Suunnittelu- ja valmistusrakenteen kehittämismahdollisuudet
Vanhatalo, Juho (2023)
2023
Konetekniikan DI-ohjelma - Master's Programme in Mechanical Engineering
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.
Hyväksymispäivämäärä
2023-10-13
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202309178226
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202309178226
Tiivistelmä
Tämä diplomityö tehtiin yhteistyössä erään Pirkanmaalla toimivan teollisuuskonsernin kanssa, joka on erikoistunut tuotteidensa osa- ja loppukokoonpanoon. Työssä esitellään yrityksen kohtaamia ajankohtaisia haasteita suunnittelu- ja valmistusrakenteissa. Työn tavoitteena on selvittää tietyn laitteen suunnittelu- ja valmistusrakenteen kehittämismahdollisuuksia, koska yrityksen on strategisista syistä tutkittava ja kehitettävä rakenteita kilpailukyvyn ylläpitämiseksi. Yrityksessä ei ole tällä hetkellä käytössä erillisiä suunnittelu- ja valmistusrakenteita, vaan suunnittelurakenne siirretään sellaisenaan ERP-järjestelmään tuotannon käyttöön. Työssä luodaan Master Manufacturing Bill of Materials (Master MBoM) Teamcenterin testiympäristöön. Master MBoMin mahdollistamia hyötyjä ja vaikutuksia tutkitaan suunnittelun, rakennekäsittelyn ja hankinnan näkökulmista. Työn tuloksena yritys saa selvityksen ja perustelut Master MBoMin käyttöönotolle.
Tutkimus toteutettiin kvalitatiivisena tapaustutkimuksena, joka jakaantui teoriaosuuteen ja soveltavaan osuuteen. Tutkimusmenetelminä käytettiin kirjallisuuskatsausta, puolistrukturoituja yksilö- ja ryhmähaastatteluja, data-analyysia ja pilottitutkimusta. Tutkimusmenetelmien avulla työssä tehtiin nykytila-analyysi sekä pilottitutkimus Master MBoMista.
Teoriaosuuden tarkoituksena oli tutkia työn aihealueen käsitteitä ja teorioita kirjallisuuskatsauksen kautta. Teoriaosuudessa perehdyttiin tuotteen elinkaaren hallintaan, tuotetietojen hallintaan ja tuoterakenteisiin. Näistä siirryttiin yksityiskohtaisempaan teoriaan, kuten tuotetietojärjestelmiin, nimiketietoihin, modulaarisiin tuoterakenteisiin ja konfiguraattoreiden hyödyntämiseen tuoterakenteissa. Lisäksi otettiin mukaan näkökulmia digitaalisesta valmistuksesta, Lean-filosofiasta tiedonhallinnassa ja tier-2 komponenttimenekin ennustamisesta. Teoriaosuuden kautta aihealueisiin saatiin kokonaisvaltainen teoreettinen ymmärrys.
Nykytila-analyysin tarkoituksena oli tehdä kuvaus yrityksen nykyhetken tilanteesta rakenteiden hallinnassa. Nykytila-analyysi kohdistui suunnittelun, rakennekäsittelyn ja hankinnan työhön. Erityisesti haluttiin saada tietoa osastojen kohtaamista ongelmista rakenteiden hallinnassa sekä kerättiin kehitysehdotuksia ja toiveita uusiin suunnittelu- ja valmistusrakenteisiin liittyen. Nykytila-analyysin tuloksena yritys sai perusteluja suunnittelu- ja valmistusrakenteiden kehittämiseksi.
Pilottitutkimuksessa luotiin Master MBoM -pilottirakenne Teamcenter PLM-järjestelmän testiympäristöön yhdestä yrityksen laitemallista. Master MBoM on rakenne, jossa laitemallin kaikki osat, komponentit ja kokoonpanot on jaoteltu työvaiheittain siten, että tietyn työvaiheen alla on vain niitä materiaaleja, joita työvaiheella tarvitaan. Master MBoMista voidaan konfiguroida laitevarianttien valmistusrakenteita, joita voidaan käyttää tuotannossa materiaalien ohjauksessa. Pilottitutkimuksessa otettiin huomioon nykytila-analyysissa nousseita kehitysehdotuksia ja toiveita valmistusrakenteisiin liittyen.
