Rohkeutta, rohkeutta, rohkeutta!

Osallistuin toukokuun lopulla Tampereella järjestettyyn Manufacturing Performance Days –tapahtumaan (MPD 2017). Tuo tapahtuma on vuosien varrella kasvanut eurooppalaisessa mittakaavassa katsottuna merkittäväksi valmistavan teollisuuden tilaisuudeksi, jossa näkee, missä ala menee ja erityisesti mihin se on menossa. Tänä vuonna tuossa visionäärisessä tapahtumassa oli osallistujia yli 800 ja he tulivat 27 eri maasta.

Olen saanut seurata teknologiateollisuuden kehitystä 30-vuoden ajan useista eri näkökulmista useissa eri rooleissa ja organisaatioissa. Istuttuani kaksi päivää MPD-tapahtuman luennoilla ja tutustuttuani tapahtuman näyttelyalueen yritysten ständeihin havahduin kolmeen asiaan, jotka jysähtivät päälle oikein kunnolla. Koskaan aiemmin työurani aikana 1) teknologinen kehitys ei ole ollut niin nopeaa kuin nyt, 2) asiat ole olleet niin kompleksisia kuin nyt, ja 3) suomalaisten yritysten teknologinen kilpailukyky suhteessa eurooppalaiseen kärkeen ei ole ollut niin kapealla pohjalla kuin nyt. Nämä havaintoni eivät pohjaudu pelkästään MPD:ssä näkemääni ja kuulemaani. Nuo kaksi päivää vain kypsyttivät takaraivossa pitkään muhineet ajatukset.

Koskaan aiemmin ei teknologinen kehitys ole ollut niin nopeaa kuin nyt

Työurani alussa totuin siihen, että uuden teknologian kypsyminen T&K:sta käytäntöön (siis markkinoille) vei tyypillisesti 5-10 v. Digitalisaatio on lyhentänyt T&K aikaa rajusti. Tämä on tapahtunut monen tekijän summana. Digitaalisen suunnittelun avulla voidaan nykyään toteuttaa muutamassa viikossa sellaisia vaiheita, joihin ennen meni protoillessa helposti vuosi tai pari. IT on helpottanut ja nopeuttanut monella tapaa tutkijoiden ja tutkimusryhmien välistä yhteydenpitoa ja tiedonvaihtoa, jne.

Koskaan aiemmin eivät asiat ole olleet niin kompleksisia kuin nyt

Ennen tuotteet olivat pelkästään rautaa tai muuta fyysistä, kosketeltavaa ainetta. Nyt ne ovat enenemässä määrin kyber-fyysisiä järjestelmiä, joissa fyysinen ja digitaalinen maailma ovat sulautuneet toisiinsa. Tämän lisäksi yritysten business-logiikka on muuttumassa. Kuten Koneen Henrik Ehrnrooth totesi puheenvuorossaan, ennen Kone keskittyi valmistamaan ja myymään hissejä, joissa oli hienoja ominaisuuksia. Nyt he keskittyvät ratkomaan ihmisten liikkumiseen liittyviä ongelmia rakennusten sisällä niin, että asiakkaat kokevat liikkumisen mahdollisimman miellyttäväksi. Asiakkaista on tullut integraali osa yrityksen järjestelmää, mikä vaikuttaa yrityksen kaikkeen tekemiseen.

Suomalaisten yritysten teknologinen kilpailukyky on kapealla pohjalla

Kymmenen vuotta sitten suomalaisille yrityksille oli tyypillistä se, että niiden teknologiapohja oli korkea niin tuotteissa kuin tuotannossa ja yrityksissä oli hyvä draivi. Vuoden 2008 finanssikriisi oli tässä monella tapaa käännekohta. Useimmissa maissa finanssikriisiä seurannut notkahdus yritysten toiminnassa jäi lyhytaikaiseksi, ja rohkea investointien ja uudistumisen tie palautui yrityksissä nopeasti normaalille tasolle. Suomessa taas tuntuu useimmissa yrityksissä olevan edelleen käsijarru päällä, kun puhutaan investoinneista tulevaisuuteen ja liiketoiminnan uudistamisesta. Yrityksissä ikään kuin tunnutaan odoteltavan parempia aikoja.

