YHTEISTYÖLLÄ UUTTA OSAAMISTA POHJOIS- SAVOON

Transkriptio

1 KONEALA LEKA TUTKIMUS- JA TIEDONSIIRTOVERKOSTO YHTEISTYÖLLÄ UUTTA OSAAMISTA POHJOIS- SAVOON TOIMITTANUT Esa Hietikko

2 LEKA - TUTKIMUS- JA TEKNOLOGIANSIIRTOVERKOSTO YHTEISTYÖLLÄ UUTTA OSAAMISTA POHJOIS-SAVOON Toimittanut Esa Hietikko - 1 -

3 Savonia-ammattikorkeakoulu Julkaisutoiminta PL 6 (Microkatu 1 B) KUOPIO p f julkaisut@savonia.fi 1. painos Copyright 2014 Savonia-ammattikorkeakoulu Tämän teoksen kopioiminen on tekijänoikeuslain (404/61) ja tekijänoikeusasetuksen (574/95) mukaisesti kielletty lukuun ottamatta Suomen valtion ja Kopiosto ry:n tekemässä sopimuksessa tarkemmin määriteltyä osittaista kopiointia opetustarkoituksiin. Teoksen muunlainen kopiointi tai tallentaminen digitaaliseen muotoon on ehdottomasti kielletty. Teoksen tai sen osan digitaalinen kopioiminen tai muuntelu on ehdottomasti kielletty. Savonia-ammattikorkeakoulun julkaisusarja D4/2/2014 ISBN: (PDF) ISSN-L: ISSN: Kustantaja: Savonia-ammattikorkeakoulu Taitto ja ulkoasu: Tapio Aalto Kuvitus: Emmi Hakala - 2 -

4 Sisällys 1 Soveltava tutkimustoiminta hankkeessa Johdanto ja tausta LEKA-toteuttajayhteistyö Tutkimusmenetelmät ja toteutustapa Lähteet... 2 Massaräätälöinti ja konfigurointi Johdanto Tausta Tutkimusalueen tavoitteet Metodit Teoreettinen tausta Kokonaisvaltainen massaräätälöinti Konfigurointi Tulokset Prosessimalli: kohti kokonaisvaltaista massaräätälöintiä Massaräätälöinnin koulutusmateriaali Konfiguraattorin kehittäminen Hyödyt ja tulokset pilottiyrityksissä Osaamisen, tiedon ja kokemuksen levittäminen Yhteenveto ja kokemukset Tunnustukset Lähteet Tuotannon työkalut ja menetelmät Johdanto Pilottiprojektit Pinnoituslaitteiston kehitys Raskaiden koneenosien tarkka paikoittaminen Suunnitteluohjelmistojen lujuuslaskentaominaisuuksien hyödyntäminen koneistuskiinnikesuunnittelussa Pikavalmistusmenetelmän käyttö suunnittelutyössä Kappaleenkäsittelyrobotin vaatimusten ja ympäristön määrittely Tuotetiedon hallintajärjestelmän käyttöönotto suunnitteluympäristössä ABOWE Tunnustukset Yhteenveto Lähteet

5 4 Globaalin toimitusketjun hallinta Johdanto Metodit Teoreettinen tausta Mittaristo Toimitusverkon simulointi Pilottiprojektit Tuoterakenteiden merkitys globaalissa toimitusketjussa Globaalin toimitusketjun hallinta osana kansainvälistä kilpailukykyä Toimitusverkon (tuotannon) simulointi Laatujärjestelmämallin kehittäminen Paineastiatoimittajaverkoston yhteistyön kehittäminen Tuotannon simulointi linjatuotantoon sopivaksi Kappaletavaratuotannon automaation lisääminen Six Sigma Tunnustukset Osaamisen, tiedon ja kokemuksen levittäminen Yhteenveto Lähteet Digitaaliset työkalut ja menetelmät toimitusverkostossa Johdanto Pilottiprojektit SavoniaBikeFactory Tiedonsiirto toiminnanohjausjärjestelmien rajapinnassa (ERP-ERP) Pinnoituksen simulointi Kattilasuunnittelun ohjeistukset Tunnustukset Osaamisen, tiedon ja kokemuksen levittäminen Älykkäät koneet ja prosessit Johdanto Toiminta ja tavoitteiden saavuttaminen Pilottiprojektit Älykkäät prosessilaitteet Yhteenveto

6 7 Palveluliiketoiminta Johdanto Tausta Tutkimusalueen tavoitteet Metodit ja eteneminen Teoreettinen tausta Tulokset Räätälöityvä palvelujen kehittämisprosessi Hyödyt ja tulokset pilottiyrityksissä Osaamisen, tiedon ja kokemuksen levittäminen Yhteenveto ja kokemukset Tunnustukset Lähteet

7 1 Soveltava tutkimustoiminta hankkeessa Esa Hietikko, Kai Kärkkäinen ja Soile Takkunen 1.1 Johdanto ja tausta Savonia-ammattikorkeakoulun vuosina toteuttaman LE- KA-hankkeen taustalla oli uhkakuva siitä, että Pohjois-Savon yritysten ja oppilaitosten innovaatio- ja kilpailukyky ei pysy kansainvälisellä tasolla, minkä johdosta tuotekehitys ja valmistus siirtyvät ulkomaille. Skenaario toteutuessaan vaikuttaisi siihen, että yritykset vetäytyisivät alueelta, samoin osaajat, mikä johtaisi työttömyyteen ja koko alueen näivettymiseen. Uhkakuvasta muotoiltiin LEKA-hankkeen tavoite: alueen teknologiateollisuuden yritykset ja koulutusorganisaatiot tunnetaan alan osaajina jopa kansainvälisesti. Toimijoiden korkeatasoinen osaaminen lisää alueen vetovoimaisuutta niin yritysten kuin osaajien näkökulmasta, mikä johtaa teknologiateollisuuden kasvuun alueella. Vaikka alueen toimitusverkostojen kehittyminen oli lähtenyt jo ennen hanketta hyvin liikkeelle, niiden toiminnassa oli ja on edelleen valtava kustannusten säästöihin ja toiminnan tehostumiseen käytettävissä oleva potentiaali. Samalla kun yksittäisten tuotteiden kilpailukykyä voidaan kasvattaa, vapautuu kapasiteettia, jonka avulla nykyisellä joukolla voidaan tuottaa enemmän liikevaihtoa ja saada aikaan kasvua. Liiketoimintapotentiaalia voidaan kasvattaa vielä tästäkin huomattavasti lisää palvelutuotantoa kasvattamalla. LEKA-toteutuksesta vastasi Savonia-ammattikorkeakoulu ja osatoteutuksesta Ylä-Savon (YSAO) ja Savon (SAKKY) koulutuskuntayhtymät sekä Navitas Kehitys Oy. Keskitetyn projekti- ja tutkimusjohdon lisäksi LEKA-toiminnan ohjaukseen osallistuivat oppilaitos- ja yritysyhteistyöryhmät. Tässä raportissa kuvataan hankkeen soveltavaa tutkimustoimintaa. Tutkimustoiminnan aluksi kartoitettiin toisaalta alueen yritysten tarpeista ja toisaalta perustutkimukseen nojaten tutkimusalueet, joiden sisällä toteutettiin pilottiprojekteja. Näiden suhde käy selville kuvasta 1.1. Osa pilottiprojekteista toteutettiin yrityksissä ja osa liittyi Savo

8 nian omiin kehittämistoimenpiteisiin. Tässä raportissa on kukin tutkimusalue kuvattu omassa osiossaan. Raportista on jätetty luottamuksellisuussyistä pois kaikki yksilöivät tiedot, kuten yritysten nimet. Kuva 1.1. Tutkimusalueet ja pilottiprojektit. Kuva 1.2. Hankkeen tutkimushenkilöstön työmäärien jakaantuminen tutkimusalueisiin vuosina 2012 ja 2013 (htkk)

9 1.2 LEKA-toteuttajayhteistyö Kone- ja metallialan kehittämiseksi LEKA-hankkeessa rakennettiin tutkimusverkosto, joka muodostui yritysten yhteyteen rakennetuista tutkimusyksiköistä, jotka keskittyivät tutkimuksessaan fokusoituihin painopisteisiin. Tutkimukselliset painotukset määritettiin yhteistyössä yritysten ja koulutusorganisaatioiden kesken. Yritykset (17 kpl) tarjosivat LEKAn tutkimusprojekteihin oman tuotannollisen ympäristönsä. Nämä tutkimusprojekteihin osallistuneet yritykset saivat hankkeessa tehdystä soveltavasta tutkimuksesta luonnollisesti suurimman hyödyn. LEKAn tutkimusprojektit tarjosivat myös opiskelijoille mahdollisuuden toimia yritysmäisessä ympäristössä jo opiskelujensa aikana. LEKA-hankkeen tutkimuksessa tarvittu tieteellinen osaaminen hankittiin kansallisilta yliopistoilta. Yhteistyö yliopistojen erityisesti Aalto-yliopiston, Itä-Suomen yliopiston ja Tampereen teknillisen yliopiston kanssa toi alueelle uutta tutkimustietoa soveltavan tutkimuksen tarpeisiin, minkä ansiosta LEKA-verkosto pystyi nostamaan alueen oppilaitosten ja yritysten teknologiaosaamista nopeasti ja tehokkaasti. SAKKYn ja Savonian hitsausalan asiantuntijat käynnistivät vuoden 2012 lopussa selvitystyön alueen yritysten hitsauksen laatukäsikirjan tasosta suhteessa teräskokoonpanojen CE-merkinnän vaatimuksiin. LEKAssa erityisesti vuoden 2013 aikana tehdyn kartoitustyön ja yrityskäyntien yhteydessä selvitettiin hitsauksen laatujärjestelmän nykytaso ja listattiin yritysten mahdolliset puutteet suhteessa standardeihin SFS-EN A1 ja SFS-EN A1. Soveltavan tutkimus- ja kehitystyön ohessa SAKKYn, YSAOn ja Savonian opetus- ja tutkimushenkilöstö keskittyi oppilaitosten oman osaamisen nostamiseen tähtäävässä ns. Trainee-toiminassa automaatioon ja laatuasioihin. Osana oppilaitosten osaamisen kehittämistä LEKAn toimijoita osallistui kansallisiin ja kansainvälisiin seminaareihin ja koulutuksiin, joiden aiheita olivat muun muassa mittalaitteet, robotiikka, konenäkö, palveluliiketoiminta, Lean, toimitusketjun hallinta sekä tuotannonohjaus. Myös LEKA-hankkeessa järjestettiin koulutusta. Vuosina 2012 ja 2013 järjestettiin seminaareja muun muassa massaräätälöintiin, teräsrakennesuunnittelun materiaalin valintaan ja käytettävyyteen ja palveluliiketoimintaan liittyen. Muuttuvien teräsrakennemääräysten ja SFS-EN - 8 -

10 1090 -standardin ympärille rakennetut, kolmella paikkakunnalla Kuopiossa, Iisalmessa ja Varkaudessa järjestetyt tietoiskut, keräsivät osallistujia lähes 130. Hankkeen loppuseminaarina toimi marraskuussa 2013 järjestetty Metallin Mestarit tapahtuma, jonka vastuullisina järjestäjinä toimivat Savonia ja SAKKY. Kaksipäiväisen tapahtuman kantavaksi teemaksi muotoutui Ideasta tuotantoon kone- ja metallialalla Yrityksen virittäminen asiakkaan tarpeita palvelevaksi, kyvykkääksi tuotannon osaajaksi. Tähän ja muihin hankkeen toteutusaikana järjestettyihin LEKA-seminaareihin ja -koulutustilaisuuksiin osallistui henkilöstöä yhteensä yli 90 yrityksestä ja 11 muusta organisaatiosta. Savonian, SAKKYn, Navitas Kehityksen ja Lappeenrannan teknillisen yliopiston yhteistyöllä toteutettu pohjoissavolaisille yrityksille suunnattu kansainvälinen hitsauskoordinoijan IWE/IWT-pätevöityskoulutus käynnistettiin syksyllä 2012 Varkaudessa toteutettavin lähiopetusjaksoin. LEKAn tukemana koulutukseen osallistui 10 henkilöä: kahdeksan henkilöä alueen yrityksistä ja kaksi oppilaitoksista. Koulutusorganisaatioiden ja yritysten yhteistyönä LEKA-hankkeessa valmisteltiin kone- ja metallialan koulutuksen ja TKI-työn yhteinen ympäristö, ns. Koulutuskonepaja-konsepti. Tämän työn pohjalta LE- KAsta irtautui uusi projekti: Koulutuskonepajan suunnitteluprojektin tavoitteeksi asettui suunnitella uudentyyppinen koulutuskonepajan perusratkaisu, joka tukee sekä alueella annettavaa opetusta ja tehtävää tutkimusta että yritysten kehitystarpeita. Projektin aikana selvitetään konealan tulevaisuuden kehitystarpeet ja tarvittavat laitehankinnat, suunnitellaan fyysinen tila, toiminnan rahoitusmalli ja sen hyödyntäminen opetuksessa ja tutkimuksessa. LEKA-hankkeen osatoteuttajista SAKKYn hankehenkilöstö osallistui etenkin hitsauksen laadunvarmistuksen kehittämiseen ja konepajamittausteknologian kehittämiseen sekä Koulutuskonepajan suunnittelutyöhön. YSAOn päätehtäviä olivat taas mittaustekniikkaan perehtyminen, toiminnanohjauksen rajapinnan suunnittelu, yritysten ja koulutusorganisaatioiden osaamiskyselyn toteutus sekä opetusympäristön kehittäminen Lean-filosofian pohjalta. Navitas Kehitys Oy:n rooli yritysten aktivoinnissa Pieksämäki, Varkaus, Joroinen ja Leppävirta -alueella oli hankkeen aikana merkittävä

11 Yrityskäyntejä kertyi yhteensä 355 kappaletta. Navitas Kehityksen tehtävä hankkeessa kattoi yrityskohtaisten kehitysprojektien kartoituksen ja suunnittelun sekä Savonia-ammattikorkeakoulun insinööriopiskelijoiden harjoitustöiden kohdennuksen ko. kehitystoimenpiteisiin. Merkittävin yksittäinen ponnistus oli edellä mainitun IWE/IWT-koulutuksen koostaminen alueelle. Lisäksi 14 yrityksessä saatiin CE-merkinnän ja SFS-EN standardin mukaisten vaatimusten mukaiset toimet liikkeelle. Osana yritys-oppilaitosyhteistyötä käynnistettiin LEKA-hankkeessa marraskuussa 2011 Savonian koolle kutsumana Konealan neuvottelukunnan toiminta. Neuvottelukunnan muodostaa 14 alueen elinkeinoelämän ja koulutusorganisaatioiden edustajaa. Neuvottelukunnan tehtävänä on kehittää muun muassa kone- ja metallialan yritysten ja ammattikorkeakoulun sekä ammattioppilaitosten välistä yhteistyötä. Toiminta jatkuu myös LEKA-hankkeen päättymisen jälkeen. 1.3 Tutkimusmenetelmät ja toteutustapa Alueelliseen kilpailukykyyn vaikuttavat erilaiset laadulliset tekijät, jotka saattavat olla hyvin abstrakteja ja vaikeasti mitattavia. Siksi alueellista osaamista ja sitä kautta kilpailukykyä kasvatettaessa on otettava huomioon alueen erityispiirteet. Keskeistä on luoda innovatiivinen toimintaympäristö, joka pystyy tuottamaan sisäsyntyisesti uutta yritystoimintaa, pitämään korkealuokkaista osaamista omaavat henkilöt alueella sekä houkuttelemaan sinne uusia osaajia sekä informaatio- ja materiaalivirtoja. (Hietikko, Kemppainen & Vepsäläinen) Toimintaympäristön tärkeän osan muodostavat innovaatioverkostot, joiden tehtävänä on uuden osaamisen tuottaminen ja yhdistäminen niin, että lopputuloksena on voittoa tuottavia uusia tuotteita tai tuottavuutta lisääviä uusia prosesseja. Innovaatioverkostojen rungon muodostavat yritysverkostot, jotka edelleen muodostuvat tuotteen toteuttamiseen osallistuvista toimitusketjuista. Innovaatioverkostoihin kuuluu myös välittäjäorganisaatioita, jotka toimivat pääasiassa innovaatioiden mahdollistajina. Innovaatioverkostoja abstraktimpi käsite on innovaatioympäristö, jolla tarkoitetaan alueellisesti muotoutunutta epävirallista yritysten, välittäjäorganisaatioiden ja niiden infrastruktuurin ja henkilökunnan muodostamaa kokonaisuut

12 ta, joka ilmenee sosiaalisina suhteina sekä alueen innovaatiotoimintaa tukevana infrastruktuurina. LEKA-hankkeessa on myös soveltavan tutkimuksen avulla rakennettu innovaatio- ja tutkimusverkostoja, joiden avulla soveltavan tutkimuksen tulokset voidaan tehokkaasti valjastaa ympäröivän elinkeinoelämän hyödynnettäväksi. Ammattikorkeakoulujen tutkimustoiminta keskittyy soveltavaan tutkimukseen. Sen tärkein tehtävä on alueen yritysten tukeminen niiden lyhyen tähtäimen tutkimustoiminnassa. Toisaalta soveltavan tutkimuksen tärkeä näkökulma on myös se, että siinä tuodaan perustutkimuksen viimeisimpiä tuloksia käytännön hyödynnettäväksi. Se asettautuu siis lähinnä yliopistoissa toteutettavan pidemmän tähtäyksen tutkimuksen ja yritysten harjoittaman lyhyen tähtäimen kehittämistoiminnan väliin kuvan 1.3 mukaisesti. Luonnollista on, että soveltava tutkimus on sitä tehokkaampaa mitä lähempänä yritystä se tapahtuu. Läheisyydellä voidaan tarkoittaa tutkimuksen fokusointia mahdollisimman tarkkaan yrityksen oman ydinosaamisalueen kanssa. Sillä voidaan tarkoittaa myös fyysistä läheisyyttä, jolloin verkostoitumisessa erittäin merkittävät ihmissuhteet syntyvät luontevasti ja henkilöstön välinen vuorovaikutus on luontevaa ja luottamuksellista. Kuva 1.3. Soveltavan tutkimuksen asema

13 LEKA-hankkeessa soveltava tutkimustyö on toteutettu alueen elinkeinoelämän tarpeista johdetuissa tutkimusalueissa, jotka juontavat juurensa alalla tehtyyn perustutkimukseen. Tutkimusalueissa on toteutettu elinkeinoelämän tarpeista lähteviä yritys- tai yritysryhmäkohtaisesti toteutettuja pilottiprojekteja. Tavoitteena on rakentaa pysyvää osaamista, jota voidaan levittää pilottiprojektien pohjalta alueen muihin yrityksiin sekä koulutukseen. 1.4 Lähteet Christensen Christina & Magnusson Mats G. & Zetherström Marie B.: Implementation and Use of Collaborative Product Development Systems Observations from Swedish Manufacturing Firms, Working Paper, Department of Innovation Engineering and Management Chalmers University of technology 14 s, Hietikko Esa: Osaamiskeskittymä osana alueellista innovaatioympäristöä Case HitSavonia Savonia-ammattikorkeakoulun julkaisusarja D 8/2007. Jääskeläinen Esa: Joustava hitsausautomaatio piensarjatuotannossa, Diplomityö, Lappeenrannan teknillinen yliopisto, Kemppainen Katariina & Vepsäläinen Ari PJ.: Trends in industrial supply chains and networks, International Journal of Physical Distribution & Logistics Management, Vol 33, No 8, , Lehtinen Ulla: Changing Subcontracting. Doctoral thesis, University of Oulu, Marttila Liisa, Kautonen Mika, Niemonen Heidi, von Bell Kaarina: Yritysten ja ammattikorkeakoulujen T&K-yhteistyö. Työraportteja 69/2004, Tampereen yliopisto, Tampere Marttila Liisa, Kautonen Mika: Finnish Polytechnics as Providers of Knowledge-intensive Services, XVI International RESER Conference, Lisbon,

14 2 Massaräätälöinti ja konfigurointi Jukka Ohvanainen ja Antti Alonen 2.1 Johdanto Tausta Toimitusketjut ja -verkostot muodostavat nykyisin monimutkaisen kokonaisuuden, jonka on kyettävä reagoimaan nopeasti muuttuviin tilanteisiin. Toiminta kansainvälistyy ja eriytyy tehtävittäin eri maihin. Tämä edellyttää tuotanto-organisaatiolta ketteryyttä ja joustavuutta. On oltava joustava sekä tuote- että tilausmuutoksille, sillä kysyntä vaihtelee voimakkaasti ja osin tuotteiden, etenkin kulutustuotteiden, elinkaaret lyhenevät. Samaan aikaan asiakkaat kuitenkin haluavat yksilöllisiä tuotteita. Myös pohjoissavolaisissa valmistavan teollisuuden yrityksissä asiakasräätälöityvyyden ja tehokkaiden liiketoiminta- ja tuotantoprosessien yhdistäminen vaatii uudenlaista ajattelua. Massaräätälöinti tarjoaa tähän lupaavan työkalun. Filosofian perusajatuksena on saavuttaa massatuotannon hyödyt tehokkuudessa ja nopeudessa sekä samalla tuottaa asiakkaille lähes yksilöllisiä tuotteita ja ratkaisuja, joilla saavutetaan laajempien markkinoiden hyödyt. Massaräätälöinti on muutakin kuin vain tuotantokonsepti. Massaräätälöinti on liiketoimintamalli, joka vaatii koko yrityksen sitoutumista asiakkaalle arvon tuottamiseen sekä tehokkuuden tavoitteluun. Massaräätälöintimahdollisuuksien tutkiminen on ensimmäisiä askeleita siirryttäessä kohti sen potentiaalisten etujen hyödyntämistä. Tutkimusalueella näitä mahdollisuuksia lähdettiin tutkimaan sekä kehittämään yhteistyössä kahden paikallisen kone- ja metalliteollisuuden pilottiyrityksen kanssa. Massaräätälöityvyys vaatii konfiguroitavat tuoterakenteet sekä työkalun niiden tehokkaaseen hallintaan ja myynnin nopeuttamiseen. Matriisipohjaista konfiguraattoria kehitettiin osana toista pilottiprojektia. Lähtökohtana konfiguraattorin kehittämisprojektille oli yritysten taholta noussut tarve tutkia ja parantaa edellä mainittuja asioita sekä DigiBranch -hankkeessa tehty aiempi tutkimustyö aiheeseen liittyen. Alueen yritykset eivät olleet kartoituksensa perusteella löytäneet markkinoilta valmiita sovelluksia joilla tarpeeseen olisi pystynyt vastaamaan

15 2.1.2 Tutkimusalueen tavoitteet Tutkimusalueella keskityttiin kahden pilottiyrityksen kanssa kartoittamaan massaräätälöinnin potentiaalia yrityksissä sekä luomaan toimintasuunnitelmat massaräätälöinnin jalkauttamiseksi nyky- ja tavoitetila huomioiden. Samalla tavoitteena oli tutkia ja kehittää massaräätälöinnin sekä konfiguroinnin parhaita käytäntöjä ja menetelmiä sekä tuoda ne paikallisten yritysten ja koulutusorganisaatioiden hyödynnettäviksi. Tutkimuksessa keskitytään tutkimaan erityisesti erikoisajoneuvoja ja -työkoneita valmistavan teollisuuden tuoterakenteita ja niiden toimittamiseen sekä myyntiin liittyviä prosesseja. Tutkimusalueella tuodaan esille massaräätälöinnin ja konfiguroinnin hyödyt toimitusketjun hallinnan osana globaalissa toimitusverkostossa. Tutkimusalueella tutkitaan menetelmiä ja työkaluja modulaaristen tuoteperheiden muodostamiseksi ja hallitsemiseksi erityisesti verkostoituneessa tuotannossa. Tutkimuksen, kehityksen ja testauksen kautta kehitetään malli, jota soveltaen voidaan rakentaa modulaarinen tuoteperherakenne ja sille konfigurointisäännöstö erilaisia menetelmiä ja tietojärjestelmiä hyödyntäen. Konfiguraattorin kehittämisprojektissa on tavoitteena luoda matriisipohjainen työkalu modulaaristen tuoterakenteiden konfigurointisäännöstöjen tekemiseen ja hallintaan. Lisäksi työkalun tulisi olla tehokas myynnin apuväline asiakaskohtaisten variaatioiden tehokkaaseen tuottamiseen. Tutkimustulokset dokumentoidaan sellaiseen muotoon, että niitä voidaan hyödyntää koulutuksessa, jonka kohderyhmänä ovat toimitusverkoston yritysten henkilöstö sekä asiakkaat. Materiaalia voidaan hyödyntää myös eri oppilaitosten opetuksessa. 2.2 Metodit Tutkimus toteutettiin pääosin soveltavana tutkimuksena hyödyntäen LEKA-hankkeen yhteistyöyliopistojen perustutkimusta ja osaamista tutkimusalueella. Perustutkimuksessa keskityttiin rakentamaan ymmärrystä massaräätälöinnin ja konfiguroinnin periaatteista sekä parhaista käytännöistä pääasiassa teoriatutkimuksen, benchmark-tutkimuksen sekä hankkeessa järjestetyn seminaarin kautta. Tutkimustietoa hyödynnettiin sekä pilottiprojekteissa että tutkimusalueen kirjallisissa ja digitaalisissa tuotoksissa

