And you know. 2/ 20 20 TEEMA: Hitsaustuotannon tehostaminen www.kemppi.fi Parempi näkyvyys, parempi suojaus. Beta e90 XFA -hitsauskypärän tehokas suodatin suodattaa 98 % ilman hiukkasista hitsauksen aikana.
METLAB OY Nuutisarankatu 17 33900 Tampere 03 31245800 orders@metlab.fi www.metlab.fi Aineenkoetuksen asiantuntijat palveluksessasi! Metlab Oy on yksityinen ja 100 % kotimainen rikkovan aineenkoetuksen laboratorio. Olemme asiakaslähtöinen ja joustava yritys, jolla on tahto palvella! vetokokeet aina 1200 kN asti kuumavetokokeet iskukokeet EN ja ASTMstandardien mukaan kovuuskokeet eri menetelmillä taivutus-, puristusja litistyskokeet koostumusanalyysit OESja XRF-menetelmillä PMI-analyysit asiakkaan tiloissa vaurioanalyysit metallurgia korroosiokokeet eri menetelmillä termisen leikkauksen menetelmäkokeiden testaus tehokas koesauvojen irrotus ja valmistus meidän kautta myös NDT-testaus sujuvasti Kysy lisää niin palvellaan! Palvelumme. Uudet toimitilamme sekä uusittu ja laajennettu testauskalustomme takaavat nopean ja laadukkaan palvelun
Onko tuotteet suunniteltu helposti valmistettavaksi. Parannuskohteita voi etsiä esimerkiksi vastaamalla seuraaviin kysymyksiin. Liian usein unohdetaan, että ammattitaitoista hitsaavaa työvoimaa on helpompi hankkia ja pitää yrityksessä, jos työskentelyolosuhteet ovat kunnossa sekä tuotannonsuunnittelu ja työnjohto selkeää. Aikaansaatava parannus saattaa olla todella merkittävä yrityksen kilpailukyvyn kannalta. Onko työntekijöillä kaikki tarvittava tieto työn suorittamiseksi ilman epäselvyyksiä. Kysymyksiä, jotka ovat meille kaikille tuttuja menetelmäkehityksestä, työntutkimuksesta sekä LEANin ja 5S:n periaatteista. Onko hitsaustyöpiste siisti ja turvallinen. Muuhun jalostavaan työhön, esimerkiksi osien valmistamiseen ja sovittamiseen, kuluu toinen kolmannes työajasta. Tarjousvaiheessa tehty suunnitelma ja projektin toteutus eivät kuitenkaan aina kohtaa toisiaan. Näiden käsitöiden toteuttajiksi tarvitsemme ammattitaitoisia levyseppiä ja hitsareita hyvin johdettuihin hitsaaviin konepajoihin. Kuten voi arvata, mukana on artikkeleja hitsaustyön mekanisoinnista ja automatisoinnista sekä hitsauksen digitalisoinnista. Hitsausammattilaisilla on mielestäni tänä päivänä hyvin tietoa varsinaisen hitsaustyön menetelmätehokkuudesta. Onko tuotteiden valmistusmenetelmät vakioitu ja ohjeistettu. Konepajoihin, joissa on panostettu perinteisiin lattiatason kehittämistoimiin – kuten ergonomian, työmenetelmien, työnsuunnittelun ja logistiikan kehittämiseen. Tukeeko tehtaan layout tehokasta ja virtautettua valmistusta. Tarvitsisimme lisää ajankäytön tutkimuksia ja analyyseja siitä mihin levysepän ja hitsarin työaika todellisuudessa kuluu Perinteiset opit kunniaan hitsaustuotannon tehostamisessa ja miten voisimme vaikuttaa ajankäyttöön niin, että saavuttaisimme paremman tuottavuuden. Haluan kuitenkin muistuttaa, että edelleen suuri osa hitsaustuotannosta Suomessa tehdään käsityönä. Usein tarjottuja syitä tähän ovat huono projektinhoito, työn toteuttaminen eri menetelmällä kuin oli suunniteltu tai työntekijöiden käyttämä liian suuri valmistusaika. Tecno Consulting Groupin tuotantotoimintaan keskittyvien asiantuntijoiden tekemissä ajankäyttöja havainnointitutkimuksissa on todettu, että tyypillisesti keskiraskaan hitsaustuotteen valmistuksessa hitsarin työajasta kuluu keskimäärin varsinaiseen hitsaustyöhön vain noin kolmasosa työajasta. Kysymys ei välttämättä ole suurista investoinneista tai tietoteknisistä ratkaisuista vaan pienistä tuotteisiin ja tuotantomenetelmiin tehtävistä parannuksista. Samaan aikaa meillä on hukkunut tieto hitsaustyöhön liittyvistä apuja häiriöajoista. Vuosien saatossa olen nähnyt tarjouslaskijoilla hyvin erilaisia laskentamalleja ja -pohjia sekä laskentatapoja. Siksi emme myöskään osaa välttämättä tarttua tähän suureen tuottavuutta syövään hukka-aikaan. Mitkä asiat keskeyttävät työnteon tai aiheuttavat häiriöitä ja ylimääräisiä taukoja hitsarin työssä. Olen aina ihmetellyt ja arvostanut hitsaavien konepajojen tarjouslaskijoiden kykyjä määrittää hinta monimutkaisillekin hitsatuille tuotteille. Onko käytössä työssä tarvittavat apuvälineet. Vaativatko osat sovittamista. Mistä tämä johtuu. Kaikki nämä ovat nykypäivänä aiheita, joista puhutaan tavoiteltaessa tuotannon tehostamista ja yritysten kilpailukyvyn parantamista. Hienoja tuloksia on myös saavutettu investoimalla automaatioon ja hyödyntämällä oikealla tavalla digitalisaatiota, kuten lehden artikkeleista voit lukea. Lisäksi näin toteutetut parannukset varmistavat myös tuotteen valmistamisen jatkossa helpommin automaatiota ja digitalisaation mahdollisuuksia hyödyntäen. Eri menetelmien paloaikasuhteet ja hitsiaineiden tuotot tunnetaan, joten työn optimiaika pystytään kylläkin määrittämään ja eri hitsausmenetelmiä vertailemaan. Tuntuu välillä kuin myynnistä ja tuotannosta vastaavat henkilöt puhuisivat aivan eri kieltä eivätkä ymmärtäisi toisiaan. PÄÄKIRJOITUS 1 PÄÄKIRJOITUS 1 Hitsaustekniikka-lehden tässä numerossa keskitytään hitsaustuotannon tehostamiseen. Toiset niistä perustuvat järjestelmällisyyteen ja tarkkaan laskentaan, kun taas toiset enemmänkin hihavakioihin ja tunteeseen. Ovatko kaikki tarvittavat osat valmiina ja löydettävissä työn alkaessa. Voisiko näitä perinteisiä oppeja noudattaen tehostaa esimerkkinä olleita keskiraskaiden hitsaustuotteiden valmistusta niin, että jalostamattoman työajan osuus olisi enää vain neljästai viidesosa työajasta. Konsulttina olen myös monesti ollut tilanteessa, jossa toteutetun projektin heikkoa kannattavuutta jälkilaskennan jälkeen analysoitaessa tarjouslaskija toteaa, että kaupantekovaiheessa tämä oli ihan hyvä projekti. Onko levysepillä ja hitsareilla tarvittava osaaminen. Petri Merisaari Merifam Consulting petri.merisaari@merifam.fi www.tecnoconsultinggroup.fi, www.merifam.fi. Kuinka moni hitsaavan konepajan johtaja voi rehellisesti sanoa tuntevansa ne riippuvuudet, jotka vaikuttavat tarjouslaskennan, tuloslaskelman, jälkilaskennan ja yrityksen henkilöja konetyön tuottavuuden välillä. Loput työajasta on jalostamatonta työtä – osien etsimistä, muuta valmistelua, häiriöitä ja taukoja
Tilanne elää! SHY:n siirretyistä tilaisuuksista ensimmäisenä toteutuu todennäköisesti vuosikokous. Jalkapallon miesten COVID-19 siirtää vuoria EM-kisoja ei pelata kesä-heinäkuussa ja heinäelokuun vaihteen Tokion olympialaiset on myös siirretty vuodella. Vuoden 2020 SM-hitsauskilpailujen voittajat ratkotaan mahdollisesti jo syksyllä 2020. Mikäli et sitä saanut, mutta olet henkilöjäsen tai yritysjäsenen yhteyshenkilö, pyydän sinua, roskapostikansion tarkastettuasi, toimittamaan uuden sähköpostiosoitteesi toimistollemme osoitteella info@shy.fi Jouko Lassila Toiminnanjohtaja Suomen Hitsausteknillinen Yhdistys jouko.lassila@shy.fi PÄÄKIRJOITUS 2 PÄÄKIRJOITUS 2. Muut yhteydet pyydetään kuitenkin hoitamaan ensisijaisesti sähköpostitse. Suur ten koneiden asennukset Konepaja-messujen täyttämässä E-hallissa olivat menossa. Palkitsemistilaisuuden hitsaushuiput, parhaat diplomityöt ja parhaat HT-lehden artikkelit julkistetaan ja palkitaan, ja hitsauskilpailut järjestetään todennäköisesti maaliskuun 2021 messuilla. Tätä kirjoitettaessa suunnitellulla messuviikolla oli messujen järjestelyt siis keskeytetty, näytteilleasettajat ja toivottavasti myös kaikki messuvieraat tavoitettu ja suurimmat käytännön muutokset hoidettu. Keskeytys tuli seuraavalla viikolla alkaviksi suunniteltujen ja tuhansia messuvieraita odottaneiden messujen kannalta lähes huonoimpaan mahdolliseen aikaan. Samoin paikkansa messukalenterissa vakiinnuttanut Tampereen paikallisosaston seminaari. Se sisältää valtuudet rajoittaa kansalaisten liikkumista ja kokoontumista vieläkin enemmän. Niille on kuumeisesti haettu ja myös löydetty uusi ajankohta ensi vuoden maaliskuulta. Nordic Welding Expo, Konepaja ja 3D & New Materials -messujen rakentaminen keskeytettiin torstaina 12.3.2020. Messuja ei siis peruutettu, vaan siirrettiin. Viimeiset ennusteet kestosta ovat puolen vuoden luokkaa. Tätä edelsi valtioneuvoston antama valtakunnallinen ohjeistus, jonka mukaan kaikki yli 500 hengen yleisötilaisuudet suositeltiin peruttaviksi koronaviruksen takia. Laivaja lentoliikennettä ajetaan alas maalis-huhtikuussa joissain varustamoyrityksissä toukokuun alkuun asti ja lentoyhtiöissä ilman ilmoitettua takarajaa. Olemme sähköpostitse lähetetyssä SHY ry Jäsentiedotteessa 13.3.2020 tiedottaneet lyhyesti edellä olevista asioista. Jouduimme peruuttamaan tai siirtämään neljä pienempää tapahtumaa ajalta 17.