Toki meillä on yrityskentässä tähän poikkeuksia. On yrityksiä, jotka ovat jatkaneet panostusta teknologiseen ja liiketoiminnalliseen uudistumiseen ja tätä kautta ylläpitäneet kilpailukykyä suhteessa kansainvälisiin kilpailijoihin. Näitä yrityksiä tuntuu nyt vain olevan vähemmän kuin vielä 10 vuotta sitten. MPD:ssä olin erityisen ilahtunut parista 3D-tulostusalan start-upista, jotka olivat tapahtumassa rohkeasti esillä omalla persoonallisella tarjoomallaan. Toivotaan, että heidän rohkeus palkitaan markkinoilla.

Rohkeutta tekemiseen

Rohkeus nähdäkseni onkin avainsana siihen, mitä suomalainen yrityskenttä, erityisesti pk-sektorilla, tarvitsee tällä hetkellä. Rohkeutta uudistaa liiketoimintaa ja liiketoimintamalleja. Rohkeutta investoida osaamiseen ja uuteen teknologiaan. Rohkeutta tehdä nopeita kokeiluja markkinoilla. Nopeilla kokeiluilla onkin alun perin tarkoitettu radikaalisti uusien tuotteiden ja palvelujen rohkeaa tuomista markkinoille niiden testattavaksi, ja nopeaa reagointia markkinoilta saatuun palautteeseen. Otetaan siis mallia vanhojen yrittäjiemme rohkeudesta, mutta päivitetään toimintatavat 2020-luvun vaatimuksiin. Rohkeutta, rohkeutta, rohkeutta!

Jaakko Paasi

Jaakko Paasi, Johtava tutkija, VTT Oy

Industry 4.0, Factories of Future ja ISO 9001 – Valmistaminen ja mittaaminen murroksessa

Teollinen valmistaminen on ollut jo pitkään muutoksen kourissa. Ensin valmistus siirtyi laajalti Aasiaan. Nyt uudet trendit kuten Industry 4.0 ja Factories of Future muovaavat ajattelua ja uusien valmistuslinjojen suunnittelua. Samaan aikaan Euroopassa ja USA:ssa yritykset ja poliitikot kamppailevat modernin teollisen valmistamisen palauttamiseksi takaisin vanhoihin teollisuusmaihin. Kaikista vanhoista teollisuusmaista valmistaminen ei ole tosin suuressa mittakaavassa lähtenytkään. Muun muassa Saksa on jopa kasvattanut teollista valmistamista tällä vuosituhannella. Saksan kilpailuetu moneen muuhun eurooppalaiseen maahan verrattuna on erinomaisena koettu laatu, josta ollaan oltu valmiita maksamaan hieman ylimääräistä. Saksalaiset ovatkin tunnettuja tarkkuudestaan ja laatuajattelustaan.

Tulevaisuuden älykkäiden tehtaiden ajatellaan koostuvat laitteista, jotka kommunikoivat keskenään ja ihmisen kanssa reaaliaikaisesti internetin yli. Tiedonsiirtoa ja keskustelua käydään tuotannon ohessa myös arvoketjussa ylös- ja alaspäin parhaimmillaan aina asiakkaalle asti. Robottien ja muiden automatisoitujen valmistussolujen seassa on iso määrä erilaisia antureita ja mittalaitteita, joiden tietoa käytetään valmistuksen laadun seuraamiseen ja tuotantoparametrien ohjaamiseen. Teollisuuskonsulttitalo Frost & Sullivan monien muiden ohella uskoo, että on tapahtumassa paradigman muutos: mittaaminen siirtyy enenevässä määrin pois perinteisistä tehtaan mittaushuoneista linjalla tehtäviin automaattisiin ns. inline-mittauksiin.

