Prosessilähtöinen laadunarviointi ohutlevymekaniikkasopimusvalmistajan näkökulmasta

Diplomityö on tehty Lappeenrannan teknillisessä korkeakoulussa Konepajatekniikan laitoksella. Työ on osa Konepajatekniikan laitoksen toteuttamaa ”LELA” levytuotteiden laadunvalvontaprojektia. Projektiosapuolet olivat: Abloy Oy (Joensuu), Flextronics Enclosures (Oulu), Hihra Oy (Turku), Lillbacka Oy (Alahärmä), Nokia Networks (Oulu), Segerström & Svensson (Uusikaupunki) ja Scanfil Oy (Sievi). Lisäksi projektin pääasiallisena rahoittavana osapuolena toimi Teknologian kehittämiskeskus, Tekes. Työ perustui ohutlevykomponentteja valmistavissa kohdeyrityksissä suoritettuun laadunarviointitutkimukseen, joka sisälsi tuotantoon kohdistetun virhekartoituksen sekä laadunarviointikyselyn. Tutkimuksessa suoritetun tuotannon virhekartoituksen mukaan tyypillisessä ohutlevykomponentteja valmistavassa yrityksessä virheidenesiintymistodennäköisyys on n. 5 – 12 % / tuote. Eniten virheitä syntyi epäkeskopuristintöissä. Tutkimus osoittaa, että virhekartoituksen avulla yrityksen on mahdollista kartoittaa tuotannossa syntyvät virheet ja edelleen kohdistaa laadun kehitystoimenpiteet oikeisiin tuotannon osa-alueisiin.

Tilastollisen laadunhallintatoiminnan kehittäminen selluteollisuudessa

Työn päätavoitteena oli kehittää Oy Metsä-Botnia Ab:n Rauman tehtaan tilastollista laadunhallintatoimintaa ratkaisemalla toimintatapoihin ja DNA SPC -sovelluksen syy-seurauskaavion sisältöön liittyvät ongelmat. Ensimmäinen osatavoite oli erityissyiden tilaston keräysmenetelmänä ja ongelmanratkaisun apuvälineenä käytetyn syy-seurauskaavion sisällön kehittäminen ja sen päivityksen toimintamallien luominen. Toisena osatavoitteena oli aluevastaavien SPC-viikkoraportoinnin kehittäminen ja kolmantena SPC-toiminnan aikaansaaman tehtaan suorituskykymuutoksen määrittäminen. Työn kirjallisuusosassa esiteltiin prosessien kehittämiselle tärkeät työkalut sekä tilastollisen ajattelun ja SPC:n perusperiaatteet. Kirjallisuusosassa tarkasteltiin myös SPC:n käyttöä hankaloittavia selluteollisuuden erityispiirteitä. Työssä kehitettiin syy-seurauskaaviota entistä helppokäyttöisemmäksi vaihtamalla yleisten pääluokkien tilalle ohjauskortteja vastaavat pääluokat. Syy-seurauskaavion päivitykselle ja SPC-viikkoraportoinnille luotiin tehokkaat toimintamallit. SPC-viikkoraportoinnin toimintamallin pitäisi muun muassa parantaa tiedonkulkua tehtaalla. Työssä tehtyjen tilastollisten testien mukaan Rauman tehtaan suorituskyky oli useiden mittareiden osalta parantunut SPC-toiminnan myötä. Muutaman mittarin osalta Rauman tehtaan suorituskyky oli heikentynyt SPC-toiminnan aloittamisen jälkeen.

