Pituusleikkurin turvaväylät ja koneturvallisuus

Turvallisuuteen liittyvän ohjausjärjestelmän tehtävänä on siirtää ja käsitellä turvallisuuskriittistä tietoa. Esimerkiksi anturin (turvalaitteen) havaitessa vaaravyöhykkeelle pyrkivän ihmisen tulee ensimmäisenä tiedon välittyä ohjausjärjestelmään. Ohjausjärjestelmän on muodostettava saapuneen tiedon perusteella käsky tehonohjauselimille. Tehonohjauselimillä säädellään koneen käyttöenergian syöttöä ja sitä kautta on mahdollista pysäyttää koneen liike ennen mahdollisen vahingon sattumista. Perinteiset turvaratkaisut ovat perustuneet pakkotoimintaisiin releisiin ja kahdennuksiin. Tällämenetelmällä on toteutettu varmatoimintaisia turvaratkaisuja, joissa yksittäiset viat ovat paljastuneet. Nykyisin on kuitenkin yhä enemmän tarvetta integroida turvatoiminnot automaatiojärjestelmään ja toteuttaa turvaratkaisut hajautetuillajärjestelmillä. Hajautetut järjestelmät sisältävät osittain ohjelmoitavien järjestelmien etuja ja haittoja, mutta tuovat mukanaan myös uudenlaisia vikoja. Työn tarkoitus oli selvittää, millaisia rajoituksia koneturvallisuus asettaa paperiteollisuuden pituusleikkurien turvallisuuteen liittyville ohjausjärjestelmille, sekä selvittää turvallisuuteen liittyvien järjestelmien rakennetta ja ominaisuuksia. Tässä työssä tutkittiin AS-i, EsaLan ja ProfiSafe turvajärjestelmiä teknisten tietojen perusteella. Tutkitut järjestelmät ovat erilaisia ja soveltuvat tämän vuoksi hieman erilaisiin kohteisiin. Kaikilla näillä järjestelmillä on kuitenkin mahdollista toteuttaa pituusleikkurin turvaväyläjärjestelmässä riittävä turvallisuuden taso koneturvallisuuden näkökulmasta. Tämä edellyttää oikein tehtyä riskianalyysiä ja oikeita suunnittelumenetelmiä. Teknisten tietojen perusteella otettiin testattavaksi AS-i safety at workja EsaLan:in Compact järjestelmät, joille suoritettiin sähkömagneettiseen yhteensopivuuteen (EMC) ja toiminnallisuuteen liittyviä testejä.

Ennakoiva vikojen havaitseminen liityntäverkosta

Tässä diplomityössä on tutkittu mahdollisuuksia ennakoida ja havaita kaapelivikoja mahdollisimman varhaisessa vaiheessa teleoperaattorin liityntäverkosta, joka käsittää optisen rajapinnan ja asiakkaan välisen parikaapeleilla toteutetun osan verkkoa. Liityntäverkon ikääntyessä kaapeleiden ja liitosten viat yleistyvät sekä niiden korjauskustannukset kasvavat. Mahdollisimmanvarhaisessa vaiheessa vikoja havaitsemalla ehkäistään vikojen laajentumista sekä asiakkaiden palveluiden katkeamista. Kannattavin tapa toteuttaa liityntäverkon vikoja ennakoiva järjestelmä Elisa Oyj:n tapauksessa on hyödyntää yrityksessä uudistettua DSL-tekniikkaa. DSLAM:eilla päivittäin suoritetuilla mittauksilla voidaan havaita liityntäverkon kaapeleiden kunnon heikkeneminen sekä vikaantumiset. Työssä on tutkittu vikatapausten aiheuttamia muutoksia linjojen sähköisiin ominaisuuksiin sekä niiden näkymistä mittaustuloksissa. Työssä löydettiin menetelmät toteuttaa liityntäverkon kuntoa mittaava ja tarkkaileva järjestelmä. Ennakoivalla toiminnalla voidaan aikaansaada merkittäviä kustannussäästöjä viankorjausprosessin eri vaiheissa sekä parantaa palveluiden laatua.

