Formalisation of Information Flows to Support Lean Manufacturing Implementation : Study of High-Variety, Low-Volume Manufacturing in a High-Cost Country
Adlin, Nillo (2022)
Adlin, Nillo
Tampere University
2022
Teknisten tieteiden tohtoriohjelma - Doctoral Programme in Engineering Sciences
Tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunta - Faculty of Engineering and Natural Sciences
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Väitöspäivä
2022-04-07
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:ISBN:978-952-03-2350-9
https://urn.fi/URN:ISBN:978-952-03-2350-9
Tiivistelmä
Globaali kilpailu edellyttää valmistavilta yrityksiltä kykyä jatkuvasti kehittää omaa toimintaansa. Vastaavasti korkean kustannustason maissa, kuten Suomessa, valmistavilla yrityksillä on tarve saavuttaa kestävää kilpailukykyä keskittymällä erityisesti korkeamman jalostusarvon tuotteiden ja palveluiden kehittämiseen. Näissä haasteissa ja kasvavissa kehitystarpeissa lean-tuotanto on yleisesti hyväksi havaittu lähestymistapa, joka mahdollistaa muun muassa tuotantokustannusten laskua, nopeampia toimituksia ja parempaa laatua. Lean-tuotanto on alun perin kehitetty autotehtaiden tarpeisiin, mutta nykyään lähestymistä on menestyksekkäästi hyödynnetty eri toimialoilla. Kaikesta huolimatta lean-tuotannon implementointi on haastavaa ja saadut implementointihyödyt ovat vaihtelevia. Pienerätuotannossa, jossa erilaisten tuotevariaatioiden määrä on suuri ja tuotantovolyymit pieniä, lean-tuotannon implementointihaasteet näkyvät erityisesti. Joissain tapauksissa perinteiset lean-tuotannon filosofiat ovat jopa haitallisia tässä liiketoimintaympäristössä. Tällä hetkellä tutkimus ja alan kirjallisuus tarjoavat vähän tukea Lean-tuotannon implementointiin pienerätuotannon yrityksissä korkean kustannuksen maissa. Tässä tutkimuksessa pureudutaan juuri tähän kirjallisuudessa havaittuun puutteeseen ja pyritään tarjoamaan keinoja lean-tuotannon onnistuneeseen implementointiin.
Tutkimus noudattaa konstruktiivista tutkimusotetta, jossa ensimmäiseksi luodaan konsepti uudesta tuotannon kehittämismenetelmästä. Tätä menetelmää kutsutaan tutkimuksessa Tiedon virtauksen mallinnusmenetelmäksi (Information Fow Modelling method). Konseptia testataan tuotekehityksen ja tuotannon kehitysprojekteissa kahdessa todellisuutta simuloivassa pilottitapaustutkimuksessa sekä seitsemässä tapaustutkimuksessa suomalaisissa konepajoissa. Tutkimus alkaa kirjallisuusselvityksellä, joka kattaa lean-tuotannon, projektinhallinnan ja tuotekehityksen tutkimusalueet. Kirjallisuusselvityksen pohjalta rakennetaan synteesi kehitysmenetelmän ensimmäiseksi versioksi. Empiirisessä tutkimuksessa menetelmän kehitys tapahtuu systemaattisesti noudattamalla suunnittelutoimintatutkimusta ja tapaustutkimusta. Tämän jälkeen esitetään tutkimustulokset, jotka kuvaavat kehitetyn menetelmän formalisoitua versiota ja sen teoreettista sidosteisuutta vallitseviin tutkimusalueisiin.
