Luotettavuuskeskeisen kunnossapidon soveltaminen vaneriteollisuuden koneille

Diplomityön tarkoituksena on tutkia luotettavuuskeskeisen kunnossapidon soveltamista Raute Oyj:n vanerikoneille. Työn tavoitteena on luoda suunnitelma luotettavuuskeskeisen kunnossapidon soveltamiseksi Raute Oyj:llä. Tavoitteena on myös kehittää malli ennakkohuoltosuunnitelmien sekä kriittisten huoltojen ja varaosien määrittelyyn päälinjoille. Kunnossapitoliiketoiminta on Rautella voimakkaasti kasvava liiketoiminta-alue. Voimakkaan kasvun seurauksena on yritykseen syntynyt kunnossapitotoimintojen kehitystarve. Luotettavuuskeskeistä kunnossapitoa hyödyntämällä on tarkoitus kehittää vanerikoneiden kunnossapitoa ja luoda Rautelle kunnossapitotuotteita. Työssä on tutkittu luotettavuuskeskeisen kunnossapidon soveltamista va-neriteollisuuden koneille laitevalmistajan näkökulmasta. Työssä on käsitelty kirjallisuuden pohjalta vanerin valmistusprosessia, vanerikoneita, kunnossapitoa sekä luotettavuuskeskeistä kunnossapitoa. Lisäksi on selvitetty vanerikoneiden kunnossapidon nykytilaa Raute Oyj:llä ja sen asiakkaiden vaneritehtaissa. Työn tuloksena syntyi toimintaehdotus luotettavuuskeskeisen kunnossapidon soveltamiseksi Rauten tuotteille. Ennakkohuoltosuunnitelmien luomiseen ja kehittämiseen työssä syntyi kunnossapitomalli, jonka pohjalta työssä luotiin xy-pöllinkeskittäjälle luotettavuuskeskeiseen kunnossapitoon perustuva ennakkohuoltosuunnitelma sekä määritettiin kriittiset varaosat.

Prosessijohtamisen soveltaminen energialaitoksen kunnossapidossa

Diplomityössä tarkastellaan prosessijohtamista energialaitoksen kunnossapidossa. Tarkastelun kohteena on Helsingin Energian voimalaitosten kunnossapito. Asioita tarkastellaan kunnossapitoliiketoiminnon näkökulmasta. Työ kertoo tapahtuneista muutoksista, nykyisestä toimintatavasta ja tulevaisuuden kehitystarpeista. Työn lähtökohtana ovat energia-alalla tapahtuneet toimintaympäristön muutokset ja yrityksen organisaation muutos. Yrityksen organisaatio on muutettu funktionaalisesta organisaatiosta liiketoimintopohjaiseksi, joka toi mukanaan sisäisen kaupankäynnin. Kunnossapidon toimittamiseen asiakkaalle sovelletaan prosessijohtamista. Prosessin kehittyminen on hidasta ja vaatii määrätietoista työtä edistyäkseen. Prosessit on kuvattava ja otettava käyttöön, jonka jälkeen voidaan tunnistaa kehityskohteita. Kunnossapitoprosessi ylittää liiketoimintojen välisen rajan, jonka toimivuus on ratkaisevaa prosessin suorituskyvylle. Prosessijohtamisen edistämiseksi on tunnistettu tärkeimmiksi kehityskohteiksi kunnossapitostrategian kehittäminen, rajapinnan selkiyttäminen ja prosessin mittaaminen.

