Virtaviivainen hankintatoimi osana tuotantoprosessia

Tutkimuksessa on pyritty löytämään tuotantoprosessin läpimenoa haittaavia ohjaus- ja toimintatapoja sekä tiedonkulusta aiheutuvia ongelmia. Tutkimuksen tavoitteena on saada toimittajien, hankintatoimen ja tuotannon logistinen arvoverkko toimimaan virtaviivaisesti. Työssä on käytetty teoriaosassa kirjallisuustutkimusta ja empiirisessä osassa toimintatutkimusta. Nykytilan selvityksessä tutkittiin prosessin tieto- ja materiaalivirrat sekä mitkä ovat tärkeimmät toiminnot toimitusketjussa. Tutkimuksen ja prosessianalyysin pohjalta määriteltiin kehitysehdotukset prosessin toimintojen tehostamiseksi. Nykytilan kartoituksessa ilmeni suurimmiksi ongelmiksi logistiikka prosessissa voimakkaan kysynnän kasvusta aiheutuvat komponenttien ja raaka-aineiden saatavuusongelmat sekä pudonneen kysynnän seurauksena varastoihin sitoutunut ylimääräinen vaihto-omaisuus. Tutkimuksen tuloksena syntyi kehitysehdotuksia, joiden pohjalta uudistettavaan toiminnanohjausjärjestelmään voitaneen toteuttaa johtopäätöksissä ilmenevät asiat, joista merkityksellisin on myynnin ennustamisvastuun siirtäminen myynnistä tulosvastuussa oleville henkilöille.

Improving the inventory management and valuation process, Case: The Switch Drive Systems

The goal of this study is to create a new inventory valuation process for The Switch Drive Systems and to improve its inventory management practices. In the matter of inventories the main problems in the case company are that it doesn’t have consistent valuation methods throughout the company and that information received in ERP system isn’t trustful. The research is qualitative case study. The empirical data is gathered through observing and unstructured interviews. The research shows that material flow process and the inventory valuation must be divided and handled separately but they should interact with each other. The result is a new inventory valuation process which takes many factors of material process under the consideration in order to receive reliable value for inventories.

Application of the finite element method in cold forging processes

The demand for more efficient manufacturing processes has been increasing in the last few years. The cold forging process is presented as a possible solution, because it allows the production of parts with a good surface finish and with good mechanical properties. Nevertheless, the cold forming sequence design is very empirical and it is based on the designer experience. The computational modeling of each forming process stage by the finite element method can make the sequence design faster and more efficient, decreasing the use of conventional "trial and error" methods. In this study, the application of a commercial general finite element software - ANSYS - has been applied to model a forming operation. Models have been developed to simulate the ring compression test and to simulate a basic forming operation (upsetting) that is applied in most of the cold forging parts sequences. The simulated upsetting operation is one stage of the automotive starter parts manufacturing process. Experiments have been done to obtain the stress-strain material curve, the material flow during the simulated stage, and the required forming force. These experiments provided results used as numerical model input data and as validation of model results. The comparison between experiments and numerical results confirms the developed methodology potential on die filling prediction.

Lämmityslinjan kokoonpanosolujen tehostaminen Lean-työkaluilla

Diplomityön tarkoitus on tehostaa lämmityslinjan kokoonpanosoluja käyttämällä erilaisia Lean – työkaluja. Pyrkimys on lisätä järjestystä 5S - työkalun avulla sekä selvittää lämmitinlinjan työntekijän ajankäyttö. Lämmitinlinjan suurimmat ongelmat selvitetään häviön mittauksen ja kartoituksen avulla. Työntekijöiden työmenetelmät tutkitaan käyttämällä MTM (Methods-Time Measurement)– menetelmää, jossa yksittäinen työsuoritus kuvataan videolle. Video pisteytetään ja työntekijän liikkeet analysoidaan. Videon pohjalta havaitaan kehityskohteet työpisteissä ja työmenetelmissä, ja ne organisoidaan sekä standardoidaan uudestaan. Materiaalivirtauksen ongelma ratkaistaan siirtämällä komponentit kokoonpanosoluun uuden materiaalipalvelijan toimesta. Menetelmäkehityksen ja paremman järjestyksen avulla kokoonpanosolun tuottavuutta parannetaan 30 prosenttia verrattuna alkuperäiseen tilanteeseen. Lämmitinlinjan häviön mittauksella saavutetaan ymmärrys osaston suurimmista pullonkauloista. Mittauksen avulla tiedetään yksittäisten ongelmien esiintymistiheydet ja koneiden kapasiteettihäviöt. Lämmitinlinjaston tehostaminen tulevaisuudessa vaatii häviöiden alkuperäisten ongelmien ratkaisua.

