Nopeita autoja ja kauniita robotteja

Juho Pentikäinen

Valmet Automotiven tehtaalla Uudessakaupungissa valmistetaan Porsche Boxster ja Cayman S -malleja. Jokainen auto on varioitu asiakkaan vaatimusten mukaan.

Valmet Automotive oli mukana Porschen uuden Boxsterin ja Cayman S-mallin suunnittelussa alusta asti. Nykyaikaisessa tuotekehityksessä tuotteen ja tuotannon suunnittelu kulkee käsi kädessä, jolloin valmistamisesta saadaan entistä tehokkaampaa. Myös esisarjat valmistettiin Uudessakaupungissa. Uudenkaupungin tehdas ei kuitenkaan ole Porsche AG:n oma, vaan autoja valmistetaan sopimuksella. Tämä tarkoittaa sitä, että Porsche omistaa komponentit ja Uudenkaupungin tehtaan tuote on auton rakentaminen. Valmet Automotiven omistaja on Metso.

Muiden eurooppalaisten sopimusvalmistajien sijaan ehkä tärkein kilpailija Uudenkaupungin tehtaalle on suurten autovalmistajien oma tuotanto. Muista sopimusvalmistajista valmetlaiset kokevat erottuvansa sillä, että heillä on tuotantoprosessin suunnittelusta ja rakentamisesta vankka tietotaito talon sisällä. Linjaston nopeus on omissa käsissä, koska se on suunniteltu ja järjestetty itse. Robottisolut pystytään rakentamaan itse aina osien tilaamista, asentamista ja ohjelmointia myöten. Varsinaiset robotit ovat ABB:n toimittamia, mutta kokonaisuus tulee eri puolilta. Esimerkiksi robottien hitsauspihdit tulevat Keski-Euroopasta ja roboteista saadaan parempi hyöty vaihdettavilla tarttujilla, jotka ovat itse valmistettuja. Kunnossapitotiimi kykenee hoitamaan pieniä muutoksia lennossa, kuten osavaihtoja ja pieniä ohjelmointitöitä.

Tehtaalla on käytössä kiinteän päivätuotannon jaksotus. Joka päivä saapuu tilaus kahden viikon kuluttua tehtävistä autoista. Jonontasoitusohjelmassa tuotantojono tasataan siten, että tuotantolinjalla kuormitus on tasapainossa. Kun jono on valmis, lähetetään osatoimittajille kotiinkutsut ja autokohtaiset osat tulevat oikeassa järjestyksessä valmiina asennusta varten. Logistiikka on tärkeää, sillä tuotannon kahdeksantuhatta nimikettä tulevat kolmeltasadaltaviideltäkymmeneltä osatoimittajalta ja oikean osan on kohdattava oikea auto tuotantolinjalla.
 

Auton kokoonpano alkaa pitkälle automatisoidusta korihitsaamosta. Uusia Porschen malleja varten hitsaamoon rakennettiin uusi tuotantolinja ja koria rakentamassa on 73 robottia. Pistehitsauksessa automaatioaste on 90 % ja tuotteen siirrossa 100 %, eikä robottien täyttämässä hallissa juuri ihmisiä näy.

Automatisointi sopii hyvin hitsaamoon, koska erilaiset asiakkaiden vaatimusten mukaiset räätälöinnit eivät vaikuta juurikaan itse koriin. Vaikka hitsaamon automatisoinnin voisi olettaa vähentävän työvoiman tarvetta, on Uudenkaupungin autotehtaan henkilöstömäärä noussut edellisestä vuodesta kolmellasadalla kasvaneiden tuotantomäärien vuoksi. Autojen kokoonpano on edelleen varsin käsityövaltainen ala.

