Pituusleikkurin turvaväylät ja koneturvallisuus

Turvallisuuteen liittyvän ohjausjärjestelmän tehtävänä on siirtää ja käsitellä turvallisuuskriittistä tietoa. Esimerkiksi anturin (turvalaitteen) havaitessa vaaravyöhykkeelle pyrkivän ihmisen tulee ensimmäisenä tiedon välittyä ohjausjärjestelmään. Ohjausjärjestelmän on muodostettava saapuneen tiedon perusteella käsky tehonohjauselimille. Tehonohjauselimillä säädellään koneen käyttöenergian syöttöä ja sitä kautta on mahdollista pysäyttää koneen liike ennen mahdollisen vahingon sattumista. Perinteiset turvaratkaisut ovat perustuneet pakkotoimintaisiin releisiin ja kahdennuksiin. Tällämenetelmällä on toteutettu varmatoimintaisia turvaratkaisuja, joissa yksittäiset viat ovat paljastuneet. Nykyisin on kuitenkin yhä enemmän tarvetta integroida turvatoiminnot automaatiojärjestelmään ja toteuttaa turvaratkaisut hajautetuillajärjestelmillä. Hajautetut järjestelmät sisältävät osittain ohjelmoitavien järjestelmien etuja ja haittoja, mutta tuovat mukanaan myös uudenlaisia vikoja. Työn tarkoitus oli selvittää, millaisia rajoituksia koneturvallisuus asettaa paperiteollisuuden pituusleikkurien turvallisuuteen liittyville ohjausjärjestelmille, sekä selvittää turvallisuuteen liittyvien järjestelmien rakennetta ja ominaisuuksia. Tässä työssä tutkittiin AS-i, EsaLan ja ProfiSafe turvajärjestelmiä teknisten tietojen perusteella. Tutkitut järjestelmät ovat erilaisia ja soveltuvat tämän vuoksi hieman erilaisiin kohteisiin. Kaikilla näillä järjestelmillä on kuitenkin mahdollista toteuttaa pituusleikkurin turvaväyläjärjestelmässä riittävä turvallisuuden taso koneturvallisuuden näkökulmasta. Tämä edellyttää oikein tehtyä riskianalyysiä ja oikeita suunnittelumenetelmiä. Teknisten tietojen perusteella otettiin testattavaksi AS-i safety at workja EsaLan:in Compact järjestelmät, joille suoritettiin sähkömagneettiseen yhteensopivuuteen (EMC) ja toiminnallisuuteen liittyviä testejä.

Product costing in SAP environment

Kustannuslaskennan ala on muuttumassa. IT teknologian hämmästyttävän nopea kehitys viime vuosina on luonut kustannuslaskennalle uusia mahdollisuuksia. Toisaalta myös kustannuslaskennalle asetetut vaatimukset ovat muuttuneet. Nykyisin kustannustietoutta tarvitaan erityisesti päätöksenteon tueksi. Kaikesta huolimatta yleisesti käytetyt laskentamenetelmät eivät ole muuttuneet. Työn tavoite on tutkia mahdollisia tapoja tuotekohtaisen kustannuslaskennan toteuttamiseksi SAP toiminnanohjausjärjestelmän avulla. Erityisesti toiminnanohjausjärjestelmien nopea kehitys on mahdollistanut aikaisempaa nopeamman ja tarkemman kustannuslaskennan. On kuitenkin muistettava, että järjestelmät ovat vaintyökaluja. On siis erittäin tärkeää valita tarkoituksenmukainen laskentamenetelmä. Työn perimmäinen tarkoitus onkin valita kyseessä olevaan tilanteeseen sopivin menetelmä.Viime vuosien akateemisessa kirjoittelussa on esitelty useita uusia kustannuslaskentamenetelmiä. Toimintolaskennan uusi versio, Time-Driven Activity-Based Costing, on eräs varteenotettava vaihtoehto tuotekohtaisen kustannuslaskennan toteuttamiseksi SAP-ympäristössä. Toinen hyvin soveltuva menetelmä on Resource Consumption Accounting (RCA), joka soveltuu erityisen hyvin SAP-ympäristöön.Molemmilla menetelmillä on hyvät ja huonot puolet, mutta tässä tapauksessa RCA soveltuu tehtävään paremmin. RCA on joustava ja tarjoaa laaja-alaista tietoa. Tästä syystä Resource Consumption Accounting oli paras vaihtoehto.Työssä rakennettu RCA malli testattiin kolmen erilaisen tuotteen historiallisella datalla. RCA:ntuomia mahdollisuuksia pohdittiin ja ongelmia selvitettiin. RCA on hyvin saman tyyppinen yrityksessä jo käytettävän laskentamenetelmän kanssa. Implementointi ei siis olisi mahdoton tehtävä. RCA kuitenkin tarjoaa mahdollisuuksia, joita nykyisellä menetelmällä ei voida saavuttaa.

