ColloidTek yhdistää elektroakustisen mittausteknologian ja koneoppimisen nesteiden reaaliaikaiseen analysointiin. Teknologia mahdollistaa prosessien jatkuvan seurannan ja dataohjatun optimoinnin ilman perinteisten laboratorioanalyysien viivettä.

1. Yrityksen kuvaus

• ColloidTek Oy on innovatiivinen suomalainen deep-tech-yritys, joka tarjoaa uuden sukupolven nesteprosessien optimointi- ja koneälyratkaisuja prosessiteollisuudelle.
• Teknologisesta tutkimuksesta versonut yritys mahdollistaa valmistavilla toimialoilla – kuten elintarvike- ja juomateollisuudessa, meijeriteollisuudessa, vedenpuhdistuksessa ja kaivostoiminnassa – jatkuvan, reaaliaikaisen analytiikan suoraan teollisista putkistoista ja nestesäiliöistä.
• Tapaustutkimuksen dokumentaatiossa ei mainita yrityksen tarkkaa kokonaishenkilöstömäärää.

2. Mikä ongelma tekoälyn oli tarkoitus ratkaista?

• Perinteisessä prosessiteollisuudessa nesteiden koostumuksen ja reaktioiden seuranta perustuu tyypillisesti manuaalisesti otettuihin sivuvirta- ja laboratorionäytteisiin.
• Tämä perinteinen toimintatapa on äärimmäisen aikaa vievä, ja tulokset edustavat vain yhtä staattista tilannekuvaa prosessista kyseisellä hetkellä.
• Lisäksi hyvin paksujen, viskoosien tai likaisten nesteiden analysointi reaaliajassa on ollut historiallisesti mahdotonta, koska kiintoaines kerääntyi anturielementteihin ja sokaisi ne nopeasti.
• ColloidTek tarvitsi tavan muuntaa ainutlaatuinen mittausteknologiansa kestäväksi, kaupallisesti kannattavaksi laiteekosysteemiksi, joka tuottaa välittömiä “nesteen sormenjälkiä” pettämättä vaativissa tuotantoympäristöissä.

3. Miten ongelma ratkaistiin ja millä työkaluilla?

• ColloidTek teki yhteistyötä Goforen kanssa – käytännössä Goforen tuotesuunnitteluun ja insinöörityöhön keskittyvän tytäryhtiön Huldin kautta – kaupallistaakseen nesteanalytiikkainnovaationsa täysin ja tuodakseen sen markkinoille.
• Ratkaisu irtautuu perinteisistä testausmenetelmistä yhdistämällä fyysiset elektroniset anturit edistyneeseen koneoppimiseen.
• Laitteistokerros: Yritys kehitti Collo®-ratkaisupaketin, johon kuuluvat sauvamainen ColloProbe (suunniteltu upotettavaksi suoraan nestesäiliöihin) ja ColloPlate (suunniteltu asennettavaksi tasoon säiliön seinään tai putken sisäpintaan).
• Mekaaninen kotelointi ja piirikonfiguraatiot rakennettiin huolellisesti kestämään ankaraa ympäristörasitusta ja estämään lian tai lietteen kerääntymisen vääristävä vaikutus anturitelemetriaan.
• Tekoäly-/ohjelmistokerros: Laitteisto lähettää pienitehoisia radiotaajuusaaltoja (RF) havainnoidakseen ympäröivän nesteen taustalla olevia sähköisiä ominaisuuksia.
• Nämä korkeataajuiset sähkömagneettiset tunnusjäljet virtaavat suoraan ColloidTekin omiin koneoppimisalgoritmeihin.
• Tekoäly käsittelee RF-raakadatan välittömästi ristiinanalysoiden, luokitellen ja seuraten monimutkaisia nestetiloja reaaliajassa.

4. Mitä tuloksia saavutettiin?

• Insinööriyhteistyö kaupallisti Collo®-ratkaisupaketin onnistuneesti ja loi helposti käyttöön otettavan, päästä päähän ulottuvan kokonaisuuden, joka integroituu sujuvasti tehtaiden nykyisiin käyttöjärjestelmiin.
• Teollisuuslaitokset voivat nyt seurata faasitilavuuksia, liukenevia kemikaaleja, kristallisoitumisen muutoksia ja kiintoainesuspensioita jatkuvasti verkossa – myös hyvin tiheitä tai likaisia paksuja nesteitä käsiteltäessä.
• Koska laitoksen käyttäjät saavat tarkkaa reaaliaikaista tietoa sen sijaan, että he odottaisivat tunteja laboratorioraportteja, he voivat säätää prosessiparametreja välittömästi.
• Tämä jatkuva valvonta tuottaa merkittäviä teollisia tehokkuushyötyjä: se vähentää raaka-ainehukkaa voimakkaasti, leikkaa vedenkulutusta, karsii energiakuluja ja turvaa tasaisen tuotelaadun.

5. Mitä ongelmia ilmeni?

• Keskeisin tekninen pullonkaula oli elektroniikan ja taustalla olevien tiedonsiirtoprotokollien suunnittelu siten, että ne toimivat reaaliaikaisesti prosessiteollisuuden tiukkojen ympäristö- ja turvallisuusvaatimusten alaisina.
• Piiriratkaisujen oli säilytettävä täysi tarkkuus RF-raakasignaalien käsittelyssä, ja fyysiset anturit oli suunniteltava kestämään hyvin tuotteen kerrostumista, jotta kohdemittaukset pysyivät tarkkoina ajan myötä, kun likaa tai prosessijäämää kerrostui anturin pinnalle.

6. Aika- ja rahainvestoinnit

• Tapaustutkimus ei paljasta yrityksen luottamuksellisia taloudellisia tunnuslukuja, sisäisiä T&K-kehitysbudjetteja eikä erikoiskonsultoinnin sopimushinnoittelumalleja.

7. Millaista osaamista tarvittiin ja mitä yhteistyökumppaneita käytettiin?

• Projekti vaati erittäin erikoistuneen osaamisyhdistelmän, johon sisältyivät radiotaajuusfysiikka (RF), edistynyt koneoppimisanalyysi, erittäin kestävä mekaniikkasuunnittelu, reaaliaikaisen sulautetun ohjelmiston kehitys, monimutkainen piirilevysuunnittelu ja teollisen kaupallistamisen strategia.
• Päästrateginen teknologia-, elektroniikka- ja tuotesuunnittelukumppani tämän alustan skaalaamisessa ja markkinoinnissa oli Gofore (tytäryhtiönsä Huldin kautta).

8. Liiketoimintafunktion luokitus

• Projekti kuuluu verkkoon kytkettyjen tuotteiden suunnitteluun (IoT), teolliseen koneoppimiseen sekä tutkimukseen ja kehitykseen (T&K).
• Se liittyy suoraan nesteprosessien optimointiin, teollisiin automaatiojärjestelmiin ja kestävään tuotantotekniikkaan.

9. Lähde

ColloidTek: New measuring technology and machine intelligence for analysing liquids – Gofore