-19.3.2020. Hallitus linjasi maanantaina 16.3.2020 toimenpideohjelman ja antoi tiistaina 17.3.2020 valmiuslain käyttöönottoasetuksen eduskunnaan hyväksyttäväksi. Hätäjarrutusta seuranneen viikonlopun aikana Suomen hallitus totesi yhdessä tasavallan presidentin kanssa maan olevan poikkeusoloissa. Toimintamme jatkuu kevään aikana niin normaalisti, kun poikkeusoloissa on mahdollista. Näitä olivat messujen avajaistiistain SHY:n palkitsemistilaisuus, keskiviikon aamiaisseminaari ja SHY:n vuosikokous sekä torstain palkintojenjakoon huipentuvat Hitsauksen SM-kilpailut. Myös NWE-messujen A-hallissa oli osastorakentaminen jo käynnissä. Toimiston puhelin päivystää kiireisiä yhteydenottoja varten toimistotyöaikana normaalisti. Kädessäsi oleva Hitsaustekniikka-lehti 2/2020 on hyvä osoitus toiminnan jatkuvuudesta. Se järjestetään heti, kun epidemian valtakunnallinen tilanne rauhoittuu ja mahdolliset liikkumisrajoitukset poistuvat, avainhenkilöiden matkustusrajoitukset perutaan ja tilaisuus saadaan sääntöjen määräämällä tavalla kutsutuksi kokoon. Myös kansainväliset tapahtumat kärsivät peruutuksista. Suomen hallituksen linjaamien toimenpiteiden aikajänne on aluksi noin kuukausi. SHY:n paikallisosastoja sekä eri komiteoita, klubeja ja foorumeita on pyydetty siirtämään kevään 2020 ajaksi suunniteltuja tapahtumia, vierailuja ja retkiä sekä järjestämään pakolliset kokoukset etäyhteyksien avulla. Myös kesäkuun lehden 3/2020 artikkelit teemasta NDT, DT ja Standardit ovat aikataulussaan. Lisäksi pyritään välttämään kokousten järjestämistä SHY:n tiloissa Helsingissä. Tervetuloa Tampereelle 23.-25.3.2021. Hitsaustuotannon tehostaminen -teemaa käsitellään nyt kaavailtua laajemmin, NWE messukatsauksen siirtyessä messujen jälkeiseen lehteen. Koulutuspäällikkömme Juha Kauppilan valokuvasta näkyy perjantaiaamun 13.3.2020 tilanne. Toukokuisia jääkiekon miesten MM-kisoja ei järjestetä, Eurovision-laulukilpailut on peruttu ja Formula 1 kauden ennustetaan alkavan aikaisintaan kesäkuussa. Näillekin tapahtumille etsitään uusi aika kalenterista heti, kun koronaepidemia antaa siihen mahdollisuuden. SHY:n vakiintunut tapa järjestää messujen yhteydessä muita tapahtumia, sai kylmän suihkun. Tulevia tapahtumia -sivulta lehden loppupuolelta ja yhdistyksen kotisivuilta löydät kesän jälkeen normaalisti jatkuvan tapahtumatarjontamme
Muuttujia on oltava rajallinen määrä ja niiden yhteisvaikutus selkeästi mallinnettavissa, esimerkkinä yksinkertainen mekaaninen suoritus kokoonpanolinjalla. On toimenpiteitä ja ongelmatilanteita, joissa muutoksen luonnetta kuvastaa selkeä lineaarisuus, kausaliteetti ja näistä johtuva ennustettavuus. Ideaalitilanteessa älykkäät tuotantolaitokset, tietokoneohjattu teknologia ja konekanta, asiakastarpeen muutoksiin automaattisesti oppivien algoritmien avulla reagoiva keinoäly optimoisi valmistuksen, kunnossapidon ja jakelun. Inhimilliset virheet ja erityyppinen materiaali-, data-, aikaja energiapohjainen hukka ovat edelleen merkittävä kustannuserä. Tieteellinen liikkeenjohto mullisti massatuotannon tuottavuuskehityksen, reduktionismin, tilastollistenmenetelmien soveltamisen ja yksittäisen työsuoritteen optimoinnin kautta. Tässäkin tapauksessa tieteellinen ja reduktionistinen tulokulma eli lähtötilanteen muuttujien yksityiskohtainen identifiointi, vuorovaikutuksen hienovarainen analysointi ja mallintaminen, esim. Ihmisen tietoisuuden syntyminen aivojen neuroniverkoston sähkökemiallisen aktiivisuuden kautta, maailman markkinoiden muutokset ja taantumien ennustamiseen liittyvä epätarkkuus, ilmentävät kaikki tätä kolmannen asteen dynamiikkaa. Jatkuvasti lisääntyvä kansainvälisyys, IoT-evoluutio ja fyysisen todellisuuden virtualisoiminen, tuotantoja toimitusketjujen 2/ 20 20 4. 3Dtulostus, uudet kommunikaatioteknologiat ja muut älykkään valmistuksen sekä materiaaliteknologian innovaatiot muodostaisivat uuden verkostoituneen teollisuuden ekosysteemin. Tästä toimivana esimerkkinä säätilan ennustaminen, jossa lyhyen tähtäimen ennusteet ovat nykyään melko tarkkoja, mutta ennusteen tarkkuus ajan funktiona laskee merkittävästi. On myös toisen asteen ongelmatilanteita, joissa kausaliteetti ei ole niin itsestään selvä, esimerkiksi muuttujien määrän ja/tai monimutkaisten takaisinkytkentöjen vuoksi. I4.0-potentiaali kiteytyy informaatioteknologian (IoT, Internet of Things), tehokkaamman datan siirron (5G), sekä teollisuusautomaation ja robotiikan yhteensovittamisesta saataviin synergioihin. human factor, on edelleen marginaalissa perinteisten johtamismenetelmien osalta. Tämän lisäksi niin sosiaalinen kuin myös inhimillinen ulottuvuus eli ns. Asiaa ja siihen liittyvää analogiaa voidaan lähestyä myös erityyppisten ongelmatilanteiden kautta, joissa kaikissa on oma dynamiikka ja muutoshorisontti. valtavan laskentatehon ja oppivien algoritmien avulla, tarjoaa riittävän tarkan tilannekuvan, rajallisella aikahorisontilla. Tulokulma on perusteltu ja järkevä. Industry 4.0 -konseptilla voidaan perustellusti, realistisen pitkällä aikajänteellä saavuttaa samanlaista ellei jopa merkittävämpää kehitystä kuin aikoinaan Frederick Taylorin ja Henry Fordin tieteellisellä liikkeenjohtamisella ja japanilaislähtöisellä Toyota Production System -johtamisfilosofialla. [ www.hitsaus.net ] Industry 4?0 ja hitsauksen digitalisaatio Pertti Kaarre ja Juho Partanen Tämän hetken ja lähitulevaisuuden mullistavin trendi teollistumisen evoluutiossa on Saksassa luotu konsepti ”Industry 4.0”. Kolmantena ja hallittavuudeltaan haastavimpana ongelmatilanteen mallina voidaan pitää tilannetta, jossa muuttujia ja muuttujien välisiä takaisinkytkentöjä ei voida ennustaa riittävällä tarkkuudella. Industry 4.0 -konseptilla voidaan perustellusti, realistisen pitkällä aikajänteellä, saavuttaa samanlaista, ellei jopa merkittävämpää kehitystä, kuin aikoinaan Frederick Taylorin ja Henry Fordin tieteellisellä liikkeenjohtamisella ja japanilaislähtöisellä Toyota Production System -johtamisfilosofialla. Visiona on tuottavuuden uusi vallankumous. Tässä ilmiössä on kyse ennustettavasta ennustamattomuudesta tai vaihtoehtoisesti ennustamattomasta ennustettavuudesta. TPS-filosofia (Toyota Production System) ja sen sovellukset kuten Lean Management asettivat parantamisen ja asiakasar volähtöisen laatujohtamisen kaiken toiminnan keskiöön. Tämän hetken ja lähitulevaisuuden mullistavin trendi teollistumisen evoluutiossa on Saksassa luotu konsepti ”Industry 4.0”. Visiona on tuottavuuden uusi vallankumous
Tuotannon lisääntynyt läpinäkyvyys sekä parempi jäljitettävyys luo selkeätä asiakasarvoa. Yritys tarjoaa myös autoja ajoneuvoteollisuudessa testattuja ja hyväksi todettuja ratkaisuja teollisuuden toimitusketjun hallinnan laadullisen sekä tuottavuusulottuvuuden analysointiin sekä parantamiseen. Joissain kriittisissä ja pääomaintensiivisissä kohteissa ei-suunniteltu seisokki voi kustantaa kymmeniä tuhansia euroja joka tunti. Datan automaattinen siirto ja säilytys korvaa myös manuaalisen raportoinnin ja dokumentoinnin ja näin ollen pienentää riskiä inhimillisiin virheisiin, jolloin virheet eivät myöskään jää niin helposti peittoon. Hitsauksen digitalisaatiossa on kyse siitä, että hyödynnetään hitsauskoneiden yhä kehittyvää sensoritekniikkaa ja älykkyyttä. Teollisuusympäristöjä yhdistetään liiketoiminBlackSmith Consulting Oy Blacksmith Consulting Oy tarjoaa hitsaukseen ja hitsausteknologiaan liittyviä palveluja hitsaaville konepajoille, rakennusteollisuudelle, koulutusyhteisöille, hitsausteknologioiden tuottajille sekä materiaalitoimittajille kansainvälisesti. hitsaajien/operaattorien pätevyydet, hitsausohjeet ja NDT-tarkastukset, ovat myös selkeä digitalisaation aikaansaama lisäarvo. Hitsausdatan kerääminen ei kuitenkaan riitä. Nämä yhteydet ja avoin data ovat elintärkeä osa I4.0 -konseptia, mutta samalla ne väistämättä altistavat yrityksien avainprosessit kuten tuotannon sekä tietosuojan kyberturvallisuuteen liittyville uhkille. asiakkaalle tai kansainväliselle huoltotiimille. I4.0-konseptilla voidaan osaltaan vastata tähän haasteeseen. Tätä tukemassa on ohjelmistopuolen kehitys siten, että hitsauksen hallintaohjelmisto mahdollistaa integroinnin yrityksen muihin avainohjelmistoihin (esim. Industry 4.0 -konseptin soveltaminen tulee aikaansaamaan merkittäviä muutoksia tuotantoympäristöissä, mikä heijastuu niin kyberturvallisuuteen kuin riskienhallintaan. Näin ollen myös ohjausja automaatiojärjestelmät ovat enenevissä määrin yhteydessä ulkoisiin verkkoihin, kuten yrityksen toimistoverkkoon, internetiin tai kolmansiin osapuoliin. Jäljitettävyydessä päästään tarvittaessa tasolle, joka mahdollistaa työsuoriteja valmistuseräkohtaisen informaation hyödynnetyistä hitsausohjeista, lisäaine-erästä sekä siitä milloin ja millaisissa olosuhteissa hitsit ovat tehty. hitsausmaski voidaan valjastaa näyttämään visuaalinen mittariston avulla reaaliaikaista tietoa avainparametreistä, kun se kytketään bluetooth-yhteyden avulla hitsauslaitteeseen. Näissäkin tapauksissa etäyhteydellä tarjolla olevaa asiantuntijapalvelua voidaan hyödyntää niin ongelmanratkaisussa kuin laadullisten, kustannuksellisten ja tuottavuustekijöiden optimoinnissa. Pyrkimys paperittomuuteen dokumentoinnin osalta, esim. Työkalut soveltuvat toimitusketjun auditointiin sekä käytettävyyden, luotettavuuden ja kunnossapidon suunnitteluun sekä riskien hallintaan. Reaaliaikainen seuranta hitsaustuotannossa avustaa myös hitsausvirheiden ja niihin liittyvän hukan minimoinnissa. Yleistyvän automaation sekä robotiikan soveltamisen lisäksi keskiössä on älykkäät rajapinnat ihmisten ja koneiden välillä, jotka mahdollistavat paremman laadunvalvonnan, entistä monimutkaisempien rakenteiden toteuttamisen ja toisaalta parantuneen turvallisuuden. Pertti Kaarre ja Juho Partanen BlackSmith Consulting Oy pertti.kaarre@blacksmithconsulting.fi Hit saa jien ha llin ta Hit sau soh jeid en ha llin ta Hit sau