Ydinvoimalaitos AES-2006:n reaktorin painesäiliön rakenne, materiaalivalinta, valmistustekniikka ja asennus

Tässä kandidaattityössä on käsitelty Rusatom Overseas Oy:n toimittaman ydinvoimalaitoksen AES-2006 reaktoripiiriin kuuluvan painesäiliön ominaisuuksia, materiaalivalintoja ja niiden kriteerejä, reaktorin valmistusmenettelyä ja sen asennusvaiheita mukaan lukien pääkiertoputkiston hitsaus julkisesti saatavilla olevan materiaalin pohjalta. Tässä kandidaatintyössä on kuvattu AES-2006 ydinvoimalaitoksen kehityshistoria ja lueteltu sen keskeisimmät eroavuudet edeltäjistään. Työn keskeisessä osassa on tarkastettu VVER-1200 reaktorin painesäiliön toimittajan ilmoittaman teräksen koostumus ja tärkeimpien seosaineiden vaikutus painesäiliöön ja koko voimalaitoksen käyttöikään. Tämän jälkeen on käsitelty reaktorin painesäiliön valmistustekniikkaa ja asennusta reaktorirakennuksessa. Johtopäätöksissä on vedetty yhteen tulokset ja otettu kantaa vertailukelpoiseen painesäiliöteräkseen ja sen ominaisuuksiin. Tärkeimmiksi seikoiksi nousevat tässä työssä seosaineiden myönteinen ja kielteinen vaikutus koko ydinvoimalaitoksen käyttöikään, ja ko. seosaineiden hallinnan tärkeys valmistus- ja asennusvaiheissa.

Quality assurance of refuse derived fuel with machine vision

This thesis studies the use of machine vision in RDF quality assurance and manufacturing. Currently machine vision is used in recycling and material detection and some commer- cial products are available in the market. In this thesis an on-line machine vision system is proposed for characterizing particle size. The proposed machine vision system is based on the mapping between image segmenta- tion and the ground truth of the particle size. The results shows that the implementation of such machine vision system is feasible.

Paper- and membrane-based ion-modulated electronics

Avhandlingen handlar om pappers- och membranbaserad jonmodulerad elektronik. Målet med forskningen har varit att utveckla billig, miljövänlig och brännbar elektronik, som kan användas i vardagliga engångsprodukter. Baskomponenterna som utvecklas och presenteras i avhandlingen är transistorer och kondensatorer. Mer komplicerad logisk kretselektronik demonstreras också med hjälp av dessa komponenter. Substraten som utnyttjas vid framställningen av dessa elektroniska komponenter är papper och membran. Dessa substrat är flexibla, hållbara, billiga, miljövänliga, etc. och därför väl anpassade för befintliga tryckteknologier. Själva baskomponenterna framställs sedan på dessa substrat genom att trycka flera skikt på varandra, där varje enskilt skikt är ett individuellt material. Detta är möjligt eftersom de organiska materialen som används i dessa komponenter är upplösta i ett lösningsmedel och kan därmed tryckas på samma sätt som ett vanligt bläck. Ett tredimensionellt objekt kan på detta sätt framställas. I avhandlingen presenteras flera olika typer av transistorer, men den gemensamma nämnaren bland dessa är att isolatorn är en jonledare. Denna, ganska ovanliga, transistormodellen har den stora fördelen att lågspänningskomponenter kan relativt enkelt framställas. Det som är speciellt med våra transistorer är att vi har använt miljövänliga jonledare. Detta, bl.a., leder till att våra komponenter visar både god prestanda, tillika som de är miljövänliga. I avhandlingen demonstrerar vi även tryckta superkondensatorer, en motsvarighet till laddningsbara batterier, konstruerade på papper med aktiverat kol och miljövänliga jonledare. De mest komplicerade logiska kretsar som demonstreras i denna avhandling är ring-oscillatorer och 1-bits-minnen konstruerade på papper. --------------------------------------------- Väitöskirja käsittelee paperille ja polymeerikalvolle tulostettua ionimoduloitua elektroniikkaa. Tutkimuksen tavoitteena oli kehittää edullista, ympäristöystävällistä ja polttokelpoista elektroniikkaa, jota voidaan käyttää esim. tavanomaisissa kertakäyttötuotteissa. Väitöskirjassa esitellään erilaisia transistoreita ja kondensaattoreita. Näitä elektronisia peruskomponentteja käyttäen demonstroidaan myös monimutkaisempia loogisia piirejä. Komponenttien valmistuksessa alustana käytettiin paperia ja polymeerikalvoa. Valitut alustat ovat joustavia ja kestäviä, ja ovat siksi hyvin yhteensopivia olemassa olevien tulostusmenetelmien kanssa. Peruskomponentit valmistettiin tulostamalla eri materiaaleja päällekkäin. Komponenteissa käytettävät orgaaniset aineet ovat liuenneessa muodossa musteessa, joka voidaan tulostaa samalla periaatteella kuin mikä tahansa normaali muste. Tällä menetelmällä voidaan valmistaa myös kolmiulotteisia tuotteita. Väitöskirjassa esitellään useita erityyppisiä transistoreita, joissa yhdistävänä tekijänä on ionisesti johtava eriste. Tällaista suhteellisen harvinaista transistorityyppiä käyttämällä voidaan mahdollistaa matala-jännitteisten komponenttien yksinkertainen valmistus. Valmistettujen transistoreiden etu on ionisten nesteiden ympäristöystävällisyys. Elektroniset komponentit ovat täten hyviä suorituskyvyltään, mutteivät haitallisia ympäristölle. Väitöskirjassa demonstroidaan myös tulostettujen superkondensaattoreiden, eli ladattavien paristojen vastineiden, valmistus paperille aktiivihiiltä ja ionisia nesteitä käyttäen. Kaikkein monimutkaisimmat loogiset piirit, jotka tässä väitöskirjassa esitellään, ovat rengasoskillaattorit sekä 1-bittinen paperille valmistettu muisti.

