Aspects on Process Engineering in the Finnish Pulp and Paper Industry : Thesis for the Degree of Licentiate in Science of Technology

Process development will be largely driven by the main equipment suppliers. The reason for this development is their ambition to supply complete plants or process systems instead of single pieces of equipment. The pulp and paper companies' interest lies in product development, as their main goal is to create winning brands and effective brand management. Design engineering companies will find their niche in detail engineering based on approved process solutions. Their development work will focus on increasing the efficiency of engineering work. Process design is a content-producing profession, which requires certain special characteristics: creativity, carefulness, the ability to work as a member of a design team according to time schedules and fluency in oral as well as written presentation. In the future, process engineers will increasingly need knowledge of chemistry as well as information and automation technology. Process engineering tools are developing rapidly. At the moment, these tools are good enough for static sizing and balancing, but dynamic simulation tools are not yet good enough for the complicated chemical reactions of pulp and paper chemistry. Dynamic simulation and virtual mill models are used as tools for training the operators. Computational fluid dynamics will certainlygain ground in process design.

Challenges in packaging waste management: A case study in the fast food industry

The main research problem of this thesis is to find out the means of promoting the recovery of packaging waste generated in thefast food industry. The recovery of packaging waste generated in the fast food industry is demanded by the packaging waste legislation and expected by the public. The means are revealed by the general factors influencing the recovery of packaging waste, analysed by a multidisciplinary literature review and a case study focusing on the packaging waste managementof McDonald's Oy operating in Finland. The existing solid waste infrastructure does not promote the recovery ofpackaging waste generated in the fast food industry. The theoretical recovery rate of the packaging waste is high, 93 %, while the actual recovery rate is only 29 % consisting of secondary packaging manufactured from cardboard. The total recovery potential of packaging waste is 64 %, resulting in 1 230 tonnes ofrecoverable packaging waste. The achievable recovery potential of 33 %, equalling 647 tonnes of packaging waste could be recovered, but is not recovered mainly because of non-working waste management practises. The theoretical recovery potential of 31 %, equalling 583 tonnes of packaging waste can not be recovered by the existing solid waste infrastructure because of the obscure status of commecial waste, the improper operation ofproducer organisations, and the municipal autonomy. The sorting experiment indicated that it is possible to reach the achievable recovery potential inthe existing solid waste infrastructure. The achievement is promoted by waste producer -oriented waste management practises. The theoretical recovery potential can be reached by increasing the consistency of the solid waste infrastructure through governmental action.

The effects of potentiallydisruptive technology on business model - a case study of new technologies in ICT industry

This study examines how firms interpret new, potentially disruptive technologies in their own strategic context. The work presents a cross-case analysis of four potentially disruptive technologies or technical operating models: Bluetooth, WLAN, Grid computing and Mobile Peer-to-peer paradigm. The technologies were investigated from the perspective of three mobile operators, a device manufacturer and a software company in the ICT industry. The theoretical background for the study consists of the resource-based view of the firm with dynamic perspective, the theories on the nature of technology and innovations, and the concept of business model. The literature review builds up a propositional framework for estimating the amount of radical change in the companies' business model with two middle variables, the disruptiveness potential of a new technology, and the strategic importance of a new technology to a firm. The data was gathered in group discussion sessions in each company. The results of each case analysis were brought together to evaluate, how firms interpret the potential disruptiveness in terms of changes in product characteristics and added value, technology and market uncertainty, changes in product-market positions, possible competence disruption and changes in value network positions. The results indicate that the perceived disruptiveness in terms ofproduct characteristics does not necessarily translate into strategic importance. In addition, firms did not see the new technologies as a threat in terms of potential competence disruption.

