Johdanto 1 Antti Pulkkinen, Petri Huhtala 1 Kirjan lähtökohdat ja tavoite... 10 2 Kirjan taustan muodostava tutkimus... 11 3 C_DFMA-hankkeen tavoitteet... 12 4 C_DFMA-ajattelutapa suhteessa valmistus- ja kokoonpanomyötäiseen suunnitteluun... 13 5 Kirjan rakenne ja lukujen sisältö... 17 Lähteet... 23 Luvussa esitellään kirjan ja sen taustalla olleen tutkimusprojektin lähtökohtia ja tavoitteita. Conceptual Design for Manufacturing and Assembly, C_DFMA-ajattelutapaa verrataan valmistus- ja kokoonpanomyötäiseen suunnitteluun (DFM, Design for Manufacturing; DFA, Design for Assembly) ja määritellään valmistettavuus, kokoonpantavuus ja tuotettavuus käsitteet. Luvun lopuksi kuvataan kirjan rakenne ja esitetään tiivistelmät kunkin luvun keskeisestä sisällöstä. 9
1 Kirjan lähtökohdat ja tavoite Kirja tarjoaa tuoreita menetelmiä ja käytännön prosessimalleja varhaiselle tuotekehitykselle. Johtoajatuksena on, että valmistettavuus ja kokoonpantavuus on otettava huomioon tuotekehitysprosessin aikaisessa vaiheessa ja näkökulman täytyy olla konkreettisia yksityiskohtia laajempi tuotteisto ja tuoteperheet suhteessa tuotantoprosesseihin ja -verkkoihin. Tietyllä menetelmällä tai joukolla menetelmiä yrityksen tuotteiston valmistettavuutta ja kokoonpantavuutta tuskin saadaan kuntoon. Kattava valmistuksen ja kokoonpanon huomioon ottaminen edellyttää sen sijaan muutosta tuotekehitystoiminnassa ja -organisaatioissa. Menetelmät tukevat tätä muutosta. Kirjan kohderyhmä on laaja. Kirja on suunnattu lukijalle, joka työskentelee tuotekehityksessä tai tuotannossa joko johto- tai asiantuntijatehtävissä. Kirja on muotoiltu siten, että valmistettavuus ja kokoonpantavuus nostetaan esiin kahdesta eri näkökulmasta. Kirja palvelee tuotekehittäjiä tarjotessaan heille erilaisia reittejä ymmärtää suunnitteluratkaisujen vaikutuksia myöhäisempiin kehitysvaiheisiin ja myös myöhäisempiin tuotteen elinkaaren vaiheisiin. Valmistuksen ja kokoonpanon osaajille se antaa toimintamalleja ja menetelmiä, joita hyödyntämällä he voivat monipuolisemmin tarjota osaamistaan mahdollisimman aikaisessa vaiheessa tuotekonseptointia osallistuessaan monialaisen työryhmän työskentelyyn. Kirjan kolmannen käyttäjäryhmän muodostavat opiskelijat. Kirja soveltuu käytettäväksi tuotekehityksen opiskelun oheismateriaalina teknillisissä yliopistoissa ja ammattikorkeakouluissa. Kirja tarjoaa kokonaisvaltaisen lähestymistavan tuotekehitykseen - tuotteiston ja tuoteperheiden valmistus- ja kokoonpanonäkökulmien huomioon ottaminen konseptointivaiheessa tuoreita menetelmiä ja käytännön prosessimalleja - lähestymistapaa eri näkökulmista tarkastelevia lukuja yleiseen yrityksen tuotekehitystoiminnan kehittämiseen ja ajattelutavan hyödyntämisen tukemiseen katsauksen valmistettavuus- ja kokoonpantavuusnäkökohdat huomioon ottavan suunnittelun nykytilaan ja kehitykseen viime vuosina käytännön esimerkkejä. 10
2 Kirjan taustan muodostava tutkimus Globalisoituminen on aiheuttanut muutoksia perinteisissä toimittaja-päämiessuhteissa. Perinteisessä paikallisessa toimintamallissa, missä toiminnot ovat sijainneet usein fyysisesti lähellä toisiaan, on osien valmistusmenetelmistä ja käytettävistä materiaaleista pystytty sopimaan hyvinkin joustavasti. Palautteen antaminen puolin ja toisin on ollut välitöntä ja korjaaviin toimenpiteisiin on ollut helppo ryhtyä. Päämiehen edustajat ovat olleet melko hyvin selvillä toimittajan tuotantoprosessien kyvykkyydestä, ja niitä on usein kehitetty yhteistyössä parhaan