Tilintarkastuksen valvonta ja laadunvalvonta

Tutkimuksen tavoitteena oli selvittää tilintarkastuksen valvonnan ja laadunvalvonnan vaikutuksia tilintarkastukseen: laatuun, uskottavuuteen ja luotettavuuteen. Tavoitteeseen päästiin alatavoitteiden kautta: 1) selvittämällä tilintarkastukselle asetetut vaatimukset, 2) selvittämällä, mitä tilintarkastuksen valvonta ja laadunvalvonta sisältävät, 3) tutkimalla tilintarkastajien käsityksiä tilintarkastukselle asetetuista vaatimuksista, valvonnasta ja laadunvalvonnasta sekä tilintarkastuksen valvonnan ja laadunvalvonnan vaikutuksista ja 4) tutkimalla vieraan pääoman rahoittajien käsityksiä tilintarkastuksen laadusta, uskottavuudesta ja luotettavuudesta. Tutkimus on kvalitatiivinen, hermeneuttinen tutkimus ja siinä on tulkitseva tutkimusote. Empiirisen aineiston keräsin haastattelemalla viisi ammattitilintarkastajaa ja tekemällä sähköpostihaastattelun kahdeksalle rahoittajan edustajalle. Tilintarkastajista neljällä on kokemusta joko tilintarkastuksen laadunvalvonnasta tai valvonnasta. Lisäksi olen hyödyntänyt omaa kokemustani tutkittavasta ilmiöstä. Rahoittajan edustajat ovat kokeneita riski- ja pankkirahoittajia. Tilintarkastukselle asetetaan tiukat riippumattomuus-, ammattitaito- ja työn toteutusvaatimukset. Vaatimusten noudattamista valvotaan tilintarkastuslakiin perustuvalla valvonnalla ja pakollisella laadunvalvonnalla. Molempien valvontamuotojen tavoitteena on tilintarkastuksen laadun, uskottavuuden ja luotettavuuden varmistaminen. Erityisesti laadunvalvonnan vaikutuksesta tilintarkastuksen laatu on kohonnut. Tilintarkastajien ammattitaidon ja työmenetelmien kehittyminen ja tilintarkastuksen ammattimaistuminen on nostanut laatua. Laatu syntyy pääasiassa tilintarkastusprosessissa, jota rahoittaja ei pysty seuraamaan. Rahoittajien käsitykset laadusta ovat ristiriitaiset, mutta siitä huolimatta ammattimaista tilintarkastusta pidetään pääosin luotettavana ja uskottavana.

Sisäisten materiaalivirtojen jäljitettävyys osana yrityksen hankintatoimen laatua

Tämän tutkimuksen tarkoituksena on sisäisten materiaalivirtojen jäljittäminen Cloetta Fazer Suklaa Oy:ssä. Työssä selvitetään yrityksen jäljitettävyyden nykytila case-raaka-aineiden ja case-tuotteiden osalta niillä osastoilla, joilla kyseisiä raaka-aineita ja tuotteita käsitellään. Tämä tutkimus perustuu teemahaastatteluihin, case-tutkimuksiin ja omiin havaintoihin yrityksen eri osastoilla. Jäljitettävyyden nykytilan selvittämisen jälkeen saadaan selville mahdolliset, niin sanotut "aukkopaikat" jäljitettävyysketjussa yrityksen sisällä. Työn teoriaosuudessa tarkastellaan jäljitettävyyttä osana koko yrityksen ja hankintatoimen laadun osana. Total Quality Management, laatujohtaminen ja Total Quality Control ovat teorioita, joihin työn teoriaosuus pohjautuu. Tutkimus osoittaa, että jäljitettävyyden nykytila on kohtuullisen hyvä case yrityksessä, Cloetta Fazer Suklaa Oy:ssä. Kuitenkin kannattaa harkita mahdollisia parannuksia, jotta jäljitettävyyden astetta saadaan edelleen kohotettua. Mitä tulee jäljitettävyystilanteisiin eräseurattavia raaka-aineita on yksinkertaisempi jäljittää kuin ei-eräseurattavia raaka-aineita, koska eräseurattavien raaka-aineet kuuluvat SAP-toiminnnanohjausjärjestelmään kun taas ei-eräseurattavat raaka-aineet perustuvat pääasiassa manuaalisiin dokumentteihin.

Teräsosatehtaan tuotantoprosessin kehitysprojekti

Tässä insinöörityössä tutkittiin lean-toiminnan sisällyttämistä Peikko Finland Oy:n toimin-taan. Työssä esitellään sekä lean-toiminnan että Design for Six Sigma -metodin työkaluja teoriatasolla. Teräsosatehtaalta valitulle pilottiprosessille laadittu uusi toimintasuunnitelma ja sen vaatimat kehitystoimenpiteet esitellään Peikko Finlandille tehdyssä laajemmassa raportissa (78 sivua ja 7 liitettä). Insinöörityön päätavoitteena oli minimoida projektin aikana määritellyn pilottiprosessin välivarastointi ja eräkoko sekä lyhentää tuotteiden läpimenoaikaa. Työn alussa keskityttiin tutkimaan projektiin vaikuttavien asioiden teoriatausta sekä laatimaan projektin vaatimat perustiedot, esimerkiksi ABC-analyysi Peikko Finland Oy:n teräsosatehtaan tuotteista. Laadittujen perustietojen perusteella valittiin pilottiprosessi, jota tutkittiin tarkemmin projektin myöhemmissä vaiheissa. Pilottiprosessista tutkittiin ongelmakohdat ja sen jälkeen laadittiin uusi suunnitelma, jossa määriteltiin tuotteiden uudet eräkoot ja niiden tarvitsemat välivarastoinnit. Uuteen suunnitelmaan sisältyi myös suunnitelman implementoimiseen vaadittavat kehityskohteet ja ratkaisuehdotukset niihin. Projekti rajattiin päättymään uuteen suunnitelmaan, joten implementointi suoritetaan vasta insinöörityön luovutuksen jälkeen. Tämän vuoksi saavutettujen tehostusten toimintaa ei voitu varmistaa tuotannossa, mutta teoriassa uusi suunnitelma pienentää eräkokoa ja väli- ja valmistuotevarastointia noin 70 %. Uuden suunnitelman mukainen läpimenoaika on 90 % lyhyempi kuin läpimenoaika nykyisellä toimintatavalla.

