In-Vessel Penetrator -käärmerobotin mallinnus ADAMS-ohjelmistolla

Työn tavoitteena oli muodostaa virtuaaliprototyyppi fuusioreaktorin huollossa käytettävästä IVP-robotista. Työssä mallinnettiin robotin mekaniikka joustavana sekä toimilaitteiden ja käyttöjen dynaamiset ominaisuudet valmistajien esitietojen ja mitoitustietojen perusteella. Käyttöjen ja mekaniikan mallit yhdistettiin ADAMS-ohjelmistossa. Mekaanisten joustojen mallinnuksessa sekä verifioinnissa käytettiin apuna ANSYS –ohjelmistoa. Virtuaaliprototyypin toimivuudesta varmistuttiin vertaamalla sitä robotin suunnittelutietoihin ja fyysiseen prototyyppiin. Robotin ohjauksessa käytettävän P-säätäjän vaikutusta tutkittiin eri vahvistuksen arvoilla sekä verrattiin mekaanisia vasteita fyysisen prototyypin dynaamisiin testeihin. Esimerkkinä robotin käyttäytymisestä todellisessa tilanteessa simuloitiin sen ajoa reaktoriin. Toteutetun simulointimallin todettiin vastaavan rakenteeltaan sekä siinä esiintyvien voimien osalta suunnitelmien mukaista konstruktiota. Käytetyillä parametreilla se toteutti hyvin robotille asetetut nopeusvaatimukset.

Measurement Problems and Problem-Solving in Kraft Pulping

Tämän työn tarkoituksena on koota yhteen selluprosessin mittausongelmat ja mahdolliset mittaustekniikat ongelmien ratkaisemiseksi. Pääpaino on online-mittaustekniikoissa. Työ koostuu kolmesta osasta. Ensimmäinen osa on kirjallisuustyö, jossa esitellään nykyaikaisen selluprosessin perusmittaukset ja säätötarpeet. Mukana on koko kuitulinja puunkäsittelystä valkaisuun ja kemikaalikierto: haihduttamo, soodakattila, kaustistamo ja meesauuni. Toisessa osassa mittausongelmat ja mahdolliset mittaustekniikat on koottu yhteen ”tiekartaksi”. Tiedot on koottu vierailemalla kolmella suomalaisella sellutehtaalla ja haastattelemalla laitetekniikka- ja mittaustekniikka-asiantuntijoita. Prosessikemian paremmalle ymmärtämiselle näyttää haastattelun perusteella olevan tarvetta, minkä vuoksi konsentraatiomittaukset on valittu jatkotutkimuskohteeksi. Viimeisessä osassa esitellään mahdollisia mittaustekniikoita konsentraatiomittausten ratkaisemiseksi. Valitut tekniikat ovat lähi-infrapunatekniikka (NIR), fourier-muunnosinfrapunatekniikka (FTIR), online-kapillaarielektroforeesi (CE) ja laserindusoitu plasmaemissiospektroskopia (LIPS). Kaikkia tekniikoita voi käyttää online-kytkettyinä prosessikehitystyökaluina. Kehityskustannukset on arvioitu säätöön kytketylle online-laitteelle. Kehityskustannukset vaihtelevat nollasta miestyövuodesta FTIR-tekniikalle viiteen miestyövuoteen CE-laitteelle; kehityskustannukset riippuvat tekniikan kehitysasteesta ja valmiusasteesta tietyn ongelman ratkaisuun. Työn viimeisessä osassa arvioidaan myös yhden mittausongelman – pesuhäviömittauksen – ratkaisemisen teknis-taloudellista kannattavuutta. Ligniinipitoisuus kuvaisi nykyisiä mittauksia paremmin todellista pesuhäviötä. Nykyään mitataan joko natrium- tai COD-pesuhäviötä. Ligniinipitoisuutta voidaan mitata UV-absorptiotekniikalla. Myös CE-laitetta voitaisiin käyttää pesuhäviön mittauksessa ainakin prosessikehitysvaiheessa. Taloudellinen tarkastelu pohjautuu moniin yksinkertaistuksiin ja se ei sovellu suoraan investointipäätösten tueksi. Parempi mittaus- ja säätöjärjestelmä voisi vakauttaa pesemön ajoa. Investointi ajoa vakauttavaan järjestelmään on kannattavaa, jos todellinen ajotilanne on tarpeeksi kaukana kustannusminimistä tai jos pesurin ajo heilahtelee eli pesuhäviön keskihajonta on suuri. 50 000 € maksavalle mittaus- ja säätöjärjestelmälle saadaan alle 0,5 vuoden takaisinmaksuaika epävakaassa ajossa, jos COD-pesuhäviön vaihteluväli on 5,2 – 11,6 kg/odt asetusarvon ollessa 8,4 kg/odt. Laimennuskerroin vaihtelee tällöin välillä 1,7 – 3,6 m3/odt asetusarvon ollessa 2,5 m3/odt.