16 Soveltavan tutkimuksen osalta tutkimusalue jakautui kahteen alueen yrityksissä toteutettavaan pilottiprojektiin. Projekteissa hyödynnettiin laaja-alaisesti sekä Savonian henkilöstön että Aalto-yliopiston tutkijoiden osaamista. Pilottiprojektien tavoitteet käydään läpi taulukossa 2.1. Taulukko 2.1. Pilottiprojektien tavoitteet PILOTTIPROJEKTI Yritys A: Massaräätälöinti osana toimitusketjun tehokasta hallintaa TAVOITTEET Laatia yrityskohtainen digitaalinen koulutusmateriaali massaräätälöinnin nyky- ja tavoitetilakartoituksen kautta Yritys B: Massaräätälöinti ja konfigurointi Tavoite 1: Yrityskohtaisen koulutusmateriaalin kehittäminen Tavoite 2: Konfiguraattorin kehittäminen tuoterakenteiden tehokkaampaan hallintaan sekä myynnin tueksi 2.3 Teoreettinen tausta Kokonaisvaltainen massaräätälöinti Massaräätälöinti on viitekehys, joka kuvaa asiakaskohtaisia tuotteita massatuotannon tehokkuudella tuottavan yrityksen liiketoimintamallin. [Anderson et al. 1997] Sen potentiaalisiksi eduiksi voidaan luetella: Standardoidut rakenteet Mahdollisuus pienentää komponenttien määrää tuoterakenteissa Imuohjautuvan tuotannon määrän kasvattaminen: pienemmät varastot Myöhäinen varioituvuuspiste Nopeampi tuotanto- ja toimitusprosessi [Harju 1999]

17 Massaräätälöityvät tuotteet eroavat asiakaskohtaisesti räätälöitävistä tilaustuotteista. Massaräätälöidyllä tuotteella saavutetaan monia etuja verrattaessa tilaustuotteisiin. Tuotteiden eroja vertaillaan taulukossa 2.2. Taulukko 2.2. Tuotteiden vertailu [Mattila et al. 2013] TOIMINTO / OMINAISUUS TILAUSTUOTE MASSARÄÄTÄLÖITY TUOTE Tuoterakenne Nimikkeiden määrä Muutoksien hallinnointi Tuotanto Materiaalihankinta Keskimääräinen läpivirtausaika Tuotannon kapasiteetin käyttöaste Variaatioaste Muutos- ja varakapasiteetti Keskeneräisen tuotannon kierto Arvonlisäys / kustannus Kokonaiskapasiteetin käyttöaste Integraali Suuri Hidasta, muutokset vaikuttavat koko tuotteeseen Työntöohjautuva Tilausohjattu Pitkä Matala Matala Heikko Hidas Matala Matala Modulaarinen, standardoitu Pieni Nopeaa johtuen tuoterakenteen modulaarisuudesta Imuohjautuva Toimittajan hallinnoima varasto (VMI = Vendor Managed Inventory) Lyhyt Korkea Korkea Joustava Nopea Hyvä Joustava Massaräätälöinti on ymmärrettävä kokonaisvaltaisena filosofiana, jonka kehittämisessä on huomioitava kaikki yrityksen toiminnot. Näin ollen soveltavassa tutkimuksessa hyödynnettiin modifioituna (kuvassa 2.1) alun perin Ahoniemen et al. [2007] esittämää massaräätälöinnin vuorimallia, jossa yrityksen eri toiminnot esitetään kukkuloina. Yrityksen on huomioitava kaikkien toimintojen näkökulma ja merkitys kehittämistoimissaan päästäkseen hyödyntämään kokonaisvaltaisesti massaräätälöinnin etuja

18 Kuva 2.1. Massaräätälöinnin vuori [Muokattu Ahoniemi et al. 2007] Konfigurointi Konfigurointi on metodi modulaaristen ja massaräätälöityjen tuotteiden ja tuoteperheiden hallintaan [Sarinko 1999]. Konfiguroitavalla tuotteella on monia variointimahdollisuuksia erilaisten asiakastarpeiden mukaan minimoiden kuitenkin varioituvuuden tuotannossa. Konfiguroitava tuote kootaan esisuunnitelluista standardimoduuleista siten, ettei myyntiprosessissa tarvita enää suunnittelutyötä. [Nummela 2006] Modulaaristen tuotteiden hallintaan ja myyntiprosessien tueksi tarvitaan usein konfiguraattoria. Sillä tarkoitetaan tässä yhteydessä tietokonepohjaista applikaatiota, jolla hallitaan moduulien, yhteyksien ja sääntöjen välisiä suhteita eri asiakastarpeiden välillä. Usein konfiguraattorin toiminta perustuu matriiseihin, joissa hallinta tapahtuu. [Nummela 2006., Ristov & Ristova 2011] Konfiguraattorin käytön etuja ovat:

19 Hinnan ja toimitusajan välitön muodostuminen Epäjohdonmukaisuuksien ja riippuvuussuhteiden tunnistaminen eri optioiden välillä Vähentynyt määrittelyn monimutkaisuus Nopeampi määrittelyprosessi Voi toimia yhteissuunnitteluvälineenä Helpottaa kommunikointia [Ristov & Ristova 2011] Myynnin ja myyntitapahtuman helpottamisen lisäksi konfiguraattori parantaa toimitusprosessin tehokkuutta ja sujuvuutta. Tämä on seurausta siitä, että konfiguraattorin käyttö poistaa tilausmäärittelyvaiheessa mahdollisesti tulevia tietoaukkoja estäen niistä johtuvat häiriöt toimitusprosessin edetessä. [Jahnukainen et al. 1996] Yksinkertaistettuna konfigurointiprosessissa muodostetaan ja hinnoitellaan asiakkaan haluama tuote komponentteineen ja teknisine määrittelyineen [Tiihonen & Soininen 1997]. 2.4 Tulokset Prosessimalli: kohti kokonaisvaltaista massaräätälöintiä Tutkimusalueella kehitettiin prosessimalli massaräätälöinnin potentiaalin kartoitukseen sekä toimintasuunnitelman jalkauttamiseksi tehokkaasti yrityksen kaikkiin toimintoihin, painottuen tapauskohtaisesti tunnistettuihin kehityskohteisiin (kuva 2.2.). Prosessin tavoitteena oli tutkia haastatteluiden kautta yritysten massaräätälöinnin osaamisen tasoa ja tuottaa tätä kautta yrityskohtaisesti räätälöity digitaalinen tai kirjallinen koulutusmateriaali osaamisen kehittämiseen sekä toimintasuunnitelman jalkauttamiseen. Kokonaisvaltaisen kuvan saavuttamiseksi haastattelut suoritettiin toiminnoittain

20 Kuva 2.2. Yrityskohtaisen massaräätälöinnin koulutusmateriaalin kehittämisen prosessi Massaräätälöinnin koulutusmateriaali Tutkimusalueella koulutus- ja opetuskäyttöön kehitettiin massaräätälöinnin periaatteita ja jalkauttamista käsittelevä materiaalikokonaisuus. Koulutusmateriaalin laadinnassa hyödynnettiin vallitsevia teorioita sekä ennen kaikkea pilottiprojekteista saatuja käytännön kokemuksia. Materiaalin tavoitteena on luoda kokonaisvaltainen kuva massaräätälöinnin periaatteista, eduista ja vaikutuksista teollisuuden yrityksen liiketoimintamalleihin, prosesseihin ja toimitusverkostoihin. Tuodaksemme materiaalin mahdollisimman konkreettiselle tasolle, filosofiaa sekä sen jalkauttamisprosessia käydään läpi esimerkkinä toimivan kuorma-autoja valmistavan yrityksen kautta. Koulutusmateriaalissa keskityttiin erityisesti yrityksessä haastaviksi tunnistettuihin kohtiin ja pyrittiin samaan kaikki toiminnot puhumaan samaa kieltä. Materiaalissa avattiin yksityiskohtaisemmin teoriaan tukeutuen nykytilan ongelmakohtia, tavoitetilaa ja sen hyötyjä sekä toimenpiteitä tavoitetilaan pääsemiseksi. Tämän lisäksi jokaista

21 kohtaa havainnollistettiin käytännön esimerkeillä. Tavoitteena on saada aikaan ajattelua ja keskustelua aiheesta sekä synnyttää oivalluksia. Siksi materiaalin ei ole tarkoitus olla tieteellisen tutkielman tai julkaisun tasoa vaan enemmänkin hyvin käytännön läheinen ja tiivis, jotta työntekijöiden mielenkiinto pysyy parempana ja että materiaali johdattelee kaikki osallistujat aiheen pariin ymmärrettävästi. Koulutusmateriaalikokonaisuus on jaettu kahteen toisiaan tukevaan osaan: Digitaalinen massaräätälöintianimaatio kuvaa filosofian kokonaisuutena viiden eri yritystoiminnon näkökulmasta tuoden samalla esille massaräätälöinnin edut verrattaessa toimintatapaan, jossa yksittäiset tuotteet räätälöidään asiakaskohtaisesti. Kuva esittää animaation yleisnäkymän, josta klikkaamalla edetään toimintokohtaisiin esittelyihin ja animaatioihin. Kuvassa esitetään esimerkki erään toiminnon animaationäkymästä sekä käyttöliittymästä. Taustaraportissa käydään läpi massaräätälöinnin teoreettisia periaatteita sekä filosofian jalkauttamisen toimintamallia kuormaautovalmistajan eri toimintojen näkökulmasta

22 Kuva Digitaalisen koulutusanimaation yleisnäkymä Kuva Esimerkkikuva Supplier network and logistics collaboration -toiminnon animoinnista

23 2.5 Konfiguraattorin kehittäminen Excel on yleisesti tunnettu ja laajasti käytetty taulukkolaskentaohjelma joka soveltuu erinomaisesti matriisisäännöstön toteutukseen ja testaukseen. Ohjelman soveltuvuutta matriisipohjaisen konfiguraatiosovelluksen pohjaksi tutkittiin DigiBranch -hankkeessa ( ), jossa luotiin Excel-pohjainen myyntikonfiguraattorisovellus. Petri Leivo teki opinnäytetyön Järkäleen myyntikonfiguraattorin kehitys jossa käsiteltiin Excel-pohjaista myyntikonfiguraattoria sekä konfiguroitua SHK-järkäleen mallia. LEKAssa suoritetun tutkimuksen aikana havaittiin että todellisen tuotteen pyörittäminen Excel -pohjaisessa ratkaisussa ei ollut käytännöllistä. Käytännön ongelmia on muun muassa se, että kun säännöstä hallitaan suuren matriisin avulla, virheiden tekeminen taulukkopohjaiseen matriisin on äärimmäisen helppoa ja niiden havaitseminen vaikeaa. Lisäksi Excel -pohjaisen konfiguraattorin ylläpidettävyydessä on ongelmansa sekä itse sovelluksen että sen sisältämien tietojen osalta. Excel-sovellus perustuu VBA-ohjelmointikielen käyttöön Excelin toiminnallisuuksien laajentamisessa. Sen päivitettävyyttä rajoittaa tiukka sidonnaisuus käytettyyn Excel-versioon. Konfiguraattorin ja matriisisäännöstön toimintaperiaate on kuitenkin visuaalisuutensa ansiosta luonteva, erittäin joustava ja helposti sovellettavissa eri tilanteisiin. Hankkeessa toteutettu geneerinen Excel-konfiguraattorin pohja hyödyntää samaa Excel-pohjassa alun perin kehitettyä matriisisäännöstön toimintaperiaatetta. Excel-konfigurointisäännöstö ja matriisi toimii pohjana jatkoksi kehitetylle konfiguraattorin Windows sovellukselle. Matriisisäännöstön excel-versiota tullaan käyttämään edelleen tuotteiden konfiguroitavuuden testaamisessa. Tätä varten kehitetyssä sovelluksessa säilytettiin kaksisuuntainen tiedonsiirtomahdollisuus Excel-version kanssa. Toteutettua tulosta voi hyödyntää yleisesti muun muassa hankkeessa mukana olevissa yrityksissä, sekä muissa alueen yrityksissä. Konfiguraattoria ja matriisisäännöstöä kehitettäessä huomioitiin tarve yleisen geneerisen mallin kehitykseen, joka mahdollistaisi konfiguroinnin tuoterakenteesta tai yrityskohtaisista edellytyksistä riippumatta

24 Tutkimustyön aikana kiinnitettiin huomiota seuraaviin toiminnallisiin tavoitteisiin: Huomioidaan ylläpidon ja jatkokehityksen mahdollisuudet Tuoterakennetta päivitetään jatkuvasti ylläpitoa pyritään helpottamaan matriisimuotoisella säännöstöllä Ratkaisun tulee olla yleiskäyttöinen ja tuoteriippumaton konfiguroitavan tuotteen muutos ei saa aiheuttaa muutosta konfiguraattorisovellukseen. Säännöstön ja myynnin konfiguraatiota on kehitettävä yhteistyössä suunnittelijoiden ja myyjien kanssa toimivan ratkaisun löytämiseksi. Tutkimuksen aikana luotiin periaatteiltaan toimiva Excel-pohjainen konfiguraatiosovellus joka osoittautui kuitenkin todellisen tuotannon käytössä liian kömpelöksi ja toimintavarmuudeltaan heikoksi. Tästä johtuen sovelluksen toiminnallisuuksien osalta haluttiin säilyttää Excelin hyvät puolet mutta eliminoida kyseisen toimintaympäristön puutteet. Konfiguraattorin tavoitteiden ja toimintaympäristön asettamien vaatimusten perusteella päätettiin tehdä konfiguraattorista tietokantapohjainen windows -sovellus, jonka toiminta on jaoteltu server- ja clientosioihin. Ohjelma suunniteltiin lähtökohtaisesti palvelemaan useita samanaikaisia käyttäjiä siten, että tiedon ajantasaisuus varmistetaan automaattisesti. Lisäksi haluttiin ottaa huomioon tietoturva, mahdollisuus käyttää konfiguraattoria myös ilman nettiyhteyttä. Valittu toimintamalli myös mahdollistaa ohjelmiston jatkokehityksen ilman suuria muutoksia toimintaperiaatteisiin. Projektin tuloksena syntyi toimiva konfiguraattori-sovellus jota ehdittiin LEKA-projektin aikana testata myös tuotantokäytössä. Palaute testikäyttäjiltä oli rohkaisevaa ja havaitut puutteet korjattiin sitä mukaa kun niitä ilmeni

25 Kuva 2.5. Konfiguraattorin sovellusarkkitehtuuri. Ohjelman toimintakuvaus: Server Tuotteiden ja tuoterakenteiden lisäys, poisto ja ylläpito Matriisisäännöstön ylläpito hyvin excelin kaltaisissa olosuhteissa Käyttö web-sivun kautta Kaksisuuntainen linkitys exceliin mahdollistaa säännöstön siirtämisen ja päivittämisen myös excelissä Client Erillinen windows-sovellus, joka asennetaan käyttäjän (esim. myynti) koneelle Hakee säännöstön web-tietokannasta, mutta toimii myös itsenäisesti Ilmoittaa automaattisesti säännöstömuutoksista web-tietokannassa ja varmistaa siten ajan tasalla pysymisen

26 Käyttäjälle esitellään tuotteen tuoterakenteen valinnat ominaisuustasolla, ei teknisellä moduulitasolla. Valintojen perusteella sovellus suodattaa pois esteelliset rakenteet jäljellä olevista valintaikkunoista ja kokoaa tarvittavan modulaarisen tuoterakenteen automaattisesti. Käyttöliittymään päivittyy myös lista tuoterakenteen moduuleista ja niiden mukana hinta lopputuotteelle. Myyntiä varten sovelluksessa on erillinen tarjouspohja johon tuodaan näkyviin valitut ominaisuudet ja niiden hintatiedot automaattisessa laskuripohjassa. Tarjouspohja on tarkoitettu kaupantekohetkelle myyjän käyttöön, neuvoteltaessa asiakkaan kanssa. * Tarjouspohjan toteuttaminen konfiguraattorin yhteydessä mahdollistaa tarjouspohjan automaattisen luonnin ja täyttämisen asiakaskohtaiseksi ja sama pohja soveltuu käytettäväksi virallisena tarjouksena. Kuva 2.6. Konfiguraattorin client-version käyttöliittymä

27 Kuva 2.7. Server-version säännöstön ylläpito-ikkuna. Varsinaisen konfiguraattorisovelluksen lisäksi pilottiprojektissa toteutettiin opinnäytetyö aiheesta Ominaisuuden ja moduulin nimeämisen periaatteen määrittely. Opinnäytetyössä laadittiin yleiskäyttöinen nimikkeen nimeämisen toimintamalli jolla pyrittiin parantamaan nimeämisprosessin sujuvuutta. sisäinen ohje rakenteiden nimeämistä varten ominaisuuksien ja moduulien määrittelyyn. Tavoitteita oli aikaansaada yleiskäyttöinen malli teollisuuden käyttöön nimikkeiden, moduulien ja ominaisuuksien nimeämiseksi. Tuloksena syntynyt malli vaatii kuitenkin sen, että yrityksellä on PDM-järjestelmä käytössään mikä rajaa mallin käyttömahdollisuuksia. 2.6 Hyödyt ja tulokset pilottiyrityksissä Massaräätälöinti osana toimitusketjun tehokasta hallintaa -pilottiprojektissa yhdistettiin yritys A:lla jo olemassa olevat massaräätälöinnin osakokonaisuudet loogiseksi kokonaisuudeksi, jonka avulla yhtiön tuote- ja tuotantostrategiaa voidaan esitellä yrityksen henkilöstölle ja mahdollisesti myös asiakkaille. Englanniksi tuotetulla digitaalisella opetusmateriaalilla esitellään massaräätälöinnin vaikutuksia yrityksen eri toimintoihin. Massaräätälöinti ja konfigurointi -pilottiprojektissa toteutettiin vastaava massaräätälöinnin koulutusmateriaali kirjallisena aineistona

28 lisättäväksi yritys B:n käyttämään Wikispace -ympäristöön. Lisäksi pilottiprojektissa laadittiin ominaisuuden ja moduulin määrittely, kartoitettiin tuoterakenteiden modulaarisuutta ja konfiguroitavuutta sekä luotiin periaatteet ja säännöstöt niiden asiakaskohtaiselle varioinnille matriisipohjaisessa myynnin konfiguraattorissa ja kehitettiin tietokantapohjainen myynnin konfiguraattorisovellus. 2.7 Osaamisen, tiedon ja kokemuksen levittäminen Tutkimusalueella pyrittiin levittämään syntynyttä osaamista, tietoa ja kokemuksia yritysten ja tutkimus- ja kehittämisorganisaatioiden käyttöön erilaisia väylien kautta. Väylät ja tuotokset on esitetty taulukossa 2.3. Taulukko 2.3. Väylät osaamisen ja tiedon levittämiseen Väylä Tieteelliset artikkelit Seminaarit Opinnäytetyöt Muut julkaisut Kpl Lisätietoja Huuskonen, A. & Hietikko, E Developing a matrix based sales configurator for modular product. American Journal of Engineering Research. Vol. 2, No. 6, pp Mattila, M., Huuskonen, A. & Hietikko, E A Method for mass customization inplementation in manufacturing SMEs. International Journal Of Engineering And Science. Vol. 2, No. 12, pp Massaräätälöinnillä ja konfiguroinnilla tehokkuutta toimitusketjun hallintaan -seminaari alustusta 52 osallistujaa Metallin mestarit -seminaaripäivä : Leka-hankkeen tutkimustyön ja -tulosten esittely tauoilla. 6 alustusta 75 osallistujaa Kyrölä, T Ominaisuuden ja moduulin nimeämisen periaatteen määrittely. Insinöörityö. Savonia-ammattikorkeakoulu, Kone- ja tuotantotekniikan osasto. Huuskonen, A., Mattila, M., Hakala, E., Ohvanainen. J Building comprehensive mass customization Case truck manufacturer. Leka-julkaisu. + Massaräätälöinnin koulutusanimaatio

29 2.8 Yhteenveto ja kokemukset Tutkimusalueella tutkittiin massaräätälöinnin ja konfiguroinnin mahdollisuuksia sekä perus- että soveltavan tutkimuksin menetelmin. Pilottiyrityksissä massaräätälöinnin potentiaalia saatiin kartoitettua ja muunnettua konkreettiseksi tavoitetilaksi. Osana massaräätälöintistrategian jalkauttamista yrityksille luotiin räätälöidyt koulutusmateriaalit, joiden avulla nyky- ja tavoitetilan eroavaisuudet, tarvittavat toimenpiteet sekä massaräätälöinnin hyödyt pystytään esittelemään. Tämä on ensimmäisiä, mutta kriittisiä askeleita kohti potentiaalin täysimittaista hyödyntämistä. Yrityksissä kehittämistyötä ja -toimenpiteitä vaaditaan vielä jokaisella massaräätälöintiä koskettavalla osa-alueella, mutta tutkimustulosten toivotaan luovan konkreettisen pohjan päätöksenteolle sekä resursoinnille. Massaräätälöinnissä kehittämistyötä olisi seuraavaksi suunnattava modulaaristen tuotteiden ja tuoterakenteiden kehittämiseen ja hallintaan sekä organisaation ja toimitusverkoston uudelleen organisointiin. Kehitetty konfiguraattori-sovellus sekä sen toimintaperiaate ja toiminnallisuus ovat testatusti toimivia ja sovellus omaa monia kehittämismahdollisuuksia. Sovelluksen kehittäminen kaupalliseksi konfiguraattori-tuotteeksi vaatisi vielä jatkokehitystä sekä toimintaympäristön testausta erilaisissa tuotantoyrityksissä ja erilaisilla tuotteilla. Projektin aikana tuli ilmi varteenotettavia jatkokehitysideoita ja -suuntia, joita ei kuitenkaan projektin rajallisen keston vuoksi lähdetty kehittämään. Tämän johdosta sovelluksen kehittämiseksi haettiin jatkokehityshanketta. Tutkimusalueella syntynyttä osaamista ja kokemuksia hyödynnetään Savonia-ammattikorkeakoulun opetustoiminnassa. Seminaarien kautta tietoutta on pyritty levittämään alueen yrityksiin sekä tutkimus- ja koulutusorganisaatioihin. Tutkimusalueen julkaisut ovat vapaasti hyödynnettävissä sekä kansallisesti että kansainvälisesti

30 2.9 Tunnustukset Massaräätälöinnin ja konfiguroinnin tutkimusalueelle osallistuivat omalla työpanoksellaan myös Antti Huuskonen (tutkimusalueen vetäjä 12/2012 asti), Emmi Hakala, Esa Hietikko, Mikko Mattila (Aalto-yo), Teuvo Heikkinen (LUT), Petri Leivo, Paul Ashaolu, Lauri Alonen, Harri Leskinen, Tero Kyrölä, Mohamed Mursal, Mikko Pääkkönen, Hannu Karppinen ja Helena Meriläinen

31 2.10 Lähteet Ahoniemi, L., Mertanen, M., Mäkipää, M., Sievänen, M., Suomala, P. & Ruohonen, M Massaräätälöinnillä kilpailukykyä. Teknologiateollisuus ry. Anderson, David M., Pine II, Joseph M Agile Product Development For Mass Customization. Irwin Professional Pub. 293 s. Harju, Pekka K. J Kvalitatiivinen kyvykkyys: Massaräätälöinnin periaatteet ja menetelmät. Tietosanoma Oy. Jahnukainen, J. Lahti, M. Luhtala, M., Logipro Tilausohjautuvien toimitusketjujen kehittäminen. Metalliteollisuuden kustannus Oy. Mattila, M., Huuskonen, A. & Hietikko, E A Method for mass customization inplementation in manufacturing SMEs. International Journal Of Engineering And Science. Vol. 2, No. 12, pp Nummela, Juho Integrated Configuration Knowledge Management by Configuration Matrices A Framework for Representing Configuration Knowledge. Tampere University of Technology. Publication 589. Ristov, P., Ristova, A., T Web-based Product Configuration for Mass Customization - Towards developing mass customization strategy, Thesis work, Tekniska Högskolan, Jönköping. Sarinko, K Asiakaskohtaisesti muunneltavien tuotteiden massaräätälöinti, konfigurointi ja modulointi. Opinnäytetyö. Konetekniikan osasto. Helsingin Teknillinen korkeakoulu. Tiihonen, J., Soininen, T Product Configurators - Information System Support for Configurable Products. Espoo, Otaniemi

