Aloitetaan paradoksista: automaatiosta puhutaan nykyään jo kyllästymiseen asti. Tästä huolimatta maailman tuhannet konepajat ajavat koneitaan 20–30 % käyttöasteella – verrattuna vuosittaisiin 8760 tuntiin. Havaitsen myös suomalaisten konepajojen kanssa keskustellessa edelleen monia väärinkäsityksiä automaatioon liittyen. Tämä kirjoitus käsittelee niistä kolmea keskeisintä. Toivottavasti ajatukseni innostavat sinua miettimään, olisiko CNC-valmistuksessasi otettavissa vielä seuraava askel.
”Automaatio tarkoittaa lähinnä koneenpalvelua robotilla”
Usein automaation käsite yhdistetään kappaleiden tai palettien fyysiseen liikuttamiseen, ja sitähän se onkin. Oikea-aikainen tuotanto vaatii kuitenkin sekä informaatio- että materiaalivirtojen yhtäaikaista hallintaa – jatkuvasti muuttuvassa maailmassa. Pysyäkseen tahdissa, tämä orkesteri tarvitsee älykkään kapellimestarin.
Mitä ’informaatio- ja materiaalivirtojen ohjaaminen’ tarkoittaa käytännössä? Älykäs automaatio-ohjaus pystyy nykypäivänä hallitsemaan tuotannon resursseja kuten NC-ohjelmia, raaka-aineita tai työkaluja. Ohjelmisto luo niitä hyödyntäen jatkuvasti päivittyvän tuotantosuunnitelman, jonka pohjana ovat esimerkiksi ERP-järjestelmästä tulevat asiakastilaukset. Järjestelmä laskee ja tarkastaa, että halutut tuotantotilaukset todella voidaan valmistaa ja ohjaa koko tuotannon tekemään oikeita asioita oikeaan aikaan suunnitelman toteuttamiseksi.
Yllättävän muutoksen sattuessa, on se sitten rikkoutunut kara tai puuttuva raaka-aine, ohjelmisto laskee automaattisesti uuden optimaalisen tuotantosuunnitelman. Näin esimerkiksi miehittämättömän jakson aikana tapahtuneen häiriön vaikutus minimoidaan. Ilman älykästä ohjausta yhden karan rikkoutuminen voi pahimmillaan tarkoittaa kaikkien koneelle suunniteltujen aihioiden työstämättä jättämistä, vaikka ne olisi voitu yön aikana hoitaa toisella koneella automaattisesti.
Älykäs ohjaus auttaa myös henkilöstöä tuotantojohtajasta koneistajiin keskittymään oikeisiin asioihin. Kuinka usein tärkein kappale on myöhästynyt, koska jonkin muun kappaleen asetukset oli kätevämpi tehdä? Automaation ohjaamana tällaiset priorisointiongelmat ovat historiaa, ja tilaukset valmistuvat oikea-aikaisesti. Tuotantopäällikön arki on tällöin muutakin kuin tulipalojen sammuttelua ja jatkuvaa tuotantosuunnitelman manuaalista päivittämistä sekä varmistelua.
Automaatio koskee tietenkin myös kappaleiden fyysistä liikettä. Älykäs ohjaus tarvitseekin konepajan tuotantoon soveltuvan ja luotettavan fyysisen järjestelmän tuotantoa toteuttamaan. Tämä riippuu täysin konetyypeistä ja voi sisältää niin palettien liikuttelua, kappaleisiin tarttumista kuin erilaisia tarttujien- tai istukanvaihtojakin. Usein automaatio kannattaa myös ulottaa koskemaan koneistusta tukevia prosesseja kuten mittaamista, pesua tai merkitsemistä. Myös paletti- ja kiinnitinkuluissa on mahdollista säästää merkittävästi automaattisella kiinnittimien lataussolulla tai uusilla kiinnitinteknologioilla. Jäysteenpoiston voi myös hoitaa robotin avulla.
”Joustavan automaation idea on epäselvä ja vanhentunut”
Joustavaan automaation liittyvässä ammattikirjallisuudessa ’joustavuuden’ käsitettä lähestytään hyvin monesta eri kulmasta ja hyvä niin, sillä eri valmistajilla on erilaisia tarpeita ja näkökulmia asiaan. Toisaalta joustavuuden monitulkintaisuus on nähdäkseni johtanut joustavan automaation ytimen hämärtymiseen.
