Kuvituskuva teollisen simulaatiomallin suunnittelusta.

Savonia-artikkeli Pro: Simulaatiomallien suunnittelu alkaa alkukartoituksesta

Savonia-artikkeli Pro on kokoelma monialaisen Savonian asiantuntemusta eri aiheista.

This work is licensed under CC BY-SA 4.0Creative Commons logoCreative Commons Attribution logoCreative Commons Share Alike logo

Yleistetysti jokaiseen projektiin liittyy jonkintasoinen alkukartoitusvaihe, jonka tavoitteena on selvittää projektin lähtötietoja. Joissakin projekteissa tämä vaihe voi olla hyvinkin mittava, mutta mikäli lähtötiedot ovat jo valmiiksi olemassa, riittää että ne käydään läpi ja dokumentoidaan tarvittavalla tavalla. Alkukartoitus voidaan nähdä myös ns. ongelman määrittelynä, joka Max Kushin mukaan kuvaa eroa nykyisen ja halutun tilanteen välillä (Kush 2015, One Good Idea: The Statement Problem. Quality Progress).

Simulaatiomallit teollisissa prosesseissa -hankkeen keskiössä on rakentaa julkisia simulaatiomalleja sekä niitä tukevia toimintamalleja työelämälähtöisten case-tapausten pohjalta. Yksittäisiä case-tapauksia käydään läpi hankkeen aikana useita, joten jokainen case on pienempi osa isompaa kokonaisuutta. Hankkeen valmisteluvaiheessa konkreettinen työskentely jaettiin vaiheisiin, jotka ohjaavat yksittäisen case-tapauksen työskentelyä.

Kaaviossa simulaatiomallit teollisessa prosessissa hankkeen työpakettien vaiheistus.

Kuva 1. Simulaatiomallit teollisissa prosesseissa -hankkeen työpakettien vaiheistus. (Tanskanen, 2024)

Ensimmäisenä vaiheena on juurikin alkukartoitus, jonka pohjalta lähdetään rakentamaan simulaatiomallia sekä toimintamallia. Alkukartoitus on siis avainasemassa seuraavien vaiheiden onnistunutta toteutusta varten, ja se tarjoaakin ohjaavaa tietoa läpi case-aiheen. Alkukartoituksen tavoitteena on löytää yrityksen kehittämiskohteista sellainen, joka soveltuu simuloitavaksi, ja on riittävän yleismaailmallinen, eli sovellettavissa useisiin yrityksiin. Sopiva aihe simuloitavaksi on tyypillisesti prosessi tai järjestelmä, jossa on monimutkaisia vuorovaikutuksia, riippuvuuksia tai epävarmuustekijöitä, joita on vaikea hahmottaa ilman aputyökaluja tai perinteisten laskentatyökalujen avulla. Tällaisiin aiheisiin voi kuulua esimerkiksi tuotannon kapasiteetin ja pullonkaulojen analysointi, järjestelmien tehokkuuden arviointi tai uusien toimintamallien vaikutusten testaaminen ilman konkreettisia riskejä liiketoiminnalle.

Toinen tavoite on kerätä valittuun case-aiheeseen liittyvää tietoa yrityksen järjestelmistä. Kerättävän tiedon on oltava sellaista, jotta sen avulla voidaan kuvastaa tutkittavaa ongelmaa. Yksinkertainen esimerkki on toiminnanohjausjärjestelmiin tuotannosta kerättävä työaikatieto, joka kertoo kuinka kauan jonkin tuotteen tai sarjan valmistamiseen on kulunut aikaa. Vastaavasti järjestelmistä on myös saatavilla tieto, kuinka paljon siihen on suunniteltu käytettävän aikaa.

Seuraavaksi kerättyä tietoa analysoidaan, jotta tutkittavan asian käyttäytymistä voidaan tarkastella. Tässä vaiheessa kerätystä tiedosta koostetaan ja nostetaan esille tärkeimpiä tekijöitä tapaukseen soveltuvalla menetelmällä. Työaikatiedon suhteen voidaan esimerkiksi analysoida toteutuneen ja suunnitellun työajan eroa, ja miten tämä ero on vaihdellut toistuvissa töissä vuoden ajanjaksolla. Tätä voidaan sitten tarkastella esimerkiksi Pareton 80/20 periaatteella, tai lähteä jakamaan tuotteita luokkiin onnistumisen suhteen, jotta saadaan ymmärrys kuinka suuri osa tuotannosta tai tuotteista saadaan tehtyä suunnitellussa ajassa.

Simulaation alkukartoituksen prosessi.

Kuva 2. Simulaatio-casen alkukartoituksen prosessi. (Tanskanen, 2024)

Kun tietoa on saatu riittävästi analysoitua, eli on selkeä kuva tutkittavasta kohteesta tai sen ongelmasta, käytetään sekä kerättyä että analysoitua tietoa simulaatiomallissa. Tässä vaiheessa siirrytään siis kuvan 1. toiseen vaiheeseen, eli simulaatiomallin rakentamiseen.

Ennen lähtötietojen keräämistä ja analysointia, case-aiheen valinnan aikana, on muodostettu jo tavoitetila mitä halutaan simuloida. Tässä vaiheessa tavoitetta on hyvä tarkastella uudestaan, eli mitä tavoitteita simulaatiomallille asetetaan, ja mitä simuloinnilla halutaan saada selville. Hyvä analyysi kertoo paljon tutkittavasta asiasta, joten tässä vaiheessa asiaan on saattanut jo tulla uusia näkökulmia ja löydöksiä. Pelkkään analysointiin nähden simulaatiot tarjoavat astetta enemmän valitun aiheen tutkimiseen, ja erilaisten vaihtoehtojen läpikäymiseen. Simulaatiot tarjoavatkin tehokkaan mahdollisuuden erilaisten skenaarioiden, eli ns. ”mitä jos…?” tilanteiden läpikäymiseen, joista tulemme tässä hankkeessa julkaisemaan konkreettisia esimerkkejä.

Hyvä ja huolellinen alkukartoitus, sisältäen lähtötietojen keräämisen ja analysoinnin, ovat siis avainasemassa tämän kaltaisten case-tyyppisten projektien onnistuneeseen toteuttamiseen. Samat periaatteet pätevät tietenkin lähestulkoon kaikkiin projekteihin, joissa ratkotaan case-tyyppisiä ongelmia erilaisilla menetelmillä. Simulaatiomallit teollisissa prosesseissa -hankkeen etenemistä voi seurata hankkeen kotisivuilta https://sitepro.savonia.fi

Kirjoittaja:

Ari Tanskanen, TKI-asiantuntija