Yhtenäistetyn mallinnuskielen hyödyntäminen betoniaseman ohjausjärjestelmän kehityksessä

Yhtenäistetty mallinnuskieli, Unified Modeling Language (UML), on saavuttanut ohjelmistoteollisuudessa defacto standardin mallinnuskielen aseman. UML:n pääasiallinen käyttökohde on ollut ohjelmistojärjestelmien mallinnus, mutta sitä on sovellettu myös muillakin ongelma-alueilla, kuten erilaisten prosessien mallinnuksessa. Tässä diplomityössä mallinnetaan eräs betoniaseman ohjausjärjestelmä käyttäen UML:ää. Työssä perehdytään alan kirjallisuuden avulla siihen, miten teollisuus on hyödyntänyt UML:ää prosessien ohjausjärjestelmien mallinnuksessa. Kirjallisuudesta saatua tietoa sovelletaan betoniaseman ohjausjärjestelmän mallinnuksessa. Luotua mallia analysoidaan sen oikeellisuuden ja käytettävyyden perusteella. Työssä havaittiin, että UML soveltuu hyvin betoniaseman ohjausjärjestelmän kaltaisen teollisuusprosessin ohjauksen mallinnukseen. UML-mallilla voidaan kuvata järjestelmän rakenne ja toiminta kattavasti. Luotua mallia voidaan hyödyntää suoraan ohjausjärjestelmän jatkokehityksessä. Julkista tutkimustietoa aiheesta on kuitenkin niukasti saatavilla, joten lisätarve julkiselle tutkimukselle on olemassa.

