Absoluuttisten solmukoordinaattien menetelmä kuorimaisten kappaleiden mallinnuksessa

Työn tavoitteena oli kehittää nopeasti konvergoiva kuorielementti epälineaarisesti joustavien kappaleiden analysointiin. Kuorielementti perustuu absoluuttisten solmukoordinaattien menetelmään ja se hyödyntää kaarevuuden kuvausta elastisten voimien määrityksessä. Kehitettyä elementtiä verrattiin kontinuumimekaniikalla kehitettyyn kuorielementtiin ja kaupallisen elementtimenetelmän kuorielementtiin. Yksinkertaisimman kuormitustapauksen tuloksia verrattiin teknisen taivutusteorian mukaiseen analyyttiseen ratkaisuun. Staattisten testien tulokset tässä työssä kehitetyllä kuorielementillä vastasivat hyvin kaupallisella elementtimenetelmällä saatuja tuloksia. Deformaatioiden ollessa geometrisesti lineaarisella alueella, kehitetyllä kuorielementillä saadut tulokset vastasivat paremmin sekä analyyttistä ratkaisua että kaupallisella elementtimenetelmällä saatuja tuloksia kuin aiemman kontinuumimekaniikkaan perustuvan kuorielementin tulokset. Kehitetyn kuorielementin ongelmana verrattuna kontinuumimekaniikkaan perustuvaan elementtiin on monimutkaisempi kinematiikan kuvaus. Tästä on seurauksena laskenta-ajan huomattava kasvaminen. Jatkossa kannattaisi keskittyä numeeristen ratkaisumenetelmien kehittämiseen.

Tuotantolinjojen kriittisten varaosien kartoitus ja varastointi

Tämän insinöörityön tarkoituksena on selvittää CROWN Pakkaus Oy:n tuotantolinjojen kriittiset varaosat mahdollisten seisokkien lyhentämiseksi ja varaston ylläpitämiseksi niiden osalta. Työssä lähdettiin liikkeelle tutkimalla olemassa olevaa varastointijärjestelmää ja selvittämällä sen rakenteita. Tämän jälkeen aloitettiin kartoitus kynä ja paperi -tekniikalla tuotantolinjoilta, tärkeimmät kohteet ja koneet parhaiten tuntevien henkilöiden kanssa. Tietojen keruussa käyttiin myös CROWN Pakkaus Oy:n käyttämää tietokantapohjaista kunnossapidon toiminnanohjausjärjestelmää Artturia, jota CROWN Pakkaus Oy käyttää varaosavaraston ylläpitoon. Työ aloitettiin tehtaan alkupäästä eli painosta ja linjoilla edettiin kone kerrallaan. Kun yksi linja saatiin tutkittua ja selvitykset valmiiksi, siirrettiin tiedot koneelle Excel-taulukko-ohjelman avulla. Tietojen avulla selvitettiin manuaaleista ja muista lähteistä osiin liittyvät tiedot, joista alettiin rakentaa Excel-pohjaista taulukointia kriittisille varaosille. Taulukot tallennettiin tehtaan sisäiseen verkkoon, joten ne olivat koko työn ajan näkyvissä tehtaan henkilökunnalle. Taulukoiden valmistuttua ne viimeisteltiin vielä ja niiden jatkokäyttö on CROWN Pakkauksen omissa käsissä. Työssä saaduista tuloksista voidaan päätellä 80/20-säännön pitävän tässäkin tapauksessa melko hyvin paikkansa. Kartoitettujen varaosien osuus oli 26,6 % varaosavaraston kokonaisuudesta. Avainsanat: kriittiset varaosat, varastointi.

