hyväksymispäivä arvosana

arvostelija

Mura, muri, muda – lean-filosofian hukkakäsitteet ohjelmistokehityksessä

Henri Karhatsu, Simo Moilanen

Helsinki 2.12.2009

HELSINGIN YLIOPISTO

Tietojenkäsittelytieteen laitos

HELSINGIN YLIOPISTO − HELSINGFORS UNIVERSITET – UNIVERSITY OF HELSINKI Tiedekunta/Osasto − Fakultet/Sektion – Faculty/Section

Matemaattis-luonnontieteellinen Laitos − Institution − Department Tietojenkäsittelytiede

Tekijä − Författare − Author

Henri Karhatsu, Simo Moilanen Työn nimi − Arbetets titel − Title Mura, muri, muda - lean-filosofian hukkakäsitteet ohjelmistokehityksessä Oppiaine − Läroämne − Subject Seminaari: Suurten ohjelmisto-intensiivisten järjestelmien ketterä kehittäminen Työn laji − Arbetets art − Level

Seminaari Aika − Datum − Month and year

2.12.2009 Sivumäärä − Sidoantal − Number of pages

17 Tiivistelmä − Referat − Abstract

Tässä seminaarityössä käsitellään valmistavan teollisuuden tarpeisiin kehitettyä lean-

tuotantofilosofiaa ohjelmistokehityksen näkökulmasta. Erityisesti keskitytään kolmeen hukka-

käsitteeseen, jotka ovat mura (työn epätasaisuus), muri (ylikuormitus) sekä muda (arvoa

tuottamaton toiminta). Lisäksi esitetään keinoja, joilla tätä hukkaa voidaan ohjelmisto-

kehityksessä poistaa.

Työssä havaitaan, että ohjelmistokehityksessä hukkaa on ihmisten ylikuormitus (muri), turha

vaihtelu työmenetelmissä (mura) sekä mudan osalta ylimääräiset toiminnot, keskeneräinen ja

odottava työ, tarpeeton käsittely, tehtävien vaihtuminen, testauksen läpäisseet virheet, odottelu

ja luovutukset.

Hukan poistoon ohjelmistokehityksessä löytyy työkaluja muun muassa ketteristä menetelmistä

(agile methods). Näitä ovat esimerkiksi Scrum-prosessimalli, lähellä asiakasta oleminen ja

lyhyet iteraatiot.

ACM Computing Classification System (CCS): D.2.9 Software engineering - Management

Avainsanat – Nyckelord − Keywords

lean, ohjelmistokehitys, hukka, muda, mura, muri Säilytyspaikka − Förvaringställe − Where deposited

Muita tietoja − Övriga uppgifter − Additional information

ii

Sisältö

1 Johdanto .................................................................................................... 1

2 Lean-ajattelu ja hukka ............................................................................... 3

2.1 Lean-filosofian historiaa ja perusperiaatteet ............................................................................ 3

2.2 Hukan kolme muotoa – mura, muri ja muda ........................................................................... 4

2.3 Muda ja sen alakäsitteet.............................................................................................................. 6

3 Lean-ajattelu ohjelmistokehityksessä ..................................................... 8

3.1 Lean-periaatteiden soveltuvuus ohjelmistokehitykseen ........................................................... 8

3.2 Hukka ohjelmistokehityksessä ................................................................................................. 10

3.3 Hukan poistaminen ohjelmistokehityksessä ............................................................................ 13

4 Yhteenveto ............................................................................................... 16

Lähteet ............................................................................................................. 18

1

1 Johdanto

Lean on toisen maailmansodan jälkeen Toyotalla kehitetty filosofia yrityksen toiminnan

ohjaamiseen [WJR90]. Leanissä yrityksen tuotantoketju pyritään virtaviivaistamaan

poistamalla siitä kaikki, mikä ei tuota arvoa eli on hukkaa (waste). Sittemmin lean-

ajattelua on alettu soveltaa myös ohjelmistotuotantoon.

Tässä seminaarityössä keskitytään ohjelmistokehityksessä esiintyviin hukan muotoihin

sekä keinoihin, joilla hukkaa saadaan poistettua. Hukan päämuodot ovat mura (työn

epätasaisuus), muri (ylikuormitus) ja muda (arvoa tuottamaton toiminta), joista

viimeisin jakaantuu useaan alakohtaan. Näistä kaksi ensimmäistä on jäänyt

tutkimuksessa vähemmälle huomiolle, ja siksi niihin kiinnitetään tässä seminaarityössä

erityistä huomiota.

Lean-kirjallisuudessa on kaksi tapaa määritellä hukka. Toisen mukaan hukkaa ovat

edellä kuvatut kolme asiaa eli mura, muri ja muda [mm. Cal08]. Toisen määritelmän

mukaan taas hukka on yhtä kuin muda eli kaikki arvoa tuottamaton toiminta [mm.

Smi06, Pic08]. Jälkimmäinen määritelmä perustuu ajatukselle, että epätasaisuus ja

ylikuormitus eivät sinänsä ole hukkaa mutta ne on syytä ottaa huomioon hukkaa

poistettaessa. Molemmat ovat kelvollisia määritelmiä, mutta tässä seminaarityössä

käytetään joka tapauksessa ensimmäistä; hukka sisältää siis sekä muran, murin että

mudan.

Seminaarityön tutkimuskysymys on: miten mura, muri ja muda esiintyvät ohjelmisto-

kehityksessä ja miten niitä voidaan poistaa? Tähän kysymykseen haetaan vastausta

esittelemällä aluksi leanin periaatteet ja hukan muodot yleisellä tasolla. Sen jälkeen

pohditaan kuinka lean soveltuu ohjelmistokehitykseen ottamalla leanin periaatteisiin

mukaan ohjelmistojen tuottamisen näkökulma. Lopuksi käsitellään ohjelmisto-

kehityksessä esiintyvää hukkaa ja sen poistamista. Työssä tullaan huomaamaan, että

leanin periaatteet ovat hyvin lähellä ketterän ohjelmistokehityksen periaatteita ja että

nimenomaan ketterät menetelmät tarjoavat paljon keinoja hukan poistamiseen.