Master MBoMin käyttöönotolla yritys saisi käyttöönsä erilliset suunnittelu- ja valmistusrakenteet. Suunnittelu pystyisi itse kehittämään suunnittelurakennetta toiminnallisemmaksi ja poistamaan rakenteesta tuotannon tarpeisiin tehtyjä tasoja. Master MBoMia ei tässä työssä testattu käytännön työtehtävissä, joten jatkotutkimuksena yrityksen tulisi testata rakennetta käytännössä, jotta sen tuomat hyödyt pystyttäisiin todentamaan. Tämä työ nosti esiin yrityksen kohtaamia ongelmia rakenteiden hallinnassa ja loi pohjan Master MBoMin käyttöönotolle sekä jatkokehitykselle yrityksessä. This Master’s Thesis was done in cooperation with an industrial corporation operating in Pirkanmaa, which specializes in the partial and final assembly of its products. The work presents current challenges faced by the company in Engineering BOM (EBoM) and Manufacturing BOM (MBoM). The goal of the work is to find out the development possibilities of the EBoM and MBoM of a certain equipment, because for strategic reasons the company must research and develop BOMs to maintain competitiveness. The company does not currently have separate EBoM and MBoM, and the EBoM is transferred as it is to the ERP system for production use. The work involves creating a Master Manufacturing Bill of Materials (Master MBoM) in the Teamcenter test environment. The benefits and effects made possible by the Master MBoM are studied from the perspectives of design, structure management and procurement. As a result of the work, the company receives a report and justification for the implementation of Master MBoM.
The research was carried out as a qualitative case study, which was divided into a theoretical part and an applied part. Literature review, semistructured individual and group interviews, data analysis and pilot research were used as research methods. With the help of research methods, the work carried out a current state analysis and a pilot study of the Master MBoM.
The purpose of the theory part was to study the concepts and theories of the subject area of the work through a literature review. In the theory part, we learned about product life cycle management, product data management and product structures. From these, we moved on to more detailed theory, such as product information systems, item information, modular product structures and the use of configurators in product structures. In addition, perspectives on digital manufacturing, Lean philosophy in information management and tier-2 component manufacturing forecasting were included. Through the theory part, a comprehensive theoretical understanding of the subject areas was obtained.
The purpose of the current state analysis was to describe the company's current situation in the management of structures. The current state analysis focused on planning, structure management and procurement work. We wanted to get information about the problems faced by the departments in the management of structures, and we collected development proposals and wishes related to new engineering and manufacturing structures. As a result of the current state analysis, the company received justifications for developing EBoM and MBoM.
In the pilot study, a Master MBoM pilot structure was created in the test environment of the Teamcenter PLM system from one of the company's equipment models. The Master MBoM is a structure in which all parts, components and assemblies of the equipment model are divided by work phase in such a way that under a certain work phase there are only those materials that are needed in the work phase. Master MBoM can be used to configure the MBoMs of equipment variants, which can be used in production in the control of materials. The pilot study considered the development proposals and wishes related to the manufacturing structures that arose in the current state analysis.
With the introduction of Master MBoM, the company would have access to separate EBoM and MBoM. The design department would be able to develop the EBoM to be more functional and remove the levels made for the needs of production from the structure. The Master MBoM was not tested in practical tasks in this work, so as a follow-up study the company should test the structure in practice to verify the benefits it brings. This work highlighted the problems faced by the company in the management of structures and created the basis for the introduction of Master MBoM and its further development in the company.
Tutkimus toteutettiin kvalitatiivisena tapaustutkimuksena, joka jakaantui teoriaosuuteen ja soveltavaan osuuteen. Tutkimusmenetelminä käytettiin kirjallisuuskatsausta, puolistrukturoituja yksilö- ja ryhmähaastatteluja, data-analyysia ja pilottitutkimusta. Tutkimusmenetelmien avulla työssä tehtiin nykytila-analyysi sekä pilottitutkimus Master MBoMista.
Teoriaosuuden tarkoituksena oli tutkia työn aihealueen käsitteitä ja teorioita kirjallisuuskatsauksen kautta. Teoriaosuudessa perehdyttiin tuotteen elinkaaren hallintaan, tuotetietojen hallintaan ja tuoterakenteisiin. Näistä siirryttiin yksityiskohtaisempaan teoriaan, kuten tuotetietojärjestelmiin, nimiketietoihin, modulaarisiin tuoterakenteisiin ja konfiguraattoreiden hyödyntämiseen tuoterakenteissa. Lisäksi otettiin mukaan näkökulmia digitaalisesta valmistuksesta, Lean-filosofiasta tiedonhallinnassa ja tier-2 komponenttimenekin ennustamisesta. Teoriaosuuden kautta aihealueisiin saatiin kokonaisvaltainen teoreettinen ymmärrys.
