Lyhyt kuvaus: 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

Avainsanat:
koneoppiminen, hinnoittelu, mekaniikkasuunnittelu, sulautetut järjestelmät, elintarviketeknologia, RF-analytiikka, vedenpuhdistus