Big Data
IoT ”esineiden internet”
Riku Immonen3 14.5.2018
• Tarkoitetaan internettiin ja toisiinsa yhdistettyjä laitteita
• Esineiden internet on digitalisaatiossa avainasemassa
• Arvoketjut muuttuvat digitalisaation myötä, kuten olemme nähneet esim.
musiikkiteollisuudessa ja matkustamisessa
• Hyvä IoT-sovellus tarvitsee aina substanssiosaamista alalta, johon sitä
räätälöidään – erilaisten IoT-laitteiden/sovellusten tarve on suuri
• Esineiden internetin avulla koneet pystyvät valvomaan omaa käyttöään ja
kuntoaan, ja pystyvät raportoimaan näistä asioista eteenpäin
• Laitevalmistajat pystyvät valvomaan asiakkaita, että heidän koneita
käytetään takuuaikana asianmukaisesti – molemmat hyötyvät
• Koneista ja prosesseista aletaan löytämään uusia syy-seuraussuhteita ja
sääntöpareja tekoälyn avulla – laitteiden elinikä pitenee
• Sensoriverkko toimii tuntoaistina, josta syntynyt data analysoidaan
tekoälyn avulla – tekoäly ja/tai ihminen tekevät johtopäätökset
IoT-laitteiden tiedonsiirtoteknologiat
Riku Immonen4 14.5.2018
LAN
WAN
LAN
PAN
LPWAN
LPWAN tiedonsiirtoteknologiat (Low Power Wide Area Network)
Riku Immonen5 14.5.2018
-
- Verkko IoT-laitteille
- Digita rakentaa koko Suomen
kattavaa LoRaWAN-verkkoa
- Taajuus 868Mhz
- Tiedonsiirtonopeus max 50 kbps
- Kantama < 15 km
- Pariston kesto max 10 vuotta
- LoRaWAN-radio + MCU ~ 25 €
- Ei SIM korttia
- Jyväskylän yliopistolla vapaasti
opiskelijoiden käytettävissä
- Verkko IoT-laitteille
- Elisa, Telia ja DNA päivittävät
parhaillaan 4G LTE-tukiasemia
tukemaan NB-IoT:tä
- Taajuus 800 Mhz ja 1800 Mhz
- Tiedonsiirtonopeus max 1Mbps
- Kantama < 35 km
- Pariston kesto max 10 vuotta
- NB-IoT-radion + MCU ~ 35 €
- SIM-kortti
- Jyväskylän yliopistolla testissä
LoRaWAN-tuotteen tuotekehitys
Riku Immonen6 14.5.2018
Proof of Concept - demovaihe
- Tehdään koekytkennät koekytkentälevyillä ja LoRaWAN-
kehitysmoduuleilla (esim. Pycom LoPy 30 € tai Sodaq Explorer 80 € )
(työkalut ja tarvikkeet < 200 €)
LoRaWAN-tuotteen tuotekehitys
Riku Immonen7 14.5.2018
Protovaihe
- Suunnitellaan ja tulostetaan prototyypille 3D-kotelo, johon
kehitysmoduulit, anturit ja johdot mahtuvat sisälle
- Kotelossa voidaan demoilla jo tuotteen lopullisia muotoja
- Kasataan laite ja viedään se kenttätestiin
(tarvikkeet < 120 €)
LoRaWAN-tuotteen tuotekehitys
Riku Immonen8 14.5.2018
Nollasarja
- Suunnitellaan piirilevy ja lopullinen 3D-tulostettava kotelo
(myös piirilevyn voi 3D-tulostaa erityisellä tulostimella)
- Kotelo kannattaa suunnitella siten, että tuotantomäärien kasvaessa
voidaan siirtyä jouhevasti esim. ruiskuvaluun
- Piirilevyllä kannattaa käyttää pidemmälle integroituja piirejä, koska
niissä on jo osaltaan CE ja FCC hyväksynnät valmiina
(tarvikkeet < 80 €)
pycom LoPy L01: LoRaWAN,
WiFI, Bluetooth ja MCU ~20€ Piirilevy ~50€
LoRaWAN-tuotteen tuotekehitys
Riku Immonen9 14.5.2018
Tuotantosarja
- Tuotantomäärien kasvaessa 3D-kotelo voidaan korvata
tarvittaessa ruiskuvaletulla tai polyuretaanivaletulla kotelolla
- Laitteen ohjeet, DoC, CE-merkintä ja testaus: EMC-, LV-,
RE-direktiivit ja tietoturva
(tarvikkeet < xx €)
IoT/3D-esimerkkejä
Riku Immonen10 14.5.2018
Ajoneuvon havaitseminen (LoRaWAN-radio)
- Tunnistus äänenpaineen avulla
- 3D-tulostettuun koteloon integroidut
äänenpaineanturit
IoT/3D-esimerkkejä
Riku Immonen11 14.5.2018
3D-tulostettu ohjelmointijigi
- Mikropiirien ohjelmointiin ennen juottamista – voi halventaa IoT-
laitteen kustannuksia, jos valmistetaan pieniä eriä, ohjelmointipiiri
jää silloin pois
- Jousikuormitteiset sauvat/kontaktit
IoT T&K 3D-tulostusta hyödyntäen
Riku Immonen12 14.5.2018
Havaintoja/yhteenveto
- IoT-tuotteen kehitys on suhteellisen halpaa
- 3D-tulostus halventaa kustannuksia entisestään
- IoT ja 3D-tulostus ovat kuin luotu yhteen, koska IoT-laite on
usein pakko räätälöidä ja valmistus määrät jäävät pieniksi
- Jokaisesta laitteesta ja jokaiselta alalta löytyy enemmin tai
myöhemmin joku digitalisaatioon liittyvä megatrendi, johon
kaikki alalla lähtevät mukaan (vrt. internet)
- Kannattaa lähteä rohkeasti kokeilemaan ja integroimaan
IoT-ratkaisuja omiin tuotteisiin
- Apua kehitykseen saa alueen korkeakouluilta (JYU/JAMK)
- IoT-hankkeisiin voi myös saada rahallista tukea
Kiitos!!
Top Related