32 3 Tuotannon työkalut ja menetelmät Arto Urpilainen 3.1 Johdanto Teollisuustuotannon tehokkuutta, laatua ja kannattavuutta voidaan parantaa tuotantoa ja käytettäviä menetelmiä kehittämällä. Kehitystoimintaan resursoiminen on kuitenkin usein vaatimatonta ja työ jää keskeneräiseksi varsinkin pienemmissä yrityksissä. Tällöin on suuri vaara, että uusia menetelmiä käyttävien henkilöiden sitouttaminen jatkuvaan toimintojen kehittämiseen epäonnistuu. Tekemällä kehittämisestä jatkuvaa saadaan kehitystyön tulokset paremmin ulosmitattua. LEKA-hankkeessa toteutettiin keväällä 2011 kartoitus yritysten tarpeista alustavien tutkimuspainotusten osalta. Tuotannon menetelmäkehitys oli yksi neljästä merkittävimmästä panostuskohdetta kyselyyn osallistuneiden yritysten mielestä. Tutkimusta varten on osallistuvista yrityksistä haettu kohteita, joiden tuloksia voitaisiin hyödyntää mahdollisimman laajasti myös alueen muissa yrityksissä. Tutkimuskohteiksi valikoitui mm. seuraavia kohteita: raskaiden koneenosien tarkka paikoittaminen, suunnitteluohjelmistojen lujuuslaskentaominaisuuksien hyödyntäminen koneistuskiinnikesuunnittelussa, pikavalmistuksen mahdollisuuksien selvittäminen sekä kappaleenkäsittelyrobottien käyttöönottoon liittyvät vaatimukset. Valmistustoiminnan kehittäminen ei ole ollut Suomalaisissa PK-yrityksissä riittävän tehokasta. Etenkin alihankkijoiden menetelmäkehitys on usein haastavaa, jos keskitytään vain tuotannon tekemiseen vanhoilla menetelmillä. Tuotannon työkalut ja menetelmät tutkimusalueella toteutettiin useita pilottiprojekteja. Projektien toteutuksessa on käytetty hyväksi Savonian henkilöstön ja opiskelijoiden osaamista. Pilottiprojektien aiheet olivat seuraavat: Pinnoituslaitteiston kehitys Raskaiden koneenosien tarkka paikoittaminen Suunnitteluohjelmistojen lujuuslaskentaominaisuuksien hyödyntäminen koneistuskiinnikesuunnittelussa Pikavalmistusmenetelmän käyttö suunnittelutyössä

33 Tuotetiedon hallintajärjestelmän käyttöönotto Bioreaktorin osasuunnittelu Pinnoituslaitoksissa käytettävä teknologia perustuu pääsääntöisesti hyvin vanhaan tekniikkaan. Itse pinnoituskemiaa ja -fysiikkaa on tutkittu enemmän, mutta laitteistojen merkitystä ei ole samalla tavoin ymmärretty tärkeäksi kehittää. Nykyisten laitteistojen ohjaustekniikka ja etenkin työkiertojen ohjaus ja optimointi perustuu hyvin usein operaattoreiden kokemukseen ja alkeellisten ajoitusmenetelmien hyödyntämiseen. Kappalekäsittelyn mielessä yksipaikkaiset prosessivaiheet (altaat) ovat tehokkuudeltaan ja kapasiteetin käytöltään erittäin tehottomia. Yksipaikkaisuus aiheuttaa lisäksi sen, että tuotannon läpimenoaika muodostuu usein hitaimmin prosessin läpi menevän tuotteen mukaan. Projektin aikana keskityttiin tutkimaan uusia ratkaisuja allastilavuuden parempaa hyödyntämistä ja eri pinnoitusprosessien ajoituksen kehittämiseen. Pohjois-Savon konepajojen osaaminen keskittyy suurelta osin painavien ja isokokoisten koneenosien valmistamiseen ja käsittelyyn. Tällaisten osien käsittely ja erityisesti asemointi kokoonpanovaiheessa on haastavaa ja aikavievää toimintaa. Pilottiprojektissa tutkittiin ratkaisuja kaksiosaisten runkojen kokoonpanoon. Modernien koneistuskeskusten ominaisuuksien parantumisen täysimittainen hyödyntäminen vaatii muutoksia myös muihin menetelmiin. Koneistettavien kappaleiden kiinnittäminen tapahtuu koneistuskiinnittimillä. Näiden kiinnittimien suunnittelussa on huomioitava käytettävän konekannan mahdollisuudet. Uuden kaluston liikealueet, kierrosnopeudet ja työkalujen monipuolistuminen vaatii tarkemmin suunniteltuja kiinnittimiä. Tässä yhteydessä voidaan hyödyntää lujuuslaskennan mahdollisuudet kiinnitin optimoinnissa. Teknologiakehityksen vauhti on kiihtynyt ja pikavalmistusmenetelmien käyttö on kasvanut huomattavasti. Pikavalmistus tulee vaikuttamaan lähes kaikille toimialoille, ei pelkästään suunnittelu ja laitevalmistukseen. Teknologian vaikutuksia mm. logistiikkaan tai huoltotoimintaa ei vielä täysin tunneta. Uusia sovelluksia ja käyttökohteita ilmenee jatkuvasti

34 3.2 Pilottiprojektit Pinnoituslaitteiston kehitys Tavoite oli kehittää uuden ajan pinnoituslaitteisto optimoimalla prosessin hallittavuus, joustavuus ja läpimenoaika. Haaste on kova sillä vaikuttavia muuttujia on paljon. Lisäksi yksittäisten muuttujien vaikutusalue on laaja. Kaikkien mainittujen tavoitteiden ohjaavana tekijänä on kustannustehokkuus. Tutkimuksen lopullisena tavoitteena oli rakentaa moderni laitteisto, jolla kehitysaskeleiden vaikutuksia voitaisiin tutkia ja edelleen kehittää ja jossa käytännössä todennettujen ja tutkittujen ratkaisujen toteuttaminen teollisuusympäristöön olisi mahdollista. Pilottiprojekti jaettiin yksityiskohtaisempiin osa-alueisiin alla olevan listan mukaisesti. Työkierron optimointi, ohjaus ja monitorointi Allastekniikan tehokkuus ja layout Ripustintekniikan optimointi Laitteiston joustavuus ja monikäyttöisyys Kaikkien osien taustalle haettiin ensin konsepti, jota käsiteltiin tutkimuksessa tarkemmin myöhemmässä vaiheessa. Konseptin perustaksi muotoutuivat nopeasti monipaikkaiset altaat. Tämä ratkaisu oli merkittävä koko projektin kannalta. Monipaikkaisuus mahdollistaa useimmat tavoitteiksi asetetut kehityskohdat. Ensi alkuun monipaikkaisuus vaikutti helpolta ratkaisulta. Kappaleenkäsittelyn kannalta näin onkin mutta pinnoituskemian ja -fysiikan vaatimukset tuovat suuria haasteita ja nostavat ratkaistavaksi useita teknisiä ongelmia. Monipaikkaisuuden lisäksi läpimenoaikojen huomattavan supistamiseen saavuttamiseksi tarvittiin muutakin. Pinnoituskemian ja -fysiikan muutokset erilaisten tuotteiden kohdalla vaikuttavat prosessin käsittelyaikoihin. Tutkimalla altaan toimintoja ja sitä miten tuotanto virtaa yksittäisen prosessialtaan kautta havaittiin tarve ohittamiselle. Ohittaminen yksinkertaistaa työkiertojen optimointia. Ohittamisella tarkoitetaan tässä yhteydessä nopeampaa prosessointia vaativien erilaisia tuotteita sisältävien ripustinten mahdollisuutta ohittaa kestoltaan pidemmät ripustimet

35 Työkiertojen optimointi oli yksi merkittävimmistä tutkimuskohteista. Prosessien simuloinnin kautta päästiin testaamaan erilaisten kombinaatioiden kykyä suoriutua tehtävästä. Työkaluina optimoinnissa oli Excel-pohjainen laskentataulukko, millä erilaisten tuotantoerien ajoittaminen suoritettiin. Kappaleenkäsittelyyn suunnitellun akseliston mahdollisimman tehokas hyödyntäminen minimoimalla ns. hukkaliikkeet huomioitiin myös työkiertojen ajoituksessa. Allastekniikan suunnittelun vaatimukset perustuivat konseptointivaiheen ratkaisuihin. Altaiden monipaikkaisuus haastoi suunnittelua monipuolisesti. Mekaanisesti tämä vaati täysin uudenlaista lähestymistapaa mm. ripustimien ja altaiden sähköistyksen ratkaisuihin. Konseptoinnissa asetettu tavoite ohittamisen mahdollistavasta järjestelmästä vaati pinnoituskemian ja -fysiikan vaatimusten täyttäviä ratkaisuja. Mekaanisen kappaleenkäsittelyn simuloinnin lisäksi tutkimuksessa hyödynnettiinkin pinnoitus kemian ja fysiikan simulointia. Erillisenä tutkimusalueena pinnoitushankkeessa olivat juuri nämä aiheet. Simuloinnilla tehtiin mekaanisen suunnittelun tietojen pohjalta ja saatua tietoa käytettiin hyödyksi mm. elektrodien sijoittelun optimoinnissa ja elektrodi ohjauksen kehittämisessä. Ripustintekniikalla on merkittävä vaikutus niin pinnoituslaatuun kuin laitteiston tehokkuuteen. Perinteisten verhomallisten ripustimien todettiin soveltuvan huonosti konseptinmukaisen laitteiston ratkaisuihin. Muutenkin verhomallisen ripustimen tehokkuus on heikko etenkin kun prosessialtaissa on vain yksi prosessipaikka. Viimeistään ripustinsuunnittelun myötä huomattiin erilaisten muuttujien vaikutuksen laajuus koko prosessiin ja suunniteltaviin ratkaisuihin. Ripustinten kontaktoituminen on pinnoituslaadun kannalta merkittävä tekijä. Muutokset kontaktissa heijastuvat herkästi ei pelkästään kyseiseen ripustimeen vaan kaikkiin samassa monipaikkaisessa altaassa oleviin. Ripustinsuunnittelu antaa yhdessä uudistuneen allasratkaisun kanssa huomattavan parannuksen allastilavuuden tehokkaampaan käyttöön. Ripustintekniikan lähtökohtana oli rakentaa täysautomaattiratkaisu, jolla olisi päästy tutkimaan moderneja ratkaisuja kokonaisuudessa. Suunniteltujen pinnoituskemia ja -fysiikan tutkimuksiin tarvitun automaattisen ratkaisun kustannukset nousivat liian suuriksi käytettävissä olevaan budjettiin. Kustannuksia nostivat mm. automatiikan uudet ratkaisut ja varaukset. Esimerkiksi prosessin huuhtelualtaiden tarve olisi ollut suurempi kuin käsikäyttöisessä järjestelmässä. Lisäksi perustutkimuksessa käyttöaste olisi jäänyt liian pieneksi todella tutkia

36 tehokkuutta parantavia ratkaisuja teollisuusmittakaavassa. Laitteistokokoonpano sovitettiin toimimaan niin, että pinnoitustutkimuksessa käyttöaste voidaan pitää riittävän korkeana ja simuloinneilla voidaan tutkia ratkaisuja liittyen kappaleenkäsittelyyn. Järjestelmä on kuitenkin rakennettu niin, että mekaaniset ja sähköiset ratkaisut ovat skaalattavissa teollisuusmittakaavaan. Lisäksi monipaikkaisuus ja erilaisten prosessien yhdenaikainen käyttö on mahdollista. Aiemmin mainittu ohittaminen on siis todennettavissa. Projektin aikana on käyty laajasti läpi vaihtoehtoja tutkimusympäristön rakentamiseksi. Täysautomaation ja käsikäytön välillä tehtiin ratkaisu sekä kustannus- että laitteiston tarkoituksenmukaisuusperustein. Täysautomaatiolaitteisto olisi vienyt pinnoituslaboratorion operaattoreiden resursseja pois itse pinnoitusprosessin tutkimisesta. Nyt rakennetulla laitteistolla on mahdollista tutkia monipaikkaisuutta ja erilaisia prosessiaikoja vaativien tuotteiden samanaikaista pinnoitusta. Teollisuusmittakaavan täysautomaation laitteiston ominaisuuksia voidaan tutkia ja todentaa simuloinnin keinoin. Tutkimuksen painopiste oli rakentaa tutkimusalusta jolla uusien ratkaisujen kokeilu on helpompi toteuttaa. Jatkossa keskitytään edelleen mm. laitteistomekaniikan ja prosessimuuttujien tutkimiseen. Laitteistomekaniikassa tullaan jatkossa keskittymään ripustintekniikan kehittämiseen. Tutkittavia prosessimuuttujia ovat mm. elektrodien sijoittelun ja ohjauksen optimointi, lämmitys, nestekierto ja kuplitus. Tutkimusvastuu siirtyy jatkokehityksen osalta täysin pinnoituslaboratorion ja -hankkeen vastuulle Raskaiden koneenosien tarkka paikoittaminen Raskaiden koneenosien käsittelyssä on aina huomioitava työturvallisuusnäkökohdat. Nykyisellään osien tarkka paikoitus suoritetaan manuaalisesti ja työsuoritus vaihtelee samoillakin osilla runsaasti. Vaihtelua aiheuttavat mm. osien valmistustarkkuudet ja etenkin työntekijöiden erilaiset työmenetelmät. Oman lisänsä kuvioon antaa erilaisten tuotekonfiguraatioiden mukanaan tuomat eroavaisuudet. Tutkimuksessa on tavoitteena löytää ratkaisuvaihtoehtoja apuvälineestä, joka mahdollistaisi erilaisten kokoonpanojen nopean ja tarkan asemoinnin. Samalla apuvälineen on pystyttävä ohjaamaan työvaiheita niin, että suurta muuttujamäärää saataisiin pienennettyä. Laitteen on tarkoitus ohjata työvaihetta niin, että työturvallisuus ja -ergonomia parantuisivat. Samalla työvaiheen kestoa voitaisiin lyhentää

37 Pilottiympäristönä toimi erään alueen konevalmistajan kaksirunkoisten laitteiden loppukokoonpano. Kaksiosaisten runkojen osalta loppukokoonpanon ensimmäinen työvaihe on runkopuoliskojen liittäminen toisiinsa nivelakselilla. Nykytilannetta selvitettiin tutustumalla nykyisin käytössä oleviin menetelmiin. Nykyisellään runkopuoliskot yhdistetään käyttämällä mm. Al -kankia, kolmiopukkeja ja hallinosturia. Raskaimmat runkopuoliskot painavat n. 3 t kappaleelta ja kevyimmät muutamia satoja kiloja. Kokoonpanoalustan tulee siis kestää yli 6 t painon. Runkopuoliskojen liittämisen onnistumiseksi puoliskot on saatava samansuuntaisiksi x, y ja z tasoissa. Nykymenetelmässä toinen puolisko paikoitetaan ja vaaitaan kolmiopukeille käsin. Vaaitus suoritetaan vatupassilla. Toinen puolisko vaaitaan nosturin nostoketjuihin vaihtelemalla nostokohtaa ja ketjujen pituutta. Tämä työvaihe on hidas ja lisäksi vaihe varaa ison hallinosturin käyttöönsä koko vaiheen ajaksi. Raskaan osan tarkka paikoittaminen on vaikeaa nosturin avulla. Nosturin pienet liikkeet ovat vaikeasti hallittavia. Ratkaisua on lähdetty lähestymään myös tuotannonohjauksen kannalta. Vaikka lähtökohdaksi on otettu runkojen liittämisvaiheen keskittäminen yhteen työpisteeseen, on laitteiden liikuttelu oltava mahdollista. Runkojen liittämisen lisäksi tutkitaan liitetyn rungon tukemista tämän työvaiheen jälkeen. Esitetystä ratkaisusta saatu palaute oli erinomaista. Tutkimuksessa tuotiin esille sellaisia uusia katsontakantoja, joita asiakasyrityksessä ei ole osattu aiemmin liittää menetelmäkehitykseen. Vaaitukseen käytettävän tekniikan todentaminen yleiskäyttöisillä laitteilla ja tarvittavan ohjauksen suunnittelulla on käytännöt vietävissä yleisempään hyödyntämiseen Suunnitteluohjelmistojen lujuuslaskentaominaisuuksien hyödyntäminen koneistuskiinnikesuunnittelussa Nykyaikaisten koneistuskeskuksien ominaisuuksien parantuminen asettaa uusia vaatimuksia myös koneistuskiinnittimille. Vanhoille koneille sovitetuilla kiinnittimillä voisi uuden koneen ominaisuuksia jäädä hyödyntämättä. Työstönopeuksien ja ennen kaikkea työalueen tarkempi hyödyntäminen mahdollistaa mm. aiemmin kahdessa vai

38 heessa tehtyjen koneistuksien tekemisen yhdessä vaiheessa. Kiinnitinsuunnittelulle tämä aiheuttaa haasteita jotka vaativat mm. kiinnitysten keventämistä ja uudelleen sijoittelua. Esiselvitysvaiheessa haettiin referenssejä tutkimuksista ja muista lähteistä. Yleissuunta on Wangin ym. mukaan siirtymässä yksittäisistä analyyttisistä ratkaisuista integroidumpaan suuntaan, jossa erityyppiset tietokoneavusteiset tekniikat ovat osana kiinnittimen suunnitteluprosessia. Tällä hetkellä ollaan kuitenkin vielä kaukana integroidusta ratkaisusta jossa hyödynnettäisiin eri menetelmiä kuten FEM:iä jäykkyysanalyysiä, matemaattista toleranssianalyysiä ja työstörata, ja törmäystarkastelua. FEM-työkalujen käyttö on lähteissä joko hyvin pintapuolista ja nopeaa (kandidaatintyöt) tai monimutkaista ja detaljiorientoitunutta (tieteelliset artikkelit, perustutkimus). Paikallisten yritysten tarpeeseen vastaisi riittävällä tarkkuudella tuotannon työvälinesuunnittelijan osaamisen tukeminen CAD-avusteisilla laskentatyökaluilla. Elementtimenetelmän eli FEM:in käyttö koneistuskiinnittimien suunnittelussa vaikuttaisi rajoittuvan yleensä suunnitellun kiinnittimen validointiin. Varsinaisia optimointiongelmia ratkaistaessa (esimerkiksi optimaalisten kiinnityspisteiden suunnittelu) on tehtävä tähän erityisesti räätälöidyn ohjelman avulla. Tässä ollaan siis hyvin ajan hermolla ja tutkimukselle vaikuttaisi olevan tilausta. Pilottiympäristönä tutkimuksessa toimivat suunnitteluohjelmistot ovat SolidWorks ja Autodesk Inventor. Inventor Professional-ohjelmistoon sisältyy liikkeen simulointipaketin jolla voidaan simuloida jäykkien kappaleiden dynamiikkaa. Kokoonpanoille voidaan tehdä dynamiikan simulointi joka kuvaa kokoonpanon liikkeiden vaikutuksia tietyllä geometrialla ja reunaehdoilla. Liikettä vastaavat dynaamiset ja staattiset liitokset ja inertiavoimat voidaan siirtää joko Inventorin omaan jännitysanalysointipakettiin tai ulkopuoliseen analysointiohjelmaan (Ansys). Solidworksin liikesimulointipaketista löytyy Inventoria vastaavat ominaisuudet dynamiikan simuloimiseen. Perusversiossa (SolidWorks SimulationExpress) on ainoastaan staattinen lujuusanalyysi. Moodianalyysiä varten täytyy hankkia Premium-lisenssi. Hyötynä voidaan lisäksi mainita lineaarisen dynamiikan analysointityökalut; harmonisen ja muiden herätteiden vasteen laskenta

39 Menetelmäkehittäjien käytössä olevilla perustyökaluilla on mahdollista optimoida kiinnitinsuunnittelua. Vertailtaessa eri menetelmillä laskettuja tuloksia huomattiin niiden olevan vertailukelpoisia. Havaitut erot olivat systemaattisia ja hyvin ennustettavia. Tutkimusta on vietävä pidemmälle tuomalla vertailuun vielä todellisesta ympäristöstä mitattu tieto. Tämän tiedon avulla päästään näkemään matemaattisen laskennan mahdollisesti vaatimat korjaukset, että jatkossa laskenta vastaisi entistä tarkemmin ja luotettavasti todellisuutta. Ohjelmistojen mahdollisuuksien hyödyntämiseksi yrityksissä on laadittava suunnittelijoille suunnattu ohjeistus missä esitellään yksinkertaisten mallien avulla miten laskenta suoritetaan ja tuloksia käytetään Pikavalmistusmenetelmän käyttö suunnittelutyössä Leka-hankkeen tutkimuksessa on keskitytty teknologian käytön vaikutuksiin suunnittelijan työhön. Teknologian mahdollisuuksien hyödyntäminen vaatii ajattelumallin muuttamisen pois perinteisten valmistusmenetelmien käytöstä. Pikavalmistus mahdollistaa tarkemman materiaalikäytön suunnittelun. Yleisesti puhutaan materiaalia lisäävästä valmistuksesta. Yhtä hyvin voitaisiin puhua materiaalia säästävästä valmistuksesta. Uusi valmistusmenetelmä mahdollistaa tarkemman komponenttien suunnittelun. Rakenne suunnitellaan entistä enemmän todellisen tarpeen mukaan ilman perinteisten menetelmien (esim. koneistus) rajoituksia. Materiaalia käytetään juuri siellä missä se on rakenteen keston tai toiminnallisuuden kannalta hyödyllisintä. Pikavalmistuksen tullessa tietoisuuteen se oli suunnattu lähes yksinomaan muotoilijoille esim. ergonomian kokeiluun. Teknologiaa käytetään jatkuvasti laajemmin mm. mekaanisten rakenteiden todentamiseen ja testaamiseen. Tällöin ei välttämättä edes tavoitella sitä, että komponentti lopullisesti valmistettaisiin materiaalia lisäävillä menetelmillä. Teknologia tuo mukanaan uusia mahdollisuuksia eikä kaikkia sovelluskohteita ole vielä löydetty. Aiheeseen liittyy samaa kuin tietokoneiden yleistymisen alkuaikoina. Siksi on todettu tärkeäksi tuoda teknologia tarjolle ja käyttöön niin, että rohkeus uuteen ajatteluun lisääntyisi. Yhtenä tärkeimmistä tavoitteista on tehdä teknologia tutuksi ja tarjota helpompi pääsy kokeilemaan pikavalmistusta. Leka-hankkeen aikana on tarkoitus laitehankinnoilla tarjota mahdollisuuksia kokeiluun. Tavoitteena on rakentaa oma fablab missä kaikki pääsisivät itse ko

40 keilemaan teknologian käyttöä. Tämän toiminnan hyödyt ovat moninaiset. Pikavalmistuksen vaikutus ei kohdistu vai suunnittelijoihin ja teknologia orientoituneisiin henkilöihin. Siksi rakennettavan ympäristön yksi suurimmista tavoitteista on saada uusia sovelluksia kaikilta elämän aloilta. Sovellukset joiden tarve syntyy täysin uudelta alueelta, ovat parhaita. Leka-hankkeen aikana tehty tutkimus on avaus uusien hankkeiden suuntaan. Materiaalia lisäävä valmistus kaikkine mahdollisuuksineen on siksi laaja kokonaisuus, että sen tutkimusta on ehdottomasti laajennettava. Ensimmäisessä vaiheessa tuodaan teknologia tutummaksi ja pyritään kääntämään ajattelua niin, että menetelmän käytön olisi mukana vaihtoehtona perinteisille ja uusia sovelluskohteita löytyisi jatkuvasti. Seuraavassa vaiheessa tutkimusta tulisi laajentaa käsittämään mahdollisimman suuren valikoiman teknologian mahdollisuuksista. Menetelmä mahdollistaa aiemmin mahdottomien muotojen ja rakenteiden valmistuksen. Esimerkkinä voisi mainita ne tekniikan alat joissa rakenteen pinta-ala ja paino ovat merkittäviä. Menetelmän vaikutus tulee varmasti olemaan suuri sekä perinteisien menetelmien laitevalmistukseen että lopputuotteiden valmistukseen. Valmistusratkaisujen lisäksi teknologian vaikutus logistiikkaan ja vaikkapa huoltotoimintaan on toimialoja joiden parista löytyisi uusia ja mielenkiintoisia sovelluksia. Kuva 3.1. Solidoodle 2 3D-tulostin

41 Hankkeen puitteissa hankitun Solidoodle 2 3D-tulostimen avulla voitiin käytännössä tutustua valmistusmenetelmän antamiin vapauksiin ja rajoitteisiin suunnittelussa. Tulostimella on tehty kappaleita paitsi tutkimuskäyttöön, myös maksullisena palveluna. Kesällä 2013 Aalto-yliopiston opiskelijat tekivät Leka-hankkeeseen liittyen tutkimuksen (Honkanen & Kutvonen). Tutkimuksessa käsiteltiin sekä yleisesti ainetta lisäävää valmistusta ja sen tekniikoita että AM-teknologiaa pohjoissavolaisten yritysten näkökulmasta. Tutkimuksesta ilmeni muun muassa, että ainetta lisäävä valmistus kiinnostaa yrityksiä, mutta niissä halutaan odottaa teknologian ja palveluiden kehittymistä. Tutkimukseen liittyi case-tapaus, jossa valmistettiin 3D-tuloste asiakkaan todellisesta tuotteesta kahdella eri pikavalmistusmenetelmällä. Tuote oli alun perin suunniteltu teräsvalukappaleeksi. Tampereen Alihankintamessuilla Leka-hanke julisti 3D-tulostuksen ilosanomaa Savonia AMK:n messuosastolla. Lekan tulostin keräsi ympärilleen kiinnostuneita messuvieraita keskustelemaan tulostustekniikasta ja sen käyttömahdollisuuksista. Metallin Mestarit 2013 seminaarissa esiteltiin ainetta lisäävän valmistuksen mahdollisuuksia kolmen esitelmöijän voimin. Heidi Piili Lappeenrannan Teknillisestä Yliopistosta kertoi metallien 3D-tulostuksesta, Ville Moilanen, Hetitec Oy:stä näytti, kuinka nykytekniikka mahdollistaa hiekkamuottien 3D-tulostuksen ja Arto Urpilainen esitteli case-tapauksen avulla pursottavaa 3D-tulostinta otsikolla Johdatus 3D-tulostukseen Kappaleenkäsittelyrobotin vaatimusten ja ympäristön määrittely Ylä-Savossa toimivassa koneistusalan yrityksessä tuli esille tarve investoida kappaleenkäsittelyrobottiin, jollaisesta yrityksellä ei ennestään ollut kokemusta. Savonialla ei myöskään ollut aikaisempaa kokemusta koneistuksessa hyödynnettävästä kappaleenkäsittelyrobotista. Yhteistyössä toteutettavan pilottiprojektin tavoitteeksi määriteltiin: Monitoimisorvin panostukseen käytettävän kappaleenkäsittelyrobotin vaatimusten ja ympäristön määrittely

