Operatiivisen tuotannonsuunnittelun apuväline

6.2.1 Taustaa

Kun tilauksen perussuunnittelu on valmis, niin aloitetaan valmistussuunnittelu perusssuunnitelun tietojen pohjalta. Lohkon osavalmistuksen aloitus määrää valmistussuunnittelun aikataulun. Osavalmistuksen valmistussuunnittelu tehdään suunnittelussa, jolloin määritellään, mistä levyistä, koska ja missä osavalmistuksen osat valmistetaan. Lohkotuotanto perustuu tuotannon suunnittelun tekemään rakennustapasuunnitelmaan ja aikatauluun, joka kertoo lohkojen työvaiheiden keskinäisen

ilmastointikanavia ja läpivientejä. Käytettävissä olevat resurssit ja lohkojen kasauspaikat sanelevat pitkälti lohkovalmisteluun liittyviä päätöksiä.

Aikaa yksityiskohtaisempien suunnitelmien valmistumisesta itse tuotannon aloitukseen on vähän, joten simuloinnissa vaihtoehtojen tarkastelun pitäisi tapahtua nopeasti ja kätevästi.

Operatiivisessa päätöksenteossa tarvittava tieto on hajallaan suunnittelu- ja projektinhallintatyökaluissa ja lähtötietojen määrä on suuri. Osa lähtötiedoista on lisäksi rakennustapasuunnitelmassa, jossa määritetään muun muassa työvaiheiden keskinäinen järjestys. Nykytilanteessa päätökset perustuvat pitkälti kokemusperäiseen hiljaiseen

tietoon, eikä selviin sääntöihin.

6.2.2 Tavoite

Tavoitteena simuloinneissa on tunnistaa pullonkaulat sekä tehdä mallilla kokeilemalla hienomman tason ajoituspäätöksiä. Simulointimalli halutaan havainnollistamaan prosessin nykytilaa ja sen avulla halutaan voida seurata tuotannon etenemistä suunniteltuun verrattuna. Simulointimallissa tietojen hakemisen ja vaihtoehtojen tarkastelun tulee tapahtua mahdollisimman helposti, nopeasti ja virheettömästi. Simulointi toteutetaan todellisella tuotetiedolla. Simuloinnilla halutaan testata tehdyt työsuunnitelmat ja löytää mahdolliset virheet.

6.2.3 Mallissa käytettävä tieto

Joka osalle annetaan tunniste, jonka perusteella voidaan päätellä osan reitti osavalmistuksessa. Osiin liittyvää tietoa, joka vaikuttaa työvaiheiden kestoon on muun muassa reitti, paksuus, polttomatka, massa ja apumatka. Eri laivoissa on samannumeroisia osia, joten osien tunnistamiseen tarvitaan laiva ja osanumero. Tämä osakohtainen tieto löytyy suunnittelun käyttämästä CAD-järjestelmästä ja on luonteeltaan usein vaihtuvaa tietoa. Osavalmistuksen suunniteltu läpimenoaika tuotannossa löytyy projektinhallintatyökaluista. Todellinen tilanne täytyy saada lisäksi lähtötietona, jos se poikkeaa suunnitellusta. Päivitetty tuotantosuunnitelma seuraaviksi viikoiksi syötetään alkutietoina reitteinä sekä allokoituina mies-ja koneresursseina eri työvaiheille.

Kun osavalmistus lohkokohtaisesti on riittävän valmis, voi lohkokokoamisen aloittaa. Se millä tarkkuudella osavalmistuksen prosesseja pitää tarkkailla riippuu täysin tilanteesta ja tuotannon pullonkaulat määräävät tarkkuutta. Silloin kun osavalmistus on pullonkaulana

tuotannossa, on luonnollisesti suurempi tarve osavalmistuksen toimintojen optimointiin.

Vastaavasti kun lohkojen sijoituspaikat ovat pahin pullonkaula, keskitetään tällöin suurimmat ponnistelut siihen vaiheeseen. Jos prosessi ei ole pullonkaula, voi simuloinnillekin riittää karkeampi tonnia vuorokaudessa tyyppinen tarkastelu. Mitä yksityiskohtaisemmin työvaiheita halutaan ohjata, sitä suuremmat vaatimukset lähtötiedon tarkkuudelle tulevat.

