Tehdassimuloinnin hyödyntäminen kiertotaloudessa

Abstract

Tämän työn tarkoituksena on selvittää, miten tehdassimulointia voi hyödyntää kiertotaloudessa tai kiertotalouteen siirtymisessä. Työn on tarkoitus esittää tapoja, joilla tehdassimuloinnista on hyötyä yritysten siirtymisessä kohti kiertotalouden liiketoimintamalleja. Työssä keskitytään erityisesti etsimään tehdassimuloinnille käyttöä omistajuuden muutokseen liittyvissä kiertotalousmalleissa. Työ jakaantuu kolmeen osaan. Ensimmäinen osa käsittelee kiertotaloutta, siihen liittyviä liiketoimintamalleja sekä kiertotaloustoimia Suomessa. Toisessa osassa käsitellään tehdassimulointia, simulointikokeen eri vaiheita sekä annetaan esimerkki simuloinnin hyödyntämisestä tuotantoprosessien pullonkaulojen löytämiseen ja minimoimiseen. Kolmannessa osassa esitetään esimerkkejä siitä, miten tehdassimuloinnista voi olla hyötyä kiertotalouden kannalta. Kolmannessa osassa peilataan jo olemassa olevia kiertotaloustapauksia ja miten niissä voisi hyödyntää tehdassimulointia. Kolmas osa esittää myös olemassa olevia tutkimuksia esimerkkinä simuloinnin eduista kiertotalouden näkökulmasta. Kiertotalous on talousjärjestelmä, jolla pyritään edistämään kestävää kehitystä. Nykyään vallitseva talousjärjestelmä on lineaaritalouden malli, jossa tuote käy läpi kolme vaihetta ota, käytä ja hävitä. Lineaaritalouden malli tuottaa paljon jätettä ja kuluttaa rajoitettuja resursseja. Kiertotalouden mallissa materiaalit ja resurssit eivät päädy jätteeksi, vaan ne hyödynnetään mahdollisimman tehokkaasti koko elinkaarensa ajan ja sen jälkeenkin. Materiaalien ja resurssien tulee olla kierrätettäviä ja tuotantoprosessien tehokkaita, siksi tuotteiden kestävyys huomioidaan jo tuotekehityksessä. Kiertotalouden periaatteiden mukaisesti tuotteiden valmistuksen tulee olla resurssitehokasta ja tuottaa mahdollisimman vähän hukkaa. Kiertotalouden liiketoimintamalleja on useita, mutta niistä yksi merkittävin muutoksen tekijä on omistajuuden muutokseen liittyvät liiketoimintamallit. Yritykset tarjoavat tällöin tuotteita palveluina ilman, että asiakkaan tarvitsee omistaa tuotetta itse. Esimerkiksi koneita ja laitteita voidaan tarjota palveluna, jolloin asiakas maksaa niistä käytön mukaan. Omistajuuden liiketoimintamallien kautta tuotteita ei joudu hävitykseen tarpeettomuuden vuoksi, vaan niille löytyy uusia käyttäjiä. Tehdassimulointi on menetelmä, jossa todellinen tarkasteltava kohde muutetaan simulointimalliksi ja sillä suoritetaan erilaisia kokeita. Tehdassimuloinnissa tietokoneelle rakennetun mallin tulee kuvata tarkasteltavaa kohdetta tarpeeksi tarkasti, jotta simulointituloksia voidaan hyödyntää todellisessa tilanteessa. Tehdassimulointia voidaan käyttää tilanteisiin, jotka ovat liian kompleksisia taulukko-ohjelmien avulla tapahtuvaan selvitykseen tai tilanteisiin, joissa vasta suunnitellaan tulevaisuuden muutoksia tai investointeja tehtaissa. Tehdassimuloinnin avulla voidaan selvittää reaalimaailman muutoksien vaikutukset tarkasteltavaan järjestelmään ilman muutoksien aiheuttamia häiriöitä. Kirjallisuuskatsauksesta selvisi, että tehdassimulointia hyödynnetään jo jonkin verran tuotannon ja logistiikan tehostamiseen liittyvissä asioissa, mikä tukee kiertotalousmallin mukaista resurssitehokasta tuotantoa. Tehdassimulointia kuitenkin voidaan hyödyntää usein kiertotalouteen siirtymisen suunnittelussa ja toteutuksessa. Tehdassimulointimallin avulla voidaan tunnistaa yrityksen sivuvirtoja. Tehdassimulointi voi olla hyvä keino visualisoida haluttuja muutoksia, aikatauluttaa niitä tai antaa perusteita investoinneille kohti kiertotaloutta. Esimerkiksi tehdassimuloinnin avulla voitaisiin mallintaa tehtaassa tarvittavia muutoksia siirryttäessä muovin tuotannosta kierrätysmateriaalien tuotantoon. Simuloimalla voidaan myös vertailla erilaisia kiertotalouden liiketoimintamalleja ja niiden kustannuksia keskenään. Maatalousmuovien keräyslogistiikkaa suunnittelevassa tutkimuksessa havaittiin, että simuloimalla voidaan tutkia ja tehostaa materiaalien hakureittejä sekä huomioida eri hakupaikkojen määrävaihtelut logistiikkasuunnittelun osalta.