Uudet laskentatyökalut tuotekehityksen tueksi

Teknologian tutkimuskeskus VTT:n johtamassa SEMTEC-hankkeessa kehitettiin aiempaa nopeampia, tarkempia ja ketterämpiä laskentatyökaluja ja -menetelmiä. Tämä mahdollistaa kalliin ja aikaa vievän prototyyppivaiheen jättämisen pois sähkömekaanisessa teollisuudessa.

Suomalainen teollisuus saa tästä kilpailuetua, kun sähkömoottoreiden ja -generaattoreiden sekä muuntajien tuotekehitys nopeutuu ja päästään edullisemmin kustannuksin markkinoille. Hankkeen tuloksena syntyy myös hiljaisempia ja energiatehokkaampia koneita.

SEMTEC-hankkeen tärkein tulos on uudet laskentamenetelmät, jotka ovat nyt ensimmäistä kertaa teollisuudessa hyödynnettävässä muodossa ja käytettävissä teollisuuden omilla työkaluilla. Hankkeessa tuotettiin innovatiivisia ja tarkkoja menetelmiä värähtelyiden ja melun torjumiseksi sekä laitteiden energiatehokkuuden parantamiseksi.

Tuloksista hyötyy erityisesti sähkömekaaninen teollisuus, joka valmistaa sähkömoottoreita ja -generaattoreita ja muuntajia. Myös tutkimuksen ja teollisuuden yhteistyö lisääntyy, kun kaikki tulokset ovat saatavilla kaikille avoimen lähdekoodin Elmer-ohjelmiston kautta.

”Suomalainen teollisuus saa kilpailuetua ketterämmistä suunnitteluprosesseita. Sähkömekaanisia laitteita ei tavallisesti tehdä sarjatuotantona, vaan jokainen tuoteyksilö suunnitellaan erikseen. Siksi tuotekehityksen nopeuttaminen nopeuttaa huomattavasti toimitusaikoja ja tuo huomattavaa kilpailuetua”, kertoo hankkeen projektipäällikkö Janne Keränen VTT:ltä.

Esimerkiksi hissien ja muuntajien tuottamaa melua päästään pienentämään. Tämä mahdollistaa häiritsevän ja väsyttävän melun vähentämisen kodeissa ja työpaikoilla.

”SEMTEC on käynnistänyt tiiviin ja symbioottisen yhteistyön teollisten yritysten, tutkimuslaitosten sekä yliopistojen välillä. Avoimen lähdekoodin ansiosta tutkijoiden kehittämät uudet mallit ovat heti teollisuuden omissa suunnittelujärjestelmissä testattavissa. Hanke on tarjonnut mahdollisuuden tuotteistaa uuden, huipputasoisen mallinnuskoneiston omaan käyttöömme, jolla olemme jo pystyneet voittamaan merkittäviä kauppoja”, sanoo Trafotekin Eelis Takala, Lead Research Specialist.

Erityisesti sähkömagneettisessa laskennassa on käynnissä murros, kun tietokoneiden laskentateho kasvaa ja avoimen lähdekoodin ohjelmistojen käyttö lisääntyy. Vanhat ohjelmistot eivät usein taivu uuteen rinnakkaislaskennan maailmaan.

Hankkeessa käytettiin Elmer-työkalua, joka on CSC:n avoimen lähdekoodin elementtimenetelmään perustuva (Finite Element Method, FEM)-ohjelmisto, joka mahdollistaa tehokkaan rinnakkaislaskennan ja monien fysikaalisten ilmiöiden keskinäisen kytkennän.

”Vain aidolla yhteistyöllä ohjelmisto on voinut kehittyä näin nopeasti uudelle sovellusalueelle. Laskentaytimien määrän lisääntyessä rinnakkaislaskennan merkitys edelleen kasvaa, joten uskomme, että edessä on pitkä ja hedelmällinen yhteistyö”, sanoo Elmer-ohjelmiston tuotepäällikkö Peter Råback CSC:ltä.

Hanke alkoi helmikuussa 2015 ja päättyy toukokuussa 2017. Siihen osallistuivat seuraavat yritykset: ABB Oy, Kone Oyj, Konecranes Oyj, Trafotek Oy, Sulzer Pumps Finland Oy, Ingersoll-Rand Finland Oy ja CSC – Tieteen tietotekniikan keskus Oy. Tutkimuslaitoksista mukana olivat VTT, Aalto-yliopisto, Lappeenrannan teknillinen yliopisto ja Tampereen teknillinen yliopisto. SEMTEC-hankkeen rahoitti Tekes ja projektiin osallistuneet yritykset ja tutkimuslaitokset.

Projektin kaikille avoin loppuseminaari järjestetään Aalto-yliopistolla tiistaina 23.5.2017.

Lisätietoa projektin verkkosivuilta http://www.semtec-project.fi.