Managing Configurable Products in Mass Customization

Massaräätälöinti on tärkeä osa nykyaikaista tuotestrategiaa. Massaräätälöinti mahdollistaa asiakaskohtaisesti muokattujen tuotteiden valmistuksen massatuotannon tehokkuudella. Massaräätälöinti edellyttää laajamittaista tietojärjestelmien hyväksikäyttöä, niin räätälöityjen tuotteiden mallinnuksessa, tuotteistuksessa kuin ylläpidossakin. Diplomityössä käsittelen taustatekijöitä jotka ovat johtaneet massaräätälöinnin syntyyn ja yleistymiseen. Käsittelyssä ovat myös erilaiset tavat toteuttaa massaräätälöintiä ja tietojärjestelmät jota tukevat massaräätälöintiä. Diplomityön empiirisessä osassa tarkastellaan Nokia Networksin tapaa toteuttaa massaräätälöintiä sekä esitellään tärkeimmät tätä tukevat järjestelmät. Empiirisen osan painopiste on kuitenkin hyvin vahvasti keskittynyt yhteen tuoterakenteiden osaan, joka on aiheuttanut haasteita Nokia Networksin massaräätälöintikonseptille. Tämä tuoterakenteen osa on valjastettu moneen erilaiseen käyttöön, mikä aiheuttaa ongelmia tietojärjestelmissä ja prosesseissa joihin se on vaikuttamassa. Työn tarkoituksena on kartoittaa kaikki ne ongelmat joita tämä tuoterakenteen osa aiheuttaa sulavalle massaräätälöinnin toteuttamiselle, niin yleisesti kuin järjestelmä- ja prosessimielessäkin. Työ on tehty osana laajamittaista projektia. Projektin tarkoituksena on kehittää uusi ja joustavampi ratkaisu tuoterakenteisiin, mandollistaen asiakaskohtaisten räätälöityjen tuotteiden valmistamisen, niin että se sopii Nokia Networksin järjestelmä sekä prosessi ympäristöön.

Metsäkonetuotannon hitsauksen robotisointi

Diplomityön tavoitteena oli selvittää robottihitsauksen antamat mahdollisuudet metsäkoneen runkorakenteiden hitsauksessa. Työn teoriaosassa selvitettiin kaarihitsauksen automatisointia ja sen tuomia etuja manuaaliseen hitsaukseen verrattuna. Työssä käytiin läpi kaarihitsauksen automatisointiinsoveltuvat robottivaihtoehdot, nykyaikaisen robotin hitsausvarustus, sekä kappaleenkäsittelylaitteet ja robotisoidun käytön turvallisuus. Hitsauksen robotisointiin soveltuvat eri hitsausmenetelmät ja perinteisten menetelmien tehostamiskeinot käytiin lävitse teoriaosuudessa. Hitsaustuotannon laatuun vaikuttavia asioitaja robottihitsattavan kappaleen suunnittelun huomioonottamista tuotesuunnittelussa tarkasteltiin myös työn teoriaosuudessa. Käytännön osiossa tarkasteltiin robotilla hitsattavat tuotteet ja tehtiin niille luoksepäästävyystarkasteluja. Laadittiin vaatimusluettelo tarvittavalle hitsausrobottilaitteistolle ja mallinnettiin erilaisia vaihtoehtoisia ratkaisuja hitsausrobottiympäristöstä kaarihitsauksen graafista simulointiohjelmaa käyttäen. Vertailtiin eri laitetoimittajilta saatuja 'avaimet käteen'- periaatteella tarjottuja ratkaisuja janiiden vastaavuutta laadittuun vaatimusluetteloon sekä eri laiteratkaisujen keskinäistä paremmuutta kyseiseen tapaukseen. Päätuotteille määritettiin hitsausajat ja selvitettiin laitteiston hitsauskapasiteettia. Investoinnin taloudellista kannattavuutta tarkasteltiin eri laskentamenetelmien avulla. Lopuksi arvioitiin hitsaustuotannon jatkokehitystarpeita tulevaisuutta ajatellen.