42 Lähtötilanne oli sellainen, että yrityksellä oli jo tilattuna kyseiseen toimintaan suunniteltu monitoimisorvi sekä olemassa olevat ja aikaisemmin valmistetut kappaleet. Näin ollen projekti aloitettiin lähtötietojen tarkastelulla. Ensimmäisenä määritettiin valmistettavien kappaleiden asettamat vaatimukset hankittavalle kappaleenkäsittelyrobotille. Olemassa olevien tuotteiden perusteella määritettyjen raja-arvojen jälkeen määriteltiin itse monitoimisorvin ja sen ympäristön asettamat vaatimukset kappaleenkäsittelyrobotille. Robotin ja sen ympäristölle asetettavia vaatimuksia olivat muun muassa robotin kappaleenkäsittelyn mahdollistavat työkalut, työkalujen vaihtojärjestelmä, kappaleiden ja aihioiden panostus solussa sekä robotin ja monitoimisorvin välisen tiedonsiirron mahdollisuudet. Näistä vaatimuksista laadittiin yritykselle tarjouspyyntö, jota yritys hyödynsi robotin hankinnassa. Kyseistä tarjouspyynnön rakennetta sekä siinä huomioituja asioita voidaan myös hyödyntää tulevissa robottihankinnoissa, kuten esimerkiksi Älykäs tuotantosolu hankkeessa. Täytyy kuitenkin muistaa, että jokainen automaatiohankinta on ainutkertainen ja määritykset täytyy kuitenkin tehdä tapauskohtaisesti. Alla on lista asioista, jotka tulee yleisesti huomioida robottihankinnassa: Robotin ja työstökoneen välisen tiedonsiirron toteuttaminen Kuvaus tiedonsiirron toteuttamisesta Tarrainten puristusvoiman säädettävyys Kappaleen asemoinnin ja käännön suunnittelu Panostuslavojen rakenne Työkalunvaihtojärjestelmä Aihioiden ja tarvittaessa kappaleiden mittaus Lähtökohtana oli yrityksellä jo olemassa olevan monitoimisorvin materiaalin käsittelyn robotisointi. Sorvia käytettiin päivävuorossa manuaalisesti ja automatisoinnin tavoitteena oli ilta- ja yövuorojen hyödyntäminen miehittämätöntä tuotantoa varten. Olennaisena osana työstökoneen materiaalin käsittelyn robotisoinnissa ovat työkalut, aihioiden panostus sekä valmiiden osien lavaus. Nämä, yhdessä käsiteltävien tuotteiden kanssa muodostavat kokonaisuuden, jossa jokainen vaikuttaa osaltaan muodostuvaan lopputulokseen. Näiden tarkastelu on hyvä aloittaa yrityksen tuotteiden ja eräkokojen listaamisella ja arvioinnilla. Alussa tuotteiden mitat, valmistusajat ja potentiaaliset tartuntatavat listattiin, jonka pohjalta valintoja lähdettiin

43 pohtimaan. Lähtökohtana tarkastelussa käytettiin soluun sijoitettavaa neljää lavapaikkaa ja lavan kokona EUR-lavaa 1200 x 800 mm. Robotin tuli pystyä operoimaan vähintään neljällä lavapaikalla, jonka mukaan ulottuvuus määräytyi. Käsittelykykyä robotilta vaadittiin painavimpien, 50 kg:n tuotteiden mukaan. Tarjousten pohjalta robotin merkiksi valikoitui Japanilainen Nachi. Koska robotin ulottuvuus vaatimus oli käsittelykykyä määräävämpi, hankittiin 166 kg:n käsittelykyvyn robotti. Pyörähdyskappaleita käsiteltäessä yleisimmät tarraimet ovat yleensä jonkinlaisia kaksi- tai kolmileukatarraimia. Käytettäviin työkaluihin toteutettiin paineilmasuuttimet, joiden avulla sekä karat, aihiot ja kappaleet voidaan tarvittaessa puhdistaa työkierron aikana. Samoin hyödyllinen on ulkoinen paineilmapuhalluspiste, jossa tarrain ja tarvittaessa tuote voidaan käydä puhdistamassa. Case-tapauksessa jotkut tuotteet olisivat pituutensa puolesta voineet vaatia kaksileukatarraimen, jolla tuotteita käsitellään ulkopinnalta. Valtaosalle yrityksen tuotteista soveltui kolmileukatarrain. Tämän lisäksi päädyttiin magneettitarraimeen, jota voidaan hyödyntää pyörähdyssymmetristen tuotteiden käsittelyyn ulko- ja päätypinnoilta sekä myös epämääräisemmän muotoisiin tuotteisiin. Kolmileukatarraimen etuna hyvä paikoitus, ja se että paikoituksia voidaan tehdä pelkästään myös tarraimella, ilman tuotteen käyttöä erillisessä asemointitelineessä. Tuotteesta riippuen, voidaan käyttää sisä- tai ulkopuolista otetta. Apuna työkalujen suunnittelussa hyödynnettiin simulointimallia robotista ja sorvista, jolloin saatiin varmistettua työkalujen toimivuus, sekä robotin optimaalinen sijoittaminen sorvin suhteen. Valittaessa tarrainta on huomioitava sen maksimi pitovoima. Tuotteiden ollessa luonteeltaan putkimaisia ja ohutseinäisiä, on vaarana että tarraimella aiheutetaan muodonmuutoksia tuotteeseen. Tarraimen tuotteeseen kohdistamaa voimaa voidaan pienentää paineenalentimella, jotta muodonmuutoksien riskiä saadaan pienennettyä. Paineenalenninta voidaan ohjata manuaalisesti, robotin I/O:lla portaittain tai analogisella signaalilla jouhevasti. I/O:lla voidaan toteuttaa magneettiventtiilien ja paineenalentimen avulla yksinkertainen ratkaisu, jolloin käytössä voi olla kaksi tai useampia painealueita. Analogian avulla voidaan painetta säätää portaattomasti halutulla tasolle. Caseesimerkissä säätö toteutettiin manuaalisesti säädettävällä paineenalen

44 timella, jota operattori säätää tarvittaessa tuotteen seinämä vahvuuden mukaan. Magneettitarraimen osalta tarkempi suunnittelu jätettiin toimittaja toteutettavaksi. Työkalulle asetettiin vaatimukset maksimi käsittelykyvystä ja sen soveltuvuudesta tietyn halkaisijan putkiosille. Lisäksi määritettiin millaisessa asennossa magneetin kontaktipinnan tulee olla robotin laippaan nähden. Robotin työkaluun voidaan lisätä älykkyyttä, jotta estetään osan virheellisestä asemoitumisesta johtuvat törmäykset. Tarrainten iskujen ääripäihin haluttiin anturointi, joiden kautta saadaan tieto robotin ohjaukseen tarraimen tilasta. Markkinoilla on myös monipuolisempia antureita joiden avulla saadaan tarkempaa tietoa myös tarraimen liikeen varrelta. Molemmat työkalut varustettiin laseranturilla, joiden avulla aihioiden paikka lavalla voidaan hakea ennen poimintaa. Hakua käytetään painavammilla ja isommilla aihioilla, jotka panostetaan soluun perinteisillä kuormalavoilla. Suunnittelun lähtökohtana oli neljä EUR-lavapaikkaa. Vaikka puhutaan EUR-lavoista, tuli lavojen olla tarkemmat kuin mitä lastauslavat yleensä ovat, koska poiminta toteutettiin ilman erillisiä haku toimintoja. Tätä varten toteutettiin laserleikkeistä tarkoitukseen soveltuvat lavat, joiden päälle asetetaan aihiokohtaiset reikälevyt, joihin sahalta tulevat aihiot nostetaan. Lavoja varten solussa on topparit, joiden avulla lavat asemoituvat riittävän tarkasti toistuvasti samaan paikkaan. Lavoja on kierrossa useampia. Nykyaikaiset monitoimisorvit sisältävät monipuoliset ominaisuudet robotin kanssa kommunikointiin. Case-yrityksen monitoimisorvissa oli optiona rajapinta, jonka kautta keskustelut robotin kanssa hoidetaan. Monitoimisorvin ja robotin kommunikointi toteutettiin Ether- Net/IP väylän välityksellä. Robottiin tulee liityntää tukeva kortti jonka kautta yhteys toimii. Tällaisten optioiden valinta ja mahdollinen tuleva konfigurointi tarve tulee ottaa huomioon tarjouspyynnössä. Perinteisempi toteutustapa on käyttää fyysisiä I/O-signaaleja koneiden kommunikointiin. Tällöin koneiden välinen tiedonsiirto on kuitenkin rajoittuneempaa ja muiden koneiden lisääminen kokonaisuuteen haastavampaa

45 Leka-hankkeen kautta, tässä esitellyssä robotinhankinta projektissa, oltiin mukana keräämässä tietoa kappaleenkäsittelyrobotiikan vaatimuksista ja käytännön haasteista. Projektin kautta saatiin kerättyä tietoa ja kokemuksia tämän tyyppisistä sovelluksista ja oltiin mukana totetuttamassa onnistunutta robotti-investointia. Kuva 3.2. Robottisolu toiminnassa Tuotetiedon hallintajärjestelmän käyttöönotto suunnitteluympäristössä Varkauden Savonian kampuksella toeutettavassa Entek EAKR Teollisen mittakaavan energiateknologian kehitysympäristö hankkeessa rakennetaan pilot kokoluokan leijupetikattila ja siihen liittyvä laitteisto eri polttoaineiden ja materiaalien testaamiseen. Hankkeen laitossuunnittelu tehdään pääosin oppilastöinä. Suunnittelijoita on useita ja tämä aiheuttaa haasteita dokumenttien ja tuotetiedon hallinnassa. Suunnitteludata oli pirstoutunut useille eri medioille ja tämä aiheutti ongelmia versionhallinnassa

46 Kuva 3.3. Entek EAKR - Teollisen mittakaavan energiateknologian kehitysympäristö. Varkauden kampuksella käytetään suunnittelujärjestelmänä Solidworks 3D-suunnitteluohjelmistoa. Koska Kuopion kampuksella on sama suunnitteluohjelmisto ja kampukset ovat samassa tietoverkossa, oli mahdollista, että Varkauden suunnittelujärjestelmä liitetään osaksi Savonia AMK:ssa käytössä olevaa Solidworks EPDM (Enterprise Product Data Management) järjestelmää. EPDM-järjestelmään kuuluu seuraavat perustoiminnot: Tietovarasto, vault, jossa suunnitteludata on talletettuna. Vault antaa vain yhden käyttäjän kerrallaan muokata dokumenttia ja se huolehtii siitä, että tallennettava suunnitteludokumentti on oikein nimetty. Työnkulun ja prosessin hallinta, joka huolehtii dokumentin elinkaaren hallinnasta Tuoterakenteiden hallinta, joka huolehtii mm. osaluetteloinnista Osien hallinta, joka huolehtii mm. vakiokomponenttien hallinnasta Projektien hallinta

47 Käyttöönotto suoritettiin nopealla aikataululla kesän 2013 aikana. Käyttöönotto sisälsi seuraavat vaiheet: Tarvittavien ohjelmatiedostojen asentaminen suunnittelutyöasemiin. Jotta EPDM-järjestelmä saadaan yhdistettyä suunnittelujärjestelmiin, tarvitsee työasemille asentaa tiettyjä ohjelmistoja, tässä tapauksessa EPDM-client. Käyttäjäoikeuksien antaminen järjestelmään. EPDM-pääkäyttäjä hallinnoi järjestelmää ja antaa käyttäjä- ja ryhmäkohtaisia oikeuksia tiedostojen ja kansioiden hallinnointiin. Koulutus järjestelmän käyttöön. Tiukan aikataulun ja pitkähkön etäisyyden vuoksi Varkauden EPDM-käyttäjät koulutettiin järjestelmän käyttöön etäyhteyden kautta. Microsoft Lync ohjelmisto mahdollisti kuvan ja äänen siirron kahden kampuksen välillä. Suunnitteludatan siirto järjestelmään. Koska suunnitteludataa oli alusta alkaen käsitelty usealla työasemalla, sitä oli talletettu useisiin paikkoihin ja käyttäjiä oli paljon, osoittautui siirto todella haastavaksi. Suunnittelijoiden piti varmistaa, että käytössä olevat dokumentit olivat ajantasaisia ja syöttää ne EPDM-järjestelmään eli tehdä check in. Kokoonpano koostuu n osasta, joten prosessi oli työläs. Ensimmäinen check in vaatikin kaiken kaikkiaan lähes kahden viikon työn useammalta suunnittelijalta. Suurin osa ajasta kului erilaisten virhetilanteiden korjaamiseen ja dokumenttien uudelleen nimeämiseen. Tuotetiedon hallintajärjestelmä on tätä kirjoitettaessa ollut käytössä puolisen vuotta. Vaikka suuri osa käyttäjistä ei ole aikaisemmin käyttänyt mitään PDM-järjestelmää, pystyvät he nyt sujuvasti hallinnoimaan dokumentteja ja jakamaan niitä suunnitteluryhmän kesken. Järjestelmä pakottaa nimeämään dokumentit yksilöllisesti ja tallentamaan ne yhteen, kaikkien saatavilla olevaan tiedostorakenteeseen. Tuotetiedon hallintajärjestelmän käyttöön oton ohella hankkeen LE- KA-hankkeen puitteissa tehtiin myös suunnittelutyötä, pääasiassa kattilan tukirakenteisiin sekä kulkusiltoihin ja portaikkoihin. Tämän lisäksi Varkauden suunnittelutiimille tarjottiin jatkuvaa tukea ja koulutusta suunnittelu- ja tuotetiedon hallintaohjelmien käytössä

48 3.2.7 ABOWE ABOWE (Advanced Concepts for Biological Utilization of Waste) -hanke on mukana synnyttämässä uutta teollista osaamista prosessibiotekniikassa ja mikrobien ja niiden entsyymien hyödyntämisessä ja tätä kautta lisäämässä alueellista hyvinvointia. Teknologian avulla jalostetaan orgaanisten jätteiden käsittelyä luonnonmukaisella tavalla, samaan tapaan kuin mikrobit hoitavat luonnossa. Jätemateriaaleista tuotetaan arvokkaita kemikaali- ja energiatuotteita, hyödyntämällä mikrobeja ja niiden entsyymejä. Tavoitteena on sopeuttaa ihmisen talous luonnon talouteen, käyttämällä samoja prosesseja kuin luonnossa. Ihmisen ja luonnon yhteistoiminnalla voidaan välttää ympäristöongelmien kasaantumista ja suunnitella ekologisesti kestäviä tapoja tuottaa energiaa ja kemikaaleja. Savonia investoi biojalostamon liikuteltavaan pilottilaitokseen, josta Finnoflag Oy tekee yleissuunnitelman. Tekninen suunnittelu toteutetaan Savonia Tekniikan toimesta. Suunnitteluun osallistuu myös Ostfalian amk, jonka kanssa Savonialla on double-degree sopimus. Pilottilaitos rakennetaan Savonia Tekniikan toimesta. Pilottilaitosta testataan Suomessa, Puolassa ja Ruotsissa erilaisilla jätteillä. Kuva 3.4. ABOWE pilottilaitteiston kontti

49 LEKA osallistui ABOWE-hankkeeseen tuomalla suunnitteluvoimaa pilottilaitoksen layout-suunnitteluun ja varsinkin itse bioreaktorin suunnitteluun. Bioreaktorin suunnittelussa ja valmistuksessa tuli huomioida itse biologinen prosessi, valmistustekniikka että reaktorin puhdistettavuus ja huollettavuus. Reaktoriin syötetään jatkuvassa prosessissa jätemateriaalia ja samalla sieltä saadaan ulos käymistuotetta. Prosessin ylläpitämiseksi reaktoria tarpeen mukaan lämmitetään tai jäähdytetään. Samalla reaktoriin syötetään erilaisia kaasuja ja prosessin tilaa tarkkaillaan erilaisilla antureilla. Periaatteeltaan reaktori on melko yksinkertainen levyosista koottu säiliö. Kaksoisvaippa ja suuri erilaisten läpivientien ja yhteiden määrä teki suunnittelusta tiukassa aikataulussa kuitenkin haastavaa. Solidworks suunnitteluohjelmiston ohutlevyominaisuudet helpottivat levyosien suunnittelua ja osien toisiinsa sovittamista. Samalla ohjelmisto mahdollisti tiedostojen kääntämisen alihankkijan ohjelmistojen kanssa yhteensopivaan muotoon. Kuva 3.5. ABOWE reaktori

50 Pilottilaitos on tätä kirjoitettaessa koekäytössä ja siitä saatavaa tietoa voidaan käyttää hyödyksi täysimittaisen laitoksen suunnittelussa. 3.3 Tunnustukset Tutkimusalueen toteutus toimi organisaation osalta LEKA-hankkeen toimintamallin mukaisesti vastaamalla yritysten kanssa suunnitellun tutkimusprojektin toteuttamisesta ja tarvittaessa ulkopuolisen osaamisen hankkimisella yhteistyöyliopistoista. Seuraavassa on kuvattu tutkimusorganisaatioon kuuluneet osapuolet ja henkilöiden roolit tutkimuksessa. Jouko Turunen, tutkimusalueen ja osaprojektien vetäjä Tutkimusalueen suunnittelu, johtaminen, toteuttaminen ja raportointi, pilottiprojektien toteuttaminen Hannu Reiman Tutkimuksen ja pilottiprojektin toteuttaminen, raskaiden koneenosien tarkka paikoittaminen ja pinnoituslaitteiston kehitys Mikko Huusko Tutkimuksen ja pilottiprojektin toteuttaminen, suunnitteluohjelmistojen lujuuslaskentaominaisuuksien hyödyntäminen koneistuskiinnikesuunnittelussa Juhani Niiranen Kappaleenkäsittelyrobotin hankinta pilottiprojekti Arto Urpilainen Tutkimuksen ja pilottiprojektin toteuttaminen, raskaiden koneenosien tarkka paikoittaminen, pikavalmistusmenetelmän käyttö suunnittelutyössä, Entek suunnittelu ja EPDM -käyttöönotto, ABOWE suunnittelu 3.4 Yhteenveto Tuotannon työkalut ja menetelmät tutkimusalueella toteutettiin useita pilottiprojekteja. Projektien toteutuksessa käytettiin hyväksi Savonian henkilöstön ja opiskelijoiden osaamista. Projektien aiheet muo

51 dostuivat varsin pirstaleiseksi kokonaisuudeksi, josta on vaikea saada aikaan kovin yhtenäistä näkemystä. Kukin pilottiprojekti onnistui kuitenkin sinällään erinomaisesti vaikka kaikkiin niihin jäikin vielä runsaasti tutkittavaa. Näiden onnistumisten myötä on alueen yritysten kehittyminen saatu vietyä taas yhden askeleen pidemmälle. 3.5 Lähteet Wang: Computer aided fixture design (CAFD): Research and trends Honkanen K., Kutvonen R.: Ainetta lisäävä valmistus Pohjois-Savossa suunnitteluperiaatteet ja yritysten näkökulmia. wikispaces.com/am-teknologia

52 4 Globaalin toimitusketjun hallinta Antti Alonen, Jussi Halme 4.1 Johdanto Tutkimusalueessa perehdyttiin toimitusketjun hallinnan menetelmiin, työkaluihin sekä alan parhaisiin käytäntöihin. Tavoitteena oli tutkia ja kehittää toimitusketjun hallintaa ja siihen liittyviä työkaluja Pohjois- Savon alueen yritysten tarpeiden kannalta. Tutkimusalueella keskityttiin globaalin toimitusketjun hallintaan seuraavilla painopisteillä: Mittaristo ja raportointimenettelyt: tutkittiin verkoston hallintaan soveltuvia mittareita ja raportointimenettelyjä Toimitusketjun/verkoston simulointi: kartoitettiin vaihtoehdot ja valittiin menetelmä ja työkalu verkoston simuloimiseen Laadun ja toimitusvarmuuden parantaminen Verkoston sujuvuus Tutkimuksen erityisinä painopistealueina olivat toimitusverkkojen mittaristot sekä simulointityökalujen hyödyntäminen toimitusverkkojen hallinnassa. Tutkimusalueessa kartoitettiin nykyaikaisten simulointiohjelmien ominaisuuksia toimitusverkkojen mallintamiseen liittyen. Savonia on kehittänyt simulointiosaamistaan vuodesta 2000 lähtien alueen tarpeisiin keskittyen lähellä tuotantoa tapahtuviin simulointimalleihin. Simulointia on kuitenkin käytetty logistisiin tarkoituksiin ja toimitusverkkojen suunnitteluun simulointityökalujen alkuajoista lähtien. LEKA -hankkeessa pyritään tuomaan Savonialle osaaminen jolla vastataan yritysten tarpeisiin globaaleilla markkinoilla. 4.2 Metodit Tutkimus toteutettiin soveltavana tutkimuksena hyödyntäen Savonian omaan osaamisen lisäksi myös LEKA-hankkeen yhteistyöyliopistojen osaamista tutkimusalueella. Tampereen teknillisen yliopiston tutkija oli mukana 50% työpanoksella sekä perustutkimuksessa että pilottiprojektissa

53 Perustutkimuksen osassa keskityttiin pääosin toimitusverkkojen tehokkuuden ja toiminnan mittaamiseen sekä simulointityökalujen hyödyntämiseen. Hallinta ja mittausmenetelmiin liittyen tehtiin kirjallisuustutkimus Global supply chain management and performance measurement joka on ladattavissa mm. LEKA-hankkeen nettisivuilta. Simuloinnin osalta perehdyttiin simulointityökalujen toimintaperiaatteisiin sekä kartoitettiin tarkoitukseen soveltuvia simulointiohjelmia. Kartoituksessa selvitettiin ohjelmien hintoja, ominaisuuksia ja esimerkkisovelluksia niiden käytöstä. Kartoituksen ja kilpailutuksen perusteella hankittiin simulointiohjelma, jota käytettiin pilottiprojektien toteutuksessa. Soveltavan tutkimuksen osalta tutkimusalue jakautui useisiin alueen yrityksissä toteutettaviin pilottiprojekteihin. Hankittua simulointiohjelmaa käytettiin kahdessa pilottiprojektissa sekä hyödynnettiin Digitaaliset työkalut -tutkimusalueen SavoniaBikeFactory -oppimisympäristön mallintamisessa. Taulukko 4.1. Pilottiprojektit ja niiden tavoitteet PILOTTIYRITYS A B C D E F G PROJEKTIT 2 kpl 1 kpl 1 kpl 1 kpl 1 kpl 1 kpl 1 kpl TAVOITTEET Pilotti 1: Tuoterakenteiden merkitys globaalissa toimitusketjussa Pilotti 2: Globaali toimitusketju osana kansainvälistä kilpailukykyä Toimitusverkon simulointi (Tasot 2-3) Laatujärjestelmämallin kehittäminen Paineastiatoimittajaverkoston yhteistyön kehittäminen Tuotannon simulointi linjatuotantoon sopivaksi Kappaletavaratuotannon automaation lisääminen Six Sigma

54 4.3 Teoreettinen tausta Mittaristo Toimitusverkon suorituskyvyn mittaamisella on käytännössä kolme perustehtävää [Melnyk et al. 2004]. 1. Toimitusketjun hallinta ja kontrollointi - Mittarit mahdollistavat sen että yrityksen johto ja työntekijä voivat arvioida ja kontrolloida resurssien suorituskykyä. 2. Kommunikointi - Tieto ja tarve suorituskyvystä saadaan välitettyä sekä sisäisiä että sidosryhmien tarpeita varten mittareiden avulla. 3. Parantaminen - Mittarit mahdollistavat kehityskohteiden paikantamaisen sekä paljastavat erot suorituskyvyn ja odotusten välillä. Mittareista saatavan tiedon tulee olla hyödynnettävissä strategisella, taktisella ja operatiivisella tasolla. Käytettävyyden kannalta olisi parempi käyttää muutamaa hyvää, helposti ymmärrettävää suorituskyvyn mittaria, kuin suurta määrää mittareita joita on vaikeampi käsitellä yhtenä kokonaisuutena. Mittareiden tulee perustua strategiaan, arvoa suorittaviin tekijöihin sekä yritysten ja koko toimitusketjun tavoitteisiin. Mittausjärjestelmää tulee myös päivittää olosuhteiden ja kilpailutilanteiden muuttuessa. Toimitusketjun mittaristoa määritellessä tulisi myös huomioida seuraavat tärkeät asiat [Stadtler & Kilger 2008]: Mittareiden määritelmä: Kun toimitusketjut koostuvat useista yrityksistä ja prosesseista, tulee mittareilla olla yhtenäinen määritelmä. Mittareita tulee käyttää ja ymmärtää samalla tavalla joka paikassa. Mittareiden näkökulma: Kaikkien osapuolten tulee olla yhtä mieltä siitä mistä näkökulmasta tietty asiaa mitataan. Esimerkkinä toimitusvarmuus: toimittaja ja asiakas voivat mitata toimitusvarmuutta eri näkökulmasta. Datan kerääminen: Data täytyy kerätä samalla tavalla koko toimitusverkossa. Yksiköiden tulee olla yhdenmukaiset ja datan luotettavaa ja ajantasaista