Toimintajärjestelmän toteuttamissovellus ja -menetelmä

Tämän diplomityön tavoitteena on kehittää QPR Software Oyj:n (QPR) tuotteiden avulla geneerinen tietotekninen sovellus toimintajärjestelmän toteuttamiseen sekä laatia sovelluksen ominaisuuksien mukaisen toimintajärjestelmän toteuttamismenetelmä. Työn tavoitteena on lisäksi vertailla toimintajärjestelmiin liittyvän empiirisen tutkimustiedon luonnetta työssä kehitettyyn sovellukseen ja toimintajärjestelmiin liittyvään kirjallisuuteen. Työn keskeinen sisältö muodostuu toimintajärjestelmän luonnetta kuvaavan teorian esittelemisestä, työssä kehitettyjen toimintajärjestelmäsovelluksen ja -menetelmän kuvaamisesta, työhön liittyvän kyselytutkimuksen keskeisten havaintojen esittelemisestä ja tutkimuksen havaintojen ja kehitetyn sovelluksen vertailusta. Tämän diplomityön tuloksena syntyi QPR:n tuotteisiin pohjautuva toimintajärjestelmäsovellus sekä menetelmä, jonka avulla kehitetyn sovelluksen ominaisuuksien mukainen toimintajärjestelmä voidaan toteuttaa. Työhön liittyvässä kyselytutkimuksessa tehtiin lisäksi arvokkaita havaintoja toimintajärjestelmien tilasta suomalaisten organisaatioiden keskuudessa.

