Measuring and improving production efficiency of paint filling and packing line

Tutkittu yritys on suomalainen maaleja ja lakkoja kansainvälisesti valmistava ja myyvä toimija. Yrityksessä otettiin vuonna 2010 käyttöön uudet tuotannon ja toimitusketjun tavoitteet ja suunnitelmat ja tämä tutkimus on osa tuota kokonaisvaltaista kehittämissuuntaa. Tutkimuksessa käsitellään tuotannon ja kunnossapidon tehokkuuden parantamis- ja mittaustyökalu OEE:tä ja tuotevaihtoaikojen pienentämiseen tarkoitettua SMED -työkalua. Työn teoriaosuus perustuu lähinnä akateemisiin julkaisuihin, mutta myös haastatteluihin, kirjoihin, internet sivuihin ja yhteen vuosikertomukseen. Empiriaosuudessa OEE:n käyttöönoton ongelmia ja onnistumista tutkittiin toistettavalla käyttäjäkyselyllä. OEE:n potentiaalia ja käyttöönottoa tutkittiin myös tarkastelemalla tuotanto- ja käytettävyysdataa, jota oli kerätty tuotantolinjalta. SMED:iä tutkittiin siihen perustuvan tietokoneohjelman avulla. SMED:iä tutkittiin teoreettisella tasolla, eikä sitä implementoitu vielä käytäntöön. Tutkimustuloksien mukaan OEE ja SMED sopivat hyvin esimerkkiyritykselle ja niissä on paljon potentiaalia. OEE ei ainoastaan paljasta käytettävyyshäviöiden määrää, mutta myös niiden rakenteen. OEE -tulosten avulla yritys voi suunnata rajalliset tuotannon ja kunnossapidon parantamisen resurssit oikeisiin paikkoihin. Työssä käsiteltävä tuotantolinja ei tuottanut mitään 56 % kaikesta suunnitellusta tuotantoajasta huhtikuussa 2016. Linjan pysähdyksistä ajallisesti 44 % johtui vaihto-, aloitus- tai lopetustöistä. Tuloksista voidaan päätellä, että käytettävyyshäviöt ovat vakava ongelma yrityksen tuotannontehokkuudessa ja vaihtotöiden vähentäminen on tärkeä kehityskohde. Vaihtoaikaa voitaisiin vähentää ~15 % yksinkertaisilla ja halvoilla SMED:illä löydetyillä muutoksilla työjärjestyksessä ja työkaluissa. Parannus olisi vielä suurempi kattavimmilla muutoksilla. SMED:in suurin potentiaali ei välttämättä ole vaihtoaikojen lyhentämisessä vaan niiden standardisoinnissa.

Kosketukseton hitsin pintageometrian määrittäminen

Yleisesti tiedetään hitsin pintageometrian vaikuttavan rakenteen väsymislujuuteen. Nopean, edullisen ja luotettavan pintageometrian mittausmenetelmän kehittäminen on askel kohti tarkempaa ja varmempaa rakenteen väsymislujuuden tarkastelua. Tässä työssä on tutkittu hitsejä, joiden pinnan geometria on mitattu norjalaisen SINTEF -yrityksen kehittämällä rakenteellisen valon menetelmällä. Osana työtä kehitettiin MatLab -pohjainen ohjelma, jolla jälkikäsitellään mittauksesta saadut x-y-z -mittapisteet. Mittausdatan jälkikäsittelyssä saadaan mittauksesta määritettyähitsin reunan pyöristys, liittymäkulma, a-mitta, reunahaava ja kateettisuhde. Kehitettyä menetelmää käyttämällä mitattiin lähes 300 voimaakantamatontaristiliitoksen hitsiä. Mittaustuloksia verrattiin vastaavista kappaleista tehtyihin hiemittauksiin. Manuaalisen hieestä tehdyn mittauksen havaittiin olevan tarkempi ja pystyttiin havaitsemaan paikallisempia muotoja. Rakenteellisen valon mittauksissa tapahtunut heijastelu saatiin pienenemään käsittelemällä mitattava pinta mattavalkoisella maalilla. Rakenteellisen valon mittatarkkuudeksi saatiin noin 0,2 mm. Pohjautuen mitattuun hitsin reunan pyöristykseen ja liittymäkulmaan voidaan yksinkertaista kaavaa käyttämällä laskea hitsin jännityskonsentraatio ja näin saada alkuarvaus väsymislujuudelle. Myös muiden tekijöiden tiedetään vaikuttavan hitsin väsymislujuuteen, joten pyöristyksen ja liittymäkulman avulla tehdyt arviot eivät ole absoluuttisen oikeita. Tämä havaittiin väsytyskokeilla, joista yhdessä väsymisvaurio ei syntynyt suurimmankaan jännityskonsentraation alueella.

