Sustainable Gold Mining- Life Cycle Assessment of Cyanidation and Thiosulphate Leaching

With the increasing concern of the sustainable approach of gold mining, thiosulphate has been researched as an alternative lixiviant to cyanide since cyanide is toxic to the environment. In order to investigate the possibility of thiosulphate leaching application in the coming future, life cycle assessment, is conducted to compare the environmental footprint of cyanidation and thiosulphate leaching. The result showed the most significant environmental impact of cyanidation is toxicity to human, while the ammonia of thiosulphate leaching is also a major concern of acidification. In addition, an ecosystem evaluation is also performed to indicate the potential damages caused by an example of cyanide spill at Kittilä mine, resulting in significant environmental risk cost that has to be taken into account for decision making. From the opinion collected from an online LinkedIn discussion forum, the anxiety of sustainability alone would not be enough to contribute a significant change of conventional cyanidation, until the tighten policy of cyanide use. International Cyanide Code, therefore, is crucial for safe gold production. Nevertheless, it is still thoughtful to consider the values of healthy ecosystem and the gold for long-term benefit.

Evaluating land-use related environmental impacts of biomass value chains for decision-support : Comparison and testing of methodologies proposed for environmental life cycle assessment

Life cycle assessment (LCA) is one of the most established quantitative tools for environmental impact assessment of products. To be able to provide support to environmentally-aware decision makers on environmental impacts of biomass value-chains, the scope of LCA methodology needs to be augmented to cover landuse related environmental impacts. This dissertation focuses on analysing and discussing potential impact assessment methods, conceptual models and environmental indicators that have been proposed to be implemented into the LCA framework for impacts of land use. The applicability of proposed indicators and impact assessment frameworks is tested from practitioners' perspective, especially focusing on forest biomass value chains. The impacts of land use on biodiversity, resource depletion, climate change and other ecosystem services is analysed and discussed and the interplay in between value choices in LCA modelling and the decision-making situations to be supported is critically discussed. It was found out that land use impact indicators are necessary in LCA in highlighting differences in impacts from distinct land use classes. However, many open questions remain on certainty of highlighting actual impacts of land use, especially regarding impacts of managed forest land use on biodiversity and ecosystem services such as water regulation and purification. The climate impact of energy use of boreal stemwood was found to be higher in the short term and lower in the long-term in comparison with fossil fuels that emit identical amount of CO2 in combustion, due to changes implied to forest C stocks. The climate impacts of energy use of boreal stemwood were found to be higher than the previous estimates suggest on forest residues and stumps. The product lifetime was found to have much higher influence on the climate impacts of woodbased value chains than the origin of stemwood either from thinnings or final fellings. Climate neutrality seems to be likely only in the case when almost all the carbon of harvested wood is stored in long-lived wooden products. In the current form, the land use impacts cannot be modelled with a high degree of certainty nor communicated with adequate level of clarity to decision makers. The academia needs to keep on improving the modelling framework, and more importantly, clearly communicate to decision-makers the limited certainty on whether land-use intensive activities can help in meeting the strict mitigation targets we are globally facing.

Supply base development for life-cycle business

Yritysten liiketoimintamallit ovat jatkuvan kehityksen kohteena. Viimeisinä vuosina valmistavien yhtiöiden kiinnostus huolehtia asiakkaistaan koko tuotteen elinkaaren aikana ja tarjota erilaisia palveluita asiakkailleen on kasvanut. Tämän palvelujen laajentumisen myötä myös vaateet yrityksen omaa toimittajakenttää kohtaan ovat muuttuneet. Yritykset eivät kykene tuottamaan kaikkia tuotteistamiaan palveluja itse, jolloin yrityksen toimittajakenttä ja sen kyvykkyydet tuottaa tarvittavia palveluita ovat avainasemassa yrityksen menestystekijänä. Tämän työn teoriaosuudessa on esitelty toimittajakentän hallinnan perusteorioita. Kirjallisuus osuuden lisäksi työssä on hyödynnetty toimintatutkimusta kohdeyrityksessä. Tässä diplomityössä on tutkittu mahdollisia keinoja kehittää organisaation omaa toimintaa ja sekä yrityksen toimittajakenttää niin, että se tukee liiketoimintamallin kehitystä koneenrakennusyrityksestä kohti elinkaariliiketoimintaa. Työssä esitetyt keinot voidaan ottaa käyttöön, joko yksitellen tai kokonaisuutena.

