Tuotannonohjaus teollisessa puurakentamisessa : Suurelementtituotannon virtauttaminen Lean-menetelmillä

Abstract

Puisia suurelementtijärjestelmiä käytetään toimitila-, liike- ja teollisuusrakennusten vesikattorakenteissa koko ajan enemmän. Tämä tutkimus tukee osaltaan kehityssuuntaa, jossa puuta käytetään myös kyseisten rakennustyyppien vesikattorakenteena entistä enemmän. Tämän tutkimuksen taustalla on puuelementtejä valmistavan yrityksen, LapWall Oy:n, tarve arvioida ja mitata omaa tuotantojärjestelmäänsä. Tutkimuksen tavoitteena on selvittää tuotantoprosessin pullonkaulat ja häiriöt sekä kehittää niihin ratkaisuvaihtoehdot käyttäen eri teollisuudenalojen virtauttamiskäytäntöjä. Tutkimus koostuu teoriaosuudesta ja empiirisestä tarkasteluosuudesta. Teoriaosuudessa käsitellään Lean-tuotantofilosofian periaatteita ja DMAIC-prosessinparannustyökalua. Lisäksi teoriaosuudessa tarkastellaan tuotannon virtauttamiseen liittyviä tekijöitä ja käsitteitä teollisuuden prosessiluonteisessa, toistuvassa tuotannossa ja rakennusteollisuuden yksittäisessä projektituotannossa. Empiirisessä osuudessa kuvataan tutkimuksen kohdeyritys, yrityksen toiminta sekä tuote yleisellä tasolla. Tutkimuskohteessa tuotetaan kattoelementtejä, joiden päätyypit ovat tavallinen kattoelementti, jota kutsutaan myös suorakaide-elementiksi sekä rakennuksen reunalle sijoitettava räystäselementti ja katon harjan kohdalle sijoitettava harjaelementti. Yritysesittelyä seuraa empiirisen viitekehyksen sisältämän DMAIC-menetelmän rakennetta mukaileva tuotannon virtauttamisprosessi. Tällöin tuotannon kehittäminen toteutetaan DMAIC-menetelmän mukaisessa järjestyksessä, jolloin ensimmäiseksi määritellään tuotantoprosessin virtauttaminen. Toisessa vaiheessa mitataan prosessi ennalta määrätyillä mittareilla. Mittareita ovat tällöin työvaiheen vaiheaika sekä prosessin normaali läpäisyaika (SCT), todellinen läpäisyaika (ACT) sekä odotusaika ja tämän lisäksi havainnoidaan tuotannon häiriöitä. Seuraavaksi mittausvaiheessa tuotettu data analysoidaan ja tämän pohjalta tehdään johtopäätökset tuotantoprosessin pullonkauloista ja häiriöistä analysointivaiheessa. Tätä seuraa parannusvaihe, jossa kehitetään ratkaisuvaihtoehdot analysointivaiheessa löydettyihin ongelman juurisyihin. Tässä tutkimuksessa havaittiin, että tuotantoprosessin pullonkaulat ovat kattoelementin alapohjavaihe kaikissa elementtityypeissä ja aluslevytysvaihe räystäselementin osalta. Kirjallisuustutkimusosuuden tuloksia sovellettiin tuotantoprosessin virtauttamisen keinoja kehittäessä, jolloin alapohjavaiheen pullonkaulan ratkaisuksi havaittiin henkilöstön parempi sijoittelu. Räystäselementin aluslevytysvaiheen ratkaisuksi löydettiin vesikattopalkiston eli tuuletuskoolauksen ja siihen liittyvien räystäsrakenteiden esivalmistus ja modulointi.

Wood elements are used more and more often in roof structures of facility, business and industrial buildings. This thesis contributes to the trend towards greater use of wood as a roof structure for these types of buildings. The background to this thesis is the need of LapWall Oy to evaluate and measure its own production system. The aim of the research is to find out the bottlenecks and disturbances in the manufacturing process and to develop solutions for them by using different industry flow practices. The thesis consists of a theoretical part and an empirical part. The theoretical part deals with the principles of Lean philosophy and the DMAIC process improvement tool. In addition, the theoretical part examines the factors and concepts related to the flow of process-oriented manufacturing in industry and in individual project production in construction industry. The empirical part describes the company researched in thesis, the company's operations and the product in general. The object company of research produces roof elements, the main types of which are an ordinary roof element, also called a rectangular element, as well as eaves element to be placed on the edge of the building and a ridge element to be placed at the roof ridge. The company presentation is followed by a production flow process that follows the structure of the DMAIC method contained in the empirical framework. In this case, the production development is carried out in the order according to the DMAIC method, in which case the flow of the production process is defined first. In the second stage, the process is measured with predetermined metrics. These are the phase time of the work phase and the standard cycle time (SCT) and the actual cycle (ACT) time of the process, as well as the waiting time of the process. The second stage was the temporal measurement of the manufacturing process. Third stage was the observation of manufacturing disturbance, on the basis of which a root cause analysis of manufacturing disruptions could be made. The data produced in the measurement phase is analyzed and on this basis, conclusions are drawn about the bottlenecks and disturbances in the manufacturing process in the analysis phase. This is followed by an improvement phase in which solutions are developed for the root causes of the problem found in the analysis phase. In this research it was found that the bottlenecks are located in work phase where lower surface structures of all element types are assembled and in the work phase where eaves structures and roof panels of eaves element are assembled. The results of the literature research section were applied in the development of the means of flow in the production process, in which case a better placement of staff was found to be a solution to the bottleneck in the lower structures phase. The solution for the eaves element was found to be the prefabrication and modulation of the roof beam structure and eaves structures.