Strateginen materiaalihallinta

Tässä diplomityössä käydään läpi materiaalihallintaa strategisista näkökulmista, joihin kuuluvat strateginen suunnittelu ja johtaminen, hankintatoimi, materiaalihallinta ennustamisen ja varastoimisen kautta sekä yleinen toiminnan kehittäminen. Näiden osa-alueiden kokonaissummasta tulee käsite strateginen materiaalihallinta, jonka avulla tässä työssä yritetään ratkaista tutkimuskohteena olevan yrityksen materiaalihallinnan haasteita. Strateginen materiaalihallinnan suunnittelu pitää aloittaa hahmottamalla oma ympäristö, esimerkiksi portfolioanalyysiä ja Ishikawan kalanruotokaaviota hyväksikäyttäen. Tämän jälkeen omat materiaalihallinnan kyvykkyydet voidaan analysoida, esimerkiksi SWOT-analyysin avulla, jolla pystytään kartoittamaan omat vahvuudet ja heikkoudet, sekä uhat että mahdollisuudet. Vasta kun ympäristö ja omat kyvykkyydet ovat analysoitu, voidaan asettaa päämäärät ja tavoitteet, joilla pyritään tukemaan kyseistä liiketoimintaa strategisen materiaalihallinnan avulla. Näiden tavoitteiden ja päämäärien saavuttamista on tärkeää myös seurata ja mitata. Strategista materiaalihallintaa voidaan optimoida eri tavoin, esimerkiksi erilaisilla hankinta-, varastointi, ja ennustemalleilla. Myös ABC-analyysin avulla voidaan ohjata eri ABC-luokkien materiaalihallintaa. Strateginen materiaalihallinta pyrkii siis tukemaan strategisesti liiketoimintojen päämääriä ja samalla vastaamaan asiakaskysyntään määritetyllä toimituskyvyllä minimi kokonaiskustannuksin.

Kansallisen huoltovarmuuden resilienssiys kokonaisturvallisuuden kentällä

Kansallisella huoltovarmuudella on Suomessa pitkät perinteet. Huoltovarmuudella on pyritty turvaamaan Suomen selviytyminen poikkeusoloissa ja kriisin aikana. Turvaamisen pääasiallisena keinona on ollut varautuminen ja välttämättömien materiaalien ja hyödykkeiden varastointi. Nykyyhteiskunnassa pelkkä varastointi ei kuitenkaan enää riitä, sillä perinteinen materiaalin ja raaka-aineiden varastointi koetaan kalliiksi ja tehottomaksi muuttuneessa maailmassa, jossa verkostoituminen ja globalisaatio valtaavat alaa ja muuttavat toimintaympäristöä. Tutkimuksessa tuodaan esille kansallisen huoltovarmuuden toiminta, sen suurimmat muutokset ja erilaiset uhkakuvat, joihin huoltovarmuudella pyritään vastaamaan. Globalisoitu-neessa ja verkottuneessa maailmassa pelkästään kansallisin voimavaroin ei voi pärjätä edes syvän kriisin aikana. Tutkimus tuo esiin uuden, huoltovarmuuden yhteyteen nostetun käsitteen resilienssi. Suomessa resilienssi osana turvallisuuskeskustelua on uutta, mutta tulevaisuudessa resilienssi tulee esiintymään keskusteluissa yhä enenevässä määrin. Huoltovarmuustoiminnassa resilienssillä pyritään vastaamaan muuttuneeseen maailmaan ja siitä nouseviin uusiin haasteisiin joustavuudella ja kykynä sietää epävarmuutta. Huoltovarmuus on osa kokonaisturvallisuutta, joten huoltovarmuudesta huolehtiminen parantaa kokonaisturvallisuutta. Toisaalta kokonaisturvallisuudesta huolehtiminen helpottaa myös huoltovarmuustoimia. Huoltovarmuutta parantavat keinot ovat sekä kansallisia että kansainvälisiä. Globalisoituneessa maailmassa paras keino kansallisen huoltovarmuuden nostamiseen on kansainvälistyminen. Kansainvälistyminen tulee tapahtua niin Suomen lähialueilla, Pohjoismaissa ja Euroopassa kuin kauempanakin. Yksi mahdollinen keino kansainvälisyydestä huolehtimiseen ovat sekä Euroopan Unionin ja Naton että myös muiden maiden kanssa tehdyt bilateraaliset sopimukset.

