12. December 2009
Kirjoittaja: Jaakko A. Palsanen
Companies: Caledonian Paper, Chapelle Darblay, Enso-Gutzeit, Imatran Voima, KCL, Kymmene, Pänttäjä, Sensodec, Tampella, TTY, Valmet, Yhtyneet Paperitehtaat
People: Antti Arjas, Bo Mannström, Ismo Penttinen, Juhani Yli-Paavola, Kari Ebeling, Karl Holmström, Risto Ritala, Tapio Makkonen
8.12. Wedge
Perustuu Risto Ritalan tekstiin teoksessa ”Paperin parissa vuodesta 1916 – Keskuslaboratorio 80 vuotta” (1996)
Risto Ritala: Prosessihäiriöiden analysointi – palveluita ja järjestelmämyyntiä.
KCL on jo 1970-luvulta alkaen sekä kehittänyt aktiivisesti että myös käyttänyt signaalikäsittelyn menetelmiä ja laitteita paperinvalmistuksen prosessi- ja laadunvaihteluiden analyysissä. Alku-vaiheessa analyysien kohteena olivat jaksolliset säännönmukaisesti toistuvat vaihtelut. Tapio Makkonen kehitti menetelmän palveluksi, jota tehtiin kymmenillä paperikoneilla 70- ja 80 luvuilla. Tapio Makkosen 1980-luvulla perustama yritys Sensodec Oy on toimittanut lukuisia käynnin-valvontajärjestelmiä teollisuudelle. Käynninvalvontajärjestelmien yleistyessä tilausanalyysien tarve KCL:ssä väheni 80-luvun puolivälissä. Oli kehitettävä uusia menetelmiä entisten tueksi, jotta laskussa olleet prosessianalyysien toimeksiannot saataisiin jälleen kasvuun.
Asiantuntijajärjestelmä vai ei?
1980-luvun lopulla yhden suurimmista tietojenkäsittelyn ja signaalianalyysin kiinnostuksen kohteista muodostivat asiantuntijajärjestelmät. Sen sijaan että ohjelmaa laadittaessa olisi rakennettu suoraan ratkaisualgoritmi, ohjelmalle kerrottiinkin joukko heuristisia sääntöjä, joista ohjelma pystyi johtamaan yleisen päättelymekanismin mukaan kutakin tilannetta vastaavan ratkaisun. SITRAn rahoittamassa projektissa selvitettiin vuonna 1987 asiantuntijajärjestelmän käytettävyyttä jaksollisten vaihteluiden analysoinnin tukena. Tulokset olivat niin hyviä, että päätettiin aloittaa suurempi hanke prosessianalyysin kehittämiseksi asiantuntijajärjestelmätekniikan avulla. Projektin edistyessä käytiin ajoittain kiihkeääkin keskustelua siitä, mihin suuntaan tulisis edetä: pitäisikö painottaa saiantuntijajärjestelmiä vai prosessianalyysin uusia menetelmiä. Asiantuntijajärjestelmien vaikeudet laatia ja ylläpitää suuria järjestelmiä havaittiin pian. Toisaalta kävi ilmi, että laaja tilastollinen analyysikään ei tuota hyviä tuloksia märkäosan vaihteluiden selvittämisessä. Tampereen teknillisen korkeakoulun, Valmet paperikoneet Oy:n ja IVO:n yhteistyönä oli prosessi-analyysiin kehitetty monimuuttujaista aikasarja-analyysiä. Menetelmä oli lupaava ja sen yhdis-täminen tietämyspohjaiseen tiedonhallintaan oli lopulta se suunta, johon haluttiin kulkea. Aikasarja-analyysin kaupallisia ohjelmistoja ei kuitenkaan ollut olemassa ja sellaisen laadinta projektin puitteissa olisi ollut liian suuri tehtävä. Tässä tuli avuksi TTKK:n mittaustekniikan laboratorio, jonka kautta projektin käyttöön saatiin TTKK:n kehittämä tarkoitukseen soveltuva ohjelmisto. Samalla alkoi molempia osapuolia hyödyttänyt ja edelleen hedelmällinen yhteistyö. 1980-luvun lopulla käytiin tietotekniikan alalla jatkuvaa keskustelua siitä, pitäisikö käyttää UNIX- vai VMS-käyttöjärjestelmää. Kysymys ei ollut suinkaan pelkästään tekninen, vaan valinta ratkaisisi vuosiksi eteenpäin ohjelmisto- ja laitetarjonnan laajuuden ja kustannukset. Ratkaisua ei ollut helppo tehdä, elettiinhän avoimien järjestelmien ensiaskeleiden aikaa. Valinta tehtiin UNIXin eduksi melko kevyin perustein – mitään uskomuksia vahvempaa tietoa ei ollut käytettävissä. Ratkaisu on sittemmin osoittautunut oikeaksi. Tärkeätä oli myös, että se tehtiin nopeasti: useat tutkimusryhmät käyttivät vastaavan päätöksen tekemiseen huolellisten selvitysten kautta jopa kaksi vuotta! Vuonna 1988 kehitettiin tarkoitukseen soveltuva ohjelmisto, joka sai nimekseen WEDGE akronyyminä mahtipontisesta ”Wet End Diagnostics Genius”. Varhainen nimenvalinta osoittautui hyödylliseksi: nimi on sittemmin tullut tutuksi asiakaskunnan parissa. Vuoden 1989 loppupuolella aloitettiin WEDGEllä tehdyt prosessimittauspalvelut. Ohjelmisto oli prototyyppien tapaan melko epäluotettava, mutta silti juuri ja juuri käyttökelpoinen. Heräsi ajatus, olisiko tästä kaupalliseksi tuotteeksi ja jos, niin millä sovellusalueella.
