Runkoelementtitehtaan materiaalitoimintojen kehittäminen prosessiajattelun näkökulmasta

Työn tavoitteena on ollut selvittää runkoelementtitehtaan materiaalien hankinnanorganisointi ja ohjaus nykytilanteessa. Tutkimuksessa on pyritty löytämään materiaaliprosessin kannalta toimintaa rajoittavia pullonkauloja sekä etsitty kehitystoimenpiteitä ongelmakohtiin prosessiajattelun näkökulmasta. Tarkastelun kohteena on ollut yrityksen operatiivinen materiaaliprosessi nimikkeiden tilauksesta varastointiin. Työssä on käytetty kvalitatiivista tutkimusmenetelmää ja empiirisen osuuden tiedot on hankittu haastatteluilla ja laatuohjeistuksesta. Yrityksen nykytilanne on mallinnettu prosessikaavioiden avulla, ja on selvitetty mitkä ovat prosessin tieto- ja materiaalivirrat sekä mitkä ovat tärkeimmät toiminnot materiaaliketjussa. Prosessianalyysin ja haastatteluiden pohjalta määriteltiin kehitysehdotukset prosessin suorituskyvyn tehostamiseksi. Nykytilan kartoituksen jälkeen suurimmat ongelmat materiaaliprosessissa liittyvät tilausten ajoitusten hallintaan, muutoksien vaikutukseen prosessissa sekä vastuiden ja kokonaishallinnan puuttumiseen. Ongelmat johtuvat pääosin rakennusalan projektimaisesta luonteesta. Yhdeksi kehityskohteeksi nousi myös tiedonhallinnan tehostaminen, etenkin prosessin vaiheiden automatisointi tietojärjestelmiä hyödyntäen. Toimintaan on pyritty etsimään ratkaisuja prosessiajattelun avulla, mikä osoittautui sopivaksi menetelmäksi toiminnan kehittämisessä. Tutkimuksen tuloksena syntyi kehitysehdotuksia, joiden pohjalta muodostettiin uusi materiaalien ohjauksen toimintamalli. Toimintamallissa tärkeimpänä on ennakkotiedon hyödyntäminen tilaussuunnittelun tukena. Alustavat materiaalimäärät välitetään ennakkotietona myös toimittajille, jotka voivat paremmin suunnitella omaa tuotantokapasiteettiaan. Tilausten suunnittelu tapahtuu tarkentuvasti ja lopullinen materiaalimäärä ja tarveajankohta välitetään kotiinkutsun yhteydessä. Toimintamalliin liittyy lisäksi materiaalien vastaanoton ja varastoinnin kehittäminen sekä muutoksien hallinta tietojärjestelmää paremmin hyödyntäen. Kriittisintä materiaaliprosessissa tulee olemaan prosessin tiedonhallinta ja siihen liittyvät vastuukysymykset.

Uuteaineiden on-line-mittaus koivusulfaattisellutehtaalla

Tämän työn tarkoituksena oli tutkia pihkanhallintaa sulfaattisellutehtaalla ja uuteaineiden analysointimenetelmiä massasta ja suodoksesta. Tavoitteena oli kehittää uuteaineiden on-line mittausmenetelmä sulfaattisellutehtaalle. Kirjallisuusosassa esitettiin sulfaattisellun valmistusprosessi ja uuteaineiden käyttäytyminen prosessissa. Lisäksi työssä käsiteltiin tärkeimpiä pihkanhallintamenetelmiä ja uuteaineiden analysointia. Kokeellisessa osassa määritettiin uuteainepitoisuudet 29:stä massa- ja pesusuodosnäytteestä. Lisäksi suodosnäytteiden sameus ja kemiallinen hapenkulutus määritettiin laboratoriossa. On-line mittaukset tehtiin DD-pesurin paluusuodoksesta, josta mitattiin johtokyky, lämpötila, taitekerroin ja pH. Sameutta yritettiin mitata on-line nefelometrillä, mutta käytössä ollut laite ei soveltunut tumman suodoksen mittaamiseen. Työssä saatujen tulosten perusteella voidaan todeta, että pesusuodoksen ominaisuuksia mittaamalla ei voida arvioida massan uutepitoisuutta luotettavasti. Suodoksen ja massan uutepitoisuuksien välinen selitysaste oli 54%. Saippuoitumattomien uuteaineiden pitoisuuden ollessa erityisen suuri, suodoksen uutepitoisuus ei korreloi massassa olevan uutteen määrän kanssa. Täten kyseinen mittausmenetelmä ei ole sopiva, sillä se ei toimi silloin, kun olisi tärkeintä tietää oikea uuteainepitoisuus pihkanhallintakemikaalien annosten määrittämiseksi. Suodoksen sameus riippui sen uutepitoisuudesta 80% selitysasteella. Sameusmittaus on nopea ja suhteellisen luotettava menetelmä suodosten uutepitoisuuksien arviointiin, mutta se vaatii mittalaitteen joka käyttää usean ilmaisimen tekniikkaa. On-line-mittauksissa laitteisto tulisi varustaa automaattisella pesulaitteella, sillä mittarin linssit likaantuvat helposti prosessivirrassa.