spa ram etr ien seu ran ta Lis äa ine en ku lut uk sen mi tta us Su oja kaa sun ku lut uk sen mi tta us Ka ari aja n seu ran ta Mu un työ n ja tau koj en seu ran ta Tu ott avu ud en kas vu Hit sau svi rhe ide n mä ärä n väh en em ine n Hit sik art at Pa lko koh tain en jälj itet täv yys ND Ttar kas tuk set En na koi van hu ollo n on nis tum ine n kau tta OE E Ko kon ais pa ran nu s Hitsauksen digitalisoinnin hyödyt TUOTTAVUUS JA LAATUPARAMETRIT ELINKAARIAIKAISET KOKONAISKUSTANNUKSET. Datan parempi analysointi avustaa myös tehokkaamman ennakoivan huollon ja varaosatarpeen suunnittelussa. ERP & MRP) ja toisaalta tietojen automaattisen viemisen ja tuomisen pilvipalveluna toimivaan tietokantaan. Toiminta on kuitenkin erinomaisesti skaalautuvaa – perustyökaluja voidaan soveltaa myös muille prosesseille, kuten esimerkiksi kovajuotoksiin. Toyota Production Systemin Poka Yoke -periaatteen mukaisesti, laaduntuoton vaihteluihin voidaan reagoida reaaliaikaisesti, toteuttamalla tarvittavat kontrollitoimenpiteet ja prosessimuutokset heti. Tämä verrattuna tilanteeseen, jossa laadultaan epäkuranttia hitsiä ja tuotetta on valmistettu kokonainen tuotantoerä ja ongelma havaittu testauksessa tai pahimmassa tapauksessa loppuasiakkaalla käytössä. tasovelluksiin ja teollisuusympäristöihin avataan etäyhteysmahdollisuuksia hyödyntäen IoT-ratkaisuja, joiden avulla dataa saadaan kerättyä älykkäästi useasta eri lähteestä. [ www.hitsaus.net ] 2/ 20 20 5 monimutkaistuminen, lisääntyvä ympäristötietoisuus, moraalisesti tiedostavampi toiminta sekä kysyntäettä tarjontapuolella, ja informaatioteknologian kasvava hyödyntäminen vievät myös perinteistä teollisuutta tähän suuntaan ja tämä kehitys nopeutuu jatkuvasti. Tämä kehitys kytkeytyy myös hitsausteknologiaan. Tällöin myös avainsuoritusar vot, kuten lämmöntuonti ja kaariaika, ovat saatavilla pilvitietokannan kautta esim. Toiminnan painopiste on teollisuuden valmistavissa prosesseissa ja niiden laadullisen ja tuottavuusulottuvuuden analysoinnissa sekä kehittämisessä yhteistyössä asiakkaiden ja muiden avainkumppaneiden kanssa. Dataa on analysoitava ja prosessoitava, jotta voidaan realisoida hyötypotentiaalia. Hitsauksen virtuaalimallinnuksen avulla voidaan nopeuttaa läpimenoaikoja sekä vähentää testaukseen liittyvää materiaali-, energiaja työpanoshukkaa. Virtuaalimallinnuksen lisäksi, esim
Kyselyssä ajatusten on annettu lentää vapaasti, mutta toki vastauksissa paistaa vahva realismi. Kaiken kaikkiaan IWE/IWT-pätevöitettyjä hitsauskoordinoijia on Suomessa jo yli 1000 henkilöä. sekä osaoptimointi ja kokonaisoptimointi. Hitsaustyön organisointi ja johtaminen: • Verkostoituminen ja toimittajaverkosto • Toimitusvarmuus ja aikataulujen pitäminen • Erinomainen tuotannon, tuotteen ja palvelun laatu • Palveluliiketoimintaosaamisen lisääminen • Tarvitaan korkeatasoisia ”vetureita” • Nopea reagointi ja uusiutuminen • Korkeatasoinen tutkimus, erityisesti soveltava tutkimus • Ympäristöja turvallisuusasiat on oltava kunnossa • Työmotivaatio, ammattiylpeys, vastuunotto ja luotettavuus kaikessa tekemisessä • ”Human factors” ja suomalainen työkulttuuri • Yhteiskunnallinen varmuus ja jatkuvuus Joka tapauksessa on hallittava sekä engineeringja liiketoimintaosaaminen. . Mikä on seuraava hitsauksen ”megaloikka tai iso asia”. Jotta saadaan kuvaa siitä, mikä hitsauksessa on tilanne, viimeisen noin kymmenen vuoden aikana on LUT:ssa järjestetty IWE/ IWT-koulutuksen loppupuolella ”Aivomyrsky”, jossa opiskelijat ovat saaneet pienryhmissä ja henkilökohtaisesti kertoa mielipiteensä seuraavista neljästä hitsaukseen liittyvästä ydinkysymyksestä: . ”Aivomyrskyn” tulokset Seuraavassa on esitetty luettelomaisesti kyselyjen tuloksia. Innovatiiviset tuotteet . Millaista on hitsauskoordinoijan työ vuonna 2028. Verkostoituminen ei useinkaan oikeasti toimi. Mikä ”mättää” Suomen hitsaavassa teollisuudessa tänä päivänä. Pitää muistaa, että se syntyy tekemällä, ei pelkästään tarkastamalla. Lähteminen esimerkiksi isoon robottitai laserinvestointiin on merkittävä päätös sekä henkisesti että investointija toimintatapamielessä. ”Rosiksessa tavataan”periaate. Miksi normaali hitsaava konepaja näyttää romukaupalta?. Aikataulupaineet Muista: Hyvillä ei ole kiirettä! . . Lakimiehillä on kyllä töitä -> pohtivat sopimuksia. Neljä pääosa-aluetta ovat hitsausprosessit, materiaalit, suunnittelu sekä tuotanto ja laatu. Laadusta puhutaan paljon. . Tuottavuutta ja kannattavuutta mietittäessä on hallittava ”Aivomyrsky” – IWE/IWT-pätevöityskurssien ajatuksia hitsauksen kilpailukyvystä Suomessa Jukka ja Antti Martikainen Maassamme on tänä päivänä noin 25 30 sellaista hitsaavaa konepajaa, jotka pystyvät vastaamaan kansainvälisesti laaja-alaisesti todella vaativiin tuotannollisiin haasteisiin. . . Millainen on hitsaava Suomi vuonna 2028. 1. • prosessit • materiaalit ja niiden hitsattavuus • hitsatun rakenteen suunnittelu • tuotanto ja laatu Kyselyssä on peilattu hitsauksen ammattilaisten näkemyksiä ja kokemuksia hitsaavan tuotannon nykytilanteesta. Joitakin vastauksia on yhdistelty ja stilisoitu julkaistavampaan muotoon. Hintataso ohjaa tekemisen muualle. Pienillä ja isoilla toimenpiteillä kilpailukykyä hitsaukseen – Mitä on hitsaava Suomi tulevaisuudessa. Vastaukset tai kommentit eivät ole missään tärkeysjärjestyksessä. Tuottavuus ja kannattavuus ovat eri asioita toki useimmiten niillä on selvä yhteys. Uusi kurssi alkaa taas toukokuun puolivälissä 11.5.2020. Nuorten vähäinen kiinnostus perinteiseen metalliteollisuuteen -> ei käytännön tietotaitoa. . Mikä ”mättää” Suomen hitsaavassa teollisuudessa tänä päivänä. [ www.hitsaus.net ] 2/ 20 20 6 Yrityksissä on hajontaa niin laaja-alaisuudessa kuin toimintatavoissa ja teknologioissa sekä ennen kaikkea puutetta hahmottaa tulevaisuutta kokonaisvaltaisesti. Verkostoitumisen vaikeus. Näiden jälkeen tulee lukuisa joukko yrityksiä, jotka ovat erittäin kilpailukykyisiä omilla suppeammilla alueillaan. Suuntautuminen liikaa sisämarkkinoille, mm. Kiky . Erikoisosaaminen ja ammattitaito . Lisäksi kummankin näistä on oltava yrityksen omissa käsissä. IWE/IWT-pätevöityskoulutus LUT-yliopisto (LUT) on kouluttanut Suomessa IWE/IWT-tasoisia hitsauskoordinoijia vuodesta 1989 lähtien. Turhia palavereita on aivan liikaa! . MIELIKUVAMARKKINOINTI ei toimi, sitä ei ole: robotit, laser netti, pelit, … . Kustannukset. Säästöistä aiheutuvia kustannuksia ei joko ymmärretä tai haluta ymmärtää. Suomen hitsaavan teollisuuden kilpailukyvyn avainasioita ovat: . . Heistä IWE-pätevyyden omaavia on 680 ja IWT-pätevöitettyjä 372 (tilanne vuoden 2019 lopussa). Ammattitaito ja -ylpeys, työmotivaatio ja moraali ovat avainasemassa. . Avoimuuden ja sisäisen tiedotuksen heikkous. telakoiden alihankkijat unohtavat muut suunnat. Maaliskuun lopussa tänä vuonna päättyi kurssi nro 34. Tämä kaikki lähtee tekijöistä, on oltava sekä halua että kykyä. . Korkea mekanisoinnin ja robotisoinnin käyttöaste . . Korkean teknologian valmistusosaaminen . • Paljon puhetta, vähän villoja! • Korruptio ja protektionismi ovat kansainvälisen verkostoitumisen haasteita . ”Hatarin” eväin ja tiedoin niihin ei pidäkään lähteä ja pitää muistaa huomioida investointien kannattavuuden laskeminen. Hitsauskoordinoijakoulutuksen perustavoite on valmistaa opiskelijoita ottamaan kokonaisvastuu hitsaustuotannon kehittämisestä ja hallitsemaan kokonaisoptimointia, sekä toisaalta auttaa ymmärtämään hitsaukseen liittyviä eri osa-alueita. Vastaukset on koostettu noin 300 hitsausalan ammattilaisen antamista vastauksista tiukkojakaan kommentteja karsimatta
. Oppiva ympäristö. Hitsaajien tietotaidossa puutteita. Tällä menolla pelkkää konsultointia. . Nopeampi reagointi muutoksiin. . . Hidas reagointi nykytrendeihin. Pieniä pajoja katoaa. Pörssikurssit ja osingot ovat tärkeämpiä. . . . . . . . . Alihankkijoiden auditointi on lisääntynyt. . Onkohan Suomessa montaakaan itsenäistä käsinhitsauspajaa. . [ www.hitsaus.net ] 2/ 20 20 7 . Tietoisuus eri asioista on lisääntynyt. . Hitsaus on mekanisoidumpaa. Samoin ylimielisyyttä ja pessimismiä. Ulkopuolisen työvoiman liiallinen käyttö ei edistä toiminnan ja osaamisen pitkäjänteisessä kehittymisessä; tekijät ovat ahkeria, mutta mitä sitten, kun he lähtevät pois. verotus vs Viro. Edelleen luullaan, että Suomessa tehdään parempaa laatua kuin muualla. . . Direktiivit ja standardit s-tana!! . Standardien orjallinen noudattaminen. On hallittava koko HSEQ-ketju ja siihen liittyvät standardit. . . 