Tornionjoen-Muonionjoen vesistöalueen tulvariskien hallintasuunnitelma vuosille 2016–2021

Suomessa Tornion kaupunki ja Ruotsissa Haaparannan kaupunki nimettiin merkittäviksi tulvariskialueiksi tulvariskien alustavassa arvioinnissa vuonna 2011. Samassa yhteydessä maa- ja metsätalousministeriö asetti Tornionjoen tulvaryhmän käsittelemään tulvariskien hallintasuunnitelmaa varten laadittavia selvityksiä, asettamaan tulvariskien hallinnan tavoitteet Tornionjoen Suomen puoleiselle vesistöalueelle sekä hyväksymään ehdotuksen Tornionjoen-Muonionjoen vesistöalueen tulvariskien hallintasuunnitelmaksi. Maa- ja metsätalousministeriö hyväksyi Tornionjoen-Muonionjoen vesistöalueen tulvariskien hallintasuunnitelman vuosille 2016–2021 joulukuussa 2015. Tornionjoen tulvaryhmä on asettanut Tornion merkittävän tulvariskialueen asuinrakennusten suojaamisen tavoitteeksi kerran 100 vuodessa toistuvan tulvan tason ja terveyskeskuksen, päiväkotien ja muiden erityskohteiden suojaamiseksi kerran 250 vuodessa toistuvan tulvan tason. Muualla vesistöalueella tavoitteeksi on asetettu asuinrakennusten suojaaminen kerran 50 vuodessa toistuvalta tulvalta. Lisäksi on asetettu tavoitteita mm. sähkön ja lämmön jakelulle, liikenneyhteyksien toiminnalle sekä ympäristölle ja kulttuuriperinnölle. Tulvariskien hallinnan tavoitteiden saavuttamiseksi on esitetty laaja- ja monipuolinen valikoima tulvariskien hallinnan toimenpiteitä. Ensisijaisina toimenpiteinä on esitetty Tornion Kaupunginlahden tulvapenkereen korottamista, uusien tulvapenkereiden tarpeen kartoitusta, jäänsahausta, omatoimista varautumista ja tilapäisten tulvasuojelurakenteiden käyttöä. Lisäksi hallintasuunnitelmassa esitetään useita ei-rakenteellisia toimenpiteitä tulviin varautumisen parantamiseksi. Hallintasuunnitelmassa esitetyt toimenpiteet eivät velvoita mitään tahoa toteuttamaan kyseessä olevia toimenpiteitä. Valtion ja kuntien viranomaisten sekä aluekehitysviranomaisen on kuitenkin otettava suunnitelma ja toimenpiteet toiminnassaan huomioon. Hallintasuunnitelman toimeenpanon edistämisestä ja seurannasta on päävastuussa Lapin ELY-keskus. Tulvariskien hallintasuunnitelmien uudelleenarvioinnissa vuonna 2021 on tarvittaessa kuvattava mitkä tässä suunnitelmassa esitetyt toimenpiteet ovat jääneet toteuttamatta ja miksi niin on käynyt. Ruotsissa Haaparannan tulvariskien hallintasuunnitelman laatimisesta on vastannut Norrbottenin lääninhallitus, jonka kanssa Lapin ELYkeskus on tehnyt tiivistä yhteistyötä hallintasuunnitelmien yhteensovittamiseksi.