Vihreän IT:n menetelmiä ja niiden vaikutukset ympäristölle ja yrityksille

Vihreä IT on informaatioteknologia-alan suuntaus, jonka tarkoituksena on muokata informaatioteknologian eri osa-alueita mahdollisimman vähän ympäristöä kuormittaviksi. Tässä tutkielmassa käydään läpi muutamia suurimpia vihreän IT:n osa-alueita liittyen energiankulutukseen ja laitteiden elinkaareen. Parannukset näissä alueissa eivät edesauta pelkästään ympäristön hyvinvointia, vaan ne tarjoavat esimerkiksi yrityksille mahdollisuuden taloudelliseen hyötyyn. Suuret datakeskukset aiheuttavat suuren osan informaatioteknologia-alan energiantarpeesta. Suunnittelemalla datakeskusten rakenne järkevästi ja uudistamalla vanhaa laitteistoa saadaan aikaan energiansäästöä. Uuden sukupolven serverit kuluttavat vähemmän energiaa kuin edeltäjänsä ja ovat tehokkaampia, eikä niiden huoltoon ja ylläpitoon kulu ylimääräisiä resursseja. Pilvipalveluiden yleistyminen on johtanut siihen, että yritysten ei välttämättä enää edes tarvitse investoida omiin datakeskuksiin tai servereihin, sillä kaikki tarvittavat palvelut saadaan pilvipalveluiden tarjoajilta tarvittaessa. Erilaisten laitteiden elinkaari koostuu yleensä aina seuraavista vaiheista: suunnittelu, valmistus, kuljetus, käyttö sekä kierrätys tai hävittäminen. Jokainen näistä vaiheista aiheuttaa omanlaistaan kuormitusta ympäristölle. Suurimman osuuden luo kuitenkin laitteiden käytöstä aiheutuva valtava energiantarve. Jokaiseen elinkaaren vaiheeseen voidaan tehdä parannuksia, joiden avulla laitteesta saadaan mahdollisimman ympäristöystävällinen sen koko elinaikansa ajaksi. Ympäristöhyötyjen lisäksi vihreästä IT:stä hyötyvät myös yritykset. Yritysten IT-laitteiston uusiminen ja monet energiansäästösovellukset esimerkiksi tietokoneissa tuovat suuren säästön vuosittaisiin sähkökuluihin. Yritykset voivat halutessaan luoda erillisen vihreän IT:n strategian, jonka perusteella omia toimintoja aletaan muuttaa ympäristöystävällisemmiksi. Jos tämä tehdään oikein ja vihreät tavoitteet saavutetaan, voi yritys saada tästä huomattavaa etua markkinointiinsa ja tavoittaa näin uusia asiakkaita.

