Dokumenttien hallinta voimalaitosliiketoiminnassa

Diplomityön tavoitteena oli löytää voimalaitosprojektin dokumenttien hallinnan epäjatkuvuuskohdat, mikä ne aiheuttaa ja millä toimenpiteillä dokumenttien hallintaa voidaan parantaa. Tietojärjestelmien, tiedon ja dokumenttien hallinnan merkitys kasvaa yhä enenevässä määrin globaalissa verkostoliiketoiminnassa. Tieto on varastoituna voimalaitoksen suunnittelu-, rakentamis- sekä käyttö- ja ylläpitodokumenteissa. Dokumentit pitää pystyä jäljittämään tietojärjestelmistä ajasta ja paikasta riippumatta laitoksen koko elinkaaren ajan. Laitosdokumentaatiota hyödynnetään laitoksen käyttö- ja ylläpitotoimintojen, tuotekehityksen sekä uusien projektien lähtötietona. Haastatteluilla selvitettiin dokumentoinnin tilaa eräässä laajassa hajautetussa voimalaitosprojektissa. Haastattelujen tuloksia ja yrityksen sisäistä dokumentoinnin ohjeistusta vertaamalla havaittiin, että tiedon siirtoa myynniltä projektille tulee kehittää, samoin kuin dokumenttien tarkastus- ja hyväksymiskäytäntöjä. Dokumenttien käytettävyys edellyttää tietojärjestelmien integrointia ja metatietojen määrittelyä. Työn tuloksena on syntynyt karkean tason tietovirtakaavio sekä dokumentoinnin prosessikuvaukset parantamaan yrityksen ja sen alihankkijoiden välistä kommunikaatiota.

Ajoneuvojärjestelmän tietoliikenne langattoman matkaviestinverkon välityksellä

Langattomien tiedonsiirtotekniikoiden kehitys on luonut mahdollisuuden Stora Enson ajoneuvojärjestelmän tietoliikennejärjestelmän uudistamiselle ja toiminnan kehittämiselle. Ajoneuvojärjestelmän tietoliikenteen tärkein tehtävä on kuljetuksen ohjaustiedon siirtäminen nopeasti ja luotettavasti Stora Enso Metsän metsäjärjestelmän, tuotantolaitosten ja ajoneuvojärjestelmän ajoneuvojen välillä. Tähän tehtävään ajoneuvojärjestelmä käyttää langatonta tiedonvälitystä. Tässä työssä suunnitellaan ja toteutetaan Stora Enson ajoneuvojärjestelmän kolmannen version tietoliikenne langattoman matkaviestinverkon välityksellä. Tietoliikennejärjestelmän langattoman tiedonvälityksen tekniset ratkaisut perustellaan. Järjestelmätestauksen suunnittelu ja toteutus Stora Enson tuotantoympäristössä esitetään. Testaustuloksia analysoidaan ja verrataan nykyiseen järjestelmään sekä asetettuihin tavoitteisiin, jotta varmistetaan tietoliikennejärjestelmälle asetettujen laatuvaatimusten täyttyminen. Lopuksi tarkastellaan ajoneuvojärjestelmän tulevaisuuden kehityskohteita ja tulevaisuuden tiedonsiirtotekniikoiden mahdollistamia tietoliikenteen kehitysmahdollisuuksia.

