Tuoreen sahatavaran mittavaihtelujen vaikutus sahauksen kannattavuuteen

Työn tavoitteena oli esittää tuoreen sahatavaran mittahajonnan merkitys sahaukselle. Lisäksi tutkittiin eri vuodenaikojen vaikutusta märkämitan hajontaan. Tutkimuksessa selvitettiin myös sahatavaran kuivauksen aikaisen kutistuman suuruutta ja hajontaa eri tilanteissa. Tutkimuksessa suoritettiin mittauksia kolmella eri sahalla n. 12 kk:n ajan. Näin saatiin tietoa eri vuodenaikojen vaikutuksesta märkämittojen hajontaan, ja sitä kautta sahauksen kannattavuuteen. Kuivauksen vaikutusta tuoremittojen ohjaukseen tutkittiin mittaamalla useita eri koe-eriä ennen ja jälkeen kuivauksen. Mittaustietojen avulla pystytään määrittämään todellinen tarvittava märkämitta, ja vältetään turhaa ylimittaa sahauksessa Tutkimus osoitti vuodenaikojen selvän merkityksen sahaushajontaan. Kuivauksen vaikutuksesta kappaleiden hajontaan saatiin tutkimuspohjaista, tarkkaa tietoa. Myös todellisesta kuivauskutistuman suuruudesta saatiin selkeä käsitys, joka helpottaa märkämitan, ja siten myös asiakkaalle menevän, todellisen sahatavaramitan määrittelyä.

Puunpolton mahdollisuudet Suomenojan voimalaitoksella

Puuenergian käyttö on viime vuosina lisääntynyt kaukolämmön tuotannossa sekä yhdistetyssä sähkön ja lämmön tuotannossa. Puun kilpailukykyä polttoaineena ovat lisänneet polttotekniikan ja korjuutekniikoiden kehittyminen. Puun energiakäyttöä on edistänyt myös valtiovalta tukien ja veroratkaisuiden avulla, koska fossiilisten polttoaineiden korvaaminen puupolttoaineilla tukee Suomen ilmastopoliittisia tavoitteita. Tämän työn tavoitteena oli selvittää puupolttoaineiden käytön mahdollisuudet Espoon Sähkön Suomenojan voimalaitoksella. Nykyiset Suomenojan pääpolttoaineet ovat kivihiili ja maakaasu. Suomenojalle toimitetut puupolttoaineet koostuisivat sahoilta saatavista sivutuotteista, metsätähdehakkeesta ja kierrätyspuusta. Puupolttoaineiden taloudellinen saatavuus vaihtelee alueittain huomattavasti. Espoo ei tässä suhteessa ole sijainniltaan edullinen. Saatujen polttoainetarjousten perusteella puunpolton kustannukset nousevat kivihiilen kustannuksia korkeammiksi kuljetusetäisyyksistä johtuen, kun puunpoltto on yli 300 GWh/a. Tämä vastaisi 10 prosenttia Espoon Sähkön vuoden 2000 kokonaispolttoainekäytöstä ja 8 prosenttia arvioidusta polttoaineiden käytöstä vuodelle 2010. Puuta voidaan polttaa leijukerrostekniikkaan perustuvissa kattiloissa, arinakattiloissa, pölypolttona tai kaasuttamalla ja johtamalla tuotekaasu poltettavaksi. Puun ravinneaineista kloori voi aiheuttaa kuumakorroosiota höyrykattiloiden tulistimissa. Tätä pyritään estämään seospoltolla rikkipitoisten polttoaineiden, kuten turpeen tai kivihiilen kanssa. Seospoltto muiden polttoaineiden kanssa parantaa myös puun palamistulosta. Puupolttoaineiden kosteus voi olla jopa 60 prosenttia. Tässä työssä tutkittiin puun energiakäytölle pääasiassa kuutta eri ratkaisua. Ne olivat: kaasuttimen rakentaminen ja tuotekaasun poltto nykyisessä hiilipölykattilassa, hiilipölykattilan muuttaminen leijukerrospolttoon, uuden vastapainevoimalaitoksen rakentaminen, Suomenojalla olevan hiilivesikattilan muuttaminen puupolttoaineille, kivihiilen ja puun yhteispoltto hiilipölykattilassa puu/hiilipölypolttimilla sekä leijukerroskattilan rakentaminen ja sen yhdistäminen olemassa olevaan höyryturbiiniin. Taloudellisesti kannattaviksi ratkaisuiksi osoittautui kaksi viimeksi mainittua. Jos voimalaitostonttia halutaan säästää myöhempää maakaasuvoimalaitoshanketta varten, nousee puun ja kivihiilen yhteispoltto puu/hiilipölypolttimilla oleellisesti paremmaksi vaih-toehdoksi. Tämän vaihtoehdon korollinen takaisinmaksuaika on 7-11 vuotta, riippuen puunpolton laajuudesta. Kannattavuudelle on hyvin tärkeää puulla tuotetun sähkön tuki. Yhteispolton ansiosta hiilipölykattilan rikkidioksidi- ja hiilidioksidipäästöt sekä mahdollisesti myös typenoksidipäästöt vähenisivät. Puunpoltto lisää savukaasuvirtaa, nostaa savukaasun loppulämpötilaa ja mahdollisesti laskee hyötysuhdetta. Laitoksen rekkaliikenne lisääntyy. Kaikki esitetyt ratkaisuvaihtoehdot vähentäisivät hiilidioksidipäästöjä. Puunpolttoratkaisuilla ei kuitenkaan pystytä vähentämään Espoon Sähkön energiantuotannon hiilidioksidipäästöjä alle vuoden 1990 tason, mutta hiilidioksidin ominaispäästöissä edellä mainitun tason alle päästäisiin.

