Höyrynkehitin-vedenlämmitin-energialaitoksen kunnossapidon tuotteistaminen

Työn tavoitteena on luoda ehdotus toimintamalliksi, jolla Polarmatic Oy:n valmistaman Turbomatic-energialaitoksen kunnossapitotoimintaa voitaisiin suorittaa. Kunnossapito on yrityksessä mielenkiinnon kohteena, koska asiakkaiden suunnalta on asiaa kohtaan ollut kiinnostusta. Toimintamallia on tarkoitus muuttaa vikoja ehkäiseväksi ja suunnitelmallisemmaksi. Nykyinen käyttö vikaantumiseen asti aiheuttaa ennakoimatonta korjaustarvetta. Työssä tutustutaan kunnossapitopalvelun tuotteistamiseen ja tuotteistamisprosessiin. Palvelun tuotteistaminen on prosessi, jossa asiakkaalle tarjottava palvelumääritellään, suunnitellaan ja kuvataan. Asiantuntijapalvelun, tässä tapauksessa kunnossapitopalvelun, tarjoaminen lähtee aina tuotteen syvällisestä tuntemuksesta. Turbomaticin kunnossapidon suunnittelua varten työssä käydään läpi energialaitoksen tekninen kuvaus, huoltokohteet ja vikaantuminen. Tiedot on kerätty Polarmaticin henkilökunnan haastatteluista. Kunnossapidon teoriaan ja palvelun tuotteistamiseen tutustutaan kirjallisuuden ja ajankohtaisen lähdemateriaalin avulla. Lisäksi työssä perehdytään muiden yritysten tarjoamiin kunnossapitopalveluihin internetsivuilta. Tulokseksi työstä saadaan toimintaehdotus kunnossapidon järjestämisestä. Vuosihuollon suorittamista varten on työssä liitteenä vuosihuollon tarkastuspöytäkirja. Lisäksi vuosihuoltotarjousten tekoa varten on tehty laskentaohjelma.

Paperiteollisuuden prosessinostureiden elinjaksokustannuslaskenta

Tutkimuksen tavoitteena oli selvittää, kuinka paljon paperi- ja kartonkikoneiden prosessinosturit aiheuttavat kustannuksia siirrettyä tonnia kohti. Asiaa tarkasteltiin asiakkaan näkökulmasta. Työn lisätavoitteena oli myös pohtia uutta elinjaksokustannuksiin perustuvaa nostopalvelumallia, jossa asiakas maksaa saamastaan hyödystä siirrettyjen tonnien mukaisesti. Elinjaksokustannuslaskentaa (LCC= Life Cycle Cost) hyödynnetään laskettaessa tuotteeseen kohdistuvia kokonaiskustannuksia. Työssä tutkittiin neljää eri prosessinosturia, joiden kustannukset jaettiin investointi-, käyttö-, kunnossapito- ja epäkäytettävyyskustannuksiin. Tämän kustannusten jaottelun perusteella työssä rakennettiin LCC-laskentamalli, jonka avulla nostureiden vuosittaiset kustannukset voitiin määrittää. Työssä tutkittujen neljän nosturin tapauksissa saatiin laaditulla laskentamallilla kokonaiskustannuksiksi 0,50 - 1,00 euroa ja kunnossapitokustannuksiksi 0,07 - 0,14 euroa siirrettyä tonnia kohti. Herkkyysanalyysien tuloksissa laskentakorolla oli kolmessa tapauksessa neljästä suurin vaikutus kokonaistulokseen. Kymmenen prosentinmuutos laskentakorossa vaikutti noin 6 % - 7,5 %:a lopputulokseen. Huoltotuntien määrällä taas oli tutkituista tekijöistä vähiten vaikutusta kokonaistulokseen. Nostopalvelusta luotiin kolmitasoinen. Ylimmällä tasolla asiakkaan ei enää tarvitse omistaa omaa nosturia, vaan asiakas maksaa ainoastaan siirretyistä tonneista. Tarkastelun johtopäätöksenä on, että solmimalla nostopalvelusopimuksen asiakas voi saada paremman ennustettavuuden kunnossapitokustannuksiinsa ja mahdollisuuden säästää omistuskustannuksissa.

