Simulaation hyödyntäminen autonpurkulinjaston konseptoinnissa
Euroopan unionin uusi kiertotalousasetus tulee muuttamaan romutettavien autojen kierrätysprosessia merkittävästi, kun pakollisten poistettavien osien ja materiaalien määrä kasvaa, digitaalisen tiedon ylläpito lisääntyy ja alan toimijat vaativat toimiluvat autojen kierrätyksestä vastaamiseen. Asetus tulee vääjäämättä asettamaan vaatimuksia nykyisille romuttamoille. Uusien autopurkuun liittyvien vaatimusten myötä alalla valmistaudutaan mukauttamaan nykyisiä prosesseja uusien lakien täyttämiseksi.
Opinnäytetyön tarkoitus oli tarkastella uuden asetuksen vaatimuksia, laatia konseptimalli autonpurkuprosessista linjastomuotoisena kokonaisuutena ja rakentaa mallista simulaatio analysointia varten. Konseptimalli rakennettiin Tecnomatix Plant Simulation -ohjelmistolla ja tavoitteena oli havaita suunnitellun linjaston pullonkauloja, arvioida työvoiman tarvetta tavoiteltuun vuosituotantoon ja suorittaa tarvittavia optimointeja tuotannon tehostamiseksi. Simulaatiomallin pohjatietoina käytettiin kevään 2026 aikana järjestetyn purkudemon työvaiheita, työvaiheiden kellotettuja aikoja ja yhteistyöyrityksen suunnitteleman laajennuksen työtilan mittoja sekä uutta vuosituotantoa. Alustavan konseptin kannalta oli oleellista keskittyä purkamaan auto asetuksen pykäliä tarkasti noudattaen, jotta saadaan selvitettyä vaatimustenmukaisen purkuprosessin luonne käytännössä. Opinnäytetyössä arvioitiin suunnitellun konseptin toimivuutta sekä simuloinnin hyödynnettävyyttä purkulinjaston suunnittelun työkaluna.
Purkudemosta kerätyt työajat analysoitiin videotallenteilta ja data jalostettiin tehokkaaseen ja tehottomaan työaikaan.
Purkudemosta kerätyt työajat analysoitiin videotallenteilta ja data jalostettiin tehokkaaseen ja tehottomaan työaikaan. Tavoitteena tällä vaiheella oli kuvantaa työn siirtymistä kiinteältä työpisteeltä liikkuvaan linjastomaiseen ratkaisuun, jolloin tarvittavat työvälineet ovat valmiina työvaiheissa, työntekijöiden välillä ei ole ylimääräistä neuvottelua ja siirtymiset sekä ongelmatilanteet voidaan mallintaa simulaation omilla työkaluilla. Alustavasti purkudemon pohjalta jo tiedettiin kojelaudan poiston olevan pullonkaula, mikä yksinään työvaiheena oli selvästi pisin kaikista. Demossa purettu kojelauta haluttiin purkaa ehjänä, mikä päätyy vääristämään simulaation kykyä kuvantaa todellisia tilanteita, kun jokaisesta autosta kojelautaa ei ole välttämätöntä purkaa yhtä tarkasti. Vastaavia yksityiskohtia konseptin suunnittelussa simulaatiomaailmaan tuli opinnäytetyön edetessä muitakin. Asioita ja tilanteita, mihin ei ole saatavilla varmaa dataa todellisuudesta ja näitä tekijöitä pitää siten arvioida tai soveltaa sopivalla tavalla. Näitä tilanteita olivat mm. auton punnitus linjastolla, auton liikuttelu linjastolla, tiettyjen osien satunnainen poisto, linjastolla tarvittavien nostojen määrä. Osaan näistä tekijöistä käytettiin omia arvioita ja toisiin satunnaismuuttujia simulaatiota ohjaavassa koodissa.
Simulaatiokonseptia luotaessa on tärkeää pystyä rajaamaan tutkittavan muuttujan suhteen vain tärkeimmät tekijät ja kuvantaa ne simulaatiossa
Nämä tekijät nostivat esiin huolen simulaation validoinnista eli kuinka luotettavia simulaation tulokset ovat, kun niitä ei voida verrata suoraan todelliseen tuotantolinjaan. Simulaatiokonseptia luotaessa on tärkeää pystyä rajaamaan tutkittavan muuttujan suhteen vain tärkeimmät tekijät ja kuvantaa ne simulaatiossa. Simulaatiomallia tulee pystyä pelkistämään riittävästi, mikä tarkoittaa kaiken ylimääräisen tiedon poistamista. Hyvä ja toimiva simulaatio tarvitsee erittäin paljon dataa, mistä on poimittu halutun lopputuloksen saavuttamiseksi vain kaikki kriittinen tieto. Riittävän pelkistämisen taso on taito, jonka simulaation mallintaja kehittää kokemuksen kautta.