mahdollisen lopputuloksen saavuttamiseksi. Globaalissa toimintatavassa näistä synergiaeduista joudutaan luopumaan ja rajapintojen hallinta käy entistä vaikeammaksi. Erityisesti näin on yritysverkostoissa, joissa tuotteen rajapinnalla yhdistetään toisiinsa usean valmistajan osia. Tämä edellyttää verkoston kaikilta osapuolilta tarkkaa tietoa eri tuotantoprosessien kyvykkyydestä ja selkeitä, yhdenmukaisia suunnittelusääntöjä toimivan lopputuotteen valmistamiseksi. Moniteknisissä laitteissa suunnittelu etenee tyypillisesti eri osajärjestelmissä eri tahtia, tällöin osajärjestelmien valmiusasteet voivat poiketa toisistaan merkittävästi kehityksen eri vaiheissa. Etenkin monimutkaisten tuotteiden osalta kokoonpantavuuden arviointiin kehitettyjen menetelmien tuottama tieto on konseptinvalintapäätöksen pohjaksi usein vaikeaselkoista. Eri asiantuntijoiden toisistaan erillään käyttämät menetelmät tuottavat helposti osaoptimoituja ratkaisuja. Näin on myös aikaisessa kehitysvaiheessa, kun pitää ottaa kantaa moniin asioihin, kuten käytettävyyteen, tuoteperhe tai -alustarakenteisiin, tuotannon järjestelyihin yrityksen sisällä ja ulkoisten kumppaneiden kanssa, materiaalinvalintaan, valmistusmenetelmiin, kokoonpantavuuteen ja tuotteen jakelun, käytön ja käytöstä poiston aikaisiin kysymyksiin. Tätä taustaa vasten muodostettiin tutkimushanke, johon osallistuivat tutkimusryhmät Tampereen teknillisen yliopiston Tuotantotekniikan laitokselta, Teknillisen korkeakoulun Koneensuunnittelun laitokselta, Lappeenrannan teknillisen yliopiston Konepajatekniikan laboratoriosta sekä Oulun yliopiston Tuotantotekniikan laboratoriosta. Hankkeeseen liittyivät mukaan seuraavat yritykset: ABB Oy, Elcoteq Finland Oy, Konecranes Oyj, Metso Minerals Oy, Nokia Oyj, Perlos Oyj, Oy Rolls-Royce Ab ja Wärtsilä Finland Oy. Kolmivuotinen hanke sai nimekseen Conseptual Design for Manufacturing and Assembly (C_DFMA) ja siinä lähdettiin etsimään uuden sukupolven ajatus- ja toimintamalleja tukemaan tuotettavuutta jo konseptivaiheesta lähtien. 11
3 C_DFMA-hankkeen tavoitteet Tuotekehityksen alkuvaihe on merkittävin yksittäinen alue, joka vaikuttaa tuotekehityksen tuloksiin. Nykyiset suunnittelun tukijärjestelmät toimivat kuitenkin tehokkaasti vasta tuotteen konseptisuunnittelun jälkeisessä vaiheessa. Tuotettavuuden tukijärjestelmät pitäisi kuitenkin saada käyttöön jo tuotekehityksen konseptivaiheessa. Kokoonpantavuutta ja valmistettavuutta pitäisi pystyä arvioimaan ilman yksityiskohtaisia osa- ja kokoonpanomalleja. Koska konseptivaiheessa tuotteen määrittely on vielä osittain abstraktilla tasolla, esitetty vaatimus on erityisen haasteellinen, mutta myös merkittävä. Tavoitteena on tuotteen elinkaaren kestävä tarkastelu, mutta korostetusti on pidettävä mielessä tuki konseptivaiheesta lähtien. Tavoitteen saavuttamiseksi seuraavat osa-alueet ja niiden tutkiminen muodostuvat oleellisiksi: tuotettavuuden huomioon ottaminen konseptivaiheessa tuotettavuuden ja valmistettavuuden hallinta, kun - tuotteen teknologioissa tehdään muutoksia - materiaaleja muutetaan - käyttäjän ja automaation välisiä työnjakoja muutetaan - valmistus ulkoistetaan tai siirretään erilaiseen yritysverkostoon - valmistus siirretään ulkomaille - valmistuksessa siirrytään erilaiseen prosessiin tuotettavuus ja kustannusten kokonaisvaltainen minimoiminen innovaatiot ja tuotettavuus hiljaisen tiedon hyödyntäminen ja siirtäminen muuttuvassa tilanteessa valmistettavuuden ja kokoonpantavuuden kehittämisessä