3. Tuotanto on erikoistunutta ja tuotteet ovat erityisosaamista vaativia. . Lujien materiaalien käyttö lisääntynyt. ”Niin jatkossakin”. Jalostavan työn osuus liian pientä. Laadunhallinnan jalkauttaminen ontuu. EN ISO 3834 on implementoitu kaikkiin pajoihin – on pakollinen. Kielivaikeudet. ”Tuotteissa on aivan liikaa rukkasten jälkiä” . Kvartaalitalous tuo näköalattomuutta ja lyhytjänteisyyttä. Modulaariset robottisysteemit. Konepajat luottavat vanhoihin oppeihin -> ei investoida, ei kehitytä. . . . . Vaatimus laajemmasta materiaaliosaamisesta. . . Luullaan, että muualla ei osata. . Muutosvastarinta kaikkeen uuteen on vahvaa. Panostettava omaan ydinosaamiseen. Ei uskalleta näyttää omaa tietämättömyyttä. Investointien puutteesta johtuva konekannan vanheneminen. . Yritysten tulevaisuus, yrityskaupat, lopettamiset. WPS:ejä ei noudateta. Porukka on tasapäistetty; palkka/ palkkio tuloksen ja osaamisen mukaan. Osaavaa työvoimaa on aivan liian vähän. ”Puikkohitsauksella me olemme firmaa pystyssä pidetty”. . . . Kielitaito ja kulttuurien tuntemus on tärkeää. Pienet pajat ovat hävinneet ja yhdistyneet -> on osaamiskeskuksia yms. Hitsauksen tulevaisuutta tukematon yhteiskuntapolitiikka. Aina on aikaa tehdä kahteen, kolmeen kertaan, mutta ei kerralla valmiiksi. Osaoptimoinnin sijaan kokonaisoptimointia. . . Pitää tehdä paremmin, kun nyt panostetaan siihen, että tehdään enemmän. Uusista menetelmistä tiedetään, mutta niiden käyttöä siirretään kiireen takia. Äidinkielenään suomea puhuvien hitsaajien määrä pienenee. . Adaptiiviseen hitsaukseen on laitettu lisäpanoksia. . Tehottomuus, huono tuottavuus. Koulutuspolitiikka – koulutuksen taso ja alan houkuttelevuus . Suunnittelun ja valmistuksen puutteellinen / vajaa keskusteluyhteys. Konepajat erikoistuvat. Yhä enemmän yhteistyötä suunnittelun, myynnin ja hankinnan välillä.. EN ISO 3834 käytössä soveltuvasti yhä useammassa yrityksessä. Ammattiylpeys nostettava uudelleen kunniaan; työntekijöiden arvostus. . koronan vaikutukset omaan tekemiseen ja alihankintaan hallitsemattomia. ”Perushitsaus” siirtynyt muualle. On teollisuuskyliä, kumppanuuksia … . . . Kotimainen ammattitaitoinen henkilöstö avainasemassa. Käsinhitsaus ei häviä mihinkään! . Epidemioiden ja pandemioiden vaarat, mm. . Tabletit. Työvoimapula . Esim. Löydettävä tuotemoduloinnin ja automatisoinnin vuorovaikutus. Yritetään haalia kaiken maailman sekalaisia töitä. . . . Laatu ja ”sertit” vain seinällä, todellisuus aivan muuta. Suhdanteista johtuvaa investointiarkuutta. Koulutukseen on panostettu. . Suunnittelu on liian kaukana tuotannosta. . Laatutyökalujen käyttö lisääntynyt. . . . . Kun nykyinen hitsaava työvoima eläköityy, mitä tilalle. Nähdään usein vain peikkona. Johdon mielestä laadun kehittäminen ei saa maksaa. . Dokumentointi kehittyy -> ohjeistuksen kehityttävä nopeammin. . Siirrytty robottien ohjelmoinnissa 3D-skannaukseen ja off-line-ohjelmointiin. . . ”Kaikki muutos on pahasta” -asenne; jopa asennevammaa esiintyy. Naapurikateus jyllää. Johdon tietämättömyys uusista menetelmistä ja vaatimuksista. Tuotteiden laatu on huipputasoa. Ei uskota innovatiivisiin tuotteisiin. Johtamisongelmat. ”Älä tule minua neuvomaan”. . . . Porukka on eläköitynyttä – onko uutta polvea tilalle. UHS-terästen käytön vähyys. Koulutuspaikoista kilpaillaan verisesti. Kaikki tulee olemaan jatkossakin suunnittelijan syytä! . 9000, 3834, 1090, 14001, 18001 … . Osattava automaation mahdollisuuksien hyödyntäminen. . Automaatiota aivan liian vähän. . Byrokratiasta selviytymistä. . Tuoteystävällinen robotti. Kiire, kiire, kiire! . . . . . Luodaan ”KONEPAJAT KUNTOON” -brändi; tv-ohjelman avausjaksolla OLK3 ja Länsimetro kuntoon. . Erikoistuminen – prosessit ja materiaalit. Vain ”vanhoja ukkoja” töissä. . . . Robottihitsattavan tuotteen ohella myös robottien pitää uusiutua. Harhaluulo, että ollaan kaikessa parempia kuin muut. Standardien tuntemus on parempaa – pakon edessä. . . Vaatimukset kasvaneet tiedon lisääntyessä. . Lean, 5S, TWM, Kaizen, SixSigma ja TOC. Osaoptimointi . . Lasersintraus on lyönyt itsensä läpi -> 3D-printtaus . Yhdistetty hitsaus ja 3D-tulostus. . . Puuttuu johdon arvostus. Ammattitaitoisen työvoiman puute. 2. Enemmän naisia töihin! . . . Tehdään edelleen 80-luvun tyyliin. Ale-tyyppinen koulutus on lisääntynyt. Kotimaisuusaste pienenee. Tieto lisääntyy eksponentiaalisesti. . . . . Kitistään uusista hanskoista. DIGITAALISUUS JA MOBIILILAITTEET ajettava sisään. . Millainen on hitsaava Suomi vuonna 2028. Valmistusosaamisen puute suunnittelussa. Halpatuontimaat kehittyvät -> Suomen pitää kehittyä vieläkin nopeammin. Standardit edelleen vieraita monille yrityksille. . Itse itseltään hyvän laadun vaatiminen. Ei olla valmiita investoimaan. Robottihitsaus ja automaatio pääosassa. Johtoportaan käsitys usein on, että kuka tahansa osaa ja voi hitsata. . ”Ei tästä mitään tule”. ”Polvenpäällä tekemistä” liian paljon. . Oikein omaksuttuna voi olla voimavara. Enemmän perehtymistä standardeihin ja niiden vaatimuksiin. Sopeudu tai kuole! . . . Ei hyödynnetä erilaisia ismejä; mm. . Millaista on hitsauskoordinoijan työ vuonna 2028 . Jos tehdäänkin, osaamiseen ei panosteta. Joku sankari kiertää Suomea ”v-mäinen” virne naamalla ja haukkuu kaikki pajat lyttyyn . . . Digitaalisuus lisääntyy
Teknologia tehokas hyödyntäminen ja investoinnit . . Räätälöidyt tuottavammat menetelmät käyttöön. Innovaatiot . Erikoisprosessien käyttöönotto välttämätöntä. Laadukkaat tuotteet ovat elinehto halpatuotantomaiden kilpailua vastaan. . . Tuottavuusja kustannustehokkuusvaatimukset . Tomografia käyttöön. . Uusien materiaalien hallinta. Globalisaation jatkuva voimistuminen . . . Digitaalisuus helpottaa hitsausprosessien valvontaa. . . . . Laserhitsaus lyö itsensä vihdoinkin läpi 4.2 Materiaalit ja metallurgia . . 2D, 3D, 4D ja 5D -tuotanto 4.4 Tuotanto ja laatu . Suurlujuusteräkset ja duplex-teräkset ovat arkipäivää. Digitaalisuus lisääntynyt. Paperityöt lisääntyvät, sertifikaatteja lisää . Omistajuusmuutokset . Analysointimenetelmät kehittyneet. Kirjalliset työt ovat lisääntyneet, kenttätyö on vähentynyt, toisaalta paperityöt ovat vähentyneet, kun sähköiset toimintatavat ovat lisääntyneet. . . . HITSAAVAN KONEPAJAN DIGILOIKKA: seuranta, jäljitettävyys, tuotannon seuranta digitaalisesti, tuote ”ovesta ulos”, samalla dokumentaatio tulostuu mukaan . . . . Suunnittelija kertoo idean -> Kone hoitaa detaljit. . . Alihankintojen ketjutus vaikeuttaa vastuukysymyksiä. Suomi on kallis tuotantomaa -> kilpailuvalttina tulee olla tehokas tuotanto ja korkea laatu . Lisää tietoa UHS:stä . Laadunhallinta ja -seuranta yleisempää. . . Aktiivinen ”liima” liittää, ärsyke pinnoille, ilman lisäainetta. On erilaisia IWE-pätevyyksiä: IWEdesign, IWE-quality, IWE-management, … . Tekoäly, 3D-tulostus ja CMT-tulostus . Virtuaalinen 3D-suunnittelu kolmiulotteisesti. . . . Pinnoitteet ja niiden liittäminen. Itä-Eurooppalaisia murteita on hyvä hallita. Tarkemmat esivalmisteet. 4.1 Prosessit ja menetelmät . Kilpailu osaajista . Säädettävä kimmokerroin. . . Metallivaahdot. Parametrien hallinta, takaisinkytkentä, seuranta -> hitsausohjeiden oikeellisuus. . S1100 –lujuus normaalia . . Teollisuuden rakenteiden ja toimintatapojen muutokset . Erikoistuminen . IWE:t tekevät vääriä töitä. Vaativampaa, enemmän erikoistunutta. . [ www.hitsaus.net ] 2/ 20 20 8 . DFWA –filosofia ja DFMA . Verkostoituminen . . Asiakasvaatimukset lisääntyvät ja asiakasyhteistyö lisääntyy. Räätälöityjä tuotteita sarjatuotannolla. ERP. 4.3 Suunnittelu ja mitoitus . Reagointi ja uusiutuminen Jukka Martikainen IWE, emeritus professori LUT, WeldEng ja Antti Martikainen IWE, kurssinjohtaja, LUT antti.k.martikainen@lut.fi. . Menetelmiä uusille materiaaleille. ”Kirkkaiden” metallien osuus kasvaa. 3D:n integroiminen tuotantoon. . Industry 4.0, Teollinen Internet IoT, Big Data, CPS, pilvipalvelu…Mitä ovatkaan käytännössä. Kaikenlainen sähläys pitää estää . . . Exoskeleton hitsaajalla apuna (ulkoinen tukiranka) . . Hyödynnetään enemmän tyhjiötä. . Painopiste optimoinnissa, liitosten hyvyydessä, materiaaleissa ja niiden valinnassa. Suunnittelun automatisointi, suunnitteluautomaatit. Hallittava erilaiset ääriolosuhteet: kuumat, kylmät, korroosio, tuuliset . ”Aivomyrskyn” yhteenvetoa Aivomyrskyn yhteenvetona voidaan listata hitsaavan teollisuuden ja yleensä teknologiateollisuuden haasteita seuraavasti: . . Työkierto trendiksi. . . AtomiSinger. Konsulttikoordinointitoiminnasta on tullut pysyvää. Digitalisaatio sisällä kaikessa – suunnittelu ja mitoitus . HSEQ-hallinta tärkeäksi. Automaatio . . . . . Laatu ja jatkuva parantaminen . . Uudet NDT –menetelmät. Hitsauskoordinoijille (IWE, IWT, IWS ja IWI) riittää töitä. . Tulostustekniikat tuotantokäyttöön. t 8/5 -aika ja tuottavuus ymmärrettävä. . . . . Muovit ja komposiitit. Hybridi-prosessit – uusia yhdistelmiä . . Laajempi materiaalikirjo. FSW -> Green . Parametrien etäseuranta. Mikä on hitsauksen seuraava ”megaloikka” tai ”iso asia” eri osa-alueilla. Neuroverkko-ohjatut ratkaisut (neuro = hermo). Suhdannevaihtelut . Nanomateriaalit ja muistimetallit käyttöön. Topologiaoptimointi . . Määräyksiä ja vaatimuksia tullut valtavasti lisää. Parametrisen suunnittelun hyödyntäminen. Kansainvälisempi. Komposiittien yhdistäminen teräkseen. Reaaliaikainen laadunvarmistus. robottilinjan perässä digitaaliröntgen, älykäs tietokoneella tehty arviointi. Koneet keskustelevat keskenään. Imuja soluohjaus yleistyvät. Ei suunnittelua valmistusta varten, vaan käyttöä varten! . 4. Dokumentaation määrä kasvaa ja sen täsmällisyys. . Simulointiohjelmien yleistyminen -> liitosten tarkkuus ja varmuus paranevat. Eri prosessien yhdistäminen ja mekanisointi ovat avainasemassa. Enemmän työkaluja laadunhallintaan ja -seurantaan. Konsultoivampi. . Lujat ja kevyet materiaalit lisääntyvät. Hitsattava komposiitti. . Panostusta enemmän tutkivampaan työhön. . . . . . Laserpuhdistus mukaan. Aurinkorannikko ja Monaco houkuttelevat. Tekoäly koordinoi ja ohjaa tuotantoa. HRC-robotin ja ihmisen sulautettu yhteistyö (Human Robot Collaboration) . Siruseuranta on jokapäiväistä. Tarkastus ja luokittelu automatisoituu, esim. Osattava uudet materiaalit ja prosessit