Asiakasräätälöidyn tuotteen vaihtoprojektin kehittäminen palvelutuotannossa

Työ on tehty Lindström Oy:lle tavoitteena löytää tuotevaihtoprojektien kulminaatiopisteet, joissa prosessin sujuvuutta, tiedonhallintaa ja toimintamalleja voitaisiin kehittää. Tavoitteena oli hyödyntää teoriatiedon ja empiirisen tutkimuksen tietämys toimintamalleiksi asiakasräätälöityjen tuotteiden vaihtoprojektissa. Tarkoituksena on ollut huomioida elinkaarihallinta osana tuotekehitystä sekä tuotetiedon hallinta ja sen ohjaava vaikutus projektin eri vaiheissa. Asiakaslähtöisyys ja elinkaarihallinta sekä tietojohtaminen ovat olleet tutkimuksen näkökulmina. Työssä yhdistettiin teorian pohjustama tuotetieto, tuotekehityksen prosessit sekä projektihallinta empiirisen tutkimustuloksen luomiksi kehittämisehdotuksiksi. Tuotevaihtoprojekteihin luotiin kaksi toimintamallia, joissa hyödynnetään tiedon kerääntymistä tietojärjestelmiin. Tuloksissa elinkaarihallinta ehdotetaan linkitettäväksi osaksi tuotekehitysprosessia, jolloin asiakkaan saama arvon lisäys on suoraan taloudellisestikin mitattavissa. Lisäksi työn tuloksena ehdotetaan, että tuotekehityksen systemaattista tiedon keruuta alkuvaiheessaan kehitetään sekä asiakkaan tarvetiedon tarkempaa ja määritellympää tiedon kirjaamista lisätään, tietojärjestelmien suomin mahdollisuuksin.

Lean -työkalujen käyttöönoton suunnittelu VR Groupin kunnossapitoyksikölle

Lean –filosofia on ollut 1990 lähtien esillä yritysten toiminnan kehittämisessä niin laadun kuin tuottavuuden kehittämisen osalla. Filosofia on rakennettu Toyotan kehittämän Toyota Production Systemin (TPS) pohjalta ja sisältää useita eri menetelmiä yrityksen toimintojen jatkuvaan kehittämiseen yrityksen eri vaiheissa. Lean –filosofiassa yritystä kehitetään koko yrityksen olemassa olon ajan, voidaankin sanoa kyseessä olevan yrityksen elämäntapa. VR Group:n kunnossapitopalveluissa kehitetään parhaillaan VR Groupin laitteiden kunnossapitoa vastaamaan tulevaisuudessa avautuvaan kilpailuun. Kehittämishankkeen yhtenä kohteena on lean –ajattelun käyttöönottaminen kunnossapitopalvelun toiminnassa. Työssä selvitettiin leanin sisältämien menetelmien käyttöönottoa yhdelle VR Groupin kunnossapitoyksikölle, pääpainona virtauttaminen sekä jatkuva parantaminen. Työssä laadittiin kaksi virtauttamissuunnitelmaa VR Groupin kunnossapitoyksikölle, sekä esitellään vaihtoehtoja lean -työkaluista, joita kohdeyksikön kehittämisohjelmassa voitaisiin käyttää.