Hitsaustuotannon kehittäminen tuulivoimalan tornin valmistuksessa

Tuulivoima on Euroopassa nopeimmin kasvava energian tuotantomuoto. Tuulivoimateollisuuden arvioidaan kasvavan Suomessa huomattavasti lähivuosien aikana ennakoidun syöttötariffipäätöksen myötä, jolloin kilpailu alalla tulee kasvamaan. Tavoitteena oli kehittää tuulivoimalan tornin valmistusta Levator Oy:ssä hitsaustuotantoa tehostamalla ja tuotannon ohjattavuutta parantamalla. Kehitystyöhön kuului toisen hitsauslinjan käyttöönoton suunnittelu ja ohjeiston laatiminen työnjohdolle. Toisen hitsauslinjan käyttöönoton suunnittelun tarkoituksena oli suunnitella muutokset nykyiseen tuotantoon uuden linjan käyttöönoton mahdollistamiseksi. Suunnittelu aloitettiin valitsemalla hitsausprosessit, jonka jälkeen suunniteltiin laitetarpeet työvaihe-analyysien pohjalta. Tuotantolayout muutettiin nykyisestä funktionaalisesta tuotannosta tuotantosoluista koostuvaksi tuotantolinjaksi, jolloin materiaalien virtautus parani huomattavasti. Tuotannon ohjaustavaksi valittiin kapeikko-ohjaus. Ohjeiston laatimisen tarkoituksena oli kerätä ja dokumentoida kaikki tuotannossa tarvittava tieto. Ohjeiston sisältää laadunohjaus, materiaalivirtojen ohjaus ja työnohjaus osiot, joiden tarkoituksena on helpottaa työnjohtamista. Ohjeisto määrittelee yhtenäiset tuotannon toimintatavat, jolloin tuotannon ohjattavuus helpottuu. Tavoitteet täyttyivät, kun toisen tuotantolinjan käyttöönoton vaatimat muutokset aloitettiin suunnitelmien mukaisesti syyskuussa 2009. Ohjeiston sisältö saatiin määriteltyä ja eri osioiden pilotit saatiin valmiiksi joulukuun aikana. Tuotannon ohjattavuus kehittyi huomattavasti ja samalla tuottavuus parani merkittävästi.

Design and implementation of a production synchronization extension for Microsoft Dynamics AX

In a just-in-time, assemble-to-order production environments the scheduling of material requirements and production tasks - even though difficult - is of paramount importance. Different enterprise resource planning solutions with master scheduling functionality have been created to ease this problem and work as expected unless there is a problem in the material flow. This case-based candidate’s thesis introduces a tool for Microsoft Dynamics AX multisite environment, that can be used by site managers and production coordinators to get an overview of the current open sales order base and prioritize production in the event of material shortouts to avoid part-deliveries.

Laajennetun lähettämön sisäisten materiaalivirtojen hallinta leipomoteollisuudessa

Työn tavoitteena on esitellä suunnitelma VAASAN Oy:n Vantaan leipomon laajennetun lähettämön materiaalivirtojen hallinasta. Suunnitelma pohjautuu laskelmiin, jotka sisältävät arviot lähettämön kasvavista materiaalivirroista sekä niiden vaikutuksista lähettämön toimintaan. Laskelmien pohjalta määritetään erikokoisten varastointialueiden sijoittelu, varastointikapasiteetit sekä kunkin alueen kuormittuneisuudet. Teoriaosuus käsittelee työn taustaksi keskeisimpiä teorioita materiaalivirtojen hallinnasta, layoutsuunnittelusta sekä lähettämön toiminnoista. Kunkin osa-alueen avulla voidaan vaikuttaa yrityksen materiaalivirtojen hallintaan. Teoriaosuutta koskevaa tietoa on hankittu logistiikan alan kirjallisuudesta, erilaisista tieteellisistä julkaisuista sekä verkkomateriaaleista. Empiirisessä osuudessa esitellään aluksi Vantaan leipomon lähettämön nykyinen toimintaperiaate. Tämän jälkeen arvioidaan laajennetun lähettämön kasvavia materiaalivirtoja. Työn tuloksena esitellään laskelmia apuna käyttäen suunnitelma laajennetun lähettämön materiaalivirtojen hallinnasta.

