Mapping and evaluating systems architecture in a discrete manufacturing context: A case study in improving systems for industry 4.0 compatibility

Thumbnail Image

Files

master_Ihamuotila_Markus_2025.pdf (858.98 KB)

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

School of Science | Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.

Authors

Date

2025-10-22

Department

Major/Subject

Software Engineering and Architectures

Mcode

Degree programme

Master's Programme in Information Networks
Master's Programme in Information Networks
Master's Programme in Information Networks

Language

en

Pages

65

Series

Abstract

This thesis examines how systems architectures in discrete manufacturing can be mapped, evaluated and developed to meet the requirements of Industry 4.0. The study is conducted as an empirical case study at Ponsse’s manufacturing facility in Vieremä, Finland, aiming to analyse the structure and function of current systems, assess their support for intralogistics and identify development paths toward more integrated and data driven operations. The research follows a design science methodology and draws on ten semi-structured interviews complemented by on-site observations. A systematic qualitative analysis of the collected data produced five aggregate dimensions, through which the study shows that while Ponsse’s systems perform reliably under stable conditions, they remain fragmented, paper dependent and rigid under variability. The findings indicate that, although the systems effectively support regular production, they are prone to disruption and recover slowly when operations deviate from plan. Building on these insights, the thesis develops a roadmap that emphasises object-interactive production, improved data traceability and closer integration between product design and shop-floor systems, while preserving the flexibility and tacit expertise of experienced personnel. The contributions are twofold. For practitioners, the roadmap provides a concrete framework for guiding stepwise digital transformation while accounting for organisational resource constraints. For academia, the study deepens the empirical understanding of manufacturing systems architectures and offers a perspective on how Industry 4.0 principles can be translated into practical operational improvement.

Tämä diplomityö tarkastelee miten valmistavan teollisuuden järjestelmäarkkitehtuureja voidaan mallintaa, arvioida ja kehittää vastaamaan Industry 4.0 -paradigman vaatimuksia. Tutkimus toteutetaan empiirisen tapaustutkimuksen muodossa Ponssen Vieremän tehtaalla ja sen tavoitteena on analysoida nykyisten järjestelmien rakennetta ja toimintaa, arvioida niiden tukea tehtaan sisälogistiikalle sekä tunnistaa kehityspolkuja kohti integroidumpia ja datavetoisempia toimintamalleja. Tutkimus perustuu design science -metodologiaan ja sen aineisto koostuu kymmenestä puolistrukturoidusta haastattelusta sekä tehdasvierailujen yhteydessä tehdyistä havainnoista. Aineiston systemaattinen laadullinen analyysi tuotti viisi keskeistä näkökulmaa, joiden kautta voidaan todeta Ponssen järjestelmien toimivan luotettavasti vakaissa olosuhteissa mutta olevan samalla pirstaleisia, paperipohjaisia ja joustamattomia muutostilanteissa. Tulokset osoittavat, että vaikka järjestelmät tukevat tehokkaasti vakiintunutta perustuotantoa, ne ovat alttiita häiriöille ja toipuvat niistä hitaasti. Näiden havaintojen pohjalta työssä kehitetään tiekartta, joka korostaa objektivuorovaikutteista tuotantoa, parannettua datanjäljitettävyyttä ja tiiviimpää integraatiota tuotesuunnittelun ja tuotannon järjestelmien välillä, säilyttäen kokeneen henkilöstön tuoman joustavuuden ja hiljaisen tiedon. Työn kontribuutiot ovat kaksitasoiset. Käytännön tasolla tiekartta tarjoaa viitekehyksen vaiheittaisen digitaalisen transformaation ohjaamiseen organisaation resurssirajoitteet huomioiden. Akateemisella tasolla tutkimus syventää empiiristä ymmärrystä valmistavan teollisuuden järjestelmäarkkitehtuureista ja siitä, miten Industry 4.0:n periaatteita voidaan kääntää operatiivisen kehittämisen käytännöiksi.

Description

Supervisor

Tanskanen, Kari

Thesis advisor

Toroi, Teemu

Keywords

järjestelmäarkkitehtuuri, systems architecture, valmistava teollisuus, discrete manufacturing, sisälogistiikka, intralogistics, industrial digitalisation, järjestelmäkartoitus, systems mapping, Industry 4.0, object-interactive production

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-202512169336

Collections

[dipl] Perustieteiden korkeakoulu / SCI