Meesauunin vaipan konepajavalmistus ja laaduntarkastus

Meesauuni on osa sulfaattisellutehdasta ja sen kemikaalikiertoa. Se on pyörivä kaltevaan tasoon asetettu rumpu-uuni, joka voi olla jopa 160 metriä pitkä ja halkaisijaltaan 5,5 metriä. Kalkki on kiertävä apukemikaali, jota käytetään soodakattilalta tulevan viherlipeän muuttamiseen valkolipeäksi. Meesauunin tehtävänä on kierrättää kalkki (CaO) uudelleen käytettäväksi kaustisoinnissa syntyneestä meesasta (CaCO3). Meesauunin vaipan konepajavalmistus on prosessina hyvin yksinkertainen, mutta toleranssivaatimukset ovat hyvin tiukat suhteutettuna meesauunin kokoon. Vaippalohkojen valmistus on siirtynyt halpatyövoiman maihin lähelle loppukäyttäjiä, joten vaatimukset piirustusten laadulle, valmistukselle, ohjeille ja tarkastamiselle ovat lisääntyneet. Uunin vaippa toimitetaan asennuspaikalle useassa lohkossa ja jokainen vaippalohko on tarkastettava ennen toimitusta. Virheellisten vaippalohkojen siirtyminen asennuspaikalle on estettävä. Työn tavoitteena oli parantaa meesauunin vaippalohkojen konepajavalmistuksen laaduntarkastusta. Tässä työssä tutkitaan mittausmenetelmiä vaippalohkojen geometrian mittaamiseen. Tärkeimmät uunin toiminnallisiin ominaisuuksiin vaikuttavat muototoleranssit vaippalohkoille ovat ympyrämäisyys ja keskiviivan suoruus. Virheet näissä toleransseissa aiheuttavat vaurioita uunin muurauksille ja liian suuria kuormituksia tuennoille. Vaippalohkot on mitattava pyöritysrullaston päällä ja konepajan olosuhteissa, mikä aiheuttaa omat haasteensa. Vaippalohkojen suuret massat ja dimensiot aiheuttavat vaippalohkoihin muodonmuutoksia. Muodonmuutokset täytyy olla hallinnassa, mikäli halutaan käyttää CMS-laitteistoja (Coordinate Measuring System). Meesauunin vaippalohkot ovat mitattavissa radiaalimittauksina tai käyttäen CMS-laitteistoja.

The nature and role of trust in temporary virtual problem-solving teams

The objective of this study is to increase understanding of the nature and role of trust in temporary virtual problem-solving teams engaged in real-life co-creation activities, while much of previous research has been conducted in student settings. The different forms and bases of trust, possible trust barriers and trust building actions, and perceived role of trust in knowledge sharing and collaboration are analyzed. The study is conducted as a qualitative case study in case company. Data includes interviews from 24 people: 13 from 3 different project teams that were going on during the study, 8 from already finalized project teams, and 3 founders of case company. Additional data consists of communication archives from three current teams. The results indicate that there were both knowledge-based and swift trust present, former being based on work-related personal experiences about leaders or other team members, and latter especially on references, disposition to trust and institution-based factors such as norms and rules, as well as leader and expert action. The findings suggest that possible barriers of trust might be related to lack of adaptation to virtual work, unclear roles and safety issues, and nature of virtual communication. Actions that could be applied to enhance trust are for example active behavior in discussions, work-related introductions communicating competence, managerial actions and face-to-face interaction. Finally, results also suggest that trust has a focal role as an enabler of action and knowledge sharing, and coordinator of effective collaboration and performance in temporary virtual problem-solving teams.