Virtuaalitodellisuuslaboratorion laiteympäristön kehittäminen - ohjaimet ja ohjelmistot

Tämä diplomityö on tehty osana HumanICT-projektia, jonka tavoitteena on kehittää uusi, virtuaalitekniikoita hyödyntävä, työkoneiden käyttäjäliityntöjen suunnittelumenetelmä. Työn tarkoituksena oli kehittää VTT:n Tuotteet ja tuotanto tutkimusyksikköön kuluvan Ihminen-kone-turvallisuus ryhmän nykyistä virtuaalitodellisuuslaboratoriota siten, että sitä voidaan käyttää työkoneiden suunnittelussa sekä monipuolisissa ergonomiatarkasteluissa. Itse ympäristön kehittäminen pitää sisällään uuden ohjainjärjestelmän suunnittelun sekä sen implementoinnin nykyisin käytössä olevaan virtuaaliympäristöön. Perinteisesti ohjaamosimulaattorit ovat olleet sovelluskohteisiin räätälöityjä, joten ne ovat kalliita ja niiden konfiguroinnin muuttaminen on vaikeaa, joskus jopa mahdotonta. Tämän työntarkoituksena oli kehittää PC-tietokoneeseen ja yleiseen käyttöjärjestelmään perustuva ohjainjärjestelmä, joka on nopeasti kytkettävissä erilaisiin virtuaaliympäristön sovelluksiin, kuten ohjaamomalleihin. Työssä tarkasteltiin myös tapoja mallintaa fysikaalisia ilmiöitä reaaliaikasovelluksissa, eli on-line simuloinnissa. Tämän tarkastelun perusteella etsittiin ja valittiin jatkokäsittelyyn ohjelmistoja, joiden reaaliaikaisen dynamiikan simulointialgoritmitolivat kaikkein kehittyneimpiä ja monipuolisia.

Design of an Embedded Computer Board for Networking Applications

Tämä diplomityö tehtiin Convergens Oy:lle. Convergens on elektroniikan suunnittelutoimisto, joka on erikoistunut sulautettuihin järjestelmiin sekä tietoliikennetekniikkaan. Diplomityön tavoitteena oli suunnitella tietokonekortti tietoliikennesovelluksia varten asiakkaalle, jolta vaatimusmäärittelyt tulivat. Työ on rajattu koskemaan laitteen prototyypin suunnittelua. Työssä suunnitellaan pääasiassa WLAN-tukiaseman tietokone. Tukiasema onasennettavissa toimistoihin, varastoihin, kauppoihin sekä myös liikkuvaan ajoneuvoon. Suunnittelussa on otettu nämä asiat huomioon, ja laitteen akun pystyy lataamaan muun muassa auton akulla. Langattomat tekniikat ovat voimakkaasti yleistymässä, ja tämän työn tukiasema tarjoaakin varteenotettavan vaihtoehdon lukuisilla ominaisuuksillaan. Mukana on mm. GPS, Bluetooth sekä Ethernet-valmius. Langattomien tekniikoiden lisäksi myös sulautetut järjestelmät ovat voimakkaasti yleistymässä, ja nykyään mikroprosessoreita löytääkin lähesmistä vain. Tässä projektissa käytetty prosessori on nopeutensa puolesta kilpailukykyinen, ja siitä löytyy useita eri rajapintoja. Jatkossa tietokonekortille on myös tulossa WiMAX-tuki, joka lisää tukiaseman tulevaisuuden arvoa asiakkaalle. Projektiin valittu Freescalen MPC8321E-prosessori on PowerPC-arkkitehtuuriin perustuva ja juuri markkinoille ilmestynyt. Tämä toi mukanaan lisähaasteen, sillä kyseisestä prosessorista ei ollut vielä kaikkea tietoa saatavilla. Mekaniikka toi omat haasteensa mukanaan, sillä se rajoitti piirilevyn koonniin, että ylimääräistä piirilevytilaa ei juurikaan jäänyt. Tämän takia esimerkiksi DDR-muistit olivat haastavia reitittää, sillä muistivetojen on oltava melko samanpituisia keskenään. Käyttöjärjestelmänä projektissa käytetään Linuxia. Suunnittelu alkoi keväällä 2007 ja toimiva prototyyppi oli valmis alkusyksystä. Prototyypin testaus osoitti, että tietokonekortti kykenee täyttämään kaikki asiakkaan vaatimukset. Prototyypin testauksessa löytyneet viat ja optimoinnit on tarkoitus korjata tuotantomalliin, joten se antaa hyvän pohjan jatkosuunnittelua varten.

