Development of a traceability tool for a power electronics manufacturing company

Abstract

As industrial products become more complex and manufacturing environments more data-intensive, traceability has emerged as a critical capability for managing uncertainty and supporting decision-making in manufacturing operations. Effective traceability requires not only the availability of data but also its systematic management and accessibility for operational use.

The objective of this thesis was to develop a digital tool to support traceability-related decision-making and investigations in a power electronics manufacturing company. The research was conducted using design science research as a methodological approach. A literature review was conducted to examine traceability, its applications, and its role in decision support. The technical and operational environment of the case company was analysed through semi-structured interviews, which were used to identify requirements for the tool. Based on these requirements, a traceability decision support tool was developed using Power BI.

The research identified four key systems that serve as sources of traceability data in the case company. Traceability data on both physical and digital traceable objects is generated through formal business transactions and recording of internal operational activities. By modelling the identified traceable objects around the finished product, a flexible data model suitable for hierarchical product structures can be established. The findings further indicate that traceability-related activities are highly manual, cross-functional, and span the entire product lifecycle, resulting in varying data needs across organizational functions. The developed tool integrates traceability data from multiple systems and provides users with access to timely information through a graphical user interface, thereby supporting traceability-related decision-making and investigations.

Teollisten tuotteiden monimutkaistuessa ja valmistusympäristöjen muuttuessa yhä datarikkaammiksi, jäljitettävyydestä on tullut keskeinen kyvykkyys epävarmuuden hallintaan ja päätöksenteon tukemiseen valmistustoiminnoissa. Tehokas jäljitettävyys vaatii datan saatavuuden lisäksi sen järjestelmällistä hallintaa sekä saavutettavuutta operatiivista käyttöä varten.

Tämän diplomityön tavoitteena oli kehittää digitaalinen työkalu tukemaan jäljitettävyyteen liittyvää päätöksentekoa ja selvitystyötä tehoelektroniikkaa valmistavassa yrityksessä. Työssä sovellettiin konstruktiivista tutkimusotetta. Kirjallisuuskatsauksessa perehdyttiin jäljitettävyyteen, sen sovelluksiin sekä rooliin päätöksenteon tukemisessa. Kohdeyrityksen teknistä ja operatiivista toimintaympäristöä analysoitiin puolistrukturoitujen haastattelujen avulla, minkä perusteella työkalulle määritettiin vaatimukset. Näiden vaatimusten pohjalta kehitettiin Power BI -pohjainen työkalu tukemaan jäljitettävyyteen liittyvää päätöksentekoa.

Tutkimuksessa tunnistettiin neljä keskeistä järjestelmää, jotka toimivat jäljitettävyystiedon lähteinä kohdeyrityksessä. Sekä fyysisistä että digitaalisista jäljitettävistä kohteista syntyvä jäljitettävyystieto muodostuu muodollisten liiketoimintatransaktioiden sekä sisäisten operatiivisten toimintojen keräämisen kautta. Mallintamalla tunnistetut jäljitettävät kohteet valmiin tuotteen ympärille voidaan muodostaa hierarkkisille tuoterakenteille soveltuva joustava tietomalli. Lisäksi tulokset osoittavat, että jäljitettävyyteen liittyvät toiminnot ovat pitkälti manuaalisia, poikkitoiminnallisia ja kattavat koko tuotteen elinkaaren, minkä seurauksena eri organisaatioyksiköillä on toisistaan poikkeavia tiedontarpeita. Kehitetty työkalu yhdistää jäljitettävyystietoa useista järjestelmistä ja tarjoaa käyttäjille ajantasaista tietoa graafisen käyttöliittymän kautta, tukien siten jäljitettävyyteen liittyvää päätöksentekoa ja selvitystyötä.