Takt production and decentralized decision-making: improving construction production flow with novel planning & control approaches

Abstract

The construction industry has come under growing pressure to build increasingly complex projects and to do so more efficiently. This dissertation explored how novel approaches—takt production and decentralized decision-making—could improve production planning & control practices while increasing production flow. The dissertation employed a qualitative case study approach of three case studies, including a total of nine cases for which data were collected through 57 semi-structured interviews, observation of production and production documentation, and facilitation of takt planning sessions. Additionally, survey based social network analysis (SNA, 53 responses) and a design science research (DSR) approach with expert workshops were used to support the case study strategy. By answering the research question—"How takt production and decentralized decision-making contribute to construction production planning & control practices and production flow?"—this dissertation's primary contribution is threefold. The first contribution is providing an understanding of the effects that different takt production domains and distinct drivers have on production flow and how they support takt production implementation, which allow for the systematic reaping of the possible benefits. Takt production seems to especially promote good process flow, and the benefits increase with increased implementation maturity. The second contribution is providing an understanding of how a better balance of centralized and decentralized decision-making could support an improvement of construction PP&C practices, deliberately considering both managers' and production crews' (consisting of crew leaders and first-line workers) viewpoints. The results suggest that employing decentralization can yield benefits for project performance, along with worker performance and well-being. In addition to examining takt production and decentralized decision-making individually, the third contribution is providing an understanding of their combined effect through formulating, implementing, and validating a decentralized takt production framework. Decentralized decision-making—when involving the first-line workers in the process—has the potential to improve the planning & control practices and complement the shortcomings of takt production, for example, by having positive effects on operations flow, even with the first implementation efforts. Future research could consider investigating a larger range of diverse cases in an effort to examine improvement effects longitudinally; further explore the approaches through quantitative research methods to assess their impact more precisely; and further address the effects of a larger spectrum of flows, for example, project portfolio flow.

Rakennusteollisuudella on kasvava paine rakentaa haastavampia hankkeita entistä paremmalla tehokkuudella. Tässä väitöstyössä tutkittiin, kuinka uudet lähestymistavat tuotannon johtamiseen—tahtituotanto ja hajautettu päätöksenteko—voisivat parantaa tuotannon suunnittelu- ja ohjauskäytäntöjä sekä edelleen tuotannon virtausta ja tehokkuutta. Tutkimuskysymystä "Miten tahtituotanto ja hajautettu päätöksenteko vaikuttavat rakennustuotannon suunnitteluun ja ohjaukseen sekä tuotannon virtaukseen?" lähestyttiin laadullisen tapaustutkimuksen näkökulmasta. Tutkimus sisälsi yhdeksän tutkittavaa rakennushanketta, joista dataa kerättiin yhteensä 57 teemahaastattelun, tuotannon ja tuotannon dokumentaation havainnoinnin, sekä tahtisuunnittelutilaisuuksien fasilitoinnin kautta. Tapaustutkimusta tuettiin lisäksi kyselypohjaisen verkostoanalyysin (53 vastausta), suunnittelututkimuksen, sekä asiantuntijatyöpajojen avulla. Väitöstyön kontribuutio on kolmiosainen. Ensimmäiseksi, työssä luotiin ymmärrystä siitä millaisia vaikutuksia tahtituotannon osakokonaisuuksilla sekä keskeisimmillä onnistumisen edellytyksillä on tuotannon virtaukseen ja miten ne tukevat tahtituotannon käyttöönottoa sekä systemaattista hyötyjen ulosmittaamista. Tulokset viittaavat tahtituotannon tukevan erityisesti hyvää prosessivirtausta, hyötyjen kasvaessa sitä mukaa kun ymmärrys tahtituotannon soveltamisesta nousee. Toiseksi, työssä luotiin ymmärrystä siitä kuinka parempi tasapaino hajautetun ja keskitetyn päätöksenteon välillä voisi edesauttaa tuotannon suunnittelua ja -ohjausta, ottaen huomioon sekä johtajien/päälliköiden että työryhmien näkökulmia. Tulokset viittaavat hajautetun päätöksenteon lisäämisen parantavan sekä projektien ja työntekijöiden suorituskykyä, että työntekijöiden hyvinvointia. Kolmanneksi, väitöstyössä luotiin ymmärrystä tahtituotannon ja hajautetun päätöksenteon vaikutuksesta rakentamalla, jalkauttamalla, ja validoimalla hajautetun tahtituotannon prosessimalli. Hajautetulla päätöksenteolla—jossa on erityisesti huomioitu tuotantotyöntekijöiden osallistaminen—on potentiaali parantaa tahtituotannon suunnittelu- ja ohjauskäytäntöjä sekä onnistumisen edellytyksiä. Tulokset viittaavat hajautetun tahtituotannon mahdollistavan erityisesti paremman operaatioiden virtauksen, jopa ilman aikaisempaa kokemusta tahtituotannosta. Keskeisiksi jatkotutkimusaiheiksi tunnistettiin tapaustutkimusten otannan kasvattaminen mahdollistaen esimerkiksi pitkittäistutkimuksen, tahtituotannon ja hajautetun päätöksenteon tarkastelu määrällisiä tutkimusmenetelmiä hyödyntäen mahdollistaen menetelmien vaikutusten tarkemman arvioinnin, sekä muiden virtausten (kuten projektiportfolion virtaus) tarkastelun.