Tutkimustulokset kontribuoivat viimeisimpään ja ajankohtaiseen tutkimukseen lean-tuotannossa. Tutkimuksen tuloksena syntyi konsepti uudesta tuotekehityksen ja tuotannon kehitysprojektien ohjaamiseen ja kehittämiseen tarkoitetusta menetelmästä, jossa formalisoidaan tiedon virtausta tuotantojärjestelmistä. Menetelmä tarjoaa konkreettisia ja systemaattisia vaiheita, työkaluja, tekniikoita ja ohjeita suunnitella, analysoida, luoda, ratkaista ongelmia ja ohjata kehitystoimenpiteitä monimutkaisissa ja monialaisissa projekteissa niin tuotekehityksessä kuin tuotannossa. Menetelmä osoittautui toimivaksi empiirisen tutkimuksen pohjalta. Lisäksi tutkimuksen tuloksina syntyi uusi tarkennettu kuvaus lean-tuotannon erityispiirteistä pienerätuotannossa sekä selitysmalli formalisoidun tiedon virtauksen kyvystä tukea pitkäjänteistä lean-tuotannon implementointia.
Tulokset ovat tieteellisesti merkittäviä, koska tietämyslähtöistä tiedon virtauksen formalisointia ei ole aikaisemmin pystytty osoittamaan hyödylliseksi systemaattisessa tuotantojärjestelmien kehitystoiminnassa. Tiedon virtauksen optimoiminen näyttäytyy tutkimuksen valossa yhtä merkittävältä lean-tuotannon osakokonaisuudelta kuin leaniin perinteisesti liitettävät näkemykset arvontuotosta, hukan poistosta, virtauksesta ja laadunhallinnasta. Tulokset tuovat merkittävän osaratkaisun nimenomaan pienerätuotannossa havaittuihin lean-tuotannon implementointihaasteisiin ja tältä osin vastaavat kirjallisuudessa löydettyyn aukkoon. Yrityskentälle tutkimustulokset ovat merkittäviä, koska ne tarjoavat käytännönläheisen tuotantojärjestelmien ohjaus- ja kehitysmenetelmän, joka tukee lean-tuotannon pitkäjänteisiä implementointitavoitteita. Menetelmä on erityisen hyödyllinen käytettäväksi kompleksisten, monialaisten ja systeemisesti laaja-alaisten ongelmien ratkaisemisessa. Tutkimus osoittaa, että lean-tuotannon suorituskykyhyötyjen saavuttaminen on pienerätuottajille mahdollista niin tuotannossa kuin tuotekehityksessäkin. Kehitetyllä Tiedon virtauksen mallinnusmenetelmällä on mahdollista lisätä yritysten kykyä kokonaisvaltaisempaan tuotantojärjestelmän parantamiseen arvontuottolähtöisesti, mikä vastaavasti edesauttaa yrityksiä välttämään osaoptimointia.
Kehitetyllä menetelmällä on potentiaalia rakentua tulevaisuudessa teollisuudelle ja asiantuntijoiden käyttöön tarkoitetuksi lean-työkaluksi. Tutkimuksessa esitetty Tiedon virtauksen mallinnusmenetelmä vaatii kuitenkin vielä kehitystoimenpiteitä ennen kuin se voidaan ottaa laajamittaisesti käyttöön teollisuudessa. Tulevissa kehitystoimenpiteissä tulee keskittyä erityisesti menetelmän soveltamiseen osana tuotantojärjestelmien pitkäjänteisiä kehitysohjelmia, kerätä kvantitatiivisia tuloksia menetelmän käytön hyödyistä sekä jalostaa ohjeistusta menetelmän systemaattiselle käytölle.
Tutkimus noudattaa konstruktiivista tutkimusotetta, jossa ensimmäiseksi luodaan konsepti uudesta tuotannon kehittämismenetelmästä. Tätä menetelmää kutsutaan tutkimuksessa Tiedon virtauksen mallinnusmenetelmäksi (Information Fow Modelling method). Konseptia testataan tuotekehityksen ja tuotannon kehitysprojekteissa kahdessa todellisuutta simuloivassa pilottitapaustutkimuksessa sekä seitsemässä tapaustutkimuksessa suomalaisissa konepajoissa. Tutkimus alkaa kirjallisuusselvityksellä, joka kattaa lean-tuotannon, projektinhallinnan ja tuotekehityksen tutkimusalueet. Kirjallisuusselvityksen pohjalta rakennetaan synteesi kehitysmenetelmän ensimmäiseksi versioksi. Empiirisessä tutkimuksessa menetelmän kehitys tapahtuu systemaattisesti noudattamalla suunnittelutoimintatutkimusta ja tapaustutkimusta. Tämän jälkeen esitetään tutkimustulokset, jotka kuvaavat kehitetyn menetelmän formalisoitua versiota ja sen teoreettista sidosteisuutta vallitseviin tutkimusalueisiin.
