Digivoimala innostaa oppimaan

29.10.2024, kello 12:52

Teksti Hanna-Kaisa Hämäläinen | Kuva Jouni Ylisuutari

Millaista on käynnissä olevan leijupetikattilan sisällä? Se selviää koulutuskuntayhtymä OSAOn digivoimalassa, joka havainnollistaa voimalaitoksen prosesseja ja tehostaa oppimista.

Yli kymmenen vuotta sitten energiatekniikan lehtori Kari Palokankaan päässä syntyi kunnianhimoinen idea: mitä jos voimalaitoksen sisällä voisi liikkua ilman rajoja, mahdottomissakin paikoissa? Vuonna 2019 koulutuskuntayhtymä OSAOlle tullessaan Palokangas otti ideansa työpaikallaan puheeksi. Ajatuksesta innostuivat muutkin, ja kesällä 2024 siitä tuli vihdoin totta. Hankkeeseen saatiin mukaan myös Pohjois-Suomen voimalaitosten edustajia kehittämään digivoimalaa. 

Syyskuussa 2022 alkaneen Digivoimala-hankkeen tarkoituksena on rakentaa ilmiöpohjaista oppimisympäristöä. Konkreettisesti tämä tarkoittaa opiskelijoiden mahdollisuutta tutkia ja oppia voimalaitoksen toiminnasta virtuaaliympäristössä VR-lasien sekä voimalaitoksen simulaattorin avulla. 

Hanke koostuu kolmesta osasta. Voimalaitoksen automaatiojärjestelmän simulaattorista, 3D-malleista sekä VR/XR-teknologioihin perustuvista ratkaisuista.  

Digivoimala tekee mahdottomasta totta 

Virtuaalisessa voimalaitoksessa opiskelijat oppivat voimalaitoksessa tapahtuvia prosesseja aivan uudella tavalla ja ilman turvallisuusriskejä.

— Siellä pääsee parhaimmillaan sinne tulihelvettiin kattilan sisälle ihmettelemään, Palokangas kertoo. 

Vaikka virtuaaliympäristö tekee opiskelusta todentuntuisempaa, mahdollistaa se siis myös epätodellisia tilanteita, joihin ei fyysisessä voimalaympäristössä pääse käsiksi tai joita ei oikeassa voimalaitoksessa voi harjoitella. Seinät eivät estä virtuaalilaitoksessa etenemistä.

— Virtuaalilaitoksessa on myös se hieno puoli, että siinä ei ole eristeitä ja pellityksiä laitteistojen päällä, vaan siellä pääsee näkemään koko sen putkiston, joka laitoksissa on, Palokangas sanoo. 

Digivoimala auttaa opiskelijoita ymmärtämään paitsi laitoksen toimintaa, myös riskitekijöitä ja työturvallisuutta voimalaitoksissa.

Virtuaaliympäristössä tapahtuva opetus täydentää perinteistä luokkahuoneopetusta, joka on kaukana oikeasta voimalaitoksesta. 

Luokkahuoneen opetus ei välttämättä jää hyvin päähän tai se ymmärretään väärin. Opiskelija ei välttämättä pysty hahmottamaan, missä päin laitosta edes ollaan. Nyt sen voi näyttää.  

Digivoimalaa käyttävät etenkin energia-alan ammattitutkintolaiset ja erikoisammattitutkintolaiset, jotka suorittavat tutkintoaan työnsä ohessa.

— He kyllä tietävät ja tuntevat laitosten toiminnan, mutta aina he silti oppivat uutta tässä järjestelmässä, Palokangas toteaa.  

Vaikka opiskelijat osaavatkin käyttää voimalaitoksensa laitteita, on Palokankaan mukaan teorian tuntemuksessa usein parannettavaa. Digivoimalassa teoriaa voidaan opettaa käytännössä, ja moni opiskelija kokee siellä ahaa-elämyksen aiemmin epäselvien asioiden kohdalla. 

