Hitsaustuotannon kehittäminen pk-konepajassa

Kustannusten pienentäminen hitsauksessa on loputon tie. Pääosa hitsauksen kustannuksista muodostuu hitsaukseen käytetystä ajasta. Tämä diplomityö on tarkoitettu avustamaan yrityksiä mekanisoinnin ja robotisoinnin käyttöönotossa sekä mekanisointilaitteiden ja hitsausrobottien investoinneissa ja niiden kannattavuuden arvioimisessa. Tämä diplomityö on jatkoa alueella aikaisemmin tehdyille selvityksille, joiden perusteella havaittiin Savonlinnan seudun yritysverkoston hitsaavilla pk-konepajoilla olevan kehitystarpeita tuotannossaan ja toiminnassaan. Tässä diplomityössä tarkastellaan ensin teoriatasolla hitsaustuotannon tehostamista eri keinoin, joista tarkemmin tarkastellaan hitsauksen mekanisointia ja robotisointia. Lisäksi selvitetään kolmella yritys-case-esimerkillä hitsausajan vähentämisen vaikutusta kustannuksiin. Samalla esitetään sopivia laitteistoinvestointeja, joilla hitsausajan vähentäminen on mahdollista, sekä tarkastellaan näiden investointien kannattavuutta sekä syntyviä säästöjä.

Organizing automation maintenance business in Russia

The target of this thesis is to find out potential of automation maintenance services in Russian industry, especially in the region of St. Petersburg. At the beginning of this study the industrial maintainability and process efficiency are discussed from the point of view of process automation. A survey of the present technology and maintenance methods has been made during five visits to local plants. The results of the interviews are analyzed numerically to clarify the common needs and the potential of automation maintenance services. The most interesting services are evaluated by their required resources to find economically justified solutions for the needs of the industry. As results of this study, some service products that would interest interviewed companies have been introduced. These could be offered to the industry to enhance cost-efficiency and productivity of processes.

Tasolohkolinjan läpäisyaikojen tarkastelu ja kehittäminen Lean management periaatteita soveltaen

Diplomityön tavoitteena oli Aker Yardsin Turun telakan tasolohkolinjan läpäisyajan parantaminen. Työssä selvitettiin lohkotehtaan nykyinen läpimenoaika ja pyrittiin parantamaan sitä Lean management periaatteita soveltaen. Työssä suoritettiin perusteellinen työntutkimus yhdessä työnjohdon kanssa, jossa selvitettiin eri työvaiheiden läpimenoajat ja työtunnit. Tuloksista löydettiin kolme selvää kehityskohdetta, joilla saadaan nykyistä läpimenoaikaa ja alihankintakustannuksia pienemmäksi. Nämä kehityskohteet olivat jäykkääjien asennuksen ja hitsauksen parantaminen, myynnin jälkeisten töiden minimointi sekä nostotukien asennuksen tehostaminen. Lisäksi tutkimustyön ohella havaittiin neljäs kehityskohde, osavalmistuksen ajoittaminen oikeaan aikaan. Tämä ei tullut ilmi tutkimustuloksista vaan ihmisiä haastattelemalla. Kehityskohtien tunnistamisen perusteella luotiin investointiehdotus jäykkääjien toiminnan tehostamiseen, sekä uusia toimintatapoja myynnin jälkeisten töiden minimoimiseksi ja nostotukien asennuksen tehostamiseksi. Osavalmistuksen ajoittamisella oikeaan aikaan, pyritään tehostamaan toimintaa lohkonkoontipaikalla.

Monitoimityöstökeskuksen kokonaistehokkuuden parantaminen kokonaisvaltaisella tuottavalla kunnossapidolla

