Kustannusmallien kehitys BCTMP- ja DIP-prosessien simulointimalleihin

Massa- ja paperiteollisuuden päästöt ovat vähentyneet huomattavasti viime vuosikymmenten aikana. Tiukentuvat viranomaismääräykset ja ympäristörajoitukset tulevat vaatimaan päästöjen määrien vähentämistä edelleen. Päästöttömät massanvalmistusprosessit olisivat ratkaisu näiden määräysten täyttämiseksi.Tämän työn tavoitteena on kehittää kustannusmallit Balas-ohjelmalla simuloitaville virtuaalisille BCTMP- sekä DIP-massanvalmistusprosesseille. Tarkoituksena on, että kustannusmallien avulla voidaan selvittää valmistusprosessien kustannusrakenteet ja erilaisten päästöttömyysratkaisujen vaikutus kustannusrakenteeseen. Lisäksi mallien avulla selvitetään päästöttömyysinvestointien kannattavuudet sekä mahdollisten päästöistä aiheutuvien kustannusten nousun vaikutus tehtyjen päästöttömyysinvestointien kannattavuuteen.Työn tuloksena syntyi Excel-taulukkolaskentaohjelmalla laadittu kustannuslaskentamalli, jonka avulla saadaan laskettua prosessien muuttuvat, kiinteät sekä pääomakustannukset toimintokohtaisesti. Teoriapohjana prosessien toimintojen määrittämisessä käytettiin toimintolaskentaa. Investointien kannattavuutta mallissa tarkastellaan nykyarvon, sisäisen korkokannan sekä takaisinmaksuajan menetelmällä. Kustannusten laskennassa käytettävät hintatiedot perustuvat laitetoimittajien tarjouksiin, massa-, paperi- ja kemikaalivalmistajien haastatteluihin sekä kirjallisuustutkimukseen.

Elinkaarikustannusanalyysi teknologiayrityksessä

Työn tavoitteena oli suunnitella ja toteuttaa elinkaarikustannusten laskentasovellus teknologiaympäristössä. Ensin luotiin elinkaarikustannuslaskennalle viitekehys ja työlle teoreettinen pohja kirjallisuuslähteiden perusteella. Varsinainen tutkimus aloitettiin strategisille asiakkaille suunnatulla tutkimuksella heidän käyttämistään sovelluksista elinkaarikustannusten laskentaan, laskennan menetelmistä sekä yhteistyön kannalta oleellisista kustannusparametreista. Lisäksi selvitettiin yrityksen omat tarpeet laskennalle.Seuraavaksi kartoitettiin markkinoilta löytyviä sovelluksia elinkaarikustannusten hallintaan, joista valittiin neljä tarkempaan vertailuun aiemmin selvitettyjen vaatimusten perusteella. Vaihtoehtona harkittiin myös oman laskentasovelluksen kehittämistä, mutta todettiin vertailussa löytyneen valmiin ohjelmiston täyttävän sovellukselle asetetut vaatimukset niin hyvin, ettei oman sovelluksen suunnittelun katsottu olevan tarpeellista.Lopuksi muokattiin valittu sovellus toimimaan tulevassa käyttöympäristössä ja luotiin käytön kannalta oleelliset tietokannat elinkaarikustannusten laskennassa tarvittaville lähtötiedoille. Samalla luotiin myös toimintarutiinit ja jaettiin vastuut sovelluksen tulevaa käyttöä ja tietokantojen päivitystä varten. Tutkimuksen tuloksena saatiin yrityksen käyttöön luotua sekä yrityksen että asiakkaiden vaatimukset täyttävä sovellus elinkaarikustannusten laskentaan.