Klusterointi- japortfoliomenetelmien soveltaminen innovaatioprosessin alkupäässä

Työn tavoitteena on löytää menetelmä tai malli, jolla suurta joukkoa erilaatuisia ideoita pystytään lajittelemaan ja löytämään tästä joukosta relevantit ja parhaat ideat jatkoke-hittelyyn. Työn empiirisenä aineistona on käytetty kahdella eri toimialalla toimivan yrityksen yhteisessä ideaistunnossa syntyneitä ideoita. Työn teoreettisessa osuudessa on esitelty innovaation määritelmä sekä eri tapoja luoki-tella innovaatioita. Lisäksi teoreettisessa osuudessa on käsitelty avoimen innovaation periaatetta ja sen kenties yhä kasvavaa merkitystä. Työssä on käsitelty myös ideoiden hyödyntämiseen vaikuttavia seikkoja. Näkökulmiksi työssä on valittu yrityksen sisäiset ja ympäristöstä johtuvat seikat, kuten yrityksen osaaminen sekä asiakkaatja markkinat. Teoriaosuuden päättää lyhyt katsaus klusterointiin, sen eri menetelmiin, sekä portfolion hallintaan. Empiirisessä osuudessa yli 50 idean joukosta kyettiin löytämään muutamia ideoita, jotka ovat eri tavoilla toteutettavissa istuntoon osallistuneiden yritysten toimesta.

Transitoreitin valintaan vaikuttavat tekijät autotoimialalla: AHP:n soveltaminen

Tämän työn tavoitteena on selvittää transitoreitin valintaan vaikuttavat tekijät sekä Suomen reitin kilpailutekijät verrattuna Baltian maiden, Saksan-Puolan ja Venäjän omiensatamien reitteihin. Lisäksi tavoitteena on testata analyyttista hierarkiaprosessia (AHP) transitoreitin valintaan. Työssä hyödynnetään Suomessa, Venäjällä ja Baltian maissa logistiikkayritysten, ministeriöiden ja viranomaisten kanssa tehtyjä asiantuntijahaastatteluja. Lisäksi suurimmille autotoimialan yrityksille toteutetaan kysely transitoreitin valintaan vaikuttavista tekijöistä. Työssä muodostetaan hierarkia reitin valintaan vaikuttavista tekijöistä. Lisäksi lasketaan analyyttisen hierarkiaprosessin mukaiset painotukset reitin valintaan vaikuttaville tekijöille ja eri reittien kilpailukykyerään autotoimialan vastaajan tapauksessa.

CO2-laserin soveltaminen WFU-paperin reunan leikkaamiseen

Tämän diplomityön tarkoitus oli selvittää CO2-laserin soveltuvuutta paperin reunan leikkaamiseen ennen liimapuristinta nopealle modernilleWFU-paperikoneelle. Merkittävimmät leikkauskokeet tehtiin leikkaamalla paperirataa todenmukaisissa olosuhteissa koekoneella. Koeleikkauksissa tutkittiin myös päällystettyjen paperilajien CO2-laserleikkausta. Paperin reunan koeleikkauksia suoritettiin leikkauspöytää vasten sekä telaa vasten. Leikkauspöytänä käytettiin korkeapainevesileikkaimelle suunniteltua leikkauspöytää, jota paranneltiin tämän työn yhteydessä paremmin laserleikkaukselle sopivaksi. Telaa vasten suoritetuilla leikkauksilla lasertehon tarve oli suurempi verrattuna pöytää vasten leikkaukseen samalla leikkausnopeudella ja samalla paperilajilla. Laserlaitteiston mitoittaminen oikein pelkkien arkkileikkauskokeiden perusteella ei ollut mahdollista. Myös rullilla tapahtuvia leikkauskokeita tarvittiin. Pöytää vasten tapahtuvaan leikkaamiseen tarvitaan 1000 W laserlaite paperin molemmille reunoille. Tämän tehoiset laserlaitteet riittävät kaikille Changshun PK 1:n paperilajeille niiden lajikohtaiseen maksimiajonopeuteen. Testatuista kolmesta polttovälistä antoi 5" polttoväli parhaat leikkaustulokset. Polttopisteen paikka voi vaihdella ± 0.75 mm paperin pinnasta vaikuttamatta silti merkittävästi lasertehon tarpeeseen. Laserleikatun paperin reuna oli hyvälaatuinen, eikä laserleikkaus aiheuttanut paperille epätoivottuja asioita kuten mustumista.

