Metsäkonetuotannon hitsauksen robotisointi

Diplomityön tavoitteena oli selvittää robottihitsauksen antamat mahdollisuudet metsäkoneen runkorakenteiden hitsauksessa. Työn teoriaosassa selvitettiin kaarihitsauksen automatisointia ja sen tuomia etuja manuaaliseen hitsaukseen verrattuna. Työssä käytiin läpi kaarihitsauksen automatisointiinsoveltuvat robottivaihtoehdot, nykyaikaisen robotin hitsausvarustus, sekä kappaleenkäsittelylaitteet ja robotisoidun käytön turvallisuus. Hitsauksen robotisointiin soveltuvat eri hitsausmenetelmät ja perinteisten menetelmien tehostamiskeinot käytiin lävitse teoriaosuudessa. Hitsaustuotannon laatuun vaikuttavia asioitaja robottihitsattavan kappaleen suunnittelun huomioonottamista tuotesuunnittelussa tarkasteltiin myös työn teoriaosuudessa. Käytännön osiossa tarkasteltiin robotilla hitsattavat tuotteet ja tehtiin niille luoksepäästävyystarkasteluja. Laadittiin vaatimusluettelo tarvittavalle hitsausrobottilaitteistolle ja mallinnettiin erilaisia vaihtoehtoisia ratkaisuja hitsausrobottiympäristöstä kaarihitsauksen graafista simulointiohjelmaa käyttäen. Vertailtiin eri laitetoimittajilta saatuja 'avaimet käteen'- periaatteella tarjottuja ratkaisuja janiiden vastaavuutta laadittuun vaatimusluetteloon sekä eri laiteratkaisujen keskinäistä paremmuutta kyseiseen tapaukseen. Päätuotteille määritettiin hitsausajat ja selvitettiin laitteiston hitsauskapasiteettia. Investoinnin taloudellista kannattavuutta tarkasteltiin eri laskentamenetelmien avulla. Lopuksi arvioitiin hitsaustuotannon jatkokehitystarpeita tulevaisuutta ajatellen.

Komposiittipakkausrakenteen valmistustekninen selvitys

Diplomityö on tehty Exel Oyj:lle tuotekehityprojektina. Tarkoituksena on kehittää Exel Oyj:n valmistamaa komposiittipakkausrakennetta. Työssä on keskitytty valmistustekniseen selvitykseen komposiittirakenteen teollisen mittakaavan tuotannossa. Työssä selvitettiin erilaisten tuoterakenteiden valmistettavuutta sekä suoritettiin kyseisen tuotteen vaatimusprofiilin mukaisia testejä valituille rakennevaihtoehdoille. Pakkausrakenteelle asetettuja vaatimuksia ovat mm. kuljetusvaatimukset, jotka määräytyvät lähinnä NATO standardien pohjalta. Lisäksi tuotteelta vaaditaan tiettyä pitkäaikaiskestoa käsittelyn kannalta sekä soveltuvuutta vallitseviin ilmasto-olosuhteisiin. Vaatimusten mukaisia ominaisuuksia tutkittiin lisäksi mm. ballistisilla ja mekaanisilla testeillä sekä kaasuläpäisytesteillä. Testien pohjalta voidaan todeta, etteivät perinteisen alipaineinjektoidun komposiittituotteen ballistiset ominaisuudet ole riittävällä tasolla suojatuotetta ajatellen. Ballististen ja mekaanisten testien kesken havaittiin joitain yhtäläisyyksiä ja tämä vaikuttaa olevan nimenomaan mekaanisesti optimoidun komposiitin ominaisuus. DI-työn lopputuloksena on saatu selkeä kuva pakkausrakenteen materiaalivaihtoehtojen soveltuvuudesta kyseiselle tuotteelle. Lisäksi pakkausrakenteelle on ehdotettu neljä erilaista tuotesuunnitelmaan, niiden valmistustekniikat sekä lopputuotteen kustannusarviointi.

