MBD-menetelmän hyödyntäminen Mehi Oy:n erikoistyökalujen valmistuksessa
Heikura, Pasi (2022)
2022
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2022120225880
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2022120225880
Tiivistelmä
Tämä opinnäytetyö tehtiin toimeksiantona Mehi Oy:lle. Opinnäytetyön tavoitteena oli selvittää esimerkki-tapauksen avulla, miten Mehi Oy:n suunnittelu- ja valmistusohjelmistot soveltuvat malliperustaisen tuote-määrittelyn eli MBD:n hyödyntämiseen yrityksen päätuotteessa eli lastuavien erikoistyökalujen tuotannos-sa. Mehi Oy on mukana kehittämishankkeessa, jossa kehitetään suunnitteluprosessien digitalisointia, tuote-kehitystä ja kansainvälistymistä. Hanke kuuluu Kestävää kasvua ja työtä 2014–2020 –Suomen rakennera-hastot-ohjelmaan, jonka toteutus aika on 2014–2023. Malliperustainen tuotemäärittely on kotimaassamme vielä verrattain uusi menetelmä, eikä se ole vielä käytössä kovin yleisesti tai kaikista MBD-kokeiluista ei ole yleisessä tiedossa tuloksia niiden ollessa yritysten liikesalaisuuksia.
Kirjallisuuden ja tutkimusten avulla perehdyttiin MBD:n periaatteisiin. Teoriaosuudessa esiteltiin toimeksi-antaja sekä käsiteltiin MBD-menetelmää yleisesti ja standardeja, jotka ohjaavat sen käyttöä sekä MBD:n käytön tuomia hyötyjä ja haasteita. Lisäksi käsiteltiin toimeksiantajan nykytilannetta suunnittelu- ja valmis-tustoiminnan osalta sekä pohdittiin SWOT-analyysin avulla, mitä vahvuuksia, heikkouksia, mahdollisuuksia ja uhkia MBD-menetelmän käyttöönotto aiheuttaisi toimeksiantajalle. Opinnäytetyön toiminnallisessa osuu-dessa suunniteltiin ja valmistettiin asiakkaalle lastuava erikoistyökalu MBD-menetelmää käyttäen. Esimerkki-tapaukseen valittiin tyypillinen asiakkaalle suunniteltava erikoistyökalu, joka vietiin tuotantoprosessin läpi ilman perinteistä 2D-piirustusta. Valmistettava tuote kulki koko tuotantoketjun läpi ja siten nähtiin konk-reettisen esimerkin avulla, miten toimeksiantajan tämän hetken ohjelmistot ja tuotantoprosessi soveltuisi-vat MBD:n käyttöön. Lisäksi pohdittiin, mitä hyötyjä ja haasteita MBD:n käyttö aiheuttaisi tuotantoprosessis-sa sekä mitä mahdollisia muutoksia ja investointeja se vaatisi toimiakseen toimeksiantajan tuotannossa.
Teoriaosuuden tiedonhaussa ilmeni, että ihannetapauksessa MBD-menetelmä tehostaisi tuotantoa huomat-tavasti suunnittelun ja työstökoneiden ohjelmoinnin nopeutuessa sekä piirustus- ja ohjelmointivirheiden vähentyessä tai poistuessa jopa kokonaan. Käyttökokeessa huomattiin, että toimeksiantajan suunnittelu- ja tuotanto-ohjelmistot eivät kuitenkaan tällä hetkellä sovellu MBD:n käyttöönottoon. MBD:n käyttöönotolle olisi muutoin ollut perusteita toimeksiantajan harjoittamassa erikoistyökalujen valmistuksessa. Mikäli MBD-menetelmän käyttämiseen joskus kuitenkin siirrytään, tarvitaan lisäkoulutusta aiheesta niin suunnittelijoille kuin muulle henkilökunnalle. This thesis was commissioned by Mehi Oy. The aim of the thesis was to explore by means of a case study how the design and manufacturing software of Mehi Oy is suitable for the use of model-based product definition in the main product of the company, i.e., the special tools production for machining. Mehi Oy is involved in a development project to improve the digital-isation of design processes, product development and internationalisation. The project is part of the 2014-2020 Finnish Structural Funds programme for sustainable growth and employment and will run from 2014 to 2023. The model-based product definition is still a relatively new method in Finland, and it is not yet widely used or the results of all MBD experiments are not generally distributed, as they are confidential.
Literature and studies were used to familiarise the students with the principles of MBD. The theoretical part introduces the client and discusses the general principles of MBD, the stand-ards that guide its use, the benefits and challenges of using MBD. In addition, the current situ-ation of the client in terms of design and manufacturing activities was discussed and a SWOT analysis was used to consider the strengths, weaknesses, opportunities, and threats that the introduction of MBD would pose to the client.
