Murros projektikohtaisista ratkaisuista tuotteiden systemaattiseen kehittämiseen ja hallintaan

Tämä tutkimus käsittelee strategiamuutoksen toimeenpanoa projektiliiketoimintaympäristössä toimivan liiketoimintayksikön tuotekehitys-, suunnittelu- ja tuotetoimitusprosesseissa. Muutoksen tavoitteena on tuoterakenteiden ja toimitusprosessien hallinta pelkän resurssien hallinnan sijaan. Työn tavoitteena on kuvaus siitä, mitä muutoksia strategisten tavoitteiden saavuttaminen edellyttää liiketoimintayksikön tuoteprosessien, tuotearkkitehtuurin ja tietojärjestelmien osalta. Tutkimuksen teoriaosuus käsittelee teknologiastrategiaa, tuotetiedon hallintaa, tuotearkkitehtuureja sekä tuotekehitystoiminnan prosesseja ja menestystekijöitä. Tutkimuksen empiriaosuudessa peilataan liiketoimintayksikön nykytilaa ja strategisia tavoitteita esitettyyn teoreettiseen viitekehykseen, sekä suoritetaan analyysi tavoitellun muutoksen edellytyksistä. Työn tulos sisältää sarjan toimenpiteitä ja näistä muodostetun käsitekartan, joka kuvaa muutosprosessia kokonaisuutena: tuoterakenteiden, tuotetiedon hallinnan, prosessien ja organisaatioiden osalta.

Kehitystoiminnan (RTD) systematisointi vaiheittaisen etenemisen ja portfoliojohtamisen avulla

Kehitystoimintaan liittyvä termi, innovaatio, voidaan määritellä monella eri tavalla. Riippumatta tarkasta määritelmästä innovaatioiden johtaminen voidaan määritellä prosessiksi, jossa eri suoritusvaiheet seuraavat toisiaan. Olennaista on erottaa innovaatioprosessin alkupää ja varsinainen kehitysprojekti toisistaan. Innovaatioprosessin alkupää mielletään usein sumeaksi ja vaikeasti hallittavaksi, kun taas kehitysprojektin johtamiseen on kehitetty systemaattisia menetelmiä, esimerkiksi Stage-Gate-prosessi. Kehitysprojektien johtamisessa ongelmaksi muodostuu resurssien riittämättömyys mahdollisiin projekteihin nähden. Tämä liittää kehitystoiminnan kiinteästi portfoliojohtamiseen. RTD-toiminnalla tarkoitetaan UPM Timberissä kehitystoimintaa, joka sisältää tuotekehityksen lisäksi myös prosessien ja teknologian kehitystoiminnot. UPM Timberiltä on puuttunut systemaattinen toimintamalli RTD-projektien läpiviemiseksi eikä niiden valintaan ja resurssien allokointiin ole ollut järjestelmää. Tutkimuksessa määritetään RTD-toiminnan kriittiset menestystekijät sekä muodostetaan UPM Timberille RTD-toiminnan kehityshaasteet. Niiden perusteella luodaan UPM Timberille systemaattinen toimintamalli, RTD-prosessikuvaus, RTD-projektien läpiviemiseksi sekä integroidaan portfoliojohtaminen toimintamalliin.

Conjoint-analyysi tuotekonseptien suunnittelun tukena

Conjoint-analyysi on kvantitatiivinen menetelmä kuluttajien mieltymysten mittaamiseen. Sitä hyödynnetään yleisesti tuotekonseptien suunnitteluvaiheessa, jossa jatkokehitykseen otettavaa konseptia valittaessa asiakkaiden mieltymysten tiedostaminen on hyvin tärkeää tuotteen lopullisen menestyksen kannalta. Työn tavoitteena on esitellä lukijalle conjoint-analyysin toimintaperiaate ja selvittää millaista lisäarvoa conjoint-analyysin käyttö voi tuoda tuotekonseptien suunnitteluun. Työssä määritellään lyhyesti mitä tuotekonseptointi on ja kuinka se sijoittuu tuotekehityksen kenttään sekä esitellään sen syitä ja tavoitteita. Conjoint-analyysin suorittaminen käydään läpi vaihe vaiheelta ja esitellään siihen liittyviä yleisiä käytäntöjä. Lisäksi määritellään muutamia yleisiä tavoitteita, joita tyypillisesti halutaan conjoint-tutkimuksen avulla toteuttaa. Työn empiirisessä osassa teoriaosan sisältöä konkretisoidaan esittelemällä ja analysoimalla muutamia eri syistä toteutettuja conjoint-tutkimuksia ja niiden tarjoamia tuloksia.

