Vesa Orrenmaa TERÄSRAKENNETEHTAAN LAYOUT- JA TYÖPISTESUUNNITTELU

Transkriptio

1 Vesa Orrenmaa TERÄSRAKENNETEHTAAN LAYOUT- JA TYÖPISTESUUNNITTELU Opinnäytetyö KESKI-POHJANMAAN AMMATTIKORKEAKOULU Tuotantotalouden koulutusohjelma Syksy 2007

2 TIIVISTELMÄ OPINNÄYTETYÖSTÄ Yksikkö Aika Tekniikan toimipiste, Ylivieska Koulutusohjelma Tuotantotalouden koulutusohjelma Työn nimi Teräsrakennetehtaan layout ja työpistesuunnittelu Työn ohjaaja Hannu Rautakoski Työelämäohjaaja Heikki Salmela Tekijä/tekijät Vesa Orrenmaa Sivumäärä liitettä Rautaruukki Oyj:n Ylivieskan tehdas on keskittynyt hitsattujen palkkien valmistukseen, (hitsatut HI-, HE-, ja HK-palkit) sekä niiden varusteluun ja pintakäsittelyyn. Rautaruukki käynnisti vuoden 2007 alussa tehtaalla laajennusinvestoinnit sen varustelu- ja pintakäsittelykapasiteetin nostamiseksi. Opinnäytetyön tavoitteena oli suunnitella ja rakentaa tehtaan laajennusosalle toimiva layout sekä toimivat ja turvalliset varustelutyöpisteet, joissa työ sujuu tehokkaasti ja turvallisesti. Työ koostui kolmesta osa-alueesta. Layoutsuunnittelu, työväline- ja työpistesuunnittelu sekä riskien kartoitus ja arviointi. Jokaista aihealuetta käsitellään omana kokonaisuutenaan. Layoutsuunnittelun tuloksena syntyi kaksi layoutesitystä, joista valittiin hyötyarvomatriisia hyväksi käyttäen toteutettava vaihtoehto. Työväline- ja työpistesuunnittelun tuloksena syntyi suunnitelma varustelutyöpisteestä. Suunnitelma sisältää ergonomia- ja työsuojeluasioiden lisäksi työvälineluettelon sekä suunnitelmat hitsauskoneiden ja varusteiden sijoittelusta. Työturvallisuusriskien arviointi ja riskikartoitukset toteutettiin yhtiön sisäistä käytäntöä noudattaen. Uudelleentarkastelu suoritetaan laajennuksen käyttöönoton yhteydessä loppuvuodesta Pohdintaosiossa arvioidaan työn tuloksia aihealueittain sekä esitetään muutamia jatkokehitysmahdollisuuksia. Osa työstä sisältää yrityksen sisäistä ja salaiseksi määriteltyä aineistoa. Asiasanat Layout, tuotannon ohjaus, työsuojelu, työturvallisuus, työvälineet.

3 ABSTRACT CENTRAL OSTROBOTHNIA Date UNIVERSITY OF APPLIED SCIENCES Ylivieska unit, Technology Degree programme Industrial management Name of thesis Layout and workplace design for a steel structure factory. Instructor Hannu Rautakoski Supervisor Heikki Salmela Author Vesa Orrenmaa Pages appendixes Rautaruukki Ltd Ylivieska factory has focused on manufacturing welded plate girders, (welded WI-, WE-, ja WB-girders) and on their outfitting and surface treatment. In the early 2007 Rautaruukki started to invest in expanding the capacity of outfitting and surface treatment. The aim of this thesis was to plan and build a workable layout as well as functional and safe places of work for the enlargement part of the factory so that working will be effective and safe. The thesis consists of three sectors: Layout design, tools and workplace planning, risk analysis and risk assessment. Every sector is analysed separately. As a result of the layout design two proposals were drawn up, of which the one that utilises the profitability matrix was chosen for implementation. The result of planning the tools and the places of work was a plan for outfitting workplace. The plan involves ergonomics and industrial safety related issues as well as a list of tools and plans for the disposition of welding machines and equipment. Risk analysis was realized following the company policy. Re-examination will be performed in the last section of the year 2007 when the enlargement part of the factory is mobilised. In the discussion section of this thesis the results of the work are evaluated and some further development possibilities are proposed. A part of this thesis involves material that is for the company s internal use and is confidential. Key words Layout, production management, industrial safety, tools, tool manufacturing.

4 ESIPUHE Tämä opinnäytetyö on tehty v.2007 Rautaruukki Oyj:n Ylivieskan tehtaalle. Olen työskennellyt tehtaalla vuodesta 1979 lähtien ja toiminut sinä aikana lukuisissa eri työntekijä- ja toimihenkilötehtävissä. Haluan kiittää Rautaruukkia opintojeni tukemisesta sekä mahdollisuudesta tämän opinnäytetyön tekemiseen. Työnantajani on myös tukenut opintojani opintotuen ja opintovapaan muodossa jo 80-luvulla opiskellessani teknikoksi sekä myöhemmin insinööriopintojeni aikana. Viimeisin iloinen yllätys oli Helge Haaviston rahaston stipendin myöntäminen keväällä Pitkä työkokemukseni tehtaalla on auttanut opinnäytetyön tekemistä, sillä aihealue oli suhteellisen laaja ja monipuolinen. Toivottavasti työn tulokset hyödyttävät työnantajaani ja tuovat siihen käytetyn ajan takaisin paremman tuloksen muodossa. Haluan kiittää myös työtovereitani kärsivällisyydestä ja kannustuksesta tuskaillessani varsinaisten tuotantoprojektieni, opiskeluni ja tämän lopputyön aiheuttamien paineiden kanssa. Kiitokset työn ohjaajalle myyntipäällikkö Hannu Rautakoskelle sekä valvojalle lehtori Heikki Salmelalle hyvistä neuvoista ja opastuksesta. Lopuksi haluan kiittää erityisesti kotijoukkojani tuesta opintojen aikana. Ylivieskassa Vesa Orrenmaa

5 JOHDANTO Yrityksen esittely Tuotteet Asiakkaat Toimipaikat Ylivieskan tehdas Työn lähtökohdat Työn sisältö ja tavoitteet 3 U 2 AIKATAULU 4 3 LAYOUTSUUNNITTELU Yleistä layoutsuunnittelusta Layouttyypit Tuotantolinjalayout Funktionaalinen layout Solulayout Tuotetehtaat ja verstaat Layoutin valinta ja suunnittelu Layoutin valinta Layoutin suunnittelu 11 4 LAYOUTSUUNNITTELUN TOTEUTUS Suunnittelun lähtökohdat Hitsattujen palkkien tuotanto Tavoitteet ja rajoitukset Työn tavoitteet Työn rajoitukset Työn toteutus Nykyisen layouttyypin määritys Uuden layoutin suunnittelu Layoutin valinta ja arviointi 20 5 TYÖVÄLINE- JA TYÖPISTESUUNNITTELU Työvälinesuunnittelu Yleistä työvälinesuunnittelusta Työväline järjestelmät Työvälineet Tehdastason työvälinetoiminnot 26

6 5.1.5 Solutason työvälinetoiminnot Työpistesuunnittelu Työtilojen järjestely Työpisteen ominaisuudet Työkalut ja työliikkeet Nostot ja siirrot Valaistusvaatimukset Meluntorjunta 32 6 TYÖPISTEIDEN SUUNNITTELU JA TOTEUTUS Varustelutyöpisteiden suunnittelu Hitsauslaitteiden sijoitus Hitsauskonevaunu ja radat Varustelutasot Työsuojelunäkökohtien tarkastelu Yleisjärjestely Työkalut Nostot ja siirrot Valaistus Meluntorjunta 44 7 RISKIEN ARVIONTI Yleistä Riskienhallinnan määritelmät Riskienhallinnan osa-alueet Riskien luokittelu Toimenpiteet riskien poistamiseksi Riskin arviointi Riskien ja turvallisuuden hallinta 51 8 RISKIKARTOITUSEN TOTEUTUS Hitsauskone 2.n riskikartoitus Poralinjan riskikartoitus Varustelutyön riskikartoitus 55 9 TULOKSET JA POHDINTA Layoutsuunnittelun tulosten arviointi 56

7 9.2 Varustelutyöpisteiden suunnittelun ja toteutuksen arviointi Riskikartoitusten tulosten arviointi 58 LÄHTEET LIITTEET