Osavalmistusprosessin laadunhallinta, perustuen SFS-EN ISO 9001.1994 laatujärjestelmästandardiin

Työn tavoitteena oli luoda yritykseen soveltuva, toimiva laatujärjestelmän kirjallinen kuvaus sekä parantaa laadun hallintaa. Laatutoimintojen kehittämisessä perustana käytettiin laatujärjestelmästandardia SFS-EN ISO 9001. Työn lähtökohtana oli perusteellinen nykytilan selvitys. Saatujen tulosten perusteella voitiin kohdistaa toimenpiteet oikein, jolloin laadun parannus oli merkittävää ja mitattavissa. Lähtötilanteessa havaittiin suuria laatuongelmia niin asiakkaiden keskuudessa kuin yrityksen sisäisissä toiminnoissa, verrattaessa ISO 9001 standardiin. Prosessit pyrittiin kirjaamaan sekä aloitustilanteessaettä havaittujen puutteiden korjaamisen jälkeen. Tästä dokumentaatiosta muodostettiin pohja yrityksen laatujärjestelmän kuvaukselle - laatukäsikirjalle. Dokumentoitua työ- tai toiminto-ohjetta kehitettiin edelleen vastaamaan parasta havaittua toimintatapaa.Työ osoitti laadun hallinnan parantuneen merkittävästi, kun prosessi on onnistuttu kuvaamaan käytännönläheisesti ja yksinkertaisesti. Ratkaisevan tärkeää on prosessin suorittamiseen osallistuvan henkilöstön panos kuvattaessa ja kehitettäessä toimintoa. Ilman henkilöstön sitouttamista kuvaukset ja ohjeet jäävät vain hyödyttömiksi papereiksi, joita ei noudateta eikä päivitetä. Laadun, kuten minkään muunkaan parametrin, kehitystä on mahdoton seurata ilman selkeitä ja yksiselitteisiä mittareita. Työssä luotiin tärkeimpiinprosesseihin kehitystä ilmaisevat laatumittarit. Parhaimmillaan havaittiin maalaamossa suoritettujen toimenpiteiden seurauksena virheellisten kappaleiden osuuden pudonneen kertaluokkaa pienemmäksi. Laatujärjestelmän kehitystyö osoittautui tämänkin kokoisessa yrityksessä erittäin työlääksi ja aikaa vieväksi. Kuitenkin on selvää, että laadunhallinnan parantuessa ja todistusaineiston karttuessa onnistumisten kautta, lisääntyy koko yrityksen usko laadun parantamisen tärkeyteen ja näin nopeuttaa joskus kipeidenkin uudistusten läpivientiä.

Wollastoniittimarkkinat ja suomalaisen tuottajan asemoituminen markkinoilla

Työn tarkoituksena oli tehdä yleiskuvaus wollastoniittimarkkinoista, ja siten auttaa yritystä sisäisesti määrittämään asemansa kyseisillä markkinoillaWollastoniitin suurimmat kuluttajasektorit ovat keraaminen-, muovi-, maali- ja pinnoite-, sekä metallurginen teollisuus. Eniten mineraalin kulutuksen odotetaan kasvavan muoviteollisuudessa. Suurimmat wollastoniitin tuottajamaat ovat Kiina, Intia, Yhdysvallat, Meksiko ja Suomi. Kiinassa aktiivisia kaivoksia on tällä hetkellä noin 60 kappaletta, ja koko maan tuotanto kattaa noin puolet mineraalin kokonaistuotannosta. Kiinan ulkopuolella toimii yhteensä viisi suurta tuottajaa.Suurimmat wollastoniitin tuottajat ovat intialainen Wolkem India Ltd., kiinalaiset Dalian Huanqui Minerals Corp. ja Jilin Shanwei Wollastonite Mining Co. Ltd, yhdysvaltalaiset Nyco Minerals Inc. ja R.T. Vanderbilt Co., meksikolainen Nyco Minera S.A. de C.V. ja suomalainen Nordkalk Oyj Abp. Uusia tuotantolaitoksia suunnitellaan rakennettavaksi Venäjälle, Kanadaan ja Kazakstaniin.