Evaluation of Routing solution for Next Generation Open Platform

Verkkoon kytkettävien laitteiden määrä on lisääntynyt viime vuosina, joka luo tarpeen reitittimille ja niiden ominaisuuksille. On muodostunut uusi tarve laitteille, jotka voivat yhdistää erilaisia verkkoja toisiinsa. Tällaisen reitittimen rakentamiseen tarvitaan vakaa alusta. Tällaisella alustalla luodaan mahdollisuus kuormittaa järjestelmää ilman suuria ongelmia. Tällainen alusta on Open Platform, joka on suunniteltu tällaisille toiminnoille ja yhdessä oikeanlaisen verkkoratkaisun kanssa sitä voidaan käyttää sille suunnitellussa ympäristössä. Tämän diplomityön tarkoituksena on arvioida neljää eri reititysohjelmistoa ja kahta eri IP pinoa. Työssä käytetyt testit on suunniteltu arviointia varten ja niiden tarkoituksena on tuoda esille ohjelmistoissa esiintyvät viat ja ongelmat. Kaikki testit ovat samoja kaikille ohjelmille ja tehdään samassa ympäristössä. Testit analysoidaan niiden ajon jälkeen ja niiden tulosten avulla tehdään päätös mitä näistä ohjelmistoista tullaan käyttämään seuraavan sukupolven avoimella alustalla, joka tulee toimimaan Nokian Intelligent Service Nodessa. Tämä verkon laite toimii yhdyskäytävänäerilaisten verkkojen välillä.

Design of an Embedded Computer Board for Networking Applications

Tämä diplomityö tehtiin Convergens Oy:lle. Convergens on elektroniikan suunnittelutoimisto, joka on erikoistunut sulautettuihin järjestelmiin sekä tietoliikennetekniikkaan. Diplomityön tavoitteena oli suunnitella tietokonekortti tietoliikennesovelluksia varten asiakkaalle, jolta vaatimusmäärittelyt tulivat. Työ on rajattu koskemaan laitteen prototyypin suunnittelua. Työssä suunnitellaan pääasiassa WLAN-tukiaseman tietokone. Tukiasema onasennettavissa toimistoihin, varastoihin, kauppoihin sekä myös liikkuvaan ajoneuvoon. Suunnittelussa on otettu nämä asiat huomioon, ja laitteen akun pystyy lataamaan muun muassa auton akulla. Langattomat tekniikat ovat voimakkaasti yleistymässä, ja tämän työn tukiasema tarjoaakin varteenotettavan vaihtoehdon lukuisilla ominaisuuksillaan. Mukana on mm. GPS, Bluetooth sekä Ethernet-valmius. Langattomien tekniikoiden lisäksi myös sulautetut järjestelmät ovat voimakkaasti yleistymässä, ja nykyään mikroprosessoreita löytääkin lähesmistä vain. Tässä projektissa käytetty prosessori on nopeutensa puolesta kilpailukykyinen, ja siitä löytyy useita eri rajapintoja. Jatkossa tietokonekortille on myös tulossa WiMAX-tuki, joka lisää tukiaseman tulevaisuuden arvoa asiakkaalle. Projektiin valittu Freescalen MPC8321E-prosessori on PowerPC-arkkitehtuuriin perustuva ja juuri markkinoille ilmestynyt. Tämä toi mukanaan lisähaasteen, sillä kyseisestä prosessorista ei ollut vielä kaikkea tietoa saatavilla. Mekaniikka toi omat haasteensa mukanaan, sillä se rajoitti piirilevyn koonniin, että ylimääräistä piirilevytilaa ei juurikaan jäänyt. Tämän takia esimerkiksi DDR-muistit olivat haastavia reitittää, sillä muistivetojen on oltava melko samanpituisia keskenään. Käyttöjärjestelmänä projektissa käytetään Linuxia. Suunnittelu alkoi keväällä 2007 ja toimiva prototyyppi oli valmis alkusyksystä. Prototyypin testaus osoitti, että tietokonekortti kykenee täyttämään kaikki asiakkaan vaatimukset. Prototyypin testauksessa löytyneet viat ja optimoinnit on tarkoitus korjata tuotantomalliin, joten se antaa hyvän pohjan jatkosuunnittelua varten.