Natural born weight gainers: The mechanisms of obesity in transgenic mice overexpressing neuropeptide Y

Neuropeptide Y (NPY) is a neurotransmitter promoting energy storage by activating Y-receptors and thus affecting food intake, thermogenesis and adipose tissue metabolism. NPY is expressed both in the central and sympathetic nervous system. Hypothalamic NPY is known to stimulate feeding, but the effects of noradrenergic neuron NPY are more ambiguous. Chronic stress stimulates fat accumulation via NPY release from noradrenergic neurons. Furthermore, polymorphism in the human Npy gene has been associated with metabolic disturbances and increased NPY secretion after sympathetic stimulation. The main objective of this study was to clarify the mechanisms of noradrenergic neuron NPY in the development of obesity. The metabolic phenotype of a homozygous mouse overexpressing NPY in the brain noradrenergic neurons and sympathetic nervous system (OE-NPYDβH mouse) was characterized. OE-NPYDβH mice had an increased fat mass and body weight, which caused impairments of glucose metabolism and hyperinsulinaemia with age. There were no differences in energy intake or expenditure, but the sympathetic tone was down-regulated and the endocannabinoid system activated. Furthermore, peripheral Y2-receptors in energy-rich conditions played an important role in mediating the fat-accumulating effect of NPY. These results indicate that noradrenergic neuron NPY promotes obesity via direct effects in the periphery and by modulating the sympatho-adrenal and endocannabinoid systems. Additionally, NPY in the central noradrenergic neurons is believed to possess many important roles. The phenotype of the OE-NPYDβH mouse resembles the situations of chronic stress and Npy gene polymorphism and thus these mice may be exploited in testing novel drug candidates for the treatment of obesity.

Modulaarisuuden tajoamat mahdollisuudet tela-alustaisten taisteluajoneuvojen kehittämisessä

Aseiden hinnannousun ja kaluston kehitystarpeen lisääntymisen myötä ajoneuvovalmistajat ovat pyrkineet kehittämään entistä kustannustehokkaampia modulaarisia taisteluajoneuvoja. Samaan alustaratkaisuun pyritään rakentamaan useita erilaisia ajoneuvoja, jolloin säästetään valmistus- ja korjauskustannuksissa. Tutkimus toteutettiin kirjallisuustutkimuksena, jonka tarkoituksena oli tutkia alan kirjallisuutta ja käyttää sitä työn pohjana. Keskeisiksi lähteiksi valikoitui Ari Laaksosen Liikkuvuus 2030 – Tulevaisuuden taisteluajoneuvon taktiset ja operatiiviset suorituskyky vaatimukset -julkaisu (2009), jossa käsitellään monipuolisesti ympäristön ja kustannusten asettamia vaatimuksia tulevaisuuden taisteluajoneuvolle. Samaa aihealuetta käsittelee Maanpuolustuskorkeakoulun sotatekniikan laitoksen Teknisen kehityksen suuntalinjat -teos. Tutkimuksessa selvitettiin, miten modulaarisella rakenteella kehitetään taisteluajoneuvoja, niiden taistelukykyä ja soveltuvuutta sekä sodanajan tehtäviin että rauhanaikana annettavaan koulutukseen. Nykyajan asevoimien tehtävät eivät rajoitu ainoastaan kotimaan sotilaalliseen puolustamiseen, vaan tehtäviä on myös omien rajojen ulkopuolella. Kansainvälinen kriisinhallinta asettaa kalustolle erilaisen toimintaympäristön, jonka vaatimusten mukaisesti operaatioihin osallistuvat ajoneuvot on varustettava. Modulaarisuudella pyritään vastaamaan erilaisten toimintaympäristöjen haasteisiin. Modulaarisia ajoneuvoja suunnittelemalla pyritään hakemaan etuja niin asiakkaan kuin valmistajankin näkökulmasta. Edut ovat ennen kaikkea kustannussäästöjä, jotka heijastuvat koko ajoneuvon elinkaareen. Nämä säästöt voivat olla yksittäisen ajoneuvon valmistamiseen tai päivittämiseen liittyviä, tai laajemmin ajateltuna koko tuoteperhettä koskevia huolto-, varastointi- ja koulutuskustannuksiin asti ulottuvia säästöjä. Tämän lisäksi ajoneuvon suorituskykyä voidaan parantaa koko suunnitellun elinkaaren ajan. Tutkimuksen perusteella voidaan todeta, että modulaarisuus tulee ratkaisemaan useita taisteluajoneuvojen ongelmia ja antamaan paljon mahdollisuuksia niiden kehittämiselle. Tulevaisuudessa kustannustehokkuus, suojan parantaminen sekä ajoneuvon koko elinkaaren ajan jatkuva päivittäminen ovat keskeisimmät suunnittelun ja ajoneuvokehityksen lähtökohdat.