Soodakattilan vesi-höyryjärjestelmän vuodonvalvonta

Työn tavoitteena oli kehittää Kaukaan sellutehtaalle luotettava vesi-höyrypiirin vuodonvalvontajärjestelmä. Vesi-höyrypiirin vuodonvalvontajärjestelmällä pystytään ehkäisemään soodakattilassa mahdollisen putkivaurion aiheuttama sulavesiräjähdys. Työn teoreettisessa osassa käsitellään soodakattilan turvallisuutta sekätutustutaan kaupallisilla markkinoilla oleviin vuodonvalvontajärjestelmiin. Vuodonvalvontajärjestelmän kehityksessä käytetään hyväksi prosessitietoa noin vuoden ajalta sekä yhden vakavan vesi-höyrypiirin putkirikon aikaisia mittaustietoja.Työssä testataan käytännössä Kaukaan soodakattilaan rakennettu järjestelmä. Työn tuloksena Kaukaan sellutehtaan soodakattilan on rakennettu vuodonvalvontajärjestelmä, joka havaitsee vesi-höyrypiirin putkirikon aiheuttaman vuodon, määrittää sen suuruuden sekä pystyy paikantamaan vuodon sijainnin.

Toimintajärjestelmän rakentaminen laatu-, ympäristö- sekä työterveys- ja työturvallisuusstandardien vaatimusten mukaisesti

Diplomityön kohdeyritys on Lassila & Tikanoja Oyj:n (L&T) Vantaan jätehuolto -yksikkö.Yrityksen yhtenäiset toimintatavat ovat edellytyksenä toiminnan tehostamiselle,jatkuvalle kehittämiselle ja hallitulle laajentumiselle. Yrityksen toimintajärjestelmä (johtamisjärjestelmä) muodostuu laadun (ISO 9001), ympäristön (ISO 14001) sekä työterveyden ja työturvallisuuden (OHSAS 18001) hallintajärjestelmistä. Integroitu toimintajärjestelmä muodostaa yritykselle tehokkaan ja kokonaisvaltaisen kehittämisen työvälineen.Diplomityön tavoitteena on luoda teoreettinen perusta L&T:n Vantaan jätehuolto -yksikön sertifiointi -projektille. Diplomityön teoriasisältö muodostuu seuraavien asiakokonaisuuksien käsittelystä: kohdeyrityksen liiketoiminta-alan tunnuspiirteet, standardien sisältövaatimukset, toimintajärjestelmä yrityksen johtamisvälineenä sekä suorituskyvyn mittaaminen ja analysointi. Diplomityö kokoaa selkeät esitiedolliset lähtökohdat yksikön sertifiointi -projektille.Diplomityön muodostama teoreettinen perusta saavuttaa varsin onnistuneesti sille asetetut tavoitteet. Diplomityön määrittelemien lähtökohtien pohjalta rakentui yksikön varsinainen toimintajärjestelmä. Diplomityö tulee toimimaanhyvänä tukimateriaalina työn kohdeyritykselle jatkossakin; työstä on helppo tarkastaa ja kerrata toimintajärjestelmään liittyviä asiakokonaisuuksia.