Kemijoen vesistöalueen tulvariskien hallintasuunnitelma vuosille 2016–2021

Kemijoen vesistöalueelta nimettiin vuonna 2011 valtakunnallisesti merkittäväksi tulvariskialueiksi Rovaniemi, Kemijärvi ja Kittilä. Samassa yhteydessä maa- ja metsätalousministeriö asetti Kemijoen tulvaryhmän käsittelemään tulvariskien hallintasuunnitelmaa varten laadittavia selvityksiä, asettamaan tulvariskien hallinnan tavoitteet Kemijoen vesistöalueelle sekä hyväksymään ehdotuksen Kemijoen vesistöalueen tulvariskien hallintasuunnitelmaksi. Kemijoen tulvaryhmä on asettanut asuinrakennusten suojaamisen tavoitteeksi Kittilän merkittävällä tulvariskialueella kerran 100 vuodessa toistuvan tulvan tason ja Rovaniemen ja Kemijärven merkittävillä tulvariskialueilla kerran 250 vuodessa toistuvan tulvan tason. Erityiskohteiden suojaamiseen on kaikilla alueilla asetettu kerran 250 vuodessa toistuvan tulvan taso. Muualla vesistöalueella tavoitteeksi on asetettu asuinrakennusten suojaaminen kerran 50 vuodessa toistuvalta tulvalta. Lisäksi on asetettu tavoitteita mm. vesi ja jätevesihuollolle, sähkön ja lämmön jakelulle, liikenneyhteyksien toiminnalle sekä ympäristölle ja kulttuuriperinnölle. Tulvariskien hallinnan tavoitteiden saavuttamiseksi on esitetty laaja- ja monipuolinen valikoima tulvariskien hallinnan toimenpiteitä. Ensisijaisena toimenpiteenä esitetään tulvavesien pidättämistä vesistöalueella uudella säännöstelyaltaalla/-altailla. Allastoimenpidettä tukemaan esitetään Rovaniemelle tulvapenkereiden rakentamista ja Kemijärven nykyisen säännöstelyn hyödyntämistä. Ounasjoen varrella sijaitsevalle Kittilän tulvariskialueelle esitetään tulvapenkereiden rakentamista. Lisäksi hallintasuunnitelmassa esitetään useita ei-rakenteellisia toimenpiteitä tulviin varautumisen parantamiseksi. Hallintasuunnitelmassa esitetyt toimenpiteet eivät velvoita mitään tahoa toteuttamaan kyseessä olevia toimenpiteitä. Valtion ja kuntien viranomaisten sekä aluekehitysviranomaisen on kuitenkin otettava suunnitelma ja toimenpiteet toiminnassaan huomioon. Hallintasuunnitelman toimeenpanon edistämisestä ja seurannasta on päävastuussa Lapin ELY-keskus. Tulvariskien hallintasuunnitelmien uudelleenarvioinnissa vuonna 2021 on tarvittaessa kuvattava mitkä tässä suunnitelmassa esitetyt toimenpiteet ovat jääneet toteuttamatta ja miksi niin on käynyt. Maa- ja metsätalousministeriö hyväksyi joulukuussa 2015 Kemijoen vesistöalueen tulvariskien hallintasuunnitelman vuosille 2016–2021 lukuun ottamatta lukuja 8.2, 9.3, 10.2 ja 11.1 niiltä osin, kuin tulvariskien hallinnan tavoitetasoksi on asetettu kerran 250 vuodessa toistuva tulva ja toimenpiteenä tämän tavoitetason saavuttamiseksi on tulvavesien pidättäminen uudella säännöstelyaltaalla. Ministeriö päättää sanotuilta osin suunnitelmasta sen jälkeen, kun vireillä olevassa Rovaniemen ja Itä-Lapin maakuntakaavoituksessa on ratkaistu altaan toteuttamisen edellytykset Kemihaaran suot Natura-alueen suojelun kannalta.

