Kansiesikokoonpanolinjan kehittäminen vastaamaan tulevaisuuden tuotantotarpeita

Abstract

Tässä työssä tarkastellaan dieselmoottoreiden kansiesikokoonpanolinjan kehittämistä vastaamaan kasvavaa ja muuttuvaa tuotantokysyntää. Nykyinen kokoonpanoratkaisu perustuu kahteen rinnakkaiseen linjaan, joista toinen palvelee HD-tuoteperheen ja toinen CORE-tuoteperheen sylinterikansien kokoonpanoa. Tilankäyttö on alun perin optimoitu HD-tuotteille, ja CORE-tuotteet on myöhemmin sovitettu samaan tilaan ilman merkittäviä rakenteellisia muutoksia. Työn tavoitteena oli arvioida nykytilan kapasiteettia suhteessa tulevaisuuden tuotantoennusteisiin, tunnistaa kehityskohteet ja muodostaa alustavia vaihtoehtoja kokoonpanolinjan parantamiseksi.

Tutkimusmenetelminä työssä käytettiin kirjallisuuskatsausta, tuotannon havainnointia, aikadatan analysointia sekä simulointia. Kirjallisuusosuudessa käsiteltiin muun muassa Lean-tuotannon periaatteita, layout-suunnittelua, sekatuotantolinjoja sekä voiteluaineiden käyttöä kokoonpanossa. Lisäksi työssä käsiteltiin simulointitutkimusta tuotannon kehittämisen näkökulmasta. Empiirisessä osuudessa analysoitiin nykyisen linjarakenteen kuormitusta eri tuotemalleilla ja arvioitiin tilankäytön rajoitteita. Lisäksi tarkasteltiin voiteluaineiden käyttöä osana kokoonpanovaiheita.

Työn tuloksena muodostettiin kolme kehitysvaihtoehtoa, joista rakennettiin simulointimallit Tecnomatix Plant Simulation -ohjelmistolla. Vaihtoehtoja arvioitiin tahtiaikojen, kapasiteetin ja linjakuormituksen perusteella sekä hyötyarvomatriisilla. Parhaaksi ratkaisuksi osoittautui vaiheittain toteutettava malli, jossa CORE-linjaa laajennetaan yhdellä työpisteellä. Tämä mahdollistaa etenemisen kohti ennustettua STEP3-tason tuotantomääriä, säilyttäen nykyisen layoutin perusrakenteen.

Lisäksi työssä esitettiin kehitysehdotuksia voiteluaineiden käsittelyn tehostamiseksi, kuten levitystapojen yhtenäistäminen, annostelulaitteiden käyttöönotto ja 3D-tulostettujen voitelutelineiden hyödyntäminen. Työn lopputulos osoittaa, että kokoonpanolinjan suorituskykyä ja skaalautuvuutta voidaan parantaa vaiheittaisilla, kustannustehokkailla toimenpiteillä, jotka on mahdollista toteuttaa nykyisten rakenteiden puitteissa.

This study examines the development of a diesel engine cylinder head pre-assembly line to meet increasing and evolving production demand. The current assembly solution is based on two parallel lines: one serving the HD product family and the other the CORE product family. The space utilization was originally optimized for HD products, and CORE products were later adapted to the same area without significant structural changes.

The objective of the study was to assess the current capacity in relation to future production forecasts, identify areas for improvement, and formulate preliminary alternatives for enhancing the assembly line. The research methods used included a literature review, production observation, time data analysis, and simulation. The literature section covered topics such as Lean manufacturing principles, layout design, mixed-model assembly lines, and the use of lubricants in assembly. Additionally, simulation research was addressed from the perspective of production development.

In the empirical part, the load of the current line structure was analyzed across different product models, and spatial constraints were evaluated. The use of lubricants in assembly phases was also examined. As a result, three development alternatives were created and modeled using Tecnomatix Plant Simulation software. These alternatives were evaluated based on takt times, capacity, and line load, as well as with a benefit-value matrix.

The most promising solution was a phased implementation model in which the CORE line is expanded with one additional workstation. This enables progress toward the forecasted STEP3-level production volumes while maintaining the basic structure of the current layout. Furthermore, the study proposed improvements for lubricant handling, such as standardizing application methods, introducing dosing equipment, and utilizing 3D-printed lubrication tools. The results demonstrate that the performance and scalability of the assembly line can be improved through phased, cost-effective measures that are feasible within the existing structural framework.