Unsaturated Polyester Coatings containing Biocides

Vesistöissä laivojen pintaan tarttuvat eliöt ovat sekä taloudellinen että kosmeettinen ongelma. Kontrolloimattoman eliöiden kiinnittymisen seurauksena aiheutuu kitkaa, joka puolestaan hidastaa laivan nopeutta ja aiheuttaa polttoaineen kulutuksen kasvua. Tavallisesti eliöiden kiinnittymistä ehkäistään kiinnittymisenestomaalien avulla. Niiden toiminta perustuu biosidien liukenemiseen, jolloin veden ja pinnoitteen väliselle rajapinnalle muodostuu korkea biosidipitoisuus, joka estää eliöiden kiinnittymistä pinnalle. Maailmanlaajuinen orgaanisten tinayhdisteiden käyttökielto kiinnittymisen-estomaaleissa tulee voimaan vuoden 2003 alusta. Tällä hetkellä 70 % maailman laivastoista on suojattu orgaanista tinayhdistettä sisältävällä kiinnittymisenestomaalilla. Nyt onkin kasvava tarve kehittää uusia ympäristöystävällisempiä kiinnittymisenesto-pinnoitteita. Todennäköisesti tinayhdisteet tullaan korvaamaan synteettisillä orgaanisilla yhdisteillä käytettyinä yhdessä kuparin kanssa. Työn tarkoituksena oli valmistaa ympäristöystävällisempi tyydyttämätön polyesteripinnoite, joka itsessään ehkäisisi eliöiden kiinnittymistä. Kirjallisuusosassa tutustuttiin markkinoilla oleviin biosideihin, niiden myrkyllisyyteen ja vaikutuksiin ympäristölle sekä muuttuvaan lainsäädäntöön. Työssä tarkasteltiin myös tällä hetkellä markkinoilla olevia pinnoitteita ja niiden toimintamekanismeja sekä myrkyttömiä vaihtoehtopinnoitteita kiinnittymisenestoon. Kokeellinen osa koostui kahdesta osasta. Ensimmäisessä osassa tutkittiin biosidien sopivuutta käytettäväksi yhdessä tyydyttymättömän polyesterin kanssa. Yhteensopivuutta määritettiin applikaatiotesteillä ja pinnoitteen käyttäytymisen perusteella. Toinen vaihe oli selvittää pinnoitteen tehokkuus leväntarttumista vastaan. Tyydyttymätön polyesteri gel coat kiinnittymisenesto-ominaisuuksilla valmistettiin dispergoimalla biosideja tyydyttymättömään polyesterigeeliin. Yhteensopivuustestien tulosten perusteella huomattiin, ettei biosidien lisääminen geeliin vaikuta mainittavasti applikaatio-ominaisuuksien huononemiseen. Brookfield viskositeetin stabiilisuus jopa paranee ja yksi työssä käytetyistä biosideista parantaa pinnoitteen säänkestoominaisuuksia. Tässä työssä ei pystytty määrittämään eri biosidien välisiä eroja tehokkuudessa levää vastaan.

Metallisten kuluttajamaalipakkausten kierrätys.

Metalliset maalipurkit valmistetaan tinalla molemmin puolin päällystetystä pellistä. Tina on terästeollisuudelle haitallinen aine raaka-aineen seassa ja tästä syystä tinapellille on ollut vaikeuksia löytää hyötykäyttäjää. Metallipakkauksien osalta on sitouduttu hyötykäyttötavoitteisiin ja niihin pääsemiseksi tulee kerätä myös tinapeltipakkauksia, koska ne muodostavat huomattavan osan vuosittain käytettävistä metallipakkauksista. Suurilta ammattikäyttäjiltä maalipakkauksia on kerätty jo vuodesta 1998 ja pienkuluttajia varten keräyskokeilu aloitettiin vuoden 1999 alkupuolella. Tämä tutkimus käsittelee kuluttajille suunnattua keräyskokeilua ja tutkimuksen tavoitteena on laatia suosituksia ja ohjeita kuluttajamaalipakkausten keräilyn järjestämiseksi Suomessa. Kokeilua varten perustettiin muutamia keräyspisteitä, ensin Suur-Helsingin alueelle ja myöhemmin myös muualle Etelä-Suomeen. Kaikki perustetut keräyspisteet sijaitsivat maalia myyvän kaupan yhteydessä. Kuluttajat suhtautuivat palautusmahdollisuuteen erittäin myönteisesti ja kokeilussa mukana olevat liikkeet saivat positiivista julkisuutta. Keräyspisteisiin pääsääntöisesti palautetut maalipurkit olivat tyhjiä tai niissä oli vain hieman maalia jäljellä. Kaupoissa sijaitsevien keräyspisteiden lisäksi on tarvetta myös kunnallisille keräyspisteille. Kuusakoski Oy on nykyisin ainoa tinapellin käsittelijä Suomessa. Myös Onni Forsell Oy on kehittelemässä tinapellin käsittelymenetelmää. Kuusakosken murskauskäsittelyn ympäristövaikutukset selvitettiin tutkimuksessa ja tulosten mukaan käsittelyssä syntyvä jäte on kaatopaikkakelpoista. Tinapeltimurskeen hyötykäyttäjää ei Suomesta tällä hetkellä löydy, joten murske viedään ulkomaille hyötykäytettäväksi.

