DIGITAALI-SAATIO

Teksti Juha Päätalo, kuvat Swang, Metsä Group, StoraEnso

CNC-koneen terä uppoaa lastulevyyn. Terän ääni ei juuri erotu tuotantohallin äänikulississa eikä pöly kutita sieraimissa, kun se imuroidaan heti talteen ja puristetaan kaukolämmön käyttöön briketeiksi. CNC-kone siirtyy seuraavaan levyyn. Se työstää sängyn tukirakenteita, joita kukaan ei tule edes näkemään. Tyypillistä tylsää, mutta välttämätöntä puusepän työtä. Kone tekee sen millintarkasti ja niin kauniisti leikaten, että sitä ei tarvitse jälkikäteen edes hioa.

 

 

 

”Ilman tätä emme osaisi tehdä enää mitään”, kehuu Ola Kukkasniemi, espoolaisen puusepänliike Woodenin omistaja moderneinta työjuhtaansa, viisiakselista CNC-jyrsintä. Viisiakselinen tarkoittaa, että koneen terä ei leikkaa puuta vain pituus- leveys- ja pystysuuntaan, vaan pystyy kallistamaan teränsä mihin tahansa asentoon, siis leikkaa myös koveria tai kuperia pintoja. Eli ihan mitä vain kolmiulotteisia kappaleita. ”Yksi kone maksaa 150000 – 180000 euroa”, Kukkasniemi sanoo, ”mutta se säästää niin paljon aikaa, että olen jo tilannut toisen koneen.”

 

Hän siirtyi digitaaliseen aikaan jo 2010, kun hän tilasi ensimmäisen CNC-koneensa. ”Silloin tuntui, että olen jo liian myöhässä”, Kukkasniemi kertoo. ”Olen elänyt yrittäjänä 90-luvun laman ja minua periaatteessa pelottavat kaikki isot investoinnit. Mutta kun tämmöinen kone tekee päivässä sen, mihin ennen tarvitsimme 10 päivää, ei vaihtoehtoja ole. Kukaan ei enää halua kantaa lautoja tai yskiä pölyä. Koneet hoitavat raskaat työt, ja työturvallisuus on parempi, kun kädet eivät ole terien lähellä.” Esimerkkinä koneistamisen hyödystä hän näyttää vieressään olevaa nelisivuhöylää. ”Ennen piti työntää kalikka kahteen kertaan ensin oikohöylän ja sitten kaksi kertaa tasohöylän läpi. Nyt tämä höylä tekee kaiken yhdessä työvaiheessa paljon nopeammin ja turvallisemmin.”

Digitaalisuus on Woodenille itsestään selvä lähtökohta. Suunnittelussa on luovuttu paperista kokonaan. Siitä oli etua etenkin koronan aikana, kun suunnittelu pystyttiin tekemään etänä. Woodenin työnjohtaja Aku  Numento antaa esimerkin siitä, mitä digitaalisuus parhaimmillaan tarkoittaa. ”Meiltä tilattiin juuri yhdeksän luksusmökin kaikki kalusteet”, hän kertoo. ”Me saimme kaikki suunnitelmat digitaalisesti. Piirsin ne meidän tuotantoa varten puhtaaksi ja ensimmäisiä osia alettiin valmistaa jo seuraavalla viikolla. Me lähetämme ne moduleina talotehtaalle. Meidän ei tarvitse käydä kertaakaan ottamassa mittoja, emme pidä ensimmäistäkään lähipalaveria.”

Mutta eikö puusepän työstä katoa mielekkyys, kun tuotteissa ei enää näy puusepän kädenjälki? ”Mielekkyys ainakin omalta osaltani on siinä, miten nopeasti saamme kaiken liikkeelle”, Numento vastaa. ”Ja kädenjälki on edelleen sitä, miten puuta käsitellään. Se on meidän osaamistamme.”

”Kyse on myös siitä, mitä laadulla tarkoitetaan”, Kukkasniemi jatkaa. ”Italialaisessa tai tanskalaisessa muotoilussa – vaikkapa Carl Hansenin tuoleissa – kyse on siitä, että kaikki osat ovat keskenään yhteensopivia ja liitokset millintarkkoja.”

Kukkasniemi toivoo, että suomalaisessa puusepänteollisuudessa ymmärrettäisiin digitaalisuuden mahdollisuudet. ”Kaikki se, mikä ei tee asiakkaalle lisäarvoa, tulee jättää pois”, hän sanoo. ”Kaikki se, mikä voidaan tehdä paremmin, nopeammin ja turvallisemmin koneilla, kannattaa tehdä. Suomessa ollaan siinä suhteessa muita maita vielä jäljessä. Kun kävimme Saksassa tehtaassa tekemässä käyttöönoton uudelle koneellemme, siellä oli samaan aikaan kiinalaisia, jotka olivat tilanneet 15 tai 150 samanlaista konetta.”



