Modernin konepajatuotannon kilpailukyky rakentuu useiden toisiinsa kytkeytyvien tekijöiden varaan. Keskeisessä roolissa ovat muun muassa suorituskykyiset lastuavat työkalut ja dataa hyödyntävä prosessinohjaus.
Digitalisaatio ja automaatio ovat siirtyneet konepajateollisuudessa yksittäisistä kehityshankkeista koko toimialan toimintalogiikkaa muuttaviksi tekijöiksi. Digitalisaation ja automaation avulla konepajat voivat optimoida prosessejaan ja vastata samalla asiakkaiden laatuvaatimuksiin.
Digitalisaatio tuo prosessiin jatkuvan optimoinnin mahdollisuuden. Prosessista kerätty data kertoo, mikä toimii ja miten prosessia voidaan kehittää. Samalla syntyy läpinäkyvyys kustannuksiin ja energiankulutukseen.
Automaation näkökulmasta ratkaisevaa on, että lastuava prosessi käyttäytyy ennakoitavasti: työkalujen kesto on vakioitua, lastunmuodostus pysyy hallittuna ja jäähdytys sekä voitelu kohdistuvat täsmällisesti niihin kohtiin, joissa lämmönsiirtoa tarvitaan.
”Teknologinen kehitys avaa
alalle uusia ratkaisuja.
Teknologinen kehitys avaa alalle uusia ratkaisuja. Esimerkiksi 3D-tulostetut työkalurungot mahdollistavat rakenteiden keventämisen sekä työstönesteen ohjaamisen aivan teräsärmän tuntumaan, mikä tukee sekä prosessin hallintaa että energiataloutta.
Viime vuosina älykäs ohjaus on noussut keskeiseksi osaksi tätä kokonaisuutta. Sensoripohjaiset ja adaptiiviset järjestelmät seuraavat työkalun kuormitusta, värähtelyä ja lämpötilaa reaaliajassa ja kykenevät säätämään parametreja ilman käyttäjän työpanosta.
Digitalisaation myötä myös liiketoimintamallit muuttuvat. Työkaluja ei nähdä ainoastaan kulueränä, vaan osana prosessin kokonaisoptimointia, jonka tuoma lisäarvo näkyy läpimenoajoissa, käytettävyydessä ja kustannusten hallinnassa. Optimoidut työkaluratkaisut auttavat saamaan koneinvestoinneista täyden hyödyn.
Tämä avaa mahdollisuuksia palvelupohjaisille ratkaisuille, joissa optimointi, seuranta ja työkalujen elinkaaren hallinta muodostavat asiakkaalle lisäarvoa tuottavan kokonaisuuden.
Data tekee lastuamisesta ennakoitavaa
Automaattiset prosessit asettavat lastuaville työkaluille tiukat vaatimukset. Prosessin on toimittava ennakoitavasti, jotta työkalu käyttäytyy samalla tavalla kappaleesta ja ajosta toiseen. Lisäksi toiminnallisuuden ja kestoiän on oltava tasaisella ja luotettavalla tasolla sekä työkalun tai terän vaihdettavuuden oltava hyvä.
Nämä vaatimukset näkyvät työkalujen tuotekehityksessä. Viime vuosina lastuavien työkalujen ominaisuuksia on kehitetty siten, että lastuamisneste pystytään tuomaan suoraan teräsärmään. Tämä parantaa terän kestoa ja itse työstötapahtumaa. Myös työkalujen käytettävyyteen on panostettu.
”Työkalujen kehittämisessä on noustu aivan uudelle tasolle 3D-tulostamisen myötä. Työkaluja voidaan valmistaa uudella tavalla ja jäähdytysneste voidaan ohjata täsmällisesti juuri sinne, missä sitä tarvitaan. Lastuavan työkalun rakennetta voidaan myös keventää esimerkiksi lisäämällä ainetta vain sinne, missä sitä tarvitaan toiminnallisuuden takia”, kertoo toimitusjohtaja Simo Luotonen Iscar Finland Oy:stä.