Sopimusvalmistusverkon kehittäminen puutuotteiden järjestelmäratkaisuja varten

Työn tavoitteena oli luoda Yhtyneet Sahat Oy:lle dokumentoitu sopimusvalmistusohjeisto. Laadittu ohjeisto toimii keskeisenä apuvälineenä toimeksiantajalle, kun yhtiön eri tuotantolaitokset luovat uusia tuotannollisia yhteistyösuhteita. Ohjeiston laatimista varten tutustuttiin aluksi yhtiön sisäisiin alihankintakäytäntöihin. Tämän jälkeen sopimusvalmistusjärjestelmien tarkastelu laajennettiin mekaanisen metsäteollisuuden malleihin sekä elektroniikka- että metalliteollisuuden toimintajärjestelmiin. Yhtyneet Sahat Oy:n yhteistyömallin toimivuutta testattiin koetuotteilla potentiaalisten sopimusvalmistajien kanssa. Työn viimeisenä osa-alueena oli Yhtyneet Sahat Oy:n henkilökunnan asenteiden selvittäminen sopimusvalmistusyhteistyön hyödyntämisestä. Tutkimuksen tuloksena havaittiin, mm. että hyvä sopimusvalmistussuhde vaatii kirjallisen sopimuksen päähankkijan ja sopimusvalmistajan vastuista ja velvollisuuksista. Yhtenä päähankkijan tärkeänä tehtävänä on kannustaa sopimusvalmistajansa jatkuvaan kehitystyöhön. Jatkuvalla kehitystyöllä taataan yhteistyösuhteen pitkäaikainen kesto, jonka avulla yhteistyökumppanit voivat ylläpitää hintakilpailukykyään. Lisäksi yhteistyöyritysten välinen riskienhallinta korostuu valmistussuhteen syventyessä.