8 1 JOHDANTO 1.1 Yrityksen esittely Ruukki Construction on Rautaruukki konserniin kuuluva divisioona. Se on vuonna 2006 toteutuneen yrityskaupan myötä (PPTH-Norden Oy) myös teräsrakentaja. Ruukki Construction on mm. rakennusten, siltojen ja koneiden kantavien rakenteiden järjestelmätoimittaja. Se haluaa tarjota ja liittää rakenteiden toimituksiin asiakkaalleen oleellisia lisäarvoja tuottavia osaamispalveluita, kuten esimerkiksi projektinjohto-, rakennesuunnittelu- ja työmaapalvelut. Ruukki Construction haluaa toimittaa asiakkaan odotusten ja toiveiden mukaisen toimituskokonaisuuden suunnittelusta työmaapalveluihin luotettavasti, turvallisesti, nopeasti ja taloudellisesti. Rakennuksen kantavat rakenteet ja niihin liittyvät taso-, seinä- ja kattorakenteet mallinnetaan tällöin yhteen suunnitelmaan käyttämällä tarkoitukseen erityisesti kehitettyjä suunnittelujärjestelmiä. Tuotteiden ja palvelujen yhdistelmä sovitaan asiakkaan kanssa hankekohtaisesti Tuotteet Teräsrakenteiden valmistus käsittää metallipohjaisia osia, rakenteita tai kokonaisuuksia. Tuotteisiin kuuluvat mm. terässillat, rakennusten teräsrungot, ulkoseinät, julkisivut, vesikattorakenteet, meluesteet sekä kaiteet ja portaat Asiakkaat Ruukki Constructionin ydinmarkkinan muodostavat Pohjoismaat, Baltian maat, itäinen Keski-Eurooppa, Venäjä ja Ukraina. Teräsrakentajien merkittävimmät asiakastoimialat ovat kone- ja laitevalmistajat sekä rakentaminen. Muita asiakastoimialoja ovat, kuljetusvälineteollisuus, paperi-, kemian-, teräsja öljyteollisuuden tehdasinvestoinnit, julkinen hallinto sekä VR.

9 Toimipaikat Ruukki Constructionilla on tehtaita ja toimipaikkoja sekä Suomessa että ulkomailla. Suomen toimipaikat sijaitsevat Alajärvellä, Vimpelissä, Alavudella, Seinäjoella, Kalajoella ja Ylivieskassa. Ulkomailla toimipaikkoja on mm. Ruotsissa, Norjassa, Venäjällä, Ukrainassa, Romaniassa, Puolassa sekä muutamissa muissa Euroopan maissa Ylivieskan tehdas Ylivieskan tehtaan tuotanto on keskittynyt hitsattujen palkkien aihiovalmistukseen, (hitsatut HI-, HE-, ja HK-palkit) sekä niiden varusteluun ja pintakäsittelyyn. Tuotteina ovat mm. pilarit, siltapalkit, kotelopalkit sekä nosturiradat. Perusraaka-aineena on Raahen terästehtaan kuumavalssattu teräslevy. Tehtaalla on erinomainen teräslevyjen ja palkkien käsittelyyn suunniteltu kalusto kuten mm. magneettinosturit, sinko, polttoleikkauslinjat, jauhekaarihitsauslinjat, CNC-ohjattu polttoporalinja, sekä varustelutyöpisteet ja pintakäsittelylaitos. Tehtaalla on pinta-alaa n m², hitsauskapasiteetti n t/vuosi sekä hyvät liikenneyhteydet rautatie-, maantie- ja merikuljetuksiin. Henkilövahvuus on n.70. Kuvioissa 1 ja 2 on esitelty Ylivieskan tehtaan tuotteita. KUVIO 1. Siltapalkki KUVIO 2. Kasattu tyyppisilta

10 3 1.2 Työn lähtökohdat Opinnäytetyön kohteena on Rautaruukki Oyj:n Ylivieskan tehtaan laajennus, joka sisältää uuden tehdashallin rakentamisen, pinta-alaltaan 3100 m² sekä automaattilinjojen (hitsaus ja polttoporaus) siirtämisen olemassa olevasta tehdashallista laajennusosaan. Laajennusosan rakentaminen ja koneiden siirrot suunnitelmineen toteutetaan rakennuttajan toimesta. Laajennusosan ja vanhan tehdashallin layoutsuunnittelu sekä koneiden, laitteiden ja työpisteiden suunnittelu toteutetaan oman henkilökunnan toimesta. Näin varmistetaan olemassa olevan tiedon ja kokemuksen täysimittainen hyödyntäminen sekä aikaansaadaan toimivat ja tehokkaat ratkaisut. 1.3 Työn sisältö ja tavoitteet Tämä opinnäytetyö sisältää Rautaruukki Oyj:n Ylivieskan tehtaan laajennus ja muutostöihin liittyen seuraavat osa-alueet. Työn aikataulutus Laajennusosan layout suunnitelma Varustelutyöpisteiden rakennesuunnittelu, sisältäen hitsauskoneiden kuljetinjärjestelmät rakennesuunnitelmineen Riskikartoitusten teko laajennusosalle Työn tavoitteena on suunnitella ja rakentaa tehtaan laajennusosalle toimiva layout sekä toimivat ja turvalliset varustelutyöpisteet, joissa työ sujuu tehokkaasti ja turvallisesti. Koska uuden tehdashallin sijainti ja koko on lyöty lukkoon jo alkuvuodesta 2007 investointiesitystä laadittaessa, rajoittaa se jonkin verran layoutsuunnittelua ja ideointia. Opinnäytetyössä ei käsitellä vanhan tehdashallin sekä pintakäsittelylaitoksen tuotantotilojen muutoksia ja kehitystoimia.

11 4 Opinnäytetyön aihealue on suhteellisen laaja ja käsittelee tehtaan layoutsuunnittelun lisäksi myös työpiste-, laite-, työkalu-, yms. suunnittelua. Sen vuoksi pyrin pitäytymään sekä teoria että toteutus osioissa, vain oleellisissa ja työn kannalta keskeisissä asioissa. Piirustuksista, luetteloista yms. dokumenteista esitän liitteinä vain sen, mikä kokonaisuuden hahmottamiseksi on tarpeellista. 2 AIKATAULU Tämän opinnäytetyön tekeminen on aloitettu huhtikuussa Tavoitteenani on saada se valmiiksi marraskuussa 2007, jolloin myös tehtaan laajennus otetaan käyttöön. Aloituspalaveri pidettiin Ylivieskassa Opinnäytetyön aikataulu perustuu Ylivieskan tehtaan laajennuksen yleisaikatauluun sekä laiteasennusten aikatauluun. Ylivieskan tehtaan laajennuksen yleisaikataulu ja laiteasennusten aikataulu on esitetty liitteessä 1 ja 2. Opinnäytetyön aikataulu on esitetty liitteessä 3. 3 LAYOUTSUUNNITTELU 3.1 Yleistä layoutsuunnittelusta Layout on teollisuudessa yleisesti käytetty termi, jolla tarkoitetaan tuotantojärjestelmän eri osien, kuten koneiden, laitteiden, varastojen ja kulkuväylien sijoittelua tehdastiloissa. Layoutsuunnittelu sisältää edellisten lisäksi myös materiaalivirtojen suunnittelun. Layoutsuunnittelua pidetään usein itsenäisenä työvaiheena. On kuitenkin väärin irrottaa sitä omaksi työvaiheekseen koska se on osa tuotantolaitoksen suunnittelua (kuvio 3).

12 5 Tuotantoprosessi Malli Toteutus Valmistusprosessi Layout Tuotantolaitos KUVIO 3. Tuotantolaitoksen suunnittelu layoutsuunnittelun näkökulmasta. (Mukaillen Vähäpassi 1983, 14). Tuotantolaitteiden sijoittelun ja työkulun perusteella, layoutit jaetaan kolmeen eri päätyyppiin. Tuotantolinjalayoutiin, funktionaaliseen (toimintokohtaiseen) eli teknologiseen layoutiin sekä solulayoutiin. (Haverila, Uusi-Rauva, Kouri, Miettinen 2005, 475.) 3.2 Layouttyypit Tuotantolinjalayout Tuotantolinjassa koneet ja laitteet ovat työnkulun mukaisessa järjestyksessä (kuvio 4). Tuotantolinja on erikoistunut tietyn tuotteen valmistamiseen. Valmistus ja kappaleenkäsittely on automatisoitua ja tehokasta. Työnkulku on selkeää ja eri työvaiheiden välillä voidaan käyttää erilaisia mekaanisia kuljettimia. (Haverila ym. 2005, 475.)