Maalitehtaan energiakatselmus

Diplomityö on osa kokonaisuutta, jossa on tarkoitus toteuttaa Motivan mallin mukainen energiakatselmus maalitehtaalle. Työn osuutena katselmuksessa oli työhön tarvittavien alkutietojen kerääminen, tarjouspyynnön tekeminen katselmuksia tekeville yrityksille ja katselmuksen kenttätöissä ja mittauksissa avustaminen. Tarvittavien alkutietojen keräämiseen liittyi myös työhön tehty alustava energiakulutuksen jakauma sähkön- ja lämmönkulutukselle kohteittain. Työssä esitellään energiakatselmusmalli ja käydään läpi sen eri vaiheet työssä toteutetussa järjestyksessä. Energiakatselmuksesta saadut ehdotukset energiatehokkuuden parantamiseksi käydään läpi ja niiden soveltuvuutta tehtaalle arvioidaan. Energiakatselmuksen tulokset olivat erittäin positiivisia ja katselmus tehtaalle onnistui hyvin. Kaikki katselmuksen säästöehdotukset olivat järkevästi ja yksinkertaisesti toteutettavissa. Suurin potentiaali säästöille oli tehtaan vedenkulutuksessa ja ilmanvaihdon lämmönkulutuksessa.

Ultrafine grinding of FGD and phosphogypsum with an attrition bead mill and a jet mill : optimisation and modelling of grinding and mill comparison

Fine powders of minerals are used commonly in the paper and paint industry, and for ceramics. Research for utilizing of different waste materials in these applications is environmentally important. In this work, the ultrafine grinding of two waste gypsum materials, namely FGD (Flue Gas Desulphurisation) gypsum and phosphogypsum from a phosphoric acid plant, with the attrition bead mill and with the jet mill has been studied. The ' objective of this research was to test the suitability of the attrition bead mill and of the jet mill to produce gypsum powders with a particle size of a few microns. The grinding conditions were optimised by studying the influences of different operational grinding parameters on the grinding rate and on the energy consumption of the process in order to achieve a product fineness such as that required in the paper industry with as low energy consumption as possible. Based on experimental results, the most influential parameters in the attrition grinding were found to be the bead size, the stirrer type, and the stirring speed. The best conditions, based on the product fineness and specific energy consumption of grinding, for the attrition grinding process is to grind the material with small grinding beads and a high rotational speed of the stirrer. Also, by using some suitable grinding additive, a finer product is achieved with a lower energy consumption. In jet mill grinding the most influential parameters were the feed rate, the volumetric flow rate of the grinding air, and the height of the internal classification tube. The optimised condition for the jet is to grind with a small feed rate and with a large rate of volumetric flow rate of grinding air when the inside tube is low. The finer product with a larger rate of production was achieved with the attrition bead mill than with the jet mill, thus the attrition grinding is better for the ultrafine grinding of gypsum than the jet grinding. Finally the suitability of the population balance model for simulation of grinding processes has been studied with different S , B , and C functions. A new S function for the modelling of an attrition mill and a new C function for the modelling of a jet mill were developed. The suitability of the selected models with the developed grinding functions was tested by curve fitting the particle size distributions of the grinding products and then comparing the fitted size distributions to the measured particle sizes. According to the simulation results, the models are suitable for the estimation and simulation of the studied grinding processes.