Tuotekehityksen haasteet projektiliiketoiminnassa

Toimivan tuotekehityksen avulla organisaatio pystyy turvaamaan liiketoimintansa jatkumisen. Tuotekehitykseen liittyy usein suuri riski ja se vaatii runsaasti resursseja saavuttaakseen hyviä tuloksia. Tästä johtuen tuotekehityksen vaiheisiin kannattaa kiinnittää huomiota. Tuotekehityksen tarkastelu prosessina auttaa ohjaamaan resursseja järkevästi ja näkemään ajoissa tuoteidean/-projektin menestymispotentiaalin. Projektimuotoinen työskentely on yleistynyt kaikenlaisissa organisaatioissa. Projektien avulla organisaatio pystyy vastaamaan ympäristön nopeisiin muutoksiin. Tuotekehityskin on alettu yhä useammin organisoida projekteihin. Projektien hyödyntäminen aiheuttaa haasteita yrityksen organisoinnissa. Projektien asema ja merkitys organisaatioissa vaihtelee paljon. Hiljalleen ne kuitenkin yleistyvät ja organisaatiot oppivat hyödyntämään paremmin niitä toiminnassaan. Verkosto- ja moniprojektiympäristö sekä asiakasnäkökulma ovat tyypillisiä projektiliiketoimintaan liittyviä asioita. Toimintojen ulkoistaminen on johtanut monimutkaisten yritysverkostojen syntyyn. Projektien toteuttaminen on verkostoissa haasteellista. Verkostoissa kaikilla osapuolilla pitää olla yhteinen näkemys projektin tavoitteista. Kommunikointi on avainasemassa yhteisen tavoitteen saavuttamisessa verkostoympäristössä. Moniprojektiympäristöstä voidaan puhua, kun organisaatiossa on useita projekteja yhtä aikaa käynnissä. Näiden projektien muodostamasta kokonaisuudesta käytetään nimitystä projektisalkku. Tämän projektikokonaisuuden hallinta on haasteellista. Kolmas merkittävä piirre projektiliiketoiminnalle on asiakasnäkökulman huomioiminen projektin aikana. Tuotekehitysprojekteissa asiakas on tyypillisesti organisaation sisällä. Loppukäyttäjä on myös välillisesti tuotekehityksen asiakas. Projektin onnistumisen kannalta on oleellista tuntea asiakkaiden näkemykset. Kaikkien näiden kolmen projektiliiketoiminnalle ominaisten piirteiden vaikutukset voidaan havaita tuotekehitysprosessin vaiheissa. Osa näihin ominaispiirteisiin liittyvistä haasteista korostuu tietyssä prosessin vaiheissa, mutta toiset haasteista heijastuu prosessin läpi useissa vaiheissa.

Elektroniikkateollisuuden sopimusvalmistajana toimivan pk-yrityksen kasvustrategiat

Tutkielman tavoitteena oli selvittää, kuinka muutosvaiheessa oleva elektroniikkateollisuuden ala vaikuttaa siinä mukana olevien pienten ja keskisuurten sopimusvalmistaja yritysten tulevaisuuden kasvustrategioihin Tutkielmassa päädyttiin tarkastelemaan seuraavia kasvustrategioita: markkinapenetraatio, tuotekehitys yhdessä asiakkaan kanssa, markkinakehitys ja diversifikaatio. Tutkielmassa määriteltiin myös kasvustrategioihin yleisesti vaikuttavat tekijät, joita käsiteltiin empiriassa pk-sopimusvalmistajan näkökulmasta. Esitettyjä kasvustrategioita peilattiin elektroniikkateollisuuden tulevaisuuden näkymiin skenaariotyöskentelyä hyödyntäen. Erityisesti yrityksen sopimusvalmistajaroolin todettiin vaikuttavan niin kasvustrategioihin kuin valittua strategiaa toteuttaviin kasvukeinoihin. Tutkimuksessa käytettiin laadullista eli kvalitatiivista tutkimusotetta. Tutkimusmenetelmäksi puolestaan valittiin tapaus eli case-tutkimus. Kohdeyrityksen avulla pyrittiin luomaan syvempää ymmärrystä pk-sopimusvalmistajan resursseista, kyvykkyyksistä ja haasteista.