13 6 Osan B valmistuslin- Osan A valmistuslin- Vastaanotto Osan C valmistuslin- Lähetysosasto KUVIO 4. Tuotantolinjalayout (mukaillen Haverila ym. 2005, 475.) Edellytyksenä tuotantolinjan rakentamiselle on suuri volyymi ja korkea kuormitusaste. Suurien valmistusmäärien ansiosta saadaan tuotteen yksikköhinnat pidettyä alhaisena, vaikka linjan rakentamiskustannukset ovat yleensä suuret. Tuotantolinja sietää huonosti häiriöitä, koska pienikin häiriö vaikuttaa helposti koko linjan toimivuuteen ja tuottavuuteen. (Haverila ym. 2005, 475.) Tuotantolinjan laadunvalvonta on erittäin tärkeää, koska häiriöiden aiheuttamat kustannukset ovat suuret ja linja tuottaa nopeasti myös virheellisiä tuotteita. Selkeä työnkulku tekee tuotantolinjan ohjauksen suhteellisen helpoksi, sillä sitä ohjataan yhtenä kokonaisuutena. (Haverila ym. 2005, ) Tuotantolinjalayoutin ominaisuuksia: pienet yksikkökustannukset vähän keskeneräisiä töitä usein jäykkä tuotepolitiikassa vaikea ja kallis rakentaa suuri häiriöalttius tuotannonohjaus helppoa vaikea lisätä kapasiteettia korkea kuormitusaste %

14 Funktionaalinen layout Funktionaalisessa layoutissa koneet ja työpaikat ryhmitellään työtehtävän samankaltaisuuden perusteella. Esimerkiksi kaikki sorvit ovat sorvaamossa, hitsauskoneet hitsaamossa ja jne. Funktionaalista layoutia nimitetään myös teknologiseksi layoutiksi koneiden tuotantoteknologiaan perustuvan ryhmittelyn vuoksi. (Haverila ym. 2005, 476.) Automaattikoneet Jyrsinkoneet Porakoneet Sorvit Höylät Hiomakoneet Tarkastus Tuotevarasto Raaka-ainevarasto Kokoonpano Lähetysosasto KUVIO 5. Funktionaalinen layout (mukaillen Haverila ym. 2005, 477.) Funktionaalisessa layoutissa tuotantomäärät ja tuotetyypit voivat vaihdella huomattavasti. Koneet ja laitteet ovat normaalisti monipuolisia yleiskoneita, joilla voidaan valmistaa joustavasti erilaisia tuotteita. Tuotteet valmistetaan tavallisesti yksittäiskappaleina tai sarjoina. Koska kappaleiden työnkulku saattaa poiketa toisistaan huomattavasti, voidaan kappaleenja materiaalinkäsittelyyn soveltaa automaatiota melko rajoitetusti. Tuotannon ohjaus perustuu eri koneille jonottavien kappaleiden järjestelyyn. Koska töiden ohjaus oikea-aikaisesti eri työkohteesta toiseen on hankalaa, työjonot kasvattavat keskeneräisen tuotannon määrää ja pidentävät läpimenoaikaa. (Haverila ym. 2005, 476.) Funktionaalisen layoutin ominaisuuksia: suuret yksikkökustannukset

15 8 paljon keskeneräisiä töitä joustava tuotepolitiikassa helppo rakentaa pieni häiriöalttius tuotannonohjaus vaikeaa joustava kapasiteetin lisäämisessä kuormitusaste % Solulayout Solulayout muodostaa itsenäisen, eri koneista ja työpaikoista kootun ryhmän, joka on erikoistunut tiettyjen osien valmistamiseen tai työvaiheiden suorittamiseen (kuvio 6). Solulayout onkin funktionaalisen layoutin ja tuotantolinjan eräänlainen välimuoto. Sorvi Porakone Sorvaus Materiaali Valmiit osat/tuotteet Avarruskone Hiomakone Sorvi Hitsaus ylimääräiset työpaikat KUVIO 6. Solulayout (mukaillen Haverila ym. 2005, 478.) työntekijät Solujen läpäisyajat ovat huomattavasti lyhyemmät funktionalliseen layoutiin verrattuna. Materiaalivirta on selkeä, eikä välivarastoja esiinny. Solu kykenee valmistamaan joustavasti niitä tuotteita mihin se on suunniteltu. Asetusajat eri tuotteiden välillä ovat lyhyet. Eri tuotteiden tuotantomäärät voivat vaihdella paljonkin. Tuotteita valmistetaan tavallisesti yk-

16 9 sittäiskappaleina tai sarjoina. Solun tuotannonohjaus on helppoa, koska jokainen solu muodostaa oman kuormituspisteen. (Haverila ym. 2005, ) Solulayoutin ominaisuuksia: lyhyet läpäisyajat ei välivarastoja joustava tuotanto lyhyet asetusajat helppo tuotannonohjaus kuormitusasteen suuri vaihtelu helpottaa laadunvalvontaa ryhmä työskentelee itsenäisesti ja sopii työnjaon ja tehtävien kierrättämisen motivoi työntekijöitä ja nostaa tuottavuutta Tuotetehtaat ja verstaat Suuren tuotantolaitoksen toiminta voidaan jakaa pienempiin erikoistuneisiin yksiköihin, tuotetehtaisiin tai verstaisiin. Tuotetehdas on itsenäinen organisaatioyksikkö, joka vastaa oman tuotteen tai osan valmistamisesta. Jako tuotetehtaisiin tapahtuu tuotteen tai valmistusteknologian mukaan. Tuotetehtaalla on useimmiten oma johto sekä tuotannon ja materiaalitoimintojen suunnittelu. Tuotetehtaiden avulla pyritään parantamaan tuottavuutta ja yksinkertaistamaan toiminnanohjusta. Tuottavuuden nousu perustuu tuotetehtaan erikoistumiseen, sekä selkeisiin talous-, tuottavuus- ja laatuvastuisiin. Tuotetehtaan ohjaus on helppoa. Se on yritykselle sisäinen toimittaja, jolta tilataan tarvittavat tuotteet ja komponentit. (Haverila ym. 2005, 479.)

17 Layoutin valinta ja suunnittelu Layoutin valinta Layouttyyppi tuotantolaitokselle valitaan tuotevalikoiman laajuuden ja tuotettavien määrien perusteella. Tuotantolinjalayoutia sovelletaan tuotettaessa suuria määriä samantyyppisiä tuotteita. Funktionaalinenlayout on parhaimmillaan kun valmistettavien tuotetyyppien määrä on suuri, mutta tuotantomäärät pienet. Solulayoutia käytetään valmistettaessa eri tuotteita toistuvasti, mutta ei kuitenkaan niin paljon, että kannattaisi muodostaa tuotelinja. Soluissa voidaan tuotelinjaa joustavammin valmistaa erityyppisiä tuotteita. Kuviossa 7. on kuvattu eri valmistusjärjestelmien soveltuvuutta eri tuotemäärille ja tuotevalikoimille. (Haverila ym. 2005, 479.) Määrä Tuotantolinjalayout Solulayout Funktionaalinen layout KUVIO 7. Tuote-määrä analyysi (Haverila ym. 2005, 479.) Tehtaan layout muodostuu yleensä erityyppisistä osalayouteista. Se voi vaihdella tuotantoprosessin vaiheiden mukaan. Esimerkiksi tuotteen osat valmistetaan funktionaalisessa tai solulayoutissa ja ne kokoonpannaan tuotantolinjassa. Funktionaalisesti järjestetyssä konepajassa voidaan osa valmistuksesta organisoida soluiksi. Nykyajan tuotantoautomaatio on lisännyt valmistuksen joustavuutta ja lyhentänyt asetusaikoja. Yhdistämällä riittävä määrä