Sahan lämmöntuotannon ohjaus

Sahalaitoksilla käytetään lämpöenergiaa sahatavaran kuivauksessa. Lämpö tuotetaan pääasiassa polttamalla sivutuotteita, kuten kuorta ja purua. Hyvän kuivauslaadun saavuttamiseksi kuivausilman lämpötilan ja kosteuden on oltava oikean suuruiset. Epäsuotuisat kuivausolosuhteet hidastavat kuivumista tai aiheuttavat kuivausvikoja. Työssä käsiteltävänä sahalla lämpö tuotetaan kahdella sivutuotteita polttavalla kuorikattilalla sekä tarvittaessa raskasöljykattilalla. Raskasöljykattilalla tuotetaan myös kuivaamojen kostutushöyry. Automatiikkaa kehittämällä lämmöntuotanto saatiin reagoimaan paremmin vaihtelevaan lämmöntarpeeseen. Hyvin toimivan lämmöntuo¬tantojärjestelmän ansiosta kuivausolosuhteet ovat säilyneet entistä vakaampina. Matalapaineista höyryä johdetaan osaan sahan kuivaamoista. Höyrytys parantaa kuivauslaatua ja mahdollistaa nopeamman kuivauksen. Kuivaamot höyrytetään kuormanvaihdon jälkeen, jotta ilmankosteus nousee nopeasti tavoitetasolle. Lämmitys-vaiheen jälkeen höyrykostutusta ei tulisi käyttää ennen seuraavaa kuormanvaihtoa. Kehittämällä kuivaamoautomatiikkaa höyryn käyttö saatiin aikaisempaa kustannustehokkaammaksi. Muutoksien avulla polttoainekustannukset ovat pienentyneet.

Suorituskyvyn mittaaminen sahateollisuudessa

Diplomityön tarkoituksena oli rakentaa sahateollisuuteen sopiva suoritus kykymittaristo. Järjestelmästä tehtiin koko yrityksen kattava ja tasapainoinen järjestelmä, jota voidaan käyttää hyväksi johtamisessa, tiedottamisessa ja palautteen antamisessa. Apua suorituskyvyn analysointiin ja mittaamiseen pyrittiin saamaan suunnittelemalla myös strategiakartta, joka selventää suorituskyvyn taustoja. Aluksi esiteltiin suorituskyvyn mittaamista ja strategiakarttoja käsittelevää kirjallisuutta. Itse järjestelmän suunnittelu lähti liikkeelle yrityksen visiosta, strategiasta ja menestystekijöistä. Niiden perusteella valittiin viisi seurattavaa suorituskyvyn osa-aluetta ja niihin kuhunkin omat mittarit. Nämä viisi osa aluetta otettiin mukaan myös, kun strategiakartta visualisoitiin. Koekäytön jälkeen järjestelmä otettiin virallisesti käyttöön. Tutkimuksessa havaittiin, että pienillä ja keskisuurilla sahoilla on suorituskyvyn analysointijärjestelmän suunnittelussa otettava huomioon erityisesti raaka aineeseen liittyvät tekijät, koska raaka-aine on merkittävä kustannustekijä ja sen saatavuus on välillä epävarmaa. Strategiakartta selkeytti kohdeyrityksen visiota ja strategiaa. Strategiakarttaa voidaan myöhemmin hyödyntää kehityskeskusteluissa. Yrityksessä koettiin jo pelkkä suunnitteluprosessi hyödylliseksi, mutta järjestelmän toimivuus voidaan havaita vasta myöhemmin, kun tuloksia on kerätty pidemmältä ajalta. Järjestelmää pitää kehittää ja parantaa sekä tuloksia pitää analysoida, jotta järjestelmästä lopulta saadaan hyöty irti. Yrityksessä uskotaan, että järjestelmällä saavutetaan myöhemmin hyviä tuloksia

Competence Development and Capacity Building of Sawmill Enterprises in Kenya – A Human Resources Development Approach

The Kenyan forestry and sawmilling industry have been subject to a changing environment since 1999 when the industrial forest plantations were closed down. This has lowered raw material supply and it has affected and reduced the sawmill operations and the viability of the sawmill enterprises. The capacity of the 276 registered sawmills is not sufficient to fulfill sawn timber demand in Kenya. This is because of the technological degradation and lack of a qualified labor force, which were caused because of non-existent sawmilling education and further training in Kenya. Lack of competent sawmill workers has led to low raw material recovery, under utilization of resources and loss of employment. The objective of the work was to suggest models, methods and approaches for the competence and capacity development of the Kenyan sawmilling industry, sawmills and their workers. A nationwide field survey, interviews, questionnaire and literature review was used for data collection to find out the sawmills’ competence development areas and to suggest models and methods for their capacity building. The sampling frame included 22 sawmills that represented 72,5% of all the registered sawmills in Kenya. The results confirmed that the sawmills’ technological level was backwards, productivity low, raw material recovery unacceptable and workers’ professional education low. The future challenges will be how to establish the sawmills’ capacity building and workers’ competence development. Sawmilling industry development requires various actions through new development models and approaches. Activities should be started for technological development and workers’ competence development. This requires re-starting of vocational training in sawmilling and the establishment of more effective co-operation between the sawmills and their stakeholder groups. In competence development the Enterprise Competence Management Model of Nurminen (2007) can be used, whereas the best training model and approach would be a practically oriented learning at work model in which the short courses, technical assistance and extension services would be the key functions.