Lasermittauksen soveltaminen vesihydraulisessa sylinterissä

Työn tavoitteena on tutkia mahdollisuutta käyttää laser interferometripohjaista aseman mittausjärjestelmää vesihydraulisessa sylinterissä. Työ liittyy Lappeenrannan teknillisessä yliopistossa kehitetyn rinnakkaisrakenteisen robotin PENTA WH muuttamiseen öljyhydraulisesta vesihydrauliseksi. Öljyhydraulisen prototyypin käyttämä vanha kuularuuviin ja inkrementaaliseen enkooderiin perustuvamittausjärjestelmä ei sovellu vesihydrauliseen robottiin. Työn tavoitteena on esittää vaihtoehtoinen ratkaisu.

Polttodirektiivien soveltaminen sellutehtaiden ilmapäästömittauksissa

EU:n polttodirektiivit, LCP- ja jätteenpolttodirektiivi ovat arkipäivää suuressa osassa polttolaitoksia Suomessakin lähivuosien kuluessa. Molemmat direktiivit on otettu mukaan Suomen lain-säädäntöön asetuksina, joita on hieman muutettu vastaamaan kansallisia tarpeita. Polttolaitokset tulevat muuttamaan aikaisempia käytäntöjään päästöistä mitattavien komponenttien sekä tarkkailujaksojen että raportoinnin osalta. Mittausten tulokset raportoidaan jatkossa yksikössä mg/Nm3. Jatkuvatoimisia mittausjärjestelmiä on asennettava yhä useampaan laitokseen ja savukaasuista tarkkaillaan pitoisuuksia päästöjen sijaan. Edelleen raportoidaan esim. ympäristölupaviranomaiselle vuosipäästöjen suuruus. Vuonna 2000 voimaan tulleen ympäristönsuojelulain ja -asetuksen velvoittamina toiminnassa olevat sellutehtaat ovat hakeneet uuden lain mukaista ympäristölupaa vuoden 2004 loppuun mennessä. Ympäristöluvan tarvitsevat myös kaikki teholtaan yli 50 MW:n polttolaitokset. Suuria polttolaitoksia koskeva LCP-direktiivi astuu voimaan vuoden 2008 alussa. Siksi uusissa ympäristöluvissa tullaantodennäköisesti vaatimaan myös sellutehtailta ko. direktiivin mukaisia mittaus-järjestelmiä ja päästörajoja. Laitoksissa on jo nyt melko kattavat päästömittausjärjestelmät, sillä myös voimassaolevat ympäristöluvat ja ilmapäästöjen tarkkailuohjelmat velvoittavat päästöjen jatkuvaan seurantaan pääosin samoista savukaasukomponenteista kuin mitä direktiivissäkin edellytetään. Tässä diplomityössä keskitytään LCP- ja jätteenpolttodirektiivien mittausvaatimuksiin, raja-arvoihin sekä raportointiin sekä Metsä-Botnian sellutehtaiden mittausjärjestelmien parantamis-toimenpiteisiin. Yksityiskohtainen toimintamalli on tehty Joutsenon tehtaan laitosta ja mittaus-järjestelmää silmällä pitäen. Sitä voidaan käyttää myös muillatehtailla mallina savukaasupäästöjen mittauksien ja laitteiden päivitysten yhteydessä. Toimintamalliin siirtyminen ei velvoita Metsä-Botnian tehtaita, mutta monet tehtaat haluavat laitteistokannan uusimisen yhteydessä siirtyä direktiivien vaatimuksia vastaavaan järjestelmään.

Pyridyyliryhmän sisältävien erotusmateriaalien ominaisuudet ja soveltaminen hydrometallurgiassa