18 11 eri tuotteita samaan valmistusprosessiin on mahdollista saavuttaa riittävä tuotantomäärä solun tai tuotantolinjan muodostamiselle Layoutin suunnittelu Layoutsuunnittelu on monivaiheinen prosessi, johon vaikuttaa suuri määrä erilaisia tekijöitä. Tuotantojärjestelmän layout on aina kompromissi, koska kaikkien tekijöiden suhteen optimaalista ratkaisua ei yleensä ole löydettävissä. Layoutsuunnittelun peruslähtökohtana ovat seuraavat tekijät: (Haverila ym. 2005, ) Tuotteiden perustiedot määrittelevät lopputuotteiden rakenteen, käytettävät puolivalmisteet, komponentit sekä raaka-aineet. Työvaiheistus kertoo tuotteen työvaiheet ja niiden järjestyksen. Tuotantomäärän perusteella mitoitetaan tuotantokoneisto ja määritellään tuotantomuoto ja- tekniikka. Tuotannon aikajänne kertoo, kuinka pitkän ajan tuotanto tulee säilymään suunnitelman mukaisena. Aikajänteen pituus vaikuttaa investointien kannattavuuteen. Tukitoiminnot kertovat, mitä valmistusta tukevia toimintoja tarvitaan. Tukitoimintoja ovat esimerkiksi sosiaalitilat. työkaluhuolto, jätteiden käsittely ja paineilmankehityslaitteisto. Layoutsuunnittelun keskeisenä tavoitteena on materiaalivirtojen tehokas suunnittelu. Materiaalin kuljetuskerrat ja matkat pyritään minimoimaan osastojen ja työpisteiden sijoittelua suunniteltaessa. Tuotannon ohjauksen ja toiminnan kehittämisen kannalta on myös edullista sijoittaa toisiaan seuraavat työnvaiheet siten, että materiaalivirrat ovat mahdollisimman selkeät. (Haverila ym. 2005, 482.) Hyvän layoutin ominaisuuksia ovat seuraavat: Kaikki layoutiin vaikuttavat tekijät on otettu huomioon. Materiaalia liikutetaan niin vähän kuin mahdollista. Valmistus etenee yhdensuuntaisena virtana. Kaikki tilat on tehokkaasti käytetty. Työturvallisuus ja työtyytyväisyys on otettu huomioon.

19 12 Layout on helposti ja joustavasti muutettavissa. Layoutsuunnittelussa on myös otettava huomioon mahdolliset laajennus- ja muutostarpeet. Tuotantomäärien ja tuotetyyppien muuttuessa on layoutia pystyttävä muuttamaan joustavasti. Mahdolliset muutostarpeet pitää ottaa huomioon erityisesti vaikeasti siirrettävien koneiden ja laitteiden sijoittelussa. Maalauslinjat, tuotantolinjat, raskaat koneet ja kiinteät varastorakennelmat on sijoitettava siten, etteivät ne haittaa layoutin myöhempää kehittämistä. (Haverila ym. 2005, 482.) Layout suunnittelu sisältää neljä päävaihetta jotka ovat: Sijainnin määrittely, joka tehdään vanhan tehtaan uudistamisen yhteydessä tai uuden tehtaan sijaintipaikkaa valittaessa. Tehtaan yleissuunnittelu, jossa määritellään karkeasti valmistusosastojen koko ja sijainti Yksityiskohtainen suunnittelu, jossa suunnitellaan valittu yksityiskohtainen layout Projektin toteutuksen suunnittelu Paikan tai alueen määrittelyssä joudutaan ratkaisemaan, mihin valmistus on sijoitettava. Tällöin voi tulla kyseeseen uusien lisälaajennusten tai rakennusten rakentaminen tai jopa uuden paikkakunnan valinta. Kokonaisuuden karkeasuunnittelussa määritellään lähtöarvot layoutsuunnitteluun, kuten tilantarve, tuotantomäärät, valmistusjärjestelmän tyyppi jne. Systemaattisen layoutsuunnittelun avulla suunnitellaan layoutvaihtoehdot, tarpeen mukaan noin 2-5 eri vaihtoehtoa. Nämä vaihtoehdot arvostellaan ja valitaan yksityiskohtaiseen suunnitteluun parhaiten sopiva vaihtoehto. Yksityiskohtaisessa suunnittelussa on tarkoituksena valitun layoutin viimeistely siten, että koneet ja laitteet sijoitetaan kuvaan, jotta arkkitehdit, erikoissuunnittelijat ja urakoitsijat voivat tehdä omat suunnitelmansa layoutsuunnitelman jatkoksi. Yksityiskohtaisesti suunniteltu layout on erittäin havainnollinen, mikäli se esitetään kaksi- tai kolmiulotteisena. Toteuttamisen suunnittelussa on pyrittävä hankkimaan layoutsuunnitelmille hyväksyntä kaikilta sellaisilta henkilöiltä, jotka päättävät asioista tai tulevat työskentelemään tuotanto-

20 13 tiloissa. Näitä ovat esimerkiksi yrityksen johto, työnjohto, kunnossapitohenkilöstö, työsuojeluhenkilöstö sekä työntekijät. Eri layoutvaihtoehtojen arviointiin kannattaa käyttää hyväksi esimerkiksi hyötyarvomatriisia (kuvio 8). Siinä annetaan kullekin arvioitavalle ominaisuudelle painoarvo. Tämän jälkeen eri ratkaisuvaihtoehdot pisteytetään ja pisteet kerrotaan painoarvolla. Lopuksi painoarvotetut pisteet lasketaan yhteen parhaimman vaihtoehdon määrittämiseksi. (Haverila ym. 2005, 481.) Arvosteltava ominaisuus Painoarvo Vaihtoehtojen arvostelu ja punnitut pisteet A B C D E 1. Materiaalin kulku 8 E 24 I 16 E 24 E Pinta-alan hyödyntäminen 6 A 24 A 24 H 12 H Investointikustannus 10 H 20 O 10 H 20 A Valmistuksen ohjaus 3 A 12 U 0 A 12 A Joustavuus laajennukselle 7 E 12 A 28 E 12 A Huolto 6 A 24 O 6 H 12 H 12 SUMMA A=melkein täydellinen (4) E= Erittäin hyvä (3) H=Hyvä (2) V=välttävä (1) U=huono (0) X=ei hyväksyttävä (-) KUVIO 8. Hyötyarvomatriisi. (mukaillen Haverila ym. 2005, 481.) 4 LAYOUTSUUNNITTELUN TOTEUTUS 4.1 Suunnittelun lähtökohdat Ruukki Constructionin Ylivieskan tehdas on keskittynyt hitsattujen palkkien aihiovalmistukseen, sekä niiden varusteluun ja pintakäsittelyyn. Tuotteina ovat mm. pilarit, siltapalkit, kotelopalkit sekä nosturiradat. Kappaleet ovat suhteellisen suuria ja painoltaan 1000kg.sta lähes 100 tonniin saakka. Perusraaka-aineena on Raahen terästehtaan kuumavalssattu teräslevy. Tehtaalla on erinomainen teräslevyjen ja palkkien käsittelyyn suunniteltu kalusto ku-