Effectiveness of Pilotage

The objective of the pilotage effectiveness study was to come up with a process descrip-tion of the pilotage procedure, to design performance indicators based on this process description, to be used by Finnpilot, and to work out a preliminary plan for the imple-mentation of the indicators within the Finnpilot organisation. The theoretical aspects of pilotage as well as the guidelines and standards used were determined through a literature review. Based on the literature review, a process flow model with the following phases was created: the planning of pilotage, the start of pilo-tage, the act of pilotage, the end of pilotage and the closing of pilotage. The model based on the literature review was tested through interviews and observation of pilotage. At the same time an e-mail survey directed at foreign pilotage organisations, which included a questionnaire concerning their standards and management systems, operations procedures, measurement tools and their attitude to the passage planning, was conducted. The main issues in the observations and interviews were the passage plan and the bridge team co-operation. The phases of the pilotage process model emerged in both the pilotage activities and the interviews whereas bridge team co-operation was relatively marginal. Most of the pilotage organisations, who responded to the query, also use some standard-based management system. All organisations who answered the survey use some sort of a pilotage process model. According to the query, the main measuring tools for pilotage are statistical information concerning pilotage and the organisations, the customer feedback surveys, and financial results. Attitudes to-wards passage planning were mostly positive among the organisations. A workshop with pilotage experts was arranged where the process model constructed on the basis of the literature review was tuned to match practical pilotage. In the workshop it was determined that certain phases and the corresponding tasks, through which pilo-tage can be described as a process, were identifiable in all pilotage. The result of the workshop was a complemented process model, which separates incoming and outgoing traffic, as well as the fairway pilotage and harbour pilotage from each other. Addition-ally indicators divided according to the data gathering method were defined. Data con-cerning safety and traffic flow is gathered in the form of customer feedback. The pilot's own perceptions of the pilotage process are gathered through self-assessment. The measurement data which is connected to the phases of the pilotage process is generated e.g. by gathering statistics of the success of the pilot dispatches, the accuracy of the pi-lotage and the incidents that occurred during the pilotage, near misses, deviations and accidents. The measurement data is collected via the PilotWeb at the closing of the pilo-tage. A separate project and a project group with pilots also participating will be established for the deployment of the performance indicators. The phases of the project are: the definition phase, the implementation phase and the deployment phase. The purpose of the definition phase is to prepare questions for ship commanders concerning the cus-tomer feedback questionnaire and also to work out the self-assessment queries and the queries concerning the process indicators.