saavutettujen hyötyjen jakaminen verkostossa kehittämisen organisointimallit, ohjeistus- ja koulutusmateriaaleineen. Valmistuskulttuurin muuttuessa tarvitaan entistä täsmällisempää tuotesuunnitelmien dokumentointia ja esittämistä. Uudistuvissa tuotantoympäristöissäkin tuotekehitys- ja suunnittelutyön onnistuminen vaatii tiivistä yhteistyötä suunnittelun ja valmistuksen asiantuntijoiden välillä. Tätä voidaan merkittävästi tehostaa laatimalla suunnittelutyötä tukevia selkeitä ja yksiselitteisiä ohjeita nykyaikaisten valmistusmenetelmien laadukkaaksi ja tehokkaaksi hyödyntämiseksi. 12
4 C_DFMA-ajattelutapa suhteessa valmistus- ja kokoonpanomyötäiseen suunnitteluun Tarkasteltaessa tuotannon ja valmistuksen näkökulman huomioon ottamista tuotteen kehittämisessä törmätään käsitteisiin valmistettavuus, kokoonpantavuus ja tuotettavuus. Kyseisiä käsitteitä voidaan pitää sellaisina ominaisuuksina, joita ei voida kohdistaa pelkästään tuotteen ominaisuuksiksi, mutta ei myöskään valmistusmenetelmien tai tuotantojärjestelmän ominaisuuksiksi. Kyseessä on suhteellinen ominaisuus, joka määrittyy tuotteen ja tuotantojärjestelmän kohdatessa. Suhteellinen ominaisuus voidaan mieltää kahden osajoukon leikkauksena, jossa leikkausjoukko on sitä suurempi, mitä isompi tämä suhteellisen ominaisuuden arvo on. Määritellään valmistettavuus, kokoonpantavuus ja tuotettavuus Lapinleimun 1 esittämiä määritelmiä hieman mukaillen seuraavasti: Valmistettavuus on ominaisuus, jonka ansiosta tuotteen osien valmistaminen, kuten koneistaminen, hitsaaminen ym. osavalmistusmenetelmät ovat toteutettavissa tavoitteiden mukaisesti. Esimerkkejä tavoitteiden täyttymistä mittaavista kriteereistä ovat tasalaatuisuus, tehokkuus ja tavoiteltava kustannustaso. Valmistettavuus kuvaa siis osien ja osavalmistusmenetelmien kohtaamista. Näkökulmaa voidaan pitää paikallisena, valmistusyksikköön tai tiettyyn menetelmään (teknologiaan) rajautuvana. Kokoonpantavuus määritellään vastaavasti ominaisuudeksi, jonka ansiosta tuotteen kokoonpano voidaan toteuttaa esimerkiksi laadukkaasti ja kustannustehokkaasti. Kokoonpantavuus on käsitteenä analoginen valmistettavuudelle, se vaikuttaa siis kokoonpanossa vastaavalla tavalla kuin valmistettavuus osavalmistuksessa. Purettaessa kohtaamista osiin, voidaan todeta, että tuotteen osalta näkökulma laajenee osajoukkoon ja sen myötä tuotteen sisäisiin kytkentöihin eri osien välillä. Tuotantojärjestelmän ominaisuuksien osalta näkökulma on vastaava kuin valmistettavuudessakin, paikallinen yksikköön tai teknologiaan rajautuva. Tuotettavuus on terminä huomattavasti kahta edellistä laajempi. Kun tarkastellaan tuotteen ja järjestelmän kohtaamista, suurin muutos tapahtuu näkökulmassa järjestelmään; näkökulma vaihtuu paikallisesta yksikkönäkökulmasta tai yksittäiseen teknologiaan liittyvästä näkökulmasta tuotantojärjestelmän(-verkon) näkökulmaksi. Suppeasti tulkittuna tuotenäkökulmassa ei tapahdu isoa muutosta, tarkastelun kohteena ovat tuote ja siihen liittyvät osat. 13