Methods of Jet to Wire Speed Ratio Determination and Its Effect in Paper and Board Manufacture

Suihku/viira-nopeussuhde on perälaatikon huulisuihkun ja viiran välinen nopeusero. Se vaikuttaa suuresti paperin ja kartongin loppuominaisuuksiin, kuten formaatioon sekä kuituorientaatioon ja näin ollen paperin lujuusominaisuuksiin. Tämän johdosta on erityisen tärkeää tietää todellinen suihku/viira-nopeussuhde paperin- ja kartonginvalmistuksessa. Perinteinen suihku/viira-nopeussuhteen määritysmenetelmä perustuu perälaatikon kokonaispaineeseen. Tällä menetelmällä kuitenkin todellinen huulisuihkun nopeus saattaa usein jäädä tietämättä johtuen mahdollisesta virheellisestä painemittarin kalibroinnista sekä laskuyhtälön epätarkkuuksista. Tämän johdosta on kehitetty useita reaaliaikaisia huulisuihkun mittausmenetelmiä. Perälaatikon parametrien optimaaliset asetukset ovat mahdollista määrittää ja ylläpitää huulisuihkun nopeuden “on-line” määrityksellä. Perälaatikon parametrejä ovat mm. huulisuihku, huuliaukon korkeusprofiili, reunavirtaukset ja syöttövirtauksen tasaisuus. Huulisuihkun nopeuden on-line mittauksella paljastuu myös muita perälaatikon ongelmakohtia, kuten mekaaniset viat, joita on perinteisesti tutkittu aikaa vievillä paperin ja kartongin lopputuoteanalyyseillä.

Päällystettyä hienopaperia valmistavan tuotantolinjan tuotannon tehokkuuden kehittäminen

Diplomityön tavoitteena on selvittää paperivioista aiheutuvien katkojen syyt paperikoneella ja pyrkiä löytämään ratkaisu ongelmiin erilaisia vianilmaisujärjestelmiä apuna käyttäen. Työssä analysoidaan laatuhylyn synty tuotantolinjan eri kohteissa. Lisäksi tilastoidaan häiriöseisokkisyyt ja sitä kautta pyritään painottamaan kunnossa-pidon tärkeyttä tuotantolinjan tehokkuudessa. Kirjallisuusosassa tutustutaan hyötysuhteen määritelmään ja käsitellään tuotantolinjan hyötysuhteeseen vaikuttavia tekijöitä. Kirjallisuusosassa selvitetään päällystetyn hienopaperin tuoteanalyysin avulla ominaisuudet, joilla on vaikutusta ajettavuuteen ja katkoherkkyyteen on-line päällystävällä hienopaperikoneella. Kokeellisessa osassa selvitetään tuotantoaikaa vähentävien tekijöiden syyt ja mahdolli-set aiheuttajat erilaisten vikaprofiilien avulla. Kokeellisessa osassa analysoidaan myös tuotantolinjan hylyn syntyyn vaikuttavat tekijät ja pyritään minimoimaan hylyn määrä. Pohjapaperin täplät aiheuttivat reikäkatkoja ja hylyn syntymistä kalanterin aukaisujen takia. Reunaviat ja kireysheitot aiheuttivat myös runsaasti katkoja. Lukuisat häiriöseisokit aiheuttivat aikahävikkiä. Häiriöseisokkeja aiheuttivat viat mekaanisissa laitteissa, narujen vaihdot ja rullausruuhkat. Telasuojelun aiheuttamat kalanterin aukaisut olivat työn alussa suurin paperin hylkäyssyy. Telasuojelun optimoinnin ja pohjapaperin täplien määrän vähenemisen myötä telasuojeluaukaisut vähenivät. Lajinvaihdot ja katkot olivat suurimmat hylyn aiheuttajat työn loppuaikana.