Vaneritehtaan kustannustehokkuuden arvioimiseen käytettävän simulaatiojärjestelmän kehittäminen

Tämän työn tarkoituksena oli luoda kokonaisvaltainen tuotannollinen simulaatiomalli vaneritehtaasta sekä tutkia kustannuslaskennan mahdollisuuksia mallin yhteydessä. Perusolettamuksena on, että jos tuotannollinen malli toimii esikuvansa mukaisesti, myös sillä laskettuun kustannustietoon voidaan luottaa. Johdantona on tarkasteltu työn perustana olevia teorialähteitä. Ensimmäisenä asiana on esitetty vanerin valmistusprosessia ja siinä käytettyjä linja- ja laitetyyppejä. Toisena asiana on esitetty simulaatiotutkimuksen periaatteita, lainalaisuuksia ja mahdollisuuksia. Lisäksi on tarkasteltu kustannuslaskentaa, sen eri periaatteita ja muotoja sekä tuotannon- ja varastonohjausta. Aineistona ja menetelminä työssä on esitetty simulaatiomallin luomiseen tarvittavan pohjatiedon kerääminen sekä soveltaminen. Sitten on kuvattu tehdasmallin muodostavat eri tuotantolinjoja kuvaavat komponentit ja mallin käyttöliittymä. Lopuksi on kuvattu teoreettisen tehdasmallin soveltaminen todellisen vaneritehtaan mukaiseksi. Sovelletulla mallilla on ajettu kolme erilaista vuorokausituotantoa ja niistä saatua kustannustietoa on vertailtu optimitilannetta kuvaavaan taulukkoon.

Sopimusvalmistajan tarjouslaskentamallin kehittäminen monituoteympäristöön

Työn tavoitteena oli luoda yhtenäinen, tehokas ja helppokäyttöinen tarjouslaskentamalli sopimusvalmistajan käyttöön. Konsernin käytössä oli aiemmin neljä erilaista tarjouslaskentamallia ja niitä oli erittäin vaikea vertailla keskenään, eikä niillä voitu laskea tarjouksia kaikille tehtaille. Työ jakautuu kirjallisuuskatsaukseen ja empiiriseen osaan. Kirjallisuuskatsauksessa käsitellään erilaisia hinnoitteluvaihtoehtoja, kustannuslaskennan roolia ja kustannuslaskentamenetelmiä. Empiirinen osa koostuu tarjouslaskennan nykytilan analysoinnista, uuden tarjouslaskentamallin rakentamisesta sekä kehitetyn tarjouslaskentamallin toimintakuvauksesta. Tarjouslaskentamallin pohjaksi valittiin kustannusperusteinen hinnoittelu, koska sitä oli käytetty aikaisemminkin ja se oli koettu hyväksi. Kustannusperusteisen tarjouslaskentamallin pohjaksi luotiin yhtenäiset työ – ja konetuntihinnat koko konserniin. Konetuntihinnat laskettiin 28 koneelle. Konetuntihintoja analysoitiin ja ryhmiteltiin siten, että päädyttiin 16 konelisän käyttöön. Tarjouslaskentamalli käsittelee vain valmistuksen kustannuksia eikä ota kantaa hallintokustannusten syntyyn. Yhtenäinen tarjouslaskentamalli helpottaa eri myyntimiesten tekemien tarjousten vertailua ja mahdollistaa tuotteiden myynnin useille tehtaille. Tarjouslaskentamalli toteutettiin taulukkolaskentaohjelmalla.

Toimittajavarastointi teollisuusyrityksen kilpailuetuna sekä sen aiheuttamien kustannusten tarkastelu

Työn tavoitteena on tutkia toimittajavarastointia sekä siitä aiheutuvia kus-tannuksia. Työssä perehdytään tarkemmin toimitusketjun eri osapuolien väliseen yhteistyömalliin sekä tarkastellaan varastoinnin aiheuttamia kus-tannuksia yleisellä tasolla, sekä toimittajavarastointimallin mukanaan tuo-mien erillisten kustannuserien käsittelyä. Lisäksi tutkitaan, miten toimitta-javarastointimalli tuo lisähyötyä toimittajan toimintaan kilpailijoihin nähden. Tutkimus sisältää teoriaosuuden ja empiirisen osuuden, joissa esitellään aiheeseen liittyviä lainalaisuuksia ja erään teollisuusyrityksen toimittajavarastointia kahden esimerkkiasiakkaan kesken, sekä näiden asiakkaiden toimittajavarastoinnista esimerkkiyritykselle aiheutuvia kustannuksia. Teoriaosuudessa selvitetään toimittajavarastointiin liittyviä teoreettisia lähtökohtia ja sen vaikutuksia yritysten toimintaan. Kyseessä on kvalitatiivinen tapaustutkimus, jossa empiirinen aineisto ke-rättiin havainnoinnin, haastattelujen ja valmiiden dokumenttien perusteella sekä esimerkkiyrityksen tietokannoista. Teoriaosuuden lähteenä käytettiin aikaisempaa alan kirjallisuutta sekä artikkeleita. Tuloksena esitetään kustannusten laskentamalli, jonka avulla voidaan selvittää toimittajavarastoinnista aiheutuvat kustannukset ja niiden ositusperusteet.