Novel virtual environment and real-time simulation based methods for improving life-cycle efficiency of non-road mobile machinery

Virtual environments and real-time simulators (VERS) are becoming more and more important tools in research and development (R&D) process of non-road mobile machinery (NRMM). The virtual prototyping techniques enable faster and more cost-efficient development of machines compared to use of real life prototypes. High energy efficiency has become an important topic in the world of NRMM because of environmental and economic demands. The objective of this thesis is to develop VERS based methods for research and development of NRMM. A process using VERS for assessing effects of human operators on the life-cycle efficiency of NRMM was developed. Human in the loop simulations are ran using an underground mining loader to study the developed process. The simulations were ran in the virtual environment of the Laboratory of Intelligent Machines of Lappeenranta University of Technology. A physically adequate real-time simulation model of NRMM was shown to be reliable and cost effective in testing of hardware components by the means of hardware-in-the-loop (HIL) simulations. A control interface connecting integrated electro-hydraulic energy converter (IEHEC) with virtual simulation model of log crane was developed. IEHEC consists of a hydraulic pump-motor and an integrated electrical permanent magnet synchronous motorgenerator. The results show that state of the art real-time NRMM simulators are capable to solve factors related to energy consumption and productivity of the NRMM. A significant variation between the test drivers is found. The results show that VERS can be used for assessing human effects on the life-cycle efficiency of NRMM. HIL simulation responses compared to that achieved with conventional simulation method demonstrate the advances and drawbacks of various possible interfaces between the simulator and hardware part of the system under study. Novel ideas for arranging the interface are successfully tested and compared with the more traditional one. The proposed process for assessing the effects of operators on the life-cycle efficiency will be applied for wider group of operators in the future. Driving styles of the operators can be analysed statistically from sufficient large result data. The statistical analysis can find the most life-cycle efficient driving style for the specific environment and machinery. The proposed control interface for HIL simulation need to be further studied. The robustness and the adaptation of the interface in different situations must be verified. The future work will also include studying the suitability of the IEHEC for different working machines using the proposed HIL simulation method.

Capital investments planning and life cycle simulations for the new valves manufacturing facility in Russia

The focus of the research is on the derivation of the valid and reliable performance results regarding establishment and launching of the new full-scale industrial facility, considering the overall current conditions for the project realization in and out of Russia. The study demonstrates the process of the new facility concept development, with following perfor-mance calculation, comparative analyzes conduction, life-cycle simulations, performance indicators derivation and project`s sustainability evaluation. To unite and process the entire input parameters complexity, regards the interlacing between the project`s internal technical and commercial sides on the one hand, and consider all the specifics of the Russian conditions for doing business on the other hand, was developed the unique model for the project`s performance calculation, simulations and results representation. The complete research incorporates all corresponding data to substantiate the assigned facility`s design, sizing and output capacity for high quality and cost efficient ferrous pipe-line accessories manufacturing, as well as, demonstrates that this project could be suc-cessfully realized in current conditions in Russia and highlights the room for significant performance and sustainability improvements based on the indexes of the derived KPIs.

