Tuotekehityksessä on usean vuosikymmenen ajan hyödynnetty 3D CAD-ohjelmistoja (Computer-Aided Design), joilla on voitu suunnitella koneista ja laitteista tarkkoja digitaalisia 3D-malleja. Näihin 3D-malleihin on voitu sisällyttää erilaisia valmistukseen liittyviä ominaisuuksia, kuten materiaalitietoja. Kuitenkin varsinainen tuotemäärittely, jossa on määritelty osan ja kokoonpanonkin valmistamiseksi tarvittavat yksityiskohtaiset tiedot, on täytynyt ilmoittaa erillisissä valmistus- ja kokoonpanopiirustuksissa.
– MBD-menetelmässä (Model-Based Definition) tuotemäärittely sisällytetään ainoastaan 3D CAD-malliin, jolloin tuotteen 3D CAD-malli käsittää kaikki tarvittavat suunnittelu- ja valmistustiedot digitaalisessa muodossa, mikä mahdollistaa mallin koneluettavuuden. Jotta voitaisiin varmistua, että valmistetut kappaleet vastaavat suunniteltuja 3D-malleja, ne tulee mitata, väitöskirjatutkija Pekka Uski selventää.
MBD mahdollistaa koneluettavan suunnittelutiedon
Kehittyneissä 3D-CAD-ohjelmistoissa on mahdollisuus määritellä tuote- ja valmistustiedot (Product and Manufacturing Information, PMI) semanttisessa muodossa suoraan 3D-mallissa, mikä onkin MBD-menetelmässä keskeinen etu. MBD-mallin koneluettavuus mahdollistaa koneiden työstö- ja mittausohjelmien (CAM, CAI) automaattisen ohjelmoinnin.
– Automaattinen ohjelmointi tehostaa merkittävästi varsinkin piensarjojen tuotannollisuutta ja vähentää inhimillisten virheiden mahdollisuuksia. Tästä huolimatta Suomessa MBD on vähän hyödynnetty tuotemäärittelymenetelmä, Uski toteaa.
Tutkimuksessaan Uski perehtyi MBD:n käyttökelpoisuuteen koneistettavien piensarjatuotteiden elinkaareen alkupäässä. Lisäksi hän valotti MBD:n soveltuvuutta valmistuksen ekosysteemiin, jossa veturiyrityksen lisäksi toimii neljä alihankkijaa ja asiantuntijayksikkö. Lopuksi Uski tarkasteli suomalaisen teollisuuden valmiuksia ja tavoitteita MBD-menetelmän käyttöönottamiseksi.
Hyötyjä valmistuksen ekosysteemeille
Tutkimuksessaan Uski havaitsi, että MBD tehostaa koneistettavien kappaleiden tuotantoa. Hänen mukaansa suomalaisissa konepajoissa myös odotetaan MBD:n parantavan tuotteiden ja yritysten laatua.
– Valmistuksen ekosysteemeissä yrityksillä täytyy olla asiakkaan asettama liiketoiminnallinen motiivi investoida MBD:n vaatimiin laitteisiin ja järjestelmiin, hän sanoo.
Väitöstutkimuksensa valmistuttua turkulainen Uski jatkaa työskentelyään insinööritoimistossa teollisuuden projekteissa.
Väitöstilaisuus perjantaina 24.1.2025.
Diplomi-insinööri Pekka Uski kone- ja tuotantotekniikan alaan kuuluva väitöskirja Model-Based Definition in Manufacturing Ecosystems: A Case of Finnish Mechanical Engineering Industry tarkastetaan julkisesti Tampereen yliopiston tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunnassa perjantaina 24.01.2025 klo 12, Hervannan kampuksella Konetalossa auditoriossa K1702 (Korkeakoulunkatu 6, Tampere).
Vastaväittäjänä toimii professori Jussi Kantola Turun yliopistosta. Kustoksena toimii professori Asko Ellman Tampereen yliopiston tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunnasta.