Voimalaitoksen höyryjärjestelmän paineensäädön hallinta

Diplomityön tavoitteena oli selvittää tapoja hallita voimalaitoksen höyryjärjestelmän paineensäätöä. Työ on tehty Neste Oilin Porvoon jalostamon energialaitoksen höyryjärjestelmästä. Energialaitos käsittää kaksi höyrykattilaa ja kaasuturbiinivoimalaitoksen, sekä öljynjalostamolla sijaitsevat höyrykattilan ja kaasuturbiinivoimalaitoksen. Höyryverkon häiriötilanteet aiheuttavat paineenlaskua höyryverkossa, jos jonkun höyryntuottajan tuotanto keskeytyy, tai paineennousua höyryverkossa, jos joku höyrynkuluttajista ei kuluta enää höyryä. Nykyisessä tilanteessa vakavin paineen laskua aiheuttava häiriötilanne olisi energialaitoksen höyrykattilan tuotannon keskeytyminen. Vakavin paineennousua aiheuttava häiriötilanne olisi suurimman kuluttajan,eli energialaitoksen vastapaineturbiinin, irtaantuminen höyryverkosta. Paineen hallinta voidaan toteuttaa oikeanlaisilla automaation ratkaisuilla, joita on mahdollista kehittää käyttökokemukseen perustuen järjestelmäpäivitysten yhteydessä. Häiriötilanteita voidaan yrittää ennakoida kunnossapidon keinoin niin, että vikaantuminen havaitaan ennen kuin vakava häiriö tapahtuu. Erityisesti kunnossapitostrategian kehittäminen auttaisi kohdistamaan kunnossapitotoimenpiteet oleellisimpiin kohteisiin kustannustehokkaasti. Lisäksi käyttöhenkilökunnan oikeanlaisella toiminnalla häiriön sattuessa voidaan häiriöiden aiheuttamia seuraamuksia tuotantoon ja turvallisuuteen lieventää. Käyttöhenkilökunnan toimintaa voidaan parantaa koulutuksella.

Maakaasulla tuotetun aluelämmön tekniset edellytykset ja kilpailukyvyn arviointi

Tässä diplomityössä tutkitaan maakaasulla tuotetun aluelämmön teknisiä edellytyksiä sekä tuotetun lämmön kilpailukykyä. Työon tehty Helsinkikaasu Oy:n tilauksesta käyttäen tutkimuskohteina heidän olemassa olevia lämpökeskuksia. Helsinkikaasu Oy:n lämpökeskukset ovat tehoiltaan alle10 MW, joka on myös työssä tarkasteltavien lämpökeskuksien maksimiteho. Diplomityössä määritellään kyseisen teholuokkaan suunnittelu- ja mitoitusperusteet, tarkastellaan lämpöliiketoimintamalleja sekä arvioidaan liiketoiminnan kasvupotentiaali. Diplomityön on tarkoitus toimia työkaluna HelsinkikaasuOy:n laajentaessa lämpöliiketoimintaansa.

Tuotanto- ja varastohallinnan kehittäminen metallikonepajassa

Työn tavoitteena oli kartoittaa ja analysoida Mesera Paimio Oy:n nykyistä tuotannon- ja varastonhallintaa, kehittää varastojen seurannassa ja ostotoiminnassa käytettäviä toimintoja sekä luoda konkreettinen seurantajärjestelmä Loglift Oy Ab:n siirtopuomien osien varastoinnille. Pääpaino oli varastonhallinta – toiminnon to-teuttamisessa sekä ostotoiminnan ja tuotannon kehittämisessä kustannustehokkaampaan suuntaan. Teorian menetelmistä soveltuvimmat valittiin varastonhallinnan ja tuotannon kehittämisen toteuttamiseen käytännössä, haastattelujen toimiessa työn empiirisenä osana. Päämenetelmänä varastojen ja tuotannon tarkastelussa käytettiin ABC-analyysia ja sen erinäisiä variaatioita, kustannus- ja tuotantorakenteen selvittämiseksi. Analyysejä toteutettiin mm. kysyntä- ja kustannuskohtaisesti mikä toi syvyyttä ja laajuutta tarkasteluun. ABC-analyysien, useiden haastatteluiden ja benchmarkkien antamat tiedot analysoitiin ja pyrittiin toteuttamaan tarvittavat parametrit varastonhallinnan ja tuotannon toiminnalle. Control 9000 – tuotannonohjausjärjestelmään toteutettiin tuotetiedon- ja saldonhallinta – toiminto tarvittavine raportteineen, mitä tullaan jatkossa käyttämään ja soveltamaan mm. Loglift Oy Ab:n siirtopuomien osien varastonseurannassa ja osto- ja tilausprosessissa. Työn tarkoituksena oli myös kartoittaa ja suunnitella materiaalitarvelaskennan ja kustannustehokkaan varastoinnin ja tuotannon suunnittelua ja kehittämistä tulevaisuudessa.