Ivalojoen vesistöalueen tulvariskien hallintasuunnitelma vuosille 2016–2021

Ivalon seutu on tunnetusti tulvaherkkää aluetta. Ivalon kevättulvat alkavat yleensä huhtikuun loppupuolella lumen sulamisen seurauksena ja virtaamat Ivalojoella ovat suurimmillaan touko-kesäkuussa. Vuosikymmenten saatossa Ivalon alueella on sattunut useita vahinkoja aiheuttaneita tulvia. Tulvavahinkojen estämiseksi keskustan ja lähiseudun tulvariskialueille on rakennettu tulvapenkereet. Ivalon taajama nimettiin merkittäväksi tulvariskialueeksi tulvariskien alustavassa arvioinnissa vuonna 2011 ja tulvalain mukaisesti Suomen kaikille merkittäville tulvariskialueille on laadittava koko vesistöalueen kattavat tulvariskien hallintasuunnitelmat vuoden 2015 loppuun mennessä. Maa- ja metsätalousministeriö asetti Ivalojoen tulvaryhmän 20.12.2011 käsittelemään tulvariskien hallintasuunnitelmaa varten laadittavia selvityksiä, asettamaan tulvariskien hallinnan tavoitteet Ivalojoen vesistöalueelle sekä hyväksymään ehdotuksen Ivalojoen tulvariskien hallintasuunnitelmaksi. Ivalojoen tulvaryhmä on asettanut Ivalon tulvariskialueen asuinrakennusten suojaamisen tavoitteeksi kerran 100 vuodessa toistuvan tulvan tason. Terveyskeskuksen, päiväkotien ja muiden erityiskohteiden suojaamiseksi taso asetettiin kerran 250 vuodessa toistuvan tulvan varalle. Lisäksi on asetettu tavoitteita mm. sähkön ja lämmön jakelulle, liikenneyhteyksien toiminnalle sekä ympäristölle. Tulvariskien hallinnan tavoitteiden täyttämiseksi Ivalojoen tulvariskien hallintasuunnitelmassa on esitetty laaja ja monipuolinen valikoima tulvariskien hallinnan toimenpiteitä. Suunnitelmassa esitetään rakenteellisina tulvasuojelun toimenpiteinä Ivalon nykyisten tulvapenkereiden korottamista, uusien tulvapenkereiden rakentamista Ivalon lähialueille sekä Ivalon tulvalle alttiiden pääteiden ja katujen korottamista. Tulvatilanteessa yksityisten kiinteistöjen suojaaminen on kiinteistöjen omistajien vastuulla, joten Ivalojoen tulvaryhmä pitää tärkeänä toimenpiteenä omatoimista varautumista ja tilapäisten tulvasuojelurakenteiden käyttöä. Suunnitelmassa on esitetty lisäksi useita ei-rakenteellisia toimenpiteitä, joita tehostamalla parannetaan tulviin varautumista alueella. Toimenpiteiden toteuttaminen on pääosin Lapin ELY-keskuksen, Inarin kunnan ja Lapin pelastuslaitoksen vastuulla. Suunnitelma ei velvoita ketään vastuutahoja toimenpiteiden toteuttamiseen, mutta suunnitelma on otettava huomioon mm. kuntien ja valtion viranomaisten toiminnassa. Toimenpiteiden toteutumista seuraa Lapin ELY-keskus.

Dynamic Modelling of Circulating Fluidized Bed Plant with Gas Turbine Repowering

Increasing amount of renewable energy source based electricity production has set high load control requirements for power grid balance markets. The essential grid balance between electricity consumption and generation is currently hard to achieve economically with new-generation solutions. Therefore conventional combustion power generation will be examined in this thesis as a solution to the foregoing issue. Circulating fluidized bed (CFB) technology is known to have sufficient scale to acts as a large grid balancing unit. Although the load change rate of the CFB unit is known to be moderately high, supplementary repowering solution will be evaluated in this thesis for load change maximization. The repowering heat duty is delivered to the CFB feed water preheating section by smaller gas turbine (GT) unit. Consequently, steam extraction preheating may be decreased and large amount of the gas turbine exhaust heat may be utilized in the CFB process to reach maximum plant electrical efficiency. Earlier study of the repowering has focused on the efficiency improvements and retrofitting to maximize plant electrical output. This study however presents the CFB load change improvement possibilities achieved with supplementary GT heat. The repowering study is prefaced with literature and theory review for both of the processes to maximize accuracy of the research. Both dynamic and steady-state simulations accomplished with APROS simulation tool will be used to evaluate repowering effects to the CFB unit operation. Eventually, a conceptual level analysis is completed to compare repowered plant performance to the state-of-the-art CFB performance. Based on the performed simulations, considerably good improvements to the CFB process parameters are achieved with repowering. Consequently, the results show possibilities to higher ramp rate values achieved with repowered CFB technology. This enables better plant suitability to the grid balance markets.

Rankahakkeen laadunhallinta aumavarastoinnissa

Diplomityössä selvitettiin rankahakeaumojen peittämisen vaikutuksia laatuun voimalaitoksen polttoaineena. Selvityksen kohteena olivat aumojen sisälämpötilat eri kohdissa aumoja sekä hakkeen kosteuden muutos ja kuiva-ainetappiot varastoinnin aikana. Tutkimuksen kohteena olivat Etelä-Savon Energian polttoaineterminaaliin kootut hakeaumat. Aumojen sisäistä lämpötilaa asennettiin mittaamaan yhdeksän lämpötilasensoria kuhunkin aumaan. Hakkeiden kokonaismassat tutkimuksen alussa laskettiin aumoihin purettujen kuormien massoista. Kuormista määritettiin kosteudet ja lämpöarvot standardien mukaisesti. Näytteiden käsittely tapahtui terminaalilla ja niiden kosteus selvitettiin uunikuivausmenetelmällä. Käyttöpaikalle kuljetuksen yhteydessä kuormat punnittiin ja kosteudet mitattiin uudestaan. Tutkimuksen aikana havaittiin langattomien lämpötilasensorien lukemisen hakeaumojen sisältä olevan vaikeaa. Sensorit olivat kuitenkin pääsääntöisesti säilyneet toimintakuntoisina varastoinnin aikana ja niiden sisältämät lämpötilatiedot päästiin lukemaan aumojen purkamisen jälkeen. Tutkimuksen perusteella hakeaumojen peittäminen on kannattavaa. Hake säilyi tutkimuksen ajankohtana peitetyssä aumassa kuivempana kuin peittämättömässä. Hake ei myöskään jäädy peitteen alla yhtä paljon kuin peittämättömänä, mikä parantaa hakkeen käsiteltävyyttä kuormaa tehdessä ja voimalaitoksella. Kuiva-ainetappioista ei voitu esittää luotettavia tuloksia kokeen keskeydyttyä sään takia.