Koneen hankinta on kuitenkin vasta alku uudelle tutkimusmatkalle. ”Ensiaskeleet CNC-koneen käytössä ovat helppoja, puuseppä pystyy parin viikon jälkeen jo tekemään osia itsenäisesti”, Numento kertoo. ”Mutta olemme juuri saaneet 10 päivän koulutuksen kansainväliseltä huippuosaajalta koneen tehokkaampaan käyttöön ja se avaa aivan uusia polkuja.” Mutta millaisia? ”Esimerkiksi niin, että panemme 10 kappaletta kerralla koneeseen työstettäväksi yhden sijasta”, Numento kertoo.

 

Uusia polkuja astellaan myös Raumalla. Loppukesästä Metsä Groupiin kuuluva Metsä Fibre käynnistää Selkämeren rannalla sijaitsevan sellutehtaan vieressä uuden sahan. Se maksaa noin 200 miljoonaa euroa, mikä on kaikkien aikojen suurin sahasijoitus Suomessa.

 
Kuva Metsä Group

Pelkästään tukkien lajittelupiha on hehtaarien kokoinen ja nielee 1,5 miljoonaa mottia tukkeja vuodessa. Se tarkoittaa, että läpi vuoden joka tunti sahalle tulee monta tukkirekkaa täydessä lastissa. ”Koko vaikuttaa kustannustehokkuuteen”, sahan projektinjohtaja Harri Haapaniemi sanoo. ”Me toimitamme sahatavaraa pääosin Eurooppaan ja Aasiaan ja haluamme vastata kilpailukykyisesti kysyntään. Haluamme olla suunnannäyttäjä koko sahateollisuudelle, ja se tarkoittaa nopeutta, robotiikkaa, kuivauskapasiteettia sekä uudenlaista toimintamallia.”

Jokaisesta tukista otetaan 3D-kuva, röntgen tutkii sen sisuskalut, linja lajittelee tukit automaattisesti samankaltaisten kanssa lokeroihin, joista ne otetaan sahattavaksi sitten, kun erä on tarpeeksi suuri. Parhaimmillaan sahalinjan nopeus on 250 metriä minuutissa. Sahauksen jälkeen sahatavara lajitellaan kuivattavaksi kuivaamoon, joka yksistään on kahden hehtaarin eli kolmen jalkapallokentän kokoinen. Sahalla ei ole varastoa, vaan kuivattu ja laatulajiteltu sahatavara siirtyy automaattisen lastauksen kautta rekkoihin, ilman trukkeja, ja siitä suoraan Rauman satamaan. 

Kuva Metsä Group

Myös Raumalla työn mielekkyys on tärkeä asia teknologian kehityksessä. ”Siksi sahalinjan työpisteillä työskentelystä siirrytään nyt valvomotyöskentelyyn”, Haapaniemi kertoo. Sen edellytyksenä on digitaalinen tuotantolinja ja robottien käyttö. ”Jos esimerkiksi tuorelajittelussa sahatavarakappaleita menee ristiin, konenäkö tunnistaa sen, linja pysähtyy ja robotti käy korjaamassa tilanteen”, Haapaniemi kertoo. ”Samalla myös työturvallisuus paranee, kun ei ole manuaalista työvaihetta.”

Kuva Metsä Group

Sahan toinen erityispiirre on se, että siellä valmistettavat tuotteet määrittivät myös itse sahan suunnittelun. ”Kun sahaa alettiin suunnitella, selvitimme, millainen tuotevalikoima on asiakkaillemme paras, ja kehitimme sahan näitä tuotteita varten”, Haapaniemi kertoo. Rauman sahalla sahataan vain mäntyä. Siitä tehdään esimerkiksi vaativia puusepänteollisuuden tuotteilta kuten ovi- ja ikkunapuuta ja komponentteja.

Mistä sitten syntyy esimerkiksi laadukas ikkunapuu? ”Siinä katsotaan, kuinka suuret oksavälit tukissa on, miten tiheäsyistä puu on ja mikä on sydänpuun osuus”, Haapaniemi sanoo. ”Kuten vanha sanonta kuuluu, ikkunoissa kuuluu olla sydänpuu säätä vasten. Mutta tärkeää on myös, että pääsemme sellaisiin loppukosteuksiin kuin liimaava puuteollisuus sitä vaatii. Sahan tuotannonohjausjärjestelmä mittaa ja kokoaa laatudataa prosessin kaikista vaiheista. Hyödynnämme tätä tietoa itse ja toimitamme sitä myös asiakkaidemme käyttöön. Näin he voivat tehostaa omaa prosessiaan ja varmistaa, että jokainen tuote-erä tulee parhaaseen mahdolliseen loppukäyttöön.”

Digitaalisuus tekee tuloaan myös puurakenteiden suunnitteluun, ennen kaikkea

parametrinen suunnittelu.