Lähtevien kotimaankuljetusten kehittäminen ja organisointi Puunjalostusyrityksessä

Työn tavoitteena oli selvittää lähtevien kotimaankuljetusten nykytila ja kehit-tämisvaihtoehdot, sekä tutkia mahdollisuutta keskittää kuljetusjärjestelmä. Ensin selvitettiin kuljetusten nykytilan haastattelujen sekä saatavilla olevan materiaalin avulla. Henkilöstön haastattelut toteutettiin henkilökohtaisesti. Toisessa vaiheessa määriteltiin kehittämiskohteet nykytilaselvityksen sekä kuljetusten kehittämistä käsittelevän kirjallisuuden avulla. Selvimpinä epäkohtina pidettiin vähäistä tulosyksiköiden yhteistoimintaa, yhteisen logistiikka-strategian ja toimintapolitiikan puuttumista sekä puutteellista seurantajärjestelmää. Ongelmaksi koettiin myös kuljetusliikkeiden ylikapasiteetin aiheuttamat vaikutukset kuljetushintoihin.Kolmannessa vaiheessa tutkittiin mahdollisuutta siirtyä nykyisestä hajautetusta kuljetusjärjestelmästä keskitettyyn. Selvityksessä käytettiin apuna keskitetyn kuljetusjärjestelmän hypoteettisia ratkaisuvaihtoehtoja. Toimenpide-ehdotuksina esitetään yhteisen logistiikkastrategian laatimista, yksiköiden toimintapolitiikkojen yhdenmukaistamista, sekä tulosyksiköiden yhteistoimintaa kehittävän työryhmän perustamista.

Yrityksen jakelutoimintojen kehittäminen

Diplomityön tavoitteena oli turkiseläinrehun valmistajan, E - P:n Minkinrehu Oy:n, jakelutoimintojen nykytilan analysointi, kehityskohteiden etsiminen ja kehitystoimenpiteiden luominen. Logististen toimintojen nykytilaa pyrittiin selvittämään haastattelujen, tutustumiskäyntien sekä kerätyn aineiston avulla. Mukaan tarkasteluun otettiin myös alan kirjallisuutta. Tutkimuksen perusteella yrityksen suurimmat jakeluongelmat liittyivät puutteelliseen jakelun ja kuljetusten suunnitteluun, penis- ja lisäarvopalveluiden puuttumiseen sekä epämääräiseen jakeluhinnoittelumenetelmään. Osa ongelmista aiheutui toimialan ominaispiirteistä, kuten sesonkiluontoisuudesta, erikoisjakelukaluston käytöstä, kalliista varastointimenetelmistä ja tuotteiden pilaantumisherkkyydestä. Jakeluun liittyviä ongelmia olivat jakelun kohdistamisongelma ja paluukuormien puuttuminen. Edellä mainituista ominaispiirteistä ja ongelmista johtuen jakelu- ja kuljetuskustannukset olivat noin 4,5 miljoonaa euroa eli lähes 20 prosenttia yrityksen liikevaihdosta vuonna 2003. Toimenpide-ehdotusten mukaan yrityksen tulisi lisätä yhteistyötä sekä toimittajien että turkistarhojen eli yrityksen osakkeenomistajien kanssa. Lähitulevaisuudessa olisi paikallaan investoiminen asianmukaiseen ja tehokkaaseen jakelun ja kuljetusten suunnittelu- ja seurantajärjestelmään. Itse jakelussa tulisi siirtyä jakelureittien optimointiin ja naiden optimaalisten jakelureittien käyttöön. Tutkimuksen mukaan jakelussa tulee siirtyä joko asiakaskohtaiseen tai osareittien mukaiseen jakeluvalin harvennukseen sesonkiaikavälillä kesäkuu - joulukuu. Jakeluhinnoittelussa on unohdettava nykyinen vyöhykehinnoittelu ja otettava käyttöön tutkimuksen perusteella jakelun todellisia kustannuksia paremmin vastaava ja asiakkaita tasapuolisesti kohteleva hinnoittelumenetelmä. Yrityksen tulisi jatkossa sisäistää jatkuvan kehityksen periaatteet sekä liiketoiminnassaan että jakelutoiminnoissaan.

Accuracy and Precision of Head Motion Information in Multi-Channel Free Induction Decay Navigators for Magnetic Resonance Imaging.