55 Hankkeen aikana julkaistiin kirjallisuustutkimus Global supply chain management and performance measurement, jossa tarkasteltiin toimitusketjun hallintamenetelmiä ja mittariston valintaa. Hankkeen aikana perehdyttiin Tampereen teknillisen yliopiston A-NET -hankkeen tuloksiin ajatuksena niiden hyödyntäminen toimitusverkkojen simulointimalleissa. A-NET hankkeessa kehitettiin menetelmä aidon joustavuuden ja aidon ketteryyden mittaamiselle toimitusverkossa. Aidolla joustavuudella tarkoitetaan verkoston, yrityksen tai prosessin ominaisuutta, joka kuvaa kilpailukykyisesti saavutettavissa olevaa suorituskykyä nykyisillä kyvykkyyksillä. Aidolla ketteryydellä tarkoitetaan puolestaan verkoston, yrityksen tai prosessin ominaisuutta, joka kuvaa kilpailukykyisesti saavutettavissa olevia joustavuuskombinaatioita. A-NET hankkeen työkalujen avulla voidaan mitata verkostotoimijoiden mukavuusalueita, eli millä kuormituksella niiden toiminta on vielä taloudellisesti kannattavaa. Vaikka verkostotoimija kykenisikin hetkellisesti täyttämään verkoston muuttuvat vaatimukset, onko toiminta kantavalla pohjalla? [Majuri M. 2012, Majuri et al. 2012] Toimitusverkon simulointi Teollisuus on käyttänyt simulointityökaluja jo kymmeniä vuosia eri käyttötarkoituksiin. Esimerkkinä simuloinnin käytöstä ja kehityksestä käy hyvin Winter Simulation Conference, alan suurin konferenssitapahtuma, jota on järjestetty nykymuodossaan vuodesta 1967 lähtien. Puhtaasti teollisuuden käyttötarkoitukset simulointityökaluille vaihtelevat yksittäisten työsolujen, työasemien tai tehtaiden tarkastelusta kokonaisvaltaisiin logistisiin ratkaisuihin ja tuotannon sekä strategian päätöksenteon työkaluihin. Simulointitarkastelun laajuus toimitusketjussa voidaan määritellä tarpeesta riippuen eri tarkastelutasoihin. Simulointimallien käyttöä työsolusta toimitusverkkotasolle on kuvattu alan julkaisuissa jo pitkään, esim. J. Heilala kuvaa simulointimallien käyttämistä eri viidellä eri tarkastelutasolla: työkonetasolla, työsolutasolla, tuotantolinjatasolla, tehdastasolla ja yritystasolla. [J. Heilala, 1999]

56 Simuloinnin eri tarkastelutasojen keskinäinen hyödyntäminen ei ole kuitenkaan ollut käytännössä mahdollista mm. simulointiohjelmien yhteensopivuusongelmista johtuen. Ajatus LEKA tutkimuksessa käytetyistä tarkastelutasoista toimitusketjun simuloinnissa saatiin Winter Simulation Conference 2012 yhteydessä olleen MASM -konferenssin puheenvuorosta. Tohtori Kurt Gruber esitteli puheenvuorossaan Supply Chain Management in the Semiconductor Industry: Successes and Challenges miten Infineon Technologies AG käyttää hyväksi simulointia toimitusketjun eri tasoilla. Seuraavassa kuvassa (kuva 4.1) esitellään LEKA -hankkeessa muodostunut näkemys simuloinnin tarkastelutasoista toimitusverkossa. Eri tasojen yksittäiset simuloinnit eivät sulje pois muita käyttökohteita vaan useiden simulointimallien tuloksia voidaan, ja kannattaa, hyödyntää myös muilla tarkastelutasoilla. Esimerkiksi toimitusverkkojen simulointimallilla voidaan hakea optimaalista ratkaisua sopivien toimitusaikojen saamiseksi eri markkina-alueille ja malli antaa tietoa siitä mitä vaikutuksia kysynnän vaihtelulla on tuotantolaitosten toimintaan. Tätä tietoa voidaan käyttää pohjatietona alemman tason simuloinneissa tuotantolinjojen optimointiin ja kapasiteettitarkasteluihin. Yksittäisen solun simulointimallin tuottama kapasiteettitieto taas voidaan käyttää tuotantolinjojen mallien lähtötietona varmistamaan lähtötietojen todenmukaisuutta. Kuva 4.1. Simuloinnin tarkastelutasot toimitusverkossa

57 Sopivan mallinnusmenetelmän valinta on olennainen osa simulointimallin rakentamista. Toimitusverkon mallinnukseen soveltuvia menetelmiä on useita. Vuonna 2005 tehdyssä kartoituksessa listattiin neljä yleistä menetelmää toimitusketjun simulointiin: taulukkolaskentamallit, system dynamics (SD), dynaamiset tapahtumapohjaiset simulointimallit (DEDS) sekä liiketoimintapelit. Näiden lisäksi viimeisen vuosikymmenen aikana on yleistynyt myös agenttipohjainen menetelmä (agent-based modeling) jonka vahvuutena on suurten mallien sekä monimutkaisten päättelyketjujen luominen ja hallinta. Agenttipohjaisen menetelmän kasvavaa suosiota selittää myös se, että yhä useampi simulointityökalu mahdollistaa sen käytön mallinnusvälineenä. Lisäksi menetelmään liittyvien julkaisujen määrä on lisääntynyt viime vuosina huomattavasti, lisäten tietoisuutta sen hyvistä ja huonoista puolista. [Kleijnen 2005, Siebers & al. 2010] Savonia on keskittynyt tähän saakka lähinnä tapahtumapohjaiseen simulointiin (discrete-event simulation) jota käytetään laajasti tuotannon simuloinneissa mutta jota voidaan käyttää myös toimitusverkkojen simuloinnissa. Simulointiohjelmien tekninen kehitys on mahdollistanut sen, että uuden sukupolven simulointiohjelmissa voidaan käyttää useita eri simulointimenetelmiä samanaikaisesti. Simulointimalli voi siis rakentua useista eri osista jotka käyttävät eri mallinnusmenetelmiä. Eri mallinnusmenetelmien käyttö samassa simulointimallissa voi helpottaa erityisesti toimitusverkkojen simulointia. Tapahtumapohjaisen simulointimallinnuksen heikkoja puolia voidaan paikata hyödyntämällä samassa yhteydessä agenttipohjaista menetelmää. Perinteisestä tapahtumapohjaisesta simuloinnista käytetään usein nimitystä prosessipohjainen simulointi koska sen toiminta on luonteeltaan prosessinomaista ja prosessin osat passiivisia. Tapahtumapohjaisessa (prosessipohjaisessa) simuloinnissa simulointimallin kulku määräytyy ajankulun, tapahtumien ja niistä aiheutuvien prosessien perusteella. Simulointimalli aikatauluttaa kronologisessa järjestyksessä tapahtumia joista aiheutuu tiettyjä toimenpiteitä mallissa. Esimerkkinä prosessista seuraavan kuvan mukainen toiminta jossa tuote saapuu työsoluun ajanhetkellä t1. Tämä käynnistää työprosessin, joka valitsee sopivan työohjelman ja sellaisen löytyessä asettaa ohjelman ja suorittaa työn. Työn suorittamisen jälkeen tuote poistuu työpisteeltä. Toiminta on luonteeltaan passiivista ja noudattaa ennalta määrättyjä prosesseja

58 Kuva 4.2. Esimerkki prosessinomaisesta tapahtumasta tapahtumapohjaisessa simulointimallissa. Agenttipohjaisessa simuloinnissa malliin luodaan itsenäisiä agentteja, joille voidaan määritellä tavoitteita sekä toimintamalleja. Toimintaan tarvittava älykkyys ja toimintalogiikka rakennetaan niihin sisään sen sijaan että ohjaus tulisi järjestelmältä. Hankitussa AnyLogic-simulointiohjelmassa agenttien toimintamallit luodaan loogisten päättelyketjujen avulla ja niihin voidaan sisällyttää kaikki tarpeellinen tieto päätösten tekemiseksi. Agentit toimivat aktiivisesti niille määrätyssä toimintaympäristössä, ne voivat muokata toimintaansa tapahtumien perusteella, muistaa historiatietoa sekä vaihtaa informaatiota keskenään. Toimitusketjun simuloinnissa agentteja voivat olla esimerkiksi asiakkaat, työntekijät, organisaatiot tai yritykset. Kuten edellä mainittiin, agenttipohjaista toimintaa voidaan myös sisällyttää perinteiseen tapahtumapohjaiseen simulointimalliin. Siinä tapauksessa agenttien toimintaan vaikuttavat tapahtumapohjaisen simulointimallin tapahtumat ja esimerkiksi ajan kuluminen, mutta niiden toiminta perustuu omaan toimintalogiikkaan. Kun jokin tapahtuma vaikuttaa agentin toimintaan, noudattaa se parhaaksi katsomaansa tapaa sille määriteltyjen tavoitteidensa saavuttamiseen. Tämä mahdollistaa monimutkaisten toiminnallisuuksien rakentamisen ja helpottaa varsinkin ihmisiin sekä päätöksentekoon liittyvien toimintojen mallintamista. Agenttien toimintalogiikka määritetään simulointiohjelmasta riippuen eri tavalla

59 Uuden sukupolven simulointimalleissa mallinnuksen monimutkaisuutta on pyritty selkeyttämään käyttämällä graafisia elementtejä logiikan kuvaamisessa. Tämä helpottaa koodin ymmärtämistä ja toimii tiettyyn pisteeseen asti hyvin. Graafisten elementtien käytössä on kuitenkin rajoituksia, mm. monimutkaisten logiikoiden kuvauksessa, josta johtuen toimintalogiikkaa kirjoitetaan myös ohjelman sisäisellä ohjelmointikielellä (esim. Java). Kuvassa 3 on esimerkki työkone-agentille määritetystä, karkean tason toiminta / tilakartasta siten kun se AnyLogic simulointiohjelmaan mallinnettaisiin. Tilakarttaan on määritetty agentit toimintatilat ja niiden väliset riippuvuudet sekä riippuvuuksiin vaikuttavat tekijät. Kyseessä on ylemmän tason kuvaus agentin tiloista ja niiden välisistä riippuvuuksista tilamuutoksista aiheutuvat logiikkamäärittelyt kirjoitetaan muutostapahtumien alle. Kuva 4.3. Esimerkki yksittäisen agentin (koneen) toimintatiloista [Muokattu Anylogic: How to build agent based models. Field service example] Agenteille voidaan myös määrittää toimintarajat joiden avulla määritellään järjestelmän toimintaa ja esim. agentin liikkumisvapautta tai niiden kykyä kommunikoida keskenään. Toimintarajana voidaan käyttää esimerkiksi GIS (Global Information System) -pohjaista karttatietoa. [Siebers et al. 2010, Grigoryev 2012]

60 Vuonna 2002 julkaistussa DaimlerChryslerin toimitusketjun agenttipohjaista simulointia esittelevässä artikkelissa todetaan että toimitusverkon dynaaminen simulointi soveltuu hyvin toimitusverkon strategiseen ja taktiseen tarkasteluun. Artikkelissa esiteltiin agenttipohjaiseen menetelmään perustuva simulointimalli jonka avulla pyrittiin vähentämään verkoston toimitusviiveitä ja optimoimaan inventaariotasoja. Simulointimallin avulla paikallistettiin parannusmahdollisuuksia inventaariotasoissa mutta tulosten esittelyn yhteydessä todettiin että oikeiden mittareiden valinta on kriittistä simulointimallinnuksen onnistumiselle. [Wilke, 2002] 4.4 Pilottiprojektit Tutkimusalueessa suoritettiin kahdeksan pilottiprojektia seitsemässä eri yrityksessä. Osa pilottiprojekteista oli laajempia kokonaisuuksia, osa lähinnä opinnäytetyöpohjaista tutkimustyötä Tuoterakenteiden merkitys globaalissa toimitusketjussa Projektin tavoitteena oli yrityksen dokumentaatiomahdollisuuksien tunnistaminen yrityksen sisäisissä ja ulkoisissa prosesseissa. Projektissa etsittiin vastausta kysymykseen millainen on se ideaalinen dokumentaatiomalli joka sopii parhaiten massaräätälöitäville, asiakasvarioituville tuotteille. Esiselvityksenä toimi kesän 2011 aikana tehty tutkimus uusien työohjeen tekemiseen soveltuvista prosesseista ja toimintamalleista. Projektin toteutettiin ja sen aikana tehdystä tutkimustyöstä syntyi Pauli Ruotsalaisen diplomityö aiheella Tuoterakenteen ja dokumentaation merkitys kokonpantavuudessa. Kolmiulotteisen tuoteinformaation dokumentaatiomalli voisi tehostaa kokoonpano- sekä suunnitteluprosesseja hyödyntämällä olemassa olevia työkaluja ja yrityksen henkilöstön tietämystä uudella tavalla. Diplomityössä kuvattu dokumentaatiomalli voi selkeyttää palautteen antamista suunnitteluprosessin aikana luomalla edellytyksiä rinnakkaissuunnittelun käyttöönotolle. Dokumentaatiomallin avulla voidaan myös tallentaa tuotteisiin sisältyvä implisiittinen tietämys, dokumen

61 toimalla suunnitteluhistoriaa suoraan mallidataan - miksi jotain tehtiin ja miten tähän tilanteeseen tässä osan tai kokoonpanossa piirteessä päädyttiin. Kolmiulotteisen tuoteinformaation parempi hyödyntäminen kokoonpanoanimaatioiden kautta voi selkeyttää myös uusien monimutkaisten kokoonpanoprosessien oppimista, eli tehostaa implisiittisen kokemusperäisen tiedon syntymistä Globaalin toimitusketjun hallinta osana kansainvälistä kilpailukykyä Projektissa Globaali toimitusketju osana kansainvälistä kilpailukykyä tarkasteltiin globaalin toimitusketjun toimintaa päähankkijan näkökulmasta. Projektissa tutkittiin ja kehitettiin globaalin toimitusketjun tarkastelua ja hallintaa tukevaa mittaristoa mm. kirjallisuustutkimuksen avulla. Tuloksena kerättiin oleellisia mittareita, joilla voidaan mitata määriteltyjä menestystekijöitä. Rajallisista resursseista johtuen tuloksena ei kuitenkaan vielä syntynyt valmista mittaristoa/menetelmää yritykselle. Projektiin kuului olennaisena osana simulointiohjelmien kartoitus ja vertailu toimitusketjujen simulointiin soveltuvan ohjelman hankintaa varten. Vaihtoehtoisia ohjelmia oli useita ja selvitys vaati huolellista paneutumista tarvittaviin ominaisuuksiin. Ohjelman valinnan jälkeen perehdyttiin ohjelman käyttöön ja ominaisuuksiin sekä aloitettiin simulointimallin rakentaminen. Simulointimallin osalta malliin kohdistuvat vaatimukset muuttuivat useampaan otteeseen projektin aikana. Tämä johtui osittain yrityksen tarpeista, osittain siitä että ohjelma otettiin käyttöön projektin aikana ja mallinnusta rajoittavat tekijät tarkentuivat vasta ohjelman paremman tuntemuksen myötä. Simulointiohjelmat ovat yksinkertaisimmillaankin monimutkaisia ohjelmistoja joiden käyttöönotto todellisiin simulointiprojekteihin on hidasta. Valitun simulointiohjelman osalta aliarvioitiin opetteluun tarvittava aika. Syynä tähän ei ole ainoastaan uusi ohjelma vaan asiaan vaikuttaa myös se, että korkeamman tarkastelutason simulointimallit poikkeavat rakenteeltaan olennaisesti tuotannon simulointimalleista

62 Toimitusketjujen simuloinnissa on suuri määrä tietoa joka täytyy saada luettua ja hyödynnettyä simulointimallissa. Tiedon lukeminen simulointimalliin onnistuu suhteellisen helposti ohjelmiston tiedonkäsittelytyökalujen avulla. Sopivien tietorakenteiden luominen ja tiedon kääntäminen sopivaan muotoon oli kuitenkin ennakoitua hitaampaa ja haastavampaa. Projektin aikana aloitettiin simulointimallin rakentaminen. Ennakoitua suuremmista haasteista johtuen mallia ei kuitenkaan saatu projektin aikana täysin valmiiksi Toimitusverkon (tuotannon) simulointi Projekti toteutettiin vuoden 2013 aikana ja sen aikana luotiin tuotannon simulointimalli pilottiyrityksen suunnitteilla olevasta tuotantolaitoksesta. Koska kyseessä oli vasta suunnittelutasolla oleva tuotantolaitos, käytettiin lähtötietoina yrityksen olemassa olevaa tietoa linjalla käytettävistä prosesseista sekä sinne tulevasta laitteistosta ja tarvittavista resursseista. Kyseessä oli ensimmäinen toimeksianto AnyLogic simulointiohjelmalla ja tarkastelutasoltaan se sijoittui tasolle 2-3. Simulointimallin tehdastason tarkastelussa huomioitiin se, että tuotteesta riippuen linjalla käytetään yhtä viidestä eri reititysmahdollisuudesta käytännössä siis viisi tuotantolinjaa samassa tehtaassa. Mallin tarvitsemat lähtötiedot voidaan syöttää joko simulointimallin etusivun kautta tai vaihtoehtoisesti excel -tiedoston avulla. Malli rakennettiin siten että tarkastelua voidaan tarvittaessa laajentaa myöhemmin toimitusketjun ylemmille tasoille Laatujärjestelmämallin kehittäminen Projektin tavoitteena oli luoda dokumenttimalli laatukäsikirjasta metallituotteita ja kokoonpanoja valmistaville yrityksille. Dokumenttimallin tuli täyttää eurooppalaisen standardin EN ISO 9001:2008 Quality management systems - Requirements (ISO 9001:2008) / Laadunhallintajärjestelmät vaatimukset. Dokumenttimallin tavoitteena on auttaa yritysten laatujärjestelmäkehitystyötä systemaattisen laatujärjestelmän ja sen dokumentoinnin suunnittelussa ja toteutuksessa

63 Mallin apuna on käytetty lisäksi projektin aikana ns. ulkoisen tarkastuslaitoksen tarkistamaa, jo aiemmin auditoitua ja sertifioitua kohdeyrityksen yhteistyökumppanin laatujärjestelmää. Mallin kehittämisen tuloksena syntyi yksi opinnäytetyö ja se käännetään englannin kielelle kansainvälisen insinöörikoulutusohjelman opiskelijoiden OIS-projektina. Mallissa on huomioitu sen mahdollinen laajentaminen toimintajärjestelmämalliksi, jolloin rakenteeseen voidaan joustavasti lisätä myös ympäristöjärjestelmän (ISO 14001:n) ja työturvallisuusjärjestelmän (OHSAS 18001:n) vaatimukset. Projektin tuloksena on käytännönläheinen yleinen malli, jonka avulla voidaan laatia yritykselle ISO 9001-pohjainen laatukäsikirja ja liittää siihen tarvittaessa myös standardien ISO 14001:2004 ja OHSAS vaatimusten täydentämismahdollisuus. Lisäksi mallia voidaan käyttää opetustarkoituksissa Paineastiatoimittajaverkoston yhteistyön kehittäminen Projekti toteutettiin ja sen tavoitteena oli kuvata, analysoida ja kehittää yrityksen tuotteiden tuotantoprosessia tilauksesta toimitukseen. Tarkoituksena oli, että toimittajaverkosto pystyy palvelemaan omistajiaan ja asiakkaitaan hyvin, tehokkaasti ja turvaamaan kilpailukykynsä kilpailijoihin nähden. Projektin toteutus jakautui kahteen vaiheeseen. Ensimmäisessä vaiheessa Topi Piispanen teki opinnäytetyönsä aiheesta The production processes of a pressure parts manufacturer ja toisessa osassa keskityttiin pilottiyrityksen toimittajaverkoston kehittämiseen. Kehittämisosion toimenpiteisiin kuului toimintatapojen ja rajapintojen kartoitus sekä ongelmakartoitus yrityksen viiden tärkeimmän alihankkijan ja kahden päähankkijan välillä. Toimintatapojen selvityksen lisäksi verkostossa tehtiin ongelmakartoitus ja juurisyyanalyysi, jossa käytettiin kalanruototyökalua ratkaisujen löytämiseksi havaittuihin ongelmiin. Kartoitusvaiheessa kerättiin näkemyksiä ongelma- ja kehityskohdista niiden työnjohtajien ja henkilöiden kanssa jotka olivat eniten tekemisissä alihankkijoiden kanssa. Lisäksi sen aikana hahmoteltiin ja suunniteltiin selkeät prosessikaaviot kohdeyritysten ja sen alihankkijoiden välisistä prosesseista

64 Projektin aikana kerätyistä ongelma- ja kehityskohteista saatiin ratkaistua tällä tavoin 73%. Lisäksi nimettiin työryhmät selvittämään ratkaisumahdollisuuksia niille kehityskohteille joihin ei juurisyyanalyysipalavereissa löydetty ratkaisua. Esimerkkinä juurisyyanalyysin toiminnasta toimittajaverkoston kehittämisessä toimii seuraava, projektin aikana havaittu kehityskohde jossa yhden toimijan ääni saatiin kuulumaan. Verkostotoimija oli pilottiyrityksen lämpökäsittelyyn erikoistunut alihankkija. Pilottiyrityksen työnjohtajalta tuli kehitysidea, voisiko erikoislämpökäsittelyt tehdä nykyisen paikan (Lahden) sijasta Varkaudessa. Ongelmana oli, että kuljetukset Lahteen ja takaisin ovat rahallisesti kalliita sekä alati kiristyneet tuotantoaikataulut eivät jatkossa kestä kahden päivän lisäystä. Pahimmassa tapauksessa isoissa projekteissa kuljetuksia tarvitaan seitsemän kappaletta edestakaisin. Selvityksen perusteella tämä vaikuttaa negatiivisesti tuotteen läpimenoaikaan, nouseviin kuljetuskustannuksiin ja pidentyneeseen toimitusaikaan. Syyksi paljastui se, että paikallisella lämpökäsittelijällä ei ole tarvittavia laitteita vaan lähimmät sopivat laitteet löytyvät Lahdesta. Juurisyyanalyysin purkupalaverissa sovittiin että paikallinen lämpökäsittelyn työnjohtaja selvittää mitä laitteiston hankkiminen maksaisi, hinnoittelee kertahinnan, selvittää loppusijoituspaikan ja järjestää koulutuksen. Lopputuloksena oli että yrityksessä siirryttiin uuteen toimintamalliin. Edellä mainitussa esimerkissä yhden toimijan ääni saatiin kuulumaan ja ongelma ratkaistiin verkoston asiantuntijuuden avulla kun näytti siltä että muutoksesta on hyötyä. Ratkaisu vähentää tuotteen kustannuksia, läpimenoaikaa ja lisää koko verkoston toimitusvarmuutta. Projektin lopuksi järjestettiin verkostopäivät jotka jaettiin julkiseen ja yksityiseen osioon. Yksityisessä osiossa oli mukana pilottiyrityksen ja alihankkijoiden edustajat, julkisessa osiossa oli mukana myös Savonian oppilaita ja opettajia. Verkostopäivien perusteella voidaan todeta että verkostoon liittymisessä on selkeitä etuja verkostokumppaneille. Verkostossa mukana oleminen ei lisää turhaa byrokratiaa, tarjoaa alihankkijoille kanavan välittää toiveita päähankkijoiden

65 suuntaan sekä tehostaa koko verkoston toimintaa ja sitä kautta parantaa kilpailukykyä. Projektin aikana syntyi verkostokäsikirja pilottiyrityksen ja alihankkijoiden kesken. Lisäksi tuotettiin Savonialle verkostokäsikirjamalli sekä opetusmateriaalia aiheesta Toimittajaverkoston kehittäminen. Pilottiyritys koki projektin tärkeäksi toiminnalleen ja oli koko projektin ajan erittäin aktiivisesti mukana projektissa aivan yrityksen johtoa myöten. Projektin sisäisten palaverien lisäksi yrityksessä seurattiin projektin etenemistä viikoittaisilla seurantapalavereilla. Palaute projektista oli yhteistyökumppanien taholta erinomainen. Suurimmaksi hyödyksi katsottiin yhteisymmärryksen parantuminen yhteistyön rajapinnoilla sekä syntynyt verkostokäsikirja. Myös projektin aikana luotu toimintatapa ongelmien läpikäyntiin ja ratkaisemiseen yhdessä kumppanien kanssa katsottiin tärkeäksi Tuotannon simulointi linjatuotantoon sopivaksi Pilottiprojektissa luotiin laskentamalli tapaukseen varten jossa yritys muuttaa osan tuotantosoluissa tapahtuvasta tuotannostaan linjatuotantoon sopivaksi. Simulointityökalu tehtiin Microsoft Excelillä VBA -ohjelmointikielen avulla. Projektin tuloksina syntyi opinnäytetyönä laskentatyökalu jolla voidaan simuloida linjatuotantoa. Työkalua testattiin ja siitä tehtiin riittävän dynaaminen jotta sitä voidaan hyödyntää myös muiden vastaavien tuotteiden simuloinnissa. Lisäksi simulointityökalun lähtötietojen keräysvaiheessa havaittiin muita potentiaalisia kehityskohteita joiden avulla linjatuotantoa saadaan kehitettyä tehokkaammaksi Kappaletavaratuotannon automaation lisääminen Pilottiprojektissa tarkasteltiin pilottiyrityksen tuotanto- ja kuljetusautomaation lisäämistä ja toimenpiteiden kannattavuutta. Tavoitteena oli tuotteen läpimenoajan nopeuttaminen sekä lyhyemmän asiakasvaatimusten vasteajan merkitystä asiakastyytyväisyyteen