Production of Mg(OH)2 from Mg-silicate rock for CO2 mineral sequestration

Sequestration of carbon dioxide in mineral rocks, also known as CO2 Capture and Mineralization (CCM), is considered to have a huge potential in stabilizing anthropogenic CO2 emissions. One of the CCM routes is the ex situ indirect gas/sold carbonation of reactive materials, such as Mg(OH)2, produced from abundantly available Mg-silicate rocks. The gas/solid carbonation method is intensively researched at Åbo Akademi University (ÅAU ), Finland because it is energetically attractive and utilizes the exothermic chemistry of Mg(OH)2 carbonation. In this thesis, a method for producing Mg(OH)2 from Mg-silicate rocks for CCM was investigated, and the process efficiency, energy and environmental impact assessed. The Mg(OH)2 process studied here was first proposed in 2008 in a Master’s Thesis by the author. At that time the process was applied to only one Mg-silicate rock (Finnish serpentinite from the Hitura nickel mine site of Finn Nickel) and the optimum process conversions, energy and environmental performance were not known. Producing Mg(OH)2 from Mg-silicate rocks involves a two-staged process of Mg extraction and Mg(OH)2 precipitation. The first stage extracts Mg and other cations by reacting pulverized serpentinite or olivine rocks with ammonium sulfate (AS) salt at 400 - 550 oC (preferably < 450 oC). In the second stage, ammonia solution reacts with the cations (extracted from the first stage after they are leached in water) to form mainly FeOOH, high purity Mg(OH)2 and aqueous (dissolved) AS. The Mg(OH)2 process described here is closed loop in nature; gaseous ammonia and water vapour are produced from the extraction stage, recovered and used as reagent for the precipitation stage. The AS reagent is thereafter recovered after the precipitation stage. The Mg extraction stage, being the conversion-determining and the most energy-intensive step of the entire CCM process chain, received a prominent attention in this study. The extraction behavior and reactivity of different rocks types (serpentinite and olivine rocks) from different locations worldwide (Australia, Finland, Lithuania, Norway and Portugal) was tested. Also, parametric evaluation was carried out to determine the optimal reaction temperature, time and chemical reagent (AS). Effects of reactor types and configuration, mixing and scale-up possibilities were also studied. The Mg(OH)2 produced can be used to convert CO2 to thermodynamically stable and environmentally benign magnesium carbonate. Therefore, the process energy and life cycle environmental performance of the ÅAU CCM technique that first produces Mg(OH)2 and the carbonates in a pressurized fluidized bed (FB) were assessed. The life cycle energy and environmental assessment approach applied in this thesis is motivated by the fact that the CCM technology should in itself offer a solution to what is both an energy and environmental problem. Results obtained in this study show that different Mg-silicate rocks react differently; olivine rocks being far less reactive than serpentinite rocks. In summary, the reactivity of Mg-silicate rocks is a function of both the chemical and physical properties of rocks. Reaction temperature and time remain important parameters to consider in process design and operation. Heat transfer properties of the reactor determine the temperature at which maximum Mg extraction is obtained. Also, an increase in reaction temperature leads to an increase in the extent of extraction, reaching a maximum yield at different temperatures depending on the reaction time. Process energy requirement for producing Mg(OH)2 from a hypothetical case of an iron-free serpentine rock is 3.62 GJ/t-CO2. This value can increase by 16 - 68% depending on the type of iron compound (FeO, Fe2O3 or Fe3O4) in the mineral. This suggests that the benefit from the potential use of FeOOH as an iron ore feedstock in iron and steelmaking should be determined by considering the energy, cost and emissions associated with the FeOOH by-product. AS recovery through crystallization is the second most energy intensive unit operation after the extraction reaction. However, the choice of mechanical vapor recompression (MVR) over the “simple evaporation” crystallization method has a potential energy savings of 15.2 GJ/t-CO2 (84 % savings). Integrating the Mg(OH)2 production method and the gas/solid carbonation process could provide up to an 25% energy offset to the CCM process energy requirements. Life cycle inventory assessment (LCIA) results show that for every ton of CO2 mineralized, the ÅAU CCM process avoids 430 - 480 kg CO2. The Mg(OH)2 process studied in this thesis has many promising features. Even at the current high energy and environmental burden, producing Mg(OH)2 from Mg-silicates can play a significant role in advancing CCM processes. However, dedicated future research and development (R&D) have potential to significantly improve the Mg(OH)2 process performance.

Fast pyrolysis in circulating fluidized bed: feasibility study

Today the limitedness of fossil fuel resources is clearly realized. For this reason there is a strong focus throughout the world on shifting from fossil fuel based energy system to biofuel based energy system. In this respect Finland with its proven excellent forestry capabilities has a great potential to accomplish this goal. It is regarded that one of the most efficient ways of wood biomass utilization is to use it as a feedstock for fast pyrolysis process. By means of this process solid biomass is converted into liquid fuel called bio-oil which can be burnt at power plants, used for hydrogen generation through a catalytic steam reforming process and as a source of valuable chemical compounds. Nowadays different configurations of this process have found their applications in several pilot plants worldwide. However the circulating fluidized bed configuration is regarded as the one with the highest potential to be commercialized. In the current Master’s Thesis a feasibility study of circulating fluidized bed fast pyrolysis process utilizing Scots pine logs as a raw material was conducted. The production capacity of the process is 100 000 tonne/year of bio-oil. The feasibility study is divided into two phases: a process design phase and economic feasibility analysis phase. The process design phase consists of mass and heat balance calculations, equipment sizing, estimation of pressure drops in the pipelines and development of plant layout. This phase resulted in creation of process flow diagrams, equipment list and Microsoft Excel spreadsheet that calculates the process mass and heat balances depending on the bio-oil production capacity which can be set by a user. These documents are presented in the current report as appendices. In the economic feasibility analysis phase there were at first calculated investment and operating costs of the process. Then using these costs there was calculated the price of bio-oil which is required to reach the values of internal rate of return of 5%, 10%, 20%, 30%, 40%, and 50%.