Designing sustainable industrial ecosystems : the case of a biogas-for-traffic solution

This thesis focuses on the development of sustainable industrial architectures for bioenergy based on the metaphors of industrial symbiosis and industrial ecosystems, which imply exchange of material and energy side-flows of various industries in order to improve sustainability of those industries on a system level. The studies on industrial symbiosis have been criticised for staying at the level of incremental changes by striving for cycling waste and by-flows of the industries ‘as is’ and leaving the underlying industry structures intact. Moreover, there has been articulated the need for interdisciplinary research on industrial ecosystems as well as the need to extend the management and business perspectives on industrial ecology. This thesis addresses this call by applying a business ecosystem and business model perspective on industrial symbiosis in order to produce knowledge on how industrial ecosystems can be developed that are sustainable environmentally and economically. A case of biogas business is explored and described in four research papers and an extended summary that form this thesis. Since the aim of the research was to produce a normative model for developing sustainable industrial ecosystems, the methodology applied in this research can be characterised as constructive and collaborative. A constructive research mode was required in order to expand the historical knowledge on industrial symbiosis development and business ecosystem development into the knowledge of what should be done, which is crucial for sustainability and the social change it requires. A collaborative research mode was employed through participating in a series of projects devoted to the development of a biogas-for-traffic industrial ecosystem. The results of the study showed that the development of material flow interconnections within industrial symbiosis is inseparable from larger business ecosystem restructuring. This included a shift in the logic of the biogas and traffic fuel industry and a subsequent development of a business ecosystem that would entail the principles of industrial symbiosis and localised energy production and consumption. Since a company perspective has been taken in this thesis, the role of an ecosystem integrator appeared as a crucial means to achieve the required industry restructuring. This, in turn, required the development of a modular and boundary-spanning business model that had a strong focus on establishing collaboration among ecosystem stakeholders and development of multiple local industrial ecosystems as part of business growth. As a result, the designed business model of the ecosystem integrator acquired the necessary flexibility in order to adjust to local conditions, which is crucial for establishing industrial symbiosis. This thesis presents a normative model for the development of a business model required for creating sustainable industrial ecosystems, which contributes to approaches at the policy-makers’ level, proposed earlier. Therefore, this study addresses the call for more research on the business level of industrial ecosystem formation and the implications for the business models of the involved actors. Moreover, the thesis increases the understanding of system innovation and innovation in business ecosystems by explicating how business model innovation can be the trigger for achieving more sustainable industry structures, such as those relying on industrial symbiosis.

Teollisuusvaihdetehtaan sisälogistiikkajärjestelmän suunnittelu ja toteutus

Diplomityön tavoitteena on suunnitella ja toteuttaa tehokas sisälogistinen ratkaisu. Työssä tutkitaan varastonhallintaa ja materiaalivirtojen ohjausta sekä näihin kuuluvia prosesseja. Myös toimintaa pyritään tehostamaan. Työssä käytetään konstruktiivista tutkimusotetta, jossa olevassa olevaa ongelmaa lähdetään ratkaisemaan teorian avulla, jonka jälkeen kehitetään ratkaisumalli. Työn aineistona on käytetty aiheeseen liittyvää kirjallisuutta, tieteellisiä artikkeleita, kohdeyrityksen tietokantoja sekä työntekijöiden kanssa käytyjä keskusteluja. Diplomityön seurauksena yrityksellä on käytössään nykyaikainen ja tehokas sisälogistinen järjestelmä, sekä toiminta on yrityksen tahtotilan mukaisesti läpinäkyvämpää. Varastoon sitoutuva pääoma pienenee sekä materiaalin käsittely tehostuu huomattavasti. Varastotoimintojen odotetaan tehostuvan yli 40 % nykyiseen verrattuna.

Sisälogististen materiaalivirtojen -ja materiaalitoimintojen kehittäminen eräässä kokoonpanoyrityksessä

Toimintaympäristön muutokset ja kysynnän monipuolistuminen haastavat useat teollisuuden alan yritykset kehittämään toimintaansa. Varastointi ja sisälogistiikka sisältävät useita yrityksen sisäisen tehokkuuden kehityskohteita. Logististen toimintojen ajankäytöllisen hukan eliminointi ja sisälogistinen selkeys parantavat liiketoiminnan kannattavuutta. Työssä käsitellään yrityksen sisälogistisia materiaalivirtoja, jotka muodostuvat materiaalitoimintojen suorittamista komponenttien ja lopputuotteiden siirroista. Tavoitteina oli lyhentää tuotannon pääkokoonpanon komponenttien keräilyyn kuluvaa aikaa ja selkeyttää sisälogistista systeemiä kehittämällä kokoonpanotuotannon ja sitä palvelevan varastoinnin layoutia, sekä komponenttien varastopaikkoja. Tutkimus perustuu kvantitatiiviseen ja kvalitatiiviseen tutkimusmenetelmään. Sisälogististen osa-alueiden analysointiin käytettiin osallistuvaa havainnointia, haastatteluita, vertailevaa tutkimusta ja datapohjaista aineistoa. Työn tuloksena syntyi kehitysehdotus materiaalivirtojen ja varastoinnin uudeksi rakenteeksi, sekä toimintamalli nimikkeiden varastopaikkojen määrittämiseksi ja työpisteiden järjestyksen ylläpitoon.