Multifactor Performance Study on Complex Systems for the Benefit of Management

The primary objective is to identify the critical factors that have a natural impact on the performance measurement system. It is important to make correct decisions related to measurement systems, which are based on the complex business environment. The performance measurement system is combined with a very complex non-linear factor. The Six Sigma methodology is seen as one potential approach at every organisational level. It will be linked to the performance and financial measurement as well as to the analytical thinking on which the viewpoint of management depends. The complex systems are connected to the customer relationship study. As the primary throughput can be seen in a new well-defined performance measurement structure that will also be facilitated as will an analytical multifactor system. These critical factors should also be seen as a business innovation opportunity at the same time. This master's thesis has been divided into two different theoretical parts. The empirical part consists of both action-oriented and constructive research approaches with an empirical case study. The secondary objective is to seek a competitive advantage factor with a new analytical tool and the Six Sigma thinking. Process and product capabilities will be linked to the contribution of complex system. These critical barriers will be identified by the performance measuring system. The secondary throughput can be recognised as the product and the process cost efficiencies which throughputs are achieved with an advantage of management. The performance measurement potential is related to the different productivity analysis. Productivity can be seen as one essential part of the competitive advantage factor.

Wavelets in real-time paper web analysis

Online paper web analysis relies on traversing scanners that criss-cross on top of a rapidly moving paper web. The sensors embedded in the scanners measure many important quality variables of paper, such as basis weight, caliper and porosity. Most of these quantities are varying a lot and the measurements are noisy at many different scales. The zigzagging nature of scanning makes it difficult to separate machine direction (MD) and cross direction (CD) variability from one another. For improving the 2D resolution of the quality variables above, the paper quality control team at the Department of Mathematics and Physics at LUT has implemented efficient Kalman filtering based methods that currently use 2D Fourier series. Fourier series are global and therefore resolve local spatial detail on the paper web rather poorly. The target of the current thesis is to study alternative wavelet based representations as candidates to replace the Fourier basis for a higher resolution spatial reconstruction of these quality variables. The accuracy of wavelet compressed 2D web fields will be compared with corresponding truncated Fourier series based fields.

Mobiiliteknologioiden hyödyntäminen rakennusteollisuudessa

Mobilding-hanke toteutettiin Lappeenrannan teknillisen yliopiston tietoliikennetekniikan laitoksella vuosien 2006 – 2008 aikana. Hankkeen alkuperäisenä tavoitteena oli selvittää, millä menetelmillä voidaan hallita rakennukseen liittyvät tiedot koko sen elinkaaren ajalta alkaen suunnittelusta, jatkuen läpi elementtivalmistuksen ja rakennusvaiheen sekä myöhemmin koko rakennuksen käyttöiän. Myöhemmin hankkeessa tehtiin kuitenkin elinkaaren osalta rajaus niin, että tarkasteltava elementtien elinkaari katsotaan alkavaksi rakennuksen suunnittelusta ja tarkasteltava elinkaari päättyy rakennuksen valmistumiseen, kun elementit ovat asennettu niille kuuluville paikoilleen ja jälkitarkastus on suoritettu. Yksi hankkeen johtavia ajatuksia oli aiemmin Etap II-hankkeen yhteydessä testatun RFID-etätunnistustekniikan (Radio Frequency Identification) hyödyntäminen rakennuselementtien tunnistamiseen. Kiinteänä osana tähän liittyy tiedon kerääminen ja sen hyödyntäminen mobiililaitteiden avulla. Tämä tieto voi olla esimerkiksi elementin dimensio-, paikka tai tilatietoa. Jotta tuotettavaa tietoa pystytään hyödyntämään ja jakamaan hankkeen muille osapuolille, toteutettiin keskitetty Mobilding-tietojärjestelmä, joka sisältää erillisiä rajapintoja myös muihin elementin ja rakennushankkeen elinkaaren aikana käytettäviin järjestelmiin.