Diplomityössä tutkittiin silikarunkoisen, pyridyyliryhmän sisältävän erotusmateriaalin kykyä erottaa selektiivisesti kuparia, nikkeliä, kobolttia ja kadmiumia sinkkisulfaattiliuoksista. Erotuskykyä verrattiin kolonnikokein toiseen kaupalliseen polystyreenidivinyylibentseenirunkoiseen (PS-DVB) erotusmate-riaaliin, jonka funktionaalinen ryhmä on samantyyppinen. Silikarunkoisen erotusmateriaalin happo-emäsominaisuuksia selvitettiin titrauksin. Metallien sitoutumisen kinetiikkaa ja eluointia verrattiin PS-DVB-runkoisen erotus-materiaalin kirjallisuudessa esitettyihin tuloksiin. Lisäksi määritettiin kummankin erotusmateriaalin partikkelikokojakaumat. Silikarunkoisen materiaalin havaittiin turpoavan noin 4 % muutettaessa se vapaastaemäsmuodosta happomuotoon. Turpoaminen oli huomattavasti vähäisempää kuin PS-DVB-runkoisella materiaalilla. Silikarunkoisen erotus-materiaalin titrauksen tuloksena voitiin todeta, että se oli heikosti emäksinen. Titrauskäyrä muistutti PS-DVB-runkoisen erotusmateriaalin titrauskäyrää, vaikka erotusmateriaalien protonoitumisalueet olivat hieman erilaiset. Tämä johtuu siitä, että silikarunkoisen materiaalin funktionaaliset ryhmät poikkeavat rakenteeltaan hieman PS-DVB-runkoisesta materiaalista. Tasapainokokeet osoittivat, että silikarunkoinen erotusmateriaali adsorboi tutkituista metalleista eniten kuparia ja nikkeliä ja vähiten sinkkiä. Kaikkien tutkittujen metallien eluointi silikarunkoisesta erotusmateriaalista onnistui rikkihapolla toisin kuin PS-DVB-runkoisesta erotusmateriaalista, jonka regenerointiin tarvitaan rikkihappoa tai ammoniumhydroksidia riippuen siitä, mitä metalleja siihen on ladattu.

Nanoteknologian soveltaminen paperiteollisuudessa, esiselvitys

Tämä työ on esiselvitys nanoteknologian sovellusmahdollisuuksista paperiteollisuudessa. Esiselvitys koostuu pääasiassa kirjallisuuskatsauksesta. Nanoteknologiaan liittyviä julkaisuja löytyi runsaasti työn aikana, mutta paperitekniikassa hyödynnettäviä valmiita sovelluksia oli vielä melko harvassa. Nanometri (nm) on metrin miljardisosa (= 10-9 m). Nanoteknologiassa hyödynnetään nanokokoluokassa ilmeneviä kappaleen uusia ominaisuuksia. Nanoteknologiaa tutkitaan maailmalla kiihtyvässä tahdissa ja 'nanosta' on muodostunut muoti-ilmiö. Nanotieteen sekä nanoteknologian kehittäminen vaatii poikkitieteellistä otetta. Potentiaalisia nanoteknologian käyttökohteita paperiteollisuuden alueella ovat mm. kuitujen nanorakenteen hyödyntäminen; tuotteiden, materiaalien ja pintojen räätälöinti; analysointitekniikoiden, sensoreiden ja prosessin kehittäminen; sekä biotehokkuus. Yksi tärkeimmistä Suomessa tehtävistä nanoteknologiaohjelmista on vuonna 2005käynnistynyt Tekesin FinNano, joka sisältää paperiteollisuuden kannalta tärkeänmetsäklusterin sovellukset -aihealueryhmän. Paperiteollisuuden nanoteknologisiasovelluksia tutkivat Suomessa myös mm. VTT, TKK, NanoScience Center ja Oulun Yliopisto. Maailmalla Yhdysvallat hallitsee niin nanoteknologista tutkimusta kuin nanoteknologian kaupallista hyödyntämistä. Myös Japanissa ja Euroopassa nanoteknologiaa tutkitaan kiivaasti. Vuosille 2007-2013 ajoittuu Euroopan tutkimuksen 7.puiteohjelma, joka sisältää mm. ohjelman nanotiede, materiaalit ja uudet tuotantomenetelmät. Nanoteknologian kehittämisen jarruna on nanopartikkeleiden arvaamaton käyttäytyminen. Tämän vuoksi nanoteknologian kehitystyössä on erityisesti huomioitava turvallisuus- ja terveysasiat sekä materiaalin kierrätettävyys ja hävittäminen.