Tuotantosoluissa automaatiota käytetään eri tavoilla. Osassa ihmiset lataavat tarvittavat komponentit robotin hitsausjigiin. Toisissa osat ladataan makasiiniin, josta robotti hakee osat hitsattaviksi. Joissain soluissa taas hitsaajana on ihminen. Automaattisoluissa hitsauspisteet ja lyhytkaarisaumat osuvat kohdilleen tarkkojen jigien avulla, eikä konenäköä tarvita. Tiedonsiirtoon käytetään korkeammalla tasolla Ethernet-verkkoa. Solujen sisällä käytössä on DeviceNet ja Inter Bus -väyliä.

Korin pääkomponentit kuten etuosa, takaosa ja sivut kootaan erikseen omissa osakokoonpanosoluissaan. Auto alkaa saada muotoaan vasta alustalinjan alussa, jossa takaosa, keskilattia ja etuosa hitsataan toisiinsa kiinni. Tämän jälkeen koriin liitetään sivut. Sivukomponentit esiasennetaan liimalla ja kiinnitetään lopuksi pistehitsauksella. Liima pitää osia paikallaan hitsausvaiheessa, sekä vahvistaa korin rakennetta valmiissa autossa. Tämä lisää myös auton kolariturvallisuutta. Robotti tekee liimaussauman, ja ennen liittämistä sauma tarkistetaan DVT:n konenäkökameralla. Kori menee vielä manuaalihitsauspisteeseen, jossa hitsataan vaikeimmat paikat, sekä tarkistetaan koneen tekemät työt.

Ennen ovien ja luukkujen asennusta muotonsa saanut kori kulkee online-mittausaseman kautta, jossa laserkamerat tarkistavat kohta kohdalta korin mittatarkkuuden. Valmis kori jatkaa matkaansa maalaamoon, joko on niin ikään pitkälti automatisoitu. Perusvärivaihtoehtoja Porschen ostajalla on noin viisitoista, mutta yksilöllisempiäkin värivalintoja saa tilauksesta. Erikoisvärit maalataan osittain käsin, mikä selittää niiden lisähintaa.

Automaatiolaitteiston häiriöistä tehdas ei ole halukas antamaan lisätietoja, sillä tämä on arvokasta tietoa myös kilpailijoille. Tehtaan toimintavarmuus näkyy suoraan tuotantotehokkuudessa, sillä ´sopiva´ häiriö tuotantolinjalla voi helposti näkyä suurina kustannuksina ja tuotannon menetyksinä. Toisin sanoen Valmet Automotiven mukaan häiriöitä esiintyy tuotannossa ´aina jonkin verran´. Mahdollisiin ongelmatilanteisiin on kuitenkin varauduttu, ja autotehtaan omalta henkilökunnalta löytyy runsaasti tarvittavaa automaatio-osaamista. Hädän sattuessa apukin on lähellä.

Auton kokoonpano on automatisoidun tuotantolinjan alkupään vastapainona hyvinkin pitkälle käsityötä. Asentajat työntävät kojelaudan ja muut osat paikalleen. Tuulilasin liimauksessa käytetään robottia, joka löytää tuulilasille oikean paikan konenäöllä. Pellin muotojen heijastuksien avulla neljä kameraa tarkistavat lasille oikean sijainnin. Toinen robottiasema on alustavahauksessa.

Autoja rassanneet tietävät ettei moottorin irtiottaminen autosta ole kovin nopea juttu. Porschen alusta rakennetaan erikseen ja moottori asennetaan sen päälle. Valmiin alustan kiinnittäminen koriin kestää näppärät kolme minuuttia, mikä on samalla aika minkä auto viettää yhdessä työpisteessä.

Viimeisen päivän vaiheet kuulostavat aivan krapula-aamun toiminnalta. Auto käy ensiksi läpi suhina-, tärinä- ja vesitestit, ja tämän jälkeen testataan eri osien toimintaa. Testauksessa ollaan siirtymässä Suomen hankalasta säästä sisätiloihin ja ajo suurilla nopeuksilla testataan rullien päällä. Yksi Porsche kulkee tuotantolinjan alusta loppupäähän neljässä päivässä. Päivittäin valmistuu noin sataviisikymmentä menopeliä.