RESURSSIEN TEHOKAS HYÖDYNTÄMINEN LÄHTÖLOGISTIIKASSA Kuljetusalustan täyttöasteen parantaminen kohdeyrityksessä

Logistiikalla on keskeinen merkitys nykypäivän liiketoiminnassa, johtuen tuotannon ja kuluttajamarkkinoiden globalisoitumisesta. Etenkin kaupan alalla logistiikkakustannukset muodostavat merkittävän osan yritysten liikevaihdosta. Kilpailuilla markkinoilla myös kuluttajat vaativat jatkuvasti parempaa palvelua ja laajempaa tuotevalikoimaa, joka pakottaa yritykset kehittämään yhä kustannustehokkaampia toimintoja. Tehokkaasta toimitusketjun hallinnasta onkin tullut yrityksille kilpailukeino, jolla voidaan saavuttaa merkittäviä kustannussäästöjä. Toimitusketjun hallinta on myös osa-alue, jolla yritykset voivat vaikuttaa suoraan kilpailukykyyn. Tässä tutkimuksessa tutkittiin lähtölogistiikan resurssienhallintaa, joka konkretisoitui kohdeyrityksessä suoritetulla tapaustutkimuksella kuljetusalustojen täyttöasteen tehostamiseksi. Tutkimusongelmana oli vajaiden kuljetusalustojen vähentäminen sekä kuljetusalustojen yhdistelyn tehostaminen. Lisäksi tutkimuksessa keskityttiin kuljetusalustojen täyttöasteeseen vaikuttaviin tekijöihin sekä täyttö-asteeseen liittyvän lähettämön henkilöstön ajanhallinnan ja motivaation parantamiseen. Kirjallisuuskatsauksessa perehdytään kaupan alan logistiikan erityispiireisiin, joita ovat toimitusketjun hallinnalle asetetut vaatimukset, varastointi sekä kulutuskysyntään vastaaminen. Lisäksi käsiteltäviä teemoja ovat resurssienhallinta, palvelutuotanto ja täyttöaste osana lähtölogistiikkaa. Tutkimus toteutettiin pääosin käyttämällä laadullisia menetelmiä, kuten haastatteluja ja havainnointia. Yhtenä metodina käytettiin kuitenkin myös kvantitatiiviselle tutkimukselle ominaista kyselylomaketta. Kyselylomakkeen käyttöä voidaan perustella sillä, että se tarjosi mahdollisuuden kerätä laajempi tutkimusaineisto. Tutkimusaineisto koostui kohdeyrityksen kanssa asioivien kuljetusliikkeiden, lähettämön työntekijöiden sekä lähettämön työnjohdon haastatteluista, kyselylomakkeella saaduista vastauksista sekä omista havainnoinnistani. Empiirinen aineisto analysoitiin käyttämällä laadulliselle aineistolle tyypillistä sanallista kuvailua sekä kokonaisuuksien muodostamista vastauksista. Lisäksi avoimista vastauksista laskettiin frekvenssit. Tutkimustulosten perusteella lähettämön henkilöstöllä on merkittävä vaikutus kuljetusalustojen täyttöasteen parantamisessa. Jo pienillä toimilla voidaan saavuttaa merkittäviä kustannussäästöjä. Esimiesten rooli nousi keskeiseksi tekijäksi henkilöstön motivaation parantamisessa. Toisaalta myös rahamääräiset tekijät vaikuttivat ennakko-oletusten mukaisesti lähettämön henkilöstön motivaatioon. Osastojen välinen yhteistyö oli myös merkittävässä asemassa kuljetusalustojen täyttöasteen parantamisessa.

