Pudotusputken suunnitteluprosessin kehittäminen – Osittain konfiguroitavan tuotealustan kehitys projektiliiketoimintaympäristöön

Abstract

Tämä diplomityö kohdistui MSP-pudotusputken tuoterakenteen ja sen suunnitteluprosessin kehittämiseen, josta ANDRITZ Oy:n tuotehallinnan osasto vastaa. Tavoitteena oli nopeuttaa suunnitteluun käytettävää aikaa, minimoida projektikohtaista kopiointia sekä parantaa sarjoitus- ja mitoitustiedon hallintaa. Työssä käytettiin aineistonkeruumenetelminä kirjallisuuskatsausta, haastatteluita, tilastoja sekä yhtiön dokumentaatiota. Työ jakaantui neljään osaan: työn johdantoon, kirjallisuustutkimukseen, käytännön toteutukseen sekä johtopäätöksiin.

Suunnittelu- ja tuotekehitysprosessiin vaikuttavat yrityksen liiketoimintaympäristön lisäksi kehitettävä tuoterakenne ja sen muuntelutarve. Koska ANDRITZ Oy toimittaa projektikohtaisia tuotteita, syvennyttiin kirjallisuustutkimuksessa projektiliiketoimintaan liittyvien suunnitteluprosessien teoriaan. Tarkoituksena oli selvittää yritykselle sekä sen tuoteperheelle sopivin suunnitteluprosessi, jota pystyttiin hyödyntämään käytännön toteutuksessa. Kirjallisuustutkimuksen aikana myös muunneltavan tuoterakenteen teoriaan kiinnitettiin huomiota, jotta kehitettävä pudotusputken tuoterakenne sekä sen suunnitteluprosessi tukisivat toisiaan tehokkaan toiminnan varmistamiseksi.

Kirjallisuustutkimuksen keskeisenä johtopäätöksenä oli, että muunneltavien tuotteiden kehitys pohjautuu pääasiassa modulointiin, tuotealustan ja tuoteperheen kehittämiseen sekä tuotekonfigurointiin. Projektituotteet edellyttävät lisäksi toimituskohtaista suunnittelua, mikä asettaa rajoitteita tuotestrukturoinnissa hyödynnettäville menetelmille. Täysimittainen tuotekonfigurointi on esimerkiksi projektiliiketoimintaympäristöön usein liian jäykkä ratkaisu. Tehdyn kirjallisuusselvityksen perusteella todettiin, että projektiliiketoimintaa harjoittavien yritysten tuotteille soveltuvimpia tuotekehitys- ja suunnitteluprosessin paradigmoja olivat avoimeen moduulijärjestelmään perustuvan tuotealustan ja osittain konfiguroinnin kehittäminen.

Kirjallisuustutkimuksessa tutkittiin lisäksi eri muunneltavien tuotteiden suunnitteluprosesseja. Koska suunnittelu- ja tuotekehitysprosessi kohdistui jo olemassa olevan tuoterakenteen kehittämiseen, valikoitui käytettäväksi suunnittelumenetelmäksi Brownfield-prosessi. Sen avulla olemassa oleva tuotevalikoima saatiin rationalisoitua kohti modulaarista tuoteperhettä, joka mahdollisti samalla konfiguroinnin.

Käytännön toteutus toteutettiin Brownfield-prosessin askelia seuraamalla, muuttamalla pudotusputken tuoterakenne parametrisesta tuoterakenteesta modulaariseksi tuoteperheeksi. Käytännön toteutuksen aikana pudotusputken tuotearkkitehtuuri sekä mitoitus- ja sarjoitustieto päivitettiin ajan tasalle, tuoterakenne jaettiin geneerisiin elementteihin sekä konfigurointitieto määritettiin konfigurointia varten. Käytännön toteutuksen tuloksena oli pudotusputkelle kehitetty sen eri tuotevariaatiot kattava 0-malli, joka perustuu avoimeen moduulijärjestelmään sekä osittain konfiguroitavaan tuotealustaan.

Tutkimukselle asetetut tavoitteet saavutettiin niiltä osin kuin niitä pystyttiin arvioimaan. Työn eräänä havaintona oli se, että kirjallisuudessa esitettyjen muunneltavien tuotteiden suunnitteluprosessien sekä tuoterakenteen suunnittelumenetelmien hyödyt olivat linjassa käytännön toteutuksessa tehtyjen havaintojen kanssa. Työn lopuksi esitettiin myös toteutuksen aikana tunnistettuja eri jatkotutkimus- ja kehityskohteita, kuten oman suuttimen kehitys sekä MTS-pudotusputken tuoterakenteen päivitys.

This thesis focused on the development of the product structure and design process for the MSP-standpipe, for which ANDRITZ Oy's product management department is responsible for. The goal was to minimize the time used on designing, reduce project-specific copying, and improve management of serialization and dimensioning information. The data collection methods used in this thesis were literature review, interviews, statistics and company documentation. The thesis was divided into four parts: introduction, literature research, practical implementation, and conclusion.

In addition to the company's business environment, the design and the product development processes are affected by the product structure and its variation needs. Since ANDRITZ Oy supplies project-specific products, the literature research focused on the theory of design processes in a project business environment. The purpose was to define the most suitable design process for the company and its product family. This process is then utilized in the practical implementation. During the literature research, attention was also paid to the theory of the modifiable product structure, so that the product structure of the standpipe and its design process would support each other to ensure efficient operation.

The main conclusion of the literature research was that the development of variable products are mainly based on modularization, platform and product family development, and product configuration. The products used in project businesses also require customer-specific solutions, which set restrictions for product structuring methods. For example, a fully configurable solution might be too rigid for the project business environment. According to the literature research, it could be concluded that the most suitable product development and design process paradigms for the company was the development of a product platform based on a partly configurable open module system.

In addition, the different design processes for configurable products were examined in the literature research. Since the design and product development process focused on the development of an already existing product structure, the Brownfield process was selected as the design method to be used. With it, the existing product range could be rationalized towards a modular product family, which enables configuration.

The practical implementation was carried out by following the steps of the Brownfield process. In this process, the product structure of the standpipe was redesigned from a parametric structure to a modular product family. During the implementation, the product architecture of the standpipe as well as the dimensioning and serialization information were updated. The product structure was also divided into generic elements, and the configuration information was determined for the configuration task. The outcome of the practical implementation was a 0-model developed for the standpipe covering all its different variations and sizes. This 0-model was based on an open module system and a partly configurable product platform.

The goals set for this thesis were achieved to the extent that they could be assessed. One of the observations of the work was that the benefits of the design processes and the design methods of the product structure of modifiable products presented in the literature were in line with the observations made in practical implementation. At the end of the work, various further research and development topics identified during the implementation were also presented. These included among other things the development of the own spray nozzle and the update of the product structure of the MTS-standpipe.