Causation and dominance : a study of Finnish causative verbs expressing social dominance

En väsentlig fråga inom såväl lingvistiska som kognitiva teorier är, hur språket beskriver kausala relationer. I finskan finns det en speciell typ av kausativa verb avledda med suffixet (U)ttA som används för att uttrycka att handlingen i fråga utförs av någon annan än subjektreferenten, t.ex. Maija haetuttaa Matilla kirjastosta kirjan ’Maija låter Matti hämta boken från biblioteket’ och Matti juoksuttaa Maijan kaupunkiin ’Matti låter Maija springa till staden’. Syftet med denna avhandling var att med exempel av sociala dominansens kausativer undersöka ordbildningens natur samt begreppet ’socialt förorsakande’. För att beskriva avledningars regelbundna argumentstruktur i form av kopplingen mellan syntaxen och semantiken upprättades deras prototypiska strukturer. Dessa verb har emellertid också specifika användningsområden som framhäver variationer i sociala relationer. Säregna egenskaper hos den sociala dominansens kausativer inkluderades i undersökningen och definierades som konstruktioner. Konstruktionerna omfattar speciella syntaktiska och/eller semantiska element och utöver det också pragmatiska värderande implikationer. Uppbyggnaden av den sociala dimensionen hos de undersökta verben består av egenskaper förbundna med typen av förorsakande, argumentens agentiva egenskaper (aktivitet eller passivitet, dominans, kontroll, viljestyrdhet och ansvarighet) samt konventionaliserade attityder och tolkningar. Ett exempel på en s.k. 'tolkningskonstruktion’ är den negativa dominansens uttryck som i avhandlingen kallas Maktmissbrukskonstruktionen. Denna konstruktion inkluderar talarens starkt kritiska hållning till den uttryckta situationen, t.ex. Asiakas juoksuttaa lentoemäntää ’Kunden låter flygvärdinnan springa’. Dessa konstruktioner fyller en viktig funktion i språklig kommunikation: att beskriva avvikande av sociala normer och att foga expressivitet till budskapet. Metodologiskt kombinerar denna avhandling teorier som baseras på det aktuella språkbruket och teoretisk lingvistisk analys. Verbens samt konstruktionernas konceptuella lexikala struktur och prototypstrukturerna analyserades med hjälp av den konceptuella semantikens verktyg, som har utvecklats av Jackendoff, Nikanne och Pörn.

Vaahtoamisen estäminen vesiohenteisissa sisäseinämaaleissa

Maalit ovat hyvin komplekseja seoksia, jotka sisältävät erilaisia pinta-aktiivisia aineita. Erilaisia pinta-aktiivisia apuaineita käytetään varsinkin vesiohenteisissa maaleissa veden korkean pintajännityksen takia. Nämä maalin komponentit saat-tavat kuitenkin aiheuttaa maaliin vaahtoamisongelmia. Maalien vaahtoaminen aiheuttaa esimerkiksi erilaisia pintavikoja maalikalvossa ja epäotpimaalista tuo-tantosäiliöiden ja pakkausten täyttöä. Joissain tapauksissa myös maalin funktio-naalisuus saattaa häiriintyä. Maalien vaahtoamista pyritään vähentämään pääasiassa vaahdonestäjiksi kutsu-tuilla apuaineilla. Tärkeimmät vesipohjaisissa maaleissa käytettävät vaahdonestäjät ovat mineraaliöljyjä sekä silikonipohjaisia vaahdonestäjiä. Tässä työssä tutkitaan kolmen eri vesiohenteisen sisäseinämaalin vaahtoamista ja mahdollisia keinoja vähentää sitä. Laboratoriossa kokeillaan nykyisten vaahdonestäjien tilalle mahdollisia korvaavia apuaineita. Lisäksi kullekin maalille luodaan koesuunni-telma, jonka mukaan toteutetaan tehtaalla sarja koeajoja, joilla pyritään löytämään sopiva vaahdonestäjän annostus sekä lisäystapa kullekin maalille, siten että maalien vaahtoaminen vähenee. Laboratoriokokeiden perusteella korvaavaa vaahdonestäjää nykyisten tilalle ei löydetty. Valmistusprosessin yhteydessä sen sijaan havaittiin, että vaahdonestäjän lisäystapaa muuttamalla voisi olla mahdollista vähentää maalien vaahtoamista merkittävästi lisäämättä käytettävää vaahdonestäjän annostusta.