Enhancement of water removal in the press section

The effectiveness of water removal on press section is very important for a paper and board machine’s functioning, efficiency and economy. Today, the most effective method for wet pressing is shoe press technology. Metso has carried out a number of studies concerning anew type of water removal method for a press section, which has also been patented. These studies include rough sketches and some test runs. These issues form the basis of this thesis. The objective of this work was to gather together information for a new and enhanced waterremoval method for a press section by studying the functioning of the device andcarrying out test runs. This method is referred to here as Hydronip. The main goal was tobuild a functional test site which fulfills all the necessary requirements and has all thenecessary information gathering devices. The design process was carried out by emphasizing the safety aspects. The goal was also to gather together information about the nip structure in running conditions, the seal function, and to carry out the nip tests with paper or board wads. This thesis consists of a theory part, the design and construction of the test site, and carrying out test runs through information gathering. The theory part consists of the principals of water removal from a press section, Hydronip construction, and the requirements for the test place. The safety aspects were taken into account especially in test runs, but also in the assembly stages. The design and construction of the test site includes the selection of equipment and surroundings that are needed for managing the test runs in the best possible way at certain premises. The test site included the equipment that was already on the premises. Some equipment could be used as it was but some equipment had to be manufactured or modified from existing equipment. A functional test site with information gathering devices was accomplished as a result of thethesis. Test runs demonstrated that the Hydronip concept is, at least on a small scale,functional. Short-term tests for seal functioning showed that the seal can be lubricatedsufficiently under different kinds of nip load situations. Wad tests demonstrated that the metal belt is durable against different sizes of external particles. The seal also endured wad tests even though the pressure impacts impaired the lubrication. MTS tests showing dry content increases, combined with a rough cost calculation and the basic function of the machine in test runs, show that with some further study Hydronip could be a promising new product for water removal from a paper or board machine’s press section.

Nanosuodatuksen käyttö voimalaitoksen lisäveden valmistuksessa

Työssä selvitettiin nanosuodatuksen soveltuvuutta ja kannattavuutta voimalaitoksen lisäveden valmistuksessa. Kirjallisuusselvityksen ja nanosuodatuskokeiden tavoitteena oli arvioida nanosuodatukseen perustuvien lisäveden valmistusprosessien toiminnallista ja taloudellista kilpailukykyä perinteisiin prosesseihin verrattuna. Voimalaitoksen lisävedellä tarkoitetaan vesi-höyrykiertoon syötettävää vettä, joka korvaa kierrossa menetetyn veden. Nykyisin se valmistetaan vesijohto- tai pintavedestä käänteisosmoosiin ja ioninvaihtoon perustuvilla menetelmillä. Nanosuodatus on käänteisosmoosin tapaan kalvotekniikkaan perustuva erotusprosessi. Kaikki kalvot poistivat orgaanisen aineksen tehokkaasti (>90 %). Suolaretentioissa oli suuria eroja kalvojen välillä, vaikka kalvotoimittajien ilmoittamat retentiot olivat samaa tasoa. NF90-kalvo tuotti puhtainta permeaattia. Kahden kalvon (NF90 ja ESNA1-LF2) kohdalla havaittiin vuon alenemista, kun vuo oli kokeiden alussa noin 30 ja 40 L/m2/h. Likaantumisen merkkejä ei havaittu minkään kalvon kohdalla, kun vuoarvo oli maltillinen (n. 20 L/m2/h). Raakaveden vaikutus NF90-permeaatin laatuun oli vähäinen. Muilla kalvoilla raakaveden vaikutus permeaatin laatuun oli merkittävä. Investointi- ja käyttökustannusten perusteella nanosuodatukseen perustuvat lisäveden valmistusprosessit ovat kilpailukykyisiä nykyisiin lisäveden valmistusprosesseihin verrattuna. Pintavettä raakavetenä käyttävät nanosuodatusprosessit maksavat itsensä takaisin 3–5 vuodessa vesijohtovettä raakavetenä käyttävään käänteisosmoosiprosessiin verrattuna.