PGW-linjan käyttövarmuuden ja kunnossapidon tehokuuden parantaminen kiinteällä kunnonvalvonnalla

Tämän diplomityön lähtökohtana on tutkia kiinteän kunnonvalvonnan ja ehkäisevän kunnossapidon edellytyksiä ja mahdollisuuksia Anjalan Paperitehtaan painehiomossa. Työn tavoitteena on kunnossapidon kustannustehokkuuden parantaminen ja häiriöaikojen vähentäminen ja sitä kautta koko tuotantoprosessin tuottavuuden nostaminen. Työn alussa tarkastellaan tämänhetkisiä prosessilaitteiston häiriötekijöitä ja kunnossapidon vaikutusmahdollisuuksia häiriöiden korjaukseen ja kustannuksiin. Tarkastelun perusteella päädyttiin painehiomossa ehkäisevän kunnossapidon määrän nostamiseen ja kiinteän kunnonvalvontajärjestelmän käyttöönottoon H4-linjalla. Jatkuvatoimisen kunnonvalvonnan edut tutkimuksen ja teorian perusteella ovat laitteiden käyttövarmuuden olennainen paraneminen ja kunnossapitokustannusten aleneminen. Työn kokeellisen osan perusteella kunnossapitokustannukset alenivat noin 24 % ja käytettävyyden tehostumisen johdosta laitehäiriöt alenivat 50 %:lla. Tulokset saatiin aikaan toteuttamalla suunnitellut ehkäisevät huollot kriittisille laitteille. Kiinteä kunnonvalvonta antoi kunnossapidolle tiedon laitteiden oikea-aikaisesta huoltovälistä. Investoinnin hyödyt saatiin täysmääräisesti käyttöön jo laitteiston ensimmäisen käyttövuoden aikana. Henkilöstön osaamiskapasiteetin nosto tulee vielä lisäämään edellä mainittuja hyötyjä.

Teollisuuden kunnossapitopalveluiden kustannusmalli yritysverkostossa

Tämän tutkimuksen päätavoitteena oli luoda yleisellä tasolla teollisuuden kunnossapitopalveluille kustannusmalli käytännön päätöstilanteiden avuksi. Kustannusmallin tarkoitus oli, että sitä voidaan käyttää kaikissa päätöstilanteissa, joissa pyritään vaikuttamaan kunnossapidon aiheuttamiin kustannuksiin, joko kunnossapitopalveluiden tarjoajan tai asiakkaan tai molempien toimesta. Kustannusmalli eroaa perinteisistä kustannusmalleista näkökulmansa osalta. Aiemmin kehitetyissä teollisuuden kunnossapitopalveluiden kustannusmalleissa on esitetty palveluntarjoajan omat kustannukset tai asiakkaan kustannukset, mutta ei molempia kustannuksia samanaikaisesti. Kustannusmallia testattiin pienessä yritysverkostossa, johon kuului Sellutehdas, Kunnossapitoyhtiö ja Laitetoimittaja. Verkostossa kunnossapitoprosesseja tutkittiin tapaustutkimuksen keinoin. Tutkittuja tapauksia oli yhteensä kolme kappaletta, joista kaikki sijoittuivat sellun valmistusprosessin eri vaiheisiin ja ne olivat luonteeltaan hyvin erilaisia. Työn teoriaosa pohjautuu pääasiassa teollisuuden kunnossapitoa käsitteleviin artikkeleihin, tutkimuksiin ja kirjoihin. Lisäksi käsitellään hinnoittelun ja kustannuslaskennan teoriaa. Työn empiirinen osa perustuu haastatteluihin ja yrityksiltä saatuihin kustannustietoihin. Haastattelujen ja kustannustietojen avulla testattiin kustannusmallia. Testauksen jälkeen analysoitiin saatuja tuloksia ja kustannusmallia. Työn keskeiset tulokset liittyivät siihen, mitä kustannuksia tulee huomioida kustannusmallissa ja millainen on käyttökelpoinen kustannusmalli. Kustannusmallin käyttöön ja kehittämiseen liittyi myös ongelmia, jotka tuodaan työn loppuvaiheessa esille. Keskeinen ongelma mallin käytössä oli, että yritysverkoston osapuolet eivät halunneet avata euromääräisiä kustannustietojaan vielä toisilleen. Tämän vuoksi kustannusmallissa esitetään ainoastaan kustannuserien prosentuaalisia osuuksia yritysten aiheutuneista kunnossapidon kokonaiskustannuksista. Pelkkien prosentuaalisten kustannusten analysoiminen oli haasteellisempaa, koska esimerkiksi kustannusten suuruusluokka näkyy vain euroissa.