Free induction decay (FID) navigators were found to qualitatively detect rigid-body head movements, yet it is unknown to what extent they can provide quantitative motion estimates. Here, we acquired FID navigators at different sampling rates and simultaneously measured head movements using a highly accurate optical motion tracking system. This strategy allowed us to estimate the accuracy and precision of FID navigators for quantification of rigid-body head movements. Five subjects were scanned with a 32-channel head coil array on a clinical 3T MR scanner during several resting and guided head movement periods. For each subject we trained a linear regression model based on FID navigator and optical motion tracking signals. FID-based motion model accuracy and precision was evaluated using cross-validation. FID-based prediction of rigid-body head motion was found to be with a mean translational and rotational error of 0.14±0.21 mm and 0.08±0.13(°) , respectively. Robust model training with sub-millimeter and sub-degree accuracy could be achieved using 100 data points with motion magnitudes of ±2 mm and ±1(°) for translation and rotation. The obtained linear models appeared to be subject-specific as inter-subject application of a "universal" FID-based motion model resulted in poor prediction accuracy. The results show that substantial rigid-body motion information is encoded in FID navigator signal time courses. Although, the applied method currently requires the simultaneous acquisition of FID signals and optical tracking data, the findings suggest that multi-channel FID navigators have a potential to complement existing tracking technologies for accurate rigid-body motion detection and correction in MRI.

Sistema de almacén y dispensación robotizada de productos farmacéuticos

Actualmente, las necesidades de mejora en gestión de stocks y la mayor disponibilidad de sistemas automáticos, están haciendo que muchas empresas inviertan en técnicas modernas para almacenamiento y manipulación de productos. Esta inquietud también ha llegado a las farmacias, que de forma lenta pero firme se van apuntando a su robotización. Uno de los principales problemas a los que se enfrentan las farmacias es la pérdida de tiempo en la gestión y búsqueda de medicamentos, provocando situaciones negativas como las esperas, la falta de tiempo para una atención más personalizada y como consecuencia, la pérdida de clientes. Este inconveniente y la necesidad de mejora en la gestión de los stocks han hecho que aparezcan los Sistemas de dispensación automática de productos farmacéuticos. El dispensador automático facilita el trabajo del farmacéutico al automatizar la búsqueda de la medicina requerida, aumentando la dedicación al cliente y reduciendo los tiempos no productivos y las colas. El presente estudio desarrolla un sistema de dispensación automático de fármacos aplicado a farmacias con una rotación de medicamentos media/ baja, valorando tanto su viabilidad técnica como económica. El almacén propuesto es de tipo caótico con sistema de carga, almacenamiento y descarga completamente automáticos. La mayoría de diseños y conceptos expuestos en este trabajo son de desarrollo propio del autor con el único objetivo de la búsqueda de nuevas soluciones para conseguir un sistema de almacenamiento efectivo y de máximo rendimiento.

Desenvolvimento de conjunto membrana-eletrodos para célula a combustível de metanol direto passiva

Direct methanol fuel cells (DMFCs) without external pumps or other ancillary devices for fuel and oxidant supply are known as passive DMFCs and are potential candidates to replace lithium-ion batteries in powering portable electronic devices. This paper presents the results obtained from a membrane electrode assembly (MEA) specifically designed for passive DMFCs. Appropriated electrocatalysts were prepared and the effect of their loadings was investigated. Two types of gas diffusion layers (GDL) were also tested. The influence of the methanol concentration was analyzed in each case. The best MEA performance presented a maximum power density of 11.94 mW cm-2.