Energiapuun haketuksen ja murskauksen kustannukset

Energiapuun tuotannossa puu on hienonnettava kuljettimille ja kattilaan sopivaan kokoon. Tämä tehdään Suomessa yleensä joko metsätien varressa välivarastolla, keskitetyssä terminaalissa tai voimalaitoksella. Puu hienonnetaan joko terävillä terillä hakettamalla tai tylpemmillä työkaluilla murskaamalla. Hakkeessa on vähemmän käsittelyä haittaavia pitkiä tikkuja ja sen valmistamiseen tarvittava energia on hiukan pienempi kuin murskaimilla. Viimeksi mainitulla on merkitystä lähinnä karsittua puuta haketettaessa. Murskain puolestaan sallii enemmän epäpuhtauksia raaka-aineessa, joten esimerkiksi kantoja käsitellään vain murskaimilla. Tässä tarkastellaan erityisesti pienpuun haketuksen ja murskauksen kustannuksia. Pienpuuta saadaan nuoren metsän kunnostuksista ja ensiharvennuksista. Se voi olla joko karsimatonta kokopuuta tai karsittua rankaa. Kokonaiskustannukset pienpuun haketukselle tai murskaukselle ovat tämän tutkimuksen mukaan välivarastolla noin 3,4 euroa/MWh ja terminaalilla tai voimalaitoksella noin 2 euroa/MWh. Pääomakustannukset ovat pienpuulla tavallisesti 1-1,2 euroa/MWh, keskitetyllä terminaalilla toimittaessa noin kolmanneksen vähemmän, jos pääomalle asetetaan 10% tuottovaatimus. Työvoimakustannukset ovat 30-80 snt/MWh varaston ja laitteen koosta riippuen, käyttöenergia dieselmoottoria käytettäessä noin 50 snt/MWh, sähkömoottorilla noin 30 snt/MWh. Muut kulut, mm. huolto, ovat yhteensä 40-80 snt/MWh. Energiapuun hankinnan kokonaiskustannuksista raaka-aineen hienontamisen osuus on 10-30% puutavaran lajista ja käytetystä työmenetelmästä riippuen. Terminaaleilla ja voimalaitoksilla toimittaessa on usein kiinnitettävä huomiota melun- ja pölyntorjuntaan. Muun muassa näistä syistä saattaa kiinteä, sähkökäyttöinen murska olla sopiva sellaisiin kohteisiin, joissa käsiteltävät määrät ovat suuria ja toiminta pysyvää. Melun ja pölyn kunnollinen torjunta vaatii suuria rakenteita, joita on vaikea yhdistää liikuteltaviin laitteisiin.

Asuinkerrostalon lämmöntuottojärjestelmän optimointi elinkaarikustannusten perusteella hyödynnettäessä lämpöpumpulla useita lämmönlähteitä

The basis of this thesis was to optimize heat pump that uses multiple heat sources to get competitive heating system for residential building when life cycle costs are considered. The objectives were to compile necessary information to calculate life cycle costs for heating system of residential building and start to compose of designing program for heat pump based heating systems. Examinations were made for the purchase energy need of residential building. Features of heat pump, considered refrigerant and potential heat sources were examined to find out heat production potential of heat pumps. Necessary information for life cycle cost calculation was also examined. Collected data was used in two case analyses to design selected heat production systems and calculate their life cycle costs. On the basis of case analyses heat pump based hybrid heat production systems are very competitive on life cycle cost comparison against district heating when residential building uses a lot of energy. New buildings use considerably less energy and achieved energy cost savings with heat pump systems may not be enough to cover the relatively high investment cost in reasonable time period compared to district heating system. The calculation method was found to require further development to at least include the cooling energy need of the building. Cooling demand will continue to grow in the future, which improves the heat pump based heat production systems competitiveness compared to other systems.

