Suunnitteluvaatimusten tavoitearvojen optimointi
Tanskanen, Ari (2025)
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2025050910401
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2025050910401
Tiivistelmä
Tämän opinnäytetyön tavoitteena oli kehittää laskennallinen optimointityökalu teollisuuden tuotekehitysprosessin tarpeisiin. Työssä kehitetty optimointityökalu on osa Specsoft teknologiateollisuuden tuotekonseptointisovelluksen kehittäminen-hankkeessa kehitettävää sovellusta. Hankkeessa kehitettävällä konseptointisovelluksella voidaan määritellä tuoteominaisuuksia ja niiden merkitystä asiakkaalle, suunnitteluvaatimuksia ja niiden hierarkiaa, teknisten spesifikaatioiden tärkeyttä eri laatutekijöiden näkökulmista, sekä spesifikaatioiden optimaalisia arvoja eri liiketoimintatavoitteiden näkökulmista. Tämän työn tarkoituksena oli kehittää optimointityökalu suunnitteluvaatimusten tavoitearvojen määrittämiseen.
Työssä kehitettiin Python-pohjainen optimointityökalu, joka hyödyntää matemaattista mallinnusta ja kolmea erilaista optimointialgoritmia. Työn teoreettisessa osuudessa esitellään tuotekehitysprosessia, matemaattista mallinnusta ja optimointilaskentaa. Käytännön osiossa kehitetyn optimaattorin lähtökohtana toimi aiemmin kehitetty Excel-pohjainen optimaattori, jonka optimointimenetelmien toimivuus oli jäänyt epäselväksi. Työssä käytettyjä optimointialgoritmeja vertailtiin aiempaan Excel-optimaattoriin suorittamalla testilaskentoja, ja analysoimalla niiden tuloksia tilastollisesti. Työn ensisijainen tutkimusmenetelmä oli siten määrällinen tutkimus.
Työssä tehdyn optimaattorin avulla kyettiin vertailemaan eri optimointimenetelmiä Specsoft-sovelluksen tarpeisiin. Työn tuloksena syntynyt optimaattori tukee päätöksentekoa tuotekehitysprosessin alkuvaiheessa tarjoamalla laskennallisesti perustellun lähestymistavan suunnitteluvaatimusten asettamiseen. Tulokset osoittavat, että optimointia voidaan hyödyntää tehokkaasti konseptointivaiheen tukityökaluna. Jatkokehityksenä tässä työssä kehitetty optimaattori sisällytettiin Specsoft teknologiateollisuuden tuotekonseptointisovelluksen kehittäminen-hankkeessa kehitettävän sovelluksen osaksi.
Työssä kehitettiin Python-pohjainen optimointityökalu, joka hyödyntää matemaattista mallinnusta ja kolmea erilaista optimointialgoritmia. Työn teoreettisessa osuudessa esitellään tuotekehitysprosessia, matemaattista mallinnusta ja optimointilaskentaa. Käytännön osiossa kehitetyn optimaattorin lähtökohtana toimi aiemmin kehitetty Excel-pohjainen optimaattori, jonka optimointimenetelmien toimivuus oli jäänyt epäselväksi. Työssä käytettyjä optimointialgoritmeja vertailtiin aiempaan Excel-optimaattoriin suorittamalla testilaskentoja, ja analysoimalla niiden tuloksia tilastollisesti. Työn ensisijainen tutkimusmenetelmä oli siten määrällinen tutkimus.
Työssä tehdyn optimaattorin avulla kyettiin vertailemaan eri optimointimenetelmiä Specsoft-sovelluksen tarpeisiin. Työn tuloksena syntynyt optimaattori tukee päätöksentekoa tuotekehitysprosessin alkuvaiheessa tarjoamalla laskennallisesti perustellun lähestymistavan suunnitteluvaatimusten asettamiseen. Tulokset osoittavat, että optimointia voidaan hyödyntää tehokkaasti konseptointivaiheen tukityökaluna. Jatkokehityksenä tässä työssä kehitetty optimaattori sisällytettiin Specsoft teknologiateollisuuden tuotekonseptointisovelluksen kehittäminen-hankkeessa kehitettävän sovelluksen osaksi.