Tuotettavuudessa on kysymys tuotteen ja tuotantojärjestelmän yhteensopivuudesta, kun tarkastelu yletetään koskemaan koko verkkoa. Edellisessä kappaleessa mainittua suppeaa tuotenäkökulmaa voidaan laajentaa käsittämään koko tuotteisto. Tällöin tuotettavuus muodostuu sellaisen kohtaamisen ominaisuudeksi, jossa kohtaavat koko tuotantoverkosto ja tuotteisto. Lapinleimun 1 mukaan tuotettavuus sisältää myös muita dimensioita kuin pelkästään jalostavan työn helpottuminen. Tuote ja (tuotanto)järjestelmä ovat keskenään vuorovaikutuksessa ohjauksen kautta, jolloin tuotantojärjestelmän ohjaus edellyttää myös tuotteelta ohjattavuutta. Näin tuotteen ohjattavuus muodostuu yhdeksi tuotettavuuden osatekijäksi. Toinen esimerkki tuotettavuudesta saadaan, kun tarkastellaan tuotteen ja tuotantojärjestelmän kohtaamista laajemmin, esimerkiksi siirtymällä tarkastelussa tuotetasolta koko tuotteiston tasolle. Tältä tasolta tarkasteltaessa voidaan tuotettavuuteen vaikuttaa esimerkiksi hyödyntämällä yhteisiä osia ja osakokonaisuuksia ja näin esimerkiksi: pienentää hallittavaa nimikekirjoa toimitusverkossa yksinkertaistaa järjestelmän ohjausta lisätä tuotantovolyymeja kehittää menetelmiä suurempien volyymien ansiosta jne. Kuvassa 1 on verrattu tässä kirjassa esiteltävää lähestymistapaa (C_DFMA, Conceptual Design for Manufacturing and Assembly) suhteessa valmistus- ja kokoonpanomyötäiseen suunnitteluun (DFM, Design for Manufacturing; DFA, Design for Assembly). 14
Kuva 1. C_DFMA-lähestymistavassa painopiste on oleellisesti aikaisemmassa vaiheessa kuin valmistus- ja kokoonpanomyötäisessä suunnittelussa. Valmistus- ja kokoonpanomyötäisen suunnittelun tavoitteena on perinteisesti ollut valmistettavuuden ja kokoonpantavuuden parantaminen. Kuten todettiin, kohteena ovat yksittäiset osat tai osatyypit ja niiden valmistus sekä kokoonpanot tai kokoonpanotyypit. Yleistyksiä, kuten pinottavan kokoonpanotyypin suosiminen, on esitetty sekä valmistus- ja kokoonpanomyönteisen suunnittelun periaatteina että analyysimenetelminä, jotka luokittelevat ja pisteyttävät valmistettavuuden ja kokoonpantavuuden ominaisuuksia. Aika-akselilla toiminta on kytkeytynyt yleensä projektivaiheeseen eli melko myöhäiseen vaiheeseen. Periaatteet ja menetelmät ovat johtaneet helposti toimintaan, jossa on keskitytty yksittäisen työnvaiheen tai menetelmän tehostamiseen. Näkökulmaksi on muodostunut tällöin yksittäisen toimijan näkökulma, jossa toiminta on ollut luonteeltaan reagoivaa vailla rakenteellista vaikutusmahdollisuutta ja tuloksena syntynyt ratkaisu on ollut etäällä kokonaisoptimista. 15
16 Tässä kirjassa esitelty ajattelutapa tähtää tuotteiston kokonaisvaltaiseen kehittämiseen tuotettavuuden laajan sateenvarjon alla. Kohteena on koko tuotteisto ja kehittäminen lähtee arkkitehtuurista. Perusedellytyksenä on tällöin tarpeeksi aikainen sijainti aika-akselilla. Tuotteiston nykytilan mallintamisella pyritään osoittamaan tuotteistossa esiintyvä variaatio, tämän sijainti ja joissakin tapauksissa myös variaation olemassaolon syy. Tavoitteena on myös variaatioiden vähentäminen, mutta laajemmasta näkökulmasta kuin mitä valmistettavuus ja kokoonpantavuus tarjoavat. Valintoja tehdään tuotteiston arkkitehtuurin lähtökohdista, tuotantojärjestelmä ja toimitusverkko huomioiden. Tuotteistossa esiintyviä variaatioita arvioidaan erityisesti tuotantomenetelmien (prosessin) sekä tuotantoverkon näkökulmasta. Nämä valinnat johtavat variaatioiden vähenemiseen, yhteisten osien käyttöön ja mahdollisesti alustarakenteisiin (platformeihin). Yhtenä tässä kirjassa esitetyn lähestymistavan lopputulemana voidaan saavuttaa tuotannon skaalaetua nimikkeistön konsolidoinnin, harmonisoinnin ja rationalisoinnin seurauksena. Tämän jäljiltä valmistettavuuden ja kokoonpantavuuden kehittäminen voi jatkua. Tässä mielessä kirjassa esitetty lähestymistapa ei poissulje valmistettavuuden ja kokoonpantavuuden kehittämistä, parhaassa tapauksessa se selkeyttää lähtökohtia tälle työlle.