Nykytila-analyysin tarkoituksena oli tehdä kuvaus yrityksen nykyhetken tilanteesta rakenteiden hallinnassa. Nykytila-analyysi kohdistui suunnittelun, rakennekäsittelyn ja hankinnan työhön. Erityisesti haluttiin saada tietoa osastojen kohtaamista ongelmista rakenteiden hallinnassa sekä kerättiin kehitysehdotuksia ja toiveita uusiin suunnittelu- ja valmistusrakenteisiin liittyen. Nykytila-analyysin tuloksena yritys sai perusteluja suunnittelu- ja valmistusrakenteiden kehittämiseksi.
Pilottitutkimuksessa luotiin Master MBoM -pilottirakenne Teamcenter PLM-järjestelmän testiympäristöön yhdestä yrityksen laitemallista. Master MBoM on rakenne, jossa laitemallin kaikki osat, komponentit ja kokoonpanot on jaoteltu työvaiheittain siten, että tietyn työvaiheen alla on vain niitä materiaaleja, joita työvaiheella tarvitaan. Master MBoMista voidaan konfiguroida laitevarianttien valmistusrakenteita, joita voidaan käyttää tuotannossa materiaalien ohjauksessa. Pilottitutkimuksessa otettiin huomioon nykytila-analyysissa nousseita kehitysehdotuksia ja toiveita valmistusrakenteisiin liittyen.
Master MBoMin käyttöönotolla yritys saisi käyttöönsä erilliset suunnittelu- ja valmistusrakenteet. Suunnittelu pystyisi itse kehittämään suunnittelurakennetta toiminnallisemmaksi ja poistamaan rakenteesta tuotannon tarpeisiin tehtyjä tasoja. Master MBoMia ei tässä työssä testattu käytännön työtehtävissä, joten jatkotutkimuksena yrityksen tulisi testata rakennetta käytännössä, jotta sen tuomat hyödyt pystyttäisiin todentamaan. Tämä työ nosti esiin yrityksen kohtaamia ongelmia rakenteiden hallinnassa ja loi pohjan Master MBoMin käyttöönotolle sekä jatkokehitykselle yrityksessä.
The research was carried out as a qualitative case study, which was divided into a theoretical part and an applied part. Literature review, semistructured individual and group interviews, data analysis and pilot research were used as research methods. With the help of research methods, the work carried out a current state analysis and a pilot study of the Master MBoM.
The purpose of the theory part was to study the concepts and theories of the subject area of the work through a literature review. In the theory part, we learned about product life cycle management, product data management and product structures. From these, we moved on to more detailed theory, such as product information systems, item information, modular product structures and the use of configurators in product structures. In addition, perspectives on digital manufacturing, Lean philosophy in information management and tier-2 component manufacturing forecasting were included. Through the theory part, a comprehensive theoretical understanding of the subject areas was obtained.
The purpose of the current state analysis was to describe the company's current situation in the management of structures. The current state analysis focused on planning, structure management and procurement work. We wanted to get information about the problems faced by the departments in the management of structures, and we collected development proposals and wishes related to new engineering and manufacturing structures. As a result of the current state analysis, the company received justifications for developing EBoM and MBoM.
In the pilot study, a Master MBoM pilot structure was created in the test environment of the Teamcenter PLM system from one of the company's equipment models. The Master MBoM is a structure in which all parts, components and assemblies of the equipment model are divided by work phase in such a way that under a certain work phase there are only those materials that are needed in the work phase. Master MBoM can be used to configure the MBoMs of equipment variants, which can be used in production in the control of materials. The pilot study considered the development proposals and wishes related to the manufacturing structures that arose in the current state analysis.
With the introduction of Master MBoM, the company would have access to separate EBoM and MBoM. The design department would be able to develop the EBoM to be more functional and remove the levels made for the needs of production from the structure. The Master MBoM was not tested in practical tasks in this work, so as a follow-up study the company should test the structure in practice to verify the benefits it brings. This work highlighted the problems faced by the company in the management of structures and created the basis for the introduction of Master MBoM and its further development in the company.