Tämän diplomityön tavoitteena oli tutustua kokonaisvaltaisen tuottavan kunnossapidon teoriaan ja soveltaa sitä Abloy Oy Joensuun tehtaalla pilottikohteeksi valittuun koneeseen. Pilottikohteeksi oli valittu uusi Sveitsiläinen Hydromat-monitoimityöstökeskus, jonka kokonaistehokkuutta (OEE) pyrittiin parantamaan kokonaisvaltaisella tuottavalla kunnossapidolla (TPM). Työn kirjallisuusosuudessa tarkastellaan teoriatietoja, jotka liittyvät yleisesti kunnossapitoon ja tarkemmin TPM-toimintaan. Lisäksi käsitellään kunnossapidon mittareita ja tietojärjestelmiä. Työn empiirisessä osassa selvitetään, kuinka TPM-toiminta otettiin käyttöön Hydromat-monitoimityöstökeskuksen osalta. Eniten resursseja käytettiin koneen asetusaikojen lyhentämiseen. Lisäksi koneen käyttäjien itsenäiseen kunnossapitoon siirtyminen kuului työn sisältöön. Työssä on selvitetty myös uuden tuotannon seurantataulun käyttöönotto. Seurantataulusta nähdään useita tuotantotietoja kuten kokonaistehokkuus. Työn merkittävimmät tulokset osoittavat, että asetusajat ovat tällä hekellä hyvin pitkiä tavoitteisiin nähden. Asetusaikojen lyhentyminen halutulle tasolle vaatii koneen käyttäjien pitkän oppimisprosessin sekä optimaaliset toimintaolosuhteet. Lisäksi havaittiin, että uuden toimintamallin esitteleminen ja sen käyttöönotto valmistavassa teollisuudessa on vaativa prosessi.

Tuottavuusmittarit - uutta tehoa tuotantoon

Tutkimuksen tavoitteena on rakentaa mittaristo yrityksen yhden tehtaan tuotannon tuottavuuden seuraamiseen sekä kerätä tietoa näiden mittareiden käyttöä varten. Kerätyt tiedot ovat vuodelta 2006 sekä 2007 kesäkuuhun asti ja näitä tietoja apuna käyttäen luodaan kuva siitä, mikä tilanne on tämän tutkimuksen aikana. Yrityksessä on käytössä suorituskyvyn seuraamiseen Balanced Scorecard, jossa yhtenä tekijänä on tuottavuuden mittaaminen. Tuottavuutta halutaan kuitenkin tarkastella tarkemmin tehdaskohtaisesti ja keskittyä tuotannon tuottavuuden mittaamiseen. Mittaristo, joka tutkimuksen tuloksena syntyy, toimii johdon apuvälineenä ja päätöksenteon tukena. Mittariston halutaan tuottavan ajankohtaista tietoa tehtaan tuottavuudesta ja sen kehittymisestä. Lisäksi mittariston pitää olla selkeä ja ymmärrettävä, jotta siitä voidaan ymmärtää mitkä asiat rakentavat tuottavuuden ja miten siihen voidaan vaikuttaa. Mittariston luomiseen käytetään apuna kirjallisuudesta saatavaa tietoa tuottavuuden ja suorituskyvyn mittaamisesta sekä erilaisista mittareista. Tämän lisäksi yrityksen edustajia haastatellaan tuottavuudesta. Teemahaastatteluiden avulla saadaan kuva siitä, miten tuottavuus käsitetään yrityksessä, miten sitä halutaan mitattavan ja mitä ja millaista tietoa mittareiden halutaan tuottavan. Tutkimuksen lopputuloksena on mittaristo, jolla mitataan yrityksen yhden tehtaan tuottavuutta osatuottavuuksien kautta. Mittariston avulla saadaan kuva tämänhetkisestä tuottavuustasosta, johon voidaan verrata tilannetta jatkossa.

Materiaalin varaus globaalissa paperiteollisuuden järjestelmässä

Tärkeä osa paperiteollisuuden myyntitapahtumaa on tarkistaa tilatun tuotteen saatavuus ja toimittamisen aikataulu. Käytännössä tämä tarkoittaa kuljetusten, tuotannon ja valmistetun materiaalin tarkistamista. Tässä työssä on tehty olemassa olevan vapaan materiaalin tarkistaminen. Materiaalin tarkastus ei ole uusi idea, mutta kapasiteettivarauksen uudelleen toteutus on tehty tulevan ylläpitotyön helpottamiseksi ja järjestelmän suorituskyvyn parantamiseksi. Lisäksi uutta varauslogiikkaa pystytään käyttämään muissakin tuotannonohjausjärjestelmän ohjelmistoissa. Kapasiteettivaraukseen on myös rakennettu uusi kustannuspohjainen priorisointijärjestelmä, ja mietitty kuinka tätä olisi tulevaisuudessa helppo jalostaa. Erityishuomiota on kiinnitetty toiminnan läpinäkyvyyteen eli siihen, että tarkistuslogiikka kertoo syyt eri materiaalin hylkäämiseen. Työn yhteydessä on analysoitu materiaalivarauksen aiheuttamaa kuormaa järjestelmässä ja mietitty eri tekniikoita suorituskyvyn parantamiseksi.