5 Kirjan rakenne ja lukujen sisältö Kirja koostuu 15 luvusta, jotka voidaan jaotella seuraavalla tavalla: Asiaan johdattavia lukuja ovat luvut 1, 2 ja 3. Kirjan synteesi on esitetty luvussa 4. Eri osa-alueita käsittelevät luvut 5, 6, 7, 8, 9, 10 ja luku 11. Luvut ovat teoriapainotteisia. Case-tapauksia ja soveltamista käsittelevät luvut 11 (osittain) sekä luvut 12, 13, 14 ja 15. Lukujen keskeinen sisältö on seuraava: Luku 1: Johdanto Luvussa esitellään kirja ja sen taustalla olleen tutkimusprojektin lähtökohtia ja tavoitteita. Luvussa kuvataan myös kirjan rakenne. Luku 2: Muutokset toimintaympäristössä Luvussa kuvataan yritysten toimintaympäristössä tapahtuvia muutoksia ja esitellään kehityssuuntia, jotka muodostavat haasteita yritysten toiminnalle ja erityisesti tuotekehitykselle. Luvussa kuvataan myös, miten yritykset ovat pyrkineet vastaamaan näihin toimintaympäristössä tapahtuviin muutoksiin. Luku 3: Tuotteiston suunnittelu- ja kehittämisprosessit Luvussa esitellään tuotteiden kehittämisen yleisiä puitteita. Ensimmäinen osa käsittelee tuotekehityksen strategista ohjaamista ja toiminnan suunnittelua. Toisessa osassa esitellään yleinen tuotekehityksen prosessimalli. Lopussa esitellään kehitysprosessin ja tuotteiden variaatiota. 17
Luku 4: C_DFMA-ajattelumalli Luvussa 4 esitellään kirjan kattava ajattelutapa kahdentoista teesin avulla. Ne ovat tuotekehitystoiminnan yleisiä pelisääntöjä, jotka kuvaavat tuotekehityksen suhdetta nykyiseen liiketoimintaan. Teesit koskevat sekä tuotekehityksen kohdetta (tuote ja elinkaarijärjestelmät), prosesseja että organisointia. Teesit kytkeytyvät toisiinsa ja kirjan sisältöön. Ajatusmalli antaa tuotekehittäjille eväitä, joilla vastata globaalin liiketoiminnan asettamiin haasteisiin. Se on enemmän kuin vaihe tuotekehitysprosessissa tai tuotekehittäjien käyttöön implementoitava työkalu. Se on myös tuotekehitysfilosofia ja -toimintamalli, joka on määritelty hieman samaan tapaan kuin esimerkiksi Lean-tuotanto: vertailemalla käytäntöjä, teoriaa ja soveltamista. Filosofian ja toimintamallin ongelma on käsitteellisyys: mallin konkretisointi on haaste, joka jää soveltajalle. Jotta malli avautuisi lukijalle, tarvitaan selkeitä pelisääntöjä. Luku 5: Innovointi Teollisuustuotteet koostuvat osajärjestelmistä, joissa on teknologioita ja komponentteja useilta eri ammattialoilta. Huolimatta eri valmistajien yhtenevistä ratkaisuista tuotteen päätoimintojen toteuttamiseksi, huomattaviakin eroavaisuuksia voidaan löytää tuotteen osajärjestelmistä ja/tai rakenteesta. Syyt, miten eri valmistajat ovat omiin toteutuksiinsa päätyneet, voidaan palauttaa suunnitteluprosessin vaiheeseen, jossa toiminnallinen rakenne hajotetaan osatoimintoihin ja -ratkaisuihin. Luvussa 5 C_DFMA-ajattelutapa ja siihen kytkeytyvä metodiikka tukevat konseptien edelleen kehitystä ja mahdollisuuksia inkrementaalisten innovaatioiden synnyttämiseen. Konseptien kehittyminen ja evoluutio tuotteen elinkaaren aikana edellyttävät tuotekehitysprosessilta enemmän ongelmanratkaisuun suuntautuneita menetelmiä kuin lineaarisia toiminnallisuuden osittamiseen perustuvia perinteisiä malleja. C_DFMA-ajatusmaailman soveltaminen innovointiin pyrkii poistamaan lineaarisen tuotekehitysprosessin ongelman, jossa toiminnallinen rakenne on jaettu eri teknologioiden omiksi spesifikaatioiksi ja kehitysprosesseiksi. Uuden lähestymistavan etuna voidaan hyödyntää teknologioiden integraation, elinkaaren vaiheiden ja tuotantoprosessien tuomat mahdollisuudet tuotteiden kilpailukyvyn parantamiseen innovaatioiden avulla. 18