21 14 ten mm. magneettinosturit, sinko, polttoleikkauslinjat, jauhekaarihitsauslinjat, CNC-ohjattu polttoporalinja, sekä varustelutyöpisteet ja pintakäsittelylaitos. Tehtaalla on pinta-alaa n m², hitsauskapasiteetti n t/vuosi sekä hyvät liikenneyhteydet rautatiemaantie- ja merikuljetuksiin. Henkilövahvuus on n.70. Tehdas on viime vuodet keskittynyt pääasiassa hitsattujen palkkien aihiovalmistukseen ja varustelu ja pintakäsittely on suoritettu divisioonan Kalajoen tehtaalla. Vuonna 2006 on divisioonassa päätetty tehostaa valmistusprosessia, jonka seurauksena Ylivieskan tehtaalle keskitetään kaikki hitsattujen palkkien aihiovalmistus, sekä niihin liittyvä varustelu ja pintakäsittely. Koska tehtaalla ei ole riittävästi tilaa ja kapasiteettia suorittaa kaikkia hitsattujen palkkien varustelutöitä, on vuoden 2006 lopulla tehty päätös tehtaan laajentamisesta. Tehtaan laajennustöihin liittyvä layout ja laitesuunnittelu sekä niihin liittyvät toimet, oli päätetty suorittaa mahdollisimman suurelta osin oman henkilöstön voimin. Tällä pyrittiin siihen, että henkilöstön mielipiteet, osaaminen ja kokemus saadaan hyödynnettyä mahdollisimman tehokkaasti. Tehtaalla on tästä hyviä tuloksia aikaisempien kehitysprojektien toteutuksessa Hitsattujen palkkien tuotanto Ylivieskan tehdas käyttää valmistukseen pääsääntöisesti Raahen terästehtaan teräslevyä. Levyt saapuvat tehtaan varastoon rautatiekuljetuksena. Kun saapuneet levyt otetaan tuotantoon ne sinkopuhalletaan ruosteen, valssihilseen sekä muiden epäpuhtauksien poistamiseksi. Sen jälkeen ne polttoleikataan rainoiksi, laipparainat hiotaan ja vaakalinjalle menevät esitaivutetaan. Hitsauslinjoja on 3 kpl ja hitsausmenetelmänä automaattinen jauhekaarihitsaus. Hitsauksen jälkeen palkit siirretään suoraan varustelutyöpisteisiin (siltapalkit, kotelopalkit) tai viedään poraukseen CNC-ohjatulle polttoporalinjalle. Varustelun ja tarkastuksen jälkeen palkit hiekkapuhalletaan ja maalataan pintakäsittely laitoksessa ja siirretään varastoon odottamaan kuljetusta asiakkaalle. Kuviossa 9. on kuvattu Ylivieskan tehtaan tuotantoprosessi.

22 15 YLIVIESKAN TEHTAAN TUOTANTOPROSESSI ASIAKASTILAUS MÄÄRÄMITTAISET LEVYT TERÄSTEHTAALTA TIEDOT SUUNNITTELIJALTA DSTV-FORMAATISSA P R O J E K T I N O H J A U S M A T E R I A A L I SINKO- PUHALLUS POLTTO- LEIKKAUS LAIPOIKSI JA UUMIKSI SÄRMÄN- HIONTA JA ESI- TAIVUTUS AUTO- MAATTINEN JAUHEKAARI- HITSAUS CNC- OHJATTU PORAUS JA PÄIDEN MUOTOILU VARUSTELU JA PINTAKÄSITTELY L Ä H E T Y S TARKASTUS JA DOKUMENTOINTI KUVIO 9. Hitsattujen palkkien tuotantoprosessi Ylivieskan tehtaalla. Kuvioissa on esitetty tehtaan tuotannon muutamia tärkeimpiä tuotantovaiheita, jotta lukijalle tulisi selkeämpi kuva tuotannosta. Kuvista puuttuu jatkohitsaus, esitaivutus/särmänhionta ja pintakäsittelyvaiheet, eikä niitä myöskään käsitellä tässä opinnäytetyössä. KUVIO 10. Levyjen sinkopuhallus KUVIO 11. Levyjen polttoleikkaus

23 16 KUVIO 12. Pystyhitsauslinja KUVIO 13. Vaakahitsauslinja KUVIO 14. Polttoporalinja KUVIO 15. Palkkien varustelua Tehtaan nykyinen layout on esitetty liitteessä Tavoitteet ja rajoitukset Työn tavoitteet Koska tehtaan laajennuksen koko ja sijainti oli päätetty jo aikaisemmassa vaiheessa investointisuunnitelmien yhteydessä, painottui suunnittelu laajennusosan yleissuunnitteluun sekä yksityiskohtaiseen suunnitteluun. Työn tavoitteena oli suunnitella mahdollisimman toimiva layout, jossa kaikki tuotannon erityispiirteet on otettu huomioon. Työlle asetettuja tavoitteita olivat: Virtaava ja tehokas tuotanto

24 17 Selkeä kokonaisuus Turvalliset ja hyvät työolosuhteet Tehokas tilankäyttö Hyvä ohjattavuus Työn rajoitukset Rajoittavana tekijänä oli se, että laajennuksen sijainti ja koko oli jo aikaisemmin päätetty. Tästä johtuen sekä tilojen että tuotantokoneiden ja laitteiden sijoitusvaihtoehdot olivat rajalliset. Tehtaan vanhasta tuotantohallista siirrettiin koneita uusiin tiloihin ja tilalle rakennettiin varustelutyöpisteitä lähinnä sillanrakennuksen ja kotelopalkkien tarpeisiin. Näiden uusien varustelutyöpisteiden suunnittelua ja toteutusta ei tässä yhteydessä käsitellä. 4.3 Työn toteutus Nykyisen layouttyypin määritys Kun tehtaan koneiden sijoittelua ja tuotantoa tarkastellaan, on helppo havaita että sen tuo- tanto on jakautunut kolmeen selkeään osaan. Tuotannon alkupää, sisältää levyjen sinkouksen, polttoleikkauksen, jatkohitsauksen, esitaivutuksen ja hionnan sekä palkinhitsauksen. Tuotannon keskiosa sisältää palkkien katkaisun ja porauksen sekä varusteluosien asennuksen ja hitsauksen. Loppuosa tuotannosta on pintakäsittely, joka on sijoitettu eri rakennukseen. Tuotannon alkuosa on virtaava ja selkeästi tuotantolinjatyyppinen, vaikkakin koneiden sijoittelu tuo mieleen funktionaalisen layoutin. Se on pitkälle koneellistettu ja automatisoitu. Koneet ovat suhteellisen kookkaita ja kalliita ja tarkoitettu vain tietynlaisiin töihin.

25 18 Tuotannon keskiosa, eli varustelu muistuttaa enemmän solutuotantoa. Työntekijät toimivat ryhmissä ja vastaavat suhteellisen itsenäisesti omien työpisteidensä toiminnasta. Poralinja on oma solunsa ja sen kautta kulkee lähinnä vain rakennuspalkkituotanto. Tuotannon loppuosa eli pintakäsittely on taas tuotantolinja tyyppinen. Pintakäsittelylaitoksen läpi kulkevat kaikki tuotteet ennen lähetystä Uuden layoutin suunnittelu Jo alkuperäisissä suunnitelmissa oli esitetty, että uuteen tehdashalliin siirretään toinen vaakahitsauslinja (hitsaus 2) sekä poralinja. Tästä johtuen oli mielestäni selvää, että myös uuden tehdashallin layout tulisi olemaan osittain tuotantolinjatyyppinen ja osittain solutyyppinen. Se myös tarkoitti sitä, että tulevaisuudessa tehtaan tuotanto jakautuisi hitsauslinjoilla selkeästi kahteen eri tuoteryhmään. Uuteen tehdashalliin siirtyisi rakennuspalkkituotanto ja vanhassa tehdashallissa jatkuisi siltapalkkien ja kotelopalkkien tuotanto. Kuviosta 16. on nähtävissä tuotannon jakauma hitsauslinjoilta alkaen. Koska tuotanto näin selkeästi jakautui kahteen eri osastoon, layoutvaihtoehtojen suunnittelun ja arvioinnin lähtökohtana olikin hitsauslinjan (hitsaus 2) ja poralinjan sijoitus. Koneet olivat tähän saakka sijoitettuna vanhaan tehdashalliin, eikä niiden toimintosuuntien muuttaminen ollut mahdollista kalliiden muutoskustannusten takia.

