Voimalaitoksen digitaalisen oppimisympäristön suunnittelu

Abstract

Suomen voimalaitoksissa on satoja sähkön, kaukolämmön ja prosessihöyryn tuottami-seen rakennettuja höyry- ja kuumavesikattiloita. Automaation kasvattaminen on lisännyt voimalaitosten prosessien käyttövarmuutta ja energiatehokkuutta, mutta sillä on myös varjopuolensa. Energia-alan ammattitutkintojen voimalaitoksiin liittyvien työnäyttöjen arvioinneissa on viimeisten kymmenen vuoden aikana havaittu, että voimalaitosten operaattoreiden prosessiosaamisessa ja laitostuntemuksessa on alkanut syntymään osaamiskuiluja. Samaa havaintoa tukee myös Opetushallituksen vuonna 2016 julkaisemassa Energia-alan taustaselvityksen mukaan ylivoimaisesti suurin nykyhetken lisäosaamistarve oli prosessiautomaatiojärjestelmän ohjauksessa ja säädössä. Tämän opinnäytetyön tavoitteena oli tutkimuksellisen kehittämistyön keinoin suunnitella voimalaitoksen digitaalisen ilmiöpohjaisen oppimisympäristön laite- ja ohjelmistokokonaisuus. Oppimisympäristön suunnittelussa hyödynnettiin tutkimuksellista kehittämistyötä, yritysvierailuja ja voimalaitosten asiantuntijoiden haastatteluja. Oppimisympäristöön suunniteltiin hankekokonaisuus, johon kuuluvat nykyaikainen voimalaitossimulaattori, 3D-syvyyskuvattu voimalaitoksen virtuaaliympäristö ja Unity-pelimoottorissa animoitu voimalaitoksen VR-virtuaaliympäristö. Uusi oppimisympäristö mahdollistaa operaattoreiden koulutuksen ilmiöpohjaisesti, jolloin teorian oppiminen tapahtuu kokemalla voimalaitoksen eri prosessit virtuaalisesti VR-silmikoilla. Oppimiskokemusta tukee realistisen tuntuinen voimalaitossimulaattori, joka on digitaalinen kaksonen toimivan voimalaitoksen automaatiojärjestelmästä. Voimalaitoksen digitaalisen oppimisympäristön jatkohankkeena käynnistyy Digivoimalan oppimisympäristön pedagogisten sisältöjen kehittäminen