Digitalisaatiosta ratkaisuja maailmanlaajuisiin vesihaasteisiin – Smart Water Infrastructure Management

13.12.2022 15:10

Smart Water Infrastructure Management (SWIM) -hankkeessa kehitetään kansainvälisesti kilpailukykyistä ekosysteemiä, joka pystyy tarjoamaan integroituvia ja skaalautuvia älykkään vesiverkostonhallinnan ratkaisuja globaaleille markkinoille maailman vesivarantojen parempaan hallintaan.

YK:n mukaan 663 miljoonalla ihmisellä ei ole tällä hetkellä kunnollista juomaveden lähdettä ja turvallisesti hoidetut saniteettitilat puuttuvat 2,4 miljardilta ihmiseltä. Lisäksi yli 80 prosenttia maailman jätevesistä lasketaan edelleen puhdistamattomana jokiin, järviin ja meriin. Yksi YK:n kestävän kehityksen tavoitteista on varmistaa nykyisille ja tuleville sukupolville puhtaan veden saanti ja kestävä käyttö sekä sanitaatio.

Ilman vettä ei ole elämää, eikä sitä riitä tällä hetkellä kaikille, ja silti vettä hukataan esimerkiksi verkostovuodoissa jatkuvasti. Suomessa vuodoissa hukataan noin 18 % vedestä ja kehittyvissä maissa jopa 50 %. Tästä syystä mm. vesilaitokset ja vesi-intensiivinen teollisuus tarvitsevat uusia ratkaisuja veden käytön tehostamiseen. Globaalien vesihaasteiden ratkaiseminen on kuitenkin meidän kaikkien asia, sillä nykyiset ongelmat veden riittävyydessä ja käsittelyssä aiheuttavat vaaraa sekä ihmisille että ympäristölle.

Data ja digitalisaatio astuvat kuvaan myös maailmanlaajuisten vesihaasteiden ratkaisemisessa. Älykäs vedenhallinta on megatrendi, johon kannattaa sijoittaa sekä maailman että yritysten näkökulmasta, sillä tällä hetkellä vesilaitokset etsivät luotettavia ja kustannustehokkaita ratkaisuja verkostonhallinnan digitalisaatioon. Monia lupaavia teknologioita on tunnistettu, mutta käytännön hyödyntäminen on vähäistä, joten riippumaton tutkimustieto, joka kvantifioi ja validoi digitalisaation hyödyt oikeassa ympäristössä, on harvinaista. Ratkaisujen yleistymiseksi tarvitaan teknologiademoja ja liiketoimintatapausten arviointia.

Smart Water Infrastucture Management (SWIM) -hankkeessa kehitetään älykkään vesiverkostonhallinnan ratkaisuja

Hurja Solutions Oy on mukana laajassa kansainvälisessä Nokian johtamassa Smart Water Infrastructure Management (SWIM) -hankkeessa. Yhteishankkeessa on kehitteillä kansainvälisesti kilpailukykyinen ekosysteemi, joka pystyy tarjoamaan integroituvia ja skaalautuvia älykkään vesiverkostonhallinnan ratkaisuja globaalisti. Maailman älykkäiden vesiverkkomarkkinoiden arvon arvioidaan olevan noin 22 miljardia Yhdysvaltain dollaria ja kasvavan 6–18 % vuosittain toimialasta riippuen. Tästä syystä ekosysteemiyhteistyö on merkityksellistä ja jopa välttämätöntä.

Smart Water Infrastucrure Management -ekosysteemissä uusia ratkaisuja veden hallintaan ovat luomassa Abloy Oy, ALVA yhtiöt Oy, AQVA.IO Oy, EHP Environment Oy, Elisa Oyj, Finnish Water Forum, Fluidit Oy, Helsingin seudun ympäristöpalvelut HSY, Hurja Solutions Oy, Keypro Oy, Kuopas Oy, Kuopion kaupunki, Kuopion Vesi, Kymen Vesi, Neuroflux Oy, Nokia, PipeLife Finland Oy, Ramboll Finland Oy, Savonia-ammattikorkeakoulu, Turun Vesihuolto, Vercon Oy, Vesilaitosyhdistys ja VTT.

Lisäksi hankkeen neuvottelukuntaan kuuluvat seuraavat organisaatiot: Wroclawin tiede- ja teknologiayliopisto (PL), MPWiK Wrocław (PL), ZWiK Szczecin (PL), Aquafin (BE), Yarra Valley Water, Melbourne (AU) ja Monashin yliopisto (AU).