Virtaustehokkuuden parantaminen tuotannossa visuaalisen ohjauksen avulla

Yrityksen kilpailukyvyn turvaaminen muuttuvassa toimintaympäristössä on välttämätöntä. Lean-ajattelun avulla tuotantoyritysten on mahdollista toimia tehokkaammin parantamalla virtausta. Tämän työn tarkoituksena on parantaa kotimaisen elintarviketeollisuusyrityksen tuotannon sisäisten materiaalivirtojen tehokkuutta. Tavoitteena tutkimuksella on löytää nykyisistä materiaalivirroista kehittämiskohteita sekä rakentaa niihin ratkaisuja. Tätä kautta kohdeyritystä autetaan saavuttamaan tehokkaampi ja turvallisempi työympäristö. Tutkimuksessa käytettiin kvalitatiivista tutkimusmenetelmää. Teoriaosiossa tehtiin kirjallisuuskatsaus lean-ajatteluun sekä visuaaliseen ohjaukseen. Teoriasta saatiin menetelmät materiaalivirtojen analysointiin sekä toiminnan kehittämiseen. Empiirisessä osiossa tietoa kerättiin tuotannon henkilöstön haastatteluilla sekä havainnoimalla työntekoa tuotannossa materiaalivirtojen kuvaamiseksi. Kuvausten perusteella paikallistettiin materiaalivirroista hukkia, joiden vähentämiseksi luotiin virtaustehokkuutta parantavia kehitysehdotuksia. Virtaustehokkuuden parantamisessa käytettiin hyödyksi materiaalitarpeesta ilmoittavaa andon-järjestelmää, joka kuuluu visuaalisen ohjauksen menetelmiin. Tämän lisäksi käytettiin kohdeyrityksellä jo käytössä olevaa 5S-menetelmää. Näiden menetelmien tehokas hyödyntäminen edellyttää kuitenkin lean-ajattelun periaatteiden mukaisia muutoksia työskentelytapoihin, materiaalien varastopaikkoihin sekä tuotannossa toimiviin osastoihin.

Kahden lämmitysjärjestelmiä valmistavan tuotantoyksikön toimintojen yhdistäminen kustannustehokkuuden lisäämiseksi

Tämä työ käsittelee Oilon Oy:n tehtaan layout -suunnittelua, kun yhdistetään kaksi eri kiinteistössä toimivaa tuotantoyksikköä saman katon alle. Yksiköt ovat Hollolassa toimiva Oilon Home Oy ja Lahden pääkonttorissa toimiva Oilon Industry Oy. Yhdistämisellä haetaan säästöjä tuotantoyksiköiden välisistä logistiikkakuluista sekä kiinteistön vuokra- ja ylläpitokuluista ja samalla tehostetaan tehtaan sisäistä materiaalinkäsittelyä. Oilon Oy on toiminut Lahden pääkonttorissa jo yli 50 vuoden ajan ja sen tuotanto on kokenut historiansa aikana useita pienempiä muutoksia, jotka ovat jättäneet nykyiseen layoutiin paljon toivomisenvaraa. Jotta molemmat tuotantoyksiköt saadaan mahtumaan Lahden yksikköön, on sinne saatava luotua tarvittavat tilat siellä olemassa oleville toiminnoille ja Hollolan yksiköstä saapuville tuotantolinjoille. Työn alussa perehdytään kirjallisuuden avulla siihen kuinka tuotanto on kehittynyt maailmalla lähihistorian aikana, jotta voidaan paremmin ymmärtää Oilon Oy:n nykytilanteeseen johtaneita syitä. Koska Hollolasta saapuville tuotantolinjoille ei ole tarkoitus rakentaa uutta tuotantotilaa, pyritään tilaa vapauttamaan Lahden tehtaalta varastointia tehostamalla ja sen logistiikkaa helpottamalla. Tämän vuoksi vertaillaan yleisimpiä tavaroiden varastointi ratkaisuita sekä tutkitaan kuinka materiaalin käsittelyä voitaisiin tehostaa varastossa ja tuotantosuluissa. Varastoinnin tehostaminen ei kuitenkaan yksin riitä vapauttamaan tarvittavia tiloja, joten layout-muutoksen aikana rakennetaan myös kaksi uuttaa varastohallia. Uudessa layout-suunnitelmassa huomioidaan kunkin solun nykyiset ja tulevat tilantarpeet, sekä rakennetaan ne niin, että työvoimaa voidaan käyttää niissä joustavasti eri tuotteiden valmistamiseen. Tutkimusmetodeina käytetään teemahaastatteluita, joilla selvitetään työntekijöiden tarpeet sekä kirjallisuuden avulla perehdytään Lean-tuotantoon, kanban:iin, 5S:ään ja arvovirta-analyysiin. Näitä soveltamalla saadaan luotua tehokkaasti toimiva kokonaisuus, jolla tavoitellut säästöt saadaan toteutumaan.