Failure Mode and Effect Analysis (FMEA) for confectionery manufacturing in developing countries: Turkish delight production as a case study

The Failure Mode and Effect Analysis (FMEA) was applied for risk assessment of confectionary manufacturing, in whichthe traditional methods and equipment were intensively used in the production. Potential failure modes and effects as well as their possible causes were identified in the process flow. Processing stages that involve intensive handling of food by workers had the highest risk priority numbers (RPN = 216 and 189), followed by chemical contamination risks in different stages of the process. The application of corrective actions substantially reduced the RPN (risk priority number) values. Therefore, the implementation of FMEA (The Failure Mode and Effect Analysis) model in confectionary manufacturing improved the safety and quality of the final products.

Gestion adaptative des ressources dans les réseaux maillés sans fil à multiples-radios multiples-canaux

Depuis quelques années, la recherche dans le domaine des réseaux maillés sans fil ("Wireless Mesh Network (WMN)" en anglais) suscite un grand intérêt auprès de la communauté des chercheurs en télécommunications. Ceci est dû aux nombreux avantages que la technologie WMN offre, telles que l'installation facile et peu coûteuse, la connectivité fiable et l'interopérabilité flexible avec d'autres réseaux existants (réseaux Wi-Fi, réseaux WiMax, réseaux cellulaires, réseaux de capteurs, etc.). Cependant, plusieurs problèmes restent encore à résoudre comme le passage à l'échelle, la sécurité, la qualité de service (QdS), la gestion des ressources, etc. Ces problèmes persistent pour les WMNs, d'autant plus que le nombre des utilisateurs va en se multipliant. Il faut donc penser à améliorer les protocoles existants ou à en concevoir de nouveaux. L'objectif de notre recherche est de résoudre certaines des limitations rencontrées à l'heure actuelle dans les WMNs et d'améliorer la QdS des applications multimédia temps-réel (par exemple, la voix). Le travail de recherche de cette thèse sera divisé essentiellement en trois principaux volets: le contrôle d‟admission du trafic, la différentiation du trafic et la réaffectation adaptative des canaux lors de la présence du trafic en relève ("handoff" en anglais). Dans le premier volet, nous proposons un mécanisme distribué de contrôle d'admission se basant sur le concept des cliques (une clique correspond à un sous-ensemble de liens logiques qui interfèrent les uns avec les autres) dans un réseau à multiples-sauts, multiples-radios et multiples-canaux, appelé RCAC. Nous proposons en particulier un modèle analytique qui calcule le ratio approprié d'admission du trafic et qui garantit une probabilité de perte de paquets dans le réseau n'excédant pas un seuil prédéfini. Le mécanisme RCAC permet d‟assurer la QdS requise pour les flux entrants, sans dégrader la QdS des flux existants. Il permet aussi d‟assurer la QdS en termes de longueur du délai de bout en bout pour les divers flux. Le deuxième volet traite de la différentiation de services dans le protocole IEEE 802.11s afin de permettre une meilleure QdS, notamment pour les applications avec des contraintes temporelles (par exemple, voix, visioconférence). À cet égard, nous proposons un mécanisme d'ajustement de tranches de temps ("time-slots"), selon la classe de service, ED-MDA (Enhanced Differentiated-Mesh Deterministic Access), combiné à un algorithme efficace de contrôle d'admission EAC (Efficient Admission Control), afin de permettre une utilisation élevée et efficace des ressources. Le mécanisme EAC prend en compte le trafic en relève et lui attribue une priorité supérieure par rapport au nouveau trafic pour minimiser les interruptions de communications en cours. Dans le troisième volet, nous nous intéressons à minimiser le surcoût et le délai de re-routage des utilisateurs mobiles et/ou des applications multimédia en réaffectant les canaux dans les WMNs à Multiples-Radios (MR-WMNs). En premier lieu, nous proposons un modèle d'optimisation qui maximise le débit, améliore l'équité entre utilisateurs et minimise le surcoût dû à la relève des appels. Ce modèle a été résolu par le logiciel CPLEX pour un nombre limité de noeuds. En second lieu, nous élaborons des heuristiques/méta-heuristiques centralisées pour permettre de résoudre ce modèle pour des réseaux de taille réelle. Finalement, nous proposons un algorithme pour réaffecter en temps-réel et de façon prudente les canaux aux interfaces. Cet algorithme a pour objectif de minimiser le surcoût et le délai du re-routage spécialement du trafic dynamique généré par les appels en relève. Ensuite, ce mécanisme est amélioré en prenant en compte l‟équilibrage de la charge entre cliques.