Lue myös: Dynamics 365 Guides – opastusta yhdistetyn todellisuuden avulla

Kehitteillä oleva ekosysteemi luo merkittäviä vientimahdollisuuksia

Nokian veturihankkeen ympärille rakentuva ekosysteemi luo merkittäviä uusia vientimahdollisuuksia mm. Puolaan, Australiaan, Belgiaan, Hollantiin, Englantiin, Kanadaan ja USA:han. Ekosysteemin kompetenssia kasvattava julkinen tutkimus (VTT ja Savonia) tukee yhteisen alustan kehittymistä ja ratkaisee alustaan liittyviä avoimia kysymyksiä. Yhteishankkeen tutkimus palvelee kaikkia hankkeeseen osallistuvia partnereita. Tämän hankkeen seurauksena Nokia voi luoda Suomeen myös kansainvälisen älykkään veden tutkimus- ja kehityskeskuksen, joka vetää Suomeen lisää kansainvälisiä toimijoita ja osaamista sekä kasvattaa Suomen omaa kilpailukykyä edelleen.

Projekti on osa Nokian hankkeen ympärille rakennettavia ekosysteemejä ja keskittyy siinä vesisegmenttiin. Hankkeen ensisijainen kohderyhmä on julkinen vesihuolto, mutta kehitettävä osaaminen ja teknologiat ovat helposti sovellettavissa sekä monistettavissa myös vesi-intensiivisessä teollisuudessa, jossa veden hallinta ja älykäs ohjaus ovat kriittisiä tekijöitä myös taloudellisesti. Lisäksi hanke kytkeytyy Nokian veturihankkeen kaivossegmentin ekosysteemiin, johon Hurjan kehittämä AR/XR-sovellus on myös helposti hyödynnettävissä.

Kohti kansainvälistä älykkään vesienhallinnan T&K-keskusta

Hankkeessa keskitytään erityisesti digitaalisen teknologian soveltamisen pullonkauloihin vesilaitoksissa, kuten kyberturvallisuus, eri järjestelmien integrointi/yhteensopivuus, mittareiden luotettavuus, toimivuusalueet ja mittausdatan jäljitettävyys. Ekosysteemiprojekti on ensiaskel kohti Suomeen kehitettävää kansainvälistä älykkään vesienhallinnan T&K-keskusta, joka auttaa suomalaisia yrityksiä kehittämään kilpailukykyisiä tuotteita ja ratkaisuja kansainvälisen liiketoiminnan kasvattamiseksi.

Hanke keskittyy seuraaviin pilotoitaviin tutkimus- ja kehitysaloihin:

  • Tietoturva digitaalisissa vesilaitostoiminnoissa.
  • Järjestelmien integrointi ja yhteentoimivuus.
  • Vesialan avoin ja yhteentoimiva teknologia-alusta.
  • LPWA-tekniikan (Low Power Wide Area) validointi ja vertailu.
  • Reaaliaikainen vedenlaadun seuranta.
  • Mittausdatan laadun ja jäljitettävyyden parantaminen sekä kehittäminen ja sen vaikutus eri malleihin.
  • AI-sovellukset kehittyneessä data-analytiikassa.
  • 5G-verkko vesialan sovelluksissa (mm. AR/XR-pohjainen henkilöstön etäavustus).

Pitkän aikavälin tavoite on luoda globaalisti kilpailukykyinen kokonaisvaltainen ratkaisu skaalautuvaan, digitaaliseen ja tehokkaaseen verkostonhallintaan vesilaitoksille sekä vesi-intensiiviselle teollisuudelle.

AR-pohjainen henkilöstön etäavustus – AR Crew Assistance Service (ARCAS)

Hankkeessa Hurja kehittää XR/AR-sovellusta HoloLens-laseille (AR Crew Assistance Service, ARCAS). ARCAS:ia käytetään teollisuusympäristössä esimerkiksi vesilaitosten vesipumppujen tai mittareiden käynti- ja historiatietojen sekä huoltotietojen visualisointiin. AR Crew Assistance Service mahdollistaa helpon pääsyn dataan HoloLens AR -lasien avulla.