Miksi tuotantoa tai tuotteita ylipäätään mitataan? Perimmäinen syy on tietysti tuotannon laadun seuraaminen ja ylläpito. Toimiva laadunhallinta tarkoittaa sitä, että ulkoiselle tai sisäiselle asiakkaalle saadaan valmistettua tuotteita, jotka täyttävät tuotespesifikaatiot, joilla ne on tilattu. Ei tehdä ylilaatua mutta pidetään asiakasreklamaatiot minimissään. Mistä toimiva laadunhallinta taas koostuu? Konepajateknisessä valmistuksessa laatu lähtee työstökoneiden (kuten koneistuskeskusten, jyrsin- tai avarruskoneiden, ym.) varmistetusta koneistustarkkuudesta, joka koostuu muun muassa asteikkojen, liike- ja kohtisuoruusvirheiden mittauksesta ja kompensoinnista. NC-ohjattujen työstökoneiden, tehtävänä on tuottaa vuodesta toiseen tasalaatuisia kappaleita. Siksi koneiden laaduntuottokykyä on seurattava säännöllisesti ja konkreettisesti. Tämän lisäksi tarvitaan täydentävää tuotantoa seuraavaa mittausta esim. kriittisten mittojen tarkastamista linjalla tai mittaushuoneessa.

Tulevaisuuden tehtaissa pyritään mittaaminen integroimaan tuotannon oheen nopean ja joustavan toiminnan mahdollistamiseksi. Tällöin mittalaitteet ovat joko räätälöityjä tiettyä tarkoitusta varten tai ne ovat monikäyttöisiä kullekin tuotetyypille erikseen ohjelmoituja linjalle sijoitettuja laitteita esim. koskettavia tai optisia koordinaattimittauskoneita.

Mittaaminen on siis elintärkeää tehtaan tai konepajan tuotantokyvyn ylläpidolle ja laadunhallinnalle nyt ja tulevaisuudessa oli kyse sitten modernista integroidusta mittaussolusta tai perinteisemmästä mittaamisesta. Mittausten tulosten perusteella tehdään päätöksiä tuotannon parametreista tai vaikkapa valmistustavan valinnasta. Päätetään myös se, että ovatko jo valmiit tuotteet spesifikaatioiden mukaisia, vai pitäisikö niitä muokata vai jopa täysin hylätä. On siis tärkeää, että mittaustulokset, joihin päätökset perustuvat, ovat mahdollisimman oikeita.

Isot yritykset tahtovat, että alihankkijat pystyvät toimittamaan tasaisesti halutun laatuista tuotetta. Yleinen tapa varmistaa tämä on päähankkijan suorittama alihankkijan auditointi. Auditoinnissa käydään läpi alihankkijan laadunhallintajärjestelmä ja tarvittaessa puututaan siinä havaittuihin puutteisiin. Yksi vaihtoehto auditoinnille on alihankkijan ylläpitämä sertifioitu laatujärjestelmä esim. ISO 9001. Tällöin sertifioijan tehtävänä on tarkistaa, että alihankkijan toimintatavat täyttävät ISO 9001 -vaatimukset.

Mitä ISO 9001 sitten sanoo mittausten laadunvarmistamisesta; vuonna 2015 päivitetty ISO 9001 kohdassa 7.1.5.2 hieman epämääräisesti seuraavaa:

Jos mittausten on vaatimusten mukaan oltava jäljitettäviä tai jos organisaatio pitää jäljitettävyyttä olennaisena osana mittaustulosten paikkansapitävyyden varmistamista, mittauslaitteet on  a) kalibroitava tai todennettava tai sekä kalibroitava että todennettava joko määräajoin tai ennen käyttöä verraten mittanormaaleihin, jotka ovat jäljitettävissä kansainvälisiin tai kansallisiin mittanormaaleihin. Jos tällaisia mittanormaaleja ei ole, kalibroinnin tai todentamisen perusteet on säilytettävä dokumentoituna tietona. ” jne.

