Aiemmin tässä työssä tuli ilmi, että autoteollisuudessa on pitkään luotettu erilaisiin lineaarisiin malleihin kuten Stage-Gate –malliin, mutta yleisesti valmistava teollisuus on kuitenkin menossa kohti ketteriä menetelmiä muun muassa hybridimallien avulla. Miten tämä tulee näkymään autoteollisuudessa ja vaikuttaako se DFMA:n käyttöön?
Yleinen näkökulma nykyaikana vaikuttaa olevan, että myös autoalalla yritysten on otettava ketterät menetelmät käyttöön, jotta ne pysyvät kilpailussa mukana. Jotkut autoalan asiantuntijoista pitävät ketterien menetelmien käyttöönottoa suoranaisena elinehtona yritykselle. Yampolskiy (2018) työskentelee suurelle eurooppalaiselle autovalmistajalle ja toteaa, ettei kysymystä ketterien menetelmien käyttöönoton tärkeydestä tulisi edes kysyä, ellei halua hävitä kilpailua seuraavan muutaman vuoden aikana. Hän on siis ehdottomasti sitä mieltä, että ketterät menetelmät ovat ainoa järkevä ratkaisu uusiin tuotekehitysprojekteihin.
Husung (2019) taas toteaa hieman neutraalimmin ketterien menetelmien olevan apu siihen, että autot täytyy saada yhä nopeammin markkinoille, ja niiden tulee vastata nopeasti uusiin vaatimuksiin esimerkiksi päästöjen suhteen.
Yksi syy ketterien menetelmien yleistymiselle autoteollisuudessa on myös autojen muuttuminen yhä ohjelmistokeskeisemmiksi. Autoteollisuutta on pidetty hyvin yleisesti valmistavan teollisuuden alana. Moderneissa autoissa ohjelmistot kuitenkin ohjaavat kuitenkin jo suurinta osaa toiminnoista. Ohjelmistojen merkitys autoissa on kasvanut valtavasti ja autoteollisuus onkin muuttumassa yhä enemmän ohjelmistokeskeiseksi toimialaksi. (Katumba ja Knauss 2015, s. 2) Padhin (2017) mukaan autoista on tulossa renkailla kulkevia tietokoneita, sillä ohjelmistojen määrän autossa ennustetaan vielä kolminkertaistuvan nykyisestä seuraavan 15 vuoden aikana. Tämä tarkoittaa, että autoteollisuudessa ohjelmistokehityksen rooli tulee kasvamaan, ja ohjelmistokehityksessä ketterät menetelmät ovat hyvin yleisiä. Täten ohjelmistokehityksen lisääntyminen lisää todennäköisesti myös ketterien menetelmien käyttöä autoteollisuudessa.
Padhin (2017) mukaan ongelmaksi autoalalla ketterien menetelmien suosion kasvaessa nousee, kuinka ne pystytään yhdistämään autovalmistajien viimeiset sata vuotta käyttämiin lineaarisiin tuotekehitysmalleihin. Ratkaisut ovat mahdollisesti luvussa 2.3 esiteltyjen hybridimallien kaltaisia. Tutkimuksia ketterien menetelmien implementoinnista lineaariseen tuotekehitykseen juuri autoalalla ei kuitenkaan vielä käytännössä ole.
Ketterien menetelmien suosio ja ohjelmistojen määrä tulee siis todennäköisesti kasvamaan tulevaisuudessa myös autoalalla. Siitä miten ketterät menetelmät vaikuttavat DFMA:n käyttöön, ei löydy tutkimuksia. Autot täytyy kuitenkin aina valmistaa ja kokoonpanna, joten
luultavasti DFMA löytää paikkansa myös ketteristä menetelmistä tai niiden synnyttämistä hybridimalleista autoteollisuudessa. Varsinkin kun otetaan huomioon juurikin vaatimusten kiristyminen ja tarve tuoda laadukkaita tuotteita nopeasti markkinoille, on tuskin autovalmistajilla varaa olla ottamatta valmistettavuutta tai kokoonpantavuutta huomioon.
Ohjelmistojen suunnitteluun DFMA ei sen sijaan sellaisenaan ole tarkoitettu, eikä sen käytöstä ohjelmistosuunnittelussa ole käytännössä tutkimuksia tehty. Täten autojen muuttuessa yhä ohjelmistokeskeisemmiksi, saattaa DFMA jäädä hieman joidenkin muiden metodologioiden varjoon. Mitään varmaa DFMA:n asemasta tulevaisuudessa on kuitenkin mahdotonta sanoa.