Markkinoinnin seuranta - Case Telia Finland

Tutkimuksen tavoitteena oli selvittää, miten järjestetään yritysmarkkinoinnin seurantamalli sekä seurannan tietojärjestelmätuki. Erityistä huomiota kiinnitettiin markkinoinnin seurannan ja liiketoimintastrategian kytkökseen. Tutkimusmenetelmänä käytettiin case-tutkimusta. Käsittely oli lineaaris-analyyttinen. Markkinoinnin seurannan tietojärjestelmätuen kehittämisen osalta tutkimus omaa myös jonkin verran systeemianalyyttisiä piirteitä. Case-tutkimuksen tiedonhankinnassa käytettiin yrityksen markkinointihenkilöille jaettua kyselytutkimusta. Markkinoinnin seuranta jaoteltiin strategisen tason ja operatiivisen tason seurantaan. Tutkimuksessa todettiin, että liiketoiminnan kilpailuympäristö, valittu kilpailustrategia ja yrityksen elinkaariasema vaikuttavat liiketoimintastrategiaan ja sitä kautta markkinoinnin seurannan järjestämiseen ja että markkinoinnin strategisen tason seurannan tavoitteena on varmistaa, että markkinointitoiminta toteuttaa valittua liiketoimintastrategiaa. Markkinoinnin operatiivisen tason seurannan tehtäväksi todettiin yrityksen markkinointitoiminnan myynnillisten sekä taloudellisten tulosten, sekä kannattavuuden ja tehokkuuden seuranta ja raportointi. Yritysmarkkinoinnin strategisen tason seurantaan soveltuu parhaiten eteenpäinkytkentäinen, tavoiteltavia tuloksia edeltävien muutosten seurantaan keskittyvä malli. Markkinoinnin operatiiivisen tason seurantaan soveltuu laajan markkinoinnin seurannan perusmittariston sisältävä malli, jolla voidaan palvella nykyisiä seurannan tarpeita ja laatia tarvittaessa uusia seurantakokonaisuuksia. Yritysmarkkinoinnin seurannan tietojärjestelmätuen järjestämiseen soveltuu parhaiten asiakastietokantapohjainen tietojärjestelmämalli. Näin voidaan hallita asiakkaaseen kohdistetut markkinointitoimenpiteet sekä niiden seuranta. Case-tutkimus vahvisti tarpeen kehittää kokonaisvaltainen suunnitelma markkinoinnin strategisen ja operatiivisen tason seurannasta sekä sitä tukevista tietojärjestelmistä. Ilman kokonaissunnitelmaa seuranta muodostuu organisaatioyksiköittäin ja seuranta-alueittain epätasaiseksi, eikä yrityksen asemasta markkinoilla ole muodostettavissa kokonaiskuvaa.

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.

Hankintatoimen mittarit ja Balanced Scorecard kunnossapitopalveluyrityksessä

Tutkimuksen tavoitteena oli löytää sopivia suorituskyvyn mittareita kunnossapitopalveluyrityksen hankintatoimeen. Mittarivalinnat rajattiin käsittelemään toimittajien hallintaa, hintakehityksen ja maksujen hallintaa sekä ostotyön onnistumista. Tutkimuksessa selvitettiin myös, mihin hankintatoimen tekijöihin esimerkkiyrityksen sisäiset asiakkaat eivät olleet tyytyväisiä. Sovellettavaksi suorituskykymittaristoksi valittiin Balanced Scorecard. Materiaalihallinnon sisäiset asiakkaat kokivat asiakastyytyväisyyden ongelmakohdiksi hankintatoimen luotettavuuden, ostajan palvelualttiuden, saatavilla olon, yhteisen toiminnansuunnittelun ja ongelmista tiedottamisen puutteen, melko pitkät toimitusajat sekä hitaat varaston täytöt. Hankintatoimen ongelmakohdiksi ostajien haastatteluissa nousivat koulutuksen ja yhteisen toiminnansuunnittelun puute sekä pienten ostotilausten ja pienten toimittajien suuri määrä. Nämä tekijät huomioitiin tietyiltä osin myös mittarivalinnoissa. Materiaalihallintoon rakennettu Balanced Scorecard sopii osaston tämän hetkiseen tilanteeseen. Mittariston viidessä näkökulmassa mittareita on lukumäärältään kattavasti; Balanced Scorecard toimii enemmänkin seurantajärjestelmänä. Ajan kuluessa todennäköisesti keskitytään vain tärkeimpiin mittareihin jolloin järjestelmän ohjaavampi vaikutus korostuu. Kun mittareissa on saavutettu jatkuvaa parantumista, kannattaa harkita uusien mittareiden ja näkökulmien valintaa. Materiaalihallintoon luotiin myös yleinen Excel- tiedosto, johon merkitään kunkin mittarin sen hetkiset arvot ja josta niiden kehitystä seurataan säännöllisesti. Tutkimustyyppi työssä on konstruktiivinen. Tutkimuksen aineisto kerättiin sisäisten asiakkaiden ja ostajien teemahaastattelulla käyttäen kvalitatiivisia tutkimusmenetelmiä. Tutkimuksessa haastateltiin esimerkkiyrityksen materiaalihallinnon kaksi ostajaa sekä 21 sisäistä asiakasta, jotka ovat työnsä puolesta yhteydessä materiaalihallintoon.