Tarkkuuselektroniikkatuotteen elinkaariarviointi tuotesuunnittelun tueksi

Tämän diplomityön tarkoituksena oli tutkia tarkkuuselektroniikkatuotteen ympäristönäkökohtia elinkaariarvioinnin avulla. Työn osana tehtiin elinkaariarviointi (LCA) kahdelle tarkkuuselektroniikkatuotteelle. LCA:ssa keskityttiin elinkaaren kehdosta-asiakkaalle-vaiheisiin. Työn tavoitteena oli tuottaa määrällistä ja laadullista tietoa valittujen tuotteiden ympäristövaikutuksista. Selvitys tehtiin yrityksen tuotesuunnittelun tueksi. LCA:n inventaarioanalyysiin kerättiin prosessikohtaista tietoa selvityksen aikana. Myös kaupallista LCA-ohjelmaa ja sen tarjoamia tietopankkeja hyödynnettiin elinkaariarvioinnin toteuttamisessa. Teoriaosassa esitellään LCA-menetelmä. Lisäksi tarkastellaan elinkaariarviointiin liittyviä tuotekohtaisia ympäristökysymyksiä. Työssä eritellään myös yleisesti tarkkuuselektroniikkatuotteen eri osien elinkaareen vaiheita ja niihin liittyviä ympäristönäkökohtia. Kokeellisessa osassa kuvataan kahdelle tuotteelle tehtyä LCA-tapaustutkimusta. Elinkaariarvioinnin inventaariotiedon lähteet kuvataan. Inventaarioanalyysin ja vaikutusarvioinnin avulla tuodaan esille tuotteiden ympäristökuormaan merkittävimmin vaikuttavat prosessit ja elinkaaren vaiheet. Lisäksi tarkastellaan miten tapaustuotteiden ympäristökuormaa voitaisiin pienentää kahden esimerkin avulla. Lopuksi annetaan suosituksia jatkotoimenpiteistä tuotesuunnitteluun ja tiedonkeruuseen.

Real-Time Simulation of Mobile and Industrial Machines Using the Multibody Simulation Approach

This thesis introduces a real-time simulation environment based on the multibody simulation approach. The environment consists of components that are used in conventional product development, including computer aided drawing, visualization, dynamic simulation and finite element software architecture, data transfer and haptics. These components are combined to perform as a coupled system on one platform. The environment is used to simulate mobile and industrial machines at different stages of a product life time. Consequently, the demands of the simulated scenarios vary. In this thesis, a real-time simulation environment based on the multibody approach is used to study a reel mechanism of a paper machine and a gantry crane. These case systems are used to demonstrate the usability of the real-time simulation environment for fault detection purposes and in the context of a training simulator. In order to describe the dynamical performance of a mobile or industrial machine, the nonlinear equations of motion must be defined. In this thesis, the dynamical behaviour of machines is modelled using the multibody simulation approach. A multibody system may consist of rigid and flexible bodies which are joined using kinematic joint constraints while force components are used to describe the actuators. The strength of multibody dynamics relies upon its ability to describe nonlinearities arising from wearing of the components, friction, large rotations or contact forces in a systematic manner. For this reason, the interfaces between subsystems such as mechanics, hydraulics and control systems of the mechatronic machine can be defined and analyzed in a straightforward manner.

Valmistuskustannusten arviointi ja kustannustiedon käyttö valmistusystävällisyyteen tähtäävässä tuotekehityksessä

Työn tarkoituksena oli tutkia menetelmiä koneiden valmistuskustannusten arvioimiseksi ja hyödyntää kustannustietoa tuotekehitysprosessissa. Taloudellisen suunnittelun menetelmäksi valittiin DFMA -menetelmä. DFMA -menetelmä on suunnittelustrategia, jonka tarkoituksena on ottaa huomioon suunniteltavan tuotteen valmistuskustannukset ja valmistettavuus mahdollisimman aikaisessa tuotekehitysprosessin vaiheessa. Työn soveltavassa osassa käsiteltiin Rauten uutta puristinlinjaa, jolle arvioitiin valmistuskustannukset. Jatkokehitys kohdennettiin kustannusten painopistealueisiin kokoonpanossa ja valituille kokoonpanoille tehtiin muutoksia valmistuskustannusten pienentämiseksi. Kehitetyille kokoonpanoille arvioitiin uudet valmistuskustannukset ja puristimen mekaanisissa osissa saatiin valmistuskustannuksia pienennetyksi n. 22,6 %, joka oli n. 8,5 % koko puristinlinjan yhteenlasketuista kokonaiskustannuksista. Valmistuskustannusten arvioiminen koneen jokaista komponenttia kohden todettiin olevan liian työlästä. Arviointityön helpottamiseksi alettiin kehittää kustannusten arviointijärjestelmää, jonka avulla koneen muuttuvat materiaali- ja osto-osista aiheutuvat kustannukset saataisiin arvioiduksi. Materiaali ja osto-osien kustannukset aiheuttavat yleensä suurimman osan koko koneen valmistuskustannuksista, joten muista valmistusvaiheista kuten kokoonpanosta, koneistuksesta jne. aiheutuvat kustannukset voidaan arvioida karkeammin.