Spray coating technique asa surface treatment for woodcontaining paper grades

The objective of this work was to introduce the emerging non-contacting spray coating process and compare it to the existing coating techniques. Particular emphasis was given to the details of the spraying process of paper coating colour and the base paper requirements set by the new coating method. Spraying technology itself is nothing new, but the atomisation process of paper coating colour is quite unknown to the paper industry. The differences between the rheology of painting and coating colours make it very difficult to utilise the existing information from spray painting research. Based on the trials, some basic conclusion can be made:The results of this study suggest that the Brookfield viscosity of spray coating colour should be as low as possible, presently a 50 mPas level is regarded as an optimum. For the paper quality and coater runnability, the solids level should be as high as possible. However, the graininess of coated paper surface and the nozzle wear limits the maximum solids level to 60 % at the moment. Most likelydue to the low solids and low viscosity of the coating colour the low shear Brookfield viscosity correlates very well with the paper and spray fan qualities. High shear viscosity is also important, but yet less significant than the low shear viscosity. Droplet size should be minimized and besides keeping the brrokfield viscosity low that can be helped by using a surfactant or dispersing agent in the coating colour formula. Increasing the spraying pressure in the nozzle can also reduce the droplet size. The small droplet size also improves the coating coverage, since there is hardly any levelling taking place after the impact with the base paper. Because of the lack of shear forces after the application, the pigment particles do not orientate along the paper surface. Therefore the study indicates that based on the present know-how, no quality improvements can be obtained by the use of platy type of pigments. The other disadvantage of them is the rapid deterioration of the nozzle lifetime. Further research in both coating colour rheology and nozzle design may change this in the future, but so far only round shape pigments, like typically calcium carbonate is, can be used with spray coating. The low water retention characteristics of spray coating, enhanced by the low solids and low viscosity, challenge the base paper absorption properties.Filler level has to be low not to increase the number of small pores, which have a great influence on the absorption properties of the base paper. Hydrophobic sizing reduces this absorption and prevents binder migration efficiently. High surface roughness and especially poor formation of the base paper deteriorate thespray coated paper properties. However, pre-calendering of the base paper does not contribute anything to the finished paper quality, at least at the coating colour solids level below 60 %. When targeting a standard offset LWC grade, spraycoating produces similar quality to film coating, but yet blade coating being on a slightly better level. However, because of the savings in both investment and production costs, spray coating may have an excellent future ahead. The porousnature of the spray coated surface offers an optimum substrate for the coldset printing industry to utilise the potential of high quality papers in their business.

Origins of production errors and significance of employee empowerment in reducing production error amount in sheet metal fabricating industry

The market place of the twenty-first century will demand that manufacturing assumes a crucial role in a new competitive field. Two potential resources in the area of manufacturing are advanced manufacturing technology (AMT) and empowered employees. Surveys in Finland have shown the need to invest in the new AMT in the Finnish sheet metal industry in the 1990's. In this run the focus has been on hard technology and less attention is paid to the utilization of human resources. In manymanufacturing companies an appreciable portion of the profit within reach is wasted due to poor quality of planning and workmanship. The production flow production error distribution of the sheet metal part based constructions is inspectedin this thesis. The objective of the thesis is to analyze the origins of production errors in the production flow of sheet metal based constructions. Also the employee empowerment is investigated in theory and the meaning of the employee empowerment in reducing the overall production error amount is discussed in this thesis. This study is most relevant to the sheet metal part fabricating industrywhich produces sheet metal part based constructions for electronics and telecommunication industry. This study concentrates on the manufacturing function of a company and is based on a field study carried out in five Finnish case factories. In each studied case factory the most delicate work phases for production errors were detected. It can be assumed that most of the production errors are caused in manually operated work phases and in mass production work phases. However, no common theme in collected production error data for production error distribution in the production flow can be found. Most important finding was still that most of the production errors in each case factory studied belong to the 'human activity based errors-category'. This result indicates that most of the problemsin the production flow are related to employees or work organization. Development activities must therefore be focused to the development of employee skills orto the development of work organization. Employee empowerment gives the right tools and methods to achieve this.

