Closed Loop Tolerance Engineering

Abstract

Dette avsnittet sammenfatter doktorgradsavhandlingen «Closed Loop Tolerance Engineering - An Approach for Designing Robust» i sin helhet. Arbeidet er utført av Lars Krogstie og avhandlingen har seks hovedkapittel (Ch.1-6) og ett vedlegg (Appendix) med flere underkapitler. Kapittel 1 gir en introduksjon til avhandlingens tematikk, bakgrunn og mål. Oppgavens mål er å forstå hvordan ulike aktiviteter på «Toleranser og Variasjon» kan bedre ressursbruken til produktutviklende og vareproduksjonsbedrifter for økt konkurransekraft. Bedret ressursbruk ønskes i områder, ikke begrenset til; kravspesifikasjon, produktutviklingsprosjekter, produksjon, inspeksjon, testing etc. Ved å utvide forståelsen av toleranser til «spesifikasjonsgrenser for produkt- og prosessparametere» (ikke bundet til geometri) muliggjøres et organisasjonsfokus. Innen et spektrum av ulik forskningsfilosofi velger kandidaten et ståsted som aksepterer at kunnskap som et sosialt produkt som kan (og bør) forstås fra ulike perspektiver. Kapittel 2 er avhandlingens litteraturdel. Toleranser er sagt å være «allestedsnærværende» innen produktutvikling (PU) og produksjon, og henger sammen med Variasjon. I tillegg behandles temaene Robusthet, Kunnskap, Samarbeid og Ledelse. Litteraturtilfanget fra disse områdene er potensielt enormt derfor lages en syntese av relevant teori som spisses mot et tema kalt «Closed Loop Tolerance Engineering2», (CLTE). Slik presenteres historisk og nyere forskning og temaene kryss linkes systematisk. Det vises at Toleranser bør forstås innen en organisatorisk ramme, til forskjell fra eksisterende forskning og litteratur som i stor grad holder et forskningsfilosofisk positivistisk fokus. Forskingsaktivitetene bygger direkte videre på denne litteraturstudien. Kapittel 3 presenteres forskningsmetodikken som ble anvendt. Forskningen gjennomføres i fem ulike stadier, der hvert stadium gir et forskningsutbytte av ulik karakter. Stadiene støtter seg på forskningsmodellen DRM (Blessing and Chakrabarti 2009) og innledes av en klargjørende forskningsfase (RC) som omfatter innledende studier basert på ulike metodiske tilnærminger som intervjuer, dokumentstudier, observasjon og spørreundersøkelse. I denne fasen klargjøres forskningskonstrukter og forskningsomfanget. I de påfølgende to fasene gjennomføres forskning med beskrivende (DS) og normativt (PS) utbytte. Den første fasen (DS1/PS1) gjennomføres i dominerende omfang innen én bedrift i Norge mens den andre fasen (DS2/PS2) henter empiri fra fire andre bedrifter i Norge, tre fra Skandinavia/Europa samt inntrykk fra Tysk industri. Både kvantitative og kvalitative metoder brukes og funnene kommuniseres beskrivende og/eller normativt. Kapittel 4 presenterer publiserte og til nå ikke-publiserte funn. Alt i alt ble 10 ulike vitenskapelige artikler fagfellevurdert og publisert. Listen over publikasjoner finnes i Table 16 på side 113 med forskingsutbytte og erklæring av forfatterskap i etterfølgende tekst. Medforfattere utover veiledere inkluderer både PhD-kollegaer, Professorer nasjonalt og internasjonalt og ulike deltagere fra industrien. De ti bidragene omfatter: Paper 1; et surveydrevet casestudie i Skandinavia på kunnskapsgjenbruk fra produksjon inn i en produktutviklingsprosess (Krogstie and Andersson 2012). Paper 2; et konseptuelt bidrag som artikulerer CLTE-modellens intensjon (Krogstie and Martinsen 2012). Paper 3; et casestudie på kunnskapsbasert samarbeid på Toleranser og Variasjon i grensesnittet mellom produktutvikling og produksjon (Krogstie and Martinsen 2013). Paper 4; en syntese av en intervjuserie med metodikk basert på CLTE-modellen. Det presenteres en blanding av beskrivende funn og normative råd for bedret industripraksis (Krogstie, Andersen et al. 2013). Paper 5; er et casestudie som følger bruken av støttesystemer og analyse av toleranser og variasjon, og hvordan slike aktiviteter integreres i et produktutviklingsprosjekt (Krogstie, Gaarder et al. 2014). Paper 6; tar data fra 102 spørreundersøkelsesbesvarelser fra to enheter i en bedrift og gir innsikt i styrker og svakheter ved industriell praksis (Krogstie, Martinsen et al. 2014). Paper 7; utvider forståelsen ved å utvide surveyomfanget med to nye bedrifter og ved å inkludere dokumentasjon som tema (Krogstie, Ulonska et al. 2014). Paper 8; er en statistisk analyse fra fem bedriftsenheter som viser likheter i bedrifters praksis på tvers av bransje og funksjonsområde til de ansatte (Krogstie and Olsen 2014). I Paper 9; løftes blikket ett hakk og fokuset