Väliliikkeitä poistamalla tai hitsausjärjestystä järkeistämällä voidaan saada parempi paloaikasuhde. Pienilläkin muutoksilla saatetaan päästä valmistuksessa uudelle tasolle. Jotta järjestelmästä saataisiin paras teho irti, tulee ottaa huomioon mm. Tavoitteena on valmistaa yksittäiset tuotteet sarjatuotannon tehokkuudella ja mahdollisimman montaa tuotetta samalla järjestelmällä. Tällä hetkellä järjestelmässä on jo kymmeniä tuotteita, joiden eräkoot vaihtelevat välillä 1-10 kpl. Vanhoja ajattelumalleja ja tuoterakenteita on hyvä haastaa asiantuntijoiden tuella. Soveltuvia tuotteita ovat esimerkiksi laitteiden rungot ja komponentit kooltaan maksimissaan 1,5 x 1,5 x 3,0 m ja massaltaan 1000 kg. Vuonna 1995 alkoi Kawasaki -teollisuusrobottien maahantuonti. Sarjavalmistus on kuitenkin pysynyt merkittävänä osana liiketoimintaa ja 2010-luvulla omavalmisteiset hitsausrobottijärjestelmät alkoivat palvella myös sen asiakkaita. Robottiautomaatiotoimituksia on kertynyt maailmanlaajuisesti yli tuhat. 2020-luvulle tultaessa elinkaaripalveluiden kehittäminen ja IoT ovat Orferille merkittäviä strategisia kehitysalueita. Vuosien varrella toiminta on laajentunut edelleen päätoimipaikkana palvelevasta Orimattilasta Keuruulle, Pirkkalaan, Pietariin ja PohjoisAmerikkaan. Joustava piensarjavalmistus Joustava valmistusjärjestelmä (FMS, Flexible Manufacturing System) on metalliteollisuudessa tullut tutuksi valmistuseräkooltaan pienien, mutta toistuvuudeltaan merkittävien koneistuskappaleiden valmistuksessa. Tarvittaessa järjestelmää voidaan myös laajentaa ja päivittää. Järjestelmä on joustava niin eräkoon, kappaleiden monimuotoisuuden kuin niiden samanaikaisen valmistamisen suhteen. FMS on joustava myös kapasiteetin suhteen, sillä korkea automaation taso mahdollistaa järjestelmän miehittämättömän toiminnan ja toisaalta kapasiteetin lasku ei vaikuta suoraan henkilöstön mitoitukseen. ORFER FWS (Flexible Welding System) on järjestelmä, jossa tuottavuus ei ole kiinni sarjakoosta. Ratkaisun keskeiset elementit ovat Kawasaki-hitsausrobotti hitsausvarustuksineen, pyörityspöytä, siirtovaunu paletinlukituslaitteineen, lastausja purkukuljetin sekä palettipaikat. Hitsauksen robotisoinnilla on tehostava vaikutus myös muihin työvaiheisiin sekä valmistettavuuden että laadun kautta, mm. 50 toimintavuoden aikana asiakkaiden tarpeet ovat muuttuneet ja markkinat globalisoituneet. Hitsauksen automatisointiin vaadittavat investoinnit ovat kokonaisen järjestelmän sijaan vain tuotekohtainen hitsausjigi paletin päälle sekä hitsausohjelma. FMS-oppia sovellettu hitsaukseen – ORFER FWS Orfer Oy:ssä FMS-ideologia joustavasti integroitu laitekokonaisuus ja keskitetty ohjaus on viety teräsrakennehitsauksen automatisointiin. viimeistelyn tarve saattaa vähentyä huomattavasti. Orferia haasteiden selättämisessä on auttanut automaatioratkaisuiden kehittäminen, johon toiminta yhä enemmän painottui 1980-luvulla, sekä etenkin seuraavalla vuosikymmenellä mukaan tullut robotiikka. Tämä on asettanut alihankintavalmistukselle kotimaassa suuria haasteita. 1.6.1970 Orimattilan Kehräämön tiloissa aloittanut perheyritys on yhdistänyt nämä osaamiset kehittämällä älykkäitä hitsausrobottijärjestelmiä asiakkaiden tarpeisiin. Tähän päästään ORFER MULTIFIX -hitsauspaletin automaattisella käsittelyllä sekä älykkäällä järjestelmäohjaimella ja sen alaisuudessa toimivalla välivarastolla, joka on helposti kasvatettavissa. Tällöin joustavuus edellyttää hyvin kehittynyttä tarttujaa, joka kykenee käsittelemään monenlaisia kappaleita. Robotit voivat palvella FMS:ssä useissa eri tehtävissä, yleisimmin kappaleenkäsittelyssä. lähestymiset, hitsausjärjestys, pyörityspöydän ja robotin liikkeiden synkronointi, liikenopeudet ja hitsausparametrit. Toimintojen joustavuuden sekä automaation mahdollistaa koko järjestelmän kattava järjestelmänohjaus, joka erottaa tuotantoon tulevat kappaleet toisistaan ja muuttaa työstöasetuksia sen mukaan. Näiden asioiden seurannassa ja kehittämisessä Orfer Oy hyödyntää omaa ORFER CDC -tuottavuuden seurantajärjestelmää, joka kerää jatkuvasti tietoa järjestelmän tilasta. Järjestelmissä kahta tai useampaa CNC-ohjattuja työstökonetta palvelee sama varastoautomaatio. Viiden vuosikymmenen kokemuksella Orfer aloitti vuonna 1970 päätuotteinaan alihankintana valmistetut osat sekä pian perustamisen jälkeen omina tuotteina sahateollisuuden koneet ja laitteet. Matalan kynnyksen käyttöönottoon tarvittavan älyn järjestelmään tuo tarkasti paikoitettava standardipaletti, joka on helposti räätälöitävissä asiakastarpeen mukaan. Robottiautomaatio ei ole enää tuote, vaan olemassaolon elinehto, jonka toimintavarmuuden takaa oma 24/7 huoltopalvelu. Robotisoitu piensarjavalmistus hitsaavassa tuotannossa Sanna Kivikannisto Suomen hitsaavassa teollisuudessa on paljon potentiaalia kilpailukykyiseen globaaliin toimintaan. [ www.hitsaus.net ] 2/ 20 20 9 Orfer on älykäs valmistuskumppani hitsattaviin rakenteisiin Orfer Oy:llä on puolen vuosisadan kokemus metallituotteiden valmistuksesta ja neljännesvuosisadan kokemus robotiikasta. Vikatilanteiden seurannalla ja toistuvien syiden korjaamisella saadaan tuotannosta myös mahdollisimman keskeytyksetöntä.
Kansainvälistä kilpailukykyä kotimaisella osaamisella Suomen hitsaavassa teollisuudessa on paljon potentiaalia kilpailukykyiseen globaaliin toimintaan. Toisaalta robotisointi edellyttää korkeaa tarkkuutta edeltäviltä työvaiheilta, minkä vuoksi Orferilla on investoitu myös esikäsittelyyn, kuten laserleikkaukseen ja särmäykseen sekä näiden ohella laadunvarmennusjärjestelmän kehittämiseen. [ www.hitsaus.net ] 2/ 20 20 10 Tuottavuutta hitsauksen robotisoinnilla ja korkealla käyttöasteella Kilpailukyvyn ylläpitäminen on suuri haaste globaalissa teollisuudessa – myös konepajoilla. Orfer Oy haluaa jatkuvasti kasvaa, kehittyä ja olla mukana Suomen kilpailukyvyn ylläpitämisessä ja vahvistamisessa. Sanna Kivikannisto Johtaja, Valmistuspalvelut Orfer Oy sanna.kivikannisto@orfer.fi puh. Suunnitelmalliset määräaikaishuollot pienentävät rikkoontumisen ja laitteiston seisomisen riskiä sekä tuotantohäiriöiden varalta pidettävien puskurivarastojen tarvetta. Se on siis myös strategisesti joustava. viimeistelyn tar ve saattaa vähentyä huomattavasti. Robottiautomaatioratkaisut, huoltopalvelut sekä valmistuspalvelut tukevat tässä toisiaan, asiakkaiden eduksi. Yhtä tärkeää kuin järjestelmän joustavuus ja tehokkuus on myös sen varmuus. Takaisinmaksu riippuu hyödyntämisen asteesta. FMS sai alkunsa teollisuuden 3.0 aikakaudella, jota määrittivät ohjelmoitavat logiikat ja tuotantoautomaation tietokoneavusteinen kasvattaminen. Hitsauksen robotisoinnilla saavutetaan tasainen laatu, hallittu prosessi ja suurempi hitsausnopeus. Or fer Oy on päättänyt investoida tähän teknologiaan asiakkaidensa puolesta, sillä sopimusvalmistajalla on mahdollisuus hyödyntää teknologiaa laajemmassa tuoterepertuaarissa, jolloin automaation hyödyt ovat myös yksittäisten, pienivolyymisempien tuotteiden valmistajien saatavilla pienellä riskillä. Pienilläkin muutoksilla saatetaan päästä valmistuksessa uudelle tasolle. Orfer on jo ottanut suuria askeleita kohti 4.0 aikakauden digitaalisia toimintaympäristöjä ja teollisen internetin (IoT) hyödyntämistä kaikkien liiketoimintojensa asiakkaille tarjottavissa elinkaaripalveluissa. Hitsausrobottijärjestelmä on kertainvestointina yritykselle kallis. Orfer Oy voi tässä hyödyntää erinomaisen huoltopalveluyksikkönsä osaamista. Vanhoja ajattelumalleja ja tuoterakenteita on hyvä haastaa asiantuntijoiden tuella. Koska menetelmäsuunnittelu ja osavalmistus tehdään Orferilla käsi kädessä, saadaan sekä laadulliset että taloudelliset näkökulmat optimoitua. Tulevaisuudessa metallien 3D-tulostus ja muut uudet valmistusteknologiat voivat olla mukana tuottamassa lisäarvoa. Hyvin toimivalla ohjauksella saadaan maksimaalinen hyöty irti järjestelmästä, ja tässä Orfer on oman osaamisensa ytimessä. Se nostaa hitsauskapasiteettia ja vapauttaa ammattitaitoista työvoimaa sarjahitsauksesta vaativampiin vaiheisiin ja projekteihin. Tämän takaa ennakoiva huolto. Ilman sitä vikaantuminen voi aiheuttaa järjestelmän pitkänkin tuotantokatkoksen. Robottihitsauksen hyödyntäminen vaatii kuitenkin erityisosaamista niin tuotteiden suunnittelussa kuin tuotannossakin ja näissä molemmissa Orfer voi auttaa asiakkaitaan. 050 312 4700. Huoltopalvelu on aina saavutettavissa lyhyellä vasteajalla ja vikatilanteista toivutaan ketterästi myös etäyhteyden välityksellä tapahtuvan palvelun kautta. FWS:n käyttöaste on korkea ja kuluminenkin tällöin suurta. Tuotteiden muuttuessa järjestelmä ei vanhene, vaan palvelee aina uusia tuotteita. Hitsauksen robotisoinnilla on tehostava vaikutus myös muihin työvaiheisiin sekä valmistettavuuden että laadun kautta, mm