Tuotteen suunnitteluketjun tehostaminen 3D-ympäristössä

Tämä diplomityö on tehty Andritz Oy:lle Washers & Filters tuoteryhmään. Työ on osa 3D-suunnittelujärjestelmän käyttöönottoprojektia. Tavoitteena on arvioida uuden laitesuunnittelujärjestelmän vaikutuksia yrityksen tietojärjestelmiin ja toimintatapoihin sekä etsiä potentiaalisia tulevaisuuden kehityskohteita. Suunnittelutietoa hyödyntäviä sidosryhmien edustajia haastattelemalla selvitettiin järjestelmille ja ohjelmistoille asetettavia vaatimuksia. Ohjelmistoihin tutustumalla saatiin käsitys niiden nykytilasta ja kehityssuunnista. 3D-geometrian hyödyntämiseen perustuvilla järjestelmillä voidaan poistaa päällekäistä työtä sekä lyhentää läpimenoaikoja suunnittelussa ja valmistuksessa sijoittamalla työvaiheita rinnakkain. Suurimmat 3D-suunnittelun edut saavutetaan tuotekehitysvaiheessa, tuotemuutoksia tehtäessä sekä valmistusprosesseja suunniteltaessa. Ongelmallisimmat osa-alueet tietojärjestelmien kehittämisessä ovat ensi-sijaisesti tiedonsiirto ohjelmistojen välillä, työntekijöiden muutosvastarinta sekä laadukkaiden järjestelmien korkea hinta. Laajojen tietojärjestelmä-projektien läpivienti on hyvin haastavaa ja onnistuminen vaatii kaikkien sidosryhmien mukana olemista ja tarkkaa projektin koordinointia.

Monikappalesysteemin esikäsittelijä kaupallisessa ympäristössä

Työn tavoitteena oli tehdä monikappalesysteemin esikäsittelijä, joka toimii CAD-ohjelmiston yhteydessä. CAD-ohjelmistoksi valittiin SolidWorks-ohjelmisto. Esikäsittelijästä tehtiin yhteensopiva monikappaledynamiikan simulointi ohjelmiston kanssa, joka on kehitetty Lappeenrannan teknillisessä yliopistossa. Aikaansaadun esikäsittelijän avulla pystytään tuottamaan monikappaledynamiikan simuloinnissa tarvittavat lähtötiedot. Lähtötiedot esikäsittelijä laskee käyttäjän tekemästä kokoonpanokuvasta ja käyttäjän antamista tiedoista. Esikäsittelijän toiminta verifioitiin kaupallisin simulointiohjelmisto ADAMS:n avulla. Esikäsittelijän todettiin toimivan luotettavasti ja täyttävän sille asetetut vaatimukset. Lisäksi esikäsittelijän todettiin nopeuttavan huomattavasti simulointimallien tekoa.

Methods of Design and Testing of Real Time Systems

Teollusuussovelluksissa vaaditaan nykyisin yhä useammin reaaliaikaista tiedon käsittelyä. Luotettavuus on yksi tärkeimmistä reaaliaikaiseen tiedonkäsittelyyn kykenevän järjestelmän ominaisuuksista. Sen saavuttamiseksi on sekä laitteisto, että ohjelmisto testattava. Tämän työn päätavoitteena on laitteiston testaaminen ja laitteiston testattavuus, koska luotettava laitteistoalusta on perusta tulevaisuuden reaaliaikajärjestelmille. Diplomityössä esitetään digitaaliseen signaalinkäsittelyyn soveltuvan prosessorikortin suunnittelu. Prosessorikortti on tarkoitettu sähkökoneiden ennakoivaa kunnonvalvontaa varten. Uusimmat DFT (Desing for Testability) menetelmät esitellään ja niitä sovelletaan prosessorikortin sunnittelussa yhdessä vanhempien menetelmien kanssa. Kokemukset ja huomiot menetelmien soveltuvuudesta raportoidaan työn lopussa. Työn tavoitteena on kehittää osakomponentti web -pohjaiseen valvontajärjestelmään, jota on kehitetty Sähkötekniikan osastolla Lappeenrannan teknillisellä korkeakoululla.