Air-gap based vertical cavity micro-opto-electro-mechanical Fabry-Perot filters

Mikrooptische Filter sind heutzutage in vielen Bereichen in der Telekommunikation unersetzlich. Wichtige Einsatzgebiete sind aber auch spektroskopische Systeme in der Medizin-, Prozess- und Umwelttechnik. Diese Arbeit befasst sich mit der Technologieentwicklung und Herstellung von luftspaltbasierenden, vertikal auf einem Substrat angeordneten, oberflächenmikromechanisch hergestellten Fabry-Perot-Filtern. Es werden zwei verschiedene Filtervarianten, basierend auf zwei verschiedenen Materialsystemen, ausführlich untersucht. Zum einen handelt es sich dabei um die Weiterentwicklung von kontinuierlich mikromechanisch durchstimmbaren InP / Luftspaltfiltern; zum anderen werden neuartige, kostengünstige Siliziumnitrid / Luftspaltfilter wissenschaftlich behandelt. Der Inhalt der Arbeit ist so gegliedert, dass nach einer Einleitung mit Vergleichen zu Arbeiten und Ergebnissen anderer Forschergruppen weltweit, zunächst einige theoretische Grundlagen zur Berechnung der spektralen Reflektivität und Transmission von beliebigen optischen Schichtanordnungen aufgezeigt werden. Auß erdem wird ein kurzer theoretischer Ü berblick zu wichtigen Eigenschaften von Fabry-Perot-Filtern sowie der Möglichkeit einer mikromechanischen Durchstimmbarkeit gegeben. Daran anschließ end folgt ein Kapitel, welches sich den grundlegenden technologischen Aspekten der Herstellung von luftspaltbasierenden Filtern widmet. Es wird ein Zusammenhang zu wichtigen Referenzarbeiten hergestellt, auf denen diverse Weiterentwicklungen dieser Arbeit basieren. Die beiden folgenden Kapitel erläutern dann ausführlich das Design, die Herstellung und die Charakterisierung der beiden oben erwähnten Filtervarianten. Abgesehen von der vorangehenden Epitaxie von InP / GaInAs Schichten, ist die Herstellung der InP / Luftspaltfilter komplett im Institut durchgeführt worden. Die Herstellungsschritte sind ausführlich in der Arbeit erläutert, wobei ein Schwerpunktthema das trockenchemische Ä tzen von InP sowie GaInAs, welches als Opferschichtmaterial für die Herstellung der Luftspalte genutzt wurde, behandelt. Im Verlauf der wissenschaftlichen Arbeit konnten sehr wichtige technische Verbesserungen entwickelt und eingesetzt werden, welche zu einer effizienteren technologischen Herstellung der Filter führten und in der vorliegenden Niederschrift ausführlich dokumentiert sind. Die hergestellten, für einen Einsatz in der optischen Telekommunikation entworfenen, elektrostatisch aktuierbaren Filter sind aus zwei luftspaltbasierenden Braggspiegeln aufgebaut, welche wiederum jeweils 3 InP-Schichten von (je nach Design) 357nm bzw. 367nm Dicke aufweisen. Die Filter bestehen aus im definierten Abstand parallel übereinander angeordneten Membranen, die über Verbindungsbrücken unterschiedlicher Anzahl und Länge an Haltepfosten befestigt sind. Da die mit 357nm bzw. 367nm vergleichsweise sehr dünnen Schichten freitragende Konstrukte mit bis zu 140 nm Länge bilden, aber trotzdem Positionsgenauigkeiten im nm-Bereich einhalten müssen, handelt es sich hierbei um sehr anspruchsvolle mikromechanische Bauelemente. Um den Einfluss der zahlreichen geometrischen Strukturparameter studieren zu können, wurden verschiedene laterale Filterdesigns implementiert. Mit den realisierten Filter konnte ein enorm weiter spektraler