Life cycle management of TVO nuclear power plant

Tämä diplomityö tutkii eri elinkaarihallinnan menetelmiä ja vertaa niitä TVO:n menetelmiin. Lisäksi TVO:n prosessin ongelmakohdat tunnistetaan ja niihin esitetään ratkaisuja. Vertailukohteina toimii ydinvoimateollisuuden lisäksi vesivoima, fossiiliset voimalaitokset sekä paperiteollisuus. Sähkön hinnan jatkaessa laskuaan on elinkaariajattelusta tullut ajankohtaista myös ydinvoimayhtiöille. Ydinvoimalaitoksien pitkän suunnitellun käyttöiän ansiosta laitoksen elinkaaren aikana voi tapahtua useita asioita, jotka vaikuttavat laitoksen investointitarpeisiin. Turvallisen sähköntuotannon varmistamiseksi eri laitososia on joko muokattava tai uusittava. Elinkaariajatteluun kuuluu tehokas laitoksen kunnon valvonta, laitoksen ikääntymiseen vaikuttavien ilmiöiden tunnistaminen, sekä ikääntymistä hillitsevien toimenpiteiden pitkän tähtäimen suunnittelu. Hyvällä ennakkosuunnittelulla pyritään varmistamaan se, että laitoksella voidaan tuottaa sähköä koko sen jäljellä olevan käyttöiän aikana. Kun tarpeiden tunnistus ja suunnittelu tehdään hyvissä ajoin mahdollistetaan myös investointien optimointi. Paras hyöty pyritään saamaan ajoittamalla oikeat investoinnit oikeaan aikaan.

Elinkaarilaskenta prosessiteollisuudessa

Elinkaarilaskenta on vielä melko vähän tutkittu aihealue. Tutkimuksen tavoitteena on selvittää haastatteluiden avulla prosessiteollisuuden toimijoiden näkemyksiä elinkaarilaskennasta sekä selvittää, käytetäänkö elinkaarilaskentaa muiden laskentamenetelmien rinnalla. Tarkoituksena on myös tutkia elinkaarilaskennan tulevaisuuden näkymiä ja elinkaarilaskentaan liittyvän tietämyksen hallinnan eri tyispiirteitä. Elinkaaren aikaisten kustannusten tarkastelu lisää yritysten tietoutta tuotteen, prosessin tai palvelun aiheuttamista kokonaiskustannuksista. Tietämyksen laajentuminen mahdollistaa muun muassa tehokkaamman ja tarkemman päätöksen teon. Elinkaarilaskennalle tyypilliset pitkät tarkasteluajanjaksot aiheuttavat tietämyksen hallinnalle suuria haasteita. Laskelmissa tarvittavan tiedon keruu onkin aikaa ja resursseja kuluttavaa. Tällä hetkellä elinkaarilaskenta ei ole laajalti käytössä. Yritykset ovat kuitenkin kiinnostuneita sen tuomista mahdollisuuksista ja uskovat, että sille on tarvetta tulevaisuudessa. Tutkimuksen pohjalta voidaankin todeta, että tietoisuus elinkaari laskennasta on kasvamassa ja sen käyttö yleistymässä.

Paperiteollisuuden prosessinostureiden elinjaksokustannuslaskenta

Tutkimuksen tavoitteena oli selvittää, kuinka paljon paperi- ja kartonkikoneiden prosessinosturit aiheuttavat kustannuksia siirrettyä tonnia kohti. Asiaa tarkasteltiin asiakkaan näkökulmasta. Työn lisätavoitteena oli myös pohtia uutta elinjaksokustannuksiin perustuvaa nostopalvelumallia, jossa asiakas maksaa saamastaan hyödystä siirrettyjen tonnien mukaisesti. Elinjaksokustannuslaskentaa (LCC= Life Cycle Cost) hyödynnetään laskettaessa tuotteeseen kohdistuvia kokonaiskustannuksia. Työssä tutkittiin neljää eri prosessinosturia, joiden kustannukset jaettiin investointi-, käyttö-, kunnossapito- ja epäkäytettävyyskustannuksiin. Tämän kustannusten jaottelun perusteella työssä rakennettiin LCC-laskentamalli, jonka avulla nostureiden vuosittaiset kustannukset voitiin määrittää. Työssä tutkittujen neljän nosturin tapauksissa saatiin laaditulla laskentamallilla kokonaiskustannuksiksi 0,50 - 1,00 euroa ja kunnossapitokustannuksiksi 0,07 - 0,14 euroa siirrettyä tonnia kohti. Herkkyysanalyysien tuloksissa laskentakorolla oli kolmessa tapauksessa neljästä suurin vaikutus kokonaistulokseen. Kymmenen prosentinmuutos laskentakorossa vaikutti noin 6 % - 7,5 %:a lopputulokseen. Huoltotuntien määrällä taas oli tutkituista tekijöistä vähiten vaikutusta kokonaistulokseen. Nostopalvelusta luotiin kolmitasoinen. Ylimmällä tasolla asiakkaan ei enää tarvitse omistaa omaa nosturia, vaan asiakas maksaa ainoastaan siirretyistä tonneista. Tarkastelun johtopäätöksenä on, että solmimalla nostopalvelusopimuksen asiakas voi saada paremman ennustettavuuden kunnossapitokustannuksiinsa ja mahdollisuuden säästää omistuskustannuksissa.