In the functional part of the thesis, a special tool for the customer was designed and manufac-tured using the MBD method. A typical special tool designed for the customer was selected for the case study, which went through the production process without a traditional 2D-drawing. The product to be manufactured went through the entire production chain and a concrete example was used to show how the client's current software and production process could be adapted by MBD method. The benefits and challenges of MBD in the production pro-cess, the possible changes and investments required to function successfully in the client's production were also discussed.
The theoretical research revealed that, ideally, the MBD method would significantly improve production efficiency by accelerating design and machine tool programming and reducing or even eliminating drawing and programming errors. The field trial showed that the client's de-sign and production software is currently not suitable for the implementation of MBD. Other-wise, there would have been justification for the use of MBD in the client's special tool manu-facturing process. However, if the MBD method will be adopted, further training on the sub-ject is required for designers and other staff.
Kirjallisuuden ja tutkimusten avulla perehdyttiin MBD:n periaatteisiin. Teoriaosuudessa esiteltiin toimeksi-antaja sekä käsiteltiin MBD-menetelmää yleisesti ja standardeja, jotka ohjaavat sen käyttöä sekä MBD:n käytön tuomia hyötyjä ja haasteita. Lisäksi käsiteltiin toimeksiantajan nykytilannetta suunnittelu- ja valmis-tustoiminnan osalta sekä pohdittiin SWOT-analyysin avulla, mitä vahvuuksia, heikkouksia, mahdollisuuksia ja uhkia MBD-menetelmän käyttöönotto aiheuttaisi toimeksiantajalle. Opinnäytetyön toiminnallisessa osuu-dessa suunniteltiin ja valmistettiin asiakkaalle lastuava erikoistyökalu MBD-menetelmää käyttäen. Esimerkki-tapaukseen valittiin tyypillinen asiakkaalle suunniteltava erikoistyökalu, joka vietiin tuotantoprosessin läpi ilman perinteistä 2D-piirustusta. Valmistettava tuote kulki koko tuotantoketjun läpi ja siten nähtiin konk-reettisen esimerkin avulla, miten toimeksiantajan tämän hetken ohjelmistot ja tuotantoprosessi soveltuisi-vat MBD:n käyttöön. Lisäksi pohdittiin, mitä hyötyjä ja haasteita MBD:n käyttö aiheuttaisi tuotantoprosessis-sa sekä mitä mahdollisia muutoksia ja investointeja se vaatisi toimiakseen toimeksiantajan tuotannossa.
Teoriaosuuden tiedonhaussa ilmeni, että ihannetapauksessa MBD-menetelmä tehostaisi tuotantoa huomat-tavasti suunnittelun ja työstökoneiden ohjelmoinnin nopeutuessa sekä piirustus- ja ohjelmointivirheiden vähentyessä tai poistuessa jopa kokonaan. Käyttökokeessa huomattiin, että toimeksiantajan suunnittelu- ja tuotanto-ohjelmistot eivät kuitenkaan tällä hetkellä sovellu MBD:n käyttöönottoon. MBD:n käyttöönotolle olisi muutoin ollut perusteita toimeksiantajan harjoittamassa erikoistyökalujen valmistuksessa. Mikäli MBD-menetelmän käyttämiseen joskus kuitenkin siirrytään, tarvitaan lisäkoulutusta aiheesta niin suunnittelijoille kuin muulle henkilökunnalle.
Literature and studies were used to familiarise the students with the principles of MBD. The theoretical part introduces the client and discusses the general principles of MBD, the stand-ards that guide its use, the benefits and challenges of using MBD. In addition, the current situ-ation of the client in terms of design and manufacturing activities was discussed and a SWOT analysis was used to consider the strengths, weaknesses, opportunities, and threats that the introduction of MBD would pose to the client.
In the functional part of the thesis, a special tool for the customer was designed and manufac-tured using the MBD method. A typical special tool designed for the customer was selected for the case study, which went through the production process without a traditional 2D-drawing. The product to be manufactured went through the entire production chain and a concrete example was used to show how the client's current software and production process could be adapted by MBD method. The benefits and challenges of MBD in the production pro-cess, the possible changes and investments required to function successfully in the client's production were also discussed.
The theoretical research revealed that, ideally, the MBD method would significantly improve production efficiency by accelerating design and machine tool programming and reducing or even eliminating drawing and programming errors. The field trial showed that the client's de-sign and production software is currently not suitable for the implementation of MBD. Other-wise, there would have been justification for the use of MBD in the client's special tool manu-facturing process. However, if the MBD method will be adopted, further training on the sub-ject is required for designers and other staff.