Viilun kameralajittelun luotettavuus.

Työn tavoitteena oli selvittää vaneritehtaan viilun kameralajittelun luotettavuutta. Lisäksi tavoitteena oli kerätä tietoa laitteiston käytön kehittämiseksi. Lajittelussa tapahtuvien virheiden löytämiseksi tehtiin yksilöityjä kokeita, joiden perusteella voitiin päätellä virheiden aiheuttajat. Virheiden poistamiseksi tehtiin ohjeita ja ehdotuksia. Laitteiston toiminnan tutkimisen perusteella saatiin selville kuvan tarkkuuden tekijät, arvio objektiivin linssin vääristymistä, käytettävän valon voimakkuuden vaikutus ja arvio laitteiden toiminnan luotettavuudesta. Lisäksi selvitettiin tunnistamisen kannalta ongelmallisimmat viilun ominaisuudet ja arvioitiin niiden vaikutusta lajittelun onnistumiseen. Tuloksena on saatu viilun kameralajittelun toimintaan vaikuttavien tekijöiden joukko, joka on otettava huomioon ylläpidettäessä laitteiston luotettavuutta ja tehtäessä kehitystyötä toiminnan parantamiseksi. Saadun tiedon pohjalta voidaan asettaa luotettavuuden vaatimukset, koska saatiin tietoa laitteiston todellisesta kyvystä suorittaa lajittelua.

Mikroliuskarakenteisen T-resonaattorin käyttö piirilevyn eristeominaisuuksien määrityksessä

Tässä diplomityössä tutkittiin ja kehitettiin edelleen mikroliuskarakenteisen T-resonaattorin käyttöä laajakaistaisessa piirilevylaminaattien dielektrisyysvakion ja häviökertoimen määrityksessä. Työssä perehdyttiin eristeominaisuuksien määrityksessä tarvittaviin laskentamenetelmiin sekä T-resonaattorin toimintaan. T-resonaattorin suunnittelu ja käyttöä varten valitut laskentamenetelmät on esitelty. Työssä suunniteltiin ja valmistettiin mikroliuskarakenteinen T-resonaattorimittausrakenne, jolla määritettiin erään FR-4 -tyyppisen piirilevylaminaattimateriaalin dielektrisyysvakio sekä häviökerroin mittausten ja laskennan avulla taajuuskaistalla 0,5 - 10 GHz. Tuloksia verrattiin muilla käytössä olevilla menetelmillä määritettyihin tuloksiin. Tulosten perusteella voitiin osoittaa, että mikroliuskarakenteinen T-resonaattori soveltuu hyvin piirilevylaminaattien eristeominaisuuksien määritykseen, ja käytetyt laskenta-menetelmät antavat realistisia tuloksia.

Visualisointiympariston suunnittelu

Diplomityossa kartoitetaan Visualisointiympäristön rakentamiseen ja toteuttamiseen soveltuvia tekniikoita. Kartoituksen perusteella laadittiin lista tarvittavista komponenteista Visualisointiympäristön toteuttamiseksi Lappeenrannan teknillisen yliopiston konetekniikan osastolle mekatroniikan ja virtuaalisuunnittelun laboratoriolle. Työssä tarkastellaan keinotodellisuuden ulottuvuuksia ja esitellään sen hyödyntämismahdollisuuksia eri aloilla nyt ja tulevaisuudessa. Keinotodellisuuteen liittyvät tekniikat eri toteuttamistapoineen esitellaan käyttäen esimerkkeinä tällä hetkellä markkinoilla olevia tuotteita. Lopuksi arvioitiin virtuaalitekniikan kehitystä ja sen merkitystä tulevaisuudessa. Tutkimus osoittaa, etta keinotodellisuudelle löytyy runsaasti sovelluksia eri aloilla, ja edullisen PC-tekniikan kehittyessä kustannukset laskevat jatkuvasti, jolloin vähitellen keinotodellisuus yleistyy.