6 JOHTOPÄÄTÖKSET
Tämä kandidaatintyö käsitteli DFMA:n käyttöä autoteollisuuden tuotekehityksessä.
Tavoitteena oli tutkia ja selvittää, miten DFMA:ta voidaan hyödyntää tuotekehitysprosessissa, ja mitä hyötyjä sen käytöllä autoteollisuudessa voidaan saavuttaa. Työ pyrki vastaamaan kolmeen tutkimuskysymykseen, joista ensimmäinen oli:
1. Miten DFMA kytkeytyy tuotekehitysprosessiin ja sen eri vaiheisiin?
DFMA:ta käytetään tuotekehitysprosessissa perinteisen näkemyksen mukaisesti konseptisuunnittelun ja yksityiskohtaisen suunnittelun välissä. Tällöin DFMA:n käyttö alkaa DFA-analyysillä konseptisuunnittelun jälkeen. DFA-analyysillä pyritään yksinkertaistamaan tuoterakenne ja sitä seuraa DFM-analyysi. DFM-analyysillä taas pyritään arvioimaan osien ja materiaalin kustannukset ja minimoimaan ne. Tässä näkemyksessä DFMA:n työkaluja hyödynnetään siis keskitetysti kahden eri tuotekehityksen vaiheen välissä.
Perinteisen näkemyksen lisäksi on kuitenkin noussut muunlaisiakin tapoja hyödyntää DFMA:ta tuotekehitysprosessissa. Toinen vaihtoehtoinen tapa on hajauttaa DFMA:n työkalut koko tuotekehitysprosessin ajalle. Tämä tukee niin sanottua rinnakkaissuunnittelun ideologiaa, jonka mukaan DFMA:n käyttö on tehokkainta, jos sitä hyödynnetään aivan tuotekehitysprosessin alusta lähtien, ja sen hyödyntämistä jatketaan läpi koko tuotekehitysprosessin. Tällöin DFMA:n työkaluja käytettäisiin jo tuotteen ideoinnista sekä mahdollisuuksien tunnistamisesta lähtien esimerkiksi arvioimalla tuotteen vaatima kapasiteetti ja vertaamalla sitä yrityksen kapasiteettiin. DFMA:n hyödyntäminen koko tuotekehitysprosessissa nähdään yleisesti perinteistä kilpailukykyisempänä ja kehittyneempänä tapana hyödyntää DFMA:ta.
Työn kaksi muuta tutkimuskysymystä liittyivät tarkemmin autoteollisuuden näkökulmiin.
Toinen tutkimuskysymys oli:
2. Miksi DFMA:ta käytetään autoteollisuudessa ja millaisia hyötyjä sen käyttämisellä voidaan saavuttaa?
DFMA:n käytöllä autoteollisuudessa hyödyt ovat hyvin samanlaiset kuin muillakin valmistavan teollisuuden aloilla. Autoteollisuudessa selvästi esille nousee, että DFMA:lla saadaan vähennettyä osien määrää ja yksinkertaistettua osarakenteita. Tämä johtaa käytännössä lyhyempiin kokoonpanoaikoihin ja säästöihin kokoonpanokustannuksissa. Lisäksi osien vähentyessä ja tuotteen yksinkertaistuessa valmistettavuus sekä kokoonpano helpottuvat, mikä näkyy useimmiten laadun parantumisena. Tuote, jossa on vähän osia, on yleensä myös helpompi ja kustannustehokkaampi kierrättää. Yrityskohtaisella tasolla hyödyissä esille nousee tuotekehityksen läpimenoaikojen lyhentyminen.
DFMA:n käytöllä autoteollisuudessa esille nousee myös yksi hieman poikkeava hyöty, joka tosin jakaa asiantuntijoiden ja tutkijoiden mielipiteitä. Tämä on auton purettavuuden ja huollettavuuden parantuminen. Varsinkin purettavuuden parantuminen jakaa asiantuntijoiden ja tutkijoiden mielipiteet pitkälti kahtia. Puolet sanovat, että DFMA:n käyttö parantaa auton purettavuutta ja puolet kiistävät tämän riippuvuuden olemassaolon. Käytännössä suurin osa DFMA:n työkaluista parantaa purettavuutta. On kuitenkin olemassa ratkaisuja kuten toisiinsa painamalla kiinnittyvien osien käyttö, joita DFMA:n mukaisesti tulisi käyttää, mutta jotka heikentävät purettavuutta. Mikäli DFMA:n käytöllä saadaan purettavuutta parannettua, tulee sen myötä muitakin hyötyjä kuten kierrätettävyyden helpottuminen. Huollettavuuden voidaan kohtalaisen yksikäsitteisesti katsoa parantuvan DFMA:n käytöllä, sillä huoltoihin kuuluu purkamisen lisäksi kokoonpano, joka lähes aina nopeutuu DFMA:n käytön seurauksena.