Characteristics of Flowing Film

Työssä tutkittiin uutta teknologiaa pigmenttipäällystykseen. Tämä tekniikka on yleisesti tunnettua eräillä muilla teollisuudenaloilla. Kirjallisuustutkimuksessa on esitelty prosessia ja sen eri osatekijöitä sekä muilla aloilla tunnettuja prosessimuuttujia. Päällystyspastojen ja päällystettävien pintojen teoriaa on selvitetty uuden tekniikan ja pigmenttipäällystyksen valossa. Uuden tekniikan perusmekanismeja tutkittiin kokeellisessa osassa. Valuvan nestefilmin stabiilisuutta tutkittiin minimivirtauksen avulla. Stabiilisuustutkimuksen suorittamiseen käytettiin apuna Taguchi-matriisia DOE-ohjelmalla (Design of Experiments). Kokeiden perusteella minimivirtauksen kannalta päällystyspastalle edullisempi koostumus on kalsiumkarbonaatti- kuin kaoliinipasta. Sideaineella on pienempi osuus lateksia ja polyvinyylialkoholia parempi. Suurempi osuus pinta-aktiivista ainetta ja matala pastan kuiva-ainepitoisuus ovat suositeltuja. Tehokas ilmanpoisto päällystyspastasta on myös tärkeää lopullisen tuloksen kannalta. Koekoneella ajetuissa päällystyskokeissa havaittiin valuvan filmin ominaisuuksien tärkeys. Pienetkin kaasumäärät päällystyspastassa häiritsivät lopullisen päällysteen laatua. Päällystyspastan ilmanpoisto on avainasemassa erityisesti kun päällystetään suurella nopeudella pieniä päällystemääriä. Koeajoissa havaittiin kaikki kirjallisuudessa esitellyt rajoittavat tekijät. Kokeissa päällystettiin 400-1600 m/min nopeudella 5-20 g/m² päällystemääriä. Olosuhteet stabiilille nestefilmille vaativat edelleen kehitystä suurella nopeudella päällystettäessä. Päällysteen eroavaisuuksia verrattiin teräpäällystysmenetelmiin. Terä-päällystyksellä saadaan sileä mutta epätasaisesti peittävä pinta kun taas uuden tekniikan päällyste mukailee päällystettävän alustan topografiaa. Tasapaksun päällysteen etuna on hyvä peittävyys jo pienellä päällystemäärällä.

Electric Motor and Frequency Converter Markets in Latin America and Especially in the Mining Industry of Chile

Latinalaisen Amerikan osuus maailmantaloudesta on pieni verrattuna sen maantieteelliseen kokoon, väkilukuun ja luonnonvaroihin. Aluetta pidetään kuitenkin yhtenä tulevaisuuden merkittävistä kasvumarkkinoista. Useissa Latinalaisen Amerikan maissa on teollisuutta, joka hyödyntää luonnonvaroja ja tuottaa raaka-aineita sekä kotimaan että ulkomaiden markkinoille. Tällaisia tyypillisiä teollisuudenaloja Latinalaisessa Amerikassa ovat kaivos- ja metsäteollisuus sekä öljyn ja maakaasun tuotanto. Näiden teollisuudenalojen tuotantolaitteiden ja koneiden valmistusta ei Latinalaisessa Amerikassa juurikaan ole. Ne tuodaan yleensä Pohjois-Amerikasta ja Euroopasta. Tässä diplomityössä tutkitaan sähkömoottorien ja taajuusmuuttajien markkinapotentiaalia Latinalaisessa Amerikassa. Tutkimuksessa perehdytään Latinalaisen Amerikan maiden kansantalouksien tilaan sekä arvioidaan sähkömoottorien ja taajuusmuuttajien markkinoiden kokoa tullitilastojen avulla. Chilen kaivosteollisuudessa arvioidaan olevan erityistä potentiaalia. Diplomityössä selvitetään ostoprosessin kulkua Chilen kaivosteollisuudessa ja eri asiakastyyppien roolia siinä sekä tärkeimpiä päätöskriteerejä toimittaja- ja teknologiavalinnoissa.

