5 min

Tätä on design teollisessa tuotannossa

Fablehti.fi 10/21
Design on sanana usein väärin ymmärretty, tai sitä ajatellaan liian kapeasti. Design on myös paljon muuta kuin Paavo Tynellin lamppuja, Vuokko Nurmesniemen mekkoja ja muita kuluttajille suunnattuja kauniita tuotteita. Se on tapa ajatella. Yhden maailman johtavista kuitukankaiden valmistajista, suomalaisen Ahlstrom-Munksjön, teollisen prosessin ytimessä on nimenomaan design – ongelmanratkaisu. 

”Teollisessa tuotannossa iso osa designprosessia ovat raamit, joiden sisällä suunnittelu tapahtuu”, kiteyttää Ahlstrom-Munksjön tuotekehityspäällikkö Outi Soikkeli.

Soikkeli vastaa Ahlstrom-Munksjön Tampereen tehtaan tuotekehityksestä. Tehtaalla valmistetaan rullatavarana kuitukangasta mitä erilaisimpiin tarpeisiin. Niistä käytetään tehtaalla nimitystä applikaatiot, ja näitä applikaatioita ovat esimerkiksi erilaiset suodattimet. Korona-aikana hengityssuojaimet on ollut yksi keskeinen tuotekategoria. Niitä on valmistettu valtavia määriä, ja monen asian on täytynyt loksahtaa kohdilleen, jotta suuren mittakaavan tuotanto on onnistunut. 

Ja juuri palasten yhteen sovittamisesta on teollisen mittakaavan designprosessissa kyse.

Outi Soikkeli

Raami 1: asiakkaan tarve

Designprosessi lähtee asiakkaiden tarpeiden tunnistamisesta, Soikkeli kertoo. Ne ovat ensimmäiset raamit, jotka pitää osata hahmottaa.

Asiakastarpeita haarukoidaan haastattelemalla, joko kasvokkain tai sähköpostitse. Mitä enemmän tähän vaiheeseen keskittyy, sitä todennäköisemmin prosessi sujuu hyvin. Ahlstrom-Munksjön asiakkaat sijaitsevat ympäri maailmaa ja heidän toiveensa vaihtelevat laidasta laitaan. Soikkelin tiimeineen pitää ymmärtää syvällisesti, millaiseen käyttötarkoitukseen kuitukankaasta tehtävä tuote lopulta tulee, millaisissa olosuhteissa sitä käytetään, ja millaisissa testeissä on pärjättävä. 

”Jotkut suodattimet suodattavat nestettä, jotkut ilmaa. Suodattimilla on erilaisia profiileja, on lieriö- ja paneelisuodattamia, sukkasuodattimia ja niin edelleen. Meidän täytyy ymmärtää, miten kuitukankaastamme tehtyjä suodattimmia aiotaan käyttää. Designprosessi lähtee liikkeelle näiden toiminnallisuuksien ymmärtämisestä, että tuote todella toimii siinä asiassa, johon asiakkaalla on tarve.”

Raami 2: tekniset reunaehdot

Kun asiakkaan tarve on kartoitettu, Soikkeli alkaa kartoittaa erilaisia materiaaleja ja käsittelyjä: miettiä, millaisilla teknisillä ratkaisulla päästäisiin asiakkaan toivomaan lopputulokseen ja mitä käytössä oleva teknologia mahdollistaa. Tampereen tehtaalla olevassa pienessä testikoneessa on mahdollista valmistaa kolmikerroksista kuitukangasta, ja Soikkeli miettii jokaisen kerroksen koostumuksen tarkasti. 

Mutta ennen kuin Soikkeli pääsee rakentamaan reseptiä, hänen pitää ottaa huomioon materiaalien saatavuus ja se, että koneesta pystyy teknisesti ajamaan sellaista kuitukangasta, jolle hän on rakentamassa reseptiä. Se kaikki on osa designprosessia, kokonaistuotteen rakentamista.

”Tekniset ja logistiset raamit on pakko ymmärtää.”

Raami 3: kuitujen yhteensopivuus

Kun asiakastarpeet, teknologia ja logistiikka on hahmotettu ja haarukoitu, alkaa luovin vaihe. Soikkeli suunnittelee, miten kuitukankaassa yhdistellään eri raaka-aineita, minkä tyylisiä kuituja, mitä kemikaaleja kankaassa käytetään sidosaineena, miten kuitumatriisi sidotaan yhteen ja tarvitaanko jonkinlaista jatkojalostuskäsittelyä, jota käytetään esimerkiksi vettä hylkiviin suodattimiin. 

Ratkaistavia haasteita on lukemattomia. Jokainen valinta vaikuttaa kaikkiin muihin valintoihin. Reseptin rakentaminen on hidasta ja työlästä, ja sen opettelu on pitkällinen prosessi. 

Välillä ratkaisujen löytäminen on haasteellista, mutta juuri sitä Soikkeli kaipasi lähtiessään opiskelemaan materiaalitekniikan diplomi-insinööriksi. Ennen DI-tutkintoa hän oli jo pohjakoulutukseltaan tekstiili- ja vaatetustekniikan insinööri. 