Tasapainotettu tuloskortti energiayhtiön strategisena työvälineenä

Tutkimuksen tavoitteena oli suunnitella ja toteuttaa tasapainotetun mittariston rakentamisprojekti Kotkan Energia Oy:ssä. Mittaristosta oli tarkoitus luoda ylimmän johdon käyttöön työväline, jota voidaan hyödyntää suorituskyvyn seuraamisen lisäksi myös organisaation strategisessa ohjauksessa. Rakennetun mittariston perustana käytettiin Kaplanin ja Nortonin kehittämää Balanced Scorecardia, jossa strategista suorituskykyä tarkastellaan talouden, asiakkaiden, sisäisten prosessien sekä innovatiivisuuden ja oppimisen näkökulmista. Tutkimusmetodologiana käytettiin konstruktiivista lähestymistapaa. Mittaristoprojektin tuloksena Kotkan Energia Oy:lle luotiin tasapainotettu tuloskortti, joka pohjautuu yhtiön missioon, visioon ja strategiaan. Tuloskortin näkökulmiin määritettiin kriittisten menestystekijöiden perusteella mittarit, jotka jaoteltiin varsinaisiin mittareihin, seurantamittareihin ja valmisteilla oleviin mittareihin. Varsinaisille mittareille asetettiin sekä lyhyen että pitkän tähtäimen tavoitteet. Mittaristoa ja mittareita analysoitiin useista näkökulmista projektin eri vaiheissa. Mittareihin liittyvät tiedot dokumentoitiin mittarikuvauksiin. Mittareille määritettiin raportointitaajuudet ja –ajankohdat. Lisäksi tutkittiin mittaritietojen vertailtavuutta muihin organisaatioihin. Projektin osana yhtiön intranet-sivuille luotiin käyttöliittymä, jonka avulla yhtiön koko henkilöstö pystyy hyödyntämään mittariston tietoja. Mittariston viimeistelyyn ja kehittämiseen liittyvät ideat muotoiltiin jatkosuunnitelmiksi.

Sähköisen liikkeenohjauskäytön mitoitus, käyttöönoton dokumentointi ja pakkauslinjasovellukset

Frequency converters have started to gain new market areas in the field of motion control applications. The communication and control properties of frequency converters have reached the properties of traditional servo amplifiers during the past few years. In this thesis a motion control system was examined. This particular system consists of frequency converters, permanent magnet synchronous motors and linear belt drives. The properties and prerequisites for packing are discussed. A test setup was build and measurement sets were done to examine the performance of the system. Speed and accuracy measurements were done in all three dimensions. Based on the measurement results applicability of the system for packing industry was evaluated.

Competitor comparison: variable speed drives in pumping applications

As the world’s energy demand is increasing, a durable solution to control it is to improve the energy efficiency of the processes. It has been estimated that pumping applications have a significant potential for energy savings trough equipment or control system changes. For many pumping application the use of a variable speed drive as a process control element is the most energy efficient solution. The main target of this study is to examine the energy efficiency of a drive system that moves the pump. In a larger scale the purpose of this study is to examine how the different manufacturers’ variable speed drives are functioning as a control device of a pumping process. The idea is to compare the drives from a normal pump user’s point of view. The things that are mattering for the pump user are the efficiency gained in the process and the easiness of the use of the VSD. So some thought is given also on valuating the user-friendliness of the VSDs. The VSDs are compared to each other also on the basis of their life cycle energy costs in different kind of pumping cases. The comparison is made between ACS800 from ABB, VLT AQUA Drive from Danfoss, NX-drive from Vacon and Micromaster 430 from Siemens. The efficiencies are measured in power electronics laboratory in the Lappeenranta University of Technology with a system that consists of a variable speed drive, an induction motor with dc-machine, two power analyzers and a torque transducer. The efficiencies are measured as a function of a load at different frequencies. According to measurement results the differences between the measured system efficiencies on the actual working area of pumping are on average few percent units. When examining efficiencies at the whole range of different loads and frequencies, the differences get bigger. At low frequencies and loads the differences between the most efficient and the least efficient systems are at the most about ten percent units. At the most of the tested points ABB’s drive seem to have slightly better efficiencies than the other drives.