Riittävän pelkistämisen taso on taito, jonka simulaation mallintaja kehittää kokemuksen kautta.
Simulaatiomalli rakennettiin mallintamalla linjastolla jokainen erillinen työvaihe, mitkä sisällytettiin videoanalyysin perusteella tehokkaana työnä osaksi konseptia. Monet vaiheista olivat rakenteeltaan hieman erilaisia toisiinsa nähden, ja vaiheissa oli keskimäärin jopa kymmenkunta työtä omien säätöjensä kanssa. Mallin toimiessa jatkuvatoimisena, siitä saatiin kerättyä alustavia analyysejä. Näiden tulosten pohjalta malliin tehtiin muutoksia työntekijöiden tehokkuuden parantamiseksi sekä pullonkaulojen poistamiseksi. Mallilinjastolla otettiin käyttöön välivarastoja sekä rinnakkainen linja ruuhkautumistilanteita varten. Lopullisessa versiossa käytettiin ruuhkalinjoja purkamaan pullonkauloja ja näillä linjoilla työskenteli työntekijät, joilla todettiin olevan eniten odotteluaikaa. Vaiheiden, ruuhkalinjojen ja välivarastojen logiikkaa ohjattiin itse laaditun koodin avulla, mikä rakennettiin toimimaan linjaston halutun ohjauksen mukaisesti.
Simulaation suurimpia hyötyjä suuren hankkeen suunnittelussa on merkittäviä investointeja vaativien laitosten hahmottelu virtuaalisessa ympäristössä
Simulaation suurimpia hyötyjä suuren hankkeen suunnittelussa on merkittäviä investointeja vaativien laitosten hahmottelu virtuaalisessa ympäristössä. Kun tarvitaan lisää laitteita, henkilöstöä tai tilaa, simulaatioon ne ovat huomattavan paljon helpommin ja nopeammin lisättävissä, kuin todelliseen ympäristöön. Simulaatiolla voidaan myös kuvata paremmin satunnaisesti tapahtuvia asioita, mihin tavallinen taulukkolaskenta ei ole riittävä työkalu. Toisaalta simulaatiolla on myös varjopuolensa, kuten hyödynnettävyys ja luotettavuus, jotka riippuvat datasta ja mallin tekijästä. Tässä työssä mallin monimutkaisuus kasvoi nopeasti ja siten simulaation loogisen ohjauksen kanssa esiintyi paljon haasteita. Työntekijöiden työskentely halutussa paikassa ja järjestyksessä loi valtavasti ongelmia, mikä päätyi myös rajoittamaan analyysien tekoa työvoiman tarpeesta tavoiteltuun lopputulokseen.
Toisaalta simulaatiolla on myös varjopuolensa, kuten hyödynnettävyys ja luotettavuus, jotka riippuvat datasta ja mallin tekijästä
Opinnäytetyö sai onnistuneesti laadittua konseptimallin autonpurusta linjastomaisena ratkaisuna sekä luotua toimivan simulaation esityksestä. Suunniteltu ratkaisu ei ollut analyysien perusteella riittävä yhteistyöyrityksen tarpeisiin sellaisenaan ja työn pohjalta tehtiin arvio mahdollisista muokkauksista konseptiin sekä jatkotutkimuskohteista. Käytetyt keinot linjaston tehokkuuden optimointiin, kuten ruuhkalinjat ja välivarastot, osoittautuivat kuitenkin erittäin toimiviksi. Simulointiohjelmistojen käyttö vastaavissa hankkeissa koettiin erittäin hyödylliseksi, mutta sen todetaan vaativan paljon luotettavaa dataa, osaavan ohjelmoijan ja riittävästi aikaa toimivan mallin rakentamiseksi. Arvokkaan tiedon luomiseen simulointi on hyvä menetelmä, mutta iso hanke myös itsessään.
Lähde
Reunanen, N. 2026. Turun ammattikorkeakoulun opinnäytetyö.
Kuva: Adobe Stock