Robottihitsaukseen siirtyminen tarkoittaa huimaa tuottavuusloikkaa ja kilpailukyvyn kohentumista, mutta miten säilytetään etumatka kilpailijoihin silloin, kun valtaosa kilpailijoistakin on siirtynyt robottihitsaukseen. Ne perustuvat elektrodin erittäin tehokkaaseen vesijäähdytykseen. [ www.hitsaus.net ] Yrityksen hitsaustuotannon kilpailukyky asiakkaiden silmissä muodostuu hinnan lisäksi hitsauksen laadusta ja toimitusvarmuudesta sekä kyvystä vastata esimerkiksi erikoismateriaaleista johtuviin haasteisiin. Staattinen säteenmuokkaus tarkoittaa lasersäteen tehojakauman muokkaamista erikoisoptiikan avulla. Kehämoodilaserhitsausta on käsitelty laajemmin HT-lehden numeroissa 5/2018 ja 5/2019. Vaaputuslaserhitsausta on käsitelty tarkemmin HT-lehden numerossa 5/2019. Muokkaus voi tapahtua dynaamisesti laserhitsauspäässä olevien peilien avulla tai staattisesti lasersäteen tehojakaumaa muokkaavan optiikan avulla. Moderni tuotantosolu muodostaa perustan, jonka varaan kilpailukykyistä hitsaustuotantoa voidaan rakentaa. Dynaamista säteenmuokkausta edustaa vaaputuslaserhitsaus, jonka etuna on sen joustavuus hitsattaessa erilaisia liitosmuotoja ja materiaaleja. Esimerkiksi suuremman hitsausnopeuden mahdollistavat kehittyneet hitsausmenetelmät nostavat tuottavuutta kappaleen hitsausajan lyhentymisen lisäksi pienemmästä lämmöntuonnista johtuvien vähäisempien muodonmuutosten ansiosta. kehämoodilaserhitsaus, jossa keskellä on pistemäinen tehopiikki ja sen ympärillä kehä. Tyypillisesti kuitulasersäteen fokuspiste on hyvin pieni (0,1…0,4 mm) pyöreä piste, jossa suurin tehopiikki on keskellä sädettä. Tässä artikkelissa käydään läpi näitä modernin tuotantosolun rakennuspalikoita, jotka kukin omalta osaltaan nostavat yrityksen hitsaustuotannon kilpailukykyä. MAG-valokaaren) kanssa, on ollut Suomessakin teollisuuden käytössä jo pitkään mutta on edelleen ylivertainen hitsausmenetelmä monessa sovelluksessa erityisesti suuren nopeutensa ansiosta. Syvätunkeuma-TIG-hitsausta voidaan tehdä jopa yli 500 A:n virroilla, jolloin voidaan hitsata jopa 10 mm paksua ruostumatonta terästä läpitunkeumana I-railoon yhdellä palolla. Teknologia mahdollistaa roiskeettoman kuitulaserhitsauksen huomattavasti aikaisempaa suuremmilla nopeuksilla ja lisäksi siitä on huomattavia hyötyjä myös mm. Esimerkiksi valokaaren pakottaminen lyhyemmäksi nostaa valokaaren energiatiheyttä ja parantaa valokaaren tunkeumaa, minkä ansiosta voidaan esimerkiksi hitsata paksumpia levypaksuuksia I-railoon tai muuten pienentää railotilavuutta. Tehokkaasti jäähdytetyssä elektrodissa valokaari tiivistyy elektrodin kärkeen suurillakin virroilla, jolloin valokaaren suuri energiatiheys johtaa suureen tunkeumaan. Lähes kaikilta tunnetuilta hitsauskonevalmistajilta löytyy kehittyneitä MIG/MAG-hitsausprosesseja (esimerkkeinä Kemppi WiseFusion sekä EWM forceArc). Lisäksi MIG/MAG-hitsausvalokaaren tarkka hallinta yhdistettynä kahden valokaaren prosessiin (tandem-MIG/MAG) mahdollistaa hitsausnopeudet, joita on aikaisemmin totuttu näkemään vain laserhitsauksessa (esimerkkeinä Fronius CMT Twin sekä Lincoln HyperFill Twin). Hitsaustuotannon kustannuksista valtaosa koostuu työvoimakustannuksista liittyen erityisesti erilaisiin aputöihin ennen ja jälkeen varsinaisen hitsaustyön. Erikoisoptiikan avulla pyöreä säde voidaan muokata esim. Kehittyneet kaarihitsausmenetelmät Yleisestä elektroniikan kehittymisestä johtuva kaarihitsausvirtalähteiden ohjaustekniikan kehittyminen näkyy voimakkaimmin MIG/ MAG-hitsauksessa, kun hitsausjännitteen ja -virran nopealla ja tarkalla säädöllä voidaan vaikuttaa aineensiirtymiseen sekä valokaaren muotoon. On selvää, että väsymätön hitsausrobotti nostaa hitsauksen tuottavuutta ja useimmiten myös laatua, mutta moderni hitsaustekniikka tarjoaa mahdollisuuksia tehokkuuden nostolle vielä tästä pidemmällekin. kuparin sekä sinkityn teräksen hitsauksessa. Näin ollen esimerkiksi kappaleenkäsittelyn automatisointi ja muut automaatioastetta nostavat keinot ovat tärkeitä kilpailukykyisen tuotantosolun elementtejä. 2/ 20 20 11. Laserhybridihitsaus, jossa lasersäde vaikuttaa samassa hitsisulassa hitsausvalokaaren (esim. suorakaiteen muotoon, mutta viime aikoina kuitulaserhitsauksessa on yleistynyt ns. Moderni tuotantosolu Ilkka Lappalainen MIG/MAG-hitsauksen robotisointi on ollut monelle suomalaiselle hitsaavalle yritykselle ensimmäinen askel kohti tehokkaampaa ja laadukkaampaa hitsaustuotantoa. TIG-hitsauksessa viimeisimpiä uutuuksia ovat syvätunkeumaprosessit, kuten Fronius ArcTig, K-TIG sekä EWM forceTig, kuva 1. Kehittyneet laserhitsausmenetelmät Kymmenisen vuotta sitten tapahtuneen kuitulasereiden läpilyönnin jälkeen laserhitsausteknologian kehitys painottui vuosia lasertehon suurenemiseen, mutta viime vuosina teollisuuden kannalta merkittävimmät kehitysaskeleet on otettu hitsauslaadun parantamisessa muokkaamalla lasersäteen tehojakaumaa kappaleen pinnalla. Eri laservalmistajat käyttävät kehämoodilaserhitsauksesta omia nimiään: Trumpf käyttää nimeä Bright Line, IPG lyhennettä AMB (Adjustable Mode Beam) ja Coherent lyhennettä ARM (Adjustable Ring Mode)
reunahaavat, vajaa kupu, ym. pintavirheet. Kuva 1. Tämän vuoksi pienien sarjakokojen kilpailukykyinen robottihitsaus edellyttää investointia etäohjelmointiin, jolloin uusia hitsausohjelmia voidaan tehdä samanaikaisesti robotin hitsatessa edellistä tuotetta. Automaattinen laadunvalvonta Automaattinen laadunvalvonta vähentää ihmistyötä ja mahdollistaa pidemmät miehittämättömät tuotantojaksot. Tämän tyyppinen automaatio soveltuu erityisen hyvin esimerkiksi telakoille suurien levykenttien jäykisteiden hitsaukseen, jossa hitsataan paljon pienahitsejä vakioparametreilla, mutta hitsien sijainti ja pituus vaihtelevat. Optiset railonhaku ja –seurantamenetelmät kuten viivalaserkameraan ja/tai harmaasävykameraan perustuvat menetelmät ovat yleistyneet automaattisessa hitsauksessa viime vuosina, kuva 2. MIG/MAG-robottihitsauksessa railonhaku on tehty perinteisesti koskettamalla railopintoja lisäainelangalla tai kaasuholkilla, ja railonseuranta on tehty vaaputtamalla poltinta ennalta ohjelmoituun rataan nähden poikittaisessa suunnassa ja tekemällä rataan korjauksia hitsausvirran ja -jännitteen perusteella. Laserhitsauksessa voidaan mitata avaimenreiästä säteilevän valon eri aallonpituuksia ja havaita näin esim. Ne myös mahdollistavat esimerkiksi railotilavuuden reaaliaikaisen mittaamisen ja hitsausparametrien säätämisen mittausdatan perusteella. Yleinen tietotekniikan kehitys heijastuu myös etäohjelmointityökaluihin, joiden käytettävyys ja sen myötä ohjelmointinopeus ovat parantuneet kiihtyvällä tahdilla. Vuosien varrella MIG/MAG-hitsauskonevalmistajat ovat kehittäneet koneisiin sisäänrakennettuja railonhakuja railonseurantaominaisuuksia entistä tarkemmiksi, ja esimerkiksi Fronius kertoo uuden WireSenseominaisuuden mahdollistavan erittäin tarkan railonhaun ja jopa ilmaraon mittaamisen ilman erillisiä lisälaitteita. [ www.hitsaus.net ] 2/ 20 20 12 Automaattinen railonhaku ja -seuranta Automaattinen railonhaku ja railonseuranta ovat välttämättömiä tehokkaan tuotantosolun elementtejä, mikäli railon paikkaa ei voida varmuudella tietää tarkkaan esim. Kuva 3. Uusimpana laserhitsauksen laadunvalvontateknologiana on laserinterferometriaan perustuva avaimenreiän syvyyden mittaus, josta on kerrottu enemmän HT-lehden numerossa 5/2019. Syvätunkeuma-TIG-hitsaus mahdollistaa jopa 10 mm paksun ruostumattoman teräksen hitsauksen läpitunkeumana I-railoon (EWM forceTig). Hitsaustyön ohjelmointi Mitä pienempiä sarjakokoja järjestelmällä hitsataan, sitä merkittävämmässä roolissa on hitsaustyön ohjelmoinnin tehokkuus. Robottihitsauksen etäohjelmointia Delfoi Arc Premium 4.1 -ohjelmistolla (Delfoi Oy).. Robottihitsauksessa opettamalla ohjelmointi tapahtuu kokeneen robottihitsaajan toimesta verrattain nopeasti, mutta ohjelmointiin menevä aika on aina pois hitsaustuotannosta. Viivalaserkameraan perustuva optinen railonseuranta (Scansonic). Tyypillisesti automaattista laadunvalvontaa tehdään tutkimalla hitsin pintaa ja joissain tapauksessa myös juurta viivalaserkameralla, jolla voidaan havaita esim. Lähes aina hitsattavien osien valmistustarkkuus sekä hitsauksen aikaiset muodonmuutokset edellyttävät automaattista railonhakua ja -seurantaa. Viimeisimpiä hitsausautomaation kehitysalueita on autonominen robottihitsaus, jolla tarkoitetaan tässä järjestelmää, joka kykenee esimerkiksi tunnistamaan hitsattavan kokoonpanon hitsien paikat konenäön avulla ja luomaan hitsausohjelmat tiettyjen ennalta määriteltyjen algoritmien pohjalta. Etäohjelmointiin voidaan käyttää robottivalmistajien omia ohjelmistoja tai kolmansien osapuolten ohjelmistoja, esimerkkinä Delfoi Arc 4.1, kuva 3. hitsauskiinnittimien ansiosta. Lisäksi kaarihitsauksessa voidaan valvoa hitsausvirran ja -jännitteen pysymistä asetettujen raja-arvojen välillä. Ne nostavat hitsausjärjestelmän hankintahintaa, mutta ovat usein kannattava investointi, koska ne soveltuvat kaikille liitosmuodoille ja suuremmille hitsausnopeuksille. Kuva 2. roiskeita aiheuttavat häiriöt