Myös prosessiteollisuuden perustutkintoa suorittavat toisen asteen opiskelijat hyötyvät digivoimalasta, kun mahdollinen tulevaisuuden työympäristö on tullut virtuaalimaailmassa tutuksi jo opintojen aikana. 

Paras osa digivoimalaa on Palokankaan mielestä voimalaitoksen automaatiojärjestelmän simulaattori, joka on hyvin lähellä Oulun Laanilan uutta biovoimalaitosta.  

Automaatiotekniikan määrä voimalaitoksissa on kasvanut valtavasti, minkä myötä voimalaitoksen henkilöstö ei välttämättä enää hallitse tai ymmärrä kaikkea sitä, mitä laitoksessa tapahtuu. Simulaattorin avulla vaikeatkin automatisoidut voimalaitosprosessit voidaan havainnollistaa opiskelijoille.  

Lisäksi simulaattorilla voi turvallisesti harjoitella poikkeustilanteita, kuten voimalaitoksen alasajoa. Tutkintoihin kuuluvat osaamista osoittavat näytöt voidaan myös suorittaa simulaattorin avulla. 

Digivoimala-hankkeen asiantuntija Kari Palokangas ja hankekehityspäällikkö Johanna Matinmikko perehtyvät voimalaitoksen toimintaan virtuaalisesti.

Kehittäminen ei lopu 

Digivoimala koostuu neljästä mobiililaitevaunusta, joissa on kaksi tietokoneyksikköä per vaunu. Yhteensä virtuaalimaailmoihin pääsee siis kahdeksan liikuteltavan järjestelmän kautta. OSAOlla on palvelimellaan myös kaksi etäkäytettävää voimalaitossimulaattoria, mikä mahdollistaa etäopiskelun.

— Meillä on opiskelijoita Turun seudulta aina Enontekiölle saakka. Se on iso kädenojennus näille opiskelijoille, että pääsevät ajamaan ja opiskelemaan simulaattoria myös itsenäisesti, Palokangas sanoo. 

Palokangas korostaa yhteistyön merkitystä eri oppilaitosten kesken, kun kyse on digivoimalan kaltaisista kehitysideoista. Ideoiden pallottelusta ja synergiaeduista hyötyvät kaikki. Esimerkiksi OSAOlla tehdään yhteistyötä paikallisen ammattikorkeakoulun kanssa, jossa digivoimalaan on myös ihastuttu. 

Digivoimala on herättänyt kiinnostusta paitsi kotimaassa, myös ulkomailla. Viimeisimpänä hanketta ja sen tuotoksia on esitelty Tansaniasta saapuneille vieraille.

— Syksyn aikana olemme viemässä energia-alan ammattitutkintoa myös Vaasaan ja Lappeenrantaan. Laitamme tämän meidän digivoimalan ”on tour”, Palokangas toteaa. 

Opiskelijat ovat enimmäkseen kiitelleet digivoimalaa. Negatiiviset kokemukset liittyvät 3D-maailmaan ja VR-lasien käyttöön, mikä saattaa joistakin tuntua fyysisesti epämiellyttävältä. Seuraava askel onkin rakentaa ympäristöstä myös 2D-versio, jota kaikki voivat hyödyntää.  

Lisäksi virtuaalimallinnusta halutaan kehittää yhä yksityiskohtaisemmalle tasolle.

— Nyt meillä on menossa eteenpäin kunnossapidollinen näkökanta, että otetaan pumppuja, puhaltimia, venttiilejä, lämmönvaihtimia, ja ruvetaan purkamaan niitä pienempiin osiin virtuaalisesti, Palokangas kertoo. 

Eikä kehitysaskeleet siihenkään pysähdy. 

— Tässähän ei kehittäminen lopu, tätä pystyy aina laajentamaan ja integroida ympärille vaikkapa kemian tehtaan tai muuta prosessiteollisuutta. Tämä koko ajan pikkuisen elää eikä ole valmis ikinä.

#työelämä