Utilisation of biomass for energy production in the North-West Russian forest industry

Traditionally, fossil fuels have always been the major sources of the modern energy production. However prices on these energy sources have been constantly increasing. The utilization of local biomass resources for energy production can substitute significant part of the required energy demand in different energy sectors. The introduction of the biomass usage can easily be started in the forest industry first as it possesses biomass in a large volume. The forest industry energy sector has the highest potential for the fast bioenergy development in the North-West Russia. Therefore, the question concerning rational and effective forest resources use is important today as well as the utilization of the forestry by-products. This work describes and analyzes the opportunities of utilising biomass, mainly, in the form of the wood by-products, for energy production processes in general, as well as for the northwest Russian forest industry conditions. The study also covers basic forest industry processes and technologies, so, the reader can get familiar with the information about the specific character of the biomass utilization. The work gives a comprehensive view on the northwest forest industry situation from the biomass utilisation point of view. By presenting existing large-scale sawmills and pulp and paper mills the work provides information for the evaluation of the future development of CHP investments in the northwest Russian forest industry.

Kunnossapitomittariston määrittäminen ja kunnossapidon kehittäminen

Diplomityössä pyritään määrittämään Kaukaan sahan kunnossapidon vallitsevaan tilanteeseen sopiva mittaristo. Tavoitteena on kunnossapitoprosessien tehostaminen sekä sahan kokonaistehokkuuden nostaminen. Diplomityön kirjallisessa osassa tutkimusongelmaa käsitellään kunnossapidon sekä mittaristojen ja tunnuslukujen näkökulmasta. Teoriaosa on rakennettu tukemaan työn tutkimusosaa. Tutkimuksen empiirisessä osassa tehdään nykytila-analyysi Kaukaan sahan kunnossapidosta. Nykytila-analyysi koostuu kyselytutkimuksesta, mitattavista tunnusluvuista sekä top-analyysista. Kyselytutkimus tehtiin lisäksi kaikilla UPM-Kymmene Oyj:n sahoilla. Kyselytutkimuksen pohjalta tehdään benchmarking-analyysia Kaukaan sahan ja suomen teollisuuden sekä UPM:n sahojen välillä. Lopuksi eroanalyysilla analysoidaan kyselytutkimuksessa syntynyttä eroa Kaukaan sahan ja UPM:n sahateollisuuden parhaan kunnossapidon välillä. Tutkimustulokset paljastivat useita kehityskohteita. Työssä annetaan suositus kyseisten kehityskohteiden mittaamisesta. Mittareiden ohella annetaan suosituksia uusista toimintamalleista.

Sahalaitosprojektien kustannussuunnittelu

Tämän diplomityön tarkoituksena on tutkia teoriatasolla projektien kustannussuunnittelua ja ottaa käyttöön case-yrityksen tarpeisiin sopivat menetelmät ja apuvälineet sahalaitosprojektien kustannussuunnitteluun, -seurantaan ja -hallintaan. Diplomityön rakenne jakaantuu kahteen pääosaan: teoriatutkimukseen ja teoriatutkimuksen soveltamiseen kohdeyrityksessä. Teoriaosuudessa käytetty tutkimusmenetelmä on kvalitatiivinen eli laadullinen tutkimus. Käytännön osuudessa käytetään tutkimustyyppinä tapaustutkimusta eli case-tutkimusta. Case-yritys on sahalaitoksia- ja laitteita valmistava PK-kokoluokan yritys. Työn lopputuloksena yritykselle valittiin teoriatutkimuksen pohjalta sopivat menetelmät sahalaitosprojektien kustannussuunnitteluun, -seurantaan ja –hallintaan. Lisäksi yritykselle kehitettiin projektilaskennan helpottamiseksi kustannuslaskentajärjestelmä, joka sisältää mm. työajanseurantajärjestelmän ja projektilaskentajärjestelmän. Työajanseurantajärjestelmän avulla yrityksen tuotannon henkilökunnan työpanosta pystytään seuraamaan projekti- ja työpakettikohtaisesti. Projektilaskentajärjestelmän avulla taas projektit voidaan budjetoida niin ajallisesti kuin taloudellisesti, ja projektien etenemistä tavoitteisiin verrattuna voidaan seurata erilaisin menetelmin. Järjestelmän avulla saadaan myös tarvittavaa informaatiota ajallisesti pitkien projektien osatuloutukseen.

