Kohti automaattisia tehtaita

Digitalisaation myötä tuotannon ja valmistuksen tavat ja se miten valmistava liiketoiminta on organisoitu ovat tulossa murroskohtaan, joka ei ole pelkästään tekninen vaan myös ”sosiaalinen”. Historiallisesti katsottuna ensimmäiset massatuotantoon keskittyvät tehtaat syntyivät 1800-luvun puolivälissä, tarkoituksenaan tuottaa standardoitua, enemmän ja halvemmalla, ilman asiakaskohtaista tuotteiden räätälöintiä. Henry Ford lausui tähän liittyen lentävän lauseen: ”mikä tahansa asiakkaan valitsema auton väri on ok, niin kauan kuin se on musta”.

Fordinkin autotuotannossaan käyttöönottaman prosessiajattelun avulla työvaiheet voitiin pilkkoa niin pieniin osiin, ettei erikoistunutta osaamista työntekijöiltä enää vaadittu vaan (lähes) kouluttamattomat tavalliset ihmiset voitiin ottaa tuotantoprosessin osaksi. Ford kiihdytti auton valmistusta myös teollisuusautomaatiota käyttämällä – käytännössä hänen tehtaissaan otettiin käyttöön liukuhihnat.

Jyrki Savolainen

tutkijatohtori,
LUT-yliopisto

Mikael Collan

professori,
LUT-yliopisto

Fredrik Taylor (1856 – 1915) oli yksi ensimmäisistä, jotka sovelsivat ”tieteellistä menetelmää” tai ainakin tarkkaa ja harkittua analyysiä työn ja prosessien kirjaamisessa ja niiden mittaamisessa eri tavoin. Hänen tavoitteenaan oli maksimoida työntekijöistä ja prosesseista saatava teho mm. karsimalla ylimääräisiä fyysisiä liikkeitä työn tekemisestä sekä asettamalla työntekijöille tarkat tuotantotavoitteet aikayksikköä kohti. Suomalaisilla työpaikoilla nämä ei-niin-pidetyt työtehon mittaajat tunnetaan nimellä kellokallet. Se mitä Taylor teki vastaa nykyään toimintaa, joka yhdistetään muun muassa Lean ajatteluun ja mittareilla johtamiseen.

Teollisessa kontekstissa massatuotannon tuottamia skaalaetuja ja tayloristista tehokkuutta on suosittu, mikä on johtanut suurempien ja suurempien ja yhä kalliimpien tehdasinvestointien rakentamiseen, sekä työntekijämäärien kasvuun. Suuret tuotantolaitokset ovat paikkasidonnaisia ja valmistus perustuu toimivaan logistiseen järjestelmään, joka kuljettaa raaka-aineet tehtaalle ja valmiit tuotteet asiakkaalle. Varallisuus koneiden ja laitteistojen muodossa ja työpaikat ovat kiinteästi paikkaan sitoutuneita. Industrialismi eli teollistuminen ja sen osana fordismi on ollut länsimaisen teollisuusyhteiskunnan peruspilareita, joiden vaikutukset näkyvät siinä kehityskaaressa, joka moni valtio on teollisuuspaikkakuntien kasvun myötä myös sosiaalisessa mielessä elänyt. Tehokas tuotannon organisointi on luonut hyvinvointia ja työllisyyttä.

Siellä missä on vaurautta, on myös kysymys sen jakautumisesta ja tyypillisesti tämä kulminoituu voitonjakoon pääomapanoksen ja työpanoksen välillä. Siellä missä työpanoksen hinta ja siis osuus tuotosta on vuosien saatossa noussut, on tuotannon automaatio tullut korvaamaan työtä. Vuosien kuluessa alkaen yksinkertaisista mekaanisista koneista, jotka korvaavat ihmisen raskaissa käsitöissä ja ovat niissä ihmistä tehokkaampia, on automaatiossa menty kohti enemmän ”ajattelua” vaativia työvaiheita, eikä kehitykselle näy loppua.