Parametrinen suunnittelu tarkoittaa sitä, että on olemassa suunnitteluohjelma, jolle annetaan tietyt oletusarvot, eli parametrit. Ne voivat olla esimerkiksi jännevälejä tai orgaanisia muotoja. Sen jälkeen ohjelma laskee algoritmien avulla tälle rakenteelle ihanteellisen kantavan rakenteen. Ihanteellinen tarkoittaa tässä yhteydessä esimerkiksi mahdollisimman kustannustehokasta rakennetta.

 

Kuva Stora Enso

”Parametriset suunnittelumenetelmät ovat yleistyneet räjähdysmäisesti viimeisen reilun viiden vuoden aikana”, sanoo suunnittelutoimisto Swecon parametrisen suunnittelun teknologiapäällikkö Ilari Pirhonen. ”Sen ovat mahdollistaneet visuaaliset ohjelmointiympäristöt, kuten Grashopper ja Dynamo, jotka eivät edellytä tekstipohjaisen ohjelmointikielen hallintaa. Visuaalisessa ympäristössä aloittamisen kynnys on matalampi.” Pirhonen näkee suuria hyötyjä parametrisen suunnittelun käytössä erityisesti projektien alkuvaiheessa. ”Paras hyöty siitä saadaan irti, kun voidaan jo hankesuunnitteluvaiheessa tuottaa kustannustehokkaasti useita vaihtoehtoja päätöksenteon tueksi, tai silloin, kun suunnitellaan geometrisesti haastavia rakenteita, joissa on väistämättä paljon uniikkeja osia.”

Esimerkkinä parametrisen suunnittelun käytöstä Pirhonen viittaa Stora Enson tulevan pääkonttorin eli Katajanokan Laiturin suunnitteluun, josta kerroimme artikkelisarjan aikaisemmassa jaksossa (Tutustu artikkeliin tästä). ”Käytimme siihen itse kehittämäämme Runkomoottori-nimistä työkalua”, Pirhonen kertoo. ”Sille annettiin lähtötietona rakennuksen pohjapiirustus ja kantavien rakenteiden paikat, sekä tasokorkeudet. Algoritmi mallintaa lähtötietojen perusteella 3D-mallin kantavasta rakenteesta. Siitä voidaan tuottaa lukuisia vaihtoehtoisia rakenteita ja todentaa laskemalla rakenteen toimivuus kuormia vastaan.”

Myös puurakenteita valmistavat yritykset ovat heränneet digitalisaation tarpeellisuuteen. Stora Enson puurakentamisen tuotteet ja palvelut on jo pääosin digitalisoitu. Ristiinliimattu puulevy eli CLT, jota Stora Enso valmistaa Ruotsissa ja Itävallassa, saa aukotukset ja muut työstöt jo CLT-tehtaalla CNC-koneella tehtynä. ”Tällaisessa prosessissa digitaalisuus on jo lähtökohta”, sanoo Antto Kauhanen, joka toimii Stora Ensolla rakentamisen ratkaisujen liiketoiminnan kehityspäällikkönä. ”Ihmisen rooli CLT-tehtaalla on lähinnä tarkastaa, että kone tekee sen, mitä se on ohjelmoitu tekemään.”

Kauhanen näkee puurakentamisen digitalisaation yhtenä puurakentamisen mahdollisuutena myös kilpailussa. ”Me haluamme korvata betonia ja terästä ja siksi se, miten puurakenteista runkojärjestelmää käytetään ja kehitetään, on niin keskeinen asia”, hän sanoo. Suunnitteluvaiheeseen on olemassa periaatteelliset rakenneratkaisut erilaisiin rakennuksiin, kuten asuin-, opetus-, toimisto- ja hallirakennuksiin. Sen lisäksi kehitteillä on suunnittelukonfiguraattori, jolle annetaan käyttötarkoituksen lisäksi rakennuksen korkeus ja rungon syvyys ja konfiguraattori laskee suunnittelijalle ohjeellisen kantavan rakenteen. Tämä työkalu on vielä kehitysasteella.

CLT-elementtien asennukseen Stora Ensolla sen sijaan on jo käytössä digitaalinen työkalu, CLT360+ -asennusapplikaatio. ”Asiakas saa linkin applikaatioon, jonne on koodattu kaikki projektin elementit” Kauhanen kertoo. ”Työmaalla asentaja saa puhelimellaan elementin QR-koodista kaikki sen tiedot, kuten painon, mitat ja elementin materiaalitiedot, ja lisäksi sovellus näyttää mallipohjaisesti, mihin elementti asennetaan. Näin paperisia asennuskuvia ei tarvita lainkaan, mikä säästää valtavasti aikaa ja vähentää asennusvirheitä. Tämä on yksi esimerkki siitä, miten tuotamme asiakkaillemme lisäarvoa digitaalisen työkalun kautta.”