Simulointimalleissa pysyvämpiä muuttujia ovat esimerkiksi prosessointiajat, odottelut, kuljetukset työpisteiden välillä sekä eri resurssien vaikutukset tuottavuuteen. Mallissa sisäänrakennettuna pysyviä muuttujia ovat lisäksi kapasiteetit ja rajoitteet. Monet pysyvistä tiedoista ovat tilastollisia jakaumia, esimerkiksi toteutuneista läpimenoajoista ja määristä, koska prosessointiajat eivät ole vakioita, varsinkaan alhaisen automaatioasteen prosessien kohdalla. Tilastollisten jakaumien esiintymisen vuoksi simulointiajoja täytyy suorittaa useampia samoilla lähtötiedoilla Monte Carlo -menetelmän mukaisesti, jotta saadaan tuloksille luottamusvälit.

6.2.4 Tulokset

Tuloksina mallista halutaan resurssikuormat ja tuotannon määrä työpistekohtaisesti.

Tuloksista voidaan tarkkailla osa- ja lohkovalmistuksen kapasiteetteja sekä tunnistaa pahimmat pullonkaulat tuotannossa. Näitä tutkimalla tunnistetaan tärkeimmät kohteet, joiden ohjaukseen pitää panostaa ja kohdistaa käytössä olevat resurssit parhaiten eri työvaiheille. Pullonkaulojen avariami sen vaikutukset ja liikuteltavien resurssien optimointikokeilut ovat myös oleellisia mallin käytössä. Myös nykyisten suunnitelmien mahdolliset virheet halutaan havaita jo ennakolta eli esim. huomata, että lohkon paino muodostuu sellaiseksi, että suunnitellussa kasauspaikassa tarvittavat kääntämiset eivät onnistu.

Simulointimallin avulla eri osa-alueiden merkitystä kokonaisuuteen voisi perustella tehdaslattiatasolla. Mallilla voidaan havainnollistaa esimerkiksi animaation avulla osa- alueen tärkeää roolia ja havainnollistaa, mitä tavoitteista jääminen vaikuttaa. Näin esimerkiksi jokin tietty työvaihe voidaan saada väliaikaisesti motivoitua työskentelemään

6.2.5 Mallin rakentamisessa huomioon otettavaa

Mallin toteutuksessa osallistuvat osatuotannon ja lohkotuotannon työsuunnittelijat yhteistyössä simulointimallin kehittäjän kanssa. Tiedon hakeminen ja päivittäminen tulee suunnitella erityisen huolella, jotta simuloinnin käyttö on riittävän nopeaa ja helppoa. Tätä varten simulointimallien suunnittelu korostuu.

Lähtötietojen keruussa on paljon työtä eri työvaiheiden läpimenoaikojen keräämisessä.

Myös kuljetusmatkojen kestot eri prosessivaiheiden välillä pitää pystyä mallintamaan.

Lisäksi tuotannon resursseista pitää saada riittävä tieto simulointimallin laskutoimituksia varten. Yksityiskohtataso vaihtelee työvaiheittain. Rakentamisvaiheessa on otettava huomioon erilaiset käyttötavat sekä niiden vaikutukset lähtötietojen syöttämiseen sekä mallien laajennettavuus. Esimerkiksi tehdaslattiatasolla ollaan kiinnostuneita oman työvaiheen tarkasta mallista, kun lohkojen sijoittelutasolla riittää vähemmän yksityiskohtainen tieto. Liian tiedon sisällyttäminen kaikkiin tarkkailuihin hidastaa analysointia sekä tekee mallien ajan tasalla pitämisen vaikeammaksi.

6.2.6 Simulointimallin arkkitehtuuri

Operatiivisen käytön simulointimallin rakennetta ja suhdetta yritysten muihin jäijestelmiin havainnollistaa kuva 6-3. Pohjana mallille on suunnittelu-, materiaali- sekä toiminnanohj ausj äij estelmistä saatava tieto tuotannosta seuraavien päivien osalta.

