Desite

Tuotteiden valmistuspaikkalähtöinen lokalisointi

Projektin kesto 1.4.-2012 - 31.3.2013
Diaarinumero 292/31/12


Tarve

Tämän tutkimuksen lähtökohtana oli oletus, että tarjolla oleva tuotantoteknologia sijainnissa tai yksinkertaisesti sijaintipaikka voi vaikuttaa tuotteeseen; sen osiin, osakokonaisuuksiin ja rakenteeseen. Yksittäisen tuotteen kautta vaikutus ulottuu edelleen tuoteperheeseen ja koko tuotteistoon. Tällöin parhaan mahdollisen tuotteen ja valmistuksen välisen vuorovaikutuksen kannalta globaalit tuotteet pitäisi suunnitella eri valmistusympäristöjen lähtökohdista. Globaalissa tuotannossa saatavilla oleva valmistusteknologia, resurssit ja raaka-aineet voivat vaihdella sijaintipaikasta riippuen. Yritysten toiminnan verkottuessa ja yritysten keskittyessä entistä tarkemmin ydintoimintoihinsa, voivat tietyssä valmistusympäristössä hioutuneet tuotesuunnitelmat päätyä uusiin valmistusympäristöön ulkoistamisen seurauksena. Tällöin tuotesuunnitelman ja valmistusympäristön välille muodostunut side katkeaa. Tuotesuunnitelma saattaa sisältää sellaisia elementtejä, jotka eivät vastaa parhaalla mahdollisella tavalla paikallisen tuotantoympäristön tarjontaan. Tästä seuraa, että tarjolla olevaa tai tavoiteltua kustannusetua ei kyetä täysin hyödyntämään. Tuotesuunnitelman ja uudessa sijaintipaikassa tapahtuvan valmistuksen yhteensovittaminen saattaa edellyttää tuotesuunnitelmaan kohdistuvia muutoksia. Tuotteella on suuri merkitys tuotteen ja valmistuksen vuorovaikutuksessa. Ongelman kohdanneelle suomalaiselle konepajateollisuudelle tunnusomaisia tuotteita ovat investointituotteet. Nämä tuotteet ovat tyypillisesti tilauksesta suunniteltavia, tilauksesta valmistettavia tai tilauksesta konfiguroitavia. Tilauksesta suunniteltavissa tuotteissa tilauskohtaisen suunnittelun määrä vaihtelee ja rakenteisiin on pyrittävä järjestämään osuuksia, jotka säilyvät muuttumattomina tilauksesta toiseen. Erityisen merkittävää näissä tuotteissa ovat pienet valmistusvolyymit. Näiden tuotteiden vuosittainen volyymi vaihtelee tyypillisesti kymmenistä muutamiin satoihin. Valmistuksen kannalta tämä tarkoittaa rajallista mahdollisuutta automatisointiin, koska alhaisten valmistusmäärien vuoksi toistuvuus jää pieneksi. Parhaimmillaankin ylletään toistuvaan pienerävalmistukseen.

 
Ratkaisu
Hankkeessa selvitetään niitä mahdollisuuksia ja seurauksia, joita olisi tuotteen tuotantoympäristön lähtökohdista tapahtuvalla suunnittelulla. Tutkimuksessa rakennetaan malleja, joiden avulla tuotemuutosten ja tuotantoympäristömuutosten aiheuttamia vaikutuksia toisiinsa ja muodostuvaan kokonaisuuteen pyritään arvioimaan.

Vaihtoehtoisten tuoteratkaisujen ja näiden tuottamiseen osallistuvien järjestelmien välistä vuorovaikutusta tarkastellaan kirjallisuusselvityksen sekä teollisen tapaustutkimuksen ja tähän liittyvän mallinnuksen ja optimoinnin keinoin.

Hanke toteutetaan tutkijavaihtona Tampereen teknillisen yliopiston Tuotantotekniikan laitoksen ja Michiganin yliopiston välillä. Hankkeessa TTYn tutkija sijoittuu Prof. Panos Papalambrosin tutkimusryhmään Optimaalisen suunnittelun laboratoriossa (Optimal Design Laboratory).
 