2

Lean suomennetaan usein virtaviivaiseksi tai laihaksi, mutta vakiintunutta käännöstä ei

ole käytössä. Tässä seminaarityössä ohitamme suomennoksen ja käytämme termiä lean.

Alan englanninkielisessä kirjallisuudessa käytetään sanaa waste kuvaamaan toimintaa,

joka ei tuota lisäarvoa. Suomenkielisessä kirjallisuudessa tämä on suomennettu

vaihtelevin käytännöin esimerkiksi hukaksi, roskaksi tai jätteeksi. Tässä seminaari-

työssä englanninkielen sanasta waste käytetään suomen kielen sanaa hukka.

3

2 Lean-ajattelu ja hukka

Tässä luvussa kuvataan lean-ajattelua yleisellä tasolla sitomatta sitä mihinkään tiettyyn

toimialaan. Ensin käydään läpi leanin viisi periaatetta ja sen jälkeen esitellään erilaisia

hukan muotoja.

2.1 Lean-filosofian historiaa ja perusperiaatteet

Toyota Production System (TPS) on Toyota Motor Corporation:n käyttämä tapa ohjata

ja kehittää yrityksen toimintaa. TPS on kehitetty yrityksessä toisen maailmansodan

jälkeen. Sen kehittäjät Eiji Toyoda ja Taiichi Ohno totesivat, ettei Toyota pysty

toimimaan samoilla massatuotannon periaatteilla, joilla sen amerikkalaiset kilpailijat

toimivat. Toyotan tavoitteena oli valmistaa paljon erilaisia malleja pienissä erissä.

Keskeinen ajatus oli, että massatuotannossa syntyy paljon hukkaa, joka ei tuota arvoa.

Vaikka nopean talouskasvun aikaan tällä ei ollut suurta merkitystä, viimeistään 1970-

luvun öljykriisin yhteydessä paljastui Toyotan menetelmien vallankumouksellisuus.

[Ohn88, WJR90]

TPS koostuu viidestä perusperiaatteesta [WoJ96, Ram98]:

1. Määritellään mikä asiakkaan näkökulmasta lisää arvoa (value) ja mikä taas ei

lisää.

2. Tunnistetaan vaiheet, jotka lisäävät arvoa eli arvovirta (value stream). Arvo-

virrasta pyritään poistamaan kaikki se, mikä ei tuota arvoa eli on hukkaa

(waste).

3. Yritetään saada arvovirta virtaamaan (flow) tasaiseen tahtiin ilman keskey-

tyksiä, ylimääräisiä vaiheita ja varastoja, odottelua ja virheitä.

4. Tehdään vain sitä mitä asiakas pyytää ja vain silloin, kun asiakas pyytää (pull).

Ei siis tuoteta turhia ominaisuuksia, joilla ei ole asiakkaalle arvoa.

5. Pyritään täydellisyyteen (perfection) poistamalla hukkaa jatkuvasti.

Myöhemmin Womack ym. nimesivät TPS:n sen kantavan ajatuksen mukaan leaniksi

[WJR90].

4

Edellä mainitut periaatteet voidaan tiivistää seuraavalla tavalla. Yrityksen tuotantoketju

pyritään virtaviivaistamaan poistamalla siitä kaikki, mikä ei tuota asiakkaalle arvoa eli

on hukkaa. Tätä jatketaan tavoitellen koko ajan täydellisyyttä. Käytännössä jatkuva

kehittäminen johtaa siihen, että kun osa tuotantoketjusta saadaan tehokkaammaksi,

löytyy hukkaa ketjun toisesta osasta [HiT00].

Lean-ajattelussa on yksi erityisen mielenkiintoinen näkökulma verrattuna perinteiseen

massatuotantoon. Kun jälkimmäisessä pyritään olemaan riittävän hyviä, leanissa

pyritään täydellisyyteen. Massatuotannon tavoitteenasettelua perustellaan sillä, että

"liian hyvä" tulee liian kalliiksi tai se on inhimillisesti mahdotonta saavuttaa. Leanissa

taas uskotaan siihen, että aina voi tehdä paremmin; virheet voidaan saada kokonaan

pois, kustannuksia voidaan saada koko ajan pienemmiksi, tuotevariaatiota voidaan

jatkuvasti kasvattaa ja niin edelleen [WJR00].

Täydellisyyden tavoitteluun, arvovirran sujuvuuteen ja hukan eliminointiin liittyy käsite

jidoka. Se tarkoittaa laadun tarkkailua ja sisältää kaksi mekanismia, ongelmien

tunnistamisen ja tuotannon keskeyttämisen heti, kun jokin ongelma ilmenee [DJS08].

Esimerkiksi autoteollisuudessa tämä tarkoittaa sitä, että heti kun löytyy virhe, jota ei

pystytä välittömästi korjaamaan, koko tuotantolinja keskeytetään [WJR90]. Tavoitteena

on selvittää virheen syy välittömästi ennen kuin se alkaa kumuloitua prosessissa

eteenpäin. Jidoka-ajattelussa hyväksytään siis tuotannon keskeytykset ja tilapäiset

tehottomuudet, jotta saavutetaan laajemmassa mittakaavassa tehokkaampi prosessi

[Ohn88].