Lahden torikaivausten 2013 miestenpukujen ja muiden tekstiilien elinkaari

Opinnäytetyöni käsittelee vuoden 2013 Lahden torikaivausten tekstiiliaineiston miestenpukujen ja muiden tunnistettujen vaatetustekstiilien elinkaarta. Työssäni lähdin selvittämään kolmea tutkimuskysymystä: 1) millaisia kaivauksilta löydetyt miestenpuvut ja tekstiilit olivat ajoitukseltaan, leikkaukseltaan ja materiaaleiltaan; 2) miten löydetyt miestenpuvut liittyivät Lahden kylään ja 3) millainen oli kyseisten pukujen elinkaari kaikkine vaiheineen valmistuksesta jälkikäyttöön. Työtäni varten tutkin ja valokuvasin tunnistetut miestenpuvut ja muut tekstiilit yksityiskohtaisesti. Vertailen tekstiileitä Lahden museon kokoelmissa säilytettäviin miestenpukuihin erityisesti työtapojen, materiaalien ja leikkausten osalta. Toisaalta vertasin Lahden torikaivausten tekstiiliaineistoa kirjalliseen lähdeaineistoon, erityisesti Asta Kurhilan pro gradu -tutkielmaan Rahvaan pukeutumisen muutos –maaseutuväestön vaatetus perukirja-aineiston mukaan Hollolassa 1830-1910. Tutkimusta tuin lisäksi haastatteluin. Tutkimuksen perusteella miestenpukujen valmistus ja vaatekäyttö ajoittuivat leikkauksensa ja yksityiskohtiensa perusteella 1860-luvun lopulle ja 1870-luvun alkupuolelle. Tyypiltään puvut olivat aikaansa nähden moderneja ja ”kaupunkilaisia” kolmiosaisia villakangaspukuja. Ne poikkesivat kaikin tavoin saman ajan maaseutuväestön tyypillisestä miestenvaatetuksesta. Tekstiilien joukossa oli myös virkapukujen osia. Vaatekäytön aikana pukuja ja muita tekstiileitä oli korjattu ja paikattu eri tavoin. Vaatekäytön jälkeen puvut ja muut tekstiilit olivat olleet jälkikäytössä Lahden kylän verstaiden rätteinä. Viimeisessä jälkikäyttövaiheessa ne olivat vielä päätyneet muun verstasjätteen mukana kadunpohjusteeksi. Koko tekstiilien elinkaari liittyi Lahden kylän voimakkaan kasvun vaiheeseen, joka alkoi rautatien rakentamisesta 1860-luvun lopulla. Tässä vaiheessa kylään muutti käsityöläisiä ja pienyrittäjiä, jotka todennäköisesti toivat mukanaan uuden pukumuodin. Toinen käännekohta oli Lahden kylän palo 1877 ja kylän muuttuminen kauppalaksi 1878. Tekstiilien elinkaaren viimeinen jälkikäyttövaihe ajoittui tähän ajankohtaan.