Luku 6: Kustannuksen synty ja siirtymismekanismit konseptuaalisessa suunnittelussa Tuotantokustannusten arvottaminen esimerkiksi raaka-aineen kilohintaan perustuvilla menetelmillä on harhaanjohtavaa. Kuitenkin se on varsin yleistä. Herää siis kysymys, mitä muita vaihtoehtoja on? Mitkä voisivat olla yhteismitalliset perusteet arvottaa konsepteja ja vertailla niiden paremmuutta eri näkökulmista? Luvussa 6 tarkastellaan erilaisia kustannuskäsitteitä sekä hahmotellaan malli, joka kuvaa kustannusaihioiden syntymistä tuotteen konseptuaalisessa suunnittelussa ja niiden realisoitumista erimuotoisiksi kustannuksiksi tuotteen elinkaaren eri vaiheissa. Lisäksi selvitetään mekanismit, joilla kustannusaihiot kopioituvat ja siirtyvät tuotteen revisioihin ja variaatioihin. Tavoitteena ei kuitenkaan ole formaalin työkalun kehittäminen, vaan kustannusten käyttäytymisen ymmärtäminen. Luku 7: Tuotearkkitehtuuri tuotteiston suunnittelussa Tuoteperheiden kehittäminen ja käyttäminen tuotevarianttien määrittelyssä ja tuottamisessa on toimintatapa, jolla tuotekehitysresurssit voidaan saada riittämään ja tuotantokustannukset ja markkinaosuudet pysymään kohtuullisina. Tuotevariantit vastaavat asiakastarpeisin suhteellisen yksilöllisesti samalla, kun tuoteperheet kuitenkin näyttäytyvät yhtenevinä tuotantoverkoissa. Tuotteen ja tuoteperheen arkkitehtuurilla on erityinen merkitys siinä, kuinka variaatiot tuotetaan verkossa. Luku 7 referoi tuoteperheiden, -arkkitehtuurin ja -platformien eli tuotealustojen viimeaikaista tutkimusta ja menetelmäkehitystä. Tuotteiston suunnittelussa sekä päätetään tuotevarianteista ja niiden rakentumisesta ei vain kokoonpanossa vaan yleisemmin tuotekehitys- ja tilaus-toimitusprosesseissa. Yrityksen, jonka tavoite on siirtyä rakenteellisesti määriteltyjen tuoteperheiden kehittämiseen ja systemaattiseen suunnittelun uudelleenkäyttöön on varauduttava näiden uusien näkökulmien asettamiin vaatimuksiin. Esimerkkinä tällaisen toiminnan asettamista vaatimuksista on tuotteiston huomattavasti syvällisempi ymmärtäminen ja parempi dokumentointi. Mikäli tähän ei ole ennalta osattu varautua, on edessä ikävä yllätys. Tuotearkkitehtuurin synteesi on monen tekijän summa, joten sitä ei voida tehdä yksittäisten resurssien varassa. Koska tuoteperheillä ja niiden arkkitehtuurilla on vaikutuksia laajalle yrityksen organisaatioon, on luonnollista, että kehitystyö on yhteinen ponnistus. 19
Luku 8: Lean-ajattelu integroidussa tuotekehityksessä Globalisaatio, yritysverkostot, kiristyvät tuote-, ympäristö- ja kehitystoiminnan tehokkuusvaatimukset, tuoteperheet ja -platformit sekä monet muut seikat edellyttävät tuotteiden suunnittelua siten, että monet toisistaan poikkeavat näkökulmat otetaan huomioon. Usein vaatimukset ovat ristiriitaisia ja hyvin dynaamisia, ajassa muuttuvia. Siksi tuotekehityksen prosesseihin ja organisointiin on panostettava. Luvussa 8 paneudutaan tuotekehityksen integrointiin ja erityisesti