2.2 Hukan kolme muotoa – mura, muri ja muda

Leanissa pyritään siis tehostamaan tuotantoprosessia poistamalla siitä kaikki hukka eli

ne toiminnot, jotka eivät lisää asiakkaalle arvoa. Hukka jaetaan kolmeen kategoriaan,

jotka ovat mura, muri ja muda [Smi06]. Termit tulevat japanin kielestä ja niitä käytetään

alan kirjallisuudessa pääsääntöisesti sellaisenaan. Näistä yleisimmin käytetty muda

tarkoittaa tuhlaavaisuutta tai kaikkea arvoa lisäämätöntä toimintaa, mura työn

epätasaisuutta ja muri ihmisten tai koneiden ylikuormitusta [Smi06].

5

Käsitteitä on hyvä selventää esimerkin avulla. Mura eli työn epätasaisuus voi ilmetä

esimerkiksi siten, että työlinjalla kolmesta peräkkäisestä koneesta vain ensimmäinen

tekee kerrallaan työtä ja kaksi muuta ovat lepotilassa. Sama esimerkki toimii myös

murin eli ihmisten tai koneiden ylikuormituksen suhteen, näkökulma vain on hieman

erilainen. Kyseisessä tapauksessa luonnollisestikin työtä tekevä kone ylikuormittuu.

Kolmas käsite muda eli arvoa tuottamattomuus esiintyy esimerkissä ainakin turhan

odottelun muodossa, sillä kaksi jälkimmäistä konetta joutuvat odottamaan ensimmäisen

suoritusta, eivätkä siten pysty tuottamaan arvoa.

Esimerkin avulla on helppo havaita, kuinka kaikki kolme hukan muotoa ovat suhteessa

toisiinsa. Työn epätasaisuus (mura) johtaa joidenkin tuotantotekijöiden yli-

kuormittumiseen (muri), mikä taas aiheuttaa arvoa tuottamatonta toimintaa (muda),

yleensä monessakin eri muodossa [Wom06]. Toisaalta yhtä hyvin voidaan ajatella, että

muri johtaa muraan ja mudaan. Jos nimittäin esimerkiksi työntekijät ovat hyvin

ylikuormittuneita, he tekevät helpommin epätasalaatuisia tuotteita (mura) ja enemmän

virheitä (muda).

Kuva 2.1 havainnollistaa näiden kolmen hukkakäsitteen suhteita toisiinsa. Oleellista

kuvassa on huomata, että jos muda halutaan poistaa pysyvästi, täytyy ensin poistaa

mura ja muri.

Kuva 2.1: Muran, murin ja mudan suhde toisiinsa.

Muda

Mura

Muri

6

2.3 Muda ja sen alakäsitteet

Alan kirjallisuudessa eniten näkyvyyttä saanut hukan muoto on muda. Taiichi Ohno on

jakanut mudan seitsemään kategoriaan [Pop02]: ylituotanto, varastot, tarpeeton

käsittely, tarpeeton liike, virheet, odottelu ja kuljettaminen. Seuraavaksi kuvaillaan

tarkemmin, mitä nämä tarkoittavat.

Ylituotanto on joko liikaa tai liian aikaisin tuottamista. Lean-ajattelussa tuotetaan pull-

periaatteen mukaisesti vain asiakkaan tarpeen mukaan. Kaikki tarpeen yli tuottaminen

sitoo arvokkaita resursseja, joita voitaisiin muuten käyttää paremmin hyödyksi [HiT00].

Tarpeettomat varastot taas liittyvät ylituottamiseen. Asiakkaan tarvetta pyritään

mukailemaan rakentamalla tuotantolinja mieluummin vetäväksi (pull) kuin työntäväksi

(push) [HiT00]. Vetävä tarkoittaa esimerkiksi tietokonevalmistaja Dell:n tuotanto-

linjalla sitä, että tietokoneen valmistus aloitetaan vasta asiakkaan tilattua sen [PoP03].

Tilauksen tultua Dell valmistaa ja lähettää tietokoneen alle viikossa. Näin Dell ei joudu

pitämään valmistamiaan koneita varastossa ja esimerkiksi uuden näytönohjaimen tai

isomman kovalevyn tultua markkinoille, Dell voi tarjota sen asiakkailleen nopeammin

kuin kilpailijansa.

Tarpeetonta käsittelyä on esimerkiksi tuotteen uudelleen työstäminen tai tarkastaminen.

Tuote tulisi tehdä kerralla riittävän laadukkaaksi. Tuotteen korjaaminen laatuongelmien

takia tai välituotteen laadun tarkkailun tarve ovatkin oireita tuotantoketjun ongelmista.

Tarpeeton käsittely voi johtua esimerkiksi väärästä työkalusta, menetelmästä tai

järjestelmästä [HiT00].

Resurssit tulisi toimittaa käyttöön, ei varastoon. Lean-ajattelussa kuljettaminen

varastoon on esimerkki tarpeettomasta liikkeestä. Kaikki toimitukset pitäisi tehdä just-

in-time-periaatteen (JIT) mukaisesti suoraan toimittajalta tuotantoketjulle. Ylimitoitettu

kuljettaminen johtaa lisäksi tarpeettomaan varastoon [HiT00].

7

Virheellisten tuotteiden ja palveluiden alkuperäisen tuottamisen lisäksi virheiden

korjaaminen haaskaa resursseja. Lisäksi virheiden synnyttämien asiakaspalautteiden

käsittely ja hyvittäminen asiakkaalle kuluttavat resursseja [HiT00].

Myös odottaminen on lean-ajattelussa hukkaa, sillä silloin resurssit eivät ole parhaassa

mahdollisessa käytössä. Tuotantoketjun tulisi toimia edellä mainitun JIT-periaatteen

mukaisesti, eli tuotanto pitäisi saada virtaamaan tasaisesti [HiT00].

Tarpeeton kuljettaminen johtuu muun muassa vääränlaisesta työvuosta, huonosti

suunnitellusta tai epäsiististä työympäristöstä ja epäjohdonmukaisista tai dokumen-

toimattomista työskentelymenetelmistä [HiT00].