Kahden lämmitysjärjestelmiä valmistavan tuotantoyksikön toimintojen yhdistäminen kustannustehokkuuden lisäämiseksi

Tämä työ käsittelee Oilon Oy:n tehtaan layout -suunnittelua, kun yhdistetään kaksi eri kiinteistössä toimivaa tuotantoyksikköä saman katon alle. Yksiköt ovat Hollolassa toimiva Oilon Home Oy ja Lahden pääkonttorissa toimiva Oilon Industry Oy. Yhdistämisellä haetaan säästöjä tuotantoyksiköiden välisistä logistiikkakuluista sekä kiinteistön vuokra- ja ylläpitokuluista ja samalla tehostetaan tehtaan sisäistä materiaalinkäsittelyä. Oilon Oy on toiminut Lahden pääkonttorissa jo yli 50 vuoden ajan ja sen tuotanto on kokenut historiansa aikana useita pienempiä muutoksia, jotka ovat jättäneet nykyiseen layoutiin paljon toivomisenvaraa. Jotta molemmat tuotantoyksiköt saadaan mahtumaan Lahden yksikköön, on sinne saatava luotua tarvittavat tilat siellä olemassa oleville toiminnoille ja Hollolan yksiköstä saapuville tuotantolinjoille. Työn alussa perehdytään kirjallisuuden avulla siihen kuinka tuotanto on kehittynyt maailmalla lähihistorian aikana, jotta voidaan paremmin ymmärtää Oilon Oy:n nykytilanteeseen johtaneita syitä. Koska Hollolasta saapuville tuotantolinjoille ei ole tarkoitus rakentaa uutta tuotantotilaa, pyritään tilaa vapauttamaan Lahden tehtaalta varastointia tehostamalla ja sen logistiikkaa helpottamalla. Tämän vuoksi vertaillaan yleisimpiä tavaroiden varastointi ratkaisuita sekä tutkitaan kuinka materiaalin käsittelyä voitaisiin tehostaa varastossa ja tuotantosuluissa. Varastoinnin tehostaminen ei kuitenkaan yksin riitä vapauttamaan tarvittavia tiloja, joten layout-muutoksen aikana rakennetaan myös kaksi uuttaa varastohallia. Uudessa layout-suunnitelmassa huomioidaan kunkin solun nykyiset ja tulevat tilantarpeet, sekä rakennetaan ne niin, että työvoimaa voidaan käyttää niissä joustavasti eri tuotteiden valmistamiseen. Tutkimusmetodeina käytetään teemahaastatteluita, joilla selvitetään työntekijöiden tarpeet sekä kirjallisuuden avulla perehdytään Lean-tuotantoon, kanban:iin, 5S:ään ja arvovirta-analyysiin. Näitä soveltamalla saadaan luotua tehokkaasti toimiva kokonaisuus, jolla tavoitellut säästöt saadaan toteutumaan.

Uuden muoviteollisuustuotteen kehittäminen analyyttista hierarkiaprosessia hyödyntäen

Tämä diplomityö on tehty case yritykselle nimeltä yritys X. Yritys X valmistaa alueelliseen lämmön- ja käyttöveden jakamiseen tarkoitettuja eristettyjä muoviputkia. Viime vuosina yrityksen kilpailijat ovat onnistuneet kehittämään omien vastaavien tuotteidensa ominaisuuksia, minkä seurauksena yritys X:n asema markkinoilla on heikentynyt. Vastauksena kiristyneeseen markkinatilanteeseen yritys X on kehittänyt kolme uutta potentiaalista tuotekonseptia, joista yhtä suunnitellaan kehitettäväksi nykyisen tuotteen rinnalle. Uusien tuotekonseptien keskinäinen vertailu on kuitenkin osoittautunut haasteelliseksi. Tämän työn päätavoitteena on hyödyntää analyyttista hierarkiaprosessia ja antaa sen perusteella suositus parhaan tuotekonseptin valinnasta. Työ sisältää kirjallisen osion, jossa käydään läpi tuotekehitystoimintaa yleisesti sekä esitellään analyyttisen hierarkiaprosessin hyödyntäminen yksityiskohtaisesti. Työn jälkimmäisessä osiossa paneudutaan tarkemmin käytännön ongelmaan ja esitellään kuinka analyyttista hierarkiaprosessia on hyödynnetty yritys X:n tapauksessa. Keskeisinä tuloksina työn lopussa esitellään analyyttisen hierarkiaprosessin avulla määritetyt päätöskriteerien painoarvot, vaihtoehtojen saamat kokonaispainoarvot sekä annetaan suositus uuden tuotekonseptin valinnasta.