Röntgenillä mitattujen tukin laatutietojen analysointi metsäjärjestelmän erätietojen suhteen

Röntgentekniikkaa hyödyntävä tukkien laaduttaminen on mandollistanut raaka-aineen tehokkaamman hyötykäytön. Puun viat ja ominaisuudet voidaan havaita röntgentekniikkaa käyttäen ennen raaka-aineen jatkojalostamista., näin raaka-aine voidaan hyödyntää mandollisimman hyvin sen ominaisuuksien perusteella. Diplomityö on tehty Stora Enso -konserniin kuuluvalle Stora Enso Timberille. Tutkimuksen ensisijaisena tavoitteena on ollut analysoida Honkalanden sahan röntgenin mittaamia laatutietoja. Tavoitteena oli selvittää, voiko laatutietojen perusteella määrittää leimikkokohtaisia laatueroja eri maantieteellisille alueille tai kasvupaikkatyypeille.

Palvelutasopoikkeamariskin kustannusvaikutusten määrittäminen tietoliikennepalveluiden tuotannossa

Tutkimuksen päämääränä oli selvittää laadullisin menetelmin millaisia kustannusvaikutuksia laajavaikutteiset palvelutasopoikkeamat, eli erilaiset viat tai häiriöt tietoliikennepalveluissa aiheuttavat kohdeyrityksen tietoliikennepalveluiden tuotannossa. Tutkimus muistutti lähtökohdiltaan paljolti riskianalyysia, sillä sen tavoitteina oli tunnistaa merkittävimmät palvelutasopoikkeamien aiheuttajat, arvioida palvelutasopoikkeaman kustannusvaikutuksia ja pohtia millaisin toimin ja kustannuksin palvelutasopoikkeamia voitaisiin ehkäistä. Tutkimusongelmaa lähestyttiin jakamalla palvelutasopoikkeaman kustannusvaikutukset viankorjauksesta aiheutuviin välittömiin ja asiakasvaikutusten kautta mahdollisesti syntyviin välillisiin kustannuksiin. Välillisiä kustannuksia aiheuttaviksi ilmiöiksi tunnistettiin palvelukatkon aiheuttama liikennetulomenetys, nykyisten tai potentiaalisten asiakkaiden menettäminen ja nykyisten asiakkaiden alentunut ostohalukkuus. Yhteenvetona tutkimuksessa tehtyihin havaintoihin perustuen välilliset kustannukset eivät osoittautuneet niin merkittäviksi kuin tutkimuksen aloitusvaiheessa oletettiin, mutta lisätutkimus aiheesta voi olla perusteltua.

Painelaitteiden kunnonvalvonta ja kemikaaliputkistojen rakennuttaminen

Painelaitteet ja kemikaaliputkistot ovat yleisiä varsinkin kemian alan yrityksissä. Omista-jan ja haltijan on tiedettävä niihin liittyvä lainsäädäntö, ja osattava soveltaa niitä käytän-töön. Työssä on selvitetty painelaitteisiin ja kemikaaliputkistoihin liittyvän lainsäädännön olen-naisin sisältö. Nykyisin painelaitteiden määräaikaistarkastuksia voidaan korvata painelait-teen seurannalla ja kunnonvalvontajärjestelmällä. Mitä se käytännössä tarkoittaa, ja onko Suomessa mahdollisuutta kuinka laajasti hyödynnetty? On tärkeää tuntea painelaitteiden ja kemikaaliputkistojen vikaantumismekanismit ja kunnonvalvontamenetelmät, jotta yritys voi luoda omaan toimintaympäristöön soveltuvan kunnonvalvontajärjestelmän tai paine-laitteiden seurannan. On pyrittävä siihen, että ongelmat havaitaan, ennen kuin vaurio syn-tyy. Kunnonvalvontajärjestelmän luomiseen ja ylläpitoon voidaan hyödyntää painelaittei-den riskiperusteiseen kunnossapitoon ja tarkastukseen tarkoitettua menettelyä. Työssä on tarkemmin käyty läpi menettelyn sisältö. Kustannustehokkuus ja tuotantolaitteiden käytettävyys ovat nousseet tärkeiksi osa-alueiksi kilpailukyvyn takaamiseksi. Painelaitteiden tarkastuksista ja muista painelaitteisiin ja ke-mikaaliputkistoihin liittyvistä ennakkohuolloista syntyvät kustannukset ovat merkittäviä. Näihin kohdistuvia kustannussäästöjä voidaan saavuttaa monin keinoin huonontamatta kuitenkaan turvallisuutta. Työssä on selvitetty kohdeyrityksen painelaitteet ja kemikaali-putkistot. Lisäksi on käyty läpi nykyinen tarkastusjaksotus, keskeisimmät viat ja tarkastuk-siin liittyvää kustannushistoriaa. Lopputuloksena on syntynyt esiselvitys ja kemikaaliputkistojen hankkimista helpottavaa tietoa. Esiselvityksen avulla kohdeyritys voi yhdessä kunnossapitoyrityksen kanssa laatia strategian painelaitteiden kunnossapidolle ja tarkastuksille. Merkittäviä kustannussäästöjä on saavutettavissa ehdotetuilla jatkotoimenpiteillä, vaikka päädyttäisiin edelleen painelait-teiden tarkastuksien osalta noudattamaan olemassa olevaa käytäntöä.