Supplier Evaluation on the Standard Material and Component Markets in the Electronic Manufacturing Equipment Industry

Työn tavoitteena oli arvioida ja selvittää toimittajasuhteeseen vaikuttavia tekijöitä JOT Automation Group Oyj.n ja sen alihankkijoiden välisessä yhteistyössä ja muodostaa yrityksen kilpailukykyä parantava toimittaja-arviointiprosessi. Työssä keskityttiin tarkastelemaan yleisillä materiaali- ja komponenttimarkkinoilla toimivia toimittajia elektroniikkateollisuuden tuotantojärjestelmien valmistuksessa. Ensin tutustuttiin toimittajasuhdetta ja sen arviointia käsitelleeseen kirjallisuuteen. Teorian tueksi tehtiin haastatteluja ja kartoitettiin ensisijaisia tarpeita ja tavoitteita arviointiprosessille. Valmis prosessi testattiin käytännössä kahden eri case-esimerkin avulla. Prosessista muodostui kahteen eri työkaluun jakautunut kokonaisuus, joista auditointi arvioi toimittajan kyvykkyyttä vastatta sille asetettuihin vaatimuksiin. Toimittajan suorituskyvyn mittaaminen puolestaan testaa ja vertaa jatkuvasti toiminnan todellista tasoa auditoinnissa saatuihin tuloksiin. Työ sisältää selvityksen ja ohjeistuksen toimittaja-arviointiprosessin käytöstä. Prosessin käyttö alentaa toimittajaan kohdistuvaa materiaalien saatavuuteen ja hankintaan liittyviä riskejä. Esimerkeistä saadut kokemukset osoittivat, että prosessin avulla päästään pureutumaan tärkeisiin ydinalueisiin ja kehittämään niitä sekä toimittajalle, että ostajayritykselle edullisella tavalla. Toimittaja-arviointiprosessista kehittyy toimintatapa yrityksen ja sen toimittajan välisen suhteen ylläpitämiseksi.

Entry Strategy Issues in the Ophthalmic Industry: Entry Mode, Pricing and Distribution

Maahantulostrategia asettaa yrityksen kansainvälisiä liiketoimintoja ohjaavat tavoitteet, päämäärät, resurssit ja toiminnan suuntaviivat. Tämä diplomityö käsittelee yrityksen maahantulostrategian elementeistä operaatiomuodon valintaa, hinnoittelua ja jakelua. Työssä rakennetaan teoriakehys elementteihin liittyvien päätösten tutkimiseksi lääketeollisuuden ominaispiirteet huomioiden. Lääketeollisuudella on muihin teollisuudenaloihin verrattuna useita erityispiirteitä, joihin työ perehdyttää. Lisäksi työn olennainen osa on selvittää lääketeollisuuden maakohtaisia säädöksiä ja toimintamalleja. Diplomityö on tehty silmäläkkeitä valmistavalle, kehittävälle ja markkinoivalle Santen Oy:lle, joka suunnittelee toimintansa laajentamista Keski- ja Etelä-Euroopan markkinoille. Tässä laajentumisprosessissa ensimmäisenä kohdemaana on Saksa, jonka markkinoille suuntautuvia toimenpiteitä työ tutkii. Teoriakehyksen, markkinoiden ominaispiirteiden sekä useiden erilaisten analyysien pohjalta työn tavoitteena on antaa operaatiomuotoa, tuotteiden hinnoittelua ja jakelua koskevia suosituksia.