Tuoteportfolion kehittäminen ja uusien asiakassegmenttien etsintä

Tämän tutkimuksen tavoite oli kaksijakoinen. Ensimmäisenä tavoitteena oli profiililiiketoiminnan tehostaminen tuoteportfoliota kehittämällä. Toisena ta-voitteena oli etsiä kannattavimpia asiakassegmenttejä. Työn pääajurina nähtiin kilpailukyky, keskeistä oli ymmärtää mistä kilpailukyky syntyy ja mikä on case-organisaation asema markkinoilla. Laajemmin tavoitteena oli päästä eroon teräsmarkkinoiden syklisyydestä ja pelkästään hintoihin perustuvasta liiketoiminnasta. Tutkimuksessa etsittiin case-organisaation ja kilpailijoiden vahvuuksia ja heikkouksia. Kilpailijoiden asema markkinoilla sekä uusien asiakassegmenttien kiinnostavuus selvitettiin kyselytutkimuksen sekä haastattelujen avulla. Kyselytutkimus toteutettiin avoimilla kysymyksillä varustetulla kyselylomakkeella. Vahvuuksien ja heikkouksien tunnistamisen lisäksi oli tärkeää ymmärtää mitä tekijöitä case-organisaation tulee hankkia tulevaisuuden kilpailukyvyn ylläpitämiseksi. Tutkimuksessa tultiin johtopäätökseen, että paras keino vastata markkinoilla vallitsevaa kilpailuun on keskittyä tuoteportfoliossa avoprofiileihin, joiden seinämäpaksuus on yli 8 mm. Lisäksi heräsi tarve pohtia uuden järeän profilointilinjan hankintaa tulevaisuuden kilpailukyvyn ylläpitämiseksi. Potentiaalisimmiksi uusiksi asiakassegmenteiksi nähtiin nosto- ja siirtovälineteollisuus, infrastruktuuri- ja rakennusteollisuus sekä energiateollisuus. Työssä todettiin myös, että tulevaisuuden kilpailukyvyn ylläpitämiseksi on tuotetarjontaa monipuolistettava lisäämällä oheispalveluita, kuten asiakasvarastointia.

Creating Global Competitive Advantage by Global Product Technology Transfers

Globalization is the trend which is realized in all areas in today’s business world. Pressure for cost reduction, changes in market situation and available scale economies have changed business environment more global than ever. To respond to new situation, companies are establishing global strategies. In this thesis, available global competitive advantages in electrical machine industry are studied in context of gaining them by global technology transfers. In theory part, establishing global strategy and competitive advantage is considered with connection to global sourcing and supply chain management. Additionally, market development in 21st century and its impact on global strategies is studied. In practice, global manufacturing is enabled by technology transfer projects. Smooth and fast project implementation enables faster and more flexible production ramp up. By starting the production available competitive advantages can be realized. In this thesis the present situation of technology transfer projects and the risks and advantages related to global manufacturing are analyzed. The analysis of implemented technology transfer projects indicates that project implementation is in good level. For further development of project execution 10 minor suggestions could be presented with two major ones: higher level standardization and development of product information model to support better global manufacturing.