Hevonen irtaimen kaupan tapauksena - laatuvirhe ja siihen varautuminen

Tutkimuksessa tarkastellaan hevoskauppaa ja sen erityispiirteitä suhtees-sa irtaimen kauppaa säätelevään lainsäädäntöön. Tavoitteena on tuoda esiin hevosesta johtuvia erityispiirteitä ja pohtia sovellettavan lainsäädän-nön soveltuvuutta hevosen kauppaan. Tarkastelu kohdentuu erityisesti hevoselle ominaisiin laatuvirheen muotoihin, kuten sairauksiin ja fyysisiin vikoihin. Lisäksi tarkastellaan, miten esiin nostettuihin erityispiirteisiin on varauduttu hevoskauppaan tarkoitetuissa kauppasopimusmalleissa. Hevoskauppaan pätee sama lainsäädäntö kuin minkä tahansa muun ir-taimen tavaran kauppaan. Virheeseen varautuminen yksityiskohtaisesti sopimalla korostuu hevoskaupassa, koska täydellistä ja virheetöntä hevosta ei ole olemassakaan. Myyjän näkökulmasta onnistuneessa kauppaprosessissa neuvotellaan virheen mahdollisuus niin pieneksi kuin se on mahdollista. Tähän instrumentit antavat lainsäädäntö ja erityisesti sopimusoikeudelliset keinot. Ostajan näkökulmasta onnistuneessa kaupassa hän on kyennyt asiantuntijoihin tukeutuen tunnistamaan ennalta hevosen viat ja muut epämieluisat ominaisuudet. Nämä tiedostaen ostaja määrittää, mitä virheitä on valmis hyväksymään. Hevoskaupassa riidan välittömät ja välilliset kustannukset suhteessa maksettuun kauppahintaan voivat nousta korkeiksi. Hevoskaupassa usein ainoa kirjallinen dokumentti on omistajanvaihdosilmoitus, eikä kauppasopimuksen laatiminen kirjallisena ole itsestäänselvyys. Yksinomaan hevoskauppaan liittyvien juridisten kysymysten tekeminen näkyväksi on tärkeää. Irtaimen kauppaa säätelevä lainsäädäntö ei kuitenkaan tunnista riittävällä tarkkuudella hevosen erityispiirteitä persoonaesineenä, vaan väliin tarvi-taan vakiosopimusten kaltaisia apuvälineitä kaupan osapuolten tueksi.

Analogisen tunnisteanalyysin käyttö korjauspalveluissa mikropiirien ylijännitteestä aiheutuneiden vaurioiden paikantamisen