Suojavyöhykkeiden yleissuunnitelma Luhtajoen, Lepsämänjoen ja Keravanjoen valuma-alueilla

Suojavyöhykkeiden yleissuunnittelun tavoitteena on löytää ja kannustaa viljelijöitä kohdentamaan suojavyöhykkeitä vesiensuojelun kannalta kaikkein tarpeellisimpiin kohteisiin. Yleissuunnitelmassa on kartoitettu tarpeelliset suojavyöhykekohteet Keravanjoen, Luhtajoen ja Lepsämänjoen valuma-alueilta. Aiempaa kevyempi hakumenettely ja korotettu tukitaso ovat lisänneet suojavyöhykkeiden suosiota Uudellamaalla. Jotta suojavyöhykkeistä saataisiin suurin mahdollinen hyöty, tulisi niiden kohdentua vesiensuojelullisesti kaikkein tärkeimmille alueille kuten kalteville ranta-pelloille. Kartoituksessa hyödynnettiin uutta paikkatietoaineistoa, jonka avulla pystyttiin kartoittamaan kaltevat peltolohkot. Tiedotuksessa kokeiltiin ensimmäistä kertaa vuorovaikutteisuutta lisäävää Harava-karttapalvelua. Keravanjoen valuma-alueelle merkittiin 168 suojavyöhykkeeksi sopivaa kohdetta, joilla on yhteensä pituutta lähes 23 kilometriä. Lepsämänjoen ja Luhtajoen valuma-alueille merkittiin 402 suojavyöhykkeeksi sopivaa kohdetta, joilla on yhteensä pituutta noin 81 kilometriä. Suunnitelmassa esitettyjen kohteiden toteutus on vapaaehtoista.

Tuotannon- ja materiaalinsuunnittelu ja sen ennustaminen Metsä Wood:n Suolahden koivuvaneritehtaalla

Tässä diplomityössä tutkitaan Metsä Woodin Suolahden koivuvaneritehtaan toimitustarkkuuteen negatiivisesti vaikuttavia tekijöitä. Tarkoituksena on löytää ne ongelmakohdat, mitkä heijastuvat toimitusten myöhästymisenä sekä muutostekijät, mitkä vaikuttavat toimitusviikon myöntämiseen. Lisäksi työssä kartoitetaan kuinka hyvin tietoa ja informaatiota on tarjolla sitä tarvitseville henkilöstötahoille. Teoriaosuudessa tarkastellaan tuotannonsuunnitteluun liittyviä teorioita sekä tiedon liikkumista organisaation sisällä. Työssä kuvataan Suolahden koivuvaneritehtaan nykyinen vanerin valmistusprosessi ja tuotannonsuunnittelu. Varsinainen tutkimustyö suoritetaan laadullisia tutkimusmenetelmiä hyväksikäyttäen. Tulosten tarkastelussa käsitellään työn aikana tapahtuneita muutoksia ja ongelmakohtia sekä analysoidaan kyselytutkimuksen tuloksia ja tulosten luotettavuutta. Yhteenvedossa esitetään pääongelmakohdat ja niiden ratkaisut ja esitetään uusia mielenkiintoisia jatkotutkimusaiheita.

Vaakatasossa toimivan modulaarisen pakkausyksikön prässin suunnittelu kartonkipakkauksille

Kartonkivuokien käyttö elintarviketeollisuudessa on kasvanut vuosi vuodelta ja kuluttajat ovat löytäneet kartonkipakkaukset niiden ekologisuuden, graafisen ulkoasun sekä turvallisuuden ansiosta. Vuokien valmistus mekaanisella prässäyksellä kehittyy jatkuvasti ja uusi teknologia mahdollistaa täysin uudentyyppisten prässien valmistuksen. Työn tavoitteena on tutkia voidaanko mekaaninen prässäys toteuttaa vaakatasossa uutta teknologiaa hyödyntämällä kustannustehokkaasti. Lisäksi tavoitteena on selvittää, millä voimantuottomenetelmällä prässiltä vaadittava voimantuotto on edullisinta toteuttaa. Suunnittelussa otetaan huomioon olemassa olevat työkalut, modulaarisuus, EU:n elintarvikelainsäädäntö sekä muut kriittiset tekijät. Työssä sovelletaan metodisen konstruoinnin mukaisesti systemaattista ongelmanratkaisua (VDI 2221). Lisäksi työssä käydään läpi kilpaileva menetelmä arvoanalyysi. Suunnittelua ja komponenttivalintoja analysoidaan SWOT- sekä pisteanalyysien avulla. Suunnittelussa syntyneiden ratkaisujen lujuusominaisuuksia tarkastellaan FEM-analyysillä. Tuloksista havaittiin, että vaakatasossa suoritettava prässäyksen voimantuotto on edullisinta ja yksinkertaisinta toteuttaa sähkömekaniikalla, että halutut ominaisuudet voidaan saavuttaa ja rakenne pitää mahdollisimman kompaktina. Kustannustehokkuuden saavuttamiseksi hankinnat on syytä kilpailuttaa huolellisesti. Työn lopussa esitetään mahdollisia jatkokehityskohteita, joita syntyi tämän diplomityön aikana.