Linkki laboratorion sivuille: http://ode.engin.umich.edu/index.html
 
Teollisessa tapaustutkimuksessa tarkastelukohteena on liikkuvan työkoneen runko ja tämän tuottava valmistusjärjestelmä. Alkuperäisestä rungosta on kehitetty kaksi muunnelmaa suhteellisen lyhyen ajan kuluessa valmistettavaksi eri valmistuspaikoissa. Casetutkimuksen aikana eri tapauksia verrataan keskenään. Selvittämällä tuotteeseen ja sen valmistukseen liittyvät tehdyt päätökset ja päätöksistä aiheutuvat vaikutukset pyritään saavuttamaan näkemys tuotteen ja valmistuksen välisestä vuorovaikutuksesta ja tunnistamaan vaikuttavia tekijöitä niin tuotteessa kuin valmistuksessakin. Tutkitaan kehitystä tuotteessa ja valmistusympäristössä ja tunnistetaan tekijöitä, jotka ovat muuttuneet. Mallinnetaan tuotetta ja valmistusprosessia ja pyritään löytämään syyt tuotemuutoksiin ja edelleen yleistämään näitä casetapauksesta yleisemmiksi suunnittelusäännöiksi. Kvalitatiivinen aineiston analyysi toimii esitutkimuksena kvantitatiiviselle analyysille ja sen avulla pyritään tarkentamaan lopullisia tutkimuskysymyksiä. Samanaikaisesti tutkija kehittää osaamistaan optimoinnin osa-alueella kyetäkseen lähestymään ongelmaa kvantitatiivisesti optimointiohjelmistojen avulla.

 
Hyöty

Tuotteiston versioituminen ja tuotemuunnelmien tarjonta on suhteutettava tuotantoprosesseihin ja toimitusverkon rakenteeseen. Tämä johtuu siitä, että monet tuotannon keskeiset ominaisuudet, kuten ennustamisen tarve, materiaalin varastointi ja virtaus sekä läpäisyaika ja kustannukset, riippuvat ensisijaisesti tuotteiden, tuotantoprosessien ja -verkoston yhteensopivuudesta. Tuottavuutta on mahdollista nostaa niin verkoston päämiehen kuin myös verkoston yksikönkin näkökulmasta parantamalla tuotteiden ja tuotantoprosessien välillä tietyssä ympäristössä muodostuvaa yhteensopivuutta. Tämä edellyttää resurssien ja tuotteiden välisen rajapinnan entistä tarkempaa mallinnusta. Tämä saattaa johtaa eri muodoissa tapahtuvaan erikoistumiseen, mitä voidaan taas vuorostaan esimerkiksi tuotevakioinnin keinoin tukea. Tuotantoyksikön kannalta merkitsevän tuotevariaation löytäminen ja erottaminen merkityksettömästä on oleellista. Edellytyksenä tälle on, että tarkastelutasoa kyetään kohottamaan osatasosta ylemmäksi. Verkostossa toimivalle yksikölle tämä tarjoaa mahdollisuuden viestiä osaamisestaan tarkemmin eri päämiehiin päin ja toisaalta tarjoaa yksikölle mahdollisuuden myös ymmärtää ja kehittää omaa osaamistaan oikeaan suuntaan. Puuttumalla kohdattavaan variaatioon, esimerkiksi kaventamalla ratkaisuavaruutta ja ohjaamalla asiakasta valitsemaan vaihtoehdoista, voidaan toiminnan tehokkuutta oleellisesti parantaa ja hyötyjä korjata useissa kohdissa tuotteen elinkaarella, esimerkiksi tuotantoverkon tiivistämisessä ja kehittämisessä, hankinnoissa, ylläpidossa ja tuotekehityksessä.

 
Yhteyshenkilöt

Petri Huhtala
Tampereen teknillinen yliopisto