Abstimmbereich erzielt werden. Je nach lateralem Design wurden internationale Bestwerte für durchstimmbare Fabry-Perot-Filter von mehr als 140nm erreicht. Die Abstimmung konnte dabei kontinuierlich mit einer angelegten Spannung von nur wenigen Volt durchgeführt werden. Im Vergleich zu früher berichteten Ergebnissen konnten damit sowohl die Wellenlängenabstimmung als auch die dafür benötigte Abstimmungsspannung signifikant verbessert werden. Durch den hohen Brechungsindexkontrast und die geringe Schichtdicke zeigen die Filter ein vorteilhaftes, extrem weites Stopband in der Größ enordnung um 550nm. Die gewählten, sehr kurzen Kavitätslängen ermöglichen einen freien Spektralbereich des Filters welcher ebenfalls in diesen Größ enordnungen liegt, so dass ein weiter spektraler Einsatzbereich ermöglicht wird. Während der Arbeit zeigte sich, dass Verspannungen in den freitragenden InPSchichten die Funktionsweise der mikrooptischen Filter stark beeinflussen bzw. behindern. Insbesondere eine Unterätzung der Haltepfosten und die daraus resultierende Verbiegung der Ecken an denen sich die Verbindungsbrücken befinden, führte zu enormen vertikalen Membranverschiebungen, welche die Filtereigenschaften verändern. Um optimale Ergebnisse zu erreichen, muss eine weitere Verbesserung der Epitaxie erfolgen. Jedoch konnten durch den zusätzlichen Einsatz einer speziellen Schutzmaske die Unterätzung der Haltepfosten und damit starke vertikale Verformungen reduziert werden. Die aus der Verspannung resultierenden Verformungen und die Reaktion einzelner freistehender InP Schichten auf eine angelegte Gleich- oder Wechselspannung wurde detailliert untersucht. Mittels Weisslichtinterferometrie wurden lateral identische Strukturen verglichen, die aus unterschiedlich dicken InP-Schichten (357nm bzw. 1065nm) bestehen. Einen weiteren Hauptteil der Arbeit stellen Siliziumnitrid / Luftspaltfilter dar, welche auf einem neuen, im Rahmen dieser Dissertation entwickelten, technologischen Ansatz basieren. Die Filter bestehen aus zwei Braggspiegeln, die jeweils aus fünf 590nm dicken, freistehenden Siliziumnitridschichten aufgebaut sind und einem Abstand von 390nm untereinander aufweisen. Die Filter wurden auf Glassubstraten hergestellt. Der Herstellungsprozess ist jedoch auch mit vielen anderen Materialien oder Prozessen kompatibel, so dass z.B. eine Integration mit anderen Bauelemente relativ leicht möglich ist. Die Prozesse dieser ebenfalls oberflächenmikromechanisch hergestellten Filter wurden konsequent auf niedrige Herstellungskosten optimiert. Als Opferschichtmaterial wurde hier amorph abgeschiedenes Silizium verwendet. Der Herstellungsprozess beinhaltet die Abscheidung verspannungsoptimierter Schichten (Silizium und Siliziumnitrid) mittels PECVD, die laterale Strukturierung per reaktiven Ionenätzen mit den Gasen SF6 / CHF3 / Ar sowie Fotolack als Maske, die nasschemische Unterätzung der Opferschichten mittels KOH und das Kritisch-Punkt-Trocken der Proben. Die Ergebnisse der optischen Charakterisierung der Filter zeigen eine hohe Ü bereinstimmung zwischen den experimentell ermittelten Daten und den korrespondierenden theoretischen Modellrechnungen. Weisslichtinterferometermessungen der freigeätzten Strukturen zeigen ebene Filterschichten und bestätigen die hohe vertikale Positioniergenauigkeit, die mit diesem technologischen Ansatz erreicht werden kann.