66 Projektiin liittyen toteutettiin yksi insinööritason opinnäytetyö otsikolla Developing production of printing lines sekä ylempi amkopinnäytetyö otsikolla Determining productin lot sizes and reorder points in the manufacturing of moulded fibre Six Sigma Pilottiprojektissa tutustuttiin tilastollisen laadun- ja toiminnankehittämisen menetelmään nimeltä Six Sigma. Kyseisessä menetelmässä keskitytään tilastollisen aineiston käsittelyn avulla osoittamaan, kuinka asiat vaikuttavat toisiinsa ja miten ongelmat olisivat mahdollisesti ratkaistavissa. Kyseiseen menetelmään liittyvä osaamisen taso on myös standardisoitu, jolloin osaamisen taso osoitetaan Six Sigma -vyön värin avulla. Six Sigma -osaamiseen liittyvät vyötasot ovat seuraavat: White Belt Green Belt Yellow Belt Black Belt Master Black Belt Six Sigma menetelmä perustuu DMAIC -menetelmällä tapahtuvaan systemaattiseen ongelmanratkaisuun. Kyseisessä menetelmässä määritetään ongelman juurisyy (Define), mitataan lähtötiedot systemaattisesti (Measure), suoritetaan mitatulle analyyttiselle tiedolle erilaisia analyysejä tilastollisilla menetelmillä (Analyze), kehitetään esille tulleita ongelmia, jotta tilanne korjautuisi (Improve) sekä valvotaan, ettei tilanne palaa entiseen (Control). Menetelmä on tunnettu tehokkuudestaan sekä mittavista tuloksistaan. Esimerkiksi Black Belt tason suorittamisen vaatimuksena on toteuttaa kehittämisprojekti, jonka vuosituotto tavoitteena on Projektin pääasiallisena toteuttajana toimi TKI-asiantuntija Juhani Niiranen, joka osoitti saavuttaneensa Green Belt -osaamistason osallistumalla kyseiseen koulutukseen ja suorittamalla osaamistason vaativan Green Belt -projektin. Tämä projekti toimi myös Leka-hankkeen pilottiprojektina tilastollisen kehittämisen osalta. Projektissa toteutettiin DMAIC-projekti kohdeyrityksen tiettyjen tuotteiden toimitusvarmuuden parantamiseksi. Työ aloitettiin tutustumalla kyseisten tuotteiden valmistusketjuun sekä kirjaamalla ylös mahdol

67 liset seikat, jotka toiminnan tasoon oleellisesti vaikuttavat. Kyseisiin seikkoihin pyrittiin lisäksi löytämään numeeriset seurantatiedot, jotta voitiin numeerisesti mitata kehittämistyön tarvetta ja tuloksia. Näistä saatiin muodostettua tiedonkeruu suunnitelma. Määrittelyvaiheen jälkeen toteutettiin tiedonkeräys tiedonkeruu suunnitelman mukaisesti. Tuloksena saatiin runsaasti tietoa mm. asiakkaan tilauskäytänteistä, yrityksen tilauskäsittelystä, tilausten siirrosta tuotantoon sekä tuotannon läpimenosta. Tiedot kerättiin selkeisiin taulukoihin, joista ne voitiin kopioida tiedonkäsittelyssä käytettävään Minitab -ohjelmaan. Toinen käyttökelpoinen, office -ohjelmiin integroituva ohjelmisto olisi QI Macros. Tietoa käsiteltiin erilaisilla Minitab -sovelluksen työkaluilla. Analyysivaiheen avulla päädyttiin tulokseen, jossa ongelmaksi muodostui puutteellinen toiminnan- ja tuotannonohjaus. Tuotteiden läpimenoaika oli moninkertainen verrattuna tilauksille vaadittuun toimitusaikaan, joten siitä seuraa usein viivästyksiä. Ongelman ratkaisuksi ehdotettiin Kanban-järjestelmää komponenttien varastointiin. Yritys ei ole vielä ottanut ehdotusta käyttöön, mutta se sisältyy heidän suunnitteleman kehittämishankkeen sisältöön. Pilottiprojekti toi lisää Six Sigma osaamista Pohjois-savon alueelle sekä osoitti, miten PK-yrityskin voi hyödyttää systemaattista ongelmanratkaisua. Projektin jälkeen alueen yritykset ovat olleet erityisen kiinnostuneita Six Sigma osaamisesta ja yritysten edustajia on osallistunut alueella järjestettyihin koulutuksiin. Projekti toi osaamista myös Savonia-ammattikorkeakoululle. Projekti osoitti myös selkeästi sen, kuinka väärä kuva yrityksen toimijoilla voi olla ongelmien varsinaisista juurisyistä. Tässäkin tapauksessa yrityksen edustajat arvelivat viivästysten syyksi muun muassa alihankinnan työvaiheita sekä materiaalitoimituksista aiheutuneita viivästyksiä. Tutkimuksessa kuitenkin osoitettiin, ettei kyseisillä asioilla ollut viivästyttävää merkitystä. 4.5 Tunnustukset Tutkimusalueen toteutus toimi organisaation osalta LEKA-hankkeen toimintamallin mukaisesti vastaamalla yritysten kanssa suunnitellun

68 tutkimusprojektin toteuttamisesta ja tarvittaessa ulkopuolisen osaamisen hankkimisella yhteistyöyliopistoista. Tutkimusalueella toteutettiin useita opinnäytetöitä ja opiskelijat osallistuivat tutkimusprojekteihin. Seuraavassa on kuvattu lyhyesti tutkimukseen ja pilottiprojektien toteutukseen osallistuneet henkilöt ja heidän roolinsa projektien toteutuksessa: Antti Alonen, tutkimusalueen ja osaprojektien vetäminen Jussi Halme, asiantuntija, TTY, kirjallisuustutkimuksen kirjoittaminen Mikko Mattila, asiantuntija, Aalto yliopisto Kai Kärkkäinen, asiantuntija Petteri Heino, asiantuntija, osaprojektien vetäminen Jarmo Pyysalo, asiantuntija Juhani Niiranen, asiantuntija, osaprojektin toteutus Pauli Ruotsalainen, projekti-insinööri, diplomityö, osaprojektin toteutus Teuvo Heikkinen, projekti-insinööri, osaprojektin toteutus Topi Piispanen, projekti-insinööri, osaprojektin toteutus Veronika Pepoeva, opinnäytetyö, osaprojektin toteutus Matti Kinnunen, opinnäytetyö, osaprojektin toteutus Ville Hämäläinen, opinnäytetyö, osaprojektin toteutus Jari Pietiläinen, opinnäytetyö, osaprojektin toteutus 4.6 Osaamisen, tiedon ja kokemuksen levittäminen Tutkimusalueella syntyi useita opinnäytetöitä projektien yhteydessä. Pilottiprojekteja ja niiden tuloksia esiteltiin esimerkiksi alihankintamessuilla ja LEKA-hankkeen järjestämien seminaarien yhteydessä. Tutkimuksen tuloksia on julkaistu myös LEKA:n Wikispace ympäristössä josta löytyy mm. kirjallisuustutkimus toimitusverkon suorituskyvyn mittaukseen liittyen, tuoterakenteisiin liittyvä diplomityö sekä verkostokäsikirjamateriaali

69 Väylä Opinnäytetyöt (insinööri, amk) Opinnäytetyöt (ylempi amk) Diplomityöt Muut julkaisut Kpl Lisätietoja Piispanen, T.2012, The production processes of a pressure parts manufacturer Pietiläinen, J.2012, Developing productivity of printing lines Pepoeva, V.2014, Production system simulation: Calculation model for local and line production systems Kinnunen M.2014, Laatu- ja toimintajärjestelmämalli metallituoteyrityksille Hämäläinen, V.2013, Determining Production Lot Sizes and Reorder Points in the Manufacturing of Moulded Fibre Ruotsalainen P.2012, Tuoterakenteen ja dokumentaation merkitys kokoonpantavuudessa Halme J. 2012, Global supply chain management and performance measurement, literacy review 4.7 Yhteenveto Tutkimusalueella tutkittiin globaalin toimitusketjun hallintaan soveltuvia menetelmiä painottuen erityisesti simulointiin ja mittaukseen. Asiat liittyvät olennaisesti toisiinsa, sillä simulointimalli ei voi tuottaa oikeanlaista tulostietoa mikäli sen käyttämät mittarit ovat erilaisia kuin tarkastelun alla olevassa järjestelmässä. Mittariston yhteensopivuuteen vaikuttaa myös se, minkä tarkastelutason mallista on kyse ja mikä on simulointimallin tarkoitus. Tutkimusalueen yhtenä tavoitteena oli lisätä tietämystä globaalin toimitusverkon hallinta- ja mittausmenetelmistä. Toimitusketjun suorituskyvyn mittausta selvitettiin kirjallisuustutkimuksessa jonka lisäksi perehdyttiin A-NET hankkeen tuloksiin ketteryyden ja joustavuuden mittauksen ja määrittelyn osalta

70 Projektin aikana toteutui muutama ennakoitu riski. Markkinatilanteesta ja sekä Savonian että yhteistyöyritysten resurssirajoitteista johtuen useamman pilottiprojektin toteutusaikataulu muuttui suunnitellusta. Tämä ei kuitenkaan vaikuttanut projektien lopputuloksiin merkittävissä määrin. Asia nousi esille myös yrityskumppanien osalta. Kerätyssä palautteessa nostettiin esille se, että tämänkaltaiseen kehitystyöhön osallistuvan yrityksen tulee varmistaa riittävä henkilöresurssi projektin onnistumisen varmistamiseksi. Laajemmat projektit vaativat käytännössä kokoaikaisen työntekijän tekemään selvitystyötä ja kokoamaan selvitettyjä asioita selkeiksi kokonaisuuksiksi. Simuloinnin osalta tutkimustyö jäi vielä hieman kesken. Hankkeen aikana suoritettu ohjelmistojen kartoitus ja vertailu oli ennakoitua haastavampaa. Tarjolla on useita ohjelmistoja simulointia varten joista kaikilla on omat hyvät ja huonot puolensa. Ohjelmien vertailussa ja selvitystyössä hyödynnettiin Savonian ja PKAMK:n ISAT-yhteistyötä heillä käytössä olevan SIMUL8-simulointiohjelman osalta. Valitun ohjelman tuli soveltua hyvin toimitusketjun simulointiin halutuilla mallinnusmenetelmillä sekä olla hintaluokaltaan ja ominaisuuksiltaan sellainen että myös alueen pk-yritykset voivat sitä hyödyntää. Tältä osin onnistuttiin hyvin, sillä valittu ohjelma osoittautui toimivaksi ratkaisuksi toimitusverkkojen ja tuotannon simulointia varten. Saatujen kokemusten perusteella Savonia päätyi hankkimaan kyseisen simulointiohjelman myös opetuskäyttöä varten. Hankkeen aikana tehtyjen simulointimallien osalta todettiin että eri tarkastelutasojen simulointimallien linkitys onnistuu ongelmitta saman ohjelman sisällä. Eri ohjelmien väliset linkitykset ovat teknisesti mahdollisia mutta ohjelmista ja niiden rajapinnoista riippuen työläämpiä toteuttaa. Tutkimusalueella syntyi opinnäytetöiden ohessa myös runsaasti opetusmateriaalia mm. laadunhallintaan ja verkostoyhteistyöhön liittyen

71 4.8 Lähteet Jussi Halme, Global supply chain management and performance measurement, literature review, 2012 Majuri M A-NET tutkimushankkeen tuloksia: Ketterän verkoston työkalut. Viksusti verkostossa seminaari, Majuri M., Perälä T., Pesonen J., Tuokko R A-NET Vision, Mapping and Managing of Capabilities in Supply Networks. Final Report Melnyk S.A., Stewart D.M., Swink M Metrics and performance measurement in operations management: dealing with the metrics maze. Journal of Operations Management 22(3): Stadtler H., Kilger C Supply chain management and advanced planning. Concepts, Models, Software and Case studies. 4th ed. Springer-Verlag, Berlin, Germany. Kleijnen, J.P.C. (2005) Supply chain simulation tools and techniques: a survey, International Journal of Simulation & Process Modelling, Vol. 1, Nos. 1/2, pp Heilala J. 1999, Use of simulation in manufacturing and logistics systems planning Siebers PO, Macal CM, Garnett J, Buxton D and Pidd M (2010) Discrete-Event Simulation is Dead, Long Live Agent-Based Simulation!. Journal of Simulation, 4(3) pp Wilke, J. 2002, Using agent-based simulation to analyze supply chain value and performance. In: Supply Chain World Conference and Exposition, New Orleans p Grigoryev I., 2012, AnyLogic 6 in Three Days, First edition, Anylogic North America

72 5 Digitaaliset työkalut ja menetelmät toimitusverkostossa Antti Alonen, Esa Hietikko, Kai Kärkkäinen ja Riku Meklin 5.1 Johdanto Digitaaliset tuotannon ja tuotekehityksen työkalut ja menetelmät muodostavat nykyisin kriittisen osan tuotantoyritysten toiminnassa. Työkalujen ja menetelmien tuntemus, hallinta ja hyödyntäminen ovat usein ratkaisevia, kilpailukykyä ylläpitäviä tekijöitä kiristyvillä, globaaleilla markkinoilla. Digitaalisuutta tarvitaan kaikilla yrityksen toiminnan osa-alueilla mutta erityisesti tuotantoon ja tuotekehitykseen liittyvissä toiminnoissa kehitys digitaalisuuden osalta on ollut viime vuosikymmeninä nopeaa. Erityisen selkeästi digitaalisuuden hyödyt tulevat esille silloin, kun sitä voidaan hyödyntää yritysten sisäisten toimintojen lisäksi yritysten välisessä kommunikaatiossa. Toimitusverkoston tehokkuus voidaan tällöin virittää entistä korkeammalle tasolle. Myös osaamisen kehittämisessä digitaalisuus on vahva vaikuttaja. Sekä tutkintoon johtavassa että täydennyskoulutuksessa on nykyisin välttämättä hyödynnettävä digitaalisuutta sekä itse oppimisprosessissa että opittavien asioiden osalta. Tämän tutkimusalueen alle on kerätty digitaaliseen koneenrakennukseen ja ohjelmistotyökaluihin liittyviä pilottiprojekteja joita ei ole suoraan voitu luokitella muiden tutkimusalueiden alle. Taulukko 5.1. Pilottiprojektit. PILOTTIYRITYS PROJEKTIT TAVOITTEET Savonia Savonia A B 1 kpl 1 kpl 1 kpl 1 kpl SavoniaBikeFactory virtuaalinen oppimisympäristö Pinnoituksen simulointi Tiedonsiirto toiminnanohjausjärjestelmien rajapinnassa (ERP-ERP) Kattilasuunnittelun ohjeistukset

73 5.2 Pilottiprojektit SavoniaBikeFactory Virtuaalisia oppimisympäristöjä on hyödynnetty useissa yhteyksissä vuosien mittaan. Monet ympäristöistä ovat pohjautuneet simulointimenetelmiin, joiden avulla kyetään rakentamaan hyvin todellisuutta vastaavia oppimistilanteita. Tehdasympäristön kuvaaminen simulaatiomallilla on kuitenkin haastava tehtävä sen monimutkaisuuden takia. Haastavuutta lisää se, että toimintaan liittyy hyvin paljon epävarmuustekijöitä ja toimintaprosessit sisältävät paljon inhimillistä toimintaa, jonka mallintaminen on haasteellista. Savonia-ammattikorkeakoululla on perinteitä moottoripyörän käytöstä oppimisen tukena. Tämä sai alkunsa, kun kone- ja tuotantotekniikan koulutusohjelmassa pohdittiin tuotetta, jonka avulla koneinsinöörien pirstaleiseen opetussuunnitelmaan saataisiin kokonaisuuden yhteen nivova tuote. Valinta kohdistui moottoripyörään, koska sen rakenne on riittävän yksinkertainen tarjoten kuitenkin riittäviä haasteita. Toisaalta se on myös nuoria kiinnostava kohde. Tämän ajatuksen pohjalta käynnistyi kehitysprojekti vuonna Hankkeen tavoitteena oli rakentaa moottoripyörän prototyyppi (Savonia Chopper, kuva 5.1) testaten samalla joitakin pilottiopintojaksoja, jotka oli rakennettu sen ympärille. Esimerkiksi mekaniikan opintojaksossa opiskelijoiden piti suorittaa laskelmia moottoripyörän jarrujärjestelmän mitoittamiseksi. Projekti sai jatkoa vuonna 2009, kun uuden moottoripyörämallin suunnittelu alkoi. Katupyörä StreetBee oli esillä mp-messuilla vuonna Kuva 5.1. Savonia Chopper

74 Moottoripyörien myötä kone- ja tuotantotekniikan koulutusohjelman opetus on kehittynyt kohden laajempaa kokonaisuuden hallintaa. Ei riitä, että koneinsinööri ymmärtää moottoripyörän toiminnan ja rakenteen. Hänen on ymmärrettävä myös kuinka moottoripyörä voidaan valmistaa. Tästä lähtökohdasta moottoripyörän ympärille on kehitetty myös kuvitteellista tehdaskokonaisuutta, jota tässä dokumentissa kuvataan. Tekniikan opetus ja oppiminen ovat haastava tehtävä, koska kehitys alalla kulkee huimaa vauhtia eteenpäin. Tämän vuoksi opetussuunnitelmia joudutaan kehittämään jatkuvasti. Opittavan aineksen määrä lisääntyy samalla kun opetuksen kontaktitunnit vähenevät. Pedagogit ovat kehittäneet useita oppimisteorioita ongelman ratkaisemiseksi. Ehkä tunnetuimmat menetelmistä ovat Kolbin kehä (kuva 5.2) ja Project based Learning (PBL). Kuva 5.2. Kolben kehä. Perinteinen luento-opetus on esimerkki passiivisesta oppimistyylistä, jossa opiskelijat kuuntelevat ja tekevät muistiinpanoja, mutta eivät yleensä osallistu aktiivisesti oppimistapahtumaan. Projektioppiminen sen sijaan edellyttää opiskelijoilta aktiivista ja vastuullisempaa roolia. Projekteissa työskentely edellyttää opiskelijoilta laajempaa näkemystä omasta ammatistaan sekä kykyä kommunikointiin ja tiimityöskente

75 lyyn. Heidän on myös kyettävä toimimaan monialaisesti ja integroimaan useassa opintojaksossa hankittua osaamista kokonaisuuden eteenpäin viemiseksi. Pilottiprojektin aikana SavoniaBikefactory:n toiminta kuvattiin IFS toiminnanohjausjärjestelmässä. Kuvauksen lähtötietoina olivat suunnittelun tuottama rakennekuvaus sekä tuotannon simulaatiomalli. Massaräätälöinnin periaatteita noudattaen asiakkaalle tarjotaan moottoripyörästä tiettyjä konfiguroitavia ominaisuuksia, jotka toteutuvat ennalta suunnitelluilla moduuleilla ja nimikkeillä. SavoniaBikefactoryn tuotantomuodoksi valittiin Assembly To Order (ATO), jolloin tilauksen kytkeytymispistettä saatiin siirrettyä lähelle asiakasta. Tuotannonohjauksen filosofia perustuu tuotantovauhtiohjaukseen, joka nojaa ERP:n MRP-laskentamalliin: reititystietojen pohjalta lasketaan vaiheiden aloitusajankohdat, ja kuhunkin vaiheeseen sidottujen osien tulee olla käytettävissä vaiheen alkaessa, onpa kyseessä osto- tai valmistettava nimike. IFSin käyttöönoton ensimmäisessä vaiheessa määritettiin tuoterakenne ja nimikkeet sekä tuotannon vaiheet ja niiden kytkentä. Kuva 5.3. Moottoripyörän rakenteen ja tuotannon vaiheiden kytkentä

76 Kokoonpanolinjan vaiheistus sisältää kuusi kokoonpanovaihetta. Taka- ja etuhaarukan asennus ja sähkövarustelua edeltää setitys, joka tulee olla valmis ennen varsinaista kokoonpanovaihetta. Setityksellä tarkoitetaan kokoonpanolinjalla tarvittavan nimikkeistön kasaamista esim. siirreltävään hyllykköön. Setitystä varten IFSiin perustettiin valmistettava koontinimike, mikä mahdollistaa oikea-aikaisen setityksen. Nimikkeiden ja vaiheistuksen kytkennällä saavutetaan se, että nimike ohjautuu järjestelmässä kullekin setitys ja kokoonpanovaiheelle oikeaaikaisesti. Periaatteessa koko tuotantolinjaa voitaisi ohjata yhdellä vaiheella, ERPin MRP ajo pyytäsi kaikki nimikkeet jo valmistuksen alkaessa. Tämä aiheuttaisi turhaa varastointia ja vaihto-omaisuuden kasvua. Tämä esimerkki perustuu siihen, että SBF on kokoonpanotehdas ts. kaikki tarvittavat alikokoonpanot ja komponentit ovat tilausnimikkeitä. ERPin näkökulmasta valmistettava tuote valmistetaan varastoon, josta se toimitetaan. Valmistettava moottoripyörä on kuitenkin tilausohjautuva ts. niitä ei etukäteen valmisteta varastoon vaan uusi tilaus aiheuttaa järjestelmässä uuden valmistustilauksen. Kokoonpanolinja koostuu kuudesta vaiheesta, joiden kesto tasoitettu neljäksi tunniksi. Eli kahdessa vuorossa SBF:stä valmistuu 4 moottoripyörää päivässä ja 880 moottoripyörää vuodessa. Setitykset eivät vaikuta kokoonpanolinjan tahtiaikaan. SavoniaBikefactory:n suunnittelunimike voidaan siirtää suoraan SolidWorks-suunnitteluohjelmistosta IFS toiminnanohjausjärjestelmään. Tuotetietoja hallitaan SolidWorks Enterprise PDM sovelluksella, joka varmistaa sen, että SBF:n henkilökunnalla on aina käytettävissä suunnitellun tuotteen/osan viimeisin versio mallista ja piirustuksesta. Kuvauksen lähtötietoina ovat suunnittelun tuottama 3D-mallit, piirustukset/työnkuvat ja mahdolliset kokoonpanot tai alikokoonpanot. ERP:iin siirtovaihe sisältää kaksi vaihtoehtoa: Yksittäisen nimikkeen siirto Tuoterakenteen siirto IFS:n puolelle siirretty rakenne, jossa on komponentteja, sisältää siirron jälkeen vain valmistusnimikkeitä. IFS:n rakenne vaatii oikein toimiakseen alimman rakennetason komponenteiksi ostonimikkeen

77 Perustetun rakenteen alimpien tasojen alle on vielä avattava ostonimikkeet, mistä kyseiset rakenteen mukaiset komponentit valmistetaan. IFS on järeä toiminnanohjausjärjestelmä, jonka lisäksi SBF:n tuotannon ohjausta hoidetaan kevyemmällä ja lähinnä hienokuormituksen hallintaan tarkoitetulla Delfoi Planner Lite -sovelluksella. Se on visuaalinen ja helppokäyttöinen työväline jokapäiväiseen tuotannonohjaukseen. Kuten yleensäkin järjestelmän käyttöönotto vaatii suuren määrän syöttötietoja toimiakseen. Koska kyseinen työ on käytännössä kertaluontoinen voi järjestelmän käyttö olla nopeasti hyvinkin tehokasta. SavoniaBikeFactoryn oppimisympäristön keskuksen muodostaa wikisivusto ( jota päivitetään jatkuvasti uusien aikaansaannosten ilmestyessä. Oppimisympäristöön kuuluvat edellä mainitut tietojärjestelmät: SolidWorks 3D-suunnitteluohjelmisto SolidWorks Enterprise PDM tuotetiedon hallintajärjestelmä IFS-toiminnanohjausjärjestelmä Delfoi Planner Lite -tuotannonohjausjärjestelmä Tehtaan simulointimalli Moodle -oppimisympäristö Kokonaisvaltaisen virtuaalisen oppimisympäristön käyttö on osoittautunut tehokkaaksi tavaksi parantaa oppimistuloksia. Opiskelija saavat paremmat valmiudet osallistua jo opintojensa aikana ylemmillä vuosikursseilla yritysten toimeksiantojen perusteella toteutettaviin projektiopintoihin ja edelleen nopeamman perehtymisen työelämään valmistumisen jälkeen. Opiskelijat tottuvat myös toimimaan oman alansa edustajana monialaisissa yhteisöissä. Jatkossa ympäristöä tullaan edelleen kehittämään kattamaan laajempia tuotantoyrityksen toimintoja mukaan lukien sen toimitusverkosto Tiedonsiirto toiminnanohjausjärjestelmien rajapinnassa (ERP- ERP) Pilottiprojektissa tutkittiin ja kehitettiin tuote- ja tilaustiedon siirtoa päähankkijan ja alihankkijan välillä. Tavoitteena oli rakentaa automaattinen järjestelmä, jonka avulla saadaan vähennettyä tilausten vastaanottoon sisältyvää manuaalista työtä sekä tuotua esiin tilauksissa tapahtuvat virheet varmasti ja nopeasti. Tämä vaatii luonnollisesti sen,