Tunkeuman hallinta MIG/MAG-hitsauksessa

MIG/MAG-hitsaukselle tyypillinen ominaispiirre, valokaaren itsesäätyvyys, saavutetaan vakiojännitelähdettä käyttämällä. Valokaaren sisäisen säätömekanismin ansiosta kaarenpituus pysyy vakiona, vaikka hitsauspolttimen ja työkappaleen välinen etäisyys vaihtelisi hitsauksen aikana. Vakiojännitelähteen käyttäminen aiheuttaa kuitenkin kaaritehon vaihtelua vapaalankapituuden muuttuessa. Vapaalangan kasvaessa liian pitkäksi kaariteho laskee niin alas, ettei se enää riitä sulattamaan tarpeeksi perusainetta railon kyljissä. Tämän seurauksena hitsausliitokseen syntyy erilaisia liittymävirheitä. Käsinhitsauksessa vapaalangan pituus saattaa polttimen epävakaasta kuljetuksesta johtuen vaihdella erityisesti kokemattomilla hitsaajilla. Mekanisoidussa ja automatisoidussa hitsauksessa railojen mitta- ja muotopoikkeamat aiheuttavat vapaalankapituuden vaihtelua. Poikkeamia syntyy kaikissa hitsausrailojen esivalmistusvaiheissa. Lisäksi lämmöntuonnin aiheuttamat muodonmuutokset kappaleissa lisäävät poikkeamia railonsovituksessa hitsauksen aikana. Ongelma on useimmiten ratkaistavissa railonseurantaa käyttämällä. Railonseurantajärjestelmät ovat kuitenkin kalliita, eivätkä ne toimi luotettavasti kaikissa olosuhteissa. Diplomityössä tutkittiin uutta MIG/MAG-hitsauksen reaaliaikaiseen tunkeuman hallintaan kehitettyä säätöjärjestelmää. Työn tavoitteina olivat säätöjärjestelmän luotettavan toiminnan takaavien reunaehtojen ja kosketussuutinetäisyyden suositusrajojen määrittäminen. Tavoitteiden täyttämiseksi työn kokeellisessa osiossa suoritettiin laaja hitsauskokeiden sarja, jossa hitsattavina materiaaleina käytettiin seostamatonta ja runsasseosteista terästä.

Yksiköiden toimintatapojen mittaus ja yhtenäistäminen sahayrityksessä

Diplomityön tarkoituksena oli selvittää uuden tuotannonsuunnitteluohjelman vaatimukset käyttäjien näkökulmasta sekä pyrkiä laatimaan ehdotus yhtenäisestä toimintatavasta eri tuotantoyksiköille. Aluksi esiteltiin tietojärjestelmien hankkimisessa huomioitavia seikkoja, jonka jälkeen kuvattiin uudelle tuotannonsuunnitteluohjelmalle asetettuja vaatimuksia. Vaatimukset oli selvitetty haastattelemalla yksiköiden henkilöstöä ja havainnoimalla heidän päivittäistä työskentelyään. Haastattelun ja havainnoinnin avulla tutustuttiin myös yksiköiden nykyisiin toimintatapoihin. Tämän jälkeen käsiteltiin työn tuottavuuden teoriaa ja mitattiin tuotantoyksiköiden eri henkilöstöryhmien työn tuottavuuksia. Mittaamisen tarkoituksena oli auttaa selvittämään yhdessä toimintatapojen vertailun kanssa parhaita tapoja toimia. Tutkimuksessa havaittiin selkeitä eroja työn tuottavuuksissa eri tuotantoyksiköiden välillä. Todettiin, että erojen syihin tulee kiinnittää huomiota ja pyrkiä pienentämään niitä esimerkiksi omaksumalla paremman työn tuottavuuden omaavan tuotantoyksikön toimintatavat. Todettiin myös, että uuden tuotannonsuunnitteluohjelman käyttöönotto on selkein keino yhtenäistää tuotantoyksiköiden toimintatapoja. Työn tuloksena laadittiin määrittely tuotannonsuunnitteluohjelmalle asetettavista vaatimuksista, joka tulee toimimaan jatkossa ohjelman kehittämisen pohjana. Työssä luotiin myös ehdotus yhtenäisestä tavasta toimia, jota tulee kuitenkin vielä työstää ja keskustella sen sisällöstä eri tuotantolaitosten edustajien kanssa