Tukinpyörityksen tarkkuuden mittausmenetelmä ja parantaminen sahauksessa

Seloste artikkelista: Research method and improvement of log rotation in sawmills / Tomi Tulokas & Jawdat Tannous. - Julkaisussa: Silva Fennica 44 (2010) : 1, s. 141-154.

Sahan ohjausjärjestelmä myynti- ja toimitusketjun apuvälineenä sahan kannattavuuden kehittämisessä

Diplomityössä tarkasteltiin sahalaitokselle investoidun tuotannon ohjausjärjestelmän toimivuutta ja käytettävyyttä. Tutkimuksessa vertailtiin aikaisemmin suunnittelun apuna toimineita järjestelmiä uuteen ohjausjärjestelmään. Tavoitteena oli selvittää onko uuden järjestelmän sisäänajo onnistunut niin, että se tuottaisi oikeaa tietoa sahausprosessista. Tutkimuksessa tarkasteltiin myös kuinka sahan uutta ohjausjärjestelmää voitaisiin hyödyntää yrityksen myynti- ja toimitusketjun kannalta parhaiten ja huomioiden erityisesti kannattavuuslaskennallinen näkökulma. Lisäksi pohdittiin integraatiomahdollisuuksia yrityksessä käytössä oleviin muihin suunnittelujärjestelmiin. Tutkimuksen taustalla on sahateollisuuden entisestäänkin kiristynyt tilanne ja toisaalta tarve tulevaisuuden suunnitelmallisuuden parantamiseen. Kilpailussa mukana pysyminen edellyttää sahausprosessista saatavan tietomäärän keräämistä, tallentamista ja ennen kaikkea tiedon parempaa hyväksikäyttöä. Tutkimuksen kohteena ollut sahalaitos vastasi tulevaisuuden tiukentuneisiin olosuhteisiin investoimalla uuteen ohjausjärjestelmään ja uskoi siitä saatavan hyödyn auttavan heitä parantamaan sekä yksittäisten tuotteiden että koko tuotevalikoiman kannattavuutta. Ohjausjärjestelmän toivottiin tuovan todenmukaisempaa ja monipuolisempaa tietoa yrityksen suunnittelutyölle. Sahalaitoksen kannattavuuden parempi seuraaminen ja tuotevalikoiman sekä suunnittelun parempi kohdentaminen helpottuu sähköisen ohjausjärjestelmän avulla huomattavasti. Ohjausjärjestelmän kautta kannattavuuden tunnusluvut saadaan nopeammin myynti- ja toimitusketjun tietoon, poikkeamiin pystytään puuttumaan ajoissa ja yleinen tietoisuus sahausprosessista paranee. Ohjausjärjestelmän avulla mahdollistetaan entistä joustavampi koesahaus ja reklamaatioeriin porautuminen onnistuu niin ikään vaivattomammin. Yksi hyödyllinen integraatiomahdollisuus olisi SAP:n ja uuden ohjausjärjestelmän yhdistäminen, jossa hinta- ja reklamaatiotieto saataisiin yhteneväksi. Kun ohjausjärjestelmä saadaan varmuudella tuottamaan oikeaa tietoa sahausprosessista, on siitä saatava hyöty myynti- ja toimitusketjulle todellinen. Kalliin raaka-aineen entistä tehokkaampi hyödyntäminen, tuotepaletin suunnittelu ja myynnin kohdentaminen kannattavimpiin tuotteisiin, ovat tärkeä osa niitä asioita joihin järjestelmä tuo helpotusta. Tulevaisuudessa ohjausjärjestelmän jatkokehitykseen tulisi kiinnittää erityistä huomiota, jotta voitaisiin taata asiakaslähtöisyys ja kannattava tuoterakenne osana menestyksekästä liiketoimintaa.