Testing of Vacuum Drum Filter

Tämän diplomityön tavoitteena oli testata ja optimoida erään alipainerumpusuodattimen toimivuutta, ja lisäksi maksimoida tuottavuus ja vertailla erilaisten pesumenetelmientehokkuutta. Testilietteiden ¿ rautarikasteen ja täyteainepastan ¿ karakterisointi oli myös tärkeää. Kirjallisuusosassa tarkasteltiin lyhyesti neste-kiintoaine-erotuksen teoriaa, erityisesti alipainesuodatusta ja alipainerumpusuodattimia. Lisäksi käsiteltiin kapillaarisuodatuksen toimintaperiaatteita sekä selvitettiin kaivosteollisuuden veden talteenottokeinoja, kiintoainejäämien käsittelymenetelmiä ja Chilen kaivosteollisuuden nykytilaa. Työn kokeellinen osa suoritettiin käyttämällä raskaita ja kiintoainepitoisuuksiltaan korkeita lietteitä, eli rautarikastetta ja täyteainepastaa. Kokeet suoritettiin erityisellä alipainerumpusuodattimella, joka oli muokattu perinteisestäpäältä syötettävästä alipainerumpusuodattimesta. Kokeissa tutkittiin pyörimisnopeuden ja erilaisten pesumenetelmien vaikutusta kakun kosteuteen ja suodatuskapasiteettiin. Koelietteiden karakterisointi suoritettiin analysoimalla partikkelikokojakauma, kiintoainepitoisuus, metallipitoisuus ja koostumus. Kokeiden perusteella havaittiin, että rummun pyörimisnopeudella ja lietteen kiintoainepitoisuudella on merkittävä vaikutus suodatuskapasiteettiin ja kakun kosteuspitoisuuteen. Havaittiin myös, että kakun kosteuspitoisuuksissa ja rummun suodatuskapasiteeteissa oli eroja, kun verrattiin eri suodatinväliaineen pesumenetelmiä. Täten oikean pesumenetelmän valinta on tärkeää, ja sillä pystytään lisäämään suodatinväliaineen käyttöikää.

Runkoelementtitehtaan materiaalitoimintojen kehittäminen prosessiajattelun näkökulmasta

Työn tavoitteena on ollut selvittää runkoelementtitehtaan materiaalien hankinnanorganisointi ja ohjaus nykytilanteessa. Tutkimuksessa on pyritty löytämään materiaaliprosessin kannalta toimintaa rajoittavia pullonkauloja sekä etsitty kehitystoimenpiteitä ongelmakohtiin prosessiajattelun näkökulmasta. Tarkastelun kohteena on ollut yrityksen operatiivinen materiaaliprosessi nimikkeiden tilauksesta varastointiin. Työssä on käytetty kvalitatiivista tutkimusmenetelmää ja empiirisen osuuden tiedot on hankittu haastatteluilla ja laatuohjeistuksesta. Yrityksen nykytilanne on mallinnettu prosessikaavioiden avulla, ja on selvitetty mitkä ovat prosessin tieto- ja materiaalivirrat sekä mitkä ovat tärkeimmät toiminnot materiaaliketjussa. Prosessianalyysin ja haastatteluiden pohjalta määriteltiin kehitysehdotukset prosessin suorituskyvyn tehostamiseksi. Nykytilan kartoituksen jälkeen suurimmat ongelmat materiaaliprosessissa liittyvät tilausten ajoitusten hallintaan, muutoksien vaikutukseen prosessissa sekä vastuiden ja kokonaishallinnan puuttumiseen. Ongelmat johtuvat pääosin rakennusalan projektimaisesta luonteesta. Yhdeksi kehityskohteeksi nousi myös tiedonhallinnan tehostaminen, etenkin prosessin vaiheiden automatisointi tietojärjestelmiä hyödyntäen. Toimintaan on pyritty etsimään ratkaisuja prosessiajattelun avulla, mikä osoittautui sopivaksi menetelmäksi toiminnan kehittämisessä. Tutkimuksen tuloksena syntyi kehitysehdotuksia, joiden pohjalta muodostettiin uusi materiaalien ohjauksen toimintamalli. Toimintamallissa tärkeimpänä on ennakkotiedon hyödyntäminen tilaussuunnittelun tukena. Alustavat materiaalimäärät välitetään ennakkotietona myös toimittajille, jotka voivat paremmin suunnitella omaa tuotantokapasiteettiaan. Tilausten suunnittelu tapahtuu tarkentuvasti ja lopullinen materiaalimäärä ja tarveajankohta välitetään kotiinkutsun yhteydessä. Toimintamalliin liittyy lisäksi materiaalien vastaanoton ja varastoinnin kehittäminen sekä muutoksien hallinta tietojärjestelmää paremmin hyödyntäen. Kriittisintä materiaaliprosessissa tulee olemaan prosessin tiedonhallinta ja siihen liittyvät vastuukysymykset.