Tehtailla on jatkuvasti tarpeita muuttaa tuotantoa nopeasti ja joustavasti, ilman ajan ja materiaalin hukkaa ja kallista manuaalista työtä. Yleinen haaste kuitenkin on, että muutokset ovat kaikkea muuta kuin sulavia. Pienenkin muutoksen toteuttaminen valmistusprosessissa on usein suuri ponnistus. Joustava valmistus jää vain kaukaiseksi haaveeksi.

Tehdastuotannossa usein eteen tulevia muutostilanteita ovat esimerkiksi tarve

tuoda markkinoille uusi tuote tai vanhan tuotteen päivitetty versio nopeasti ja tehokkaasti,
muuttaa tuotannon aikataulua esimerkiksi sesonkien tai materiaalipulan mukaan,
korvata puuttuva raaka-aine jollain toisella tai
sopeuttaa tuotantoa esimerkiksi linjaston vian takia.

Muutosvalmis, tehokas, läpinäkyvä ja joustavuuteen kyvykäs tehdas muodostuu kolmesta asiasta: joustavuudesta, uusien tuotteiden valmistukseen liittyvistä haasteista ja jäljitettävyydestä. Kolmion osaset eivät ole toisistaan irrallisia siiloja vaan liittyvät kiinteästi toisiinsa. Jokaisen elementin tulee olla kunnossa, jotta homma toimii.

Keskitytään tässä tekstissä joustavuuteen, jossa on useita yleisiä kompastuskiviä.

Tuotantolinjan muuttaminen uusien speksien mukaiseksi vie aikaa, sillä vielä nykyäänkin se vaatii usein käsityötä. Esimerkkitapaus tästä on uuden valmistusreseptin käyttöönotto, jossa tuotekehityksestä tuodaan uudet valmistusvaiheet ja raaka-ainemäärät sisältävä tuote linjalle. Tällöin nykyään joudutaan usein tekemään muutoksia niin automaatio-ohjelmiin kuin itse reseptiin valvomossa tai automaatiossa ja testaamaan nämä muutokset. Aikaa kuluu usein myös siihen, että muutokset eivät mene kerralla nappiin ja tarvitaan hienosäätöä. Tästä aiheutuu ajanhukan lisäksi materiaalihukkaa: linjasto suoltaa tuotteita, jotka eivät ole myyntikuntoisia.

Samalla toteutettavat muutokset aiheuttavat haasteita raaka-aineiden ja tuotannon jäljitettävyyteen. Muutoksia tehtäessä on tiedettävä joka vaiheessa tasan tarkkaan, mikä erä sisältää mitäkin raaka-ainetta ja mikä on raaka-aineiden lähde. Esimerkiksi elintarviketeollisuudessa on tiedettävä, sisältävätkö tuotteet allergeenejä, kuten pähkinää. Myös tuotannon laatua on pystyttävä jäljittämään, jotta tiedetään, millä spekseillä saadaan laadultaan tavoiteltava lopputulos.

Joustava valmistus mahdollistaa uusien tuotteiden tuomisen markkinoille nopeasti, tuo tehokkuutta valmistusprosessiin ja vähentää raaka-aineiden käyttöä ja hukkaa. Mutta mistä joustava valmistus oikeastaan koostuu? Joustava valmistusprosessi sisältää kolme tärkeää elementtiä:

Simulointi ja validointi
Valmistuksen aikataulutus tai vaiheistus
Valmistuksen operaatioiden hallinta

Joustava valmistus: simulointi ja validointi

Simuloinnin avulla valmistusprosessi saadaan viilattua kuntoon ilman, että tarvitsee tuottaa aitoja, fyysisiä testikappaleita ja hukata näin materiaalia. Simulointi ja validointi sisältävät ylläpidon ja muutosten testauksen, ylläpito- ja operaattorihenkilöstön kouluttamisen, tuotannon raaka-aineiden ja puolivalmiiden tuotteiden materiaalivirrat ja niistä mahdollisesti aiheutuvien pullonkaulojen tunnistukset sekä valmistuksen vaiheet. Valmistuksen vaiheet voivat sisältää esimerkiksi sen, missä kohtaa valmistusta otetaan laboratorionäytteitä prosessista ja kuinka kauan näiden valmistuminen kestää, kun huomioidaan kaikki laboratorioon tulevat työt ja tarvittavat mittalaitteet ja niiden kuormitettavuus sekä mitä jos -skenaariot mahdollisten poikkeustilanteiden etukäteen testaamiseksi ja viasta toipumisen aikana.

Joustava valmistus: valmistuksen aikataulutus tai vaiheistus

Valmistuksen vaiheistus mahdollistaa joustavat tuotevaihdot ja aikatauluttamisen sekä nopean reagoinnin muutoksiin. Jos linjasto esimerkiksi menee epäkuntoon, ohjausarkkitehtuuriin on jo valmiiksi määritelty, mitä silloin tapahtuu – ja linjasto muuttaa toimintaansa automaattisesti huomioimaan poikkeama. Seisokki voidaan parhaimmillaan välttää kokonaan. Vanhan mallin mukainen ”integraatio” sen sijaan on tarkoittanut sitä, että esimerkiksi rikkoontumistilanteessa linjasto seisahtuu täysin ja pysyy poissa käytöstä, kunnes paikan päälle on saatu korjaaja ratkomaan ongelma.

Joustava valmistus: valmistuksen operaatioiden hallinta

Valmistuksen operaatioiden hallinnalla tuotantolinjastoon saadaan rakennettua alusta lähtien oikeanlainen ohjausarkkitehtuuri, joka mahdollistaa joustavuuden. Käytännössä se tarkoittaa muun muassa sitä, että kaikki järjestelmät on jo valmiiksi integroitu kommunikaatiotasolla. Ne siis viestivät keskenään automaattisesti. Tällöin tuotantoon on reaaliaikainen tilannekuva suhteessa aikataulusuunnitelmaan. Esimerkiksi jos laadussa ilmenee poikkeama, järjestelmä reagoi tilanteeseen välittömästi ennalta määritellyllä tavalla. Valmistuksen operaatioiden hallinta liittyy vahvasti myös jäljitettävyyteen: kun prosessi on läpinäkyvä, myös jäljittäminen on tarkasti hallinnassa.

Paneudun näihin kolmeen elementtiin tarkemmin seuraavissa kirjoituksissani. Voit myös lukea aiheesta lisää Digital Enterprise -sivulta – tutustu erityisesti Digital Enterprise -esitteeseen.