Maantieliikenteen mitta- ja massauudistuksen hyödyntämismahdollisuudet metsäteollisuustuotteiden kuljetuksissa

Työn tavoitteena oli tuottaa selvitys kohdeyrityksen kotimaan kuljetusten nykytilasta sekä toimenpidesuositus perusteluineen, onko tarpeellista kannustaa nykyisiä kuljetusalihankkijoita hankkimaan uutta kuljetuskalustoa. Lisäksi tutkimuksen tavoitteena oli selvittää ne tilanteet, joissa korkeampien kuormien hyödyntäminen olisi kaikkein kannattavinta kohdeyrityksen kannalta. Tutkimuksen teoriaosiossa käytiin läpi kuljetustoimintojen merkitystä yrityksissä, kerrottiin taustatietoa 1.10.2013 voimaantulleesta mitta- ja massauudistuksesta sekä kuljetuspalveluiden hinnoitteluun liittyviä seikkoja. Työn empiriaosiossa käsiteltiin tutkimukseen valittujen case – tehtaiden kotimaankuljetusten nykytilaa ja tehtaisiin liittyviä kuljetuskustannuslaskelmia tuloksineen, sekä nykytilan mukaisia että aiempaa suurempia sallittuja kuormia hyödynnettäessä. Lisäksi empiriaosiossa esitettiin laskelmiin perustuen toimenpidesuosituksia työn toimeksiantajalle. Työn keskeisin tulos oli, että mitta- ja massauudistusta kannattaa hyödyntää tilanteissa, joissa kuljetettavat määrät ovat mahdollisimmat suuria, välimatkat pitkiä ja joissa kuorma puretaan esim. satamassa. Käytännössä tämä toteutuu Pohjois-Suomesta Etelä-Suomeen suuntautuvissa kuljetuksissa ja se on myös kuljetusyritysten näkökulmasta kannattavin vaihtoehto.

Toimintokohtainen kustannuslaskenta muovialan teollisuusyrityksessä

Jatkuva teknologioiden kehittyminen ja globaalin talousjärjestelmän lainalaisuudet pakottavat yrityksiä kiinnittämään enenevässä määrin huomiota kilpailukykyyn ja kannattavuuteen. Kustannuslaskennan tarkkuus on yksi tärkeimmistä taloushallinnon elementeistä kilpailukyvyn ylläpitämisessä. Virheisiin ei ole varaa, sillä väärin perustein tehdyt kustannuslaskennat ajavat yrityksen nopeasti taloudellisiin vaikeuksiin. Tässä tutkimuksessa oli tavoitteena etsiä teollisen muovialan yrityksen tarpeisiin parhaiten sopiva kustannuslaskentajärjestelmä. Tutkimuksen teoriaosassa tutustuttiin eri kustannuslaskentamenetelmiin, ja tarkemmin toimintolaskennan yksinkertaisempaan muotoon, aikaperusteiseen toimintolaskentaan, sen toimivuuden ja käytettävyyden kannalta. Tutkimus toteutettiin konstruktiivisena case -tutkimuksena, jossa pyrittiin kuvaamaan ja havainnollistamaan uusi laskentamalli eli konstruktio. Tutkimuksen empiirisessä osuudessa suoritettiin esimerkkilaskelmia case yrityksen valmistamalle tuoteryhmälle ja vertailtiin laskelman tuloksia nykyiseen laskentamalliin. Saatujen tietojen pohjalta yritys pystyy muokkaamaan hinnoittelua vastaamaan kannattavuustavoitteita ja parantamaan kilpailukykyään, sillä malli tuottaa tarkempaa tietoa kustannuksista ja asiakaskohtaisista kannattavuuksista.

Análise de custo de produção e lucratividade de bananeira 'Nanicão Jangada' sob duas densidades de cultivo em Ilha Solteira-SP

Em fruticultura, existe hoje uma grande tendência de aumento da densidade de cultivo, procurando com isso uma maior produção por área. Pretendeu-se, neste trabalho, desenvolvido em Ilha Solteira-SP, estimar e analisar comparativamente o custo de produção e a lucratividade de bananeira-'Nanicão Jangada', sob duas densidades de cultivo: 1666 plantas (3,0mx2,0m) e 2500 plantas (2,0mx2,0m). Para o cálculo do custo, utilizou-se a estrutura do custo total de produção (CTP). Considerando os dois ciclos produtivos do bananal, o espaçamento de plantio mais adensado (com maior número de plantas por área) apresentou resultados econômicos mais satisfatórios que os obtidos para o cultivo menos adensado. A cultivar 'Nanicão Jangada' é uma alternativa de cultivo viável para a região de Ilha Solteira-SP.