Puhdas massatuotantomalli näki kulutustavaroiden osalta huippunsa 1970-luvun talousmuutosten myötä teollisuusmaissa, kun markkinat saavuttivat kyllästymispisteensä tuotteiden määrän osalta. Alkoi aikakausi, jota kuvaa tuotteiden kautta erottuminen, kuluttaja ostaa ei vain tuotetta, vaan haluamansalaisen tuotteen. Tuotantojärjestelmien osalta tilanne yhdistää korkean tuottavuuden tuotantoprosessin ja massakustomoinnin. Itse järjestelmät ovat pitkälle automatisoituja ja niitä hoitamaan riittää tyypillisesti hyvin palkattu, mutta kohtalaisen vähälukuinen määrä asiantuntijoita.

 

Idealisoidussa, ”täyden digitalisaation” skenaariossa mahdollistuisi aiempaa paremmin suurten asiakasjoukkojen palveleminen yhtäaikaisesti hyödyntämällä toisiinsa kytkettyjen koneiden verkostoja, jolloin yhden tuotantolaitoksen mittakaava ei mahdollisesti olisikaan enää talouden kannalta määräävä tekijä, vaan kannattavuutta haettaisiin yhä enemmän tuotevalikoimaa kasvattamalla ja nopeudella. 

Ehkä esimerkkinä hajautuneesta ja automaattisesta digitalisoidusta järjestelmästä, vaikkakin ilman fyysisiä koneita, voidaan pitää vastikään ulkomaille myytyä ruuan toimituspalvelu Woltia, jossa asiakkaiden tilaukset pilkkoutuvat automaattisesti verkoston pienimmille osapuolille toteutettavaksi. Periaatteessa samalla tavoin myös tuotantolaitteet olisivat datan avulla ohjattavissa mistä päin maailmaa tahansa. 

Hyödyntämällä keskenään yhteydessä olevien tuotantolaitteiden verkostoja voitaisiin etsiä automaattisesti kullekin tuotteelle sen optimaalinen toteutustapa millä tahansa ajanhetkellä lähimpänä asiakkaan fyysistä sijaintia. Yksi ratkaistava asia verkostoituneessa tuotantomallissa on riittävän laajan tuoteskaalan ja tuotantokapasiteetin varmistaminen, johon 3D-tulostus, eli lisäävä valmistus, voi olla yksi tulevaisuuden ratkaisu.

On toki selvää, että monien kokoluokaltaan suurten massatuotteiden osalta (esimerkiksi luonnontuotepohjaisen perusteollisuuden kuten puunjalostus) verkottunut valmistus ei luultavasti koskaan ole kilpailukykyinen vertailussa nykyisten keskitettyjen tuotantolaitosten kanssa. Kuitenkin keskeisenä teesinämme on, että osa tuotannollisesta toiminnasta automatisoituu ja siirtyy tulevaisuudessa keskitetyistä tuotantolaitoksista eli tehtaista kohti digitaalisesti ohjattuja pienempien tuotantoprosessien esimerkiksi yksittäisten 3D-tulostimien verkostoja.

 

Lähteet

Michelsen, K.-E., Collan, M., Savolainen, J., & Ritala, P. (2021). Changing Manufacturing Landscape: From a Factory to a Network. In C. M. Hussain & P. Di Sia (Eds.), Handbook of Smart Materials, Technologies, and Devices: Applications of Industry 4.0 (pp. 1–21). Springer International Publishing. 

Savolainen, J., & Collan, M. (2020). How Additive Manufacturing Technology Changes Business Models? – Review of Literature. Additive Manufacturing, 32, 101070. 

Savolainen, J., & Knudsen, M. S. (2021). Contrasting digital twin vision of manufacturing with the industrial reality. International Journal of Computer Integrated Manufacturing, 1–18. 

Collan, M., & Michelsen, K.-E. (Eds.). (2020). Technical, Economic and Societal Effects of Manufacturing 4.0 – Automation, Adaption and Manufacturing in Finland and Beyond. Palgrave Macmillan, Cham.

Tweet