Sulfaattisellun valkaisuun käytettävien kemikaalien tuotanto ja valmistuksen energiankulutus

Eri valkaisukemikaalien valmistusmenetelmien välillä on joitakin selkeitä eroja. Erot vaikuttavat erityisesti kemikaalin hintaan ja valmistuksen sekä käytön mielekkyyteen. Kloorikemikaalit sekä otsoni ovat myrkyllisiä ja ympäristölle vaarallisia, mikä tulee ottaa huomioon valmistustapahtumassa ja aineen käytössä. Otsoni ja klooridioksidi on myös välttämätöntä valmistaa sellutehtaalla, koska tuotteet ovat pysymättömiä yhdisteitä. Ainoastaan happikaasua löytyy vapaana luonnosta. Sen valmistukseen riittää yksinkertainen tislaus- tai adsorptiolaitteisto, joilla happi saadaan erotetuksi ilmasta. Klooriyhdisteiden sekä otsonin valmistus vaatii elektrolyysin. Vetyperoksidin luokittelu sijoittuu kahden edellisen ryhmän väliin. Peroksidi voidaan myös valmistaa ilman elektrolyysiä, mutta vedyn valmistus voi tapahtua myös elektrolyyttisesti. Useimmiten vety saadaan kuitenkin maakaasusta tai öljyn reformoinnista. Kloorin valmistuksen yhteydessä syntyy myös natriumhydroksidia. Se on myös tärkeä kemikaali sellun valmistuksessa ja valkaisussa. Kun lasketaan kloorin valmistukseen kuluvaa sähkömäärää, on otettava huomion myös lipeän kaupallinen arvo. Siksi tietty osa kloorin valmistuskustannuksista ja energiasta on laskettava kuuluvaksi lipeälle. Elektrolyysikemikaalien valmistuksessa tarvittava sähköenergia on usein erittäin suuri. Varsinkin, jos tuotantomäärät ovat suuria. Hyötysuhdetta laskee korkea virrantiheys sekä ylijännite. Nämä ilmiöt kasvavat, kun tuotantomäärät ovat suuria ja elektrodimateriaalien määrä on niiden kalleuden takia rajallinen.

Sähköurakoitsijan langattoman mobiiliratkaisun sunnittelu ja toteuttaminen

Kandidaatintyön tavoitteena on suunnitella ja toteuttaa tehokkaampi ajanhallintajärjestelmä sähköalan yritykseen. Ajanhallinnan tehostaminen oli tarkoitus saavuttaa siirtämällä työtuntien seuranta paperilomakkeiden käytöstä sähköiseen tietokantaan johon syötetään tiedot langattomilla päätelaitteilla. Päätelaitteiksi valittiin kämmentietokoneet jotka käyttävät tiedonsiirtoon langatonta lähiverkkoa ja yrityksen ulkopuolella GSMkännykkäverkon datasiirto-ominaisuuksia. Ohjelmisto koottiin useista eri sovelluskomponenteista Groupware-ohjelmistopaketin käyttämisen sijaan. Useiden eri sovellusten käyttö osoittautui virheeksi koska näiden erilaiset käyttöliittymät ja vaihtelevat ominaisuudet hankaloittivat käyttöä. Työn tehokkuutta mitattaessa havaittiin että järjestelmän käyttöönotto oli lisännyt ajanhallintaan liittyvien tehtävien pituutta eikä tehostanut niitä. Tämä johtuu osittain useiden eri sovellusten käytöstä ja niiden ominaisuuksien puutteista.

Fenestra Oy:n tuotekustannuslaskennan kehittäminen – Case oviteollisuus

Kilpailluilla markkinoilla menestyäkseen yrityksen tulee tuntea oman tuotannon kustannusrakenne. Yrityksen täytyy menestyäkseen tarjota asiakkaalle yksilöllisiä tuotteita kilpailukykyiseen hintaan. Tämä aiheuttaa haasteita tuotannolle, mutta myös tuotekustannuslaskennalle; perinteisin tuotekustannuslaskentamenetelmin ei enää pystytä huomioimaan laajan tuotevalikoiman tuotteiden valmistuksen eroavaisuuksia. Tämän diplomityön tarkoituksena on selvittää Fenestra Oy:n tuotekustannuslaskentakäytäntöjen soveltuvuus nykyhetkeen. Vertailukohdaksi työssä määritellään vaihtoehtoinen laskentamalli tuotekustannusten laskemiseksi. Uuden laskentamallin soveltuvuutta käytäntöön tutkitaan esimerkkilaskelmin, joiden tuloksia verrataan Fenestra Oy:n nykyisen laskennan tuloksiin. Laskentamallilla aikaansaadut tulokset poikkeavat Fenestra Oy:n nykyisestä laskennasta ennakoidulla tavalla; perinteisin menetelmin valmistukseltaan yksinkertaisille tuotteille kohdistuu liikaa kustannuksia ja monimutkaisille liian vähän. Laadittu laskentamalli on diplomityön laajuuden puitteessa varsin yksinkertainen, mutta suuntaa-antava. Jatkokehityskohteena laskennan kehittämiseksi tuotannosta tulisi alkaa kerätä tarkemmin tietoa ja materiaalikäytön osalta tarkkaa hukkaselvitystä.