TUKKE – Tuoteseuranta satamasidonnaisessa kuljetusketjussa

Logistiikka-alalla toimivien yritysten liiketoimintaympäristö on muuttunut globalisaation myötä maailmanlaajuiseksi ja entistä dynaamisemmaksi. Tämä on lisännyt ajantasaisen ja virheettömän tiedon välityksen merkitystä läpi maa- ja yritysrajojen ylittävien toimitusketjujen. Tuoteseuranta ja siihen liittyvän tiedon välittäminen ovat olennainen osa maailmanlaajuisten toimitusketjujen hallintaa. Tuoteseurannan avulla tavaratoimituksia voidaan seurata läpi toimitusketjun, minkä ansiosta tieto kuljetuskaluston, kuljetusyksiköiden ja tuotteiden sijainnista ja saatavuudesta on tarvittaessa eri osapuolten käytettävissä ajasta ja paikasta riippumatta. Tarkan tavaratoimitusten sijainnin tietäminen tehostaa toimitusketjun eri osapuolten resurssien suunnittelua ja kohdistamista, mahdollistaa toimitusketjun pullonkaulojen havaitsemisen sekä helpottaa poikkeamatilanteiden hallintaa. Satamissa toimitusketjujen hallinnan merkitys korostuu toimijoiden ja erilaisten prosessien monitahoisuudesta johtuen. Tämä tutkimusraportti on Turun yliopiston Merenkulkualan koulutus- ja tutkimuskeskuksen Kotkan yksikössä tammikuun 2008 ja elokuun 2009 välisenä aikana toteutetun Tuoteseuranta satamasidonnaisessa kuljetusketjussa (TUKKE) -projektin loppuraportti TUKKE-projektissa tarkasteltiin satamasidonnaisissa kuljetusketjuissa liikkuvia tietovirtoja ja niiden jakamista eri toimijoiden kesken sekä selvitettiin satamasidonnaisten kuljetusketjujen tuoteseurannan nykytilaa ja kehitysmahdollisuuksia. Tuoteseurannassa hyödynnettävät tunnistus- ja paikannusmenetelmät voidaan jakaa satelliittipaikannus-, verkkopaikannus- ja lähipaikannusmenetelmiin. Satelliittipaikannus on käytännössä ainoa reaaliaikaisen maailmanlaajuisen tuoteseurannan mahdollistava menetelmä, jonka tarkkuus on tyypillisesti muutamia metrejä, mutta erilaisilla laajennuksilla voidaan päästä vieläkin parempiin paikannustarkkuuksiin. Satelliittipaikannus soveltuu pääasiassa kuljetusvälineiden ja suurten kuljetusyksiköiden (esim. kontti) seurantaan, ja vain erityistapauksissa kriittisten yksittäisten tuotteiden seurantaan. Verkkopaikannusmenetelmät eivät yksistään sovellu ehdotonta tarkkuutta vaativiin paikannussovelluksiin, sillä niiden tarkkuus vaihtelee tekniikasta ja ympäristöstä riippuen kymmenistä metreistä aina kymmeniin kilometreihin. Jatkuvan ja reaaliaikaisen kaupallisen paikannuspalvelun toteuttaminen verkkopaikannusmenetelmillä on käytännössä mahdotonta. Verkkopaikannusta voidaankin hyödyntää lähinnä yksittäisiä paikkapyyntöjä toteuttavana menetelmänä, joka soveltuu toimitusketjuissa lähinnä tavaratoimitusten karkean tason seurantaan. Verkkopaikannus soveltuu nykyään lähinnä satelliittipaikannusta tukevaksi menetelmäksi, esimerkiksi poikkeamatilanteiden hallinnassa. Lähipaikannustekniikat ovat ainoita paikannusmenetelmiä, joilla päästään jopa senttimetritason tarkkuuksiin sekä sisä- että ulkotiloissa. Lähipaikannusmenetelmät soveltuvat hyvin esimerkiksi varastojen hallintaan. Lähipaikannusmenetelmiin kuuluvat tunnistusmenetelmät (viivakoodi ja RFID) helpottavat tuotteiden hallintaa tarjoamalla statustietoa tavaratoimituksista toimitusketjun eri vaiheissa. Tunnistusmenetelmät ovat usein järkevin ratkaisu tuotetasoisessa seurannassa. Erilaiset tavaratoimitukset asettavat erilaisia vaatimuksia tuoteseurannalle. Kokokuormatasoisten kuljetusten seuranta on perinteisesti perustunut konttien osalta yksilölliseen tunnistenumeroon sekä perävaunun ja trailerin osalta rekisterinumeroon. Kokokuormayksiköiden seurannassa olisi mahdollista siirtyä käyttämään tehokkaampia seurantamenetelmiä, joista satelliittipaikannus ja RFID-tekniikka ovat useimmissa tapauksissa sopivimmat ratkaisut. Kokokuormatason seuranta edellyttää seurantatekniikan (esim. RFID-tunniste tai GPS-vastaanotin) asentamista seurattavaan kuljetusyksikköön (esim. kontti). Kokokuormatasoinen seuranta riittää monissa tapauksissa, koska kuljetusyksikköä seurattaessa voidaan samalla seurata sen sisältämiä osakuormia ja yksittäisiä tuotteita. Osakuormatasoinen seuranta tarkoittaa kuljetuslavojen tai muiden