8

3 Lean-ajattelu ohjelmistokehityksessä

Tässä luvussa käsitellään lean-filosofiaa ohjelmistokehityksen näkökulmasta. Aluksi

pohditaan, kuinka lean ja sen periaatteet ylipäätään soveltuvat ohjelmistoteollisuuteen.

Tullaan huomaamaan, että samoja periaatteita voidaan hyödyntää myös

ohjelmistotuotannossa. Sen jälkeen pohditaan, minkälaista hukkaa ohjelmisto-

kehitykseen liittyy ja lopuksi esitetään, kuinka tätä hukkaa voidaan poistaa.

3.1 Lean-periaatteiden soveltuvuus ohjelmistokehitykseen

Lean-filosofiaa on alettu soveltaa valmistavan teollisuuden lisäksi myös ohjelmisto-

teollisuuteen [Mid01]. Ajatusmalli on se, että lean-ajattelu sopii kaikkiin prosesseihin ja

siten myös ohjelmistonkehitykseen [Ram98]. Luvussa 2 esiteltiin leanin viisi

periaatetta. Seuraavaksi pohditaan tarkemmin, kuinka hyvin ne soveltuvat ohjelmisto-

kehitykseen.

Leanin ensimmäinen periaate on määritellä, minkä asiakas kokee arvokkaaksi. Kyse on

niin yleisellä tasolla olevasta asiasta, että sen voidaan sanoa soveltuvan mihin tahansa

liiketoimintaan, siten myös ohjelmistokehitykseen. Voidaan kuitenkin pohtia, onko

ohjelmistotuotannossa jotain erityisiä keinoja tämän saavuttamiseen. Yksi menetelmä

on nopea protoilu [Ram98]. Lisäksi ketterän ohjelmistokehityksen periaatteet [Agi01]

tarjoavat tähän keinoja. Tällaisia ovat ainakin lyhyet iteraatiot ja tiivis yhteistoiminta

asiakkaan kanssa.

Toinen periaate eli arvovirran tunnistaminen soveltuu myös ohjelmistonkehitykseen

[Ram98]. Oleellista on, että ohjelmistokehitykseen kuuluu aina jonkinlainen vaiheit-

tainen prosessi. Tämän prosessin vaiheet muodostavat siis arvovirran, josta voidaan

lean-ajattelun mukaisesti alkaa poistaa hukkaa. Tarkemmin ohjelmistokehityksessä

esiintyvää hukkaa ja sen poistamista käsitellään seuraavassa luvussa.

Leanin kolmannessa periaatteessa arvovirrasta halutaan saada tasaisesti virtaava ilman

työn epätasaista jakautumista (mura) ja joidenkin osa-alueiden ylikuormittumista

9

(muri). Ohjelmistokehityksessä tämä voisi tarkoittaa sitä, että eri työvaiheissa kuten

määrittelyssä, kehityksessä ja testauksessa olisi koko ajan sopivasti ominaisuuksia työn

alla. Tärkeää on myös se, ettei työvaiheiden välille synny ylimääräisiä varastoja, joita

ovat muun muassa etukäteen tehdyt määritykset [Pop02] ja testaamaton koodi [Mid01].

Neljäs periaate (pull) sisältää ajatuksen siitä, että asiakkaalle tuotetaan vain sitä, mitä

hän tarvitsee ja vain silloin, kun hän sitä tarvitsee. Tämänkin voidaan ajatella

soveltuvan hyvin ohjelmistotuotantoon [Ram98]. Etenkin se, että tehdään vain

asiakkaan tarvitsemia ominaisuuksia, on hyvin oleellista. Kuten seuraavassa luvussa

tullaan huomaamaan, tämän vastakohta on yksi merkittävä hukan muoto.

Pull-toimintavan vastakohta on push. Janes ja Succi [JaS09] esittelevät kaksi tapaa

rakentaa ohjelmistoja push-menetelmällä sekä niille vaihtoehtoiset pull-menetelmät.

Vaatimukset ensin (requirements-first) on push-mallin mukainen menettely, jossa

vaatimuksia kerätään mahdollisimman paljon etukäteen tai vähintäänkin iteratiivisesti.

Tämän menetelmän kustannukset tulevat muun muassa niistä riskeistä, että vaatimukset

eivät täsmää liiketoiminnan tavoitteiden kanssa tai että vaatimukset muuttuvat.

Vaihtoehtoinen pull-menettely on tavoiteperustainen ohjelmistokehitys (goal-driven

software development), jossa ensin asetetaan tavoitteet, joiden perusteella luodaan

vaatimuksia. Yksi hyvä puoli tässä vaihtoehdossa on muun muassa se, että kehittäjät

pystyvät paremmin esittämään eri toteutusvaihtoehtoja, kun he ymmärtävät liike-

toiminnan tavoitteet.

Toinen push-esimerkki on alhaalta-ylös (bottom-up) ja sen pull-vastakohta ylhäältä-alas

(top-down) [JaS09]. Alhaalta-ylös-kehityksessä luodaan aluksi ne pohjakomponentit,

joita myöhemmin tullaan käyttämään niissä osissa, joita loppukäyttäjä tarvitsee.

Menetelmän kustannus tulee siitä, että pohjakomponentit ovat varastoa, joka saattaa

sisältää vääriä valintoja esimerkiksi arkkitehtuurin suhteen. Ylhäältä-alas-menetelmässä

taas lähdetään käyttäjän tarvitsemista komponenteista liikkeelle, määritetään niille

testitapaukset ja alempia kerroksia simuloidaan tynkien (stub) avulla. Näin pystytään

tuottamaan minimimäärä koodia, joka samalla tulee myös testatuksi.