26 19 YLIVIESKAN TEHTAAN UUSI TUOTANTOPROSESSI ASIAKASTILAUS MÄÄRÄMITTAISET LEVYT TERÄSTEHTAALTA TIEDOT SUUNNITTELIJALTA DSTV-FORMAATISSA P R O J E K T I N O H J A U S M A T E R I A A L I SINKO- PUHALLUS POLTTO- LEIKKAUS LAIPOIKSI JA UUMIKSI CNC- VARUSTELU OHJATTU RAKENNUSPALKIT PORAUS JA PÄIDEN MUOTOILU VARUSTELU SILTAPALKIT KOTELOPALKIT SÄRMÄN- HIONTA JA ESI- TAIVUTUS AUTO- MAATTIHITSAUS 1 ja 2 RAKENNUSPALKIT AUTO- MAATTIHITSAUS SILTAPALKIT KOTELOPALKIT P I N T A K Ä S I T T E L Y L Ä H E T Y S TARKASTUS JA DOKUMENTOINTI KUVIO 16. Ylivieskan tehtaan uusi tuotantoprosessi. Layoutvaihtoehtojen suunnittelu aloitettiin piirtämällä uuteen halliin sijoitettavista laitteista oikean kokoiset pohjakuvat. Varsinaisen tehdashallin pohjakuva pyydettiin rakennuksen pääsuunnittelijalta Insinööritoimisto Pöysälä&Sandberg Oy:ltä. Piirtämisessä ja sijoittelussa käytettiin apuna Autocad LT 2005 ohjelmaa. Koneista ja laitteista, sekä työpisteistä tehtiin omat blokit joita oli helppo siirrellä ja käännellä eri vaihtoehtojen luomiseksi. Koska yhtenä lähtökohtana oli, että tehtaan oman henkilöstön mielipiteitä kuunnellaan ja heidän kokemustaan hyödynnetään, pidettiin henkilöstön kanssa yhteisiä palavereja, joissa asioita pohdittiin. Suunnittelun edetessä kävi hyvin nopeasti ilmi, että varteenotettavia päävaihtoehtoja konesijoittelun osalta oli vain 2 kpl. Koska laajennuksen rakennesuunnittelu eteni nopeassa aikataulussa, olikin poralinjan ja hitsauslinjan sijoituspaikka lyötävä lukkoon jo melko aikaisessa vaiheessa, sillä ne vaativat suhteellisen suuret perustustyöt. Muilta osin suunnittelua jatkettiin pidempään ja varustelualueen rakenne ja sosiaalitilojen sijainti päätettiin hieman myöhemmin. Varustelualueen rakennesuunnitteluun on keskitytty osiossa 5 työväline ja työpistesuunnittelu.

27 20 Vaikka nosturisuunnittelu ja valinta ei tähän opinnäytetyöhön sisältynytkään, oli se pakko ottaa huomioon layoutvaihtoehtoja mietittäessä. Henkilöstöllä oli hyvin selkeä näkemys siitä, millaiset nostureiden tulee olla. Layoutsuunnittelun apuna ei käytetty systemaattisen layoutsuunnittelun menetelmää, eikä myöskään mitään erillisiä työnkulku kaavioita, koska näistä menetelmistä ei tässä tapauksessa olisi saatu työlle mitään lisäarvoa. Lisäksi työnkulkukaavio käy hyvin selkeästi ilmi tehtaan tuotantoprosessin kuvauksesta Layoutin valinta ja arviointi Kuten jo edellisessä osiossa todettiin, oli loppuvaiheessa mukana 2 toteuttamiskelpoista layoutsuunnitelmaa A ja B (liite 5 ja liite 6). Suunnitelmia arvioitiin hyötyarvomatriisin avulla (ks. kohta kuvio 5). Vaihtoehdoista laadittiin matriisi, johon pyrittiin löytämään mahdollisimman selkeät ja kaikkein tärkeimmät arviointikriteerit. Arvioitavat tekijät olivat: 1. Koneiden käytettävyys. Koneiden täytyy olla sijoitettuna siten, että niiden käyttö ja huolto on helppoa. Valaistus yms. ergonomia on hyvin järjestetty. Nostureiden täytyy olla saatavissa aina tarpeen mukaan. 2. Materiaalin virtaus. Materiaalia ei tarvitse kuljetella edestakaisin. Siirtomatkojen on oltava lyhyitä. 3. Layoutin selkeys. Tilassa on oltava selkeä koneiden ja työpisteiden sijoittelu. 4. Palkkiaihioiden siirtomatkat. Palkkiaihioiden siirtomatkojen on oltava hitsauksesta poralinjalle ja sieltä edelleen varusteluun mahdollisimman lyhyt. Ei edestakaisia siirtoja. 5. Varusteluosien siirtomatkat.

28 21 Varusteluosien siirtomatkojen varustelutyöpisteisiin on oltava mahdollisimman lyhyt. Ei edestakaisia siirtoja. 6. Nostureiden toiminta-alueet. Magneettipuominosturin on pystyttävä palvelemaan mahdollisimman tehokkaasti koneita ja vastaavasti koukkunosturin varustelutyöpisteitä. Nostureiden ristikkäisajo ei ole suotavaa. 7. Tilankäytön tehokkuus. Koko hallin tilojen on oltava mahdollisimman tehokkaasti tuotantokäytössä. 8. Kulkureitit. Kaikki kulkureitit ovat selkeitä ja turvallisia käyttää. Kulkureitit eivät saa olla tuotannon ja koneiden työskentelyalueella. 9. Työskentelyolosuhteet ja työturvallisuus Tiloissa on oltava mahdollisimman turvalliset ja viihtyisät työskentelyolosuhteet. Valaistus, ergonomia, melualtistus, pölynpoisto yms. on otettu riittävästi huomioon. 10. Ohjattavuus. Tuotantoa on helppo ohjata ja ohjeistaa. Tuotantotiloissa on oltava selkeät vastuualueet. Ei päällekkäisiä toimintoja. Matriisien arvioinnissa oli mukana tuotannon työntekijöitä ja toimihenkilöitä. Joillakin yksittäisillä työntekijöillä oli hyvinkin erilaisia näkemyksiä layouttien toimivuudesta, mutta ne painottuivat pääasiassa yksittäisen työpisteiden kuten esim. poralinjan toimintaan. Laajennuksesta olisi haluttu tehdä myös suurempi ja kääntää koneiden käyttösuuntia, mutta se ei enää tässä vaiheessa ollut mahdollista. Hyötyarvomatriisi täytettiin yhteisessä palaverissa. Jokaista tekijää arvioitiin erikseen sekä annettiin kohdalle arvosana. Kuviossa 17 on kuvattu layoutvaihtoehtojen A ja B hyötyarvomatriisi.

29 22 Ruukki construction Ylivieskan tehtaan laajennus Hyötyarvomatriisi Layoutvaihtoehtojen Arvosteltava ominaisuus Painoarvo arvostelu ja punnitut pisteet A B 1. Koneiden käytettävyys Materiaalin virtaus Layoutin selkeys Palkkiaihioiden siirtomatkat Varusteluosien siirtomatkat Nostureiden toiminta-alueet Tilan käytön tehokkuus Kulkureitit Työskentelyolosuhteet ja työturvallisuus Ohjattavuus SUMMA =melkein täydellinen 4=erittäin hyvä 3=hyvä 2=välttävä 1=huono 0=ei hyväksyttävä KUVIO 17. Layoutvaihtoehtojen hyötyarvomatriisi. Hyötyarvomatriisia tutkittiin yhdessä ja todettiin että vaihtoehto B on pisteytettynä selkeästi parempi. Loppujen lopuksi valittuun vaihtoehtoon päädyttiin hyvinkin yksituumaisesti. Samassa yhteydessä oli otettava myös kantaa eri nosturivaihtoehtoihin. Niitä pohdittaessa, henkilöstön yksimielinen mielipide oli, että ainoa oikea vaihtoehto on hankkia tiloihin vinoköysinosturit. Samanlaisista nostureista oli jo pitkä kokemus vanhasta tuotantohallista, eikä tiedossa ollut mitään järkevää syytä miksi uuden tuotantotilan nosturien tulisi olla erilaiset. Osa esimiehistä vastusti asiaa kustannuksiin vedoten. Työntekijöiden ja työnjohdon kanta voitti ja uuteen tuotantotilaan päätettiin hankkia 2 kpl vinoköysinostureita, joista toinen on varustettu magneettipuomilla. Nostureiden hankinta aiheutti yllätyksen, koska niiden hinta oli selvästi kalliimpi kuin alkuperäisessä budjetissa varattu määräraha ja toimitusaika n. 5 kk. Joka tapauksessa nosturit päätettiin hankkia ehdotuksen mukaisena ja ne toimitetaankin asennettuna marraskuun puoliväliin mennessä. Kun valittua layoutvaihtoehtoa arvioidaan arvosteltavien ominaisuuksien mukaan, voidaan todeta mm. seuraavaa:

