Tehdassimulointi työkaluna valmistavassa teollisuudessa

Tehdassimulointi on tuotannonsuunnittelussa- ja ohjauksessa käytettävä työkalu, jossa tutkittavana olevasta järjestelmästä luodaan digitaalinen malli. Tälle mallille voidaan suorittaa testejä ja siihen voidaan tehdä muutoksia häiritsemättä varsinaisen järjestelmän toimintaa. Tehdassimulointi pohjautuu tapahtumapohjaiseen simulointiin (engl. Discrete event simulation, DES), jossa valmistusjärjestelmässä esiintyvät työvaiheet esitetään diskreetteinä tapahtumina, joiden välillä malli pysyy muuttumattomana. Työn tavoite on selvittää tehdassimuloinnin sovelluskohteita valmistavassa teollisuudessa, tutkia millaisia hyötyjä simuloinnilla voidaan näissä tapauksissa saavuttaa ja mitä haasteita sen käyttämiseen liittyy. Tämän lisäksi työn tavoite on selvittää, kuinka tyypillinen simulaatiotutkimus toteutetaan ja mistä vaiheista se koostuu. Työ toteutetaan pääasiassa kirjallisuustutkimuksen muodossa. Työn teoriaosassa hyödynnetään vertaisarvioituja tieteellisiä artikkeleita, konferenssijulkaisuja ja tehdassimulointiin liittyvää kirjallisuutta. Simuloinnin sovelluskohteita esitettäessä aineistona hyödynnetään myös tapaustutkimuksia, joiden osalta tuodaan esille niiden tavoitteet, tulokset ja saavutetut hyödyt. Sovelluskohteita tutkitaan ainoastaan tapahtumapohjaisen simuloinnin näkökulmasta, ja käyttökohteet rajoittuvat vain valmistavaan teollisuuteen. Sovelluskohteiden osalta keskitytään tarkemmin simuloinnin hyödyntämiseen valmistusteknisessä suunnittelussa ja operatiivisessa toiminnassa. Simulaatiotutkimukselle saatiin määriteltyä päävaiheet, joista työssä tarkastellaan tarkemmin neljää: tutkimusongelman muodostamista, datan keräämistä, verifiointia ja validointia sekä implementointia ja tutkimuksen päättämistä. Vaiheisiin liittyviä haasteita tuotiin esille sujuvan simulaatiotutkimuksen toteuttamiseksi. Tutkimustulokset osoittavat, että valmistavan teollisuuden yritys voi tehdassimuloinnin avulla tehostaa tuotannonsuunnittelua- ja ohjaustaan, ja saavuttaa kilpailuetua muihin yrityksiin nähden. Simuloinnin avulla voidaan havaita tuotannon pullonkauloja ja vähentää niiden vaikutusta, tasapainottaa eräkokoja, vertailla erilaisia materiaalinkuljetusstrategioita tai optimoida tuotantoa energiankulutuksen näkökulmasta. Tämän lisäksi tuloksissa korostui tehdassimuloinnin visuaalisuus, joka auttaa sekä päätöksenteossa että yhteisymmärryksen luomisessa