DFMA:ta käytetään autoteollisuudessa paljon, koska kilpailu alalla on kovaa ja kustannussäästöjä sekä nopeaa tuotekehitystä vaaditaan jatkuvasti. Säästöjen kannalta autoteollisuuden kustannusrakenne on suotuisa DFMA:n käytölle, sillä materiaalit muodostavat ison osan kustannuksista ja työn osuuskin on kohtalainen. DFMA:n avulla on mahdollista vaikuttaa molempiin näistä kustannuksista ja täten tehdä selviä säästöjä. Lisäksi DFMA:n periaatteet ovat erinomaisesti sovellettavissa autoteollisuudessa. Kyseisellä alalla on esimerkiksi mahdollista viedä standardisointi pitkälle ja näin on tapahtunutkin erilaisten tuotealustojen kautta.
Viimeinen tutkimuskysymys koski DFMA:n ja tuotekehityksen tulevaisuutta autoteollisuudessa. Se oli muotoiltu seuraavalla tavalla:
3. Miten autoteollisuuden tuotekehitys tulee muuttumaan ja vaikuttaako muutos DFMA:n käyttöön?
Yleinen näkemys on, että autoteollisuuden tulevat valtaamaan erilaiset ketterät tuotekehityksen menetelmät. Ne tullaan todennäköisesti yhdistämään autoteollisuudessa yleisesti käytettyihin lineaarisiin tuotekehitysmalleihin. Tämän seurauksena syntyy jonkinlaisia hybridimalleja, joissa on sekä ketterän tuotekehityksen että Stage-Gate -mallin piirteitä. Ketterien menetelmien tuloa autoteollisuuteen vauhdittaa erityisesti ohjelmistojen lisääntyminen autoissa.
Autoteollisuus on muuttumassa yhä ohjelmistokeskeisemmäksi alaksi ja ohjelmistojen kehityksessä ketterät menetelmät ovat hallitseva trendi. Täten autoteollisuuden yritykset joutuvat myös omaksumaan ja ottamaan osaksi tuotekehitystä kyseisiä menetelmiä.
DFMA:n tulevaisuutta autoteollisuudessa on vaikea ennustaa. Selvää kuitenkin on, että kilpailu kyseisellä toimialalla tulee pysymään ennallaan tai jopa kiristymään. Täten yrityksillä tuskin on varaa sivuuttaa kokonaan metodologioita, joilla on todettu saavutettavan huomattavia hyötyjä. DFMA on yksi tällainen metodologia. Osittain DFMA:n käytön merkitystä saattaa vähentää ohjelmistojen lisääntyminen autoissa. DFMA:ta ei ole varsinaisesti suunniteltu ohjelmistojen kehittämiseen, joten siihen sitä tuskin aletaan hyödyntämään. Selvää kuitenkin on, että autot vaativat aina myös fyysisiä osia, jotka on valmistettava ja kokoonpantava, joten DFMA:n hyödynnettävyys autoteollisuudessa ei tule kokonaan häviämään. Sen sijaan jonkinlaisia haasteita DFMA:n käytölle saattavat asettaa ketterät menetelmät ja niiden mukana tulevat käytänteet. DFMA:n hyödynnettävyyttä ketterien menetelmien kanssa ei ole juuri tutkittu, eikä vastaavia malleja DFMA:n työkalujen käytölle ole esitetty ketterien menetelmien kanssa kuin lineaarisessa tuotekehitysprosessissa. Syynä tähän on todennäköisesti se, että ketterien menetelmien nähdään yleensä liittyvän ohjelmistokehitykseen ja DFMA taas fyysisten tuotteiden valmistamiseen. DFMA:n hyödyntäminen ketterien menetelmien kanssa olisikin hyvä aihe lisätutkimuksille. Syytä olisi esimerkiksi selvittää, miten eri DFMA:n työkaluja tai menetelmiä käytetään ketterän tuotekehitysprosessin eri vaiheissa, ja sopivatko menetelmät sellaisenaan käytettäväksi ketterässä tuotekehitysprosessissa vai vaativatko ne jotakin muutoksia. DFMA:n yhteensopivuudella ketterien menetelmien kanssa tulee olemaan iso rooli sen hyödynnettävyyttä ajatellen, mikäli ketterät menetelmät valtaavat myös valmistavan teollisuuden tuotekehityksen.
LÄHTEET
Abrahamsson, P. 2002. Agile Software Development Methods: Review and Analysis. Espoo:
Technical Research Centre of Finland. 107 s.