10

Viides periaate eli pyrkimys täydellisyyteen on luonteeltaan samanlainen kuin

ensimmäinen eli se sopii mihin liiketoimintaan tahansa. Laatua voidaan siis parantaa

jatkuvasti myös ohjelmistokehityksessä [Mid01].

Voidaan siis todeta, että lean-periaatteet soveltuvat hyvin myös ohjelmistotuotantoon.

Seuraavaksi käsitellään tarkemmin, mitä hukan muotoja ohjelmistokehityksestä voi

löytää.

3.2 Hukka ohjelmistokehityksessä

Leanin tärkein ajatus on tunnistaa, mikä lisää asiakkaalle arvoa, ja poistaa sen jälkeen

tuotantoprosessista kaikki se hukka, mikä ei lisää arvoa. Näin ollen myös ohjelmisto-

tuotannossa täytyy ensin määrittää, mikä on arvoa. Arvon määrittäminen on jossain

määrin tapauskohtaista. Yleisellä tasolla voidaan kuitenkin ajatella, että ohjelmisto-

kehityksessä arvoa ovat kaikki ne toiminnallisuudet, joita asiakas todella tarvitsee.

Toisin sanoen esimerkiksi ne ominaisuudet, joita asiakas ei käytä, ovat hukkaa [Pop02].

Tässä luvussa esitellään, mitä muita hukan muotoja löytyy ohjelmistokehityksestä.

Hukkaa poistettaessa keskitytään usein pelkkään arvoa tuottamattomaan toimintaan

(muda) [Cal08]. Mutta kuten edellä todettiin, hukan päämuotoihin kuuluvat myös mura

(epätasaisuus) ja muri (ylikuormitus). Näiden tunnistaminen on tärkeää, sillä jotta arvoa

voidaan kestävästi tuottaa, täytyy ensin poistaa muri. Jos prosessista poistetaan

pelkästään muda, on todennäköisestä, että se palaa myöhemmin takaisin [Pic08]. Jos

esimerkiksi onnistutaan poistamaan virheitä mutta ihmisiä ylikuormitetaan liikaa,

virheet todennäköisesti palaavat ajan myötä takaisin. Ohjelmistokehityksessä juuri

ihmisten kuormittaminen onkin oleellisin esimerkki murista [Pic08].

Vastaavanlainen suhde on myös muralla ja mudalla. Ohjelmistokehityksessä muraa on

esimerkiksi se, ettei osa kehittäjistä noudata testilähtöistä kehitystapaa, käytetään

erilaisia kehitystyövälineitä tai ettei noudateta koodausstandardeja [Pic08]. Kaikki nämä

luovat prosessiin turhaa vaihtelua ja lisäävät siten riskiä siitä, että prosessiin tulee

mukaan arvoa tuottamatonta toimintaa eli mudaa. Siksi myös muran tunnistaminen on

tärkeää.

11

Kun mura ja muri on tunnistettu ja poistettu prosessista, on helpompi keskittyä

poistamaan mudaa. Kuten valmistavassa teollisuudessa, myös ohjelmistokehityksessä

näiden kaikkien tunnistamiseen voidaan hyödyntää arvovirta-analyysia [Ram98,

PoP03]. Yleisesti ottaen jos jokin toiminta sovelluskehitysprosessissa voidaan ohittaa

tai sen tavoite voidaan saavuttaa helpommin, toiminta on hukkaa.

Luvussa 2.3 esitellyt mudan muodot valmistavassa teollisuudessa voidaan yhdistää

ohjelmistoteollisuuteen seuraavasti [Pop03b]:

• ylituotanto = ylimääräiset toiminnot

• varasto = keskeneräinen työ

• tarpeeton käsittely = tarpeeton käsittely

• tarpeeton liike = tehtävien vaihtuminen

• virheet = testauksen läpäisseet virheet

• odottelu = odottelu, ml. asiakkaan odottaminen

• kuljettaminen = luovutukset

Ylituotanto on hukan muoto, joka ohjelmistokehityksessä tarkoittaa erityisesti

ylimääräisiä vaatimuksia [McC97] ja niiden perusteella rakennettuja ylimääräisiä

toiminnallisuuksia, joita asiakas ei käytä [Pop02]. Samoin sellaiset toiminnallisuudet,

jotka on rakennettu asiakkaan toivomuksesta mutta jotka eivät kuitenkaan täytä

asiakkaan tarpeita, voidaan ajatella olevan ylituotantoa. Edelleen jos rakennetaan

toiminnallisuus, jota asiakkaan oletetaan jossain vaiheessa tarvitsevan mutta ei

kuitenkaan juuri nyt, sitä pidetään myös hukkana [Pop03b].

Varastot ovat hukan muoto, joka ei välttämättä ensi alkuun tunnu kuuluvan

ohjelmistokehitykseen. Yleisesti voidaan kuitenkin ajatella, että kaikki sellaiset kesken-

eräiset tuotokset, jotka odottavat siirtymistä eteenpäin, ovat varastoa. Tämä sisältää

muun muassa sellaiset määrittelyt, joita ei vielä tarvita [Pop02]. Edellä mainittiin myös

alhaalta-ylös-tuotantotavassa syntyvät pohjakomponentit, joita voidaan pitää varastoina

[JaS09]. Laajempi näkökulma varastoihin on, että kaikki keskeneräinen työ kuten

testaamaton koodi on varastoa [Mid01, Pop03b]. Tässä on toisaalta pieni ristiriita lean-

12

periaatteiden kanssa. Niin kauan kuin työhön lisätään arvoa esimerkiksi koodaamalla

jotain ominaisuutta, työ ei ole hukkaa, vaikka se keskeneräistä onkin.