Elinkaarimallinnuksen periaatteisiin perustuva prosessimalli paperikoneelle

Pääoman tuottavuuden merkitys kasvaa metsäteollisuuden tuottavuuden ja kilpailukyvyn varmistamisessa.Tuottavuuteen vaikuttavat tuotannon määrä sekä tuotannosta saatava hinta johon osaltaan vaikuttaa tuotteen laatu. Näitä tekijöitä voidaan mitata käyttämällä esimerkiksi mallia tuotannon kokonaistehokkuudesta. Tämä työ tarkastelee tuotto-kustannus -mallin soveltuvuutta paperikoneprosessin tuloksentekokyvyn arviointiin. Lisäksi tutkimuksen kohde on elinkaarimallinnuksen periaatteisiin perustuvan mallin tiedontarpeiden arvioinnissa sekä mallilla tuotettavien tulosten selvittämisessä. Työssä käsitellyn mallinnusperiaatteen mukainen prosessimalli mahdollistaa kokonaisnäkemyksen paperikoneprosessin tuottoja ja kustannuksia aiheuttavista tekijöistä. Mallilla saatavien tuloksien tarkkuus riippuu käytettävissä olevista lähtötiedoista. Työn esimerkkimallinnus listaa vähimmäistiedot, joilla paperikoneen tuottoja ja kustannustekijöitä tarkasteleva malli voidaan toteuttaa. Työ osoittaa, että paperikoneella on paljon tuotantoaikaan vaikuttavia häiriötekijöitä, joiden merkittävyys on analysoitava tarkemman mallin rakentamiseksi. Mallin kohdentaminen olemassa olevalle paperikoneelle antaisi riittävästi mittaustietoa ja kokemusperäistä tietoa mallin tarpeisiin. Yksityiskohtaisemman mallin rakentamisella saataneen myös yleisesti paperikoneprosessin tuotantohäiriöihin liittyvää tietoa.

Asiakassuhteen kannattavuuden määrittäminen toimintolaskennan avulla - Case: Internet -liiketoimintayksikkö

Tutkimuksen päätavoitteena on selvittää, miten ja mitkä eri tekijät vaikuttavat asiakassuhteen kannattavuuteen sekä luoda pohjaa asiakassuhteiden kannattavuuden laskemiselle case-yrityksessä. Tutkimuksen alatavoitteena on selvittää toimintolaskennan hyödyntämismahdollisuuksia asiakaskannattavuuden tutkimisen eri vaiheissa. Tutkimuksen tavoitteeseen pyritään yhdistämällä tutkielman teoriaosan käsiteanalyyttinen tutkimusmetodologia empiirisen osan case-tutkimukseen. Toimintolaskenta on hyvä apukeino asiakassuhteen tuottoja ja kustannuksia selvitettäessä sekä asiakaskannattavuuksia analysoitaessa. Toimintolaskennan avulla voidaan kohdistaa kustannukset oikeille asiakkasille ja löytää näin eroja kustannusten muodostumisessa eri asiakkaiden tai asiakasruhmien välillä. Asiakassuhteen kannattavuuslaskennan ja -seurannan onnistuminen edellyttää kuitenkin tukea myös muilta yrityksen laskenta- ja seurantajärjestelmiltä tarvittavan informaation saannin mahdollistamiseksi.