Sulautetun moniprosessorijärjestelmän suunnittelu sähkömoottorien ohjaus- ja valvontatarpeisiin

Universal Converter (UNICON) –projektin osana suunniteltiin sähkömoottorikäyttöjen ohjaukseen ja mittaukseen soveltuva digitaaliseen signaaliprosessoriin (DSP) pohjautuva sulautettu järjestelmä. Riittävän laskentatehon varmistamiseksi päädyttiin käyttämään moniprosessorijärjestelmää. Prosessorijärjestelmässä käytettävää DSP-piiriä valittaessa valintaperusteina olivat piirien tarjoama prosessointiteho ja moniprosessorituki. Analog Devices:n SHARC-sarjan DSP-piirit täyttivät parhaiten asetetut vaatimukset: Ne tarjoavat tehokkaan käskykannan lisäksi suuren sisäisen muistin ja sisäänrakennetun moniprosessorituen. Järjestelmän mittalaiteluonteisuudesta johtuen keskeinen suunnitteluparametri oli luoda nopeat tiedonsiirtoyhteydet mittausantureilta DSP-järjestelmään. Tämä toteutettiin käyttäen ohjelmointavia FPGA-logiikkapiirejä digitaalimuotoisen mittausdatan vastaanotossa ja esikäsittelyssä. Tiedonsiirtoyhteys PC-tietokoneelle toteutettiin käyttäen erityistä liityntäkorttia DSP-järjestelmän ja PC-tietokoneen välillä. Liityntäkortin päätehtävänä on puskuroida siirrettävä data. Järjestelyllä estetään PC-tietokoneen vaikutus DSP-järjestelmän toimintaan, jotta kyetään takaamaan järjestelmän reaaliaikainen toiminta kaikissa olosuhteissa.

Verkostoituneen pk-yrityksen investointiprosessin ja –mallin kehittäminen

Työn tavoitteena oli kehittää verkostoituneille muovi- ja metallialan pk-yrityksille investointiprosessimalli. Lisäksi tavoitteena oli kehittää yritysten tarpeisiin soveltuva laskentamalli ja tarkastella verkostoitumisen vaikutusta yrityksen investointiprosessiin. Työn teoreettisessa osassa käsitellään investointiprosessia, investointien kannattavuutta ja verkostoitumista. Tutkimuksen empiirinen aineisto kerättiin toiminta-analyyttisellä case-tutkimuksella pohjoiskarjalaisista yrityksistä. Työn tuloksena syntyi kuusivaiheinen investointiprosessimalli. Mallissa investointiprosessi jaetaan seuraaviin vaiheisiin: 1. Investointistrategian määrittäminen, 2. Tuotannon kehityskohteiden kartoittaminen, 3. Investointikohteiden tarkentaminen ja taloudellinen analyysi, 4. Investoinnin rahoituksen suunnittelu, 5. Investointipäätös, 6. Investoinnin toteutus ja tarkkailu. Tutkimuksen mukaan investointilaskennan taso on heikkoa pk-yrityksissä. Työn aikana toteutetulla laskentamallilla laskettiin kahdessa kohdeyrityksessä huomattavan koneinvestoinnin kannattavuus. Laskentamallin käyttökokemukset olivat pääosin positiivisia. Investointilaskentaa on syytä kehittää pk-yrityksissä jatkossakin. Verkostoituminen vaikuttaa osaltaan yrityksen investointiprosessiin. Osa vaikutuksista pystyttiin todentamaan työssä. Näitä ovat verkoston vaikutus investointistrategian määrittämiseen, tuotannon kehityskohteiden kartoittamiseen sekä investointikohteiden tarkentamiseen ja taloudelliseen analyysiin. Kirjallisuuden mukaan verkostoitumisen tulisi vaikuttaa myös investointeihin liittyvän riskin käsittelemiseen. Tätä ei kuitenkaan kyetty tutkimuksen aikana todentamaan.