Tarpeeton käsittely tarkoittaa yleisesti ottaen sitä, että sama asia joudutaan tekemään

useaan kertaan tai siihen joudutaan käyttämään tarpeettomasti aikaa. Jos esimerkiksi

kehittäjällä menee kauan selvittää, mitä jokin koodi tekee, on kyse tarpeettomasta

käsittelystä [Mil09a]. Tällöin kyse voi olla esimerkiksi huonosta dokumentoinnista tai

epäselvästi kirjoitetusta koodista. Samoin tarpeetonta käsittelyä on se, jos heikosta

viestinnästä johtuen työntekijä ei saa jotain oleellista tietoa ja joutuu selvittelemään sitä

itse [Mil09a].

Neljäs mudan muoto eli jatkuva tehtävien vaihtuminen voi häiritä merkittävästi

henkilön keskittymistä. Parhaimmillaan jokaisen tulisi keskittyä yhteen asiaan

kerrallaan [Pop03b]. Toisaalta tehtävien vaihtuminen aiheuttaa myös tarpeetonta

käsittelyä, koska tekijä voi joutua käymään saman asian läpi moneen kertaan [Mil09a].

On hyvä huomata, että tehtävien vaihtelu voi liittyä henkilöiden ylikuormitukseen

(muri), jolloin hukan poistamiseksi täytyy ratkaista ensin ylikuormitusongelma.

Virheet ovat hukan muoto, jota voi luonnollisesti esiintyä minkä tahansa tuotteen tai

palvelun tuottamisessa. Ohjelmistotuotannossa virheet tarkoittavat sitä, ettei ohjelmisto

toimi määritystensä mukaisesti. On syytä huomata, että virheet ja varastot liittyvät

toisiinsa. Jos varastot (määrittelyt, suunnitelmat, testaamaton koodi) kasvavat liian

suuriksi, ne piilottavat samalla myös virheitä [Mid01]. Samoin virheet ja tarpeeton

käsittely liittyvät toisiinsa. Kun kehittäjä joutuu palaamaan virheen vuoksi uudelleen jo

kerran kirjoitetun koodin pariin, kyse on tarpeettomasta käsittelystä [Mil09a].

Leanin periaatteisiin kuuluu, että prosessi pyritään saamaan virtaavaksi. Jos tekijät

joutuvat kuitenkin odottelemaan esimerkiksi projektin hyväksyntää, määrittelyitä tai

priorisointeja, kyse on hukasta [Mil09b]. Yhtä lailla hukka on se, että joudutaan

odottamaan toimenpiteitä tai tietoa asiakkaalta [Pop02].

Turhaa kuljettamista vastaa ohjelmistokehityksessä luovutukset (handoffs). Luovu-

tuksilla tarkoitetaan erilaisten tuotosten kuten dokumenttien ja koodin siirtämistä

henkilöltä toiselle. Hukka syntyy siitä, että jokaisessa luovutuksessa katoaa tietoa

13

[Mil09b]. Mitä enemmän kehitysprosessi luovutuksia sisältää, sitä enemmän hukkaa

syntyy. Jos siis esimerkiksi yksi henkilö tekee vaatimusanalyysia, toinen vaatimus-

määrittelyä, kolmas kirjoittaa koodia ja neljäs testaa sen, jokaisessa vaiheessa tapahtuu

luovutus, joka sisältää hukkaa.

3.3 Hukan poistaminen ohjelmistokehityksessä

Tässä luvussa esitellään menetelmiä, joilla edellisessä luvussa kuvattua ohjelmisto-

kehityksen hukkaa voidaan poistaa. On mielenkiintoista huomata, että useat keinot

nojautuvat vahvasti ketterän ohjelmistokehityksen periaatteisiin, kuten Extreme

Programming (XP) -kehityskäytäntöön [Pop02]. Toisaalta nimenomaan leanin avulla

voidaan ymmärtää, miksi monet ketterät menetelmät ovat olleet menestyksekkäitä

[Pop07]. Ketteryys ja virtaviivaisuus liittyvät siis toisiinsa hyvin vahvasti.

Kuten edellisessä luvussa todettiin, hukan poistaminen on syytä aloittaa muran ja murin

poistamisesta. Muuten on vaarana, että poistettu muda palaa prosessiin takaisin. Scrum-

prosessimalli tarjoaa murin eli ylikuormituksen poistamiseen hyvän ratkaisun, sillä siinä

annetaan työntekijöille mahdollisuus itse valita realistinen määrä työtä tehtäväksi

[Pic08]. Mura eli epätasaisuus saadaan poistumaan taas siten, että kaikki noudattavat

tiettyjä yhteisesti sovittuja menetelmiä, kuten koodauskäytäntöjä ja testilähtöistä

sovelluskehitystä [Pic08].

Ylimääräiset toiminnot ovat siinä mielessä kiinnostava hukan muoto, että niitä

poistamalla voidaan saavuttaa isot säästöt. Jos jokin toiminnallisuus voidaan jättää

kokonaan tekemättä, säästyy helposti paljon aikaa ja työtä [McC97]. Käytännössä tämä

tarkoittaa sitä, että kerralla kannattaa suunnitella ja toteuttaa vain seuraavassa

iteraatiossa tehtäviä ominaisuuksia [Pop02].

Edellinen kohta liittyy myös varastoihin. Jos määrityksiä tai toiminnallisuuksia tehdään

liikaa etukäteen, se kasvattaa ohjelmistovarastoja. Tämä hukan muoto saadaan

poistumaan siten, että yksityiskohtaisia käyttäjätarinoita tehdään vain seuraavaa

iteraatiota varten [Pop02]. Toisekseen määrittelyt eivät saa olla liian laajoja [Mid01].

Kolmas asia on olla arvailematta liikaa etukäteen, mitä asiakas tarvitsee. Toisaalta tässä

14

pitää olla myös erityisen tarkkana, ettei ohjetta ymmärretä väärin. Menestyvään liike-

toimintaan nimittäin kuuluu se, että osataan ennakoida asiakkaiden tarpeita ja pystytään

tarjoamaan heille kilpailijoita parempia tuotteita.