Microsoftin HoloLens-lasit on kehitetty yhdistetyn todellisuuden (Mixed Reality, MR) tarkoituksiin, joskin HoloLens-lasien yhteydessä käytetään myös lisätyn todellisuuden termiä sen ollessa vakiintuneempi. Vaikka ARCAS hyödyntää AR-teknologiaa, menee käytetty teknologia myös siis yhdistetyn todellisuuden (MR) -käsitteen alle.

Käytännössä MR:n ja AR:n erona on käyttökokemuksen laajuus. MR:ssä virtuaaliset elementit ovat vuorovaikutuksessa oikean maailman kohteiden kanssa, kun taas AR:ssä toteutus voi olla kevyempi. Esimerkkinä kaksisuuntaisesta vuorovaikutuksesta sovellus voi tunnistaa todellisessa maailmassa sijaitsevan objektin 3D-mallin perusteella ja esittää käyttäjälle juuri tähän objektiin liittyvät ohjeet. Molemmat kuuluvat laajennettu todellisuus Extended Reality (XR) -käsitteen sateenvarjon alle.

AR Crew Assistance Servicen avainominaisuudet

ARCAS:in avulla saadaan esimerkiksi vesilaitoksen tuotantotiloissa koottu näkymä reaaliaikaisista tiedoista suoraan huoltoa tarvitsevassa kohteessa. AR-laseilla voidaan huoltaessa tutkia huoltohistoriaa, hälytyksiä ja oppaita työntekijän käsien ollessa vapaana huoltotoimenpiteitä varten. Sovellusta voidaan ohjata myös pelkästään katseella ja äänikomennoilla.

AR Crew Assistance Servicen avulla mahdollistetaan myös turvallinen virtuaalinen pääsy tuotantolaitoksiin koulutustarkoituksissa. ARCAS:in avulla saadaan tuotantolaitoksissa aikaan lisää tehokkuutta, kustannussäästöjä ja lisätään työturvallisuutta. ARCAS:in data tallennetaan tietoturvallisesti Suomessa sijaitseville palvelimille.

Ensimmäisen pilotin sijainti: Savonia WaterLab, Savilahti, Kuopio
Demo-ajankohta vesilaitoksille: Q1/2023, Savonia WaterLab

ARCASin avulla pystytään visualisoimaan mittaus- ja käyntitietoja.
Kuva: ARCASin avulla pystytään visualisoimaan mittaus- ja käyntitietoja.
Kuva: ARCASin avulla voidaan visualisoida putkia ja virtaussuuntia kolmiulotteisesti.

ARCAS-sisätilademon ominaisuudet:

  • Virtuaalinen pääsy sekä reaaliaikaiseen että historiadataan käyttämällä edistynyttä visualisointia, esim. huoltohistoria, reaaliaikainen datan seuranta ja laitteen tiedot.
  • Putken tiedot ja virtaussuunta.
  • Vaara-alueiden visualisointi, esimerkiksi siipipyörät ja sähköliitännät.
  • Huolto ja huolto-ohjeiden näyttäminen kohteessa.
  • Parempi tehokkuus ja työturvallisuus.
  • Tietojärjestelmien integraatiot.
  • Integraatiot olemassa oleviin infrastruktuureihin ja järjestelmiin.

Lisätietoja AR Crew Assistance Service (ARCAS) -sovelluksesta ja Smart Water Infrastructure Management -hankkeesta: Projektipäällikkö, FT Keijo Haataja (keijo.haataja@hurja.fi)

Digitalisaatio tuo mahdollisuuksia

Hyödyntämällä digitalisaation mahdollistamia uusia digitaalisia ratkaisuja voidaan ratkaista yhteisiä globaaleja haasteita sekä luoda aitoa kilpailuetua myös yksittäisille yrityksille. Tällä hetkellä vielä harvat organisaatiot hyödyntävät esimerkiksi lisätyn todellisuuden (AR) mahdollisuuksia, joten edelläkävijöille löytyy loistavia markkinarakoja!

Kysy siis rohkeasti, kun haluat tietää lisää erilaisista XR-vaihtoehdoista – WebAR:sta, mobiilaitteiden AR-sovelluksista tai AR-laseille tarkoitetuista laajemmista ratkaisuista, kuten HoloLensista tai Dynamics 365 Guidesista!

Jätä yhteydenottopyyntö

    Käsittelemme tietojasi tietosuojaselosteessa kuvatulla tavalla.
  • Kenttä on validointitarkoituksiin ja tulee jättää koskemattomaksi.