Prosessijohtamisen soveltaminen metsäteollisuusyrityksessä

Tämän päivän metsäteollisuusyrityksillä on käynnissä kova kansainvälinen kilpailu. Prosessijohtamisen soveltamisella toimintaan mahdollistetaan menesty-minen kiristyvillä markkinoilla. Prosessijohtamista pidetään kilpailukyvyn parantamisen keinona, koska sitä soveltamalla voidaan tehostaa omaa toimintaa ja parantaa asiakaslähtöisyyttä. Tässä työssä esitellään prosessijohtamisen periaatteet ja terminologia yleisesti sekä sovelletaan sitä järjestelmällisesti sanomalehtipaperitehtaan toimintaan. Lisäksi työssä käydään läpi kohdeyrityksen harjoittama Business Intelligence-toiminta (BI) prosessijohtamisen keinoin. Tärkeimpänä tavoitteena työssä on selkeyttää ja lisätä tietoutta prosessijohtamisen toteuttamisesta metsä-teollisuudessa. Tutkimus antaa selkeän kuvan prosessijohtamisesta ja sen käytöstä sanomalehtipaperitehtaan toiminnassa. Diplomityö voi toimia mallina prosessijohtamisen toteuttamisesta toisenlaisessakin toimintaympäristössä yleistettävyytensä ansiosta. Kokonaisvaltainen prosessijohtamisen saattaminen yhtiön toimintaan on yksi työn kohdeyrityksen johdon asettamista tavoitteista ja strategioista toimintansa jatkuvassa kehittämisessä. Prosessijohtamisen soveltamisen hyödyt yhtiölle ovat kiistattomia.

Tuottavuuden mittareiden arviointi ja käytännön soveltaminen / testaus Corenson hylsyteollisuudessa

Tämän diplomityön tarkoituksena oli tutkia erilaisten tuottavuuden mittareiden toimivuutta Corenso United Oy:n hylsyteollisuudessa. Työssä haettiin tuottavuuden mittaamisen teorian pohjalta mahdollisimman monia mittareita, joita sovellettiin käytäntöön. Osana työtä tehtiin myös benchmarking- tutkimus, jossa kartoitettiin kaikkien Corenson tehtaiden tuottavuudenmittausjärjestelmät. Näistä saatiinkin muutamia ideoita mutta pääasiaksi ko. tutkimuksen tekemisessä jäi kuitenkin dokumentointi yrityksen johdolle jo olemassa olevista mittareista. Käytännön kokeilun pohjalta laadittiin esitys yrityksen johdolle sekä ehdotettiin parhaiten soveltuvia mittareita otettaviksi käyttöön. Yrityksen johto valitsi hyviksi havaitut mittarit, joiden käyttöä varten rakennettiin taulukkolaskentapohjainen raportointijärjestelmä. Corenson hylsyteollisuuden tuottavuuden mittaaminen on tähän asti ollut melko vähäistä. Työn pohjalta esitelty järjestelmä ottaa huomioon jokaisen tuottavuuden osa-alueen näin uskotaan eri tehtaiden vertailun olevan helpompaa tulevaisuudessa.

Kestomagneettitahtikonekäytön soveltaminen paperiteollisuuden linjakäytöissä

Tässä työssä tutkitaan kestomagneettitahtimoottorin soveltuvuutta paperiteollisuuden linjakäyttöihin. Aluksi perehdytään taajuusohjatun kestomagneettitahtimoottorin häviöiden syntymiseen ja niiden jakautumiseen. Työssä esitellään kestomagneettitahtimoottorin koon valintaan vaikuttavia tekijöitä ja vertaillaan oikosulkumoottorin ja kestomagneettitahtimoottorin mitoituksen eroja. Lisäksi tarkasteltiin linjakäytön vaihtosuuntaajan ja syöttöryhmän mitoitusta, kun kestomagneettitahtimoottoria käytetään paperiteollisuuden linjakäytössä. Kestomagneettitahtimoottorin virran riippuvuutta kuormituksesta laskettiin ja mitattiin yhden kestomagneettitahtimoottorin virta eri kuormituksilla. Näin voitiin suorittaa vertailu laskennan ja todellisuuden välillä. Mittaus osoitti laskentatavan tarkkuuden. Selvityksessä löydettiin riittävän tarkka laskentatapa, jonka avulla voidaan määrittää linjakäytön invertterin koko.