Investigation of the relationship between load and loss factors for a Brazilian electric utility

With the considerable increase of the losses in electric utilities of developing countries, such as Brazil, there is an investigation for loss calculation methodologies, considering both technical (inherent of the system) and non-technical (usually associated to the electricity theft) losses. In general, all distribution networks know the load factor, obtained by measuring parameters directly from the network. However, the loss factor, important for the energy loss cost calculation, can only be obtained in a laborious way. Consequently, several formulas have been developed for obtaining the loss factor. Generally, it is used the expression that relates both factors, through the use of a coefficient k. Last reviews introduce a range of factor k within 0.04 - 0.30. In this work, an analysis with real life load curves is presented, determining new values for the coefficient k in a Brazilian electric utility. © 2006 IEEE.

Kostenorientiertes Controlling von E-Learning-Plattformen mit dem TCO-Konzept

Zur administrativen Unterstützung von Lehr- und Lernprozessen werden E-Learning-Plattformen eingesetzt, die auf der Grundlage des Internet Funktionen zur Distribution von Lehr- und Lernmaterialien und zur Kommunikation zwischen Lehrenden und Lernenden anbieten. Zahlreiche wissenschaftliche Beiträge und Marktstudien beschäftigen sich mit der multikriteriellen Evaluation dieser Softwareprodukte zur informatorischen Fundierung strategischer Investitionsentscheidungen. Demgegenüber werden Instrumente zum kostenorientierten Controlling von E-Learning-Plattformen allenfalls marginal thematisiert. Dieser Beitrag greift daher das Konzept der Total Cost of Ownership (TCO) auf, das einen methodischen Ansatzpunkt zur Schaffung von Kostentransparenz von E-Learning-Plattformen bildet. Aufbauend auf den konzeptionellen Grundlagen werden Problembereiche und Anwendungspotenziale für das kostenorientierte Controlling von LMS identifiziert. Zur softwaregestützten Konstruktion und Analyse von TCO-Modellen wird das Open Source-Werkzeug TCO-Tool eingeführt und seine Anwendung anhand eines synthetischen Fallbeispiels erörtert. Abschließend erfolgt die Identifikation weiterführender Entwicklungsperspektiven des TCO-Konzepts im Kontext des E-Learning. Die dargestellte Thematik ist nicht nur von theoretischem Interesse, sondern adressiert auch den steigenden Bedarf von Akteuren aus der Bildungspraxis nach Instrumenten zur informatorischen Fundierung von Investitions- und Desinvestitionsentscheidungen im Umfeld des E-Learning.

Testing a GIS-based methodology for optimal location of Pumped Storage power plants in Norway

Europe needs to restructure its energy system. The aim to decrease the reliance on fossil fuels to a higher dependence on renewable energy has now been imposed by The European Commission. In order to achieve this goal there is a great interest in Norway to become "The Green Battery of Europe". In the pursuit of this goal a GIS-tool was created to investigate the pump storage potential in Norway. The tool searches for possible connections between existing reservoirs and dams with the criteria selected by the user. The aim of this thesis was to test the tool and see if the results suggested were plausible, develop a cost calculation method for the PSH lines, and make suggestions for further development of the tool. During the process the tool presented many non-feasible pumped storage hydropower (PSH) connections. The area of Telemark was chosen for the more detailed study. The results were discussed and some improvements were suggested for further development of the tool. Also a sensitivity test was done to see which of the parameters set by the user are the most relevant for the PSH connection suggestion. From a range of the most promising PSH plants suggested by the tool, the one between Songavatn and Totak was chosen for a case study, where there already exists a power plant between both reservoirs. A new Pumped Storage Plant was designed with a power production of 1200 MW. There are still many topics open to discussion, such as how to deal with environmental restrictions, or how to deal with inflows and outflows of the reservoirs from the existing power plants. Consequently the GIS-tool can be a very useful tool to establish the best possible connections between existing reservoirs and dams, but it still needs a deep study and the creation of new parameters for the user.