Digi-salama-hankkeesta tekoälyä ja koneoppimista hyödyntävä olosuhdesimulaattori

Metropolia Ammattikorkeakoulun Digi-salama-hanke on yksi 25:stä DigiFlash-projektista, jossa keskitytään tekoälyn ja koneoppimisen hyödyntämiseen kiinteistöautomatiikassa.

Talotekniikka-lehti

Digi-Salama-hankkeessa toteutetaan Uudenmaan yrityksissä ketteriä Salamaprojekteja viidessä, digitaalisessa Industry 4.0 -teemassa: Cobotiikka, autonomiset liikkuvat robotit, Digital Twin-teknologia, tekoäly ja koneoppiminen automaatiossa sekä VR/AR/Holodeck.

Salamaprojekteja toteutetaan yhteensä 25 kappaletta kahden vuoden aikana. Toimialoja ovat logistiikka, elintarvike, kiertotalous, kiinteistö ja korkean osaamisen tuotanto. Hankkeen toimijat valmistelevat Salamaprojektit yrityskohtaisesti, ja ne työllistävät noin 200 opiskelijaa ja asiantuntijaa.

Digi-Salama-hankkeen lähtökohtaisena tavoitteena on synnyttää uutta osaamista, kykyä soveltaa uusia teknologioita sekä valmiita toimintakonsepteja. Hankkeiden avulla pyritään muun muassa tarkastelemaan, voidaanko uusilla teknologioilla vaikuttaa energiankulutukseen, materiaalitehokkuuteen ja hiilineutraaliuteen.

Hankkeen toteuttavat Metropolia Ammattikorkeakoulu ja Vantaan kaupunki yhteistyössä Suomen Automaatioseura ry:n, Suomen Robotiikkayhdistys ry:n, Tampereen yliopiston koordinoiman TRINITY-hankkeen ja VTT:n koordinoiman DIH2 -hankkeen kanssa. Hanke on 2-vuotinen ajalla 1.9.2019 – 31.8.2021. Hankkeen päärahoittajana toimii Uudenmaan liitto / EAKR.

Assemblin ja Ilmatieteen laitos mukaan Digi-Salamaan

Assemblinilta Digi-salama-projektiin valikoitui mukaan Automaatiourakoinnin tekninen johtaja Jarkko Turunen. Projektin pääaihioksi valikoitui, kuinka tekoälyä ja koneoppimista voidaan hyödyntää kiinteistöautomaatiossa.

Kumppaniksi projektiin valittiin Ilmatieteen laitos, jonka tarjoamaa säädataa hyödynnettiin projektin toteutuksessa. Projektin päätehtävänä oli parantaa kiinteistön lämmönsäätelyä Assemblinin toimittamalla PLC-logiikalla käyttäen Ilmatieteen laitoksen tarjoamaa säädataa. Lopputavoitteena on optimoida energian käyttöä ja säästää lämmityskuluissa sääennusteiden ja automaation avulla.

Monia rakennusten lämmitysjärjestelmiä ohjataan automaattisesti kytkemällä ne yksinkertaisesti päälle ja pois, jotta sisälämpötila pysyisi halutulla alueella. Digisalama-projektin tarkoituksena on parantaa nykyistä on-off-järjestelmää hyödyntämällä Ilmatieteen laitoksen säätietoja. Sääolosuhteet vaikuttavat merkittävästi rakennusten sisälämpötiloihin ja siksi säätiedot- ja ennusteet, kuten lämpötila, tuulen nopeus ja auringon säteilyteho ovat tarpeellisia älykkäälle lämmitysjärjestelmälle.

Projekti käynnistyi opiskelijoiden toimesta ohjaajien avustuksella hitaasti, jonka vuoksi projektin tavoitteita laskettiin, jotta projektissa saavutettaisiin sovitussa aikataulussa lopputulema. Tavoitteeksi asetettiin toimiva olosuhdesimulaattori, joka reagoi ympäristön ulkolämpötilan muutoksiin ja lämmittää tai viilentää pienoismallia ohjelmoitujen lämpötilaohjeiden mukaan.

Turunen kertoo, että hän halusi projektiin mukaan, koska järjestelmiä kannattaa kehittää jatkuvasti sekä alalle pitää kehittää pilotti auringonsäteilyn paikkakohtaisen ennustusta varten. Turunen toteaa, että markkinat ovat menossa siihen suuntaan, että tarvitaan enemmän älykkäitä säätöalgoritmeja.

Tässä projektissa toteutettiin ja koodattiin yhden tilan olosuhdesimulaattori, jolla päästiin lähemmäksi seuraavia askelia. Nyt projekti jatkuu kanditöillä ja simulaattoria halutaan parantaa älykkäillä säädöillä.