Koko Ionix-tiimillä on yli kymmenen vuoden kokemus hitsausautomaatiojärjestelmien toimituksista. Ionix Oy Ilkka Lappalainen Teknologiajohtaja ilkka.lappalainen@ionix.fi puh. Kiinnittimien säädettävyys ja modulaarisuus nostavat joustavuutta sekä laskevat pitkällä aikavälillä kiinnitinkustannuksia. Automaattinen railonseuranta ja laadunvarmistus sekä kappaleenkäsittely nostavat laatua ja automaatioastetta, ja viimeisen silauksen modernin tuotantosolun kilpailukyvylle tekee solun tehokas tuotannonsuunnittelu ja -ohjaus. Hitsauskiinnittimet ja kappaleenkäsittely Hitsauskiinnittimet voivat muodostaa merkittävän osan hitsauskustannuksista, mikäli kiinnittimiä joudutaan vaihtamaan usein hitsattavien tuotteiden vaihtuessa. [ www.hitsaus.net ] 2/ 20 20 13 Automaattisen laadunvalvonnan havaitsemiin virheisiin reagointi voi vaihdella hitsauksen keskeyttämisestä ja operaattorihälytyksestä hitsausprosessin reaaliaikaiseen säätöön eli adaptiiviseen hitsaukseen. Autonomisuutta voidaan parantaa automatisoimalla myös erilaisia aputoimintoja, kuten esimerkiksi MIG/ Ionix Oy pähkinänkuoressa Ionix Oy on vuonna 2012 perustettu yritys, jonka toimipisteissä Hyvinkäällä ja Hämeenlinnassa työskentelee tällä hetkellä neljä asiantuntijaa. Esimerkiksi laserhitsauksessa tunkeuman pienentyessä järjestelmä voi automaattisesti madaltaa hitsausnopeutta tai vaihtoehtoisesti nostaa lasertehoa. Yhteenveto Modernin tuotantosolun kilpailukyky muodostuu sen eri rakennuspalikoiden yhteisvaikutuksesta: Nykyaikainen hitsausmenetelmä mahdollistaa lämmöntuonnin optimoinnin ja hitsauslaadun parantamisen yhdistettynä tehokkaaseen hitsaukseen. 050 337 3247 www.ionix.fi Kuva 4. Ionix toimittaa lasertyöstön, plasmatyöstön sekä kaarihitsauksen ratkaisuja teollisuudelle, ja toiminnan ydintä ovat asiakaskohtaisesti räätälöityjen tuotantojärjestelmien ja -laitteistojen suunnittelu ja toteutus sekä lasertyöstöön, plasmatyöstöön ja kaarihitsaukseen liittyvät asiantuntijapalvelut. Hitsaustuotannon tehokkaaseen seurantaan ja ohjaukseen onkin syytä pohtia erilaisia tuotannonsuunnitteluja ohjausjärjestelmiä, kuva 4. Kiinnitinkustannusten lisäksi tämä vähentää työvoimakustannuksia. Esimerkkikuva tuotannonsuunnittelu ja -ohjausjärjestelmästä Delfoi Planner 4.0 APS (Delfoi Oy).. Kaikki irti modernin tuotantosolun kilpailukyvystä Modernin tuotantosolun potentiaali saadaan täysin ulosmitattua hyödyntämällä sen autonomisuutta, eli ajamalla esimerkiksi osa vuoroista miehittämättömänä. Hitsaustuotannon kilpailukykyä mitattaessa on pidettävä mielessä myös toimiston puolella tapahtuvan tekemisen tehokkuus. Mikäli hitsattavissa kokoonpanoissa on paljon osia ja sarjakoot ovat pieniä, on usein järkevää investoida kappaleenkäsittelyrobottiin, joka asettaa hitsattavan osan paikalleen kokoonpanoon silloitushitsauksen ajaksi. Toiminta tukeutuu vahvaan asiantuntijoita, osavalmistajia ja komponenttitoimittajia käsittävään kumppaniverkostoon Suomessa ja maailmalla, ja kuhunkin konetoimitustai asiantuntijapalveluprojektiin kootaan aina siihen parhaiten soveltuva tiimi, joka toimii tiiviissä yhteistyössä asiakkaan kanssa projektin alusta loppuun. MAG-hitsauksessa hitsauspolttimen huolto ja tarvittaessa vaihto sekä lankatynnyrin vaihto. Kaikenlaiseen paperinpyörittämiseen menee tämän päivän standardeja ja muuta dokumentaatiota pursuavassa maailmassa merkittävä määrä aikaa ja huomiota, jolloin tuotantosolun tehokkuuden ja laadun optimointi unohtuu
Asioita standardisoitiin, tuotantoa selkeytettiin ja muutettiin tehokkaammaksi. Pikkuhiljaa muutkin venevalmistajat alkoivat kysellä, voisimmeko valmistaa heillekin kaiteita. 2/ 20 20 14. Nyt tarvittiin enää uudet asiakkaat. Kun veneklusteri kasvoi, kasvoimme sen mukana. Toimialamuutokseen tar vittiin Leania: “Tuotannon läpimenoajasta puolet pois” Uusien toimialojen vuoksi Joros oli muutama vuosi sitten uudenlaisen ongelman edessä. Seuraavana vuonna Joroksen liikevaihto laski kuudesta miljoonasta kahteen. Kunnes tuli vuosi 2008 ja talouskriisi. Yritys sai alkunsa vuonna 1983 Punkaharjulla. Aikaisemmin valmistettiin tietynlaisia putkia iso määrä, ne välivarastoitiin ja toimitettiin asiakkaalle. Metallipajan ensimmäiset tuotteet olivatkin haponkestävästä teräksestä valmistetut huviveneiden kaiteet, jotka menivät suoraan paikalliselle veneyritykselle. Oivallus löytyi Lean-metodista. Joros Oy:llä ratkaisu oli Lean. Teemme tuotteita reilulle kymmenelle eri toimialalle ja viime vuonna taivuimme yli 500 km putkea. Miten vastata lyhyisiin toimitusaikoihin. Nykyisestä noin 10 miljoonan euron liiLean auttoi metalliyritys Joros Oy:tä uudistumaan Toni Pesonen Jokaisen yrityksen tulisi aika ajoin kyseenalaistaa toimintansa. kevaihdosta tulee 30 % venepuolelta, mutta 70 % muista tuotteista”, Pesonen sanoo. Saman vuoden keväällä saimme silloiselta Tekesiltä päätöksen, että pääsemme mukaan Liideri-ohjelmaan. Olimme sataprosenttisesti venepuolen toimija, joten Joroksellekin kävi huonosti. Nykyään Joros työllistää 70 henkilöä, ja yritys on Suomen johtavia putkentaivutustaloja. Joroksen työntekijät kävivät läpi Lean-koulutuksen. Lopputuloksena toimitusvarmuus ja kustannustehokkuus paranivat. Samoihin aikoihin kunnassa aloitti veneitä valmistava yritys. Laaja asiakaskunta löytyi – Joroksen putket ajoneuvoihin ja huonekalujen runkoihin Joros oli onnekseen investoinut koko 2000 luvun alkupuolen erittäin vahvasti tuotantolaitteisiin: oli tehty automatisointia, kehitetty tuotantoa, rakennettu uusia putkentaivutuskoneita. [ www.hitsaus.net ] Joros Oy on yritys, joka on nähnyt yhteen toimialaan keskittymisen edut ja huonot puolet. Keväällä 2014 päätimme, että ajetaan tehdas Lean-tuotantoon. Lisäksi on kasvatettu taivutuskokoluokkaa Ø 5 mm:n putkista aina Ø 225 mm:n putkiin saakka. Joros valmistaa esimerkiksi huonekalujen runkoja, putkiosia ajoneuvoihin ja maatalouskoneisiin, teollisuus putkistoja, sekä terveydenhuoltopuolelle esimerkiksi sairaalasänkyjen komponentteja. Venepuoli sukelsi todella alas. Kun uskaltaa haastaa itsensä ja etsii uusia ratkaisuja, yritys pääsee varmasti seuraavalle tasolle. Esimerkiksi jokainen työpiste muutettiin niin, että työkalut ovat Toimitusjohtaja Toni Pesonen. Nyt ennusteita vuosivolyymistä ja tilauksista ei saatukaan. Lähestyimme aktiivisesti eri teollisuuden aloja, ja viime vuodet olemme kasvaneet vahvasti
Prosessi mahdollistaa muun muassa roiskeettomat hitsausja juotossaumat, teräksen ja alumiinin väliset hitsausliitokset sekä erittäin ohuiden, vain 0,3 mm levyjen hitsauksen. Tämän kaiken mahdollistaa se, että prosessi todella on ”kylmä” verrattuna perinteiseen MIG/ MAG -hitsaukseen. Kun saimme nykyisen Business Finlandin asiantuntijoilta tukea, uskalsimme ottaa riskin ja lähteä Leaniin. Pääsimme ylimääräisestä kiireestä. Oikeastaan tarkemmin sanottuna prosessissa vuorotellaan jatkuvasti kuuman ja kylmän välillä. Välivarastointia ei enää harrasteta, vaan työt tehdään tilauksien pohjalta alusta loppuun saakka mahdollisimman nopeasti. CMT-robottihitsauksella on pystytty parantamaan tuotteiden läpimenoaikaa ja näin ollen parantamaan kannattavuuttakin Pesonen toteaa. Lisäksi työn kuormituksessa on siirrytty enemmän visuaaliseen imuohjaukseen. Silloisen Tekesin, nykyisen Business Finlandin, tuki on ollut tärkeää yrityksen jatkolle. CMT:n avulla, saavutetaan erinomaiset hitsaustulokset kaikkien materiaalien kanssa. Venekaiteiden hitsaus oli hyvin käsihitsausvaltaista, ja tärkein ominaisuus oli hitsauksen visuaalinen laatu. 050 594 5035 Robottihitsausta. Tämä johtaa virheettömiin tuloksiin ja avaa rajattomasti uusia mahdollisuuksia. Lean-hanke oli niin mittava, että ilman tukea se olisi voinut jäädä tekemättä. On esimerkiksi turhaa sahata putki aihioita halliin, jos taivutuskoneet eivät ole ennättäneet taivuttamaan tarpeeksi nopeasti edellisiä sahattuja putkia. Mielestäni jokaisen yrityksen tulisi aika ajoin kyseenalaistaa toimintansa. Lisäksi alhaisen lämmönsyötön ansiosta kappaleiden muodonmuutokset ovat pystytty minimoimaan erinomaisesti. Joros alkoi tutkia millä menetelmällä saavutetaan paras lopputulos hitsauksessa, kun hitsataan erimateriaaleja robotisoidusti. Alihankintatöiden lisääntyessä materiaaleja tuli tuotantoon lisää ja näin ollen myös oikeantyyppisiä hitsausprosesseja piti ruveta kartoittamaan. Tätä asiaa on ratkottu työntekijöiden kouluttamisella moniosaajiksi. Näiden teknisten asioiden summana valikoitui CMT-prosessilla varustettuja hitsausrobotteja Joroksen tuotantoon. Järjestys helpottaa seuraavaksi vuoroon tulevaa työntekijää. CMT-hitsi.. Hitsauksen robotisointi paransi kannattavuutta Kun Joros Oy on siirtynyt veneiden kaiteista valmistuksesta valmistamaan teollisuudelle alihankinta-komponentteja, niin myös hitsaus menetelmät ovat muuttuneet. Hyppäsimme täysin tuntemattomaan. Prosessissa on erittäin vakaa valokaari ja tarkka prosessinhallinta. Pian törmättiin CMT-prosessiin, joka on MIG/MAG-lyhytkaarihitsauksen muunnos. Kun uskaltaa haastaa itsensä ja etsii uusia ratkaisuja, yritys pääsee varmasti seuraavalle tasolle. Apuun kutsutaan taivuttamaan katkaisu-tiimistä henkilöitä ja kun suma on purettu he palaavat katkaisutiimiin. Tällä hetkellä Joroksella on käytössä kolme robottihitsaussolua, joissa on käytössä CMT-tekniikka ja käyttäjien kokemuksien mukaan prosessin suurin hyöty ja on ollut roiskeeton hitsaus. Kaiteiden TIG-hitsien pitää näyttää elektrolyyttikiillotuksen jälkeen virheettömiltä. Samalla digitalisaatiota tuotiin vahvasti mukaan. Työn mielekkyys parani, ja lopulta tuotannon läpimenoajasta saatiin puolet pois. Tämä artikkeli on hieman muutettu versio Business Finlandin kotisivuilla (20.7.2018) olleesta tiedotteesta. Toni Pesonen Toimitusjohtaja Joros Oy toni.pesonen@joros.fi puh. [ www.hitsaus.net ] 2/ 20 20 15 aina samoilla paikoilla. Valmistettavat tuotantoerät vaihtelevat erittäin paljon ja se aiheuttaa haasteita, ettei synny tuotantoketjuun pullonkauloja