leantuotekehitysmalliin. Lean-ajattelun perusteet käydään lävitse, jonka jälkeen tarkastellaan lean-tuotekehitystä eri näkökulmista. Tämän jälkeen esitellään elementtejä sujuvan lean-tuotekehitysprosessin läpivientiin. Luku 9: Valmistettavuuden analysointi Globaalissa tuotannossa kaikki toimijat suunnittelusta valmistukseen voivat olla eri maissa. Tämän vuoksi suunnittelijoiden valmistusta koskeva tietotaito väistämättä pienenee, koska valmistus ei ole lähellä suunnittelua. Ongelma voidaan joko poistaa tai sen vaikutusta voidaan vähentää ohjeistamalla ja soveltamalla valmistusystävällistä suunnittelua. Luku 9 esittelee valmistusystävällisen suunnittelun nykyaikaisista työkaluista digitaaliset valmistusmenetelmät. Koska valmistusta ei enää lähellä ole, suunnittelija voi siis jäljitellä valmistusta putkella, tietokoneavusteisesti. Erityisesti keskitytään piirreanalyysin käyttöön valmistettavuuden arvioinnissa. Esimerkkinä on piirreanalyysin soveltaminen ohutlevytuotteissa. Geometrisen ja ei-geometrisen piirretiedon perusteella voidaan valita sopivimmat prosessit kappalekohtaisesti. Luku 10: Tuotannon rooli osana tuotekehitystä ja tuotannon ylösajossa Usein esitetty väite on, että 80 % tuotannon ongelmista voitaisiin ratkaista jo konseptisuunnittelussa. Yksityiskohtien suunnittelussa tai tuotannon käynnistämisessä todettu suunnitteluvirhe tulee monikymmenkertaisesti kalliimmaksi ja hitaammaksi korjata kuin virheen korjaaminen konseptivaiheessa. Palautteen saaminen prototyyppiin tai nollasarjaan perustuvassa suunnitelman validoinnissa ja verifioinnissa on liian hidasta, sitä voisi verrata lopputuotteen laadunvarmistukseen tuotannossa. Sen sijaan oikealla koordinoinnilla ja osallistamisella tuotanto voi yhdessä tuotesuunnittelun kanssa ohjata suunnittelun oikeille raiteille jo aikaisessa vaiheessa, mikä on verrattavissa laadunohjaukseen. 20
Luvussa 10 tarkastellaan tuotekehitystä tuotannon näkökulmasta ja käydään lävitse tuotannon toimintaa ja roolia osana tuotekehitystä, erityisesti osana tuotekehitysprojekteja ja tuotannon ylösajovaiheen aikana. Tuotekehityksessä esiintyviä ongelmia tuodaan esiin ja niiden taustalla olevia syitä analysoidaan. Toiminnan kehittämiseksi esitetään myös parannusehdotuksia. Tarkastelussa pitäydytään olemassa olevan toimintamallin pohjalta lähtevässä toiminnan kehittämisessä. Luku 11: Tuotteen, prosessin ja verkon tasapainoinen tarkastelu Erilaisia teknologioita soveltavat tuotteet valmistetaan erilaisilla menetelmillä. Jo tuotteiston suunnittelussa ja tuotekehityksen alkuvaiheissa on mahdollista tunnistaa eroavuuksia, joita tuotekonsepteja vastaavissa valmistustavoissa on. Aiemmin mainittujen globaalien tuotantoverkkojen vuoksi tuotannolliseen toimintaan syntyy liikkuvia varastoja, kun materiaalia, aihioita, osia ja kokoonpanoja sekä valmiita tuotteita kuljetetaan. Näin tuotekonseptin ja valmistustavan välisen suhteen lisäksi on tarkasteltava tuotantoverkon rakennetta ja eri aihealueiden välisiä yhteyksiä monipuolisesti ja kattavasti. Luvussa esitetään tuotteen, prosessin ja verkon mallinnuksen teoriapohja ja aiheeseen liittyvä tutkimus. Luvussa käydään läpi myös matriisiperustaiset menetelmät ja esitellään case-tapaus, jonka yhteydessä mallia on