Lastulevyprosessin seulonnan ja seulontaan liittyvien koneiden kehittäminen

Valmiin lastulevyn pinnan laadulle asetetaan yhä tiukempia vaatimuksia. Pinnassa ei saisi näkyä poikkeavan suuria lastuja jotka haittaavat pinnoitusta ja maalausta. Hiotun pinnan ulkonäön ja muiden ominaisuuksien pitäisi olla samat hiontasyvyyden vaihtelusta huolimatta. Näiden vaatimusten täyttäminen edellyttää pintalastun seulonnalta erittäin suurta tarkkuutta. Lastulevytehtaiden tuotantokapasiteettien kasvaessa seuloilta edellytetään myös entistä suurempia kapasiteetteja samalla kun niiden hankinta- ja käyttökustannukset kuitenkin halutaan pitää mahdollisimman alhaisella tasolla Työssä on etsitty kokonaisedullisinta konstruktiota ja tehokkaimpia suunnittelu- ja käyttöparametrejä seulalle, joka tuottaa kapasiteetilla 4 Mg/h nimelliskooltaan alle 0,5 mm lastua. Telaseulonnan nippikapasiteettia pintalastun seulonnassa saatiin parannettua lisälaitteiden avulla ensimmäisten kokeiden arvosta 0,06 m3/(h·m) arvoon 0,19 m3/(h·m), mutta tasoseulan todettiin kuitenkin olevan kokonaisedullisin ratkaisu tähän tarkoitukseen. Tasoseulaan ideoitiin lisäksi parannuksia, joista muutamien toimintaa selvitettiin kokeellisesti.

Sanomayhdyskäytävän tuotetietoturva

Ohjelmistojen tietoturva on noussut viime aikoina entistä tärkeämpään rooliin. Ohjelmistojen suunnittelu pitää alusta alkaen hoitaa siten, että tietoturva tulee huomioitua. Ohjelman helppokäyttöisyys ei saisi ajaa tietoturvan edelle, eikä myöskään ohjeiden lukematta jättäminen saa tarkoittaa tietoturvan menetystä. Tärkeä osa ohjelmistojen tietoturvaa on myös ohjelmiston laillinen käyttö. Se miten laiton käyttö estetään sen sijaan on erittäin vaikeaa toteuttaa nykyjärjestelmissä. Työn tarkoituksena oli tutkia Intellitel Communications Oy:n sanomayhdyskäytävää, Intellitel Messaging Gateway, tuotetietoturvan näkökulmasta, löytää sieltä mahdolliset virheet ja myös korjata ne.

Sinkkirikasteen suoraliuotusreaktorin kehittäminen

Hydrometallurgiseen sinkinvalmistusprosessiin kuuluu yleensä pasutus, liuotus, puhdistus ja elektrolyysi. Sinkkirikasteen suoraliuotusmenetelmässä sinkkisulfidi liuotetaan suoraan ilman pasutusta. Suoraliuotusprosessissa prosessiliuokseen lietettyä sinkkisulfidia syötetään liuotusreaktoriin, jossa on liuottimena rikkihappoa. Sinkkisulfidi reagoi ferrisulfaatin kanssa muodostaen sinkkisulfaattia ja ferrosulfaattia, ja samalla rikki hapettuu alkuainerikiksi. Ferro-ionit hapetetaan takaisin ferri-muotoon syöttämällä reaktoriin happea. Tämän työn tarkoituksena oli löytää uudentyyppinen, edullisempi reaktori sinkkirikasteen suoraliuotukseen. Suunnittelussa pyrittiin kehittämään mahdollisimman monipuolinen koereaktori, jota voidaan hyväksikäyttää useiden suoraliuotuksen ilmiöiden, esimerkiksi hapen liukenemisen, tutkimiseen. Reaktori mitoitettiin pilot-laitteiston kokoiseksi. Valmiilla koelaitteistolla tehtiin lyhyt sarja kokeita ja jo niiden perusteella pystyi havaitsemaan reaktorin toimivan hyvin. Kokeiden päätarkoituksena oli testata laitteiston toimivuutta ja soveltuvuutta sinkkirikasteen liuotukseen. Työhön kuului myös kehitetyllä reaktorilla myöhemmin suoritettavan koetoiminnan suunnittelu.