Monitoring Directed Energy Deposition Processes in Additive Manufacturing

The purpose of this study is to find out how laser based Directed Energy Deposition processes can benefit from different types of monitoring. DED is a type of additive manufacturing process, where parts are manufactured in layers by using metallic powder or metallic wire. DED processes can be used to manufacture parts that are not possible to manufacture with conventional manufacturing processes, when adding new geometries to existing parts or when wanting to minimize the scrap material that would result from machining the part. The aim of this study is to find out why laser based DED-processes are monitored, how they are monitored and what devices are used for monitoring. This study has been done in the form of a literature review. During the manufacturing process, the DED-process is highly sensitive to different disturbances such as fluctuations in laser absorption, powder feed rate, temperature, humidity or the reflectivity of the melt pool. These fluctuations can cause fluctuations in the size of the melt pool or its temperature. The variations in the size of the melt pool have an effect on the thickness of individual layers, which have a direct impact on the final surface quality and dimensional accuracy of the parts. By collecting data from these fluctuations and adjusting the laser power in real-time, the size of the melt pool and its temperature can be kept within a specified range that leads to significant improvements in the manufacturing quality. The main areas of monitoring can be divided into the monitoring of the powder feed rate, the temperature of the melt pool, the height of the melt pool and the geometry of the melt pool. Monitoring the powder feed rate is important when depositing different material compositions. Monitoring the temperature of the melt pool can give information about the microstructure and mechanical properties of the part. Monitoring the height and the geometry of the melt pool is an important factor in achieving the desired dimensional accuracy of the part. By combining multiple different monitoring devices, the amount of fluctuations that can be controlled will be increased. In addition, by combining additive manufacturing with machining, the benefits of both processes could be utilized.

Keskikokoisen maatilan biokaasu- ja aurinkosähköratkaisujen kannattavuus Etelä-Savossa

Tässä kandidaatintyössä perehdytään biokaasun syntyprosessiin ja sen hyödyntämismahdollisuuksiin, sekä vertaillaan biokaasun tuotannon määrää Suomessa ja Saksassa. Työssä tarkastellaan biokaasuvoimalan kannattavuutta keskikokoisen maatilan yhteydessä Etelä-Savossa ja käydään läpi biokaasuvoimalalle Suomessa myönnettäviä tukimuotoja. Tukimuotojen lisäksi käydään läpi erilaisia lupia ja hyväksyntöjä, joita maatilan yhteyteen rakennettava biokaasu-voimalaitos tarvitsee. Työn toisessa osassa käydään läpi aurinkoenergian hyödyntämismahdollisuuksia, aurinkosähköjärjestelmän komponentteja, sekä perehdytään aurinkopaneelin toimintaperiaatteeseen. Tarkastellaan biokaasuvoimalan lisäksi myös aurinkovoimalan kannattavuutta maatilan yhteydessä ja vertaillaan biokaasu- ja aurinkovoimalan ominaisuuksia keskenään. Lisäksi vertaillaan aurinkosähkön tuotantoa Suomessa ja Saksassa. Työn tavoitteena on selvittää biokaasu- ja aurinkosähkövoimalan kannattavuus esimerkkimaatilalla. Biokaasulaitoksen hinta-arvio saatiin vastauksena tarjouspyyntöön ja aurinkosähköjärjestelmän hinta arvioitiin kotimaisten toimittajien aurinkosähköpakettien hintojen avulla. Biokaasuvoimalan sähköntuottoennuste sekä huolto- ja käyttökustannukset perustuvat kirjallisuudesta saatuihin arvoihin. Aurinkovoimalan sähköntuottoennuste ja paneelien suuntauksen vaikutusta tuotantoon laskettiin PVGIS:n laskurilla sekä HOMER-ohjelmistolla. Kannattavuuslaskelmien perusteella kumpikaan voimalaitostyyppi ei tutkituilla voimalaitosten suuruuksilla ole kannattava 20 tai edes 30 vuoden pitoajalla esimerkkimaatilalla nykyisellä sähkönhinnalla ja tukitasolla. Aurinkosähköjärjestelmälle saadaan kuitenkin 20 vuoden takaisinmaksuaika, jos se hankitaan ilman lainarahaa. Tällöin voidaan ajatella, että laitos on kannattava. Biokaasulaitoksen kannattavuutta parantaisivat tukien ja sähkön hinnan nousun ohella kaasun ja lämmön myyntimahdollisuudet, joita esimerkkimaatilalla ei ole. Aurinkovoimalan kannattavuutta parantaisivat puolestaan tukien ja korkeamman sähkön hinnan lisäksi paremmin paneelien tuotantoa seuraava kulutus, jolloin pienempi osuus sähköstä päätyisi myyntiin.