Mikrokontrolleriohjaus led-ryhmälle

Luonnonvarojen ehtyminen ja ympäristön saastuminen on luonut kysyntää uusille, energiaa säästäville ja ympäristöystävällisille teknologioille. Valaistuksessa tällainen teknologia on led-tekniikka. Led-tekniikalla on useita etuja verrattuna kilpaileviin tekniikoihin kuten pitkä elinikä, ympäristöystävällisyys ja mekaaninen kestävyys. Ledejä käytetään nykyään laajalti erilaisissa erikoissovelluksissa, erityisesti jos vaatimuksena on valon värillisyys. Näihin päiviin asti ledien hinta ja heikko valontuotto ovat rajoittaneet led-valaisimien yleistymistä hehkulamppujen ja muiden valaisintyyppien korvaajina. Tekniikan nopea kehittyminen on tehnyt led-tekniikasta varteenotettavan vaihtoehdon myös yleisvalaistukseen. Uusimpien valkoisten ledien valotehokkuus on 2 - 5 -kertainen hehkulamppuun verrattuna. Led-tekniikassa on vielä paljon käyttämätöntä potentiaalia, tulevaisuudessa päästäneen 10 - 15 -kertaiseen valotehokkuuteen hehkulamppuun verrattuna. Työssä suunnitellaan mikrokontrolleripohjainen ohjausjärjestelmä valkoista valoa tuottavalle led-valaisimelle, jonka värisävyä ja kirkkautta käyttäjä voi säätää. Valkoinen valo synnytetään sekoittamalla neljän erivärisen led-rivin valoa. Mikrokontrolleri ohjaa kutakin led-riviä väriensekoitusteoriaan perustuen. Mikrokontrolleriohjaus huomioi myös ledien optisten ominaisuuksien muutokset lämpötilan suhteen. Mikrokontrolleriohjauksen suorituskyky todetaan käytännön mittauksilla.

Jakelulogistiikan kustannustehokkuuden kehittäminen

Tämän diplomityön päätavoite on selvittää keinoja Woikoski Oy:n jakelulogistiikan kustannustehokkuuden kehittämiseksi. Päätavoite voidaan jakaa osatavoitteisiin, joita ovat varastonohjauksen kehittäminen ja jakelun kuljetustoimintojen tehostaminen. Varastoinnin nykytilaa arvioitiin ABC-analyysin avulla. Saatujen tulosten pohjalta määritettiin luokkakohtaiset varastonohjaussäännöt ja kiertonopeustavoitteet, jotka yhdessä muodostavat yritykselle varastopolitiikan. Havaitut ongelmat kulminoituivat jatkuvan varastoseurannan puuttumiseen, suuriin varastotasoihin sekä kysynnänhallinnan puutteisiin. Toimenpidesuosituksina yrityksen tulee investoida tehokkaaseen varastonhallintajärjestelmään sekä aloittaa systemaattinen kysynnän ennustaminen. Kuljetuksiin liittyviksi toimenpiteiksi ehdotetaan runko- ja jakelukuljetusten reittien sekä jakelualueiden optimointia ja tuloksena saadun jakelumallin käyttöönottoa. Nykyistä jakelurahtien hinnoittelua suositellaan tarkennettavaksi siten, että jakelukustannuksia ja toimitusmääriä eritellään nykyistä tarkemmin ja asiakkaille kohdistetaan rahtikustannuksia todenmukaisin perustein. Lisäksi logistiikkatoimintaa tulee yhtenäistää eri toimipaikkojen kesken ja toimintojen mittaamista on tehostettava organisaatiossa.