Beck, K., Beedle, M., Van Bennekum, A., Cockburn, A., Cunningham, W., Fowler, M., Grenning, J., Highsmith, J., Hunt, A., Jeffries, R., Kern, J., Marick, B., Martin, R., Mellor, S., Schwaber, K., Sutherland, J. ja Thomas, D. 2001. Manifesto for Agile Software Development.
[WWW-dokumentti]. [viitattu 23.3.2019]. Saatavissa: https://agilemanifesto.org/
Bianchi, M. 2018. Agile, Stage-Gate and their Combination: Exploring How They Relate to Performance in Software Development. Journal of Business Research.
Boothroyd, G. Dewhurst, P. ja Knight, W. 2002. Product Design for Manufacture and Assembly. 2. painos. Boca Raton: CRC Press. 698 s.
Chahin, A., Hoffmeister, J., Paetzold, K., Noori, N. ja Vilasis Cardona, X. 2016. A Practical Approach to Structure the Product Development Process Using Network Theory. 14th International Design Conference, Dubrovnik 2016.
Cockburn, A. 2006. Agile Software Development: The Cooperative Game. 2. painos.
Boston: Addison-Wesley. 504 s.
Conforto, E. 2015. Agile Project Management and Stage-Gate Model—A Hybrid Framework for Technology-based Companies. Journal of Engineering and Technology Management. Vol .40, s. 1-14.
Cooper, R. 2017. Idea-to-Launch Gating Systems Better, Faster, and More Agile Leading firms are rethinking and reinventing their idea-to-launch gating systems, adding elements of Agile to traditional Stage-Gate structures to add flexibility and speed while retaining structure. Research-Technology Management. Vol. 60, s. 48-52.
Cooper, R. 2016. Agile-Stage-Gate: New idea-to-launch method for manufactured new products is faster, more responsive. Industrial Marketing Management. Vol. 59, s. 167-180.
Cooper, R. 2014. What's Next? After Stage-Gate. Research Technology Management. Vol. 57, s. 20-31.
Cooper, R. 2008. Perspective: The Stage-Gate® Idea-to-Launch Process - Update, What's New, and NexGen Systems. The Journal of Product Innovation Management. Vol. 25, s. 213-232.
Cooper, R. 1990. Stage-Gate Systems: A New Tool for Managing New Products. Business Horizons. Vol. 33, s. 44-55.
Cooper, R. ja Sommer, A.F. 2016. The Agile–Stage‐Gate Hybrid Model: A Promising New Approach and a New Research Opportunity. Journal of Product Innovation Management. Vol.
33, s. 513-526.
Dewhurst, P. 2019. Evaluation of Instrument Panel Designs for Cost of Manufacture and Environmental Impact. [WWW-artikkeli]. [viitattu 3.4.2019]. Saatavissa:
http://www.dfma.com/resources/panel.asp
Ehrs, M. 2012. Is the Automotive Industry Using Design-for-Assembly Anymore? Monografia.
Vaasan yliopisto, Teknillinen tiedekunta Tuotantotalouden yksikkö. Vaasa. 281 s.
Eskelinen, H. ja Karsikas, S. 2013. DFMA-opas: valmistus- ja kokoonpanoystävällisen tuotteen suunnittelu. Lappeenranta: Lappeenrannan teknillinen yliopisto. 115 s.
Eskilander, S. 2001. Design for automatic assembly. Väitöskirja. Kungl Tekniska Högskolan, Department of Production Engineering. Tukholma. 189 s.
Ettlie, J. 2007. Modified Stage-Gate (R) regimes in new product development. Journal of Product Innovation Management. Vol. 24, s. 20-33.
Fuerst, P. 2014. Stage-Gate – The Origin, Status Quo, and Future. [WWW-artikkeli]. [viitattu 17.3.2019]. Saatavissa: https://www.sopheon.com/stage-gate-the-origin-status-quo-and-its-future/
Husung, T. 2019. Using Agile Methods to Become More Competitive. [WWW-artikkeli].
[viitattu 5.4.2019]. Saatavissa: https://www.lufthansa-industry-solutions.com/de-en/solutions-products/automotive/automotive-more-competitive-with-agile-methods/
Kahn, K.B. 2013. The PDMA handbook of new product development. 3. painos. New Jersey:
John Wiley & Sons. 492 s.
Katumba, B. ja Knauss, E. 2015. Agile Development in Automotive Software Development:
Challenges and Opportunities. Lecture Notes in Computer Science (including subseries Lecture Notes in Artificial Intelligence and Lecture Notes in Bioinformatics). Vol. 8892, s. 33-47
Kefferpütz, R. 2018. Car Wars: The Future of Europe’s Car Industry. [WWW-artikkeli].