Kuusiviilun esikuivaus puristamalla

Tutkimuksen lähtökohtana oli selvittää, voidaanko viilun valmistusprosessiin liittää uusi työvaihe, viilun esikuivaus. Esikuivauksen tarkoituksena on poistaa kosteutta viiluista ennen varsinaista kuivausta ja lisätä näin kuivauskapasiteettia. Tehdyissä tutkimuksissa viilut esikuivattiin nipuissa puristamalla. Muuttujina esikuivauksessa toimivat puristusaika ja -paine. Niiden määrittelyn lähtökohtana pidettiin sitä, etteivät viilun ominaisuudet saa merkittävästi heikentyä esikuivauksen aikana ja samalla viiluista on saatava mahdollisimman paljon kosteutta pois. Aikaisempien tutkimusten avulla selvitettiin vanerin valmistuksen, viilun kuivauksen sekä viilun esikuivauksen teoriaa. Lisäksi selvitettiin puun ominaisuuksien antamia mahdollisuuksia ja rajoitteita esikuivaukseen liittyen. Tutkimus koostui kahdesta osasta: laboratorio- ja tehdastutkimuksista. Laboratoriotutkimuksen tarkoituksena oli toimia tehdastutkimuksen esitutkimuksena. Laboratoriotutkimuksessa tutkittiin ainoastaan esikuivauksen vaikutusta märille viiluille. Tehdastutkimusosiossa esikuivatuista viiluista valmistettiin normaalin vanerinvalmistusprosessin kautta levyjä, joiden ominaisuuksia verrattiin normaaleista viiluista valmistettuihin vanereihin. Viilujen esikuivauksen todettiin pienentävän kuusiviilujen kosteuspitoisuutta. Tämän lisäksi kosteuspitoisuuden muutokset esikuivauksen aikana tapahtuivat tasaisesti niin yksittäisen viilun kuin viilunipunkin sisällä. Esikuivatuista viiluista valmistetut vanerilevyt täyttivät kaikki standardien sekä vanerin laadunvalvontasopimuksen asettamat vaatimukset. Esikuivauksen haitaksi tutkimuksissa todettiin viilun paksuuden pienentymä. Ennen esikuivauksen soveltamista teolliseen käyttöön nähtiin tarvetta lisätutkimukselle, jossa tulisi selvittää suurempien viilunippukokojen esikuivaamista sekä niiden varsinaista kuivaamista heti esikuivauksen jälkeen.

Leimuhitsauksen kokonaisvaltainen laadunhallinta päättymättömässä valssauksessa

Leimuhitsauksen laadunhallinnassa tärkeää on prosessimainen toiminta ja toimintojen kokonaisvaltaisuuden hahmottaminen. Leimuhitsauksen ollessa osana päättymätöntä valssausta hitsauksen laadunhallinta voidaan jakaa kolmeen päävaiheeseen: ennen hitsausta, hitsauksen aikana ja hitsauksen jälkeen vaikuttaviin laaduntuottotekijöihin. Leimuhitsauksen laaduntuottotekijöiden määritys ja jaottelu kaavioiksi on toteutettu tässä työssä. Leimuhitsin tekniseen laatuun vaikuttavat monet ilmiöt ja parametrit hitsauksen aikana. Tärkeimpiä hitsausparametreista ovat hitsausjännite, alustan liikenopeus, tyssäysmatka sekä leimutusaika. Väärät hitsausolosuhteet tai hitsausparametrit aiheuttavat erilaisia mekaanisia ja metallurgisia vikoja leimuhitsiin. Eräs metallurginen vikatyyppi ovat oksidisulkeumat hitsialueella. Nämä hapettuneet alueet voivat johtaa juurensa erilaisista syistä ja esimerkiksi leimutusajan ja epätasaisen liitospinnan yhteyttä sulkeumien syntyyn on epäilty. Pidennetyillä leimutusajoilla tehtyjen hitsauskokeiden ja hitsien rikkovien aineenkoetuskokeiden tuloksena todettiin tässä tutkittujen koehitsien oksidisulkeumien syntyvän hapettumalla leimutuksen aikana tai juuri hetkellä ennen tyssäystä, minkä lisäksi kosteat olosuhteet hitsausatmosfäärin ympärillä heikentävät lopputuloksen laatua. Leimutusajalla on tärkein osa leimutettavia pintoja tasaavana tekijänä ja mitä epätasaisempi liitettävä pinta on, sitä pidemmän leimutusajan se tarvitsee.