Satelliittipaikannukseen perustuvan reaaliaikaisen jäljitysohjelmiston toteutus

Satelliittipaikannuksen hyödyntäminen eri sovellusaloilla ja siviilikäytössä on kasvanut merkittävästi 2000-luvulla Yhdysvaltojen puolustusministeriön lopetettua GPS-järjestelmän tarkoituksenmukaisen häirinnän. Langattomien datayhteyksien yleistyminen ja nopeuksien kasvaminen on avannut paikkatiedon käyttämiseksi ja hyödyntämiseksi reaaliaikaisesti uusia mahdollisuuksia. Kustannusten kasvaessa on tehokkaasta liikennöinnistä tullut tänä päivänä erittäin tärkeä osa yritysten päivittäisiä toimintoja. Ajoneuvojen hallinta on yksi tapa, jolla pyritään tehostamaan logistisia toimintoja ja vähentämään siitä aiheutuvia kustannuksia. Seuraamalla reaaliaikaisesti ajoneuvojen liikennöintiä voidaan pyrkiä saavuttamaan säästöjä optimoimalla aikatauluja ja reittejä sekä uudelleenohjaamalla ajoneuvoja sijaintien mukaan vähentäen näin kuljettua matkaa ja aikaa. Tässä diplomityössä tavoitteena on tutkia kuinka satelliittipaikannusta, paikkatietoa ja langattomia datayhteyksiä hyödyntämällä voidaan toteuttaa reaaliaikainen jäljitysohjelmisto. Työssä esitellään aluksi paikannustekniikat ja niiden toiminta. Lisäksi tutkitaan kuinka tiedonsiirto voidaan järjestelmässä toteuttaa sekä tarkastellaan järjestelmän kehityksessä huomioitavia tietoturvanäkökohtia. Tutkimuksen pohjalta suunniteltiin ja toteutettiin reaaliaikainen jäljitysohjelmisto kotipalveluyrityksen ajoneuvojen paikannustarpeisiin. Järjestelmän avulla voidaan valvoa ja jäljittää ajoneuvojen sijainteja kartalla reaaliaikaisesti sekä paikantaa tiettyä kohdetta lähimpänä olevat ajoneuvot. Tämä mahdollistaa hälytyksen sattuessa lähimpänä olevan työntekijän lähettämisen asiakaskohteeseen mahdollisimman nopeasti. Järjestelmän avulla käyttäjät voivat lisäksi seurata ajamiaan matkoja ja pitää automaattista ajopäiväkirjaa. Lopuksi työssä arvioidaan toteutetun järjestelmän toimintaa testauksessa saatujen mittaustulosten perusteella.

Laatukustannusten sisäisen raportoinnin kehittäminen Metso Rautpohjan paperi- ja kartonkikonetehtaassa

Tässä diplomityössä on tarkasteltu Metso Rautpohjan laatukustannustiedon sisäisiä raportointitarpeita ja -mahdollisuuksia päätöksenteon tueksi. Tehty tarkastelu liittyy aiemmin Rautpohjassa luotuun laaduttomuuden kustannusten kirjaus- ja seurantajärjestelmään, jonka avulla kyseisiä kustannuksia on organisaatiossa eritelty muista kustannuksista Baan-tietojärjestelmää käyttäen. Tämän työn tavoitteena oli löytää tapaustutkimuksen keinoin laaduttomuuden kustannuksiin liittyviä sisäisiä tietotarpeita, joihin voitaisiin löytää ratkaisuja Data Warehouse (DW) -tietovarastointi- ja raportointitekniikkaa sekä olemassa olevaa laaduttomuuden kustannustietomassaa 2008 hyödyntäen. Tutkimusta varten Rautpohjan organisaatiosta valittiin kullekin toiminnolle niitä edustavat vastuuhenkilöt, joita haastattelemalla pyrittiin selvittämään sisäisiä tietotarpeita laaduttomuuden kustannuksiin liittyen. Työn tuloksena jokaiselle tutkimukseen osallistuneelle toiminnolle luotiin vähintään yksi raporttipohja, jonka avulla niille voidaan jatkossa tuottaa tarvittavaa, kohdennettua laaduttomuuden kustannustietoa omaan toimintaan liittyen. Laaduttomuuden kustannusten rinnalla tässä työssä tutkittiin myös mahdollisia kehitystarpeita Rautpohjan ympäristökustannuksien seurantaan liittyen. Suuremmassa mittakaavassa tällä työllä on pyritty tukemaan laaduttomuuden kustannusten minimointia paitsi Rautpohjassa, mutta myös Metson linjaorganisaatiossa yleisesti. Raportoinnin perimmäisenä tarkoituksena oli mahdollistaa laaduttomuuden kustannusten taustalla olevien syiden ja tapahtumien analysointi, ja sitä kautta edesauttaa laaduttomuuden kustannusten minimoimiseen tähtäävää kehitystyötä. Metso Rautpohjassa toimiviksi havaittuja laaduttomuuden kustannusten seurantaan ja analysointiin käytettyjä menetelmiä voidaan haluttaessa soveltaa myös muissa Metso-yksiköissä.

Energy harvesting methods for wireless sensor nodes in heavy-duty vehicles

The number of autonomous wireless sensor and control nodes has been increasing rapidly during the last decade. Until recently, these wireless nodes have been powered with batteries, which have lead to a short life cycle and high maintenance need. Due to these battery-related problems, new energy sources have been studied to power wireless nodes. One solution is energy harvesting, i.e. extracting energy from the ambient environment. Energy harvesting can provide a long-lasting power source for sensor nodes, with no need for maintenance. In this thesis, various energy harvesting technologies are studied whilst focusing on the theory of each technology and the state-of-the-art solutions of published studies and commercial solutions. In addition to energy harvesting, energy storage and energy management solutions are also studied as a subsystem of a whole energy source solution. Wireless nodes are also used in heavy-duty vehicles. Therefore a reliable, long-lasting and maintenance-free power source is also needed in this kind of environment. A forestry harvester has been used as a case study to study the feasibility of energy harvesting in a forestry harvester’s sliding boom. The energy harvester should be able to produce few milliwatts to power the target system, an independent limit switch.