Opistorakennusten energiatehokkuuden parantaminen

Tämän diplomityön tavoitteena on selvittää Kymenlaakson Opiston energiatehokkuuden parantamista ja tutkia onko olemassa selvästi taloudellisempi sekä ekologisempi tapa kattaa Opiston lämmitystarve verrattuna nykyisin käytössä olevaan kaukolämpöön. Työn teoriaosuudessa tehdään katsaus rakennusten energiatehokkuuteen vaikuttaviin seikkoihin, lähienergian tuotantoon ja energiatehokkuuden parantamiseen liittyvään lainsäädäntöön ja säädöksiin. Useasta rakennuksesta koostuva kansanopisto tarjoaa mielenkiintoisen pohjan selvitystyölle ja suuri lämmitystehontarve yhdistettynä monille saneerauskohteille tyypillisiin ahtaisiin teknisiin tiloihin asettaa rajoituksia lämmitysjärjestelmän suunnittelulle. Soveltavassa osuudessa määritellään reunaehdot mahdolliselle kaukolämmön korvaavalle lämmitysratkaisulle. Tutkitaan vesistölämmön hyödyntämisen mahdollisuutta ja lasketaan aurinkosähkön ja -lämmön tuotantopotentiaalia. Maalämpöjärjestelmän mitoituksessa ja taloudellisessa vertailussa käytettiin apuna maalämpöjärjestelmiä toimittavia yrityksiä. Työssä saatujen tulosten perusteella maalämpöjärjestelmä on taloudellisesti kannattava isossa kohteessa, tosin järjestelmän asennukseen liittyy ahtaiden tilojen johdosta ongelmia. Maalämpö on myös selvästi ekologisempi, kuin nykyisin käytössä oleva kaukolämpö. Aurinkosähkön tuotannolle on Kymenlaakson Opistolla hyvä potentiaali ja sähkön tuotanto kohtaa hyvin sähkön käytön.

Screening of power to gas projects

The purpose of this thesis was the screening of power to gas projects worldwide and reviewing the technologies used and applications for the end products. This study focuses solely on technical solutions and feasibility, economical profitability is excluded. With power grids having larger penetrations of intermittent sources such as solar and wind power, the demand and production cannot be balanced in conventional methods. Technologies for storing electric power in times of surplus production are needed, and the concept called power to gas is a solution for this problem. A total of 57 projects mostly located in Europe were reviewed by going through publications, presentations and project web pages. Hydrogen is the more popular end product over methane. Power to gas is a viable concept when power production from intermittent sources needs to be smoothed and time shifted, when carbon free fuels are produced for vehicles and when chemical industry needs carbon neutral raw materials.

Spare Part Management of Bubbling Fluidized Bed Boiler

Energy generation industry is very capital-intensive industry. Productivity and availability requirements have increased while competition and quality requirement have increased. Maintenance has a significant role that these requirements can be reached. Even maintenance is much more than repairing faults nowadays, spare parts are important part of maintenance. Large power boilers are user-specific therefore features of boilers vary from project to project. Equipment have been designed to follow the customer’s requirements therefore spare parts are mainly user-specific also. The study starts with literature review introducing maintenance, failure mechanisms, and systems and equipment of bubbling fluidized bed boiler. At the final part spare part management is discussed from boiler technology point of view. For this part of the study science publications about spare part management are utilized also some specialist from a boiler technology company and other original equipment manufacturers were interviewed. Spare part management is challenging from the boiler supplier point of view and the end user of spare parts has a responsibility of stocking items. Criticality analysis can be used for finding most critical devices of the process and spare part management shall focus to those items. Spare parts are part of risk management. Stocking spare parts is increasing costs but then high spare part availability is decreasing delay time caused by fault of item.