Optimizing of intelligence level in welding

The productivity, quality and cost efficiency of welding work are critical for metal industry today. Welding processes must get more effective and this can be done by mechanization and automation. Those systems are always expensive and they have to pay the investment back. In this case it is really important to optimize the needed intelligence and this way needed automation level, so that a company will get the best profit. This intelligence and automation level was earlier classified in several different ways which are not useful for optimizing the process of automation or mechanization of welding. In this study the intelligence of a welding system is defined in a new way to enable the welding system to produce a weld good enough. In this study a new way is developed to classify and select the internal intelligence level of a welding system needed to produce the weld efficiently. This classification contains the possible need of human work and its effect to the weld and its quality but does not exclude any different welding processes or methods. In this study a totally new way is developed to calculate the best optimization for the needed intelligence level in welding. The target of this optimization is the best possible productivity and quality and still an economically optimized solution for several different cases. This new optimizing method is based on grounds of product type, economical productivity, the batch size of products, quality and criteria of usage. Intelligence classification and optimization were never earlier made by grounds of a made product. Now it is possible to find the best type of welding system needed to welddifferent types of products. This calculation process is a universal way for optimizing needed automation or mechanization level when improving productivity of welding. This study helps the industry to improve productivity, quality and cost efficiency of welding workshops.

Kokoonpantavuuden parantaminen uusien konepajatuotteiden verkostotuotannossa

Verkostotoiminta asettaa haasteita suunnittelutyölle, valmistukselle, hankintatoimelle ja laadunhallinnalle, jotka kaikki vaikuttavat kokoonpanon sujuvuuteen. Suunnittelun ja valmistuksen yhteistyö on entistäkin haasteellisempaa, kun osavalmistus toteutetaan erillisillä toimittajilla. Tämän diplomityön tavoitteena on selvittää The Switch Drive Systems Oy:n tuotteiden kokoonpantavuuden parantamisen mahdollisuuksia sekä toimia yrityksen kokoonpantavuuteen liittyvien toimintamallien kehittämisen perustana. Diplomityöstä on olemassa myös julkinen versio. Työ alkaa kirjallisuuskatsauksella, jossa kuvataan kokoonpanoystävällisyyttä ja kokoonpanoystävällistä toimintaa kattaen suunnittelun, osien ja osakokoonpanojen valmistamisen verkostotuotannossa sekä kokoonpanotyön. Toimittajayhteistyötä ja laadunhallintaa käsitellään näiden lukujen yhteydessä. Työn käytännön osuudessa kartoitetaan The Switchin tuotteiden ja yrityksen toimintatapojen kokoonpanoystävällisyyden parantamismahdollisuuksia. Tämä toteutettiin The Switchin henkilöstön sekä osakokoonpanojen ja osien toimittajien haastatteluilla, toiminnan tarkkailulla sekä piirustuksiin ja prosessikuvauksiin perehtymällä. Kokoonpantavuuden ja valmistettavuuden systemaattinen huomioiminen on kannattavaa suunnittelun alusta alkaen. Tässä tulee mm. hyödyntää sekä toimittajien että The Switchin kokoonpanossa olevaa tietoa ja kokemusta.

Sampling in chemical analysis

The uncertainty of any analytical determination depends on analysis and sampling. Uncertainty arising from sampling is usually not controlled and methods for its evaluation are still little known. Pierre Gy’s sampling theory is currently the most complete theory about samplingwhich also takes the design of the sampling equipment into account. Guides dealing with the practical issues of sampling also exist, published by international organizations such as EURACHEM, IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry) and ISO (International Organization for Standardization). In this work Gy’s sampling theory was applied to several cases, including the analysis of chromite concentration estimated on SEM (Scanning Electron Microscope) images and estimation of the total uncertainty of a drug dissolution procedure. The results clearly show that Gy’s sampling theory can be utilized in both of the above-mentioned cases and that the uncertainties achieved are reliable. Variographic experiments introduced in Gy’s sampling theory are beneficially applied in analyzing the uncertainty of auto-correlated data sets such as industrial process data and environmental discharges. The periodic behaviour of these kinds of processes can be observed by variographic analysis as well as with fast Fourier transformation and auto-correlation functions. With variographic analysis, the uncertainties are estimated as a function of the sampling interval. This is advantageous when environmental data or process data are analyzed as it can be easily estimated how the sampling interval is affecting the overall uncertainty. If the sampling frequency is too high, unnecessary resources will be used. On the other hand, if a frequency is too low, the uncertainty of the determination may be unacceptably high. Variographic methods can also be utilized to estimate the uncertainty of spectral data produced by modern instruments. Since spectral data are multivariate, methods such as Principal Component Analysis (PCA) are needed when the data are analyzed. Optimization of a sampling plan increases the reliability of the analytical process which might at the end have beneficial effects on the economics of chemical analysis,