Paineellisten rumpusuodinten kunnossapitostrategian kehittäminen ja implementointi

Tutkimuksen tavoitteena oli luoda UPM-Kymmene Oyj:n Kaukaan sellutehtaalle tuotannolliset näkökulmat huomioiva ja kunnossapitokustannukset optimoiva paineellisten rumpusuodinten kunnossapitostrategia. Paineelliset rumpusuotimet on sellutehtaan kuitulinjan keskeinen laiteryhmä, jonka vuosittaiset kunnossapitokustannukset ovat merkittävät. Tarkastelu työssä keskittyi paineellisen rumpusuotimen päätytiivistyksen kunnossapitostrategian kehittämiseen, koska päätytiivistys muodostaa laitteen vuosittaisista kustannuksista suurimman osan. Kunnossapitokustannusten optimointi suoritettiin strategisen johtamisen periaatteiden mukaisesti eri teknistaloudelliset näkökulmat huomioiden. Kunnossapidon toteutukselle määriteltiin tuotannon tavoitteet, jonka perusteella luotiin uusi kunnossapitostrategia. Työssä tehdyn tutkimuksen perusteella siirtymällä korjaavasta kunnossapidosta ehkäisevään kunnossapitoon, voidaan saavuttaa säästöjä kunnossapitokustannuksissa. Uuden strategian toteutumisen mahdollistamiseksi määriteltiin strategiset projektit, jotka käsittelivät muun muassa uusien tiivistemateriaalien käyttöönottoa, alajärjestelmien muutostöitä sekä toimintatapojen muutoksia. Strategian ja strategisten projektien toteutusta varten laadittiin kirjalliset dokumentit, joiden perusteella implementointi suoritetaan. Toimenpiteille määriteltiin vastuuhenkilöt ja toteutusajat, joiden mukaisesti eri organisaatiotasot toimivat. Strategia laadittiin seuraavalle kymmenelle vuodelle, mutta strategian toteutusta ja tuloksia on seurattava vuosittain. Muuttuvassa liiketoimintaympäristössä kunnossapidon optimitila ei ole staattinen, joten strategiaa on oltava valmis päivittämään. Aktiivisella ja suunnitelmallisella toiminnalla on mahdollista saavuttaa merkittäviä säästöjä tuotannon ja kunnossapidon näkökulmasta.