Kerros-kerrokselta kokoonpannut ohutkalvot ja luminoivat kalvosensorit

Kerros-kerrokselta eli layer-by-layer eli LbL –kalvoja voidaan valmistaa kastamis-, sumutus-, pyöritys- tai pyöritys-sumutusmenetelmillä. Kalvon muodostumisen ensimmäinen vaihe on nopea, se kestää muutaman sekunnin. Toisessa vaiheessa tapahtuu diffundoitumista ja se kestää useita minuutteja. Rakentumista voidaan tarkkailla lukuisilla visuaaliseen tai uv-valoon tai muuhun säteilyyn perustuvilla menetelmillä. Kalvojen pintarakennetta ja karheutta sekä eri suolojen vaikutusta voidaan selvittää atomivoimamikroskopia- ja ellipsometrisillä kuvilla. Luminesenssi on säteilyn itsestään tapahtuvaa emissiota. Fluoresenssi ja fosforesenssi ovat luminesenssin erikoistapauksia. Fotonin absorption jälkeen molekyyli voi palata perustilalle fluoresenssin tai fosforesenssin avulla, mutta molekyyli voi myöskin kokea sisäisen varauksensiirron tai konformaation vaihdoksen. Luminesenssi-ilmiötä voidaan käyttää tunnistamaan yhdiste tai määrittämään sen pitoisuus. Voidaan rakentaa sensoreita, joissa yhdisteen toinen osa on osana sensoria. Yhdisteen toisen osan, analyytin, liittyessä siihen tapahtuu värimuutos. Sensori koostuu optisesta päästä, vaihtelevan pituisesta johdosta ja aistimisyksiköstä. Kokonaislaitteisto koostuu valon lähteestä, valokuidusta ja optisesta voimamittarista. Analyytin indusoimaa aggregaatiota ja sitä seuraavaa optista vastetta voidaan käyttää herkkänä muuntomekanismina analyytin havaitsemiseen. On kehitetty lukuisille analyyteille herkkiä spesifisiä polymeerejä, joita voidaan käyttää eri ionien havaitsemiseen. Myös bioaistiminen on mahdollista, esimerkiksi kolibakteeri voidaan havaita. Kvanttipisteet ovat pieniä puolijohtavan materiaalin hiukkasia. Niillä on ainutlaatuisia optisia, sähköisiä ja kemiallisia ominaisuuksia. On kehitetty erityisiä lastulaboratorioita. Niillä on mahdollisuus toteuttaa erilaisia funktioita, kuten näytteen valmistus, pitoisuuden säätö ja detektio yksittäisen miniaturisoidun alustan päällä. Luminesenssissa valon emissio vahvistuu, ja monissa tapauksissa tapahtuu ns. Stokesin siirtymä. Stokesin siirtymässä valon emissiomaksimin aallonpituus siirtyy infrapuna-alueen suuntaan. Emission vahvistumisen kemiallisina aiheuttajina ovat kromoforit eli värin kantajat. Valon määrää ja aallonpituutta voidaan käyttää tunnistamaan analyytti tai analyytin määrä. Luminesenssin lisäksi voidaan käyttää taittoindeksiin perustuvia optisia aistimismenetelmiä.

