Tehdassimuloinnin käyttö erilaisissa tuotantomuodoissa

Abstract

Modernit valmistusjärjestelmät voivat olla todella monimutkaisia johtuen muun muassa tuotteiden laajasta variaatiosta, useista valmistusvaiheista ja monimutkaisten huoltoa vaativien koneiden käytöstä. Monimutkaiset järjestelmät aiheuttavat myös monimutkaisia ongelmia ja niiden ratkaiseminen on haastavaa. Tehdassimulointi on toimiva työkalu monien valmistavan teollisuuden ongelmien ratkaisuun. Sen avulla voidaan tutkia ja kehittää olemassa olevia tai täysin konseptuaalisia järjestelmiä ilman todellisten fyysisten järjestelmien muokkaamista tai rakentamista.

Tässä työssä tutkitaan tehdassimulointia sekä sen käyttöä ja haasteita. Työn tavoitteena on tutkia mitä on nykyaikainen tehdassimulointi ja miten sitä hyödynnetään erilaisissa tuotantomuodoissa. Työssä tutkitaan myös, millaisia haasteita tehdassimuloinnin käyttöön liittyy erilaisten tuotantomuotojen näkökulmasta. Tässä työssä tuotantomuodoilla tarkoitetaan prosessituotantoa, massatuotantoa, sarjatuotantoa sekä piensarja- ja yksittäistuotantoa. Työ on toteutettu kirjallisuuskatsauksena ja lähteinä on käytetty kirjoja, konferenssijulkaisuja sekä vertaisarvioituja tieteellisiä artikkeleita. Lähteitä on etsitty Tampereen yliopiston Andor- sekä Googlen Scholar-tietokannoista.

Työn tuloksista havaitaan, että nykyaikainen tehdassimulointi on joustava työkalu tuotantojärjestelmien tutkimiseen. Sen avulla voidaan muun muassa vertailla erilaisia vaihtoehtoja ja ratkaista ongelmia. Simulointia voidaan käyttää nykyaikaisissa valmistusjärjestelmissä yksittäisten tutkimusten lisäksi myös säännöllisesti toiminnanohjauksen tukena. Simuloinnilla halutaan saavuttaa parempi ymmärrys tutkittavan järjestelmän toiminnasta.

Työ osoittaa, että simuloinnilla on useita käyttökohteita kaikissa tuotantomuodoissa. Simulointia käytetään kaikissa tuotantomuodoissa muun muassa erilaisten vaihtoehtojen vertailuun ja paremman ymmärryksen hankkimiseen järjestelmästä. Käyttötavat ja simuloinnin hyödyt eivät juurikaan vaihtele tuotantomuotojen välillä. Tulevaisuudessa tuotantojärjestelmistä tulee yhä älykkäämpiä ja simuloinnin käyttäminen niiden ohjaamiseen, ymmärtämiseen ja kehittämiseen tulee kasvamaan kaikissa tuotantomuodoissa.

Työssä simulaatiotutkimusten tekemisessä tunnistetaan myös useita haasteita. Haasteita ovat muun muassa suuri datan tarve, mallien rakentaminen, tulosten oikea tulkinta ja vaatimus asiantuntemukselle. Erityisesti asiantuntemus simulaatiotutkimuksia tehdessä on tekijä, jonka puute aiheuttaa myös monet muut ongelmat. Simulaatiotutkimuksia tehdessä mukana pitäisi aina olla henkilöitä, jotka tuntevat tutkittavan järjestelmän ja ymmärtävät sen rajoitteet simuloinnin kannalta, sekä tuntevat mallien rakentamisen perusteet. Minkään tuotantomuodon ominaisuudet eivät itsessään aiheuta haasteita simuloinnille, mutta esimerkiksi tutkittavan järjestelmän monimutkaisuus tai asiantuntemuksen puute voi aiheuttaa niitä.

Työssä saavutettiin sille asetetut tavoitteet, ja tutkimuskysymyksiin saatiin vastattua kandidaatintyölle sopivassa laajuudessa. Työ rajattiin käsittelemään dynaamisia, tietokonepohjaisia ja pääosin tapahtumapohjaisia simulaatioita valmistavassa teollisuudessa, joten työssä esitetyt tulokset pätevät lähinnä valmistavaan teollisuuteen. Tässä työssä tutkittujen aineistojen perusteella tuloksia voidaan pitää luotettavina ja erityisesti case-esimerkeistä löytyneet yhdenmukaisuudet tukevat tuloksia. Tulosten luotettavuutta pyrittiin parantamaan lähteiden arvioinnilla työtä tehdessä. Jatkotutkimuskohteiksi tunnistettiin simuloinnin haasteet eri tuotantomuodoissa sekä simuloinnin käyttäminen kestävään kehitykseen liittyvien ongelmien ratkaisemiseen tuotantolaitoksissa. Työn tulosten perusteella nykyaikainen tehdassimulointi on oikein käytettynä todella hyödyllinen työkalu moniin käyttökohteisiin kaikissa tuotantomuodoissa.