Aktiivinen jännitteensäätö hajautetussa sähköntuotannossa

Hajautetun tuotannon määrä kasvaa jakeluverkossa tulevaisuudessa ja siksi jakeluverkon toiminta tulee muuttumaan aktiivisempaan suuntaan. Nykyisin tuotannon aiheuttamaa jännitteennousua rajoitetaan yleensä passiivisilla menetelmillä kuten vahvistamalla verkkoa. Tuotantolaitos ei tällöin osallistu jakeluverkon jännitteensäätöön. Tämä saattaa nostaa kapasiteetiltaan suurehkon tuotannon liittymiskustannukset niin korkeiksi, ettei tuotantolaitosta kannata rakentaa. Aktiivisella jännitteensäädöllä tuotantokapasiteettia voitaisiin merkittävästi kasvattaa nykyisissä jakeluverkoissa. Aktiivinen jännitteensäätö voi perustua joko paikalliseen säätöön, jolloin esim. tuotantolaitosta säädetään paikallisen jännitteen perusteella tai koordinoituun säätöön, jolloin verkon komponentteja säädetään kokonaisuutena. Työssä tutustutaan hajautettuun tuotantoon ja sen vaikutuksiin jakeluverkon jännitetasoissa sekä jännitteensäädössä. Työssä edetään passiivisesta jännitteensäädöstä aktiiviseen jännitteensäätöön. Aktiivisessa jännitteensäädössä tutustutaan muutamaan kirjallisuudessa esitettyyn algoritmiin ja käytännön toteutukseen. Työssä keskitytään vain verkon jännitetasoon, eikä muita jännitteen laadun ominaisuuksia oteta huomioon.

Laite- ja työturvallisuus H2S-tiloissa

Tässä työssä selvitettiin, millä tavoin räjähdysvaarallisten työtilojen työturvallisuuteen voidaan vaikuttaa ja miten turvallisuutta pidetään yllä. Työssä selvitettiin, mitä vaatimuksia räjähdysvaaralliset tilat asettavat laite- ja työturvallisuudelle. Työn lähtökohdaksi otettiin ilmanvaihdon vaikutus sisäilman olosuhteisiin ja samalla selvitettiin, mitä muutoksia räjähdysvaarallisten aineiden käyttö teollisuuden tuotantoprosesseissa aiheuttaa ilmanvaihdossa. Räjähdysvaarallisten tilojen suunnittelua ohjailevat säädökset, lait ja direktiivit. Johdonmukaisen suunnittelulla ja säädöksiä noudattamalla pystytään toteuttamaan turvallinen työympäristö. Räjähdysvaarallista tilaa päästiin tarkastelemaan Talvivaaran Kaivososakeyhtiö Oyj:n metallien talteenottolaitoksella. Työssä haluttiin tutkia rakennuksen työturvallisuutta ja työskentelyolosuhteita. Tutkimuskohteena olleessa reaktorihallissa tehtiin ilmanvaihdon suorituskyvyn mittauksia. Tarkoituksena oli myös tehdä rikkivedyn pitoisuus mittauksia, mutta Talvivaaran tuotannon viivästyessä, pitoisuus mittaukset jätettiin tämän diplomityön ulkopuolelle. Talvivaaraan reaktorirakennuksen olosuhteita ja turvallisuutta tarkasteltiin lähemmin teoreettisten laskelmien avulla. Laskelmien ja mittaustulosten perusteella reaktorirakennuksen ilmanvaihdon suorituskyky todettiin riittäväksi ja toiminta työturvalliseksi. Riskin arvioinnin perusteella reaktorirakennuksen riskitason katsotaan olevan siedettävä.