Protocol Specific Embedded Operating System

Sulautettujen järjestelmien määrä kuten niiden sisältämä älykkyyskin ovat viime vuosina kasvaneet merkittävästi. Sulautettujen ohjelmistojen yleistymistä ja monipuolistumista on edesauttanut sulautettujen laitteistojen prosessointitehon merkittävä kehittyminen, jonka myötä entistä vaativampien ohjelmistojen totetuttaminen sulautetusti on mahdollistunut. Seuraavana sulautettujen järjestelmien kehitysaskeleena on nähtävissä järjestelmien kommunikointikyvyn paraneminen ja siten uusien ja uudentyyppisten sulautettujen ratkaisujen toteuttaminen. VTT on päättänyt tutkia sulautettujen järjestelmien kommunikointia ja kehittää sulautettun protokolla-alustan. Tutkimuksen perusta on CVOPS protokollajärjestelmä, jota jatkokehittämällä pyritään toteuttamaan sulautettu protokollajärjestelmä, µCVOPS. Tässä diplomityössä esitetään kommunikaation sulautetulle järjestelmälle asettamia vaatimuksia, järjestelmän suunnittelu ja prototyypitys sulautetulla laitteistolla. Prototyypitykseen on käytetty sulautettua DragonBall mikrokontrolleria jonka käyttöjärjestelmänä käytettiin sulautettua Linux:a. Tälle alustalle on tehty CVOPS:sta modifioitu versio, jolla µCVOPS:ia pystytään simuloimaan.

KUNNOSSAPIDON SUORITUSKYVYN SEURANTA JA KEHITTÄMINEN

Työn tavoitteena oli kehittää kunnossapitoyritykselle toiminnan tuottavuuden ja tehokkuuden mittausjärjestelmä. Ensin etsittiin teorian avulla ne sopivat suorituskykymittarit ja tekijät, joiden avulla yrityksen suorituskykyä voidaan luotettavasti ja ymmärrettävästi seurata. Apuna työnkulussa käytettiin kunnossapidon henkilökunnalle suunnattuja kirjallisia ja suullisia haastatteluja. Haastatteluiden avulla selvitettiin kunnossapidon suorituskyvyn mittauksen nykytila sekä mahdollisia kehityskohteita. Haastatteluihin ja kirjallisuuteen pohjautuen päätettiin yritykselle rakentaa suorituskykymittaristo. Mittaristoksi valittiin tuottavuus- eli tavoitematriisi, joka on toimiva työkalu mittareiden seurantaan. Se on helppokäyttöinen ja selkeä. Lisäksi matriisi antaa tulosindeksin avulla kokonaiskuvan kunnossapidon tasosta. Tavoitematriisi koostuu eri menestystekijöistä sekä näiden menestystekijöiden tunnusluvuista eli mittareista. Menestystekijöiksi valittiin: taloudellisuus, tuotantojärjestelmän tehokkuus, kustannusrakenne, kunnossapidon suunnittelu sekä häiriönkorjaus. Menestystekijöillä on jokaisella kolmesta kuuteen mittaria. Tavoitematriisin käyttö ja seuranta tapahtuu yksinkertaisen sovellusohjelman avulla. Mittariston kehittäminen on pitkä ja vaativa prosessi. Mittareita, niiden tavoitearvoja sekä menestystekijöitä tulee säännöllisin väliajoin tarkastaa, jotta kehitys on oikean suuntaista. Mittariston käyttöönotto ja käyttö edellyttävät kaikilta työntekijöiltä motivaatiota toiminnan kehitykseen sekä pitkäjänteisyyttä, sillä matriisin tarjoamat hyödyt ovat näkyvissä vasta kuukausien päästä.