Elinkaari- ja tavoitekustannuslaskenta osana tuotteen hinnoittelua

Työn tavoitteena oli tutkia elinkaari- ja tavoitekustannuslaskentaa osana tuotteen hinnoittelua sekä tutustua yrityskohtaiseen ansaintakykymalliin ja sen käyttöön. Ensin työlle luotiin teoreettinen pohja kirjallisuuslähteiden perusteella, minkä lisäksi empiirisenä aineistona käytettiin yrityskohtaista ansaintakykymallia. Työn alussa esitettiin perustiedot hinnoittelusta sekä kustannuslaskennasta, jotta tutkielma etenisi loogisena kokonaisuutena ja lukijan olisi helpompi ymmärtää elinkaari- ja tavoitekustannuslaskennan toimintaperiaatteet. Seuraavaksi kartoitettiin elinkaari- ja tavoitekustannuslaskentaa prosessina ja keskityttiin edellä mainittujen menetelmien etuihin ja ongelmiin. Laskentamenetelmiä tutkittiin laaja-alaisesti kirjallisuutta, artikkeleita ja www-dokumentteja hyödyntäen. Lopuksi esiteltiin yrityskohtainen ansaintakykymalli esimerkin avulla ja analysoitiin mallia hyödyntäen elinkaari- ja tavoitekustannuslaskentaa. Samalla luotiin kattava kuva konkreettisesta tavoitekustannus- ja elinkaarilaskennan soveltamisesta yritysmaailmassa. Tutkielman tuloksena saatiin esiteltyä elinkaari- ja tavoitekustannuslaskenta osana tuotteen hinnoittelua. Ansaintakykymallin esittelyllä saatiin muodostettua sidos yritysmaailmaan ja siihen, miten työssä esiteltyjä laskentatoimen menetelmiä sovelletaan käytännössä. Tuloksissa saatiin lisäksi esiteltyä erilaisten hinnoittelustrategioiden eroavaisuuksia, hinnanasetantaa prosessina sekä kustannuslaskentaa hinnoittelun tukena.

Tuotekustannuslaskentamenetelmät eri tuotantomuodoissa

Lähtökohta työlle on John Fogelholmin vuonna 2001 julkaisema tutkimus tuotekustannuslaskentamenetelmien soveltuvuuksista eri tuotantoprosesseihin. Työn tavoitteena on tutkia, mitä uutta vuoden 2001 jälkeen aiheesta on kirjoitettu ja uudistaa näiden tietojen pohjalta Fogelholmin tutkimus nykypäivään. Aihetta lähdettiin tutkimaan laaja-alaisen kirjallisuuskatsauksen avulla, jossa tarkoituksena oli selvittää, mitkä tuotekustannuslaskentamenetelmistä ovat kaikkein eniten käytössä nykypäivän yrityksissä sekä millaisia ominaisuuksia yleisimmät tuotantoprosessit omaavat. Tämän jälkeen saatuja tuloksia sovellettiin käytäntöön erilaisten tutkimusten, artikkeleiden sekä omien päätelmien pohjalta tutkien, mitkä yleisimmistä tuotekustannuslaskentamenetelmistä sopivat parhaiten kuhunkin tuotantoprosessiin. Saatujen tulosten pohjalta rakennettiin yhteenvetotaulukko, josta voidaan havaita, mitä muutoksia aiheeseen liittyen on tapahtunut vajaan kymmenen vuoden aikana. Tutkimuksen tuloksista voidaan nähdä, että tuotantoprosessit jaotellaan nykyisin miltei samalla tavoin kuin aikaisemminkin, mutta laskentamenetelmissä on tapahtunut enemmän muutoksia modernin kustannuslaskennan käytön lisäännyttyä.