Hitsaustuotannon kehittäminen ja valmistusystävällinen suunnittelu

Työssä tarkastellaan hitsauksen tuotekehityksen suunnittelun toteuttamista ja hitsauksen kehittämistä konepajalla. Yritykset tietävät omat valmistustekniset ongelmansa, mutta kehittämisen aloittaminen on monesti hankalaa tai sitä ei edes aloiteta. Pienimmillä yrityksillä ei usein ole mahdollisuuksia eikä osaamista uusien tuotantomenetelmien ja tuotteiden kehittämiseen. Työssä annetaan neuvoja miten alentaa kehittämistyön aloituskynnystä ja auttaa suunnittelutehtävän jäsentelyssä. Tuotteen suunnittelu on vaativa tehtävä, koska siinä lyödään lukkoon tuotteen toimivuus ja suurin osa kustannuksista. Suunnittelijoiden on tiedettävä eri valmistusmenetelmistä ja valmistusystävällisestä suunnittelusta, jotta he voisivat huomioida valmistettavuus- ja kokoonpanonäkökohdat. Hyvässä hitsatussa tuotteessa on mahdollisimman vähän hitsiä, käytetty modulointia ja standardointia sekä käytetty hitsausta korvaavia menetelmiä. Työssä on esitelty valmistusystävälliseen suunnitteluun kehitelty "Design For Welding" -malli, jossa käydään läpi hitsatun rakenteen erityispiirteet suunnittelun kannalta. Valmistusystävällisen suunnittelun tarkoituksena on vähentää tilauskohtaista suunnittelua, hitsausta, hitsauksen jälkeistä käsittelyä ja koneistusta.

Ecodesign-direktiivi ja sen vaikutukset Suomessa

Direktiivi 2005/32/EY energiaa käyttävien tuotteiden ekologiselle suunnittelulle asetettavien vaatimusten puitteista annettiin 6.7.2005. Direktiivin puitteissa Euroopan komissio tulee antamaan tuoteryhmäkohtaisia asetuksia, joissa määritellään tuoteryhmäkohtaisesti ympäristövaatimukset. Direktiivin tarkoituksena on integroida ymparistönakokohdat ja elinkaariajattelu tuotesuunnitteluvaiheessa. Tällä direktiivillä pyritään parantamaan ympäristösuojelun tasoa ja tuotteiden energiatehokkuutta. Tämän diplomityön tarkoituksena on esitellä Ecodesign direktiiviä ja selvittää sen puitteissa annettujen asetusten vaikutusta Suomessa. Työssä tutkitaan hehkulamppujen maahantuonnin kieltävän asetuksen vaikutuksia kotitalouksiin, ympäristöön ja sähkömarkkinoihin. Lisaksi työssä on tutkittu sähkömoottoreita koskevan asetuksen vaikutuksia Suomen teollisuudessa. Lopuksi työssä arvioidaan Suomen ilmasto ja energiapolitiikan tavoitteiden ja velvoitteiden tuomien toimenpiteiden vaikutuksia. Työssä esitetään esimerkkitarkasteluja siitä, millaisia saastoja sähkönkulutukseen voitaisiin saavuttaa eri tuoteryhmissä direktiivin pohjalta annetuilla asetuksilla. Tarkasteluun valitut tuoteryhmät olivat kotitalouksien valaistus ja sähkömoottorit.