Tarpeettoman käsittelyn poistaminen liittyy osittain muran poistamiseen. Jos kehittäjät

noudattavat samoja kehitysmenetelmiä ja standardeja, ei heidän tarvitse käyttää aikaa

tiedon tulkitsemiseen. Tärkeää on myös, että oleellinen tieto on saatavilla helposti.

Tähän yksi ratkaisu on se, että kehittäjät ovat lähellä asiakasta [Pop02]. Lisäksi täytyy

huolehtia siitä, ettei kerran löydettyä tietoa hukata, vaikka tiedon kannalta tärkeät

henkilöt eivät olisikaan enää tavoitettavissa. Tähän auttaa oleellisen tiedon dokumen-

toiminen [Mil09a].

Turhat tehtävien vaihdot poistuvat ennen kaikkea sillä, että tekijöiden annetaan

keskittyä omaan työhönsä. Scrum-prosessimallissa scrum masterin yksi tehtävä onkin

nimenomaan suojata tiimiä turhilta häiriöiltä. Myös se auttaa, jos kerrallaan työssä

olevien tehtävien määrä saadaan pidettyä alhaisena.

Virheiden poistamiseen liittyy periaate laadun rakentamisesta ohjelmiston sisään (build

quality in) [Pop03]. Käytännössä tämä tarkoittaa esimerkiksi testilähtöistä kehitystä,

automatisoituja testejä, refaktorointia ja jatkuvaa integraatiota [PoP03, DJS08].

Toisaalta laatua ei voi lähestyä pelkästään teknisestä näkökulmasta. Tuotteen laatuun

vaikuttaa keskeisesti myös kehitysprosessissa käytetyt menetelmät, esimerkiksi viestintä

kasvotusten on tehokkaampaa kuin kirjoittaen. Tehokas viestintä vähentää väärin

ymmärrysten määrää parantaen siten myös laatua [PoP03].

Turhaa odottelua voidaan vähentää siten, että tehdään asioita pienissä erissä [Pop02].

Tämä myös edesauttaa nopean palautteen saamista, jolloin tuotokset saadaan nopeasti

eteenpäin, eivätkä ne kerry varastoihin [Mid01]. Asiakasta lähellä oleminen on hyvä

tapa vähentää odottelua asiakkaan suuntaan. Esimerkiksi sen sijaan että odotettaisiin

asiakkaan vastausta sähköpostiin, on nopeampaa ja tehokkaampaa saada suullinen

varmistus asiaan suoraan asiakkaalta [Pop02].

Viimeinen hukan muoto ohjelmistokehityksessä eli luovutukset vähenevät erityisesti

mahdollistamalla avoin keskustelu [Mil09b]. Tarkoitus on siis minimoida dokumenttien

15

välityksellä tapahtuvaa keskustelua. Jälleen yksi käytännön keino on mennä lähelle

asiakasta [Pop02].

Hukan poiston suhteen on syytä ottaa huomioon vielä yksi tärkeä asia hukan muodosta

riippumatta. Jotta tiimit voisivat poistaa prosessista hukkaa ja turhaa vaihtelua, heille

pitää antaa siihen valta ja heitä pitää myös kannustaa siihen [Mid01]. Virtaviivaisuutta

ja ketteryyttä ei saavuteta käskemällä vaan tiimien itseohjautuvuudella.

16

4 Yhteenveto

Tässä seminaarityössä on tutkittu alan kirjallisuuteen perustuen, mitä lean-filosofian

hukkakäsitteet mura, muri ja muda tarkoittavat ohjelmistokehityksessä. Työn aluksi

käsiteltiin lean-ajattelua ja sen periaatteita yleisellä tasolla perehtyen erityisesti hukan

muotoihin. Sen jälkeen pohdittiin, miten lean ylipäätään soveltuu ohjelmisto-

kehitykseen. Työn lopuksi esiteltiin, miten hukka ilmenee ohjelmistokehityksessä ja

miten sitä voidaan poistaa.

Taulukossa 4.1 esitetään yhteenveto ohjelmistokehityksessä esiintyvästä hukasta ja sen

poistamisesta. Taulukon kaksi ensimmäistä riviä sisältävät murin ja muran, ja viimeiset

ovat mudaa. Taulukko vastaa seminaarityön tutkimuskysymykseen siitä, mitä hukka on

ohjelmistokehityksessä ja miten sitä voidaan poistaa.

Hukka yleisessä lean-ajattelussa

Hukka ohjelmisto-kehityksessä

Esimerkkejä ohjelmistokehityksen hukasta

Menetelmiä hukan poistamiseen

Ihmisten ja koneiden ylikuormitus (muri)

Ihmisten ylikuormitus

Jatkuvat ylityöt, jatkuvan stressin alla työskentely

Tiimille valta omien tehtävien arvioimisessa (Scrum-prosessi)

Epätasaisuus (mura)

Turha vaihtelu työmenetelmissä

Testaa lopuksi -menetelmän noudattaminen yhtä aikaa testaa ensin -menetelmän kanssa, vaihtelevat koodaus- ja kehityskäytännöt

Yhteisesti sovittujen menetelmien noudattaminen

Ylituotanto Ylimääräiset toiminnot

Toiminnot joita asiakas ei käytä ollenkaan tai vielä, toiminnot jotka eivät täytä asiakkaan tarpeita

Vähennetään etukäteen tekemistä, tehdään vain asiakkaan pyynnöstä, iteroidaan molemminpuolista ymmärrystä paremmaksi

Varastot Keskeneräinen / odottava työ

Määritykset, testaamaton koodi, etukäteen rakennetut komponentit (alhaalta-ylös-menetelmä)

