Tehdas

Tehdas on tuotantolaitos, jossa valmistetaan koneellisesti tuotteita. Tehdas on myös teollisuusrakennus, joka on usein suunniteltu siellä toimivaa tuotantoprosessia varten. Termillä tehdasteollisuus halutaan erottaa tehdasrakennuksissa toimiva teollisuus kotiteollisuudesta ja käsityöpajoista. Tehdassuunnittelulla pyritään kehittämään kullekin teolliselle prosessille parhaiten sopivat tilat ja sinne sellainen koneiden sijoittelu (layout), jolla minimoidaan turhat siirrot tehtaan sisällä.

Tehtaiden historia

Väestön kasvu, työnjaon kehittyminen ja kaupunkien muodostuminen on vaatinut tuotannollisen toiminnan organisoimista jo muinaisissa kulttuureissa kuten Rooman valtakunnassa ja Kiinassa. Erityisesti suurien armeijoiden varustaminen ja huolto on edellyttänyt jo teollisen laajuuden toimintaa. Tuotannolle rakennetut tilat ovat olleet kevytrakenteisia ja armeijoiden huoltoa varten myös siirrettäviä, eikä näitä ole säilynyt. Keramiikka- ja rautatuotannosta jää sirpaleita ja kuonaa, joten nämä tuotantopaikat on löydettävissä myöhemminkin. Muinaista kirjanpitoa on säilynyt, joten tuotantomääristä on tietoa.
Esiteollistuneella ajalla tehtaina toimivat erilaiset sahat, ruukit, telakat ja yksinkertaiset tiilitehtaat, joissa tuotettiin tehdasmaisesti - telakoissa jopa sarjatuotantona - yksinkertaisia tuotteita pääosin miesvoimin. Myös vesivoimaa käytettiin hyödyksi etenkin mm. myllyissä ja tekstiilialalla.
Teollinen vallankumous käynnisti teollistumisen 1700-luvulla. Teollistuminen levisi Isosta-Britanniasta ensin muualle Eurooppaan ja siitä myöhemmin eteenpäin. Teollistuminen jatkuu edelleen, etenkin monissa kehitysmaissa se on vielä alkutekijöissä. Teollistumisen myötä tehtaat toimivat koneiden avulla, ja teollistumista ja tehtaiden suorituskykyä lisäsi toinen teollinen vallankumous, jonka myötä mm. polttomoottori ja sähkö tulivat käyttöön. Liukuhihnatuotantoon siirtyminen kasvatti entisestään tehtaiden tuotantoa, sillä työntekijän ei enää tarvinnut valmistaa koko tuotetta itse, vaan hän erikoistui vain yhden osan tekemiseen. Henry Ford teki liukuhihnatuotannosta tunnettua hyödyntäessään sitä T-Fordien tuotannossa. Nykypäivänä informaatioteknologia, kuten internet on olennainen osa globaalissa teollisuudessa ja tehtaiden sisäisessä ja ulkoisessa viestinnässä. Automaation seurauksena työvoiman tarve on vähentynyt tehtaissa ja tuotantolaitoksissa robottien ja muiden tuotantokoneiden tehdessä suuren osan työstä.

1600-luku

Suomessa teollisuus alkoi Ruotsin vallan aikaisen merkantilismin ja erityisesti Ruotsissa harrastetun vuoriteollisuutta tukevan politiikan ansiosta. Kun Suomeen ensimmäisiä rautaruukkeja, esimerkiksi Fagervik, 1600-luvulla perustettiin, niin sen taustalla oli Ruotsin halu hyödyntää valtakunnan mineraalirikkauksia. Fagervikistä löytyy yhä tiilirakenteiden takomorakennus, jonka suojissa on koskivoimalla toimiva vasara. Muita tunnettuja vanhoja raudan tuotanto- ja takoraudan valmistuspaikkoja ovat Billnäs, Fiskars, Teijo, Antskog ja Mustio, joista kaikista löytyy säilyneitä vanhoja tehdasrakennuksia. Näiden rakennusten suunnittelijat ja tehtaiden tekniikasta vastaavat henkilöt tulivat Ruotsista ja Saksasta. Tehtaat sijoitettiin lähelle rautamalmiesiintymiä, usein koskien ääreen, joista saatiin käyttövoimaa sekä lähelle merta vientikuljetusten vuoksi. Tervanpoltto oli Suomessa teollisessa laajuudessa harjoitettu elinkeino, mutta sitä varten ei rakennettu rakennuksia, koska tervahauta rakennetaan ulos.

1700- ja 1800-luvut

1700-luvulla Suomen teollisuutta monipuolistivat Ruotsin käynnistämät linnoitustyöt, joista suurin oli Suomenlinnan rakennustyö. Tämä toi tiili- ja keramiikkateollisuutta. 1800-luvun alussa käynnistyivät ensimmäiset panimot. Sahatavaran tuotanto alkoi koskivoimalla 1700-luvulla. 1800-luvulla alkoi myös paperin tuotanto sekä käynnistyi Suomen villa-, ja puuvillatehtaita. Ne toimivat usein vesivoimalla. Voimakkaammin teollistuminen lähti etenemään Suomessa vasta 1860-luvulla ja vuosisadan lopussa Suomen teollisuus työllisti jo 100.000 henkeä.
Paikallinen tiilitehdas saattoi olla kylän keskeinen tuotantolaitos vielä 1950-luvulla Suomessa. Se sai energiansa hevosvoimasta. Hevonen kiersi isoa ympyrää ja sen valjaisiin kiinnitetty puomi väänsi myllyn mekaanista koneistoa. 1800-luvun lopulla Suomen suurin tehdas oli Tampereella sijaitseva Finlaysonin puuvillatehdas. Finlaysonin kutomo sai myös pohjoismaiden ensimmäisenä sähkövalaistuksen vuonna 1882. Vanhoista paperitehtaista on säilynyt hyvin puuhiomona alkanut Verlan tehdas. Verlassa pahvia tehtiin käsityövaltaisesti arkkeina ilman paperikonetta. Verlan tehtaalla on nähtävissä vanhaa tehdastekniikkaa, esimerkiksi ennen sähkömoottoreita käytetyistä arkkipuristimina toimineita mankeleita, jotka ottivat pyörimistehonsa hallin läpi kulkeneesta valta-akselista hihnavedolla.
Savupiipuista tuli tehtaiden tunnuksia höyrykoneen käytön lisääntyessä 1800-luvulla. Sittemmin tekninen kehitys vähensi tarvetta tuottaa energiaa tehdaskohtaisesti ja termi "savupiipputeollisuus" viittaa nykyään metallien jalostukseen ja paperiteollisuuteen, joissa savupiippuja yhä tarvitaan.