Suorituskyvyn analysointijärjestelmän implementointi pkt-yrityksessä

Työn tavoitteena oli kehittää prosessimalli, jonka avulla suorituskyvyn analysointijärjestelmä voidaan ottaa käyttöön pkt-yrityksessä. Lisäksi pyrittiin löytämään oikeita toimintatapoja, joilla järjestelmän suunnittelu ja käyttöönotto voidaan toteuttaa käytännössä. Samalla kartoitettiin potentiaalisia ongelmakohtia, joita implementointiprosessiin liittyy.Työn teoriaosassa käsitellään järjestelmän suunnittelua ja implementointiin vaikuttavia seikkoja. Lisäksi selvitetään suorituskyvyn mittaamisen teoriaa yleisemmin ja esitellään kirjallisuudesta löytyviä prosessimalleja implementointiin.Käytännön osassa suorituskyvyn analysointijärjestelmä suunniteltiin ja otettiin koekäyttöön kolmessa päijäthämäläisessä metallialan pkt-yrityksessä. Kohdeyritysten liikevaihto vaihtelee kymmenen ja sadan miljoonan markan välillä.Suorituskyvyn analysointijärjestelmän suunnittelun lähtökohta on, että mittariston on linkityttävä kiinteästi yrityksen strategiaan. Siten mittaristo voi ohjata yritystä strategian määrittelemään suuntaan. Ylimmän johdon vahva sitoutuminen implementointiprosessiin on ensiarvoisen tärkeää. Johdon on myös järjestettävä riittävät resurssit suunnittelutiimille, jotta onnistuminen on mahdollista. Suunniteltavan suorituskykymittariston on oltava pkt-yrityksessä helppokäyttöinen ja tietojen syöttämisen järjestelmään on oltava nopeaa, jotta siitä voi muodostua kiinteä osa yrityksen johtamista.

Product Definition Process for Mobile Radio System Product

Työn tarkoituksena oli tutkia tuotteen määrittelyyn liittyvää kirjallisuutta ja perehtyä tuotteen määrittelytyön nykytilaan kohdeyrityksessä. Näihin molempiin perustuen muodostetaan prosessimalli tuotteen määrittelytyölle kohdeyrityksessä. Työssä käsitellään prosessijohtamisen pääperiaatteet sekä tuotteen määrittelyä koskevaa kirjallisuutta ja tutkimuksia. Koska kysessä oleva tuote on suurelta osalta ohjelmistotuote, ohjelmistojen suunnittelua, erityisesti ohjelmistovaatimusten hallintaa ja ohjelmistojen määrittelyä, on myös tarkasteltu työssä. Tuotteen määrittelyn haasteita on käsitelty yksityiskohtaisemmin, esimerkiksi dokumentointia, prosessin kulkua, vaatimusten epävakaisuutta sekä muutoksia. Kohdeyritys ja sen ongelmakohdat esitellään ja luodaan prosessimalli. Tämä malli esittelee seuraavat prosessit: raakavaatimusten hallinta -prosessin, roadmapping -prosessin, esisuunnittelu- ja spesifikaatioprosessin ja julkaisun suunnittelu -prosessin. Kaikki nämä ovat vaiheita ennen varsinaisen tuotekehitysprojektin aloittamista. Työssä esitellään myös kolmetasoinen dokumentaatiomalli.

Teknisen tiedon tietovarastoanalyysi kunnossapidon ja suunnittelun tarpeisiin

Työn tavoitteena oli selvittää UPM-Kymmene Oyj Kaukaan tehtaalla käytettävän teknisen tiedon tietovarastoja, tiedon määrää ja laatua. Lisäksi työssä selvitetään tiedon kasvuvauhtia lähivuosina sekä sen dokumentointia ja dokumentoinnin kehitystä. Työssä keskityttiin tekniseen tietoon, mitä käyttää pääsääntöisesti kunnossapito, suunnittelu ja materiaalihallinto. Työn johdosta havaittiin, että tehtaalla käytetään huomattavia määriä henkilöstöresursseja tiedon etsimiseen ja sen päivittämiseen. Lisäksi huomattiin tehtaan teknisessä tiedossa olevan selkeitä päällekkäisyyksiä tiedon tallentamisen osalta, mikä aiheuttaa epävarmuutta tiedon validiutta arvioitaessa. Toimenpiteiksi ehdotettiin tietovarastojen systemaattista läpikäymistä siten, että tiedot luokiteltaisiin luotavalla asteikolla tärkeisiin ja vähemmän tärkeisiin kokonaisuuksiin. Kriteerinä voisi toimia esimerkiksi kriittisyys tuotantoon nähden.