Valukappaleiden valmistusprosessin kapeikot teräsvalimossa

Teräsvalimon toimitusprosessissa toimitusvarmuus on tärkeä tuotannon tunnusluku. Valimotuotannossa olevien lukuisten muuttujien vuoksi tuotannonsuunnittelu ja läpivirtauksen hallinta on haasteellista. Tuotteiden, valumateriaalien ja näiden yhdistelmien suuri yhtäaikainen määrä tuotannossa vaikeuttaa tuotannon ennustettavuutta sekä vaikuttaa läpivirtaukseen ja toimitusvarmuuteen. Lisäksi tuotannon eri työvaiheissa ilmenevät kapeikot rajoittavat läpivirtausta ja kasvattavat läpimenoaikoja. Kapeikkoja voidaan hyödyntää tuotannonohjauksessa jos kapeikot ovat selkeästi havaittavissa. Kapasiteetin siirtäminen ei-kapeikosta kapeikkoon lisää tuotannon läpivirtausta. Pelkkä kapeikkojen hallinta ei paranna toimitusvarmuutta jos keskeneräisen tuotannon määrä on suuri ja järjestys väärä. Tuotannon työkuormien visuaalisuuden parantaminen kaikilla työvaiheilla antaa mahdollisuuksia ohjata tuotantoa tehokkaammin. Kandidaatintyössä on tarkasteltu teräsvalimon valmistusprosessia ja selvitetty tuotannon eri vaiheissa ilmeneviä kapeikkoja. Selvitystyössä hyödynnettiin TOC-analyysiä. Keskeneräisen tuotannon määrää mitattiin useilla otannoilla eri työvaiheiden kohdalla. Tuloksia analysoimalla löydettiin tuotannon ongelmakohdat ja niihin tarvittavat kehitystoimenpiteet.

Valmistusystävälliseen suunnitteluun liittyvän tuotetiedon hallinta voimaratkaisujen tuotesuunnitteluprosessissa

Tämän diplomityön tavoitteena oli Wärtsilä Finland Oy:n tuottamien voimaratkaisujen valmistettavuuteen liittyvän tuotetiedon hallinnan kehittäminen. Kahden PLM -järjestelmä Teamcenteriin liitettävän sovelluksen, Multi-Structure Manager:n ja Manufacturing Process Planner:n, soveltuvuutta tavoitteen saavuttamiseksi arvioitiin. Työn toisena tavoitteena oli tuoda nykyisessä PLM-prosessissa erillisissä järjestelmissä hallittavaa tuotetietoa saman järjestelmän alle ja arvioida, millaista informaatiota sovellukset voivat tuottaa kohdeyrityksen valmistuksenohjausjärjestelmälle. Tutkimusmenetelminä käytettiin kirjallisuustutkimusta tuotteen elinkaaren hallinnan ja valmistus- ja kokoonpanoystävällisen suunnittelun yhtymäkohtien ja yhteisten tavoitteiden kartoittamiseksi sekä kohdeyrityksessä toteutettuja tuotetiedonhallinnan tehokkuus- ja virtaustehokkuusmittauksia tutkittavien sovellusten hyötyjen arvioimiseksi. Diplomityön tuloksena havaittiin, että tutkittujen sovellusten avulla voidaan hallita valmistettavuuteen liittyvää tuotetietoa tehokkaammin kuin kohdeyrityksen nykyisellä toimintatavalla. Tutkituilla sovelluksilla havaittin olevan mahdollista tuottaa sellaista dataa, jota voidaan hyödyntää kohdeyrityksen valmistuksenohjausjärjestelmässä. Tutkimuksen tulosten perusteella voidaan todeta, että yhteen tietojärjestelmään integroitujen sovellusten avulla voidaan hallita valmistusprosessikuvausten luontiin, ja sitä kautta valmistettavuuteen, liittyvää tuotetietoa keskimäärin 17 prosenttiyksikköä tehokkaammin kuin kohdeyrityksen nykyisellä järjestelmällä. Erityisesti virtaustehokkuusmittausten perusteella voidaan lisäksi todeta, että tutkittavilla sovelluksilla on nykyjärjestelmää parempi kyky mukautua tuoterakenteen muutoksiin. Manufacturing Process Planner ja Multi-Structure Manager-sovelluksilla voidaan todeta olevan ominaisuuksia, joiden avulla voidaan liittää kohdeyrityksen Product Specialists -tiimin DFMA:n liittyvää tietotaitoa osaksi kohdeyrityksen PLM-järjestelmää.