Process Variability in Micro-Embossing

A promising technique for the large-scale manufacture of micro-fluidic devices and photonic devices is hot embossing of polymers such as PMMA. Micro-embossing is a deformation process where the workpiece material is heated to permit easier material flow and then forced over a planar patterned tool. While there has been considerable, attention paid to process feasibility very little effort has been put into production issues such as process capability and eventual process control. In this paper, we present initial studies aimed at identifying the origins and magnitude of variability for embossing features at the micron scale in PMMA. Test parts with features ranging from 3.5- 630 µm wide and 0.9 µm deep were formed. Measurements at this scale proved very difficult, and only atomic force microscopy was able to provide resolution sufficient to identify process variations. It was found that standard deviations of widths at the 3-4 µm scale were on the order of 0.5 µm leading to a coefficient of variation as high as 13%. Clearly, the transition from test to manufacturing for this process will require understanding the causes of this variation and devising control methods to minimize its magnitude over all types of parts.

Minimization of stock weight during close-die forging of a spindle

In this paper, Finite Element method and full-scale experiments have been used to study a hot forging method for fabri-cation of a spindle using reduced initial stock size. The forging sequence is carried out in two stages. In the first stage, the hot rolled cylindrical billet is pre-formed and pierced in a closed die using a spherical nosed punch to within 20 mm of its base. This process of piercing or impact extrusion leads to high strains within the work piece but requires high press loads. In the second stage, the resulting cylinder is placed in a die with a flange chamber and upset forged to form a flange. The stock mass is optimized for complete die filling. Process parameters such as effective strain distribution, material flow and forging load in different stages of the process are analyzed. It is concluded from the simulations that minor modifications of piercing punch geometry to reduce contact between the punch and emerging vertical walls of the cylinder appreciably reduces the piercing load. In the flange chamber, a die surfaces angle of 52° instead of 45° is pro-posed to ensure effective material flow and exert sufficient tool pressure to achieve complete cavity filling. In order to achieve better compression, it is also proposed to shorten both the length of the inserted punch and the die “tongues” by a few mm.

Análise e melhoria de layout de processo na indústria de beneficiamento de couro

A aplicação de técnicas de estudo de sistemas em ambientes industriais com grande concorrência, é cada vez mais significativa devido às modificações e flexibilidade de produção exigidas. A aplicação de técnicas de análise e ajustes de layouts são algumas destas técnicas que podem trazer resultados competitivos positivos. O presente trabalho descreve os tipos de layouts existentes, com suas aplicações, vantagens e desvantagens com a finalidade de analisar e propor melhorias em layouts de processo na indústria coureira. O trabalho enfoca ainda os principais pontos a serem considerados quando da criação de um novo layout ou do ajuste e/ou melhoria de um existente. Para tal, foi realizado um estudo de caso utilizando a técnica de Melhoria de Layout de Silveira (1998), com a aplicação do Planejamento Sistemático de Layout em um layout de processo do setor da Secagem, característico em uma indústria beneficiadora de couro. Os resultados obtidos traduzem o re-arranjo de seus postos de trabalho com redução do fluxo de material de acordo com a aproximação de postos com relações de afinidade. Essa alteração possibilitou uma melhor organização espacial dos postos de trabalho e um melhor controle da produção, através da separação natural dos lotes. A metodologia adotada pode ser utilizada como ferramenta de melhoria nos demais setores, tanto da própria empresa, como do mercado coureiro em geral.