Autonomisten liikkuvien työkoneiden mahdollisuudet

Opinnäytetyön toimeksiantajana toimi Tampereen ammattikorkeakoulu. Taustana työlle toimi koulun tarve saada tukimateriaalia tuleviin projekteihin ja erilaisiin hankkeisiin. Taustalla oli myös lähitulevaisuudessa alkava projekti, jossa koululla olisi tarkoituksena automatisoida sähkökäyttöinen pieni työkone tai osia sen toiminnoista. Tavoitteena oli saada aikaiseksi State-of-the-Art-tyyppinen selvitys autonomisesti / automaattisesti liikkuvista työkoneista. Tämä tavoite jaettiin kolmeen osaan. Ensimmäisenä tavoitteena oli selvittää, minkälaisia ratkaisuja mahdollisesti oli jo olemassa ja minkälaista tekniikkaa niissä oli käytetty. Toisena tavoitteena oli selvittää tämän hetken suurimmat haasteet automaattisissa liikkuvissa työkoneissa ja toimenpiteet, joiden avulla saavutettaisiin suurempi automatisoitujen työkoneiden käyttöaste. Kolmantena tavoitteena oli selvittää kevyesti tämänhetkistä tilannetta näihin liittyvistä standardeista ja direktiiveistä. Tutkimusmenetelminä käytettiin kirjallisuustutkimuksen ja kyselytutkimuksen yhdistelmää. Kirjallisuustutkimusosuudessa perehdyttiin hiukan automaation ja autonomian eroihin sekä ajoneuvon automaatiotasoihin standardin SAE J3016 pohjalta. Tarkasteltiin autonomisissa ajoneuvoissa käytössä olevia teknisiä ratkaisuja sekä ajoneuvojen kyberturvallisuutta. Katsaus yhteistyön merkityksestä autonomisten koneiden kehittämisessä sekä niiden mahdollisia hyötyjä, haasteita ja riskejä. Selvitettiin pieni otanta standardeja ja direktiivejä, jotka liittyivät automatisoituihin työkoneisiin. Kyselytutkimuksella selvitettiin nykyhetken ja tulevaisuuden tilannetta autonomisissa / puoliautonomisissa liikkuvissa työkoneissa. Opinnäytetyöprosessi meni kokonaisuutena hyvin. Selvisi, että suurin osa käytössä olevista työkoneista on vielä manuaalisia. Automaatio on kuitenkin selvästi lisääntymässä ainakin kuljettajaa avustavissa toiminnoissa. Autonomisia teknisiä ratkaisuja on jo olemassa. Haastavaksi automaation käytön tekee teknisten ratkaisujen korkea hinta suhteessa saavutettuihin hyötyihin sekä ratkaisujen luotettavuuden taso vaihtelevissa toimintaympäristöissä. Nähtävissä on automaation lisääntyminen nopeasti lähitulevaisuudessa. Ajureina toimivat työvoiman vähyys, kilpailukyvyn säilyttäminen, kehittyvät tekniset ratkaisut ja sähköistyminen. Haasteina ovat kuinka toteuttaa autonomisten toimien mahdollistava kehitystoimintaympäristö, turvata tulevaisuuden osaajat ja oikeiden tavoitteiden asettelu. Standardit ovat vielä puutteellisia autonomisten / automaattisten toimintojen osalta.This thesis study was commissioned by Tampere University of Applied Sciences. The purpose was to collect support material for the school’s upcoming projects. The first objective was to clarify which kind of solutions were available and which kind of technologies were used. The second objective was to find out the toughest challenges in automatic mobile work machines today and which kind of actions are required to achieve greater automatic usage. The third objective was to investigate the current situation of standards and directives related to these systems. The used methods were a combination of literature research and survey research. The most of working machines in use are still manual. The challenges of automation usage are high prices in technical solutions compared to achieved benefits and the level of solution's reliability in varying environments. The findings indicate that automation is clearly rising at least in driver helping functions. Autonomous technical solutions exist already. Automation is likely to rise rapidly in the near future. The drivers for this will be a small amount of workforce, maintaining competitiveness, developing technical solutions and electrification. These results suggest that standards are still inadequate to autonomous / automatic functions