Integration of a Bioethanol Process to a Pulp Mill

Tässä diplomityössä tutkittiin puuhakkeen esihydrolyysi- ja hakkuujätteen hydrolyysiprosessien integroimista sellutehtaaseen bioetanolin tuottamiseksi. Tällaisesta ns. biojalostamosta luotiin WinGEMS-simulointiohjelmalla simulointimalli, jonka avulla tutkittiin bioetanoliprosessin vaikutusta sellutehtaan massa- ja energiataseisiin sekä alustavaa biojalostamon kannattavuutta. Simuloinnissa tarkasteltiin kolmea eri tapausta, joissa mäntysellun tuotannon ajateltiin olevan 1000 tonnia päivässä ja hakkuujätettä käytettävän 10 % tarvittavan kuitupuun määrästä: 1) Puuhakkeen esihydrolyysi ja hakkuujätteen hydrolyysi etanolin tuottamiseksi 2) Puuhakkeen esihydrolyysi, hakkuujäte kuorikattilaan poltettavaksi 3) Ei esihydrolyysiä, hakkuujäte kuorikattilaan poltettavaksi Verrattuna tapaukseen 3, puun kulutus kasvaa 16 % esihydrolysoitaessa puuhake ennen keittoa tapauksissa 1 ja 2. Kasvaneella puun kulutuksella tuotetaan tapauksessa 1 149 tonnia etanolia ja 240 MWh enemmän ylimääräsähköä päivässä. Tapauksessa 2 tuotetaan 68 tonnia etanolia ja 460 MWh enemmän ylimääräsähköä päivässä. Tämä tuottaisi vuotuista lisäkassavirtaa 18,8 miljoonaa euroa tapauksessa 1 ja 9,4 miljoonaa euroa tapauksessa 2. Hydrolyysin tuoteliuoksen, hydrolysaatin, haihduttaminen sekä hydrolyysiprosessien orgaanisten jäännöstuotteiden haihduttaminen ja polttaminen kasvattavat haihduttamon ja soodakattilan kuormitusta. Verrattuna tapaukseen 3, tapauksissa 1 ja 2 haihduttamon vaiheiden määrä on kasvatettava viidestä seitsemään ja tarvittavat lämmönsiirtopinta-alat lähes kaksinkertaistettava. Soodakattilan kuormitus kasvaa 39 % tapauksessa 1 ja 26 % tapauksessa 2.

Manuaalisen kokoonpanon tuottavuuden kehittäminen vaihdetehtaan projektimaisessa piensarjatuotannossa

Vaihdetehtaan tilauskannan lisääntyminen sekä jo ennestään maksimikapasiteetilla käyvä tuotanto ovat aiheuttaneet vaihdetehtaalle kapasiteetin lisäämisen tarpeen. Tuotannon kasvattamiseen pyritään laiteinvestointien avulla, joiden oletetaan lisäävän tehtaan osavalmistuksen kapasiteettia 50 prosentilla. Vuotuisten tuotantomäärien kasvaminen asettaa paineita vaihdetehtaan kokoonpanosoluun, jonka tulisi kyetä vastaamaan tuotantomäärien kasvuun. Tämän diplomityön tarkoituksena on kartoittaa kokoonpanosolun potentiaaliset kehityskohteet, joiden pohjalta luodaan systemaattinen toimintamalli kokoonpanosolun tuottavuuden kehittämiseksi. Työn keskeisimpinä tavoitteina ovat materiaalivirran- ja välivarastoinninhallinnan kehittäminen sekä tuotteiden kokoonpanon läpimenoajan lyhentäminen. Työn tuloksena on tarkoitus luoda toteutuskelpoinen kehityssuunnitelma, joka sisältää suunnitelmat kokoonpanotyön vaiheistuksesta, kokoonpanosolun layoutista sekä suunnitelman välivarastoinnin kehittämisestä. Lisäksi kehitystyöhön liittyvät olennaisesti kokoonpanosoluun suoritettavat investoinnit ja niiden kannattavuuden arviointi sekä tuottavuuden seurantaan liittyvän mittariston laadinta.