Malleihin linkittyy hitaasti muuttuva tieto prosessointiajoista sekä eri tuotannontekijöiden rajoitteista. Simulointiohjelmistossa on kirjasto peruskomponenteista, joista itse simulointimallit koostuvat. Simulointimallin käyttäjä muodostaa olemassa olevista komponenteista ensin perusmallin nykytilasta, jonka avulla tarkasteluita tehdään.

Käytännössä siis simulointimalleja päivitetään viikoittain, jolloin perusmalli saadaan pysymään jatkuvasti ajan tasalla. Tässä juuri integrointi muihin jäijestelmiin tulee tärkeäksi, koska yksittäisten tietoalkioiden määrä kasvaa hyvin suureksi.

Simulointimalliin otetaan usein muuttuvina lähtötietoina muun muassa tieto tuotannon todellisesta nykytilasta sekä työvaiheiden materiaali- ja suunnittelutieto, joita tarvitaan prosessiaikojen laskennassa. Kaikki lähtötieto tulee olla tarkistettavissa käyttäjälle.

Perusmallin tiedon validointi tapahtuu mallin avulla, kunnes ollaan tyytyväisiä tilanteen kuvaukseen.

T arkastelukohtaisia malleja rakennetaan muokkaamalla komponentteja sekä eri liikuteltavia resursseja kohdista, jotka perusmallin mukaan ovat ohjauksen kannalta kriittisimpiä. Tarkastelukohtaisten mallien rakentaminen ja validointi toimii samalla tavalla kuin perusmallien kohdalla. Kun ollaan tyytyväisiä tulokseen, voidaan simuloinnit lopettaa ja päivittää uudet ohjeet perusmalliin.

Komponenttikirj asto Simulointiobjekteista

Fasiliteetti-tiedot

R

Q Q Q Q

4

Suunnittelutieto

\

ч

Tarkastelu-kohtainen

malli Materiaalitieto

Tulosten analysointi ja

visualisointi Perusmalli

I

Tuotantotieto

*

Simulointi-ohjelmisto

Kuva 6-3 Operatiivisen simulointimallin arkkitehtuuri

6.2.7 Validointi

asiantuntijoita

tuotannonsuunnittelusta sekä itse tuotannosta. Mallin antamia tuloksia ja animaatioita tarkastelemalla pystytään varmentamaan mallin käyttäytymisen oikeellisuus, johon sitten tarvittaessa tehdään koijauksia. Simulointikomponenttien ja perusmallin oikeellisuus pitää saada ensin kuntoon, ennen kuin voidaan käydä tarkistelemaan spesialisoidumpia malleja.

Mallin validointiin osallistuu valmistussuunnittelusta.

6.2.8 Käyttöliittymä

Operatiivisen tason simulointeihin tulee luoda useita eri käyttöliittymiä, erilaisien tilanteiden simulointeihin. Harvoin päivitettävälle tiedolle tulee luoda erillinen käyttöliittymä. Sitten erilaisia tarkasteluja varten on syytä luoda käyttöliittymiä tiedon tarkistamiseen ja lisäämiseen. Periaatteessa kaikkia mallin parametreja voi muokata simulointiohj elmiston ulkopuolelta esim. MS Excel käyttöliittymällä. Käyttöliittymään saa myös simuloinnin tulokset ja animaatioita voidaan katsoa ohjelmiston "runtime" -versiosta.

6.2.9 Turvallisuusasiat

Operatiivinen tieto ei ole yhtä strategisesti tärkeää, kuin pidemmän aikavälin tieto, joten mallin karmalta tietojen syöttöön liittyen ei ole turvallisuusongelmia. Itse simulointimalli sisältää paljon yrityksen kilpailuedun kannalta oleellista tietoa läpimenoajoista, laitteistosta ja tehokkuudesta, joten sen kopiointi tulee estää. Mallien kohdalla tulee huolehtia siitä, että

vain oikeutetut henkilöt pääsevät muokkaamaan mallien toimintalogiikkaa.