Pinch-menetelmän soveltaminen sellutehtaassa

Työn tarkoituksena oli tutkia pinch-menetelmän soveltuvuutta toiminnassa olevassa UPM-Kymmene Oyj:n kaukaan sellutehtaassa ja kartoittaa pinch-analyysin avulla keittämön sekä haihduttamon lämpöenergiatarpeet sekä ylijäämät kesä ja talvitilanteissa vuodelle 1999. Kesätilanteeksi on katsottu riittävän elokuu ja talvitilanteeksi helmikuu. Työn alussa on lyhyesti käyty läpi pinch-tekniikkaan liittyvää teoriaa ja tutustutaan yleisesti työssä käytettyyn Pro_pi2 laskentaohjelmaan. Laskennan tulokset on muodostettu käsittelemällä tiedonkeruujärjestelmistä haettu virtaavien nesteiden tulo- ja kohdelämpötiloista sekä massavirroista muodostuva data Pro_pi2 laskentaohjelmalla. Tulokset on esitetty kappaleessa 5, jossa kesä ja talvitilanteista saatuja tuloksia on verrattu keskenään. Mielenkiinnon vuoksi mukaan vertailuun on otettu vuoden 1999 tietojen lisäksi myös tiedot vuoden 2000 talvelle. Pinch-menetelmään perustuvan Pro_pi2 laskentaohjelman todettiin soveltuvan ennemminkin lämmön talteenottojärjestelmän sekä tehtaan energiakäytön esisuunnitteluun kuin jo olemassa olevan tehtaan tutkimiseen.

DTC-induktiomoottorikäytön soveltaminen keskitaajuusalueelle

Työssä tarkastellaan olemassa olevan suoraa vääntömomentin säätöä käyttävän taajuudenmuuttajan soveltamista keskitaajuusalueella toimiviin induktiomoottorikäyttöihin. Keskinopeusalueen sovellusten pyörimisnopeudet ovat tyypillisesti 6000…30000rpm. Tällöin invertterin lähtötaajuuden on nelinapaista moottoria ohjattaessa ulotuttava 1000Hz:iin. ABB:n ACS600 taajuudenmuuttajan nykyinen syöttötaajuus ulottuu noin 400Hz:iin ja sen keskimääräinen kytkentätaajuus on luokkaa 3kHz. Taajuudenmuuttajan keskimääräistä kytkentätaajuutta ei haluta tästä merkittävästi nostaa, koska tällöin pääteasteen mitoitusta ja rakennetta on muutettava. Tarkastelussa keskitytään täten jännitemodulointiin, joka määrittelee invertterin lähtöjännitteen käyrämuodon ja pääteasteen tehokytkimien kytkentätaajuuden. Työssä esitetään suoran käämivuon säädön periaatetta soveltava 30-kulmainen modulointimenetelmä (30-modulointi), jolla moottorin syöttövirrasta voidaan eliminoida 5. ja 7. yliharmoninen komponentti. Yliharmonisten komponenttien eliminointi mahdollistaa passiivisilla komponenteilla toteutetun alipäästösuodattimen asentamisen invertterin lähtöön, jolloin moottorissa tapahtuvat tehohäviöt saadaan pieniksi. 30-moduloinnin ohjaukseen ja säätöön esitetään menetelmät, jotka mahdollistavat sen toteuttamisen nykyiseen taajuudenmuuttajaan ohjelmallisesti ilman suuria laitteistomuutoksia. 30-moduloinnin ominaisuuksia tarkastellaan analyyttisin menetelmin ja sen toimintaa testataan esitettyjen teorioiden perusteella simuloimalla. 30-moduloinnin ohjelmallinen implementointi nykyiseen ACS600:een mahdollistaa periaatteessa noin 600Hz:n syöttötaajuuden saavuttamisen. Tällöin invertterin keskimääräinen kytkentätaajuus voidaan säätää koko pyörimisnopeusalueella alle 4kHz:n tasolle.