Robottihitsauksen kokonaisvaltainen tehostaminen

Diplomityö on osa KaskiTec 2010 projektia. Työn tavoitteena oli tehostaa Lametal Oy:n hitsausrobotin käyttöä. Tehostamisella pyrittiin robotin käyttöasteen ja tuottavuuden kohottamiseen ja sitä kautta parantamaan investoinnin kannattavuutta. Työ on jaettu teoriaosaan ja soveltavaan osaan. Teoriaosassa käsitellään yleisesti robottihitsausta ja hitsauksen tuottavuutta. Lähdeaineistona on käytetty alan kirjallisuutta. Soveltavassa osassa käsitellään työn käytännön osuutta yrityksessä. Työn alkuvaiheessa kartoitettiin yrityksen lähtötilanne, selvitettiin pahimmat ongelmakohdat ja etsittiin ongelmiin parannuskeinoja. Tutkimusmenetelminä yrityksessä käytettiin havainnointia, henkilöhaastatteluita sekä tilastollisia ja laskennallisia menetelmiä. Seurattavaksi valittiin tuottavuuden tunnuslukuja, joiden perusteella voitiin arvioida tehostamistoimenpiteiden vaikutuksia. Yrityksessä kartoitettujen ongelmien perusteella ryhdyttiin nostamaan robotin käyttöastetta, kehittämään tuotannonohjausta, robotin materiaalivirtoja ja layoutia. Käyttöastetta nostettiin viemällä robotille uusia hitsattavia tuotteita. Työssä selvitettiin yrityksessä jo olemassa oleva tuotannonohjausjärjestelmän soveltuvuus hitsausrobotin ohjaukseen. Materiaalivirtojen sujuvuutta ja layoutia kehitettiin yhdessä muiden KaskiTec- projektin osapuolten kanssa.

Kalman Filtering in Online Paper Quality Assessment

Controlling the quality variables (such as basis weight, moisture etc.) is a vital part of making top quality paper or board. In this thesis, an advanced data assimilation tool is applied to the quality control system (QCS) of a paper or board machine. The functionality of the QCS is based on quality observations that are measured with a traversing scanner making a zigzag path. The basic idea is the following: The measured quality variable has to be separated into its machine direction (MD) and cross direction (CD) variations due to the fact that the QCS works separately in MD and CD. Traditionally this is done simply by assuming one scan of the zigzag path to be the CD profile and its mean value to be one point of the MD trend. In this thesis, a more advanced method is introduced. The fundamental idea is to use the signals’ frequency components to represent the variation in both CD and MD. To be able to get to the frequency domain, the Fourier transform is utilized. The frequency domain, that is, the Fourier components are then used as a state vector in a Kalman filter. The Kalman filter is a widely used data assimilation tool to combine noisy observations with a model. The observations here refer to the quality measurements and the model to the Fourier frequency components. By implementing the two dimensional Fourier transform into the Kalman filter, we get an advanced tool for the separation of CD and MD components in total variation or, to be more general, for data assimilation. A piece of a paper roll is analyzed and this tool is applied to model the dataset. As a result, it is clear that the Kalman filter algorithm is able to reconstruct the main features of the dataset from a zigzag path. Although the results are made with a very short sample of paper roll, it seems that this method has great potential to be used later on as a part of the quality control system.