Keskeinen dilemma tuoteomistajille ja alihankkijoille konepajateollisuudessa on: kuinka yhdistää ’juuri oikeaan aikaan’ tapahtuva tuotanto pitäen samalla yksikkökustannukset alhaisena ja läpimenoajat nopeina? Nykyään tämän kysymyksen tulee mielestäni olla joustavan automaation määritelmän ytimessä. Syy on yksinkertainen: tätä dilemmaa ei voi yksikään konepajateollisuuden toimija väistää tai unohtaa ollakseen kilpailukykyinen.
Perinteisesti käytetyillä valmistus- ja tuotannonsuunnittelumenetelmillä on käytetty suurehkoja eräkokoja, joiden myötä pienennetään koneiden joutokäyntiä ja vaihtoaikojen suhteellista osuutta alhaisen yksikkökustannuksen saavuttamiseksi. Ratkaisu johtaa lähes vääjäämättä pidempiin läpimeno- ja toimitusaikoihin, ylimääräisiin varastointi- ja puolivalmistekustannuksiin sekä lopulta huonompaan pääoman tuottoon – huolimatta yksikkökustannuksen hienoisesta laskusta. Isommat yritykset ovat voineet optimoida toimitusaikojaan hankkimalla paljon konekapasiteettia. Tällöin hintana on kalliiden koneiden alhainen käyttöaste. Kysymykseni konepajoille onkin: mitä jos yksikkökustannuksenne olisi yhtä alhainen riippumatta siitä, ajatteko sadan kappaleen erän vai vain yksittäisen kappaleen? Kysymys ei ole vain retorista utopiaa, vaan monien asiakkaidemme todeksi vahvistama.
”Automaatio ei sovellu minulle, koska en tee volyymivalmistusta ja/tai yritykseni on pieni”
Automaatio saatetaan usein sivuuttaa toteamalla, ettei se sovellu pienerätuotantoon. Väite voi joskus pitää paikkansa mutta liian usein se perustuu väärinymmärrykseen. Olennaista on hahmottaa, kuinka paljon tietynlaista koneistuskapasiteettia tarvitaan yhteensä tietyn tai tiettyjen tuoteperheiden valmistamiseksi.
Mikäli käytetään modernia moniakselista työstöä ja kappaleet suunnitellaan fiksusti kiinnitykset huomioiden, voidaan järkevällä määrällä kiinnittimiä (tai tarttujia) saavuttaa kustannustehokkaasti joustavaa ja vaihtelevaa erätuotantoa. Erävalmisteisia kappaleita on tuotannossa pääosin useita ja ne lähes aina toistuvat jollain aikavälillä. Tällöin yhteenlaskettu koneistuskapasiteettitarve voi helposti kasvaa niin suureksi, ettei yksi 5000–7000 koneistustuntia tarjoava automatisoitu, laadukas monitoimikone riitä.
Häiriötön tuotanto tietenkin edellyttää prosesseilta ja toimintavoilta korkeaa tasoa. Tämä vaatii työtä, mutta ei missään tapauksessa ole ’tavallisen konepajan’ ulottumattomissa. Esimerkiksi meidän asiakkaistamme suuri osa on pk-yrityksiä, jotka ovat saavuttaneet upeita tuloksia pienerätuotannossaan automaation avulla. Näissä pajoissa voi olla töissä muutamasta kymmenestä ihmisestä sataan – tai huomattavasti vähemmän. Tällöin olennaista on suunnitella automaatioinvestoinnit askeliin, joita voidaan ottaa kun edellinen on saavutettu.
Lopuksi
Heitetään siis ainakin nämä kolme automaatiomyyttiä romukoppaan. Joustava automaatio on keskeisessä roolissa niin pienyritysten kuin globaalienkin konsernien kilpailukyvyn ja kannattavuuden kehityksessä. Katsomalla ’automaatiota’ laajemmin materiaali- informaatiovirtojen johtamisen kautta, voidaan tuottavuudessa todella päästä seuraavalle tasolle. Näin ollaan yhä lähempänä juuri oikea-aikaista tuotantoa ja alhaisia yksikkökustannuksia. Valitseeko konepajasi näistä edelleen vain toisen vai uskaltaisitteko tavoitella molempia?
Kirjoittaja,
Matti Nenonen
Fastems Oy Ab