Kunnossapidon kustannusmalli: riskit ja hyödyt yritysverkostossa

Tämän tutkimuksen päätavoitteena oli yhdistää riski- ja hyötykomponentit aiemmassa tutkimuksessa rakennettuun kunnossapidon kustannusmalliin. Jotta tämä voitiin tehdä, täytyi ensiksi määrittää mitä riskejä ja hyötyjä esiintyy kunnossapidon yritysverkostossa laitekohtaisella tasolla eri toimijoiden näkökulmista.Tutkimuksen metodologian perusta oli konstruktiivinen tutkimus. Lähdeaineisto koostui teollisuuden kunnossapitoa, verkostoitumista, elinkaariajattelua, riskienhallintaa sekä hyötyjä käsittelevistä oppikirjoista, tieteellisistä julkaisuista, artikkeleista ja opinnäytetöistä. Empiriaosan materiaalina käytettiin valittujen yritysten julkisia aineistoja. Työn keskeiset tulokset liittyvät uuteen kunnossapidon kustannusmalliin, joka ottaa huomioon riski- ja hyötykomponentit laitekohtaisella tasolla sekä myös verkosto- ja elinkaarinäkökulman. Kustannusmallissa esiintyvien hyötyjen oli katsottu saavutettavan riskienhallinnan kautta. Riskienhallinnalla voidaan vaikuttaa kunnossapidon kustannuksiin. Kustannusmallia voidaan hyödyntää kustannusten, riskien ja hyötyjen tasapuoliseen jakoon yritysverkostossa. Kustannusmallin empiirinen testaus rajattiin tämän tutkielman ulkopuolelle.

AMB system for high-speed motors using automatic commissioning

The general trend towards increasing e ciency and energy density drives the industry to high-speed technologies. Active Magnetic Bearings (AMBs) are one of the technologies that allow contactless support of a rotating body. Theoretically, there are no limitations on the rotational speed. The absence of friction, low maintenance cost, micrometer precision, and programmable sti ness have made AMBs a viable choice for highdemanding applications. Along with the advances in power electronics, such as signi cantly improved reliability and cost, AMB systems have gained a wide adoption in the industry. The AMB system is a complex, open-loop unstable system with multiple inputs and outputs. For normal operation, such a system requires a feedback control. To meet the high demands for performance and robustness, model-based control techniques should be applied. These techniques require an accurate plant model description and uncertainty estimations. The advanced control methods require more e ort at the commissioning stage. In this work, a methodology is developed for an automatic commissioning of a subcritical, rigid gas blower machine. The commissioning process includes open-loop tuning of separate parts such as sensors and actuators. The next step is to apply a system identi cation procedure to obtain a model for the controller synthesis. Finally, a robust model-based controller is synthesized and experimentally evaluated in the full operating range of the system. The commissioning procedure is developed by applying only the system components available and a priori knowledge without any additional hardware. Thus, the work provides an intelligent system with a self-diagnostics feature and an automatic commissioning.

Data collection and criticality analysis for cost effective maintenance during the life cycle of a flue gas line

Työn tarkoituksena oli kerätä käyttövarmuustietoa savukaasulinjasta kahdelta suomalaiselta sellutehtaalta niiden käyttöönotosta aina tähän päivään asti. Käyttövarmuustieto koostuu luotettavuustiedoista sekä kunnossapitotiedoista. Kerätyn tiedon avulla on mahdollista kuvata tarkasti laitoksen käyttövarmuutta seuraavilla tunnusluvuilla: suunnittelemattomien häiriöiden lukumäärä ja korjausajat, laitteiden seisokkiaika, vikojen todennäköisyys ja korjaavan kunnossapidon kustannukset suhteessa savukaasulinjan korjaavan kunnossapidon kokonaiskustannuksiin. Käyttövarmuustiedon keräysmetodi on esitelty. Savukaasulinjan kriittisten laitteiden määrittelyyn käytetty metodi on yhdistelmä kyselytutkimuksesta ja muunnellusta vian vaikutus- ja kriittisyysanalyysistä. Laitteiden valitsemiskriteerit lopulliseen kriittisyysanalyysiin päätettiin käyttövarmuustietojen sekä kyselytutkimuksen perusteella. Kriittisten laitteiden määrittämisen tarkoitus on löytää savukaasulinjasta ne laitteet, joiden odottamaton vikaantuminen aiheuttaa vakavimmat seuraukset savukaasulinjan luotettavuuteen, tuotantoon, turvallisuuteen, päästöihin ja kustannuksiin. Tiedon avulla rajoitetut kunnossapidon resurssit voidaan suunnata oikein. Kriittisten laitteiden määrittämisen tuloksena todetaan, että kolme kriittisintä laitetta savukaasulinjassa ovat molemmille sellutehtaille yhteisesti: savukaasupuhaltimet, laahakuljettimet sekä ketjukuljettimet. Käyttövarmuustieto osoittaa, että laitteiden luotettavuus on tehdaskohtaista, mutta periaatteessa samat päälinjat voidaan nähdä suunnittelemattomien vikojen todennäköisyyttä esittävissä kuvissa. Kustannukset, jotka esitetään laitteen suunnittelemattomien kunnossapitokustannusten suhteena savukaasulinjan kokonaiskustannuksiin, noudattelevat hyvin pitkälle luotettavuuskäyrää, joka on laskettu laitteen seisokkiajan suhteena käyttötunteihin. Käyttövarmuustiedon keräys yhdistettynä kriittisten laitteiden määrittämiseen mahdollistavat ennakoivan kunnossapidon oikean kohdistamisen ja ajoittamisen laitteiston elinaikana siten, että luotettavuus- ja kustannustehokkuusvaatimukset saavutetaan.