kehitetty ja matriisimenetelmiä käytetty. Luku 12: Tuotteen, prosessin ja verkon mallintaminen suunnitteluprosessissa Tässä luvussa esitetään yksi käytännön lähestymistapa tuotteen, prosessin ja verkon käyttöönottoon osana suunnittelujärjestelmien ja -prosessien kehitystä. Luku jatkaa edellisessä luvussa aloitettua tutkimusteemaa. Luvussa kuvataan yrityksen olemassa olevan historiatiedon puitteissa luotavaa mallia, jolla pystytään kartoittamaan tietoa, jolla on suuri hyödynnettävä tietopotentiaali. Lisäksi esitetään systemaattinen menetelmä, jolla tallennetaan suunnittelun kuluessa tietoa tuotteista. Tietoa voidaan verrata historiatietoon ja siten tunnistaa muutoksen ja variaatioiden vaikutukset paremmin. 21
Luku 13: Konseptointiprosessin kehittäminen Konseptoinnin rooli vaihtelee eri yritysten tuotekehityksessä. Tässä luvussa on esitelty konseptointiin liittyviä toimintamalleja, ongelmia ja puutteita. Näihin pohjaten on rakennettu malli, jota voidaan soveltaa konseptien laajakantaiseen tarkasteluun. Mallin rakenne pyrkii estämään kehityksen turhia iterointikierroksia määrittelemällä selkeämmin eri toimintojen ja toimijoiden paikkoja prosessissa. Esitetyn mallin vaiheet ovat: määrittely, luonti, jalostus, vahvistus ja loppu. Nämä vaiheiden nimet ovat itse selittyviä ja määrittävät kunkin vaiheen päätoiminnan. Luku 14: Tuoteperheen analysointi Yleensä jokaisella yrityksellä on tuotteisto, joka on kehitetty pitkän aikajakson kuluessa. Erilaisista vaatimuksista johtuen tuotteistossa esiintyy variaatioita. Usein tuotteistoon on myös tullut fuusioiden ja yritysostojen myötä kertaluontoisia lisäyksiä. Tyypillisesti tämä näkyy kasvaneena nimikemassana, joka on osin päällekkäinen. Esimerkiksi eräässä tutkimukseen osallistuneessa yrityksessä PDM-järjestelmään on tallennettu yli miljoona nimikettä. Eräässä kansainvälisessä yrityksessä yhden nimikkeen elinkaarikustannuksiksi arvioitiin 8 000 euroa. Jotta tuotteistoa voitaisiin harmonisoida, on tunnistettava olemassa oleva yhtenevyys. Yhtenevyysindeksien (commonality index) kehittäminen on ollut viimevuosina menetelmäkehittäjien suosiossa. Ongelmana näissä indekseissä on se, että ne eivät sido sisäistä variaatiota ulkoiseen, kuten toiminnallisiin variantteihin. Luvussa on esitelty tutkimusta, jossa tuoteperheen arkkitehtuurit ja toiminnot on kytketty yhtenevyysindeksien avulla tehtävään analyysiin. Menetelmä on esittely case-tutkimuksena, jossa projektiin osallistuneen yrityksen tuoteperhettä analysoitiin useamman yhtenevyysindeksin avulla. Luku 15: Ohutlevytuotteen valmistettavuuden arviointi Ohutlevytuotteen valmistettavuutta voidaan kehittää globaalissa toimintaympäristössä monilla tavoilla. Yksi tapa tuotannon kehittämiselle on valmistustiedon kerääminen ja tuotteen muotojen analysointi. Analyysin perusteella voidaan antaa palautetta suunnittelulle ja sitä kautta helpottaa ja yksinkertaistaa valmistettavuutta. Luvussa 15 esitellään case-tutkimusta, jossa tutkittiin ohutlevytuotteen valmistettavuutta. Luvussa kerrotaan toteutetusta tiedonkeräyksestä, tulosten analysoinnista sekä esitetään keskeisimmät tulokset kerätyn aineiston perusteella. Tulosten perusteella esitetään päätelmiä tiedonkeräykseen ja tuotteen valmistettavuuteen liittyen. 22