30 23 Hitsaus- ja poralinjan käytettävyys on parempi niiden läheisen keskinäisen sijainnin ansiosta. Koneet on sijoittelu selkeästi omaan funktionaaliseen tuotanto-osastoon ja varustelu selkeästi tuotantosoluista koostuvaan osastoon. Materiaali virtaa selkeästi vanhasta tuotantotilasta uuteen ja poralinjan kautta varusteluun. Palkkiaihioiden jakelu- ja siirtomatkat ovat kohtuullisen lyhyet. Varusteluosien jakelu- ja siirtomatkat ovat kohtuullisen lyhyet. Nostureilla on oma selkeä toiminta- ja palvelualueensa, eikä ristiin ajoa juurikaan tarvita. Tila on suhteellisen tehokkaassa käytössä, lukuun ottamatta poralinjan takaosaa, jossa on suhteellisen väljää. Tilaa voidaan ehkä hyödyntää tulevaisuudessa hitsauslisäaineiden yms. varastoinnissa. Hallissa on selkeät kulkureitit molemmilla sivustoilla sosiaalitiloihin, ja vanhaan tehdashalliin. Tarvittaessa palkkiaihioita voidaan lastata ajoneuvoihin myös hallin alkupäästä. Työskentelyolosuhteet ja työturvallisuus parempi koneiden sijoittelun ansiosta (melu, pöly nosturit yms.). Asiasta lisää osiossa 6.2 työsuojelunäkökohtien tarkastelu.. Tuotannon ohjattavuus on helpompaa, koska rakennuspalkkituotantoa voidaan ohjata ja kuormittaa omana kuormituspisteenään. Heikko kohtana layoutissa on palkkien välivarastointitilan puute, koneiden ja varustelualueiden välissä. Koska varustelutilasta ei haluttu tinkiä, layoutiin varattiin molemmilta puolilta hallia n. 15x3 metrin alue varustelutasojen päällä suoritettavaa varastointia ajatellen. Työn lopputuloksena syntyi layout, jossa laajennuksen alkupää toimii tuotantolinjaperiaatteella. Laajennuksen loppuosassa on neljä varustelutyöpistettä, jotka toimivat solutuotannossa. Työpisteillä on jokaisella omat työkalut ja laitteet ja niiden toiminta on suhteellisen itsenäistä. Asiaa käsitellään tarkemmin kohdassa 6.1. Jokaisessa työpisteessä voidaan suorittaa monia eri varustelutöitä. Laajennuksen lopullinen layout on esitetty liitteessä 7.

31 24 5 TYÖVÄLINE- JA TYÖPISTESUUNNITTELU 5.1 Työvälinesuunnittelu Yleistä työvälinesuunnittelusta Työvälinesuunnittelu käsittää erilaisten tuotannossa käytettävien työvälineiden suunnittelua. Ne voivat olla erilaisia jigejä, hitsaukseen tai poraukseen, tai sitten koneistuskiinnittimiä työstökeskuksille, parhaimmillaan itsenäisiä työkoneita. Useimmiten työvälineiden valmistus ei sovi omaan tuotantoon, mutta joskus yritykset suunnittelevat ja valmistavat työvälineitä itse. Esimerkiksi teräsrakenteita valmistava konepaja voi suunnitella ja valmistaa hitsauskiinnittimensä ja jiginsä itse. Jos oma osaaminen ei ole riittävää, kannattaa suunnittelu antaa ulkopuolisen ammattilaisen tehtäväksi. (Lapinleimu, Kauppinen, Torvinen ) Työväline järjestelmät Työväline järjestelmät voidaan jakaa kahteen osaan: Työvälinetoiminnot ja toimintajärjestelmät, joilla hankitaan ja ylläpidetään välineistöä. Varsinaiset fyysiset työvälineet, jotka voivat muodostaa konkreettisia järjestelmiä. Molemmat järjestelmät kuuluvat osioon, jolla luodaan valmiudet tuotannon luoviin järjestelmiin. Järjestelmillä pyritään siihen, että tuotanto voi panna tilauksen valmistukseen, ilman valmistelevia toimenpiteitä, pois lukien erikoistyökalut. Työvälineet ja työkalut ovat olennainen osa työnsuunnittelua ja sujuvan valmistuksen keskeinen edellytys. (Lapinleimu yms )

32 Työvälineet Työkaluksi kutsutaan varsinaista jalostusarvon tekevää työvälinettä (terää tai vastaavaa). Työväline on kuitenkin laaja käsite ja työkalu sen osajoukko. Seuraavassa on esitetty työvälineiden tyypin mukainen ryhmittely. 1. Konetyökalut Lastuavat terät ja pitimet Kipinätyöstöelektrodit Meistit (leikkaimet, vetimet) Muut levytyökalut (mm. särmäyspuristimen työkalut) Hitsaustyökalut Muotit 2. Kiinnittimet ja ohjaimet Koneistuskiinnittimet Hitsauskiinnittimet Kokoonpanokiinnittimet 3. Mallit ja mallineet Valumallit Polttoleikkaus mallit Kopiotyöstön mallit ja mallineet 4. Kokoonpanotyökalut Käsityökalut (avaimet taltat yms.) Apulaitteet (esim. kannattimet, vaunut, hydrauliset mutterit) 5. Nosto-ja siirtolaitteet 6. Mittavälineet

33 26 (Lapinleimu yms ) Tehdastason työvälinetoiminnot Tehdastason työvälinetoiminnot muodostavat selviä tehtäväkokonaisuuksia. Tuotetasolla ja työnsuunnittelussa suunnitellaan tarvittavat esikoistyövälineet, esimerkiksi kiinnittimet. Tuotetasoiseen toimintaan lähinnä menetelmäsuunnitteluun kuuluu myös tarkastaa, että olemassa olevat työkalut sopivat ja riittävät tuotteen valmistamiseen. Tämä tulee esille esimerkiksi NC-ohjelmoinnissa, jossa tarvitaan tarkat tiedot työkaluista ja kiinnittimistä, sekä nostotöiden suunnittelussa, jossa tarvitaan tietoa nostovälineistä. (Lapinleimu yms ) Solutason työvälinetoiminnot Solujen itsenäisyyden toteuttamiseksi pyritään siihen, että kaikki solun tarvitsemat työkalut ja välineet olisivat aina välittömästi käytettävissä. Koneistussolu tarvitsee usein laajahkon osaperheen sekä kiinnittimet että työkalut. Hitsaus- ja levytyötä tekevä solu tarvitsee jokaiselle työntekijälle henkilökohtaisten varusteiden lisäksi omat käsityökalut, hitsauslaitteet yms. Yhteiskäytössä ovat yleensä ainoastaan kalliit erikoistyökalut ja raskas nostokalusto. Kuviossa 18 on kuvaus tehdastason ja solutason työvälinetoiminnoista.

34 27 TEHDASTASO SUUNNITTELU järjestelmät erikoistyövälineet VALMISTUS OSTO KUNNON TARKASTUS JA KUNNOSTUS VARASTO SOLUTASO KUVIO 18. Tehdastason ja solutason työvälinetoiminnot (mukaillen Lapinleimu yms ) 5.2 Työpistesuunnittelu Työtilojen järjestely Työtilan koko sekä kone- ja kalustesijoittelu olisi oltava suunniteltuihin töihin sopiva. Työtilan layoutin on oltava tarvittaessa muunneltavissa tarpeen mukaan. Hyvä layout tukee tiedonkulkua ja yhteydenpitoa työntekijöiden välillä (esim. ei jouduta työskentelemään muista täysin erillään).

35 28 Liikkumisen on oltava turvallista (ei näköesteitä, läpinäkymättömiä väärään suuntaan avautuvia ovia, risteävää liikennettä, teräviä laitteiden tai kalusteiden kulmia). Portaita, kynnyksiä, epätasaisia ja liukkaita pintoja tulee mahdollisuuksien mukaan välttää. Liikkumisväylien on oltava riittävän leveät ja vapaat (mutkat loivia, ovet leveitä). Henkilöliikenne tulisi erottaa raskaasta tavaraliikenteestä. Kulkutilat tulisi suunnitella siten, että niitä käytetään vaistomaisesti (ei oikaista, otetaan kiinni tukikahvasta, ei koneesta). Varastointitilojen tulisi olla riittävän lähellä työpistettä, jolloin tavarat ovat helposti noudettavissa. Huoltotoimille on oltava asianmukaiset hoitotasot (kulkutasot, portaat, kaiteet). Jos koneiden päällä on työskenneltävä, siellä pitää olla sopiva liikkumispinta ja tarvittaessa kaiteet. Siivoaminen tulisi olla helppoa. Lattialla ei saa olla turhia esineitä, johtoja tai letkuja. Mahdottomat siivoamiskohteet on suljettava tiiviisti. Jätteille ja roskille on varattu tarpeeksi tilaa helposti käytettävästä paikasta ja roskakorien sijainti tulisi merkitä lattiaan. Epäterveelliset työvaiheet kuten esim. meluavat koneet ja käryävät työprosessit on sijoitettava erilleen tai suojattava. ( Työpisteen ominaisuudet Työntekijän tulisi voida tarpeen mukaan järjestellä työkohteiden sijoittelua (sekä työn vaatimusten mukaan että työasennon vaihtamiseksi). Luonteva katseen suunta työkohteeseen on astetta alle katseen vaakatason. Eniten käytetty katselukohde on suoraan työntekijän edessä, jotta vältytään kiertyneeltä niskan asennolta. Katselukohteeseen tulisi nähdä esteettä. Tuleva materiaali ja valmiit tuotteet täytyy pystyä sijoittamaan työpisteen läheisyyteen niin, että kiertyminen, nostomatka ja noston korkeusero (käsiteltävien taakkojen painosta riippumatta) on pieni.