Análisis de los procesos de calidad : un enfoque hacia el cliente “Falcon Freight"

En este trabajo de grado podrá encontrar el desarrollo logístico en el mundo y en Colombia, permitiendo mostrar el análisis de gestión de la Empresa Falcon Freight a través del análisis por medio de diferentes herramientas como Espina de Pescado que se refiere a la calidad total planteada por Ishikawa, Graficas de Pareto, Diagramas de flujo de procesos y de manera cualitativa el método de las 5 W’s y 2 H’s. Mostrando las diferentes actividades que se llevan a cabo en la compañía y que reflejan las principales dificultades en sus procesos permitiendo dar recomendaciones como posibles soluciones a los resultados obtenidos.

A Cost Model for the Effect of Setup Time Reduction in Stainless Steel Strip Production

Setup time reduction facilitate the flexibility needed for just-in-time production. An integrated steel mill with meltshop, continuous caster and hot rolling mill is often operated as decoupled processes. Setup time reduction provides the flexibility needed to reduce buffering, shorten lead times and create an integrated process flow. The interdependency of setup times, process flexibility and integration were analysed through system dynamics simulation. The results showed significant reductions of energy consumption and tied capital. It was concluded that setup time reduction in the hot strip mill can aid process integration and hence improve production economy while reducing environmental impact.

Contribuição ao desenvolvimento de ontologias para processos petroquímicos : estudo de caso em uma planta DEA

In the last decades, the oil, gas and petrochemical industries have registered a series of huge accidents. Influenced by this context, companies have felt the necessity of engaging themselves in processes to protect the external environment, which can be understood as an ecological concern. In the particular case of the nuclear industry, sustainable education and training, which depend too much on the quality and applicability of the knowledge base, have been considered key points on the safely application of this energy source. As a consequence, this research was motivated by the use of the ontology concept as a tool to improve the knowledge management in a refinery, through the representation of a fuel gas sweetening plant, mixing many pieces of information associated with its normal operation mode. In terms of methodology, this research can be classified as an applied and descriptive research, where many pieces of information were analysed, classified and interpreted to create the ontology of a real plant. The DEA plant modeling was performed according to its process flow diagram, piping and instrumentation diagrams, descriptive documents of its normal operation mode, and the list of all the alarms associated to the instruments, which were complemented by a non-structured interview with a specialist in that plant operation. The ontology was verified by comparing its descriptive diagrams with the original plant documents and discussing with other members of the researchers group. All the concepts applied in this research can be expanded to represent other plants in the same refinery or even in other kind of industry. An ontology can be considered a knowledge base that, because of its formal representation nature, can be applied as one of the elements to develop tools to navigate through the plant, simulate its behavior, diagnose faults, among other possibilities

Avaliação da capacidade de adsorção do CO2 em zeólita 12X com gases sintéticos e originados da pirólise do lodo de esgoto

This work depicts a study of the adsorption of carbon dioxide on zeolite 13X. The activities were divided into four stages: study batch adsorption capacity of the adsorbent with synthetic CO2 (4%), fixed bed dynamic evaluation with the commercial mixture of gases (4% CO2, 1.11% CO, 1 2% H2, 0.233% CH4, 0.1% C3, 0.0233% C4 argon as inert closing balance), fixed bed dynamic modeling and evaluation of the breakthrough curve of CO2 originated from the pyrolysis of sewage sludge. The sewage sludge and the adsorbent were characterized by analysis TG / DTA, SEM, XRF and BET. Adsorption studies were carried out under the following operating conditions: temperature 40 °C (for the pyrolysis of the sludge T = 600 °C), pressures of 0.55 to 5.05 bar (batch process), flow rate of the gaseous mixture between 50 - 72 ml/min and the adsorbent masses of 10, 15 and 20 g (fixed bed process). The time for the adsorption batch was 7 h and on the fixed bed was around 180 min. The results of this study showed that in batch adsorption process step with zeolite 13X is efficient and the mass of adsorbed CO2 increases with the increases pressure, decreases with temperature increases and rises due the increase of activation temperature adsorbent. In the batch process were evaluated the breakthrough curves, which were compared with adsorption isotherms represented by the models of Langmuir, Freündlich and Toth. All models well adjusted to the experimental points, but the Langmuir model was chosen in view of its use in the dynamic model does not have implications for adsorption (indeterminacy and larger number of parameters such as occurred with others) in solving the equation. In the fixed bed dynamic study with the synthetic gas mixture, 20 g of mass adsorbent showed the maximum adsorption percentage 46.7% at 40 °C temperature and 50 mL/min of flow rate. The model was satisfactorily fitted to the three breakthrough curves and the parameters were: axial dispersion coefficient (0.0165 dm2/min), effective diffusivity inside the particle (dm2/min 0.0884) and external transfer coefficient mass (0.45 dm/min). The breakthrough curve for CO2 in the process of pyrolysis of the sludge showed a fast saturation with traces of aerosols presents in the gas phase into the fixed bed under the reaction process

A estruturação urbana e a sua relação com os atributos do sítio natural: o caso da cidade de Blumenau - SC

Pós-graduação em Geografia - IGCE