Korjauspalveluissa aikaa vieviä tapauksia ovat mikropiirien vaikeasti paikannettavat viat. Tällaista vianetsintää varten yrityksemme oli ostanut Polar Fault Locator 780 –mittalaitteen, jolla voidaan mitata mikropiirien toimintaa käyttämällä analogista tunnisteanalyysiä. Diplomityön tavoitteena oli selvittää, miten mittaustapaa voidaan käyttää korjauspalveluissa. Tutkintaa lähestyttiin joidenkin tyypillisten komponenttien näkökulmasta, mutta pääpaino oli mikropiireissä. Joitain mikropiirejä vaurioitettiin tahallisesti, jolloin mittaustulokset uusittiin ja tutkittiin miten vaurioituminen näkyy mittaustuloksissa. Tutkimusmenetelmänä oli kirjallisuus ja empiirinen kokeellisuus. Diplomityön tuloksena oli, että tätä mittaustapaa käyttämällä mikropiirien kuntoa voidaan tutkia. Ongelmiksi osoittautuivat alkuperäinen oletus mittalaitteen tuloksien tulkinnasta ja taustamateriaalin heikko saatavuus. Täten mittalaite parhaiten soveltuu tilanteisiin, joissa sen antamia tuloksia verrataan suoraan toisen toimivaksi tunnetun yksikön mittaustuloksiin. Vaurioitettaessa komponenteissa oli kuitenkin havaittavissa selvä poikkeavuus.

Salausprosessoriarkkitehtuurit

Salausprosessorin tehtävä on suorittaa yhtä tai useampaa salausalgoritmia. Salauksen laskeminen on tarkoin rajattu ongelma, jonka ympärille salausprosessori rakennetaan. Algoritmien väliset erot ovat merkittäviä, joten sopivan algoritmin valinta riippuu täysin sovelluksesta. Yleensä salausalgoritmeja voidaan käyttää myös eri moodeissa, jotka vaikuttavat salauksen luotettavuuteen ja nopeuteen. On olemassa muutamia standardoituja laajasti käytettyjä algoritmeja, jotka ovat luotettavaksi todettuja ja joista ei toistaiseksi ole löytynyt vakavia heikkouksia. Algoritmin luotettavuuden lisäksi myös suorituskyky ja skaalautuvuus ovat usein tärkeitä kriteerejä. Eri käyttökohteilla saattaa olla hyvin erilaiset vaatimukset. Suunnittelun alkuvaiheessa täytyy päättää muun muassa kuinka korkealle tietoturvan vaatimukset laitetaan, kuinka monta erilaista algoritmia halutaan tukea ja kuinka nopea järjestelmän täytyisi vähintään olla. Laitteiston joustavuus, suorituskyky ja tietoturvallisuus ovat toisiaan osittain poissulkevia ominaisuuksia. Joustavuus on erittäin suotava ominaisuus. Joustavan järjestelmän viat voidaan paremmin korjata jälkikäteen, sen ohjelmistoa on mahdollista muokata tarpeen vaatiessa ja useamman salausalgoritmin tukeminen on helpompaa. Salausprosessorin suorituskykyä mitataan ennen kaikkea salausprosessorin nopeudessa, mutta myös virrankulutus liittyy suorituskykyyn olennaisesti. Virrankulutus on erityisen tärkeä langattomissa ja pienissä laitteissa. Tietoturvan mittaaminen on haastavaa ja se tulisi ottaa huomioon jokaisessa vaiheessa suunnittelusta valmistukseen. Pienikin virhe saattaa pahimmillaan tehdä koko järjestelmästä tietoturvattoman. Salausprosessoriarkkitehtuuri ei ole terminä alan kirjallisuudessa yksikäsitteinen. Erilaisia salausprosessoriratkaisuja voidaan erotella ainakin niiden valmistustavan tai rakenteen perustella. Yleisimmät valmistustavat ovat räätälöity mikropiiri, uudelleenohjelmoitava porttimatriisi ja ohjelmistototeutus. Räätälöidyillä mikropiireillä saavutetaan paras suorituskyky, mutta ne ovat muita vaihtoehtoja huomattavasti vaikeampia valmistaa, kalliimpia ja joustamattomampia. Ohjelmistototeutus tarkoittaa tavallisella yleiskäyttöisellä prosessorilla ajettavaa salausohjelmistoa. Ohjelmistototeutuksen hyvänä puolena on sen suuri joustavuus, mutta se on myös tietoturvattomampi ja hitaampi kuin muut vaihtoehdot. Uudelleenohjelmoitavilla porttimatriiseilla saavutetaan samoja suorituskyvyn hyötyjä joita saadaan räätälöidyistä mikropiireistä ja ne ovat myös uudelleenohjelmoitavuutensa ansiosta joustavia.