36 29 Usein tarvittaville työvälineille ja tarvikkeille on tila työpisteessä (laatikko, teline, siirrettävä taso), josta ne saadaan kurkottelematta. Jos työkohteen korkeus (esim. kokoonpanotyössä tuotteen koko) tai työntekijöiden koko vaihtelevat ja työtä tehdään pitkiä jaksoja, työtason korkeutta pitää voida säätää mahdollisuuksien mukaan. Työkohteiden tulisi olla sellaisella korkeudella ja etäisyydellä, että työtä voidaan tehdä kumartumatta ja kiertymättä, olkavarret lähellä vartaloa. Raskaiden esineiden käsittelyssä, esimerkiksi pakkaamisessa, työtason on oltava reilusti kyynärpäätason alapuolella (tällöin on yleensä myös kätevämpää seistä). Istuttaessa jalkatilan syvyys (pöydän reunasta) on polvien kohdalla oltava vähintään 45 cm ja lattiatasossa 65 cm. Jalkatilan leveys oltava vähintään 60 cm. Jalkatila on myös oltava vapaa. Siellä ei saa olla pöydänjalkoja, hyllyjä, koneen tukirakenteita tms., jotka estävät jalkojen liikuttelua tai sujuvaa siirtymistä työkohteesta toiseen. Jalkatilassa olevat ohjaimet (esim. koneen laukaisukytkimet) ovat vapaasti siirrettävissä sopivaan paikkaan. Työtasossa tai säilytystelineissä ym. ei ole teräviä reunoja tai kulmia, jotka painaisivat kättä. Työtuoli on oltava hyvä istua ja työhön sopiva. Se antaa tukea erilaisissa työasennoissa. Tuolia on helppo säätää, säädöt ovat kunnossa ja istuja osaa niitä käyttää. Korkean tuolin yhteydessä on jalkatuki tai -rengas, korkean tuolin vakavuus on hyvä. Tuolin pyörät ovat lattiaan ja työhön sopivat (tuoli liikkuu kevyesti, mutta ei karkaa alta). Työtuolille on riittävästi liikkumis- ja pyörähtämistilaa (vähintään 1m²). Seisomatyössä alusta olisi oltava joustava ja lähettyvillä tulisi olla taukotuoli. Paikallaan olevaan seisomatyöhön voi olla avuksi seisomatuki. Seisomatyöntekijällä tulisi olla riittävästi tilaa (taakse vähintään 90 cm, suuria esineitä käsitellessä 150 cm niin, että kappaleita on helppo käännellä tarvittaessa). Seisomatyössä varvastilan syvyys ja korkeus on oltava vähintään 15 cm. (

37 Työkalut ja työliikkeet Työkalun liitoksien (paineilmaletku, kevenninvaijeri tms.) on oltava oikeassa suunnassa ja joustavia niin, että ne eivät väännä kättä. Paineilma tai roiskeet eivät saa suuntautua työntekijän paljaalle iholle, esimerkiksi ranteeseen. Työkalua käytettäessä tulee nähdä selkeästi työkohteeseen. Työkalusta saa hyvän otteen (myös käsineitä käytettäessä), laajoja sormien ojennuksia ei tarvita. Työkalun kädensija on oltava normaalikokoinen ja käteen sopiva vaikka teräosa olisi pieni. Työkalu mahdollistaa myös otteen muuntelun. Liian anatomista muotoilua olisi vältettävä. Työkalua tulisi voida käyttää ilman otteen muutoksia työliikkeen aikana. Työkalun tulisi olla sellainen, että sitä ei tarvitse puristaa liikaa. Työkalun käyttö ei saa vaatia liikaa voimaa eikä käteen saa syntyä esim. terävistä reunoista tai kohoumista paikallista painetta. Työkalua käytettäessä käden nivelten tulisi pysyä mukavuusalueellaan (esim. ranne on suorana eikä olkavarsi kohoa). Työliikkeet olisi oltava monipuolisia. Yli hartiatason tapahtuvan käsien käytön olisi oltava vain satunnaista. Toistuvissa työliikkeissä tulisi välttää erityisesti käsivoimien käyttöä, ranteen ääriasentoja tai kyynärvarren kiertyneitä asentoja. Työkohteen sijoitus tulisi olla sellainen, että esineitä tai käsiä ei tarvitse kannatella, vaan käsiä voi tukea luontevasti. Työkalun kannattelu on minimoitava keventimellä tms. Työkalun kädensijan tulisi sijaita niin, että se on tasapainossa. Työvälineen melun ja tärinän tulisi olla mahdollisimman vähäistä. ( Nostot ja siirrot Fyysinen rasitus tulisi olla työntekijän säädettävissä esimerkiksi työtahtia muuttamalla tai tauotuksella. Sellaisia kuormitushuippuja ei tulisi olla, jotka aiheuttaisivat runsasta hikoi-

38 31 lua, hengästymistä tai voimakasta lihasväsymystä. Raskaissa työvaiheissa täytyy olla mahdollista käyttää apuna konetta (tai työtoveria). Jos työtehtävä sisältää odottamattomia tai äkillisiä raskaita nostoja, tulee nostotekniikkaan kiinnittää erityistä huomiota. Yleisperiaatteena on, että työ ei saa sisältää painavia tai toistuvia käsinnostoja. Tiukkoja raja-arvoja taakan painolle ei ole, paitsi nuorille alle 18v. työntekijöille. Tällä hetkellä ohjeeksi on muodostumassa koneturvallisuusstandardien nostosuositukset: Maksimiraja on 25 kg, kun nostotyötä on vain vähän (alle 12 nostoa päivässä), nostaja on harjaantunut ja nostotilanne on hyvä (mm. seistään suorana ja taakka on lähellä vartaloa). Nostojen määrän kasvaessa ja nostotilanteen hankaloituessa maksimitaakan paino laskee. Tavoitteena voidaan pitää, että taakka painaa aina alle 5 kg. Hyvä nostokorkeus on rystystason ja kyynärpäätason välillä, ei koskaan hartiatason yläpuolella ja mahdollisimman harvoin rystystason alapuolella. Nosto on hyvä, jos taakka on lähellä vartaloa, ei kierrytä, nostoympäristö on esteetön ja siisti. Käsin taakkoja kannetaan lyhyinä jaksoina, taakka on mahdollisimman lähellä vartalon edessä ja sitä tuetaan vartaloon. Painavissa nostoissa on käytettävissä nostoapuvälineitä (esim. nostopöytiä, nostimia ja trukkia). Toistuvaan taakkojen siirtämiseen käytetään sitä varten suunniteltuja apuvälineitä: pyöräpöytiä, kevyttä pinoamisvaunua, kaltevia tasoja, rullaratoja, kärryjä, otetta auttavia tarraimia tms. ( Valaistusvaatimukset Työkohteessa on oltava riittävä valaistus. Valoa esimerkiksi normaali koneistustyö vaatii luksia. Yleisvalaistus tulee olla mukavan tasainen työtilassa ja työkohteessa (ei liiallisia varjoja). Esimerkiksi pinnanlaadun tarkastamisessa voimakas sivuvalo helpottaa virheiden näkemistä. Valaistus ei saa välkkyä, eikä auringonvalo ei saa haitata työn tekemistä. Vaaralliset paikat tulee selvästi erottua ympäristöstä.