Tekeminen tarpeeksi pienissä erissä (vain yksi iteraatio kerrallaan), etukäteen tekemisen minimointi

Tarpeeton käsittely

Tarpeeton käsittely

Vanhan koodin tutkiminen, kerran löydetyn tiedon etsiminen, kerran korjatun koodin uudelleen-korjaaminen

Lähellä asiakasta oleminen, yhteisten menetelmien noudattaminen, järkevä dokumentointi

Tarpeeton liike Tehtävien vaihtuminen

Jatkuva työtehtävien vaihtuminen

Scrum-prosessi ja siinä erityisesti scrum masterin rooli, alhainen yhtäaikaisten tehtävien määrä

Virheet Testauksen läpäisseet virheet

Tuotantoon menneet virheet Testilähtöinen kehitys, automatisoidut testit, refaktorointi, jatkuva integraatio, tehokas ja avoin viestintä

Odottelu Odottelu Projektin tai muutoksen hyväksymisen, määrittelyiden, prioriteettien

Asioiden tekeminen pienissä erissä, avoin ja suullinen keskustelu

17

ja asiakkaan vastausten odottelu

Kuljettaminen Luovutukset Määrittelyiden, suunnitelmien ja koodin luovuttaminen seuraavalle tekijälle ilman suullista keskustelua

Avoin keskustelu, lähellä asiakasta oleminen, turhien dokumenttien välttäminen

Taulukko 4.1. Yhteenveto ohjelmistokehityksessä esiintyvästä hukasta ja sen

poistamisesta.

Kuten taulukosta 4.1 voidaan havaita, lean ja sen periaate hukan poistamisesta soveltuu

myös ohjelmistokehitykseen. Lisäksi on merkille pantavaa, että useat hukan

poistamiseen soveltuvat menetelmät ovat löydettävissä ketteristä sovelluskehityksen

menetelmistä kuten extreme programming -kehityskäytännöistä sekä Scrum-prosessi-

mallista.

18

Lähteet

Agi01 Principles behind agile manifesto.

http://www.agilemanifesto.org/principles.html. [28.11.2009]

Cal08 Caldwell Kevin. Managing outcomes in a lean enterprise. Quality

Magazine. November 2008.

DJS08 Danovaro Emanuele, Janes Andrea, Succi Giancarlo. Jidoka in Software

Development. In OOPSLA’08, October 19-23, 2008, pages 827-830.

HiT00 Hines Peter, Taylor David. Going lean. Lean Enterprise Research Center.

2000.

JaS09 Janes Andrea, Succi Giancarlo. To Pull or Not to Pull. In OOPSLA’09,

October 25-29, 2009, pages 889-894.

McC97 McConnell Steve. Achieving Leaner Software. In Software, IEEE,

November/December 1997, pages 127-128. IEEE Computer Society.

Mid01 Middleton Peter. Lean Software Development: Two Case Studies. In

Software Quality Journal, 9, 2001, pages 241-252. Kluwer Academic

Publishers.

Mil09a Milunsky Jack. The 7 Software Development Wastes - Lean series Part 3 -

Extra Processing. The agilebuddy blog. August 4, 2009.

http://blog.agilebuddy.com/2009/08/the-7-software-development-wastes-

lean-series-part-3-extra-processing.html. [30.11.2009]

Mil09b Milunsky Jack. The 7 Software Development Wastes - Lean series Part 4 -

Transportation. The agilebuddy blog. August 6, 2009.

http://blog.agilebuddy.com/2009/08/the-7-software-development-wastes-

lean-series-part-4-transportation-.html. [30.11.2009]

19

Mil09c Milunsky Jack. The 7 Software Development Wastes - Lean series Part 6 -

Delays. The agilebuddy blog. September 23, 2009.

http://blog.agilebuddy.com/2009/09/the-7-software-development-wastes-

lean-series-part-6-delays.html. [30.11.2009]

Ohn88 Ohno Taiichi. Toyota Production System, Beyond Large-Scale Production.

Productivity Inc, 1988 (alkuperäisteos 1978).

Pic08 Pichler Roman. The Three M’s – The Lean Triad. InfoQ web site. Feb 27,

2008. http://www.infoq.com/articles/lean-muda-muri-mura. [27.11.2009]

Pop02 Poppendieck Mary. Principles of Lean Thinking. Poppendieck.LLC, 2002.

[Myös: http://www.poppendieck.com/papers/LeanThinking.pdf]

PoP03 Poppendieck Mary, Poppendieck Tom. Lean software development: an

agile toolkit. Addison-Wesley, 2003.

Pop03b Poppendieck Mary. Lean Software Development. C++ Magazine, 2003.

[Myös:

http://www.poppendieck.com/pdfs/Lean_Software_Development.pdf]

Pop07 Poppendieck Mary. Lean Software Development. In 29th International

Conference on Software Engineering (ICSE'07 Companion), 2007.

Ram98 Raman Sowmyan. Lean software development: is it feasible? In Digital

Avionics Systems Conference, 1998. Proceedings., 17th DASC. The

AIAA/IEEE/SAE, Oct 31 – Nov 7, 1998, pages C13/1-C13/8, vol. 1.

Smi06 Smits Hubert. 5 Levels of Agile Planning: From Enterprise Product Vision

to Team Stand-up. Whitepaper. Rally Software Development Corp, 2006.

WJR90 Womack James P., Jones Daniel T., Roos Daniel. The Machine that

Changed the World. Rawson Associates, 1990.

20

WoJ96 Womack James P., Jones Daniel T. Beyond Toyota: How to Root Out

Waste and Pursue Perfection. Harvard Business Review, September-

October, 1996.

Wom96 Womack Jim. Mura, muri, muda?. E-letter. Lean Enterprise Academy.

July 7, 2006. http://www.leanuk.org/downloads/jim/mura_muri_muda.pdf