Ruuvipurkaimen DFMA

Tämän työn tarkoituksena oli soveltaa valmistusystävällisen ja kokoonpanon huomioivan suunnittelun(DFMA) periaatteita ajavalle ruuvipurkaimelle valmistuskustannusten alentamiseksi. Työn teoriaosassa esitellään valmistusystävällisen suunnittelun periaatteita. Yhtä tarkemmin noudatettua DFMA-menetelmää esitellään hieman enemmän. Teoriassa käsitellään myös valmistuskustannusten laskentaa, lähinnä hitsauksen ja koneistuksen osalta. Ruuvipurkaimen rakenteeseen perehdyttiin tekemällä siitä 3D-malli. Purkaimen valmistuskustannukset selvitettiin ja kustannusten painopisteet määritettiin. Niiden pohjalta valittiin kohteet joihin paneuduttiin ja joihin sovellettiin DFMA:n periaatteita. Ruuvipurkaimen valmistettavuuden parantamisessa saavutettiin tavoite, 10 % kustannussäästö valmistuskustannuksissa. Valmistettavuutta saatiin paremmaksi DFMA-menetelmiä soveltaen ja sitä kautta tuli kustannussäästöjä. Ostokomponenttien toimittajakartoituksella saatiin myös kustannuksia karsittua. Käytetty DFMA-menetelmä hieman sovellettuna oli tälle tuotteelle toimiva vaihtoehto. Jatkamalla valmistusystävällistä suunnittelua kalleimmille osille, saataisiin enemmän kustannussäästöjä mihin tässä työssä päästiin.

Governmental Measures to Enhance the Finnish Innovation System to Respond to the Challenge of Mitigating Climate Change

Climate innovations, that cover both technological applications and process and service innovations, play a key role in climate change mitigation. The purpose of this study was to examine how the Finnish innovation system could be enhanced with governmental measures so that the diffusion of climate innovations could be speeded up. During the study, it became evident that the governmental measures need to support the whole innovation chain, which comprises of research, development, demonstration and deployment. Only this can lead to the successful birth and diffusion of low carbon innovations. The study found that the strengths of the Finnish innovation system are research and development, and the current national innovation policies strongly support these activities. However, these have been emphasised at the expense of the demonstration and deployment. Consequently, the biggest bottlenecks in the Finnish innovation landscape are the lack of pilot and demonstration projects and slow commercialisation, thus the high price of the innovation. To meet with the challenge, the government should firstly promote strict greenhouse gas emission reduction targets. This would boost up the innovation activities, which would also lower the prices of the innovations. To speed up the commercialisation process, measures that stimulate the domestic market, such as feed-in-tariffs and public procurements, are needed. Special attention should also be paid to the measures that could shift the traditional closed innovation chain towards open innovation. This means that the product development should involve experts from several fields such as the user and marketing experts to speed up the commercialisation. In addition, efficient innovation co-operation between both private and public sector is essential. Finally, as the domestic resources are not adequate for producing all the innovations needed, the domestic innovation activities should be focused on a few sectors, and at the same time promote efficient import policies.

Medidas de tensão superficial pelo método de contagem de gotas: descrição do método e experimentos com tensoativos não-iônicos etoxilados

Surface tension knowledge of surfactants aqueous solutions is important during amphiphilic molecule manufacturing and new product development, as feedback information to handle synthesis parameters to target performance. Drop counting method is an interesting simplification of drop weight method for surface tension measurements. A simple laboratory measurement device, with capability for temperature control, was assembled to allow investigation of ethoxylated surfactants. The implementation of the method was preceded by a detailed investigation of two factors that may affect the measured surface tension: drop formation velocity and surfactant ethoxylation degree. The limitations of the method are discussed on this basis.

Production Cycle Optimization: Defining the Market Potential for a New Planning Tool

An optimization tool has been developed to help companies to optimize their production cycles and thus improve their overall supply chain management processes. The application combines the functionality that traditional APS (Advanced Planning System) and ARP (Automatic Replenishment Program) systems provide into one optimization run. A qualitative study was organized to investigate opportunities to expand the product’s market base. Twelve personal interviews were conducted and the results were collected in industry specific production planning analyses. Five process industries were analyzed to identify the product’s suitability to each industry sector and the most important product development areas. Based on the research the paper and the plastic film industries remain the most potential industry sectors at this point. To be successful in other industry sectors some product enhancements would be required, including capabilities to optimize multiple sequential and parallel production cycles, handle sequencing of complex finishing operations and to include master planning capabilities to support overall supply chain optimization. In product sales and marketing processes the key to success is to find and reach the people who are involved directly with the problems that the optimization tool can help to solve.

Säiliöperheen tuotekehitysprojekti

Tässä kandidaatintyössä käsiteltiin polttoainesäiliöiden tuotekehitysprojektia. Työssä käytiin läpi erilaisia eristysvaihtoehtoja sekä niiden ominaisuuksia valmistuksessa. Lisäksi käsiteltiin luodinkestävyyttä, palosuojausta sekä mahdollisia muutoksia jakeluasemastandardiin.