[viitattu 24.4.2019]. Saatavissa: https://www.greeneuropeanjournal.eu/car-wars-the-future-of-europes-car-industry/
Kobe, G. 1990. DFMA: Design for manufacture and assembly. [WWW-dokumentti]. [viitattu 1.4.2019]. Saatavissa: https://sandymunro.net/articles/Automotive_Industries_-_Dfma.pdf
Krumenauer, F.Z., Matayoshi, C.T., Da Silva, I.B. ja Batalha, G.F. 2008. Concurrent Engineering and DFMA Approaches on the Development of Automotive Panels and Doors.
Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering. Vol. 31, s. 690-698.
Lempiäinen, J. ja Savolainen, J. 2003. Hyvin suunniteltu - puoliksi valmistettu: lyhyt johdatus tuotteiden valmistettavuuteen ja kokoonpantavuuteen. Helsinki: Suomen Robotiikkayhdistys.
180 s.
Leon, H.C.M. 2013. Improving Product Development Performance through Iteration Front-Loading. IEEE Transactions on Engineering Management. Vol. 60, s. 552-565.
Maxton, G.P. ja Wormald, J. 2004. Time for a Model Change: Re-engineering the Global Automotive Industry. Cambridge: Cambridge University Press. 276 s.
Molloy, O., Warman, E.A. ja Tilley, S. 1998. Design for Manufacturing and Assembly:
Concepts, architectures and implementation. London, New York: Chapman & Hall. 205 s.
Monteiro, A. J. M. 2001. Production Cost Modeling for the Automotive Industry. Väitöskirja.
Universidade Tecnica De Lisboa, Instituto Superior Tecnico. 107 s.
More, N.K., Buktar, R.B., Ali, S.M. ja Samant, S. 2015. Design for Manufacture and Assembly (DFMA) Analysis of Burring Tool Assembly. International Research Journal of Engineering and Technology. Vol. 2. s. 843-849.
Muffatto, M. ja Roveda, M. 2000. Developing product platforms: analysis of the development process. Technovation. Vol. 20, s. 617-630.
Mynott, C. 2012. Lean Product Development: A Manager's Guide. London: Institution of Engineering and Technology. 227 s.
Ni, W. 2019. Re-design on Vehicle Front Support Structure Using DFMA. [WWW-dokumentti]. [viitattu 3.4.2019]. Saatavissa: https://www.dfma.com/pdf/wanpaper.pdf
Osorio-Gomez, G. 2011. Integration of DFMA throughout an Academic Product Design and Development Process Supported by a PLM Strategy. 18th International Conference on Engineering Design, Kööpenhamina 2011.
Padhi, A. 2017. How the Auto Industry Is Preparing for the Car of the Future. [WWW-artikkeli]. [viitattu 5.4.2019]. Saatavissa: https://www.mckinsey.com/industries/automotive-
and-assembly/our-insights/how-the-auto-industry-is-preparing-for-the-car-of-the-future?reload
Protzman, C., Whiton, F., Kerpchar, J., Lewandowski, C., Stenberg, S. ja Grounds, P. 2016.
The Lean Practitioner's Field Book: Proven, Practical, Profitable and Powerful Techniques for Making Lean Really Work. Boca Raton: CRC Press. 1602 s.
ReVelle, J.B. 2002. Manufacturing Handbook of Best Practices: An Innovation, Productivity, and Quality Focus. Boca Raton: CRC Press. 435 s.
Sommer, A.F. 2015. Improved Product Development Performance Through Agile/Stage-Gate Hybrids: The Next-generation Stage-Gate Process? Research Technology Management. Vol.
58, s. 34-44.
Sorli, M. ja Stokic, D. 2009. Innovating in Product/Process Development: Gaining Pace in New Product Development. London: Springer. 280 s.
Stober, T. ja Hansmann, U. 2010. Agile Software Development: Best Practices for Large Software Development Projects. Berlin, Heidelberg: Springer. 179 s.
Trott, P. 2012. Innovation Management and New Product Development. 5. painos. Harlow:
Financial Times/Prentice Hall. 620 s.
Ulrich, K. T. ja Eppinger, S. D. 1995. Product Design and Development. New York: McGraw-Hill. 289 s.
Yampolskiy, A. Problems You Will Face During Implementing Agile in Automotive. [WWW-artikkeli]. [viitattu 5.4.2019]. Saatavissa: https://medium.com/@andreyyampolskiy/problems-you-will-face-during-implementing-agile-in-automotive-4886f36eedc1