Additiivinen valmistaminen ei keskipitkällä aikavälillä korvaa perinteisiä työkalujen valmistusmenetelmiä, mutta sen rooli kasvaa nopeasti. 3D-tulostamisen myötä työkaluihin voidaan luoda sellaisia muotoja ja toiminnallisuutta, joita ei voida tuottaa perinteisillä menetelmillä.
”3D-tulostus toimii ennen kaikkea täydentävänä menetelmänä: se tuo suunnitteluun vapauksia ja mahdollistaa rakenteita, joilla parannetaan asiakkaan prosessin suorituskykyä”, Luotonen sanoo.
”Työkalujen kehittämisessä on noustu
aivan uudelle tasolle
3D-tulostamisen myötä.
Dataan perustuva työkalusuunnittelu
Digitalisaatio näkyy työkalutoimittajien arjessa ennen kaikkea siinä, että asiakkaalle tarjotaan keinoja hyödyntää jo olemassa olevaa tietoa. Työkaluista ja kokoonpanoista on saatavilla sähköisiä malleja, jotka voidaan ladata suoraan simulointiohjelmistoihin prosessin suunnittelua varten.
”Tarjoamme asiakkaidemme käyttöön työkalunvalitsimen, joka auttaa sovittamaan materiaalin, sovelluksen ja työkalutyypin yhteen ja antaa lähtöarvot lastuamisparametreille. Tällaisten työkalujen rooli on vahvistunut yritysten henkilöresurssien pienentyessä, koska ne tukevat päätöksentekoa ja vähentävät virheitä”, Luotonen kertoo.
Myös varastonhallintajärjestelmät ovat nousseet keskeiseksi keinoksi hallita työkalujen elinkaarta ja tuotannon kustannuksia. Järjestelmien avulla voidaan seurata työkalujen kulutusta, käyttöastetta ja prosessien kustannusrakennetta, mikä auttaa tunnistamaan prosessin kehityskohteet.
”Varastonhallinnan tehostuminen näkyy asiakkaille erityisesti parempana saatavuutena, vähentyneinä häiriöinä ja tarkempana kustannusohjauksena”, sanoo Luotonen.
Optimointi vähentää ympäristökuormaa
Prosessin optimoinnilla on suora vaikutus sekä konepajan hiilijalanjälkeen että energiankulutukseen. Kevyesti leikkaavat työkaluratkaisut pienentävät energiankulutusta ja keventävät kuormitusta työstökoneille, mikä vaikuttaa myös koneiden elinkaareen.
”Yritykset seuraavat nykyisin paljon tarkemmin tuotantonsa energiankulutusta ja ympäristövaikutuksia. Optimoidut tuotantoratkaisut tukevat sekä kustannustehokkuutta että ympäristötavoitteita”, Luotonen toteaa.
”Varastonhallintajärjestelmät
ovat nousseet keskeiseksi keinoksi
hallita työkalujen elinkaarta.
Tuottavuuden kasvattamisen suurin potentiaali liittyy tiedon hyödyntämiseen. Kun koneistuksen kustannusrakenne on tiedossa ja ratkaisuja testataan olennaisimpiin töihin systemaattisesti, tuottavuutta ja kannattavuutta voidaan parantaa merkittävästi. Varsin pienelläkin investoinnilla voidaan saavuttaa merkittäviä parannuksia, kunhan ymmärretään läpimenoajan merkitys ja oikea konekustannus.
”Olisi hienoa, jos konepajateollisuudessa uskallettaisiin heittäytyä ja ottaa myös hallittuja riskejä. Kehittymisen halu varmistaa, että pystymme pysymään kehityksen kärjessä”, sanoo Luotonen.
Prosessien optimoinnin lisäksi osaamisen kehittäminen on konepajateollisuudessa keskeinen menestystekijä. Ala muuttuu nopeasti ja henkilöstön on pystyttävä omaksumaan uusia teknologioita ja päivittämään toimintatapojaan. Yhteistyökumppaneiden tarjoama asiantuntemus voi tuoda uusia näkökulmia prosessien kehittämiseen.
”Ihmiset ovat yrityksen tärkein voimavara, joten heidän osaamiseensa ja hyvinvointiinsa kannattaa investoida kaikilla tasoilla aina johdosta koneistajiin”, Luotonen sanoo.
Teksti: Petri Charpentier
