2021. aasta lõpus kuulis lehtmetallist tooteid valmistav AS Valdek AIRE (AI & Robotics Estonia) pakutavatest võimalustest tööstusettevõtete digitaliseerimisel ja peagi oli positiivne rahastusotsus demoprojektis osalemiseks käes.

Et mõista täpsemalt, mis probleemiga tegeletakse, soovitab Viljar Valdek, AS Valdeku arendusjuht, vaadata tootmist ettevõtja vaatest. Tootmine on keerukas kombinatsioon mitmesugustest operatsioonidest ja protsessidest, mis peavad toote valmimiseks toimuma järjekorras. 

Tegemist on klassikalise optimeerimisülesandega: kuidas etteantud tootmisressursside- ja töötajatega toota võimalikult palju vajalikke tooteid, et investeeringud tasuks end ära. Oluliseks küsimuseks on, kus on pudelikael, mis piirab suuremat läbilaskevõimet saavutamast?  Kuna toote tootmiseks tuleb täita mitmeid operatsioone, siis ideaalis peaks kõik operatsioonid järjestama nii, et nende vahel poleks viivitusi. Et olla tulevikus edukas peab tootmine olema maksimaalselt paindlik ja automatiseeritud/digitaliseeritud.

Kui nüüd vaadelda lähemalt protsesse ja nendevahelist viivitust, siis protsessid ise saavad järjest rohkem automatiseeritud – see tähendab, et ka tootmistsüklite pikkused vähenevad.  Pudelikael liigub nüüd edasi protsesside vahelisele ajale. Kui protsess ise võtab oluliselt vähem aega kui toodete liigutamine ühest protsessist teise ning selle juures on veel vaja teostada aluste registreerimine ning markeerimine, siis selgelt probleem ei ole enam operatsiooni efektiivsemaks muutmisel, vaid selles, kuidas kiiremini tooteid protsesside vahel liigutada, ehk tootmisesisene logistika. Selliseid näiteid on AS Valdekus mitmeid.

Täna turul pakutavad lahendused on liiga jäigad ning ekspluatatsioonikulud kõrged. Esialgsed katsetused, mis viidi läbi AS Valdekus, olid  Viljar Valdeku sõnul väga edukad ja andsid selge veendumuse, et kaameratepõhine automaattuvastus on parim viis, kuidas aluste jälgimise probleemi tootmise siseselt lahendada. Saavutamaks eesmärki on vaja tegeleda kahe peamise komponendiga: kaameratepõhine automaattuvastus/-jälgimissüsteem ning platvorm, kus selline rakendus toimiks, ehk sidustatus reaalsete toodete ning operatsioonidega. Viimasega tegeleb AS Valdek. Hilisemas etapis saame sisendinfo saata juba automaattõsteseadmetele, mis füüsilised toimingud automaatselt ellu viivad.

TalTechi poolt tegelevad projektiga tarkvarateaduse instituudi teadlased Juhan-Peep Ernits, Gert Kanter ja Vahur Kotkas koostöös informaatika bakalaureuse- ja magistrikava tudengitega. Nad on loomas nutikat jälgimissüsteemi, mis seiraks erinevates tootmisfaasides olevate toodete ja komponentide asukohti ettevõtte ladustamispindadel. 

Süsteem luuakse ettevõttele Valdek AS, et jälgida kaubaalustel ladustatud tooteid 2–3 meetri täpsusega, neid tuvastada ja tegelike töölehtedega seostada. 

Projekt sai alguse eeluuringust, mille tegi Ivar Vipper TalTechis oma informaatika magistritöö jaoks. Vipper uuris oma töös AS Valdek kogemustest lähtuvalt, kuidas saaks objektituvastuse abil jälgida kaupade liikumist laos. Ta lõi esialgse laoliikumiste jälgimise mudeli, mis sai aluseks esimesele demoprojektile. 

“Tänu sellele tööle avanes meil võimalus lahendust AIRE projekti käigus edasi arendada. Lõime lahenduse automaatseks lao kaardistamiseks ning suurendasime jälgimiseks kasutatava tehisintellekti lahenduse täpsust,” nentis Ernits. 

Palju tööd veel ees ootamas

Süsteem valmib mitmes etapis: esimeses valmib lao automaatse kaardistamise lahendus – nutitelefoniga tehtud piltidest saab luua laost kaardi ning kalibreerida automaatselt lao jälgimiseks kasutatavad kaamerad. 

Järgmises faasis on plaanis jälgimissüsteem reaalses keskkonnas läbi testida, et oleks põhjendatud ettevõtte lao ja tootmise juhtimiseks kasutatava tarkvara integreerimine laojälgimisüsteemiga. Kui see õnnestub, siis on võimalik juba edasi minna robotkahveltõstukite kasutamise katsetamisele. 

Kuna Tehisintellekti- ja robootikakeskus AIRE sai Euroopa Komisjonilt rahastuse kolmeks aastaks, mida tulemuste saavutamisel pikendatakse seitsmele aastale, saab demoprojekte teha mitmes järgus. Praeguse projekti siht on laost digitaalse kaksiku loomine ja automaatselt ajakohasena hoidmine, mille abil saab täpse ettekujutuse toodete paiknemisest laopindadel ja tagatakse ohutus inimeste ja robotite koostoimimiseks. 

Kaugem eesmärk on ühendada süsteem robotkahveltõstukitega. “Täna on turul olemas juba sellised kahveltõstukid, mis sõidavad mööda ladu ringi ilma, et inimene peaks roolis olema,” märkis Ernits.

 “Meie välja töötatud lahendus muudaks robotkahveltõstukite kasutamise ühest küljest turvalisemaks, aga teisest küljest ka lihtsamaks.” Pikas perspektiivis aitab see tõsta ka tootmisettevõtete ladude efektiivsust, sest tooteid saaks ümber paigutada öösiti ning teha teatud operatsioonid täielikult automaatseks. 

Vähem käsitööd

Seejuures ongi oluline, et inimesele jääks võimalikult vähe käsitööd. “Kõige hullem asi, mida saame automaatsete süsteemidega teha, on see, et inimesele tekib hoopis tööd juurde – näiteks peab keegi pidevalt kontrollima, et automaatsüsteemis oleksid õiged andmed,” sõnas Ernits. 

“Praegu oleme saanud kinnitust, et meie loodud tehnoloogia on põhimõtteliselt kasutatav, aga selleks, et süsteem päriselt kasutusele võtta, on vaja teha ettevõttesiseseid arendusi,” lisas ta. 

Nüüdseks on projekti esimene etapp läbitud. Kui kõik läheb hästi, siis saavad kahe järgneva etapi käigus tehtud ka ettevõttesisesed arendused ning tehisintellektil töötav süsteem leiab peagi reaalset kasutust.