Tässä standardin tekijöiden muotoilu on hieman epäonnistunut. Kohdan alun voi joku tulkita jopa niin, että jäljitettävä mittalaitteiden kalibrointi ei ehkä olisikaan pääsääntöisesti tarpeen vaan vasta, jos harkinta niin osoittaa. Kyseessä voi olla myös suomennoksen tuoma sävyero.

Milloin mittausten on vaatimusten mukaan oltava jäljitettäviä? Tai milloin organisaatio ei pitäisi jäljitettävyyttä olennaisena osana mittaustulosten paikkansa pitävyydelle? Valmistaja ja asiakas voivat tietysti aina sopia, että jonkin oleellisen parametrin mitta-asteikko on verrannollinen erikseen sovittuun referenssiin tai teollisuuden de facto -mittanormaaliin. Näin tapahtuu monesti etenkin paperi- ja puolijohdeteollisuudessa. SI-yksiköiden sijaan käytetään vaikkapa erillisestä asiakkaan omasta ns. golden-standardista johdettuja yksiköitä. Tämä varmistaa, että tilattu tuote on yhteensopiva asiakkaan muiden tuotantovaiheiden tai komponenttien kanssa. Tapauksessa, jossa asiakas on tilannut konepajalta ISO GPS -standardien mukaisilla piirustuksilla komponentteja, tilanne on toinen. Tällöin on sisäsyntyisesti vaatimuksena (ISO 14253), että mittaukset komponenttien dimensioiden tarkastuksessa ovat jäljitettäviä kansallisiin tai kansainvälisiin SI-mittayksiköihin. Tämä on ainoa tapa olla varma, että komponentit sopivat myös muilta alihankkijoita tulleiden osien kanssa yhteen. Pääsääntönä voidaan todeta, että jos tuotteen dimensioille tai muille ominaisuuksille on annettu toleranssit SI-yksiköissä, niin on olemassa vaatimus mittausten jäljitettävyydelle SI-mittayksikköjärjestelmään. Tämä toteutuu ainoastaan käyttämällä säännöllisesti virallisessa kalibrointilaboratoriossa kalibroituja mittalaitteita. Virallisia kalibrointilaboratorioita Suomessa ovat VTT MIKES ja akkreditoitujen laboratoriot.

Tulevaisuuden tehtaissa vaatimukset ovat aivan samat. Jos mittauksin tarkistetaan toleroituja ominaisuuksia, on mittaaminen aivan turhaa, elleivät anturit tai mittalaitteet ole jäljitettäviä. Inline-mittauksia varten on olemassa monia erilaisia tapoja jäljitettävyyden luomiseen. Ehkä yksinkertaisin on hyvin karakterisoidun referenssikappaleen käyttö mittalaitteen asetuksessa.

Jokin aika sitten nuori Aalto-yliopiston tutkija kertoi meille erään tehtaanjohtajan sanoneen, ettei tämä välitä jäljitettävyydestä tippaakaan. Ehkä näin tällä hetkellä, mutta johtajan mieli kyllä muuttuu viimeistään silloin, kun asiat alkavat mennä pieleen ja asiakaspalautukset ja reklamaatiot kasvavat. Olisikohan saksalaisen teollisuuden menestyksen salaisuus juuri johtajien suhtautuminen laadunvarmistukseen ja mittauksiin. Ehkäpä uskottava ja toimiva laadunvarmistus jäljitettävien mittausten kera on juuri se pieni kilpailukyvyn lisäys, jolla tiukat tarjouskilpailut itäeurooppalaisten ja aasialaisten tuottajien kanssa saadaan kääntymään suomalaisen teollisuuden voitoksi.

VTT MIKESin asiantuntijoilta saa lisätietoa GPS standardeista, laatujärjestelmistä, inline-mittaamisesta, kalibroinneista ja jäljitettävyydestä.

antti lassila

Tutkimusryhmänvetäjä TkT Antti Lassila, VTT Oy