Item-level life-cycle model for maintenance network – from cost to additional value

The importance of industrial maintenance has been emphasized during the last decades; it is no longer a mere cost item, but one of the mainstays of business. Market conditions have worsened lately, investments in production assets have decreased, and at the same time competition has changed from taking place between companies to competition between networks. Companies have focused on their core functions and outsourced support services, like maintenance, above all to decrease costs. This new phenomenon has led to increasing formation of business networks. As a result, a growing need for new kinds of tools for managing these networks effectively has arisen. Maintenance costs are usually a notable part of the life-cycle costs of an item, and it is important to be able to plan the future maintenance operations for the strategic period of the company or for the whole life-cycle period of the item. This thesis introduces an itemlevel life-cycle model (LCM) for industrial maintenance networks. The term item is used as a common definition for a part, a component, a piece of equipment etc. The constructed LCM is a working tool for a maintenance network (consisting of customer companies that buy maintenance services and various supplier companies). Each network member is able to input their own cost and profit data related to the maintenance services of one item. As a result, the model calculates the net present values of maintenance costs and profits and presents them from the points of view of all the network members. The thesis indicates that previous LCMs for calculating maintenance costs have often been very case-specific, suitable only for the item in question, and they have also been constructed for the needs of a single company, without the network perspective. The developed LCM is a proper tool for the decision making of maintenance services in the network environment; it enables analysing the past and making scenarios for the future, and offers choices between alternative maintenance operations. The LCM is also suitable for small companies in building active networks to offer outsourcing services for large companies. The research introduces also a five-step constructing process for designing a life-cycle costing model in the network environment. This five-step designing process defines model components and structure throughout the iteration and exploitation of user feedback. The same method can be followed to develop other models. The thesis contributes to the literature of value and value elements of maintenance services. It examines the value of maintenance services from the perspective of different maintenance network members and presents established value element lists for the customer and the service provider. These value element lists enable making value visible in the maintenance operations of a networked business. The LCM added with value thinking promotes the notion of maintenance from a “cost maker” towards a “value creator”.

Organizing automation maintenance business in Russia

The target of this thesis is to find out potential of automation maintenance services in Russian industry, especially in the region of St. Petersburg. At the beginning of this study the industrial maintainability and process efficiency are discussed from the point of view of process automation. A survey of the present technology and maintenance methods has been made during five visits to local plants. The results of the interviews are analyzed numerically to clarify the common needs and the potential of automation maintenance services. The most interesting services are evaluated by their required resources to find economically justified solutions for the needs of the industry. As results of this study, some service products that would interest interviewed companies have been introduced. These could be offered to the industry to enhance cost-efficiency and productivity of processes.