Rainaominaisuuksien hallinta paperikoneen tuotantokapasiteetin nostossa

Työssä selvitettiin perälaatikon muuttujien kuten huuliraon, huulisuihkun osumakohdan rintapöydälle, ohivirtauksen ja sivuvirtausten määrän sekä suihkusuhteen vaikutus formaatio-, neliömassa- ja kuituorientaatioprofiileihin. Analysoitiin huulisuureiden muutosten vaikutus rainanmuodostuksessa. Formaatiotasoa seurattiin koneella olevan vianilmaisinjärjestelmän mittauksen avulla ja kuituorientaatiota paperin poikkiratanäytteistä tehdyistä laboratoriomittauksista. Vianilmaisinjärjestelmän formaatiomittaus todettiin toimivaksi tarvittavan versiopäivityksen jälkeen. Selvitettiin huulisuureiden säädettävyyden ikkuna ja mahdolliset kehityskohteet. Kehitettäessä optimiprofiilien ajomallia raskaammille neliömassoille havaitsimme investointitarpeet kuten jäykempi huulilista perälaatikolle, määrämittaukset sivuvirtauksille ja tarvittavat parannukset kosteusprofiilin säätöön.

Yksittäistuotannon robotisointi konenäön avulla

Työn tavoitteena oli uuden konenäköpohjaisen hitsausrobottiaseman käyttöönotto ja järjestelmän kehittäminen siten, että voitiin mahdollistaa vähintään vaadittu 70 %:n kaariaikasuhde ohjelmien sisällä. Aseman käyttöönotolla pyrittiin tehostamaan hitsaustyötä ja helpottamaan tuotanto-paineita osavalmistuksen paneeli-linjalla. Hitsausasemalla parannetaan myös työntekijöiden työergonomiaa sekä koko työn imagoa. Kirjallisen osan tarkoituksena oli tutkia robotisoitua hitsausta ja sen tuomia etuja, verrata jo olemassa olevia ohjelmointimenetelmiä uuteen ohjelmointitapaan ja selvittää robottien tarkkuuksia. Kirjallisuusosan jälkimmäisessä osassa tutustuttiin konenäköön ja sen laitteistoihin sekä sovelluksiin. Kirjallisuus-tutkimuksessa selvisi, että uusi ohjelmointimenetelmä on selvä parannus kyseiseen sovellukseen. Käytännön osassa on esitelty konenäköpohjainen hitsausrobottiasema sen suunnittelusta, käyttöönottoon ja tuotantotesteihin asti. Käytännön osassa on lisäksi esitelty asema osana koko automatisointiprojektia. Lisäksi on kerrottu järjestelmän toiminnasta sekä makroista, joihin robotin toiminta perustuu. Lopuksi on tehty katsaus maailmalla olevista vastaavista järjestelmistä ja niiden teknologioista sekä verrattiin niitä tähän uuteen järjestelmään. Tavoitteena olleeseen 70% kaariaikasuhteeseen ohjelmien sisällä päästiin jo lyhyen koejakson aikana. Käyttöönotettu konenäköpohjainen hitsausrobottiasema on tiettävästi ensimmäinen hitsausasema maailmassa, jota ei tarvitse ohjelmoida etukäteen. Ohjelmointiin kuluva aika on minimaalinen, koska operaattori ohjelmoi robotin sen hitsatessa tuotetta. Kokeellinen osa osoitti, että käyttöönotettu konenäköpohjainen hitsausrobottiasema toimii, kuten se oli suunniteltukin. Käyttöönoton yhteydessä huomattiin monia kehitettäviä asioita, joilla järjestelmästä on mahdollista saada vieläkin tehokkaampi.