78 että järjestelmä kykenee siirtämään tietoa eri toiminnanohjausjärjestelmien välillä. Järjestelmä oli tarkoitus suunnitella geneeriseksi siten, että se toimisi myös muiden kuin pilottiprojektissa käytettyjen erp -järjestelmien välillä. Tutkimustavoitteiksi määriteltiin mm. seuraavia asioita: alihankkijan valmistukseen tarvitsemien tietojen määrittely tietojen muuttaminen yhtenevään muotoon ja nimeämiskäytäntöjen standardisoiminen rajapinnan teknisten mahdollisuuksien määrittäminen tiedonsiirron testaus ensin yhteen ja myöhemmin kahteen suuntaan tiedonsiirron automatisointi Ensimmäisenä tutkimushaasteena projektissa oli siirrettävän tiedon määrittely. Mikä tieto on sellaista jonka täytyy siirtyä järjestelmien välillä ja mitä ongelmia tiedonsiirrossa nykyisillä tavoilla on havaittu. Siirrettäväksi tiedoksi määriteltiin ostotilaukset ja niiden osalta seuraavat tietokentät: Tarjous/viite Ostotilaus Toimitusosoite Viitteemme Rivitiedot Tilauksessa voi olla useita tuotteita joiden tiedot on eritelty riveillä Nro: nimikenumero Rev: revisionumero Toimituspäivä Määrä Yksikköhinta Määrittelyvaiheessa havaittiin lukuisia ongelmia joista poimittiin sellaiset joiden korjaamisen katsottiin olevan mahdollista ja tuottavan selkeää hyötyä yrityksille. Yksi tällaisista ongelmista on piirustusten versiointi. Mahdollisiin tiedonsiirtotapoihin perehtymisen jälkeen valittiin lähestymistavaksi erillinen välittäjäohjelma, joka käy noutamassa tiedon toisesta järjestelmästä, mahdollistaa tiedon muokkauksen, hälytykset, yms. jonka jälkeen tieto voidaan joko automaattisesti tai manuaalisesti

79 siirtää toiseen järjestelmään. Lähestymistapa valittiin sen mukaisesti että se olisi mahdollisimman helppo yleistää myös muihin järjestelmiin. Välittäjäohjelma sijaitsee alihankkijan koneella ja tieto siirtyy alkuvaiheessa yksisuuntaisesti päähankkijan järjestelmästä alihankkijan järjestelmään. Ohjelmasta pyrittiin tekemään modulaarinen siten, että siihen olisi helppo rakentaa lisämoduuleita joiden avulla tietoa voidaan noutaa ja viedä erilaisiin ERP-järjestelmiin. Tämän suhteen tehtiin kompromissi siten, että ohjelmaa rakentaessa pyrittiin luomaan modulaarinen ohjelmarakenne, mutta vain mikäli se ei vaarantanut pilottiprojektin onnistumista. Tutkimustyössä perehdyttiin IFS:n ja Lemonsoftin rajapintaominaisuuksiin ja mahdollisiin ohjelmointitekniikoihin. Lisäksi tehtiin alustava versio välittäjäohjelmasta ja siihen rakennettiin erilaisia rajapintaominaisuuksia ERP-järjestelmiin kytkeytymistä varten. Pilottiprojektin kohteena oli yritys, jolla on käytössä Lemonsoft erpjärjestelmä. Kyseinen yritys on erään päätoimittajan alihankkija. Tietoa alihankkijan Lemonsoft-järjestelmään noudetaan päätoimittajan IFS-järjestelmästä, johon on rakennettu oma rajapinta toimittajaverkkoa varten. Tämä rajapinta toimi pilottiprojektin tapauksessa tietolähteenä. Rajapinta eroaa puhtaasta IFS-järjestelmästä mm. kenttien nimien osalta, mutta toiminnan periaate säilyy samana. Pilottiprojektin selvitysvaiheen perusteella tarpeita olivat: Automaattinen uusien tilaus-, tilausrivi- ja nimikepohjien täyttö normaali ja jonotilauksilla Automaattinen tilaus- ja tilausrivimuutoksien päivitys Automaattinen nimike revisioiden ja piirustusten päivitys Asiakkaalle lähetettävät tilausvahvistukset ja muutospyynnöt Lemonsoftista / välittäjäohjelman käyttöliittymästä Rajapintojen puutteista johtuen tilausvahvistuksia ja muutospyyntöjä ei voitu toteuttaa, eikä uusia nimikepiirustuksia ladata. Piirustusten metadatan puutteista johtuen revisioiden päivitystä ei voitu toteuttaa automaattisena. Pilottiprojektissa automaattinen tilaus- ja tilausrivipäivitys koodattiin valmiiksi, mutta testausvaiheen kiireellisyydestä johtuen vain uusien normaali- ja jonotilauksien, tilausrivien ja nimikkeiden luominen otettiin käyttöön

80 Pilottiprojektissa siirretään tilaustietoa normaalien ostotilauksien lisäksi vuositilauksista muodostuvista jonotilauksista. Vuositilaukset ovat yleinen ostotilaustapa toimia päähankkija-alihankkijaketjussa. Jonotilaukset ovat nopeammassa tahdissa tapahtuvia tilauksia, jotka ovat päähankkijalla sidottuja tietyn tuotteen tiettyyn vaiheeseen. Nämä tilaukset täytyy toimittaa toimituspäivämääränä. Päähankkijalla on käytössä vuositilaus, joka sisältää kaikki kyseisen vuoden jonotilausosat. Alihankkijalla on käytössä viikkojonotilaukset, joiden toimituspäivämäärä on aina kyseisen viikon torstai. Viikkojonotilaus koostuu niistä päähankkijan jonotilausosista, joilla on sama toimituspäivämäärä. Alihankkijan viikkotilauksen sisällä jonotilausosat ryhmitellään lisäksi nimikenumeron perusteella koosteriveiksi. Jonotilauksilla esiintyvien tuotteiden täytyy olla alihankkijalla tiedossa ainakin kuukautta aiemmin, jotta tuoterakenne saadaan tehtyä kuntoon. Nimikemäärät koosteriveillä sen sijaan voivat muuttua vielä saman viikon aikanakin. Viikkotilauksen osat toimitetaan aina toimituspäivämääränä. Normaalitilauksissa tilausnimike ei ole välttämättä tiedossa etukäteen ja toimitusajat ovat pidempiä (Suunniteltu toimituspäivämäärä). Siirrettäväksi tiedoksi määriteltiin seuraavat tietokentät: Normaalitilauksilla: Ostotilauksen numero Tilauksen päivämäärä Viite Yhteyshenkilö (Tilauksen tekijä) Paikkakuntakohtainen asiakasnumero Rivitiedot Rivinumero Positionumero Suunniteltu toimituspäivämäärä Nimikenumero Nimikekuvaus Nimikekuvaus2 Nimikerevisio Yksikköhinta Yksikköhinnan yksikkö

81 Kappalemäärä Tilausrivin yksikkö Kiinteinä asetuksissa määriteltävinä tietoina: Paikkakuntakohtaisia viitetietoja vastaavat asiakasnumerot Asiakkaan yhteyshenkilö Jonotilauksilla: Tilausnumero Toimituspäivämäärä Jonotilauksen rivitiedot Toimituspäivämäärä Nimikenumero Nimikerevisio Nimikemäärä Yksikkö Kiinteinä asetuksissa määriteltävinä tilaustietoina: Asiakkaan yhteyshenkilö Merkki Jono Jonotilauksilla aina sama asiakasnumero Välittäjäsovellus koostuu ajettavasta konsolisovelluksesta sekä webpohjaisesta käyttöliittymästä. Lisäksi sovellus käyttää paikallista SQLtietokantaa tilausnumerovastaavuus-, loki- ja asetustietojen säilyttämiseen. Sovellus hakee avoimet tilaukset päätoimittajan järjestelmästä ja vertaa niiden sisältämiä tilaus-, tilausrivi-, sekä nimiketietoja alihankkijan erp -järjestelmän tietoihin. Vertailun yhteydessä sovellus päivittää tilauksissa tapahtuneet muutokset alihankkijan erp -järjestelmään ja lähettää sähköpostin käyttäjälle muutoksen laadusta riippuen. Muutokset ja mahdolliset virhehavainnot kirjataan paikalliseen tietokantaan josta web-käyttöliittymä hakee käyttäjälle näytettävät tiedot. Sovelluksen web-käyttöliittymä sisältää neljä sivua: ohjelman loki-, tuote- ja tilausmuutostiedot sekä ohjelman asetussivun. Ohjelmaloki sisältää lokimerkinnät tilaustiedoissa tapahtuneista muutoksista, sekä ohjelman suorituksessa tapahtuneista virheistä. Tuote ja tilausmuutos sivut sisältävät tarkemmat tiedot tuotteessa tai tilauksessa tapahtuneista muutoksista

82 Asetus-sivulta voidaan käynnistää ohjelma, tai muuttaa ohjelman asetuksia, kuten asiakkaan nimeä tai kuvakansiota, sekä ottaa sähköposti-ilmoitukset käyttöön. Asetussivulla on myös näkyvissä ohjelman tila (Käynnissä tai Ei käynnissä). Kuva 5.4. Välittäjä-ohjelman toimintarakenne Pinnoituksen simulointi Pinnoituksen simulointi LEKA-hankkeessa on toteutettu osana Pinnoitustekniikan investointi- ja kehittämishanketta ja aiheesta on tehty samanaikaisesti väitöskirjatyötä Itä-Suomen yliopiston Sovelletun fysiikan laitokselle. Tutkimus alkoi lokakuussa 2011 laajalla kirjallisuusselvityksellä, joka kattoi myös patentit. Selvityksen perusteella pinnoitusprosesseja oli mallinnettu melko paljon, mutta aiempi tutkimus rajoittui lähinnä tiettyihin prosesseihin ja pinnoitemateriaaleihin. Teollisen mittakaavan sovelluksissa ja pinnoituslaitteistojen kehitystyössä mallinnusta oli käytetty huomattavasti harvemmin. Selvityksessä ei löytynyt aiempia tutkimuksia Savonia-amk:n pinnoituslaboratoriossa kehitettyyn uuteen allasjärjestelyyn liittyen. Luonteva valinta mallinnustyökaluksi oli COMSOL Multiphysics, johon Itä-Suomen yliopistolla oli laaja lisenssi ja ohjelma oli lisäksi ennestään tuttu työn suorittajalle. Lisenssiä täydennettiin yhdellä uudella moduulilla, joka on tarkoitettu erityisesti pinnoitusprosessien simulointiin. Varsinainen mallinnustyö aloitettiin alkuvuodesta Malli rakennettiin kuvaamaan kromi(iii)-pinnoitusprosessin fysiikkaa ja kemiaa, mutta se on muunnettavissa myös muille materiaaleille

83 Mallia on hyödynnetty uuden allasgeometrian kehitystyössä ja sen avulla on osoitettu allasjärjestelyn toimivuus sekä haettu parannuksia geometriaan. Kesän ja syksyn 2012 aikana mallia on täydennetty yhdistämällä siihen kokeellista dataa ja nestevirtausten vaikutus pinnoitusprosessiin. Kesällä 2012 lähetettiin konferenssiabstrakti allasjärjestelyjen mallinnustuloksista kansainvälistä pinnoitusalan konferenssia (Interfinish 2012) varten ja abstrakti hyväksyttiin konferenssin ohjelmaan suullisena esityksenä. Konferenssi järjestettiin marraskuussa 2012 Milanossa ja konferenssiesityksen laatimiseen käytettiin paljon aikaa syksyllä. Konferenssin jälkeen abstrakti laajennettiin kokopitkäksi artikkeliksi, joka on lähetetty julkaistavaksi Electrochimica Acta -lehden erikoisnumeroon. Alkuvuodesta 2013 tutkimuksen päätavoitteena on ollut mallinnustulosten verifiointi vertaamalla mallinnustulosten ja kokeellisten tulosten vastaavuutta eri allasgeometrioissa Kattilasuunnittelun ohjeistukset Projekti sisälsi suunnitteluohjeiden laadintaa, ohjeiden laadintaprosessin kehittämistä ja sen käyttöönottoa sekä ohjeiden muutostenhallintaa. Tutkimukseen osallistui LEKA -henkilöstön lisäksi opiskelijoita. Tutkimustyö tehtiin pääosin opiskelijoiden ja opinnäytetöiden avulla. Työkohteiden esiselvitystyö tehtiin Savonian konealan tuotannon projekti -kurssilla. Esiselvitystyössä Savonian opiskelijat keräsivät ja dokumentoivat työkohteiden teknistä sisältöä ja kartoittivat tarpeita. Esiselvitystyön tulosten perusteella jaettiin työpaketeille tarvittavat resurssit ja muodostettiin tarkemmat toteutussuunnitelmat. Tuloksena syntyi kaksi opinnäytetyötä. 5.3 Tunnustukset Tutkimusalueen toteutus toimi organisaation osalta LEKA -hankkeen toimintamallin mukaisesti vastaamalla yritysten kanssa suunnitellun tutkimusprojektin toteuttamisesta ja tarvittaessa ulkopuolisen osaamisen hankkimisella yhteistyöyliopistoista. Tutkimusalueella toteutettiin useita opinnäytetöitä ja opiskelijat osallistuivat tutkimusprojekteihin. Seuraavassa on kuvattu lyhyesti tutkimukseen ja pilottiprojektien toteutukseen osallistuneet henkilöt ja heidän roolinsa projektien toteutuksessa:

84 Antti Alonen, tutkimusalueen ja osaprojektien vetäminen Esa Hietikko, asiantuntija, osaprojektin vetäminen Kimmo Laitinen, asiantuntija (Itä-Suomen yliopisto) Kai Kärkkäinen, asiantuntija Anssi Suhonen, asiantuntija Mikko Huusko, asiantuntija, osaprojektin toteutus Juhani Niiranen, asiantuntija Jouni Piirainen, asiantuntija, YSAO Antti Huuskonen, asiantuntija Riku Meklin, asiantuntija Lauri Alonen, asiantuntija, osaprojektin toteutus Emmi Hakala, asiantuntija Ari Mönkkönen, opinnäytetyö Teppo Hankilanoja, opinnäytetyö Lasse Hiekkala, opinnäytetyö 5.4 Osaamisen, tiedon ja kokemuksen levittäminen Tutkimusalueella syntyi useita opinnäytetöitä projektien yhteydessä. Pilottiprojekteja ja niiden tuloksia esiteltiin esimerkiksi alihankintamessuilla ja LEKA-hankkeen järjestämien seminaarien yhteydessä. Tutkimustöiden tuloksia on esillä myös LEKA-hankkeen tietopankissa LEKA:n Wikispace -ympäristössä

85 Taulukko 5.1. Tutkimusalueen aikaansaannoksia. Väylä Opinnäytetyöt (insinööri, amk) Seminaarit Muut julkaisut Kpl Lisätietoja Ari Mönkkönen, 2012, Valmistavan teollisuuden hienokuormitusjärjestelmän määrittely ja valinta Teppo Hankilanoja, 2012, Sooda- ja voimakattilan kehyspalkkirakenteen FE-analyysi Lasse Hiekkala, 2012, Soodakattilan ilma- ja savukanavien suunnitteluohje Interfinish seminaari , Milano, Italia: Optimization of tank layout in electrolytic coating processes Kimmo Laitinen, Optimization of tank layout in electrolytic coating processes

86 6 Älykkäät koneet ja prosessit Yrjö Hiltunen 6.1 Johdanto Älykkäät koneet ja prosessilaitteet ja niihin liittyvät palvelut -tutkimusalue keskittyy mittaus- ja mallinnustekniikoihin, joilla kone tai prosessi saadaan käyttäytymään älykkäämmin, jolloin esimerkiksi niiden energiatehokkuutta voidaan parantaa, tuotettuja päästöjä vähentää, tilaa seurata tai raaka-aineiden ja polttoaineiden laatua analysoida. Nämä tekniikat mahdollistavat omalta osaltaan sen, että yrityksiin voidaan tuoda lisää kilpailukykyä sekä parantaa tuotteiden ja tuotannon elinkaarenaikaista hallintaa, kunnossapitoa sekä energia- ja ympäristötehokkuutta. Toisaalta uudet älykkäät mittausjärjestelmät tarjoavat uudenlaisia vaihtoehtoja tehdä mittauksista palveluliiketoimintaa, joka voi perustua esimerkiksi uudentyyppisten mittausten tekemiseen, mittausjärjestelmien toimitukseen ja ylläpitoon tai älykkäiden diagnostiikkaohjelmistojen toimittamiseen ja ylläpitoon. 6.2 Toiminta ja tavoitteiden saavuttaminen Projektisuunnitelman mukaan älykkäät koneet ja prosessit -tutkimusalue jaetaan kahteen yritysten kanssa toteutettavaan osaprojektiin. Nämä ovat liikkuviin työkoneisiin ja prosessilaitteisiin keskittyvä osiot. Näistä on suunnitelman mukaan tarkoitus toteuttaa omat pilottiprojektinsa. Aiheeseen liittyvän kirjallisuustutkimuksen ja älykkäisiin prosesseihin liittyvä pilottiprojektin toteutus on jo aloitettu. Älykkäät prosessit osa-alueen pilottiprojekti on toteutettu yhteistyössä kohdeyrityksen kanssa. Projektissa on tutkittu heidän valmistamiensa tuotteiden toimintaa ja kunnossapitoa perustuen saatavilla olevaan voimalaitosten mittaustietoon. Tavoitteena on ollut selvittää kuinka prosesseista saatavaa tietoa voidaan paremmin hyödyntää sekä laitosten toiminnan tehostamiseen että niiden kunnossapitoon

87 6.3 Pilottiprojektit Älykkäät prosessilaitteet Älykäs prosessilaite -osaprojektissa keskitytään prosessilaitteiden älykkyyden kehittämiseen. Tämä edellyttää sekä uusien mittauksien käyttöönottamista sekä vanhojen mittausten parempaa hyödyntämistä mallinnusmenetelmien avulla. Näin laitteiden toiminnasta ja kunnosta saadaan käyttökelpoisempaa tietoa ja näin laitteiden toimivuus paranee. Tietoa voidaan myös käyttää laitteiden elinkaarenaikaiseen kunnossapitoon. Pilottiprojektin alussa kartoitettiin yhteistyössä kohdeyrityksen henkilöstön kanssa heidän järjestelmiinsä liittyviä projektin kannalta mielenkiintoisia ongelmatilanteita. Tämän määrittelyn perusteella hankittiin jo olemassa olevaa mittausaineistoa kahdelta eri voimalaitokselta. Tätä aineistoa voitiin käyttää prosessien mallintamiseen ja siten ongelmatilanteiden varmistamiseen ja mahdollisten syiden selvittämiseen. Syntyneistä tuloksista on tehty materiaalia, jota on esitelty yrityksen henkilöstölle. Pilottiprojektiin liittyvät palaverit, joissa on käyty läpi toisaalta järjestelmän ongelmia ja toisaalta tuloksia, ovat toimineet koulutustilaisuuksina. Näissä tilaisuuksissa on yrityksen taholta voitu kertoa prosessilaitteiden toiminnasta ja kunnossapidontarpeista ja Savonian puolelta puolestaan erilaisista mallinnusjärjestelmistä. 6.4 Yhteenveto Pilottiprojektiin liittyvät palaverit ovat toimineet ensimmäisen vaiheen koulutustilaisuuksina, joissa toisaalta yrityksen taholta on voitu kertoa prosessilaitteiden toiminnasta ja kunnossapidontarpeista ja toisaalta Savonian puolelta erilaisista mallinnusjärjestelmistä. Tuloksia on jatkossa mahdollista hyödyntää sekä energia- että ympäristötekniikan koulutuksessa ja myös konetekniikan kunnossapitoon liittyvässä koulutuksessa. Yrityksissä olisi mahdollista jatkossa järjestää osaprojektiin liittyviä esitelmä- ja koulutustilaisuuksia. Tutkimusalueessa pyritään kehittämään menetelmiä, jotka mahdollistavat omalta osaltaan tuotteiden ja tuotannon elinkaarenaikaista hallintaa, kunnossapitoa sekä energia- ja ympäristötehokkuutta, joilla on positiivinen vaikutus kestävään kehitykseen

88 7 Palveluliiketoiminta Jukka Ohvanainen, Emmi Hakala ja Milla Siimekselä 7.1 Johdanto Tausta Palveluliiketoiminta on yksi teollisuuden näkyvimmistä kehittämistrendeistä kun fyysiset tuotteet ja teknologiat eivät enää välttämättä riitä takaamaan pysyvää kilpailuetua koventuvassa kilpailussa. Monet tuoteorientoituneet teollisuuden yritykset ovatkin lähteneet rakentamaan palveluja tuotteidensa rinnalle tai niiden lisäksi. Myös Pohjois-Savon kone- ja metalliteollisuuden yritykset tavoittelevat palveluista kasvua, kassavirtaa ja kilpailuetuja. Palveluliiketoiminnan tutkimusalueen taustalla ovatkin paikallisten teollisuuden yritysten kehittämistarpeet ja -tavoitteet, jotka esitetään tiivistetysti kuvassa 7.1. Kuva 7.1. Pohjoissavolaisten teknologiayritysten palveluliiketoiminnan nykytila ja kehittämistavoitteet Kuvassa 7.1 esitetään kyselytutkimukseen osallistuneiden pohjoissavolaisten yritysten (16 kpl) strateginen tavoitetila viiden vuoden tähtäimellä. Yritysten tavoitteena on kasvattaa palvelujen osuutta liikevaihdostaan nykyisestä 10 prosentista 20 prosenttiin. Nyky- ja tavoitetilan välisiksi haasteiksi yritykset kokivat vielä kehittämistä vaativat palvelujen kehittämisen toimintatavat ja mallit, tuoteorientoituneen yrityskulttuurin ja resurssien puutteen. Myös palveluliiketoiminnan riskitaso koettiin suureksi

89 Palveluliiketoiminnan tutkimusalueella näitä haasteita lähdettiin ratkaisemaan yhteistyössä yritysten kanssa sekä perustutkimuksen että soveltavan tutkimuksen keinoin. Tutkimusalueelle osallistui seitsemän tarpeiltaan ja lähtökohdiltaan toisistaan eroavaa kone- ja metalliteollisuuden pk-yritystä, joilla kaikilla yhteisenä tavoitteena oli selvittää palvelujen potentiaali omassa liiketoiminnassaan Tutkimusalueen tavoitteet Tutkimusalueen tavoitteena oli luoda ja testata yhteistyössä pilottiyritysten kanssa erilaisiin palvelujen kehittämistarpeisiin soveltuva prosessimalli työkaluineen. Lähtökohtana oli halu kehittää teollisuuden käyttöön prosessimalli, jonka avulla asiakkaiden tarpeista ja omasta osaamisesta nousevat palvelumahdollisuudet pystytään kartoittamaan mahdollisimman luotettavasti ja muuntamaan ne lanseerattaviksi palvelutuotteiksi. Asiakaskeskeisen mallin kehittämisen toivottiin alentavan palveluliiketoiminnan koettua riskitasoa ja siten vauhdittamaan sen kehittymistä yrityksissä. Lisäksi haluttiin kasvattaa yritysten palveluliiketoimintaosaamista ja -tietoutta osallistamalla pilottiprojekteissa mukana olevien yritysten henkilökuntaa ja verkostokumppaneita palveluliiketoiminnan ja palvelujen kehittämiseen. Tällä pyrittiin osaltaan edistämään palvelukulttuurin kehittymistä sekä organisaatioissa että toimitusverkostoissa. Tutkimusalueen yhtenä tavoitteena on tuottaa aihealueeseen liittyvää yleistä tutkimustietoa sekä yritysten että tutkimus- ja koulutusorganisaatioiden käyttöön. Syntynyttä tietoa, osaamista ja kokemuksia jaettiin tieteellisissä artikkeleissa, koulutusmateriaaleissa sekä seminaareissa ja tapahtumissa. 7.2 Metodit ja eteneminen Palveluliiketoiminnan tutkimusalue käynnistettiin keväällä 2012 perustutkimuksella sekä yrityksille suunnatulla kyselytutkimuksella. Ensimmäisenä vuotena keskityttiin kehittämään ja testaamaan palvelujen konseptointiprosessia, jonka jälkeen siirryttiin luonnollisena jatkumona palvelutuotteiden kehittämiseen. Palvelujen kehittämiseen suunnitellun prosessimallin ohella on rakennettu teollisuuden yrityksille soveltuvaa mallia palveluliiketoimintaan siirtymisen muutospolusta

90 Kuva 7.2. Tutkimusalueen eteneminen Tutkimuksen pääpaino on ollut soveltavassa, yritysten kanssa suoritettavassa, tutkimuksessa. Palvelujen kehittämisen prosessimallia kehitettiin ja testattiin yhteistyössä seitsemän yrityksen kanssa samalla kun yrityksille luotiin uusia palveluprosesseja, -konsepteja, -tuotteita ja -malleja. Kehittämisprojekteja suoritettiin 11 kappaletta. Pilottiyritykset sekä projektien tavoitteet on listattu taulukkoon 7.1. Taulukossa mainittujen yritysten lisäksi tutkimusalueelle osallistui pilottien kautta suuri joukko pilottiyritysten asiakasyrityksiä ja verkostokumppaneita