Tukin mittaus ja optimointi sahalinjassa

Tukin mittaus ennen sahausta ja sahausasetteen optimointi on kehittynyt paljon viimeisen 10 vuoden aikana. Sahauksen kannattavuuden huonontuessa raaka-aineen tehokas hyödyntäminen on muodostunut tärkeäksi osaksi prosessia. Mittalaitteiden tekniikan kehityttyä on ollut mahdollista mitata tukin muoto ja halkaisijat eri kohdista entistä tarkemmin. Sahausasetteen optimoinnilla pyritään raaka-aineen mahdollisimman tehokkaaseen käyttöön eli saamaan mahdollisimman hyvä saanto jokaisesta yksittäisestä sahatusta tukista. Mittaustarkkuus on suoraan kytköksissä sahausasetteen optimointi tuloksen onnistumiseen. Yleisesti tukin mittaus ennen sahausta ja sahausasetteen optimointi tulevat samalta toimittajalta. Työssä tarkasteltiin kahden eri toimittajan tukkimittareita sekä optimoinnin onnistumista sen perusteella. Käytössä oli lasikuituinen mallitukki, jota mitattiin kummankin toimittajan mittareilla. Näin voitiin suoraan vertailla mittauksen ja optimoinnin onnistumista ja verrata sitä optimaalisiin tuloksiin. Työssä käytettiin kandidaatintyössä luomaani toimintamallia tukkimittarin tarkkuuden toteamiseksi. Mittaus- ja optimointivirheistä pystyttiin laskemaan, kuinka paljon tappiota sahalaitokselle aiheutui verrattuna optimaaliseen mittaus- ja optimointitulokseen. Jo pienetkin virheet optimoinnissa ja mittauksessa vaikuttavat sahauksen kannattavuuteen, kun tarkastellaan sahalaitosta jossa sahataan 8000 – 10 000 tukkia yhden työvuoron aikana. Tulosten perusteella mittarit mittaavat hieman virheellisesti, ja kummankin mittarin mittausten perusteella saatiin eri sahausasete optimointitulokseksi. Mittavirheen takia voitiin todeta, että parantamalla mittaustarkkuutta voidaan sahauksen kannattavuutta parantaa.

Sahateollisuuden jätteiden hyötykäyttö menetelmät ja viranomaisraportoinnin kehittäminen

Yritysten ympäristönsuojelua ohjailevat kansalliset lait ja asetukset kuten ympäristönsuojelulaki (86/2000) ja jätelaki (646/2011) sekä Euroopan unionin lainsäädäntö. Ympäristönsuojelu on yrityksille yhä tärkeämpi osa liiketoimintaa. Tähän ovat vaikuttaneet yhä enemmän kiristynyt lainsäädäntö ja taloudellisen hyödyn tavoittelu ympäristöasioiden hyvän hoidon seurauksena sekä sidosryhmien lisääntynyt kiinnostus yritysten ympäristöasioista. Diplomityön tavoitteena oli perehtyä uuden jätelain tuomiin muutoksiin sahateollisuuden osalta, selvittää sahateollisuuden jätteiden hyötykäyttö mahdollisuuksia yleisesti sekä kehittää viranomaisraportointia jätteiden osalta. Diplomityössä analysoidaan Kiteen sahan jätevirtoja ja niiden käsittelyä, sekä hyötykäyttöä. Tarkoituksena on pyrkiä tilanteeseen, jossa syntyvät jätteet käsiteltäisiin siten, että jätteiden käsittelystä aiheutuvat kustannukset pienenisivät ja kaatopaikalle sijoitettavan jätteen määrä vähenisi ilman investointien tarvetta. Työssä vertaillaan muiden Stora Enson Suomen sahojen jätevirtoja ja niiden hyötykäyttöä Kiteen sahan tilanteeseen. Tavoitteena on löytää sellaisia jätteiden hyötykäyttömahdollisuuksia, jotka olisivat hyödynnettävissä kaikilla Stora Enson Suomen sahoilla.