1000 V sähkönjakelujärjestelmän teknistaloudellisen kannattavuuden tarkastelu

Tässä työssä tutkitaan 1000 V pienjännitejakelun taloudellista kannattavuutta. Tutkimus perustuu teoreettiseen tarkasteluun, jossa noudatetaan yleisiä verkostosuunnittelun periaatteita. EU-lainsäädäntö mahdollistaa 1000 V pienjänniteportaan sijoittamisen nykyisen keskijänniteverkon ja pienjänniteverkon väliin lisäten kolmannen jakelujänniteportaan nykyään käytettävien 20 kV ja 0,4 kV väliin. Jakeluverkkojen kehittämiseksi on etsittävä ratkaisu, joka on taloudellinen sekä asiakkaiden että verkonhaltijoiden kannalta. Tällaiset ratkaisut pienentävät verkon käytön kokonaiskustannuksia ja parantavat sähkön laatua. Lisättäessä jakeluverkkoon kolmas jänniteporras, keskijänniteverkon johtopituus lyhenee ja varsinkin lyhyiden haarajohtojen määrä vähenee. Tämä vähentää keskijänniteverkossa esiintyvien keskeytysten määrää ja pienentää keskeytyskustannuksia. Kilovoltin järjestelmä on kannattava korvattaessa sillä osa keskijänniteverkkoa, tai estettäessä perinteisellä järjestelmällä tarvittava muuntopiirin jakaminen. Osana varsinaista pienjänniteverkkoa ei kilovoltinjärjestelmä ole kannattava. Tässä työssä kolmijänniteportaista jakeluverkkoa tutkitaan teoreettisilla verkkosuunnitelmilla, joita tehdään muutamille perusverkkotopologioille. Taloudellista kannattavuutta tutkitaan vertaamalla perinteistä kaksijänniteportaista ja kolmijänniteportaista verkkoratkaisua kustannusten suhteen teknisten reunaehtojen puitteissa. 1000 V pienjännitejakelu vaatii uudenlaisia verkostokomponentteja. Näistä on erityisesti käsitelty 1/0,4 kV pienjännitemuuntajaa. Muuntajasuunnittelun lähtökohtana on 1000 V verkon käyttäminen keskijänniteverkon jatkeena maasta erotettuna verkkona.

Keittomenetelmän esisuunnittelu

Diplomityö tehtiin tutkimusprojektissa yhteistyössä Andritz:n, Botnian ja Keskuslaboratorio KCL:n kanssa. Työn tavoitteena oli tarkastella KCL:n kehittämän hakkeen esikäsittelymentelmän soveltuvuutta tehdasympäristöön ja menetelmän taloudellisuutta. Tarkastelun tavoitteena oli löytää sopivat laitteet ja olosuhteet esikäsittelylle, sekä tutkia onko esikäsittelyn käyttäminen taloudellisesti kannattavaa. Menetelmän asentaminen olemassa olevalle tehtaalle havaittiin hankalaksi ja odotettua kalliimmaksi. Asennus uudelle tehtalle, jolloin menetelmä voidaan integroida suoraan tehdasprosessiin vaikuttaa kannattavalta vaihtoehdolta. Esikäsittely havaittiin kannattavaksi pienellä kemikaaliannoksella, mutta annoksen kasvaessa menelmästä saatava hyötä pienenee. Kokonaisuutena esikäsittely vaikuttaa tuottavalta ja mahdolliselta tavalta parantaa sulfaattikeiton saantoa. Työn perusteella lisätutkimukset menetelmästä ovat suositeltavia, jotta tarkempi suunnittelu voidaan tehdä.