vastaavien kuljetusalustojen seurantaa. Kuljetuslavojen seuranta on mahdollista toteuttaa lavakohtaisilla tunnisteilla (esim. RFID-tunniste), joihin voidaan linkittää myös tieto lavan sisältämistä tuotteista. Kuljetuslavoja voidaan seurata reaaliaikaisesti myös satelliittipaikannuksella, mutta tälle ei useinkaan ole tarvetta, koska yleensä toimitusketjun eri osapuolia kiinnostaa lähinnä tavaratoimituksiin liittyvä statustieto. Tuotetasolla tapahtuva tuoteseuranta mahdollistaa yksityiskohtaisen ja tarkan tuotteiden tunnistamisen ja paikantamisen läpi kuljetusketjun. Tuotetasoinen seuranta edellyttää seurantatekniikan asentamista jokaiseen yksittäiseen seurattavaan tuotteeseen. Käytännössä ainoat tuotetasoiseen seurantaan soveltuvat seurantatekniikat ovat viivakoodi- ja RFID-tunnistustekniikat, koska tuotetasoisen seurannan toteuttaminen muilla seurantatekniikoilla ei ole yleensä taloudellisesti järkevää. Yleisesti ottaen tuotetasoista seurantaa kannattaa hyödyntää lähinnä tuotteiden tunnistamisessa ja statustietopohjaisissa sovelluksissa eikä niinkään varsinaisessa paikannuksessa. Satamasidonnaisten kuljetusketjujen tuoteseuranta perustuu nykyään lähinnä statustietoon ja sitä tarjoaviin tunnistustekniikoihin. Tämä johtuu pääasiassa siitä, ettei satamasidonnaisissa toimitusketjuissa useinkaan tarvita statustietoa tarkempaa tietoa, vaan yleensä pelkkä ETA-tieto riittää. Esimerkiksi reaaliaikaista paikkatietoa tarjoavaa satelliittipaikannustekniikkaa hyödynnetään satamasidonnaisissa kuljetusketjuissa lähinnä navigoinnissa ja reittisuunnittelussa, mutta vain harvoin reaaliaikaisessa tuoteseurannassa. Matkapuhelinverkkoihin perustuva paikannus ei näyttäisi olevan yleisessä käytössä satamasidonnaisten kuljetusketjujen tuoteseurannassa. Toimijoiden laajasta kirjosta johtuen satamasidonnaisissa toimitusketjuissa on harvoin käytössä yhtenäistä koko toimitusketjun kattavaa tuoteseurantajärjestelmää. Laajan ja useita toimijoita sisältävän tuoteseurantajärjestelmän rajapintojen ja standardien integrointi on erittäin haastavaa. Kullakin toimitusketjun toimijalla on yleensä käytössä omia sisäisiä järjestelmiä, joilla voidaan tietyiltä osin hallita tavaratoimitusten seurantaa kyseisen yrityksen näkökulmasta. Yhtenäinen koko toimitusketjun kattava tuoteseurantaratkaisu voi toimia suljetuissa järjestelmissä, joissa on rajattu määrä toimijoita ja joissa tavoitellaan vain näiden toimijoiden yhteisiä etuja. Suljetuissa järjestelmissä eri toimijoiden väliset rajapinnat on integroitu keskenään yhteensopiviksi, ja osapuolien välille on muodostunut vakiintuneita toimintatapoja. Lisäksi suljetut järjestelmät pysyvät usein melko muuttumattomina. Nämä tekijät tuovat läpinäkyvyyttä suljettuun toimitusketjuun, ja tuotetiedon jakamisesta tulee luonnollinen osa toimitusketjun toimintaa. Tekniset valmiudet hyvinkin kehittyneiden ja monipuolisten koko toimitusketjuja kattavien tuoteseurantaratkaisujen toteuttamiseen ovat jo olemassa. Toimitusketjujen laajuisten seurantaratkaisujen kehittämisen esteenä eivät siis niinkään ole itse seurantatietoa tuottavat tunnistus- ja paikannustekniikat, vaan suurimpana haasteena on seurantatiedon saattaminen sellaiseen muotoon, että se on helposti jokaisen toimitusketjun osapuolen saatavissa ja hyödynnettävissä. Yksittäisillä mailla ja satamilla on jo nykyään käytössä eräänlaisia tietoportaaleja, jotka mahdollistavat tavaratoimituksiin liittyvien tietojen keskitetyn tallentamisen ja hyödyntämisen. Myös Suomen meriliikennettä palvelee tämäntapainen keskitetty tietoportaali PortNet, joka on tarkoitettu pääasiassa aluskäynteihin liittyvien tietojen jakamiseen eri toimijoiden kesken. PortNet sisältää kuitenkin tietoa vain Suomen satamiin kohdistuvista aluskäynneistä. Tästä johtuen tavaratoimitusten seuranta läpi globaalien toimitusketjujen ei ole PortNet-järjestelmällä mahdollista. Tulevaisuuden kannalta olisikin tärkeää pohtia, olisiko mahdollista kehittää PortNetjärjestelmän kaltainen globaali tietoportaali, joka palvelisi kansainvälisiä satamasidonnaisia toimitusketjuja ja loisi pohjan läpinäkyvälle maa- ja yritysrajat ylittävälle tuoteseurantaratkaisulle.