settes på hvordan et utvalg Europeiske bedrifter jobber med Robust Design, et tema med svært nær tilknytning til Toleranser og Variasjon (Krogstie, Ebro et al. 2014). Paper 10; lander serien med bidrag med et litteratur- og empiribasert kall for utvidet forskningsfokus innen tradisjonellforskning på toleranser (Krogstie, Walter et al. 2014). Gjennom presentasjonen av empiri brukes publikasjonenes nummerering til å beskrive logikken til forskningsaktivitetenes rekkefølge. For hvert Paper presenteres derfor både publisert og ikkepublisert materiale. Alle de ti publiserte artiklene er vedlagt i sin helhet i Appendix 7. Kapittel 5 diskuterer funnene fra Kapittel 4 opp mot kjent teori og viser hvordan funnene utfyller hverandre, og en mulig operasjonalisering av god CLTE-praksis diskuteres. Funnene kan grovt deles inn i verktøy, praksis og domener med høy viktighet. Hovedfunnene underbygges av teori og framhever viktigheten av Samarbeid i en PU-prosess. Kvaliteten på dette samarbeidet påvirkes av firmaets evne til å etablere og bruke et felles vokabular på temaene, bruken av støttesystemer og valg av møtearenaer på tvers av funksjoner. Videre er det ulike forhold i selve PU-prosessen som påvirker utfallet og begrensninger i tid, kostnad eller andre ressurser kan føre til at viktige aktivitet er på Toleranser og Variasjon gjøres mindre grundig enn ideelt. Forhåndsdefinerte, målbare prosjektleveranser som tar hensyn til prosjektets kompleksitet er av viktighet og disse bør knyttes til definerte ansvarsområder. God kundekontakt og avklarte funksjonskrav er av høy viktighet. Når man aksepterer at god toleransepraksis krever innsikt i dugeligheter så er tilgjengeligheten av data & informasjon av viktighet for å skape kunnskap. Innsikt i hvor, hvordan og på hvilket tidspunkt slik informasjon skal hentes er avgjørende. Denne kunnskapen ønskes gjenbrukt på tvers av avdelinger, og derfor trengs strukturer for dette. I tillegg til å følge den spennende utviklingen på stordata er det viktig å kunne frigjøre taus kunnskap på dette temaet. For å tilgjengeliggjøre temaet toleranser for ledelse er det viktig å unngå å se på disse som detaljerte oppgaver som gjennomføres på et sent stadium i utviklingen. En tilnærming for å bringe temaet inn på lederagendaen er å fokusere på robusthet tidlig i PU-prosessen for å minimere potensielle toleranseproblemer sent i utviklingsfasen. I så måte er det fornuftig å kunne skille mellom viktige og (relativt sett) uviktige parametre og vite hvordan verktøyene for dette betjenes. Ledelsen kan velge ulike måter å gå i denne retningen og de riktige styringsparameterne må tilpasses den konteksten ingeniørarbeidet utføres i samt produktkompleksitet. Det er derfor å anbefale at man kartlegger eksisterende status innenfor bedriften på berørte temaer. Alt i alt bør aktiviteter på toleranser og variasjon knyttes opp til overordnet strategi via måleparametre på mellomnivå. Gode kunnskaper og ferdigheter på CLTEaktiviteter kan tilegnes på kurs eller enda bedre gjennom daglige aktiviteter. Dersom man evner å se viktigheten av disse temaene har man ofte allerede en økt vilje til å gjennomføre endringer. Med høy opplevd viktighet og vilje til endring er den ønskede kulturen som fokuserer på toleranser og variasjon på god vei til å feste seg. Både for akademia og industrien foreslås retninger som denne forskningen kan tas videre. Kapittel 6 konkluderer avhandlingen og peker ut mulige retninger for videre forskning. For å forbedre eksisterende praksis på toleranser og variasjon anbefales det å kartlegge bedriftens status innen områdene i Figure 35, s.192 for så å følge opp svake områder. Forslag for videre aktiviteter for industri og akademia finnes i Table 45 og tilhørende tekst. Det konkluderes med at det finnes et potensial for videre tverrfaglig forskning i dette feltet. Da aktiviteter på toleranser og variasjon spenner over ulike funksjoner og fagdomener og ennå ingen IT-baserte støttesystemer knytter disse aktivitetene sømløst sammen er godt ingeniørsamarbeid fortsatt av essensiell viktighet. CLTEmodellen er brukt som forskningsmetodisk støtte i dette arbeidet og den vurderes å ha videre potensiale. Ingeniøraktiviteter på toleranser og variasjon har flere nyanser og en forståelse av denne oppnås gjennom strukturert bruk av ulike forskningsmetoder. Det observeres at det er krevende å finne et rett nivå av aktiv ledelse, og opplæring av organisasjonen. Helt konkrete anbefalinger på hvordan slike aktiviteter skal utføres vil være kontekstavhengige derfor foreslås generelle startpunkt.