1900-luku

1900-luvun alkupuolen tehdasrakennusten kehittymisestä tarjoaa hyvän esimerkin kaapelitehtaan vanhat rakennukset. Vanhin kaapelitehdasrakennus, jonka rakensi Suomen Kaapelitehdas Osakeyhtiö (alun perin perustettu vuonna 1912 Suomen Punomotehdas Osakeyhtiönä), sijaitsee Helsingissä Pursimiehenkadulla ja rakennus on yhä olemassa. Tyypillisesti tuon ajan tehtaille se on silloisen kaupungin laidalle ruutukaava-alueella rakennettu monikerroksinen kiinteistö. Raaka-aineet ja tuotteet siirtyivät hissien avulla kerroksesta toiseen. Useassa kerroksessa toimimisen vuoksi tehdas mahtui tontille. Työntekijät tulivat tehtaalle julkisilla kulkuvälineillä tai kävellen. Tehtaan jäätyä pieneksi 30-luvun lopussa rakennettiin uusi tehdas 500 metrin päähän Ruoholahteen. Tehtaan vieressä on satamalaituri, josta raskaat kaapelikelat saatiin suoraan lastattua laivoihin. Tuotanto oli myös siinä monessa kerroksessa. Rakennus siirtyi 1980-luvulla kaupungille ja tunnetaan nyt "kaapelitehtaana". 1970-luvulla rakennettiin uusin kaapelitehdas Kirkkonummelle Pikkalaan. Tämä oli jo nykyaikainen tehdastoteutus, joka on yhdessä tasossa ja samalla se sijaitsee myös sataman välittömässä läheisyydessä. Pikkalassa kaapelituotanto jatkuu yhä.
Tehtaiden kuljetuksia varten rakennettiin 1900-luvun alkupuolella kymmeniä kapearaiteisia teollisuusratoja. Vuosisadan loppupuolella tiestön ja kumipyöräkuljetuskaluston kehittyminen johti näiden ratojen jäämiseen pois käytöstä.

Tehdassuunnittelu

Kun yritys haluaa rakentaa itselleen uuden tehtaan, sillä itsellään on harvoin tähän tarvittavia suunnitteluresursseja. Tämän vuoksi on kehittynyt insinööritoimistoja, jotka ovat erikoistuneet joihinkin teollisuusaloihin ja näiden tuotantotekniikkaan. Tunnetuin Suomessa on metsäteollisuuteen erikoistunut Pöyry. Insinööritoimistot voivat rakentaa tehtaita "avaimet käteen" periaatteella, jolloin ne hoitavat suunnittelun lisäksi myös rakentamisen ja osallistuvat käyttöönottoon. Tämä tehtaiden toimitustapa kansainvälisen kilpailun lisäksi on johtanut siihen, että kaikkialla maailmassa tehtaat ovat hyvin samanlaisia ja käyttävät samojen toimittajien tuotantokoneita. Merkittävät tuotantokonevalmistajat, kuten Metso Oyj joutuvat toimimaan aina kansainvälisillä markkinoilla.

Periaatteita

Teollisen tuotantoyksikön suunnittelu lähtee tuotantoprosessin kuvauksesta. Tämän jälkeen valitaan pääkoneet ja hahmotellaan tuotannon kannalta optimaalinen laitesijoittelu. Samalla kerätään kaikkien tehtaaseen tulevien toimintojen vaatimat tilavaraukset ja millaisia huolto- ja logistiikka-alueita tarvitaan. Kun kaikki vaatimukset ovat tiedossa, aloitetaan hahmottelemaan, millaiseen rakennukseen ne saadaan sijoitettua ja miten tämä rakennus pihoineen saadaan sijoitettua käytettävissä olevalle tontille. Tontti ja rakennustekniikka aiheuttavat yleensä joitakin vaikeuksia toteuttaa optimaalisin tehdasratkaisu. Teollisia rakennuksia suunniteltaessa minimoidaan rakennuksen kustannukset, koska investointikustannukset joudutaan maksamaan tehtaan tuotolla. Kallis rakennus nostaisi tuotteiden hintaa, mikä kilpailluilla markkinoilla aiheuttaa ongelmia myyntiin. Tämän vuoksi useimmat tehtaat ovat isoja varastotyyppisiä rakennuksia. Rakennusta tehtäessä mietitään yleensä myös, että siinä on laajennusmahdollisuuksia ja että se on käytettävissä muunkinlaiseen tuotantotoimintaan tai varastoksi. Tehdasrakennuksen voi omistaa jokin muu taho kuin tuotantotoimintaa harjoittava yritys itse.