Merivoimat ja viranomaisten tukeminen 2030

Tulevaisuuden ennakoinnissa ja varautumisessa nojaamme usein kokemuksiimme menneestä. Tarkasteltaessa historiaa jälkikäteen voidaan todeta, että meidät on usein yllätetty etukäteen mahdottomilta tuntuneiden tapahtumien toteutuessa; emme siis ole pitäneet kaikkia muutoksia mahdollisina. Tämän tutkimuksen lähtökohtana on ollut muutosten mahdollisuuden hyväksyminen tulevaisuudessa. Tämän tutkimuksen tarkoituksena on selvittää perusteita merivoimien viranomaistuen ja yhteistoiminnan kehittämiselle 2030-luvun toimintaympäristö huomioiden. Tutkimus pyrkii tarjoamaan teoriassa testattuja ja siten suositeltavia toimintamalleja ja mekanismeja kehitettäviksi ja toteutettaviksi merivoimien ja muiden viranomaisten välillä. Tutkimusraportin ensimmäisessä osassa pyritään määrittelemään viranomaistuen toimintaympäristö käsitteellisesti ja teoreettisesti nykyaikaisen turvallisuuskäsitteen ja turvallisuuskontekstien avulla. Toimintaympäristön kuvaukseen on sisällytetty myös esimerkkejä tämän päivän käytännön sovelluksia asevoimien käytöstä muiden viranomaisten tukemiseen Suomessa, Ruotsissa, Saksassa ja Itävallassa. Raportin toisessa osassa kuvataan aiheskenaarioina kolme toisilleen vaihtoehtoista suomalaista turvallisuusympäristöä 2030-luvulla. Skenaarioilla kuvataan turvallisuuden näkökulmasta suomalainen yhteiskunta PESTYMV-menetelmää soveltaen. Skenaarioiden avulla voidaan arvioida viranomaistuen kehittämismahdollisuuksia ja edellytyksiä vaihtoehtoisissa tulevaisuuksissa.

Menetelmä ja laitteisto pölyävyyden mittaamiseksi

Kotimainen patentti FI 121802 B

Simulation of structural stress history based on dynamic analysis

Modern machine structures are often fabricated by welding. From a fatigue point of view, the structural details and especially, the welded details are the most prone to fatigue damage and failure. Design against fatigue requires information on the fatigue resistance of a structure’s critical details and the stress loads that act on each detail. Even though, dynamic simulation of flexible bodies is already current method for analyzing structures, obtaining the stress history of a structural detail during dynamic simulation is a challenging task; especially when the detail has a complex geometry. In particular, analyzing the stress history of every structural detail within a single finite element model can be overwhelming since the amount of nodal degrees of freedom needed in the model may require an impractical amount of computational effort. The purpose of computer simulation is to reduce amount of prototypes and speed up the product development process. Also, to take operator influence into account, real time models, i.e. simplified and computationally efficient models are required. This in turn, requires stress computation to be efficient if it will be performed during dynamic simulation. The research looks back at the theoretical background of multibody dynamic simulation and finite element method to find suitable parts to form a new approach for efficient stress calculation. This study proposes that, the problem of stress calculation during dynamic simulation can be greatly simplified by using a combination of floating frame of reference formulation with modal superposition and a sub-modeling approach. In practice, the proposed approach can be used to efficiently generate the relevant fatigue assessment stress history for a structural detail during or after dynamic simulation. In this work numerical examples are presented to demonstrate the proposed approach in practice. The results show that approach is applicable and can be used as proposed.

Vahingoittuneiden ulko- ja sisärenkaiden korjaus täysin käyttökelpoisiksi päng-pängol-pängit menetelmää käyttäen

kuv., 14 x 21 cm