Sovelluskokemukset, hyvät asiakkaat ja kumppanit
Vuonna 1990 alkoi jatkoprojekti – tällä kertaa pääosin omalla rahoituksella – jolla oli kolme tavoitetta: parantaa ohjelmistoa ja hankkia kokemusta kahdesta laajasta tehdasanalyysistä. Sovelluskohteiksi valittiin märkäosan kemia ja sellun valkaisu. Vuonna 1990 valmistui uusi WEDGEn versio, joka oli ulkonäöltään kaupallisen ohjelman tasolla ja huomattavasti edellistä versiota stabiilimpi. Märkäosan kemian tehdasanalyysi tehtiin kesällä ja syksyllä 1990 Anjalan paperitehtaalla. Osoitettiin, että järjestelmällä voidaan tutkia tloudellisesti merkittäviä ongelmia. Tämä tehdasanalyysi on sittemmin suositun märkäosan kemian mitaus- ja analyysipalvelun prototyyppi. Keväällä 1991 tehtiin onnistunut analyysi myös Wisaforestin valkaisimolla. Sovellusprojekteissa oltiin yhteistyössä laajan joukon kanssa. Yhteistyö oli kaikilta osin epävirallista, mutta erittäin tärkeää. Avainkysymyksenä oli mittaustiedon saaminen järjestelmän käsiteltäväksi. Tiedon saatavuutta olivat parantamassa TTKK (dataloggerit), Valmet Automation (PMS) ja Ahti Pänttäjä Oy (RS-232 kytkennät automaatiojärjestelmiin). Jo vuodenvaihteessa 1989/90 tavoitteeksi oli asetettu WEDGE-järjestelmien myyminen pysyviksi tehtaille. Prosessihallinnan osaston hyvä yhteistyö Jämsänkosken tehtaan kanssa johti keväällä 1991 siihen, että Jämsänkoskelle asennettiin WEDGE. Vastaava beta-versio asennettiin Enso-Gutzeitin Tutkimuskeskukseen vuoden 1991 syksyllä. Nämä kiinteät installaatiot sekä KCL:n omat mittaus-palvelutyöntekijät olivat tärkeitä asiakaspalautteen antajia. Vuoden 1991 aikana selvitettiin järjestelmän kaupallistamista useiden automaatiotoimittajien kanssa, jolloin ilmeni, että markkinoille on lähdettävä KCL:n omin voimin. WEDGE-ohjelmisto oli kirjoitettu LISP-ohjelmistokielellä, koska sillä saatiin aikaan nopeasti prototyyppejä. Vaikka ohjelma oli saatu melko luotettavaksi ja vasteajatkin olivat kohtuullisia, järjestelmän ylläpito ja jatkokehitys kävivät yhä vaikeammiksi. Vuosien 1989-1992 aikana LISP oli ajautunut kauas ohjelmoinnin valtavirtateknologioista ja sen tekninen tuki oli häviämässä. Vuoden 1991 lopussa päätettiin Karl Holmströmin ja Ismo Penttisen näkemyksen perusteella kirjoittaa koko ohjelmisto uudelleen C++ -ohjelmointikielellä. Lopputuloksena vuoden 1992 viimeisinä kuukausina valmistui WEDGEn kaupallinen versio, joka oli stabiili, nopea, helppo laajenta ja ylläpitää. Rekisteröintiteknisistä syistä nimi muuttui samalla KCL-WEDGEksi.
Omaan yritykseen
Automaatiotoimittajien kanssa käytyjen neuvottelujen päätyttyä alettiin valmistella oman liiketoiminnan aloittamista. Koska KCL ei ollut tuolloin liikevaihtoverovelvollinen ja koska liiketoimintaa haluttiin seurata tarkasti, KCL:n silloinen toimitusjohtaja Bo Mannström päätti loppukesästä 1991, että olisi perustettava erillinen yhtiö. Yritys rekisteröitiin joulukuussa 1992 nimellä KCL Development Oy. Hallituksessa olivat Juhani Yli-Paavola (pj), Kari Ebeling ja Antti Arjas. Risto Ritala aloitti toimitusjohtajana 14.10.1992 KCL:n prosessihallinan osaston tutkimuspäällikön toimensa ohella. Tammikuusta 1993 elokuuhun 1994 oli KCL-WEDGEn koemarkkinoinnin aikaa. Järjestelmä asennettiin kahdelle koneelle Jämsänkoskelle ja Anjalaan. Vuoden 1994 keväällä todettiin, että KCL-WEDGEn liikeidea on kestävällä pohjalla. Koemarkkinoinnin aika päättyi ja KCL Development Oy:n tehtäväksi määriteltiin paitsi KCL-WEDGEn liiketoiminta myös metsäteollisuuden prosessinhallinan tutkimus. Syksyllä 1994 Kymmene Oy:n tytäryhtiö Chapelle Darblay käynnisti mittauspalvelun tukemana KCL-WEDGEn koekäytön Grand Couronnen tehtaalla ja vuodenvaihteessa syntyi kauppa. Jo pitempään oli KCL-WEDGEn kaupasta keskusteltu Kymmene Oy:n skotlantilaisen tytäryhtiön Caledonian Paperin kanssa. Myös siitä tuli myönteinen päätös helmikuussa 1995. Saksassakin KCL-WEDGE saatiin koekäyttöön. Kansainvälistyminen suomalaisen metsäteollisuuden tytäryhtiöiden kautta on näin osoittautunut lupaavaksi strategiaksi. Vuonna 1996 järjestelmä oli käytössa jo 19 paperikoneella.