Mekanisoidun hitsauksen käyttö ydinvoimalaitoksella

Diplomityössä päätavoitteena oli selvittää kuinka mekanisointia voitaisiin hyödyntää Fortum Power & Heat Oy:n Loviisan voimalaitoksen hitsauksissa. Työn osatavoitteisiin kuului mm. tutkia saadaanko mekanisoinnin käytön seurauksena parannettua laatua pienennettyä säteilyannoksia tai kustannuksia. Käytännön esimerkkinä oli pääkiertopumpun pesän tiivistepinnan korjaushitsaus. Teoriaosuus käsittelee nykyaikaisia hitsausmenetelmiä sekä hitsauksen mekanisoinnista ja automatisoinnista saatavia etuja. Käytännön osuudessa käytiin läpi Loviisan voimalaitoksen mekanisoidun hitsauksen historia ja hitsauksen nykytila ja tulevaisuus. Tulevaisuuden tarkastelussa kartoitettiin kohteita missä mekanisoinnin käytöstä saataisiin hyötyä ja mietittiin miten kyseinen kohteen mekanisointi voitaisiin toteuttaa. Tarkastelujen perusteella Loviisan voimalaitokselta löytyi kolme kohdetta, jossa hitsauksen mekanisointi olisi järkevä toteuttaa tavoitteiden puitteissa. Mekanisoitavissa olevat kohteet olivat putkiston hitsaus, suurien säiliöiden vuorauksien hitsaus ja suurien tiivistepintojen pinnoitushitsaus. Pääkiertopumpun pesän tiivistepinnan hitsaukselle löydettiin kolme laitteistovaihtoehtoa, joiden pohjalta lopullinen päätös voidaan tehdä.

Kaupallisten sovelluskehysten vertailu ja soveltuvuuden arviointi

Työn tavoitteena oli arvioida ja vertailla kaupallisia sovelluskehyksiä. Lähtökohtana oli TietoEnatorin Telecom-yksikön sovelluskehityksen vaatimukset ja tarpeet. Ensin selvitettiin sovelluskehysten perusteoriaa ja käsitteistöä kirjallisuuden avulla. Arviointikriteerit valittiin liiketoiminnallisten ja teknisten tekijöiden perusteella. Tuotteiden vertailussa otettiin huomioon myös Telecom-yksikön asiakaskunnan tarpeet ja vaatimukset. Vertailu tehtiin laajennettavaan päätöspuuhun pohjautuvalla menetelmällä. Lopuksi arvioitiin tutkimuksessa käytettyä vertailumenetelmää.Sovelluskehysmarkkinoilla on tarjolla tällä hetkellä lukuisia erilaisia kaupallisia sovelluskehyksiä. Sovellusten kehittäjät rakentavat räätälöityjä sovelluksia sovelluskehysten runkojen ja uudelleenkäytettävien elementtien avulla. Sovelluskehyksen kohdealue voi rajoittua tiettyyn toimialaan tai vaihtoehtoisesti se voi olla yleinen, horisontaalisesti laajemman alueen kattava. Valikoima on myös huomattava teknisten ominaisuuksien osalta. Ongelmalliseksi sovelluskehysten vertailun tekeekin niiden monimuotoisuus ja käyttökohteiden laajuus. Sovelluskehyksiä voidaan kuitenkin käyttää tehokkaasti perinteisemmän ohjelmistokehityksen vaihtoehtona, mikäli valmista ohjelmarunkoa ja uudelleenkäytettäviä osia osataan oikein hyödyntää.Vertailun tuloksena saatiin ehdokaslistalle kaksi sovelluskehystä, joiden käyttöä voidaan suositella Telecom-yksikölle.

Application Architecture Design for an Industrial Service Company

Työssä oli tavoitteena suunnitella globaali sovellusarkkitehtuuri, joka ohjaa teollisen huoltoyrityksen sovellusten kehitystyötä. Sovellusarkkitehtuuri kuvaa tietokoneohjelmien toiminnallisuuteen loppukäyttäjien näkökulmasta ja sen laatiminen on osa strategista tietojärjestelmäsuunnittelua. Arkkitehtuurin tehtävänä on varmistaa, että tietojärjestelmät suunnitellaan kokonaisuutena tukemaan organisaation toimintaa. Arkkitehtuurin tekemistä ohjasi strategisen tietojärjestelmäsuunnittelun periatteet ja mallit. Tekniikat olivat samoja kuin projektikohtaisessa tietojärjestelmäsuunnittelussa. Sovellusarkkitehtuurin tekeminen alkoi tutustumalla yrityksessä vallitsevaan tilanteeseen sekä liiketoiminta- ja tietotekniikkastrategioihin. Tarkastelun kohteena olivat pääasiassa liiketoimintaprosessit ja käytössä olevat sovellukset. Tutustuminen tapahtui lähinnä haastatteluin ja dokumentteihin tutustumalla. Seuraavaksi johdettiin vaatimukset tulevaisuuden sovelluksille haastatteluista ja edellisen vaiheen materiaalin perusteella. Liiketoiminnan kannalta tärkeimmät vaatimukset valittiin täytettäväksi arkkitehtuurilla. Varsinaisen arkitehtuurin tekeminen oli lähinnä sovellusten valitsemisesta ja niiden keskinäisten suhteiden määrittelyä. Arkkitehtuurin perusteella määritettiin kehityshankeet.

