Miten digitaalinen transformaatio muuttaa teollisuutta ja prosesseja?

Digitaalinen transformaatio on monivaiheinen prosessi, jossa keskeisimmät tekijät ovat tiedon muuntaminen analogisesta digitaaliseksi ja digitaalisten työkalujen käyttöönotto liiketoimintaprosessien tehostamiseksi. Digitointi on prosessi, jossa fyysiset tai analogiset signaalit, kuten lämpötila ja paine, muutetaan digitaalisiksi tiedoiksi. Tavoitteena on siirtää tieto analogisista muodoista digitaalisiin, mutta prosessissa ei yleensä tehdä merkittäviä muutoksia sen käyttötapaan. Digitaalinen transformaatio puolestaan käsittää digitaalisten teknologioiden käytön liiketoimintaprosessien parantamiseksi, päätöksenteon tueksi ja toimintatehokkuuden luomiseksi. Siihen sisältyy digitaalisten työkalujen integrointi olemassa oleviin työprosesseihin, jotta järjestelmää, liiketoimintaa tai teollisuutta voidaan optimoida tai muuttaa.

Esimerkkejä digitaalisen transformaation käytännön sovelluksista ovat reaaliaikaiset prosessiseurannan kojelaudat, jotka keräävät tietoa antureista, tekoälypohjaiset ennakoivan kunnossapidon järjestelmät kemiantehtaassa tai manuaalisten paperipohjaisten laatuvalvontatarkastusten korvaaminen automatisoiduilla digitaalisilla tarkastuksilla. Tällöin digitaalisuus ei ole pelkkää tiedon muuntamista digitaaliseksi, vaan sen älykästä hyödyntämistä optimoinnin ja automaation tueksi.

Digitalisaation toteuttaminen ei ole vain IT-osaston vastuulla, vaan se edellyttää myös prosessiasiantuntijoiden osallistumista. IT-asiantuntijat voivat luoda digitaalisen tietokannan ja tiedon jakelu- ja viestintäkanavat, mutta itse digitalisaatiohankkeet rakentuvat näiden digitaalisten alustojen varaan. Prosessiasiantuntijat puolestaan määrittävät ja mittaavat digitalisaation onnistumista, sillä he ymmärtävät syvällisesti, kuinka prosessit toimivat ja miten ne voidaan parantaa digitaalisilla työkaluilla.

Industrie 4.0:ssä teolliset järjestelmät ja koneet muuttuvat älykkäiksi. Ne kykenevät itsesäätelemään, itseoptimoitumaan ja oppimaan koneoppimisen ja tekoälyn avulla. Esimerkiksi älykäs tehdas voi toimia huomattavasti tehokkaammin ja joustavammin verrattuna perinteisiin tuotantolaitoksiin. Koneet, jotka pystyvät itsesäätelemään, mukauttamaan ja oppimaan, voivat suorittaa tehtäviä ilman ihmisen väliintuloa. Tällöin ihmisten osallistuminen rajoittuu lähinnä valvontaan ja poikkeustilanteisiin, joissa inhimillinen päätöksenteko on tarpeen.

Industrie 4.0:n perusteena ovat neljä keskeistä suunnitteluperiaatetta: yhteensopivuus, tiedon läpinäkyvyys, päätöksenteon tuki ja päätöksenteon automaatio. Yhteensopivuus tarkoittaa sitä, että koneet, laitteet, anturit ja ihmiset voivat kommunikoida ja vaihtaa tietoa keskenään. Tiedon läpinäkyvyys tarkoittaa, että tiedonhallintajärjestelmät luovat virtuaalisen kopion fyysisestä laitoksesta, rikastamalla digitaalisen tehtaan mallia anturitiedoilla. Päätöksenteon tuki puolestaan tarjoaa operatiiviselle henkilöstölle apua yhdistämällä ja visualisoimalla tietoja, jolloin he voivat tehdä tietoon perustuvia päätöksiä nopeasti. Päätöksenteon automaatio on kyky, jossa tehtaiden prosessit tekevät operatiivisia päätöksiä ja suorittavat tehtäviä itsenäisesti, delegoiden ihmisten osalle vain poikkeustilanteet.

Industrie 4.0:n avulla teollisuuden prosessit voivat hyödyntää esineiden internetiä (IoT), joka mahdollistaa laitteiden ja antureiden kommunikoinnin internetin kautta. Tämä tukee jatkuvaa tiedonkeruuta, joka parantaa tuotannon tehokkuutta lähes reaaliaikaisesti. Teollisuuden digitaalinen transformaatio nojaa erityisesti kahteen "silmukkaan": fyysisestä digitaaliseen ja takaisin fyysiseen (PDP) sekä tiedon, tiedon, ymmärryksen ja viisauden (DIKW) silmukoihin.

PDP-silmukka yhdistää fyysisen tehtaan ja sen digitaalisen vastineen, jolloin tieto siirtyy laitoksesta digitaaliseen ympäristöön, missä sitä käsitellään ja analysoidaan. Tämän jälkeen tieto palautuu takaisin fyysiseen maailmaan, jolloin se vaikuttaa tuotantoprosessien ja toimintojen optimointiin. DIKW-silmukka puolestaan kattaa tiedon keräämisen, analysoinnin ja jalostamisen, jolloin se muuttuu toiminnalliseksi viisaudeksi, joka tukee päätöksentekoa ja prosessien parantamista.

Tämä lähestymistapa ei ole vain teollisuuden tulevaisuutta, vaan myös muiden alojen, kuten kaupunkisuunnittelun ja yhteiskunnallisten rakenteiden, kehityssuunta.

Miten varmistaa onnistunut OT/IT-integraatio digitaalisessa transformaatiossa teollisuudessa?

Tehtävä ei ole helppo, sillä perinteisesti OT ja IT ovat olleet erillisiä järjestelmiä, joilla on ollut omat rajapintansa ja toimintatavat. OT on usein rakennettu vanhempiin laitteisiin ja ohjelmistoihin, jotka eivät ole alkujaan olleet suunniteltuja yhteistoimintaan IT-järjestelmien kanssa. Tästä syystä monilla tuotantolaitoksilla saattaa olla käytössään erillisiä ja suljettuja verkkoja, joita ei ole liitetty suoraan yrityksen liiketoimintaverkkoon. Tällainen eristäytyminen saattaa luoda turvattomuuden ja vaikeuttaa digitaalisia ratkaisuja, kuten datan jakamista ja reaaliaikaista seurantaa.

Kuitenkin digitaalisen transformaation tavoitteena on luoda selkeästi toimiva tiedonsiirron reitti OT:n ja IT:n väliin. Tämä ei tarkoita sitä, että vanhoja laitteisto