Nollapistekiinnittimen hyödyntäminen työkalun valmistuksessa ja muovausprosessissa

Tämä diplomityö tehtiin Lappeenrannan teknillisen yliopiston konetekniikan osastolle. Työn tavoitteena oli kartoittaa nollapistekiinnittimien tyyppejä ja toimintaperiaatteita sekä luoda muistilista liittyen nollapistekiinnittimen käyttöönottoon kiinnitysratkaisuna. Nollapistekiinnitin on konepajatekniikan kappaleenkiinnitin, joka tarjoaa tarkan paikoituksen, nopean asetusajan ja yksinkertaisen kappaleenvaihdon. Työssä tutkitaan nollapistekiinnittimien ominaisuuksia ja käyttökohteita, esitellään erityyppisiä nollapistekiinnittimiä ja vertaillaan niitä perinteisiin kiinnitysmenetelmiin. Työn kokeellisen osuuden tavoite oli tutkia nollapistekiinnittimen ominaisuuksia ja toimintaa ja pohtia mahdollisuuksia muovaustyökalun valmistuksessa ja kiinnittämisessä muovauspuristimeen. Kokeet tehtiin LTY:n konepajatekniikan laboratoriossa kesä- ja heinäkuussa 2010.

ZigBee-verkot ja evaluointilaitteen suunnittelu

In this thesis a closer look at ZigBee wireless network protocol was made and a ZigBee evaluation device was designed and built for testing it. ZigBee is a digital wireless network technology published in 2004, which was developed for wireless control and automation systems. It is based on the IEEE 802.15.4-2003 standard, and its aim was to create a reliable wireless networking protocol with secure data transmissions, low power consumption and low manufacturing costs. The low power consumption requirement has also led to a slow data rate and a short range, but in a ZigBee network individual network devices can route messages to each other, so short range is not a problem. In automation and control systems a fast data rate is not usually an important requirement either. ZigBee network can form automatically and one ZigBee network can theoretically include thousands of devices, all of which can communicate with each other. ZigBee network is also self-healing, so an individual device dropping out of the network, like breaking down, does not affect functionality of the network. Evaluation device was designed and implemented in four different versions, which were tested with six different antenna designs. All antennas were tested at a range of 100 meters in an open terrain using two different frequencies and transmission powers. Also a range test was performed for selected antennas using transmission power of 4,5 dBm, which was maximum power of the ZigBee chip used in the evaluation device. Range test resulted in a measured range of several hundred meters, which can be considered as a good result for a short-range technology.

Taloudelliset autojen hallintaratkaisut etelä-kymenlaakson ammattiopistossa

Työn tavoitteena oli selvittää Etelä-Kymenlaakson Ammattiopiston autokannan kokonaistila, ongelmat, taloudellisuus ja esittää selvitettyjen tietojen perusteella parannusehdotuksia. Tietojen kerääminen tapahtui pääosin haastattelemalla organisaation henkilöitä sekä tukeutumalla saatavilla olevaan teoria-aineistoon. Työn tuloksena saatiin selville autokannan karkea euromääräinen vuotuinen kokonaiskuormitus, nykytilan ongelmat ja autokaluston uudelleenmitoituksen tarve. Tulosten perusteella tehtiin kehittämisehdotukset, joissa ehdotettiin yksikkökohtaisia ajojärjestelijöitä sekä pääajojärjestelijää Etelä- Kymenlaakson ammattiopistolle. Yksikkökohtaisen ajojärjestelijän vastuualueeksi määriteltiin sekä kaikki oman yksikön autot että osastojen autot. Pääajojärjestelijälle määriteltiin kaikkien yksiköiden ajojen seuranta, organisointi sekä autokaluston huollosta vastaaminen. Työssä otettiin myös kantaa Leasing- kaluston kannattavuuteen ja suunnitteilla olevaan GPS- järjestelmään. Nykyisten sopimusten ja ajomäärien valossa leasingkalusto todettiin kannattamattomaksi. GPS- paikannusjärjestelmästä ehdotettiin sen asentamista vain osaan autoista kustannusten säästämiseksi.