Mobile E-commerce business model – A value web based approach to business models in mobile gaming industry

Tämän tutkimuksen tavoitteena oli tutkia langattomien internet palveluiden arvoverkkoa ja liiketoimintamalleja. Tutkimus oli luonteeltaan kvalitatiivinen ja siinä käytettiin strategiana konstruktiivista case-tutkimusta. Esimerkkipalveluna oli Treasure Hunters matkapuhelinpeli. Tutkimus muodostui teoreettisesta ja empiirisestä osasta. Teoriaosassa liitettiin innovaatio, liiketoimintamallit ja arvoverkko käsitteellisesti toisiinsa, sekä luotiin perusta liiketoimintamallien kehittämiselle. Empiirisessä osassa keskityttiin ensin liiketoimintamallien luomiseen kehitettyjen innovaatioiden pohjalta. Lopuksi pyrittiin määrittämään arvoverkko palvelun toteuttamiseksi. Tutkimusmenetelminä käytettiin innovaatiosessiota, haastatteluja ja lomakekyselyä. Tulosten pohjalta muodostettiin useita liiketoimintakonsepteja sekä kuvaus arvoverkon perusmallista langattomille peleille. Loppupäätelmänä todettiin että langattomat palvelut vaativat toteutuakseen useista toimijoista koostuvan arvoverkon.

Key Account Management in Paper and Board Industry- Identification of Key Accounts for Stora Enso Graphical Boards

Tutkimuksen tarkoituksena oli tunnistaa nykyiset sekä potentiaaliset avainasiakkaat case yritykselle. Avainasiakkaat tunnistettiin Chevertonin tunnistamis- ja valintamatriisin avulla, jossa asiakkaan sijoittumista matriisiin arvioidaan asiakkaan houkuttelevuuden sekä toimittajan suhteellisten vahvuuksien avulla. Kriteereiksi avainasiakkaiden tunnistamiseen valittiin asiakkaan vuotuinen ostovolyymi, asiakkaan business-potentiaali sekä case-yrityksen toimittajaosuus. Asiakkaat luokiteltiin avainasiakkaisiin, kehitettäviin avainasiakkaisiin, ylläpidettäviin asiakkaisiin sekä satunnaisiin asiakkaisiin. Tutkimus tarjosi lähtökohdan case-yrityksen uusille avainasiakaspäälliköille sekä osoitti suunnan tulevaisuuden tutkimustarpeille. Aktiivisen tiedonvaihdannan kautta eri myyntikonttoreiden johtohenkilöstön sekä myös yrityksen eri funktionaalisten divisioonien välillä voidaan saavuttaa kilpailuetua kun lähestytään asiakasta toimintojaan järkiperäisesti koordinoineena toimittajana samalla kun asiakkaat keskittävät ostojaan. Jotta yrityksen tavoitteet, markkinamahdollisuudet sekä resurssit olisivat hyvin tasapainossa, tulisi myös asiakaskannattavuutta sekä asiakkaiden strategista merkittävyyttä arvioida ja mitata säännöllisesti tässä tutkimuksessa käytettyjen tunnistuskriteereiden lisäksi.

Measuring organizational capabilities in the engineering and consulting industry

Tämän työn tarkoituksena oli tutkia kuinka organisaation kyvykkyyksiä voidaan mitata engineering- ja konsultointialalla käyttämällä ns. kyvykkyysauditointimenetelmää. Päämotiivit aineettoman omaisuuden mittaamiseksi tunnistettiin kirjallisuuskatsauksen pohjalta. Erilaisten menetelmien etuja ja haittoja tutkittiin, jotta kyvykkyysauditoinnin suorittamiseen liittyvät haasteet ja vaatimukset tulisivat tunnistetuiksi. Kyvykkyysauditoinnin rakentaminen vaati teollisuudenalan erityispiirteiden tunnistamista. Niiksi havaittiin tietointensiivisyys ja projektikeskeisyys. Auditoinnin implementaatioprosessi koostui neljästä osasta, joista kolmen ensimmäisen suorittamiseen case-yritys antoi merkittävän panoksensa. Kriittisten menestystekijöiden selvittämisen jälkeen voitiin niihin vaikuttavat organisaation kyvykkyydet tunnistaa ja arviointi suorittaa. Arvioinnit kerättiin sisäisiltä ja ulkoisilta arvioijilta, ja ne muodostivat pohjan analyysille, joka selvitti yrityksen kehittämistarpeita. Kyvykkyysauditoinnin hyödyiksi laskettiin kasvanut tietämys yrityksen vahvuuksista ja heikkouksista sekä mahdollisuus tarkkailla säännöllisesti sen kokonaissuorituskykyä ja parantaa sitä.

