Automaatio tuotannossa: tehokkuuden ja investoinnin tuoton huomiointi suunnittelussa

Teknologia on avannut meille uusia mahdollisuuksia: automaatio mahdollistaa nyt paljon enemmän kuin 20 vuotta sitten.

Ammattitaitoinen työvoima on nykyisin suurin haaste teollisille valmistajille, ja se on myös se, mikä ajaa automaatiota. Tarvitsemme ammattitaitoisia työntekijöitä, jotka voivat ohjelmoida automatisoituja ratkaisuja. Ohjelmoijien on kyettävä ohjelmoimaan tekoälyä ja ymmärrettävä erilaisia teknologioita, tuotekehitystä ja tuotantoa. Voidaan siis varmuudella sanoa, että valmistus käy koko ajan monimutkaisemmaksi.

Myös teknologian nopea kehitys on yksi haaste. Tänään valitsemamme suunta ei välttämättä ole toimiva kymmenen vuoden kuluttua, joten joustavuus ja näkökulma ovat tärkeitä.

Useimmat valmistusyritykset ovat edelleen vahvasti siiloutuneita. Tämän vuoksi tuotantoinsinöörit keskittyvät yksinomaan tuotantoon ja tuotekehittelyyn ja panostavat asiakkaalle parhaiten sopivan tuotteen suunnitteluun. On kuitenkin hyvä muistaa, että asiakkaalle parhaiten sopiva tuote on itse asiassa se, joka on helpoimmin koottavissa.

Automaation kustannusten pitämiseksi kurissa on siis erityisen tärkeää, että prosessi-insinöörit ja tuotekehittely aloittavat yhteistyön paljon aikaisemmin. Tätä varten yrityskulttuurin on lisäksi muututtava niin, että pelkän suunnittelun lisäksi varmistetaan myös kokoamisen käytännöllisyys.

Yksi ongelma valmistajille on myös se, että monilla kokoonpanolinjoilla ei ole riittävästi tilaa automatisoituja asemia varten. Perinteinen tapa koota esimerkiksi auto on aloittaa rungosta ja siirtyä sitten auton sisälle, mikä ei ole käytännöllistä automaation toteuttamiseksi. Tässä modulaarinen unboxed-valmistus tulee kuvaan mukaan. Uusien tekniikoiden ansiosta voimme esimerkiksi valmistaa suuria alumiiniosia gigacasting-menetelmällä ja koota ne helposti osakokonaisuuksina. Näin voidaan välttää esteet, kuten auton sisälle meneminen.

Ratkaiseva tekijä on se, että lopulta lineaarinen tuotanto saavuttaa pisteen, jossa se ei voi enää tulla tehokkaammaksi. Jos valmistaja haluaa pitää kilpailuetunsa, sen on siis arvioitava kokoonpanoprosessinsa uudelleen. Tämä ei koske pelkästään valmistajia, vaan myös toimittajien on varmistettava, että ne voivat toimittaa oikeat komponentit ja oikeat materiaalit. Automaatio haastaa koko järjestelmän ja edellyttää, että kaikki ketjun osat toimivat yhdessä.

Haasteista huolimatta automaation avulla voidaan oikein toimimalla säästää paljon rahaa. Siinä yksinkertaisuus on avain tavoitetuoton saavuttamiseen.

Usein valmistajat ajattelevat, että on automatisoitava kaikki tai ei mitään. Automatisoinnin alussa oleville yrityksille voi kuitenkin olla helpompaa ja kannattavampaa aloittaa automatisoimalla vain joitain osia kokonaisuudesta.

Kuten usein suunnittelussa, yksinkertaisuus näyttää aina yksinkertaisemmalta, kun tarkastellaan lopputulosta, mutta taika piilee siinä, miten se saavutetaan. Suunnittelijoiden ja insinöörien olisi tehtävä yhteistyötä ja saatava aikaan yksinkertainen ja lean-periaatteiden mukainen prosessi, joka on myös kestävä ja säästää eniten rahaa.

Yksi hyvä esimerkki on pakkausteollisuus. Pakkauskoneiden valmistaja ja pakkausten suunnittelija on usein yksi ja sama, jotta alalle tyypillinen korkea tehokkuus ja automaation taso voidaan saavuttaa. Joko pakkauskoneyritys suunnittelee pakkaukset koneeseen sopiviksi tai pakkausten suunnittelija valmistaa myös pakkauskoneet. Tämä osoittaa, että näin korkea automaation taso saavutetaan vain, kun tuotanto ja suunnittelu toimivat läheisesti suljetussa silmukassa. Koneen ja tuotteen on sulauduttava yhteen.

Atlas Copcon automaatiofilosofia on ”nail it and scale it”: ota homma haltuun ja skaalaa. Noin kolme vuotta sitten aloimme todella panostaa siihen, miten kiristysprosessi voidaan automatisoida erittäin tehokkaasti. Tämän saavuttamiseksi loimme oman tiimimme, jonka tuotekehitysjärjestely ei ole kovinkaan tyypillinen. Tärkeintä on olla lähellä markkinoita ja lähellä asiakasta, jotta voimme todella ymmärtää asiakkaiden tarpeet ja ottaa ne lähtökohdaksi ja hyödyntää digitaalisia simulaatioita. Digitaaliset kaksoset auttavat hyvin varhaisissa konsepteissa ja selvitettäessä, missä optimointia voidaan jo tehdä yhdessä asiakkaiden ja kaikkien sidosryhmien kanssa. Sen jälkeen voimme tunnistaa kriittiset komponentit ja siirtyä fyysiseen prototyyppivaiheeseen luottavaisin mielin.

Tämä on meille aina lähtökohta, ennen kuin edes aloitamme kehitystyön. Tavoitteena on aina skaalattavuus, jotta asiakkaat lopulta saavat varmasti toimivan ratkaisun.

Digitaaliset kaksoset ovat suunnitteluprosessin avaintekijä. Hyvä digitaalinen kaksonen auttaa näkemään selvästi, mitä on meneillään. Kohteita voi siirrellä ja toimintaa voi testata virtuaalisesti, jolloin saadaan käsitys todellisista seurauksista ja niistä voidaan kertoa helposti kaikille keskeisille sidosryhmille.