1970-luvun lopussa kehitettiin ohjelmoitaviin logiikoihin graafiset ohjelmointiympäristöt. Sattumaltako vai oliko aika juuri kypsä, suomalainen Valmet ja saksalainen Siemens toivat tällaiset mahdollisuudet lähes yhtä aikaa markkinoille.

Ohjelmointityökalujen kehitys

Valmetin ensimmäinen digitaalinen automaatiojärjestelmä oli Damatic. Se oli maailman ensimmäisiä hajautettuja ohjausjärjestelmiä. Siemens esitteli ohjelmoitavan logiikan Simatic S5:n Hannoverin messuilla vuonna 1979. Tällaiset digitaaliset laitteet tarjosivat tehdasinsinööreille ohjelmointiympäristön, jossa ohjelmaa voitiin helposti muuttaa. Ohjelmointikielinä Simatic S5:ssä olivat FBD (Function Block Diagram), LAD  (Ladder Diagram) ja (Statement List), jotka esiteltiin jo tuolloin S5:ssä. Ne ovat edelleen nykyisten logiikoiden ohjelmointivaihtoehtoina yli 40 vuotta myöhemmin. Tämä osoittaa, kuinka kestävää ja perustavanlaatuista kehitystyötä tehtiin jo silloin.

2000-luvun taitteessa yleistyi käsite Totaly integrated Automation (TIA Portal), ja sen ajatuksena oli saattaa eri ohjelmat saman ohjelmakokonaisuuden piiriin. Vuoden 2008 paikkeilla Siemens esitteli TIA Portal -ohjelmiston, jossa yhden ohjelman kautta pystyttiin hallitsemaan useita pienempiä Siemens-ohjelmistoja. Logiikoiden uusi sukupolvi S7-1200 julkaistiin vuonna 2009 ja S7-1500-sarja vuonna 2012. Tässä vaiheessa myös uuden ohjelmistosukupolven eli TIA Portalin merkitys alkoi kasvamaan, koska vain sillä pystyi ohjelmoimaan uutta Siemensin logiikkalaitesukupolvea, mutta sillä oli myös tietyissä rajoissa mahdollista ohjelmoida edellisen sukupolven laitteita.

TIA Portalin ensimmäinen versio oli V10, ja lähes vuosittain on tullut uusi pääversion päivitys. Tällä hetkellä mennään versiossa V20upd4, ja versio V21 on jo ilmoitettu saapuvaksi. TIA Portalin avuksi on versiosta V19 lähtien ollut mahdollisuus asentaa tekoälyohjelmisto Siemens Industrial Copilot, jonka ensimmäisen version ominaisuuksia avataan tässä blogitekstissä.

Uuden sukupolven insinöörin apuri

Teollisuuden Copilot on suunniteltu erityisesti tueksi. Sen avulla voidaan automatisoida toistuvia suunnittelu- ja ohjelmointitehtäviä, kuten ohjelmointikielen (koodin) generointia sekä dokumentaation hakua ja luontia. Käyttäjä voi antaa järjestelmälle luonnollisen kielen komentoja. Esittelen seuraavaksi kolme esimerkkiä, kuinka Industrial Copilotia voidaan käyttää arjen apuna insinöörityössä, jos työskentelee Tiaportalin versiolla 19 tai 20.

Industrial Copilot on suunniteltu erityisesti teollisuuden automaatioinsinöörien  tueksi. Sen päätehtävä on automatisoida toistuvia suunnittelu- ja ohjelmointitehtäviä. Sen avulla voidaan alla olevan kuvan mukaan helposti valita kolmesta toiminnosta jokin:

PLC Engineering -toiminnolla voidaan generoida koodia: Esimerkiksi SCL-ohjelmointikieltä (Structured Control Language) voidaan tuottaa pelkällä englanninkielisellä komennolla:

• Käyttäjä voi antaa järjestelmälle komennon, kuten ”Please create an SCL code that generate a triangular signal with a period of 500ms” eli suomeksi ”Luo SCL-koodi, joka tuottaa kolmionmuotoisen signaalin 500 ms jaksolla”. Tämän pohjalta Copilot tuottaa valmiin ohjelmakoodin ja lisää sen suoraan TIA Portal -projektiin.
  

Ask Doku -toiminnolla voidaan hakea dokumentaatiota: Copilot voi hakea nopeasti tietoa laajoista ohjedokumentaatioista, kuten TIA Portal -ohjeista, ja antaa vastauksia teknisiin kysymyksiin sekunneissa.

WinCC Unified HMI Engineering -toiminnolla voidaan luoda HMI-näyttöjä: Käyttöliittymien suunnittelua voidaan tehostaa tekoälyn avulla.

Käytännön hyödyt Lapin teollisuudelle

Industrial Copilot tuo konkreettisia hyötyjä Lapin teollisuusyrityksille:

– Kehitystyön nopeutuminen ja tehokkuuden kasvu
– Kustannussäästöt ja virheiden väheneminen
– Osaajapulan helpottaminen – myös uudet työntekijät pääsevät nopeasti kiinni tehtäviin
– Dokumentaation digitalisointi ja tiedon parempi hallinta.

Industrial Copilotin käyttöönotto on askel kohti älykkäämpää, joustavampaa ja kilpailukykyisempää insinöörityötä.

Uutta potkua teollisuusyritysten digitalisaatioon

Siemensin ja Microsoftin yhteistyössä kehittämä tekoälyratkaisu on pitkäjänteinen prosessi, jonka on arvioitu koostuvan viidestä vaiheesta. Tällä hetkellä kehitys on edennyt toiseen vaiheeseen. Ensimmäisen vaiheen toiminnot on esitelty tässä blogikirjoituksessa.

Siemensin Industrial Copilot on konkreettinen esimerkki siitä, miten tekoäly voidaan valjastaa automaatioinsinöörien käyttöön hyödyllisellä tavalla. Lapin tekoälykiihdyttämön tavoitteena on tuoda tällaiset ratkaisut alueen pk-yritysten ulottuville ja vauhdittaa Lapin teollisuuden digitalisaatiota.

Kirjoittaja:
Heikki Isometsä, lehtori, Lapin AMK

Artikkelin sisällön ideointiin ja muotoiluun on hyödynnetty Microsoft Copilot -tekoälyä, ja tekstin ja kuvien lähteenä on Siemens Industrial Copilotin markkinointimateriaali.