91 Taulukko 7.1. Pilottiprojektit ja niiden tavoitteet. PILOTTI- YRITYS A B C D E F G PROJEKTIT 3 kpl 3 kpl 1 kpl 1 kpl 1 kpl 1 kpl 1 kpl TAVOITTEET Pilotti 1: Koulutuspalvelukonseptin kehittäminen Pilotit 2 & 3: Palveluliiketoiminnan asiakastarpeiden sisäinen kartoittaminen henkilökuntaa osallistaen Pilotti 1: Asiakasymmärryksen rakentaminen ja valmistettavuuspalvelukonseptin ja siihen liittyvän prosessin kehittäminen Pilotti 2: Palvelukonseptin ja prosessin pilotointi avainasiakkaalla sekä palvelutuotteen kehittäminen Pilotti 3: Palvelutuotteen lanseeraus Sisäisten ja ulkoisten huoltoprosessien kehittäminen Palvelukonseptien, -tuotteiden ja yhteistyömallien kehittäminen Huoltopalvelukonseptin ja -prosessin jatkokehittäminen ja visualisointi Palvelumahdollisuuksien kartoittaminen ja -konseptien kehittäminen valitulla asiakassegmentillä Palveluprosessin jatkokehittäminen ja visualisointi avainasiakkaan kanssa

92 7.3 Teoreettinen tausta Brax & Jonsson [2009] toteavat etteivät fyysiset tuotteet enää pysty tarjoamaan riittävästä kilpailuetua valmistusyrityksille ja että uudet kilpailukyvyn lähteet löytyvät palveluista ja ratkaisuista. Samalla Baines et al. [2009] näkevät, että suhtautuminen palveluihin tuotteiden lisäosina on muuttunut viime aikoina dramaattisesti kun kone- ja laitevalmistajat ovat havahtuneet pääasiallisen erilaistamis- ja kilpailuedun sisältyvän palvelujen tuottamaan arvoon. Teollisuuden arvontuotannossa muutostrendi onkin kohti palvelujen merkityksen kasvattamista [Kalliokoski et al. 2003]. Tämä on ymmärrettävää kun tutkitaan palvelujen teollisuudelle tarjoamia potentiaalisia etuja, joita on lueteltu kuvassa 7.3. Kuva 7.3. Palveluliiketoiminnan potentiaalisia etuja [mukaillen Ohvanainen 2012] Mainittujen etujen lisäksi myös muutokset asiakkaiden käyttäytymisessä ja tarpeissa kasvattavat palvelujen kysyntää. Tuotteet ja teknologiat eivät enää riitä vaan asiakkaat haluavat kokonaisvaltaista palvelua, jolla varmistetaan tuotteiden, prosessien ja liiketoiminnan tehokkuus [Ohvanainen et al. 2013]. Samalla ulkoistamistrendi on johtanut tilanteeseen, jossa ydinosaamisen ulkopuolelle jäävät toiminnot pyritään ulkoistamaan kumppaneille [Grönroos et al , Kosonen 2004]. Tämä avaa teollisuuden yrityksille uusia palvelumahdollisuuksia myös toimitusverkostojen sisällä. Huomattavan usein teollisuuden yritykset epäonnistuvat luomaan palveluja, jotka tuottavat asiakkaalle lisäarvoa ja joista asiakkaat ovat valmiita maksamaan [Oliva & Kallenberg 2003, s. 161., Kalliokoski et al , Gebauer et al ]. Palveluliiketoimintaan liittyykin monia

93 haasteita ja riskejä, jotka yrityksen on pystyttävä hallitsemaan päästäkseen osalliseksi palveluiden potentiaalisiin etuihin ja mahdollisuuksiin. Riittämätön asiakasymmärrys ja spekulaatioihin perustuvat investoinnit ja toimenpiteet voivat johtaa niin sanottuun palveluparadoksiin [Ohvanainen et al. 2013]. Palveluparadoksista on kyse silloin, kun palveluliiketoiminnan kohdistetut investoinnit ovat johtaneet palvelutarjooman laajentamiseen ja lisääntyneisiin kustannuksiin, mutta tulot ja liikevaihto eivät ole kasvaneet odotetusti [Gebauer et al. 2005]. Paradoksin välttämiseksi on ensiarvoisen tärkeää pystyä kartoittamaan palveluliiketoimintamahdollisuudet luotettavasti ennen palvelustrategian määrittämistä ja investointipäätöksiä. Asiakkaiden kanssa yhdessä suunnitellut, testatut ja visualisoidut palvelukonseptit ovat tehokkaita työkaluja palvelujen potentiaalin tutkimiseen ja varmistamiseen. Konseptien perusteella voidaan tehdä päätöksiä: Vaikuttaako palveluliiketoiminnan kehittäminen kannattavalta ja missä laajuudessa? Mitkä konseptit tulisi muuntaa lanseerattaviksi palvelutuotteiksi? Palvelustrategia määrittelee yrityksessä vaadittavat muutostoimenpiteet ja investoinnit, joten strategian tulee perustua spekulaatioiden sijaan varmennettuun potentiaaliin. Muutostoimenpiteiden laajuus ja vaikeusaste riippuvat paitsi määritetystä palvelustrategiasta niin myös yrityksen lähtötasosta. Palveluliiketoimintaa rakentavassa yrityksessä muutostoimenpiteet leikkaavat läpi koko organisaation. Yksinkertaistaen muutostoimenpiteitä vaaditaan: Organisatorisissa järjestelyissä, rakenteissa ja järjestelmissä Yrityskulttuurissa ja asenteissa Henkilöstössä ja osaamisessa Verkostossa ja sen rakenteissa Asiakassuhteissa ja niiden rajapinnoilla [Ohvanainen 2012., Ohvanainen & Hakala 2013] Varsinaisia uusien teollisuuden palvelujen kehittämisprosesseja on kirjallisuudessa esitetty jonkin verran. Lähtökohtaisesti esitetyt mallit mukailevat alla olevaa yksinkertaistettua prosessia, joka on johdettu Grönroosin et al. [2007] esittämästä palveluinnovaatioprosessista: 1. Strateginen pohdinta ja mahdollisuusanalyysi 2. Palvelujen konseptointi 3. Palvelujen tuotteistaminen ja lanseeraus

94 Kirjallisuudessa esitettyjä prosesseja vaivaa usein käytännön esimerkkien ja kokemusten puute. Näin ollen palveluliiketoiminnan tutkimusalueella haluttiin kehittää käytäntöön soveltuva prosessimalli sekä työkalut sen eri vaiheisiin. 7.4 Tulokset Räätälöityvä palvelujen kehittämisprosessi Tutkimusalueella kehitetty ja pilottiprojekteissa testattu prosessimalli räätälöityy erilaisiin palvelujen kehittämistarpeisiin. Kuvassa 7.4 esitetään prosessin päävaiheet. Prosessi on luonteeltaan iteratiivinen eli käytännössä eri vaiheita voidaan toteuttaa keskenään rinnakkain ja samanaikaisesti sekä palata taaksepäin eri vaiheissa. Keskiössä on asiakkaiden, työntekijöiden ja verkostokumppaneiden osallistuttaminen palvelujen kehittämiseen yhteissuunnittelumenetelmin läpi prosessin. Prosessia on räätälöitynä hyödynnetty: Palvelumahdollisuuksien kartoittamiseen Palvelukonseptien ja palvelutuotteiden kehittämiseen, testaukseen ja pilotointiin Palveluprosessien ja -järjestelmien optimointiin Kumppanuusmallien kehittämiseen 1) Strategiset tavoitteet Kartoitetaan yrityksen sekä sen verkoston palveluliiketoiminnan nykytila, tavoitteet ja potentiaalisimmat kehittämissuunnat. Kenelle palveluja halutaan kehittää, millaista osaamista tai potentiaalia meillä jo on ja mihin haluamme keskittyä: olemassa olevan kehittäminen vai uusien mahdollisuuksien hakeminen? 2) Asiakasymmärryksen hankinta Asiakasymmärrys rakennetaan työpajoissa, joissa valittujen asiakkaiden toiveet ja tarpeet kartoitetaan erilaisia yhteissuunnittelumenetelmiä hyödyntäen. Ymmärrystä voidaan tarvittaessa täydentää esimerkiksi BI-tiedolla, mutta syvällisin asiakasymmärrys saavutetaan osallistuttamisen ja havainnoinnin kautta. Millaisia haasteita ja tarpeita valitulla asiakkaalla / segmentillä on päivittäisessä työskentelyssä, prosesseissa ja liiketoiminnassa? Millaisia palveluita asiakkaille voitaisiin kehittää, jotta ne tuottavat heille lisäarvoa?

95 Kuva 7.4. Erilaisiin palvelujen kehittämistarpeisiin räätälöityvän prosessimallin päävaiheet. 3) Asiakastiedon tulkinta ja palveluideat Asiakasymmärryksen hankinnan kautta kerätty informaatio ryhmitellään tarkoituksenmukaisiin kokonaisuuksiin esimerkiksi samankaltaisuuskaavioiden sekä erilaisten tulkintataulukoiden ja -menetelmien avulla. Tulkitut asiakastarpeet muunnetaan palvelukonseptiaihioiksi. Millaisia tarvekokonaisuuksia asiakkaalla/segmentillä on ja millaisilla palveluilla voisimme vastata niihin? 4) Konseptisuunnittelu ja visualisointi Palvelukonseptiaihioiden pohjalta luodaan asiakkaan, oman organisaation ja mahdollisen verkoston tavoitteita vastaavia konseptikuvauksia, jotka visualisoidaan helposti ymmärrettävään ja arvioitavaan muotoon. Millaisilla palvelupisteillä asiakastarve voitaisiin tyydyttää tehokkaasti ja asiakkaalle arvoa tuovasti sekä kustannus- että resurssitekijät huomioiden?

96 5) Konseptien testaus Konseptien toimivuutta sekä toteutettavuutta testataan asiakkaiden ja palveluun liittyvien sidosryhmien kanssa. Testaus voidaan toteuttaa joko työpajamaisesti arvioimalla yhdessä toimivuutta tai pilotoimalla konsepti todellisessa ympäristössä ja tilanteessa esimerkiksi avainasiakkaan kanssa. Millainen on ideaalinen palvelu (sisältö, prosessi ja toimintatavat) ja kuinka se tuotetaan tehokkaasti sekä asiakkaan että palvelun tuottajan näkökulmasta? 6) Päätökset Konsepteja arvioidaan ja vertaillaan prosessin aikana yrityskohtaisin kriteerein. Tällöin tarkastellaan esimerkiksi niiden vastaavuutta asiakkaiden ja verkoston tarpeisiin, tuotto-odotuksia, osaamis- ja resurssitarpeita sekä kaupallistamisaikataulua. Mitkä palvelukonseptit kannattaa toteuttaa ja millaisilla sisällöillä tuotteistaa sekä tuoda markkinoille? 7) Konseptien tuotteistaminen, testaus ja lanseeraus Potentiaalisimmista konsepteista muodostetaan helposti myytäviä, ostettavia ja kulutettavia palvelutuotteita. Palvelutuote koostuu nimeämisestä, hinnoittelusta, paketointilogiikasta, palvelusopimuspohjasta, palveluprosessikuvauksesta sekä viestintäratkaisusta. Testauksen kautta on kartoitettava, miten palvelutuotteet ja -paketit tulisi räätälöidä eri segmenttien tarpeisiin? Hyödyt ja tulokset pilottiyrityksissä Pilottiprojektien tavoitteet, lähtökohdat ja tarpeet erosivat yrityksestä riippuen toisistaan. Muutamissa yrityksissä päästiin jo lanseeraamaan palvelutuotteita kun taas toisissa keskityttiin palvelumahdollisuuksien kartoittamiseen tai olemassa olevien palvelu- ja prosessiaihioiden jatkokehittämiseen. Huolimatta erilaisista tavoitteista kaikissa projekteissa hyödynnettiin räätälöiden edellä kuvattua prosessimallia. Pilottiprojektien etenemistä ja tuloksia käydään seuraavaksi yrityskohtaisesti läpi taulukossa 7.2 paljastamatta kuitenkaan kilpailuetuun liittyviä tietoja

97 Taulukko 7.2. Pilottiprojektien tuloksia. Pilottiyritys A Tulokset Pilotti 1: Tutkimusalueella kartoitettiin ja varmistettiin koulutuspalvelukonseptin taustalla olleet asiakas- ja sidosryhmätarpeet. Asiakasymmärrys rakennettiin asiakas- ja sidosryhmätyöpajoissa. Koulutuspalvelukonsepti tuotteistettiin ja lanseerattiin yritys A:n toimesta keväällä Pilotit 2 & 3: Asiakastarpeet kartoitettiin sisäisen auditoinnin kautta ja muunnettiin tulkinta- ja prosessitaulukoiden avulla palveluominaisuuksiksi sekä ratkaisuiksi. Prosessimaisten kuvausten perusteella luotiin pohja asiakaskyselylle, jossa asiakkaat arvottavat skenaariovaihtoehtoja kontaktipisteittäin, jolloin saadaan segmenttikohtaista dataa palvelutarpeista. B C D E F G Yrityksen osaamisen ja asiakastyöpajoissa kartoitettujen palvelutarpeiden pohjalta luotiin valmistettavuuspalvelukonsepti, jonka ominaisuudet ja toimivuus testattiin avainasiakkaalle suoritetussa palvelupilotissa. Pilotti dokumentointiin ja kehitysehdotukset otettiin huomioon palvelutuotteen kehittämisessä. Palvelutuotetta sekä -prosessia testattiin ennen lanseerausta. Kehitettiin, testattiin ja visualisoitiin malli tehokkaasta sisäisestä ja ulkoisesta huoltoprosessista yhteistyössä toimittajan kanssa. Yrityksen osaaminen sekä kartoitetut asiakastarpeet muunnettiin visualisoiduiksi palvelukonsepteiksi sekä -prosesseiksi. Testaus ja jatkokehittäminen suoritettiin yhteistyössä valittujen asiakkaiden kanssa. Yritykselle laadittiin mallit palvelutuotteista sekä viestintäratkaisuista. Jatkokehitettiin ja visualisoitiin huoltopalvelukonsepti sekä -prosessi, jotka pilotoitiin yhteistyössä potentiaalisen asiakkaan kanssa. Kartoitettiin palvelumahdollisuudet valitulla asiakassegmentillä työpajojen ja havainnoinnin kautta. Muodostettiin visualisoidut palvelukonseptit. Räätälöitiin ja visualisoitiin palveluprosessi vastaamaan avainasiakkaan tarpeita

98 Jokaisessa pilottiprojektissa kehittämistoimiin ja palvelujen yhteissuunnitteluun osallistettiin 1-5 loppuasiakasyritystä sekä heidän henkilökuntaansa. Tavoitteina oli paitsi suunnitella loppuasiakkaiden kanssa maksimaalista asiakasarvoa tuottavia palveluja niin myös samalla kasvattaa luottamusta ja sitoutumista osapuolten välillä. Asiakastyöpajat toimivatkin erinomaisina markkinoinnin työkaluina ja ennen varsinaista palvelun lanseerausvaihetta. Useissa pilottiyrityksissä palvelujen osuuden kasvattaminen vaatii huomiota palveluliiketoimintapolun johtamiseen ja hallintaan. Kaikille yrityksille soveltuvaa, täysin yleistettävissä olevaa muutospolkua ei ole olemassa: palveluliiketoiminnan potentiaalin hyödyntääkseen yrityksen on tehtävä sarja useita oikeita päätöksiä omat lähtökohdat ja edellytykset huomioiden. Suuremmissa yrityksissä investoinnit ja toimenpiteet voivat olla merkittäviäkin, mutta muutostoimenpiteet eivät aina tarkoita suuria investointeja ja riskejä jo henkisellä muutoksella ja asiakkaita kuuntelemalla sekä yhteistyötä syventämällä voidaan saavuttaa hyviä tuloksia Osaamisen, tiedon ja kokemuksen levittäminen Tutkimusalueella kehitettyä osaamista, tutkimustietoa ja kokemuksia on julkaista erilaisten väylien kautta. Tutkimusalueen julkaisut ja seminaarit on esitetty taulukossa 7.3. Taulukko 7.3. Väylät osaamisen ja tiedon levittämiseen. Väylä Kpl Lisätietoja Tieteelliset julkaisut 2 Ohvanainen, J., Hakala, E. & Hietikko, E Exploring the service business potential in a product oriented manufacturing company Introduction of the 5+1 approach. American Journal of Industrial Engineering. Vol. 1, No. 2, pp Ohvanainen, J., Hakala, E Introducing a change path framework for an industrial company entering service business. Julkaisuprosessissa: ei vielä julkaistu

99 Seminaarit Opinnäytetyöt 2 1 Teollisuuden palveluliiketoiminta -seminaari Alustusta 34 Osallistujaa Metallin mestarit -seminaaripäivä : Leka-hankkeen tutkimustyön ja -tulosten esittely tauoilla. 6 Alustusta 75 Osallistujaa Ohvanainen, J Palveluliiketoiminnan kehittäminen tuoteorientoituneessa teollisuuden yrityksessä. Diplomityö. Lappeenrannan teknillinen yliopisto, Tuotantotalouden osasto. 7.5 Yhteenveto ja kokemukset Tutkimusalueella päästiin sille asetettuihin tavoitteisiin. Esitelty prosessimalli soveltuu mille tahansa teollisuuden yritykselle erilaisiin palvelujen kehittämistarpeisiin oli kyseessä sitten tuoteorientoitunut tai palveluliiketoiminnassaan jo pidemmälle edennyt organisaatio. Tutkimusalueen kokemusten kautta palvelujen kehittämisen menestystekijöitä ovat: Asiakas- ja käyttäjäymmärrys Visualisointi Testaus Osallistaminen Syvällisen asiakasymmärryksen hankkiminen on onnistumisen ehdoton edellytys, sillä pilottikokemusten perusteella yritykset ajautuvat helposti spekuloimaan asiakkaiden tarpeista, jolloin palveluliiketoiminnan riskitaso on suurimmillaan. Näin ollen vaarana on, että kehittämistoimenpiteet ja investoinnit eivät realisoidu oletettuina hyötyinä kun palveluja ei ole aidosti kehitetty asiakkaiden ja käyttäjien tarpeisiin. Asiakkaiden ja palvelun käyttäjien luo kannattaa ja täytyy uskal

100 taa mennä, mikäli palveluliiketoiminnan potentiaali halutaan tutkia ja hyödyntää maksimaalisesti. Asiakkaiden ongelmia on mahdotonta ratkaista, ellei niitä tiedetä ja ymmärretä. Visualisoinnin merkitys korostuu palvelujen kehittämisessä, sillä se helpottaa oleellisesti aineettomien palvelujen ja palveluprosessien arvioimista, testausta ja jatkokehittämistä. Visualisoitu palvelu on helpompi ymmärtää sekä organisaation sisällä että asiakasrajapinnassa. Palvelujen testaus on välttämätön toimenpide asiakasarvon varmistamiseksi sekä riskien minimoimiseksi. Testausta tulee suorittaa läpi kehittämisprosessin yhdessä asiakkaiden ja palveluun liittyvien sidosryhmien kanssa. Testauksen kautta varmistetaan laadukas palvelutuote sekä tehokas tuotantoprosessi. Asiakkaiden ohella henkilöstön ja sidosryhmien osallistaminen on avainasemassa sitoutumisen, imagon sekä palvelukulttuurin kehittymisen kannalta. Palveluliiketoiminnan avulla on mahdollisuus saavuttaa vaikeasti imitoitavaa kilpailuetua, perustuen sekä palvelujen luonteeseen että oppimisprosessin seurauksena kehittyneisiin kyvykkyyksiin. Jokaisessa pilottiyrityksessä on potentiaalia palveluliiketoiminnan kasvattamiselle ja sitä kautta kilpailuetujen ja kassavirran saavuttamiselle. Usein sekä tarvittava osaaminen että asiakastarve ovat jo olemassa, mutta yrityksillä ei ole ollut resursseja mahdollisuuksien kartoittamiseen ja palvelutuotteiden kehittämiseen. Yrityksissä onkin selkeä tarve ulkopuolelta tulevalle vetoavulle. Jatkokehittämis- ja tutkimustarpeet liittyvät palveluportfolion rakentamiseen ja hallintaan sekä palvelujen tuottamiseen vaadittavan organisaation ja verkoston kehittämiseen. Lisäksi sähköiset palvelut luovat yrityksille uusia mahdollisuuksia, joiden hyödyntäminen vaatii TKI-panostuksia. Palveluliiketoiminnan tutkimusalueella syntynyttä osaamista hyödynnetään jatkossa Savonia-ammattikorkeakoulun uudessa teollisuuden palveluliiketoimintaan keskittyvässä opintojaksossa. Tutkimusalueen jatkoksi käynnistetään myös uusi palveluliiketoiminnan kehittämishanke. Hankkeessa tutkimus- ja kehittämistyötä jatketaan yhteistyössä palveluliiketoiminnan tutkimusalueella mukana olevien yritysten kanssa. Lisäksi tutkimusalueen osaamista tarjotaan maksullisena palveluna sekä yrityksille että tutkimus- ja koulutusorganisaatioille

101 7.6 Tunnustukset Palveluliiketoiminnan tutkimusalueelle osallistuivat omalla työpanoksellaan myös projekti-insinööri Milla-Riina Turunen, kesätyöntekijä Otto Kuosmanen (Aalto Yliopisto) sekä projektityöntekijä Tomi Voutilainen (Savonia-amk). 7.7 Lähteet Baines, T. S., Lightfoot, H. W., Benedettini, O. & Kay, J. M The servitization of manufacturing: A review of literature and reflection on future challenges. Journal of Manufacturing Technology Management. Vol. 20, No. 5, s Brax, S. A. & Jonsson, K Developing integrated solution offerings for remote diag-nostics. A comparative case study of two manufacturers. International Journal of Operations & Production Management. Vol. 29, No. 5, s Gebauer, H., Fleisch, E. & Friedli, T Overcoming the Service Paradox in Manufacturing Companies. European Management Journal. Vol. 23, No. 1, s Grönroos, C., Hyötyläinen, R., Apilo, T., Korhonen, H., Malinen, P., Piispa, T., Ryynänen, T., Salkari. I., Tinnilä, M. & Helle, P Teollisuuden palveluksista palveluliiketoimintaan - Haasteena kannattava kasvu. Helsinki: Teknologiainfo Teknova Oy, 172 s. Kalliokoski, P., Anderson, G., Salminen, V. & Hemilä, J BestServ feasibility study: final report. Helsinki: Teknologiateollisuus ry. Kosonen, V BestServ: Industrial service business strategy. Generic framework and case examples. Helsinki: Teknologiateollisuus ry. Ohvanainen, J., Hakala, E. & Hietikko, E Exploring the service business potential in a product oriented manufacturing company Introduction of the 5+1 approach. American Journal of Industrial Engineering. Vol. 1, No. 2, pp

102 Ohvanainen, J., Hakala, E Introducing a change path framework for an industrial company entering service business. Julkaisuprosessissa: ei vielä julkaistu. Ohvanainen, J Palveluliiketoiminnan kehittäminen tuoteorientoituneessa teollisuuden yrityksessä. Diplomityö. Lappeenrannan teknillinen yliopisto, Tuotantotalouden osasto. Oliva, R. & Kallenberg, R Managing the transition from products to services. International Journal of Service Industry Management. Vol. 14, No 2, s

103 LEKA TUTKIMUS- JA TEKNOLOGIANSIIRTOVERKOSTO YHTEISTYÖLLÄ UUTTA OSAAMISTA POHJOIS-SAVOON Alueelliseen kilpailukykyyn vaikuttavat erilaiset laadulliset tekijät, jotka saattavat olla hyvin abstrakteja ja vaikeasti mitattavia. Siksi alueellista osaamista ja sitä kautta kilpailukykyä kasvatettaessa on otettava huomioon alueen erityispiirteet. Savonia-ammattikorkeakoulun vuosina toteuttamassa LEKA-hankkeessa soveltava tutkimustyö on toteutettu alueen elinkeinoelämän tarpeista johdetuissa tutkimusalueissa, jotka juontavat juurensa alalla tehtyyn perustutkimukseen. Tutkimusalueissa on toteutettu elinkeinoelämän tarpeista lähteviä pilottiprojekteja. Hankkeen taustalla oli uhkakuva siitä, että Pohjois-Savon yritysten ja oppilaitosten innovaatio- ja kilpailukyky ei pysy kansainvälisellä tasolla, minkä johdosta tuotekehitys ja valmistus siirtyvät ulkomaille. Skenaario toteutuessaan vaikuttaisi siihen, että yritykset vetäytyisivät alueelta, samoin osaajat, mikä johtaisi työttömyyteen ja koko alueen näivettymiseen. Hankkeen tavoitteena oli rakentaa pysyvää osaamista, jota voidaan levittää pilottiprojektien kautta alueen yrityksiin ja koulutukseen. Tämä raportti kuvaa hankkeen soveltavaa tutkimustoimintaa tiivistetysti pilottiprojektien kautta. ISBN: ( PDF) ISSN- L ISSN JULKAISUSARJA D4/2/2014 * *