Näitä valmistuksen tieteitä olemme päässeet oppimaan Antti Piiraisen Quality Knowhow Karjalainen Oy johdolla. Modulointi liittyy tähän vahvasti. Tehdasfysiikka (Factory Physics) perustuu professori Wallace, J. Tämä parantaa materiaalien hallintaa vähentämällä odottavien osien määrää tuotannossa. Teoria on nuorempi kuin yksi sukupolvi. Ominaispiirrevaihtelun minimoimiseksi on telakalla käynnissä DFMA hanke (Design For Manufacturing and Assembly), jolla pyritään vaikuttamaan esimerkiksi tuotteen erilaisuuteen. [ www.hitsaus.net ] Ei ole mitään niin käytännöllistä kuin hyvä teoria Leanin sinänsä hyvän teorian (ajan vaihtelun hallinta) oppeja on lähdetty täydentämään Six-Sigma teorialla (ominaisuuksien vaihtelun hallinta). Ei siis ole sinänsä ihme, ettei tehdasfysiikkaa opeteta juurikaan missään yliopistosVirtaustehokkuus, resurssitehokkuus vaiko molemmat. Sen aikaisten onnistuneiden pilottien rohkaisemana päätimme jatkaa syvemmälle kaninkoloon. Lyhyet koulutukset eivät toki takaa sitä, että asiat olisivat kaikille kristallin selviä, mutta helpottavat huomattavasti asioista keskustelua ja kehityshankkeiden toteutusta teorian hyvin tuntevien kanssa. Näillä opinnoilla on ollut tarkoituksena yrittää selvittää, miksi jokin toimii ja missä olosuhteissa. Kysymys on siitä, miten päällikkö tai johtaja voi ennustettavasti saavuttaa suuren kassavirran, alhaiset kustannukset ja erinomaisen toimitusvarmuuden eli asiakaspalvelutason. Ensimmäinen painos kirjasta julkaistiin 1996 eli reilu 20 vuotta sitten. Keskeistä roolia tehdasfysiikassa näyttelevät läpimeno (TH, nopeus), keskeneräinen työ (WIP, kpl), jaksoaika (CT, aika) ja sekä jono, kuva 1. 2/ 20 20 16. Spearmanin vuonna 1988 käynnistämään tutkimukseen IBM:n piirilevytehtaan tuotannon tehostamiseksi. Tämän päälle on loistava mahdollisuus synkronoida eri operaatioiden tekniikat liiketoimintatavoitteiden saavuttamiseksi. Telakalla sovellettuna tämä tarkoittaa esimerkiksi kysynnän vaihtelun osalta sitä, että tuotantosuunnitelma ja tuotantoon vapautus erotetaan toisistaan. Hoppin ja tri Mark L. Kari Viklund Kun kirjoitin edellisen kerran Hitsaustekniikka-lehteen (1/2015), käsittelin Lean-toimintamallin käyttöönottoa Turun telakan runkotuotannossa. Käytössä olevat bufferityypit vaihtelua vastaan ovat: Varasto (materiaali odottaa), Aika (asiakas odottaa) ja Kapasiteetti (tekijä tai kone odottaa). Tähän voidaan soveltaa keinoja, joilla vaihtelua voidaan pienentää ja lisäksi keinoja, joilla vaihtelua vastaan voidaan suojautua, jotteivat suojat muodostuisi väkivaltaisesti (esimerkiksi ollaan myöhässä toimituksesta). Tämä on toteutettu hallitsemalla keskeneräisen työn määrää ja prosessivaiheiden välissä olevia buffereita imuohjauksen periaatteilla. Prosessiajan vaihteluun on panostettu parantamalla ennakkohuoltoja, vakioimalla työtapoja, mahdollistamalla sama osaaminen samaa työtä tekeville, jne. Tässä olisi kuitenkin avain tuottavuuden kehitysloikalle. Näitä suureita sitoo yhteen Littlen laki ja Kingmanin yhtälö. sa. Telakalla on nyt noin 200 henkilöä, jotka tuntevat tehdasfysiikan perusteet. Tieto, että erilaiset vaihteluelementit yrittävät jatkuvasti ”sabotoida” tekemistämme, on äärimmäisen arvokas, kuva 2. Viime vuosina näitä kahta vaihtelunhallintateoriaa sekä ohjausmetodeja ja teknologiaa yhdistävä tehdasfysiikka on avannut aivan uuden maailman. On helpottava tieto, että tuotannossa tapahtuville ilmiöille löytyy selitys (syy-seuraus) ja niihin on mahdollista vaikuttaa muutoinkin, kuin ”ampumalla lonkalta”
. Tästä syystä on ehkä ensin syytä valita virtaustehokkuus ja vasta sen jälkeen keskittyä resurssien tehokkaaseen käyttöön. Kuva 2. Vältä jonoutumista pienentämällä vaihtelutekijää Kingmanin yhtälöstä, jos et pysty tätä tekemään, voit käyttää WIP:iä suojaamaan vaihtelua, kunnes vaihtelua voidaan luetettavasti vähentää: . Keskeneräisen työn (WP), läpimenon (TH) ja jaksoajan (CT) väliset suhteet. Tässä on hyvä huomata, että nämä edellä mainitut vaihtelulajit vaikuttavat tuottamisen vaihteluun ja jokaisessa prosessivaiheessa. . [ www.hitsaus.net ] 2/ 20 20 17 Kuva 1. Kuten lukija varmaan huomasikin, oikotietä onneen ei ole. Liian pieni WIP (keskeneräinen työ) on yhtä huono, kuin liika WIP. Yksinkertaistettuna siis: . Kuitenkin varoituksen sana ennen kuin lähdet ”säätämään”, on syytä tutustua vaihtelun maailmaan ja operaatiotieteisiin. Laukaus lonkalta voi olla erittäin tarkka, kunhan vuosien kokemuksen omaava päällikkösi on varustettu käytännöllisen tieteen lisäksi riittävällä datan ja analyysin yhdistelmällä. Pidä keskeneräisen työn määrää optimitasolla siten, että ulostulon määrä (TH) ei kärsi. Kari Viklund Runkotuotannon kehitysosaston päällikkö Meyer Turku Oy kari.viklund@meyerturku.fi www.meyerturku.fi. . Älä pyri nostamaan käyttösuhdetta (resurssitehokkuutta, U) ilman, että pienennät vaihtelua, koska siinä tapauksessa jonoutuminen kasvaa. Pidä keskeneräisen työn määrää optimitasolla siten, että toimitusaika (CT) ei kärsi. Vaihtelu virtauksen suuntaan ja ominaispiirteen suuntaan. Tästä syystä vaihtelun ymmärtäminen on erityisen tärkeää. Mutta silti operaatiotieteiden avulla on mahdollista löytää paljon puhuttu PARAS KOMPROMISSI
Se vaatii resursseja ja monipuolista osaamista. Karvonen mainitsee yhteistyön oppilaitosten kanssa ja tästä aiheesta on teetetty viime vuonna opinnäytetyö, jonka aiheena oli tuotannon kehittäminen layoutin ja tuotannonohjauksen avulla. [ www.hitsaus.net ] Tämä artikkeli on osa artikkelisarjaa pk-yritysten kehittämistyöstä. ”Simetekin tuotelaatu on jo ennestään erinToiminnan kehittäminen joustavaksi on pk-yritysten kilpailuvaltti Simetek Works Oy Jenni Toivanen Hitsaavan pk-yrityksen tulee olla osaava, ammattitaitoinen, joustava, reagointikykyinen ja laatuun keskittyvä, jatkuvasti toimintaansa kehittävä luotettava yhteistyökumppani. Tuotannossa siisteys ja turvallisuus ovat tärkeä osa työn sujuvuutta ja käytössä on siisteysja järjestysindeksi sekä HSE-mittarit kuten läheltä-piti-tilanteet, tapaturmalaajuus ja sairauspoissaolot. sitä, että tarvittava tieto ja raaka-aineet ovat oikeaan aikaan oikeassa paikassa. Pk-yritykset ovat usein osa hitsaavaa verkostoa ja erilaisia vaatimuksia tulee niin tuotteiden kuin toiminnankin suhteen monesta eri suunnasta. Joidenkin asiakkaiden kanssa käydään myös vuosittain seurantapalaverit, joissa käsitellään yhteistyön sujuvuutta. Työssä tarkasteltiin yrityksen nykyisiä käytäntöjä ja arvioitiin niiden toimivuutta sekä verrattiin toimintatapoja vastaavassa tilanteessa oleviin yrityksiin. Simetek Works Oy on siis tunnistanut selkeän kehittämisen paikan omassa toiminnas2/ 20 20 18. Verkoston vaatimukset pk-yritysten suuntaan näkyvät myös Simetek Works Oy:ssä. Tämä tarkoittaa käytännössä mm. Niitä yrityksiä, joilla on kyky vastata liiketoiminnan haasteisiin kehittämällä jatkuvasti tuotantoa ja toimintaa, on kuitenkin vähän. Yrityksen laatua ohjaa standardin ISO 9001 mukainen toimintamalli ja sertifioidut ISO 3834-2 ja EN 1090-1 (EXC3) -standardit. Nämä asettavat peruslähtökohdan tuotteiden ja toiminnan vaatimuksille, mutta tiettyjen tuotteiden osalta asiakkaalla voi olla omia tai tuotestandardin asettamia lisävaatimuksia. Kuulostaa siltä, että pk-yritysten tulee olla verkoston supersankareita. Osa asiakkaista vaatii HSE-mittareiden raportointia kuukausittain. Toiminnan laadun kehitystä seurataan asiakaspalautteina sekä tarjouksista tilauksiksi -lukuina. Nämä tapaamiset ja palaute auttavat kehittämään toimintaa ja pitämään laatutason korkealla. Simetek Works Oy Siilinjärvellä Kuopion pohjoispuolella on pohtinut omaan toimintaansa soveltuvia kehittämistoimenpiteitä ja luo omaa laatumallia toiminnalleen. Hanketoiminnalla apua kehittämistyöhön Yrityksen kehittäminen on usein yhteydessä verkostossa tapahtuviin ilmiöihin. Tämä vaatimus on merkittäviltä osin vaikuttanut tilaus-toimitusketjun kehittämistarpeeseen”, kertoo tuotantopäällikkö Aki Karvonen. Yritys valmistaa projektiluontoisesti niin pieniä kuin isoja kokonaisuuksia asiakkailleen, joten arvovirtojen hallinta ja tilaus-toimitusketjun selkeyttäminen ovat tunnistettu selkeiksi kehityskohteiksi. ”Asiakkaiden vaatimuksista päällimmäisenä ovat jatkuvasti kiristyvät toimitusaikavaatimukset niin tarjousten kuin toimitustenkin suhteen. omaisella tasolla, mutta tällä hetkellä tärkein kehityskohde on prosessilaatu eli tuotannon sisäisen toimintalaadun ja sitä kautta tuottavuuden kehittäminen”, Karvonen jatkaa. Kaikilla hitsaajilla on painelaitedirektiivin vaatimukset täyttävät hitsaajan pätevyydet. Simetek Works Oy on mukana Teknologiamuutos hitsaavassa teollisuudessa -hankkeessa, missä tarkoituksena on kehittää yrityksen toimintaa vastaamaan toimintaympäristön teknologiseen muutokseen. Tuote täytyy saada nopeasti tilauksesta tuotantoon ja tavoitteena on, että tuote virtaa nopeasti tuotannon läpi sen jälkeen, kun se on otettu valmistukseen