The development of an information infrastructure for cost estimating in the automotive industry

Työn tavoitteena on luoda yleinen informaatioinfrastruktuuri autoteollisuuden valmistuskustannusten arviointiin. Nykyään tämä kustannusarviointi on laajassa käytössä oleva menetelmä. Se mahdollistaa tuotekustannusten hallitsemisen, mikä lisää autovalmistajien kilpailukykyä. Kustannusarvioinnissa tarvitaan laadukasta tietoa, mutta suoritetussa tutkimuksessa paljastui, että useat seikat haittaavat tätä arviointia. Erityisesti resurssien vähyys, tiedonhankinta ja tiedon luotettavuuden varmentaminen aiheuttavat ongelmia. Nämä seikat ovat johtaneet kokemusperäisen asiantuntemuksen laajaan käyttöön, minkä johdosta erityisesti kokemattomilla kustannusarvioijilla on vaikeuksia ymmärtää kustannusarvioiden tietovaatimuksia. Tämän johdosta tutkimus tuo esiin kokeneiden kustannusarvioijien käyttämiä tietoja ja tietolähteitä päämääränä lisätä kustannusarvioiden ymmärtämistä. Informaatioinfrastruktuuri, joka sisältää tarvittavan tiedon järkevien ja luotettavien kustannusarvioiden luontiin, perustuu tutkimuksen tuloksiin. Infrastruktuuri määrittelee tarvittavan kustannustiedon ja niiden mahdolliset tietolähteet. Lisäksi se selvittää miksi tieto on tarpeellista ja miten tiedon oikeellisuus pitäisi varmentaa. Infrastruktuuria käytetään yhdessä yleisen kustannusarvioprosessimallin kanssa. Tämä integrointi johtaa tarkempiin ja selkeämpiin kustannusarvioihin autoteollisuudessa.

Competitor Analysis in a Finnish Forest Industry Company

Työn tavoitteena oli analysoida yhden metsäteollisuusyrityksen tuotantolaitosta; sen heikkouksia ja vahvuuksia sekä määrittää tarvittavat kilpailukeinot. Työ perustuu Porterin kilpailija-analyysin viitekehykseen. Tarvittava kilpailijatieto on kerätty pääosin julkisista lähteistä, yrityksen tietokannoista, ja työntekijöiltä sekä tuotetestauksella. Kilpailijan analysointi koostuu lähinnä kilpailijan tuotantoresurssien, palveluiden ja tuotteiden analysoinnista. Lisäksi työssä käydään läpi kilpailijan strategiaa ja tavoitteita sekä kilpailijan olettamuksia itsestään ja kilpailijoistaan. Ennen varsinaista kilpailija-analyysia työssä tutustutaan metsäteollisuuden kasvuodotuksiin ja tulevaisuuden markkinatrendeihin, joita hyödynnetään johtopäätöksissä. Vaikkakin kilpailija keskittyy eri loppukäyttösegmentille kuin tutkimuksen teettänyt yritys, on se varteenotettava kilpailija tiettyjen tuoteominaisuuksien ansiosta. Kuitenkaan nykyisellä palvelutasolla ja resursseilla kilpailija ei ole tällä hetkellä suuri uhka yritykselle. Sen vuoksi toimenpide-ehdotukset ovat vähäiset ja liittyvät lähinnä markkinoinnillisiin näkökohtiin.