Development of Servo Hydraulics of Veneer Lathe

Diplomityö tehtiin kansainväliseen, mekaanisen puunjalostusteollisuuden koneita, tuotantojärjestelmiä ja tehtaita toimittavaan yritykseen. Diplomityön tarkoituksena oli kartoittaa syitä viilusorvin teräpenkin asemoinnissa esiintyneisiin värähtelyongelmiin ja tutkia ratkaisuja niiden voittamiseksi, sekä sorvausvoimien määrittäminen. Diplomityön teoreettisessa osassa tutustuttiin viilusorvin, erityisesti sen hydraulisten servojärjestelmien rakenteeseen ja toimintaan sekä viilunsorvaukseen. Teräpenkin syötön servojärjestelmää tutkittiin teoreettisesti johtamalla suljetun piirin siirtofunktiot “asema/käsky” ja “virhe/voima” ja tulostamalla niiden taajuusvaste-kuvaajat, joista tutkittiin parametrien vaikutuksia järjestelmän toimintaan. Tulokset vahvistettiin simuloimalla. Todettiin nykyisen järjestelmän värähtelyongelmien johtuvan pääasiassa hydrauliöljyn joustosta sylinterissä. Parannuksina ehdotettiin suurempaa sylinterin halkaisijaa ja viskoosikitkakertoimen suurentamista. Diplomityön kokeellisessa osassa mitattiin viilusorvin servojärjestelmien toimilaitteissa esiintyviä voimia ja niiden perusteella laskettiin varsinaiset sorvausvoimat. Lisäksi tutkittiin teräpenkin syötön ja muiden servojärjestelmien asemointitarkkuutta sorvauksen aikana. Mittauksia varten diplomityössä suunniteltiin ja hankittiin kannettava mittausjärjestelmä.

Työryhmäohjelmiston käyttö verkostoituneessa yrityksessä

Verkostoituminen on nimitys toimintatavalle, jossa työ, työn tekijöiden tuottamat palvelut ja asiakkaiden palvelutarpeet kohtaavat uudella, organisoidulla tavalla. Verkoston jäsenten tiivis yhteistyö, yhteistyön aikaansaama kiinteiden kustannusten aleneminen ja keskitetty markkinointi edistävät yksittäisten jäsenyritysten kilpailukykyä. Verkoston jäsenyritys on muiden verkostoon kuuluvien yritysten kumppani, jolle jaetaan vastuuta ja johon luotetaan. Näin ollen verkostoituminen aiheuttaa yritysten toimintatapoihin usein muutoksia, joihin niiden on kyettävä mukautumaan. Työn tarkoituksena oli selvittää case-tapauksen pohjalta, millaisiin seikkoihin yrityksen verkostoituessa on kiinnitettävä huomiota ja mitä asioita on otettava huomioon luotaessa tietojärjestelmää verkostoituneen yrityksen käyttöön. Verkostoitumista tukeva tietojärjestelmä kehitettiin työryhmäohjelmiston pohjalle. Koska työryhmäohjelmistot on tarkoitettu erityisesti informaation hallinnan työkaluiksi, soveltuvat ne hyvin verkostoituneen yrityksen tietojärjestelmän alustaksi. Yritysten välisen yhteistyön lisääntyessä myös tiedon jakamisen ja hallinnan merkitys korostuu.