”Olin aina ajatellut, että jonkinlainen tuotekehitykseen liittyvä työ olisi kiva, vaikka en silloin vielä tiennyt käytännön tasolla tästä työstä paljoakaan.”

Raami 4: pilotointi

Ahlstrom-Munksjön Tampereen tehtaan pilottikone helpottaa tuotekehitystä huomattavasti. Koneella saa ajettua testieriä, joita voi verrata keskenään. Tässä vaiheessa reseptiin on helppo tehdä muutoksia, haarukoida juuri oikeaa kombinaatiota.

Ahlstrom-Munksjön keskeisimmät kilpailijat ovat ulkomailla, ja yritys on yksi alansa huipuista. Tällaiseen markkina-asemaan pääsemistä on auttanut nimenomaan ketteryys, se että pilotointivaiheessa on mahdollista tehdä tarvittaessa vielä isojakin muutoksia.

”Koneet kuluvat, tämäkin pitää ottaa huomioon.”

”Iso osa designprosessia on teollisen tuotannon reunaehtojen ymmärtäminen, sen hahmottaminen, miten toistettavuus vaikuttaa tuotteeseen. Sama toteutuu vaikkapa jossain Aalto-maljakoissa. Pitää ymmärtää, miten tuote käyttäytyy teollisessa prosessissa, miten varmistetaan tasalaatuisuus. Koneet esimerkiksi kuluvat, tämäkin pitää osata ottaa huomioon.”

Pilotointivaiheen oppien pohjalta Soikkeli luo tiiminsä kanssa tuotteen lopullisen reseptin varsinaista koeajoa varten.

”Siinä määritellään aivan kaikki. Kuitujen suhteet eri kerroksissa, niiden vahvuudet, lopputuotteen paino… Se on aikamoinen palapeli.”

Raami 5: toistettavuus tuotantokoneella

Ensimmäinen koeajo isolla tuotantokoneella on aina kuin jännitysnäytelmä.

”Siinä vaiheessa on takana lukematon määrä työtunteja ja pallottelua tiimin kanssa. On pitänyt ratkaista monia ongelmia, selvittää että mitä halutaan, miten se tehdään ja koska se tehdään.”

Ennen isolle koneelle siirtymistä Soikkeli on luonut reseptin, tehnyt tilaukset materiaaleista, luonut testiraporttipohjan ja ohjeistanut koneen käyttäjät tavoitteista.

Itse kone on vanha paperikone, kunnioitusta herättävä kolmikymmenmetrinen laitteisto, johon Soikkelin tekemän reseptin mukainen kuituseos valmistellaan. Monien työvaiheiden jälkeen kone syöksee kuitukangasta, ja Soikkeli seuraa koko ajan online-mittareista, onko valmistuvan kuitukankaan ilmanläpäisyaste todella se, mitä on tavoiteltu. Soikkelilla on oltava suunnitelma b valmiina, sillä ajotilanteessa saattaa tulla yllätyksiä, ja koneparametrejä joudutaan toisinaan muuttamaan.

”Joskus käy niin, että jokin resepti on toiminut pilottikoneella, mutta kun täsmälleen sama resepti tuodaan isolle koneelle, se ei enää toimikaan samalla lailla. Koneet ovat erilaisia, niillä on esimerkiksi eri ajonopeus, eri kuivausominaisuudet ja sideaineslisäysmenetelmät. Koeajossa on monta muuttuvaa osaa, jotka vaikuttavat toisiinsa.”

Soikkeli sanoo, että isolla koneella ensimmäisen koeajon tekeminen on aina hektistä. 

”Mutta myös äärimmäisen palkitsevaa. Kun päivän päätteeksi ollaan saatu kaikki palaset loksahtamaan yhteen ja meillä on rullatavaraa joko suunnitelma a:lla tai b:llä.” 

Raami 6: materiaali- ja käyttötestaus

Koeajon jälkeen kuitukankaasta leikataan koepaloja, jotka lähetetään eri testilaboratorioihin ympäri maailmaa. Kuitukankaasta myös tehdään lopputuotteita, joita testataan lopullisessa käyttöympäristössä. 

Sitten odotellaan.

”On aina eri asia testata niin sanotusti flatsheettiä kuin kolmiulotteinen tuote. Pitää ymmärtää miten kuitukangas reagoi kun se asettuu lopulliseen kolmiulotteiseen muotoon.”

Kuitukangasreseptit ovat kallisarvoista omaisuutta.

Testausvaihe voi kestää kuukausia. Odottaminen tuntuu joskus pitkältä, kärsivällisyyttä mitataan.

Kun tulokset saadaan, päästään eteenpäin. Joskus joudutaan palaamaan takaisin alkuun, mutta usein testitulokset ovat toivotunlaisia ja varsinainen tuotanto voi alkaa. 

Silloin Ahlstrom-Munksjön tehtaalta alkaa lähteä metritavarana kuitukangasta, josta asiakas valmistaa juuri omien tarpeidensa mukaisia suodattimia.

Reseptit ovat Alhstrom-Munksjön kallisarvoista omaisuutta. Niihin tiivistyy pitkien ja monitahoisten designprosessien varrella kerätty tieto ja ymmärrys. Joitain reseptejä on ajettu jo yli 20 vuotta.

”Niihin ei sitten saa enää koskea.”