Overview on the Cost-effectiveness of Maritime Safety Policy Instruments

Maritime safety is an issue that has gained a lot of attention in the Baltic Sea area due to the dense maritime traffic and transportation of oil in the area. Lots of effort has been paid to enhance maritime safety in the area. The risk exists that excessive legislation and other requirements mean more costs for limited benefit. In order to utilize both public and private resources efficiently, awareness is required of what kind of costs maritime safety policy instruments cause and whether the costs are in relation to benefits. The aim of this report is to present an overview of the cost-effectiveness of maritime safety policy instruments focusing on the cost aspect: what kind of costs maritime safety policy causes, to whom, what affects the cost-effectiveness and how cost-effectiveness is studied. The study is based on a literature review and on the interviews of Finnish maritime experts. The results of this study imply that cost-effectiveness is a complicated issue to evaluate. There are no uniform practices for which costs and benefits should be included in the evaluation and how they should be valued. One of the challenges is how to measure costs and benefits during the course of a longer time period. Often a lack of data erodes the reliability of evaluation. In the prevention of maritime accidents, costs typically include investments in ship structures or equipment, as well as maintenance and labor costs. Also large investments may be justifiable if they respectively provide significant improvements to maritime safety. Measures are cost-effective only if they are implemented properly. Costeffectiveness is decreased if a measure causes overlapping or repetitious work. Costeffectiveness is also decreased if the technology isn’t user-friendly or if it is soon replaced with a new technology or another new appliance. In future studies on the cost-effectiveness of maritime safety policy, it is important to acknowledge the dependency between different policy instruments and the uncertainty of the factors affecting cost-effectiveness. The costs of a single measure are rarely relatively significant and the effect of each measure on safety tends to be positive. The challenge is to rank the measures and to find the most effective combination of different policy instruments. The greatest potential offered for the analysis of cost-effectiveness of individual measures is their implementation in clearly defined risk situations, in which different measures are truly alternative to each other. Overall, maritime safety measures do not seem to be considered burdening for the shipping industry in Finland at the moment. Generally actors in the Finnish shipping industry seem to find maintaining a high safety level important and act accordingly.

Creating an open-books implementation framework for a maintenance-related value-based life-cycle model

This study is a qualitative action research by its nature with elements of personal design in the form of a tangible model implementation framework construction. Utilized empirical data has been gathered via two questionnaires in relation to the arranged four workshop events with twelve individual participants. Five of them represented maintenance customers, three maintenance service providers and four equipment providers respectively. Further, there are two main research objectives in proportion to the two complementary focusing areas of this thesis. Firstly, the value-based life-cycle model, which first version has already been developed prior to this thesis, requires updating in order to increase its real-life applicability as an inter-firm decision-making tool in industrial maintenance. This first research objective is fulfilled by improving appearance, intelligibility and usability of the above-mentioned model. In addition, certain new features are also added. The workshop participants from the collaborating companies were reasonably pleased with made changes, although further attention will be required in future on the model’s intelligibility in particular as main results, charts and values were all reckoned as slightly hard to understand. Moreover, upgraded model’s appearance and added new features satisfied them the most. Secondly and more importantly, the premises of the model’s possible inter-firm implementation process need to be considered. This second research objective is delivered in two consecutive steps. At first, a bipartite open-books supported implementation framework is created and its different characteristics discussed in theory. Afterwards, the prerequisites and the pitfalls of increasing inter-organizational information transparency are studied in empirical context. One of the main findings was that the organizations are not yet prepared for network-wide information disclosure as dyadic collaboration was favored instead. However, they would be willing to share information bilaterally at least. Another major result was that the present state of companies’ cost accounting systems will definitely need implementation-wise enhancing in future since accurate and sufficiently detailed maintenance data is not available. Further, it will also be crucial to create supporting and mutually agreed network infrastructure. There are hardly any collaborative models, methods or tools currently in usage. Lastly, the essential questions about mutual trust and predominant purchasing strategies are cooperation-wise important. If inter-organizational activities are expanded, a more relational approach should be favored in this regard. Mutual trust was also recognized as a significant cooperation factor, but it is hard to measure in reality.

Predicting the need for ditch network maintenance in drained peatland sites in Finland

Kunnostusojitustarpeen ennustaminen ojitusalueilla

Effect of drainage maintenance on the nutrient status on drained Scots pine mires

Tiivistelmä: Kunnostusojituksen vaikutus rämeiden ravinnetilaan