Tutkimustulokset kontribuoivat viimeisimpään ja ajankohtaiseen tutkimukseen lean-tuotannossa. Tutkimuksen tuloksena syntyi konsepti uudesta tuotekehityksen ja tuotannon kehitysprojektien ohjaamiseen ja kehittämiseen tarkoitetusta menetelmästä, jossa formalisoidaan tiedon virtausta tuotantojärjestelmistä. Menetelmä tarjoaa konkreettisia ja systemaattisia vaiheita, työkaluja, tekniikoita ja ohjeita suunnitella, analysoida, luoda, ratkaista ongelmia ja ohjata kehitystoimenpiteitä monimutkaisissa ja monialaisissa projekteissa niin tuotekehityksessä kuin tuotannossa. Menetelmä osoittautui toimivaksi empiirisen tutkimuksen pohjalta. Lisäksi tutkimuksen tuloksina syntyi uusi tarkennettu kuvaus lean-tuotannon erityispiirteistä pienerätuotannossa sekä selitysmalli formalisoidun tiedon virtauksen kyvystä tukea pitkäjänteistä lean-tuotannon implementointia.
Tulokset ovat tieteellisesti merkittäviä, koska tietämyslähtöistä tiedon virtauksen formalisointia ei ole aikaisemmin pystytty osoittamaan hyödylliseksi systemaattisessa tuotantojärjestelmien kehitystoiminnassa. Tiedon virtauksen optimoiminen näyttäytyy tutkimuksen valossa yhtä merkittävältä lean-tuotannon osakokonaisuudelta kuin leaniin perinteisesti liitettävät näkemykset arvontuotosta, hukan poistosta, virtauksesta ja laadunhallinnasta. Tulokset tuovat merkittävän osaratkaisun nimenomaan pienerätuotannossa havaittuihin lean-tuotannon implementointihaasteisiin ja tältä osin vastaavat kirjallisuudessa löydettyyn aukkoon. Yrityskentälle tutkimustulokset ovat merkittäviä, koska ne tarjoavat käytännönläheisen tuotantojärjestelmien ohjaus- ja kehitysmenetelmän, joka tukee lean-tuotannon pitkäjänteisiä implementointitavoitteita. Menetelmä on erityisen hyödyllinen käytettäväksi kompleksisten, monialaisten ja systeemisesti laaja-alaisten ongelmien ratkaisemisessa. Tutkimus osoittaa, että lean-tuotannon suorituskykyhyötyjen saavuttaminen on pienerätuottajille mahdollista niin tuotannossa kuin tuotekehityksessäkin. Kehitetyllä Tiedon virtauksen mallinnusmenetelmällä on mahdollista lisätä yritysten kykyä kokonaisvaltaisempaan tuotantojärjestelmän parantamiseen arvontuottolähtöisesti, mikä vastaavasti edesauttaa yrityksiä välttämään osaoptimointia.
Kehitetyllä menetelmällä on potentiaalia rakentua tulevaisuudessa teollisuudelle ja asiantuntijoiden käyttöön tarkoitetuksi lean-työkaluksi. Tutkimuksessa esitetty Tiedon virtauksen mallinnusmenetelmä vaatii kuitenkin vielä kehitystoimenpiteitä ennen kuin se voidaan ottaa laajamittaisesti käyttöön teollisuudessa. Tulevissa kehitystoimenpiteissä tulee keskittyä erityisesti menetelmän soveltamiseen osana tuotantojärjestelmien pitkäjänteisiä kehitysohjelmia, kerätä kvantitatiivisia tuloksia menetelmän käytön hyödyistä sekä jalostaa ohjeistusta menetelmän systemaattiselle käytölle.
Kokoelmat
- Väitöskirjat [4943]