Tuotantosuunnan muutos ja tuottavuuden kehittäminen lämmönsiirrintuotannossa

Perinteisen haihdutinkonepajan tuotantosuunnan muutos lämmönsiirtimiin tuo mukanaan muutospaineita koko tilaus-toimitusketjulle. Tämän tutkimuksen tarkoituksena on selvittää tuotantosuunnan muutoksesta aiheutuvat vaatimukset ja luoda suunnitelma vastaamaan vaatimuksiin sekä samalla tuottavuuden kehittämiseen. Tutkimusmetodiikkana käytettiin haastattelu- ja havainnointitutkimusta sekä asiantuntijasuunnittelua. Haastattelu- ja havainnointitutkimuksessa tehtiin nykytila-analyysi ja kartoitettiin kehityskohteet tavoitteiden saavuttamiseksi. Keskeisimpiä osa-alueita tavoitteiden saavuttamiseksi ovat uuden valmistusjärjestelmän suunnittelu, toimenpiteet suunnittelua; tuotantoa; tuotannonsuunnittelua varten, uuden tiimityöskentelymallin luominen ja tuotannon johtamiseen vaadittavat muutokset. Näitä osaalueita käsiteltiin neljässä eri työryhmässä, joiden tuloksien perusteella tehtiin johtopäätökset ja lopulta toteutuskelpoinen suunnitelma. Lisäksi hankkeen kannattavuutta käsiteltiin investointilaskelmilla.

Tilaus-toimitusprosessin kehittäminen eräässä painotalossa

Tämä diplomityö on tehty painotaloon. Yrityksen tilaus-toimitusketjua on kehitetty ennen diplomityötä. Muutoksen kohteena on ollut toimintamallit, laatu, läpäisy ja tuotanto- ja varastotilojen layout, lisäksi koneitakin on uusittu ja korjattu runsaasti. Muutosten yhteydessä henkilöstöä sopeutettiin vastaamaan uutta toimintamallia ja samalla myös johtamisen vastuu jaettiin uudelleen. Diplomityö koostuu kolmesta merkittävästä osasta ja sen tarkoituksena on kuvata sisäiset prosessit ja kehittää valittuja ongelmia. Ensimmäinen osa käsittelee leania ja sen teoriaa. Lisäksi määritellään lean-työkalut, joita työssä hyödynnetään. Toinen osa keskittyy kuvaamaan työn käytännön osuutta, jossa selvitetään prosessin nykytilaa. Suuri osa tätä diplomityötä on työn tutkimista ja sen kuvaamista yksinkertaisilla prosessikuvauksilla. Nykytilan kuvauksessa etsittiin myös ongelmakohtia, joita käytetään osittain tämän työn kehitysprojekteissa. Ongelmakohtien listan avulla voidaan toteuttaa jatkossa jatkuvan parantamisen projekteja. Kolmas osa työstä liittyy valittujen kehitysprojektien toteutukseen. Ensin työssä kuvataan jatkuvan parantamisen projektien työskentelytavat ja perustellaan syyt projektien valintaan. Valinnan jälkeen kuvataan valittujen projektien toteuttaminen ja lopuksi käydään läpi tulokset. Lisäksi yhteenvedossa esitellään työstä syntyvät jatkotoimenpide-ehdotukset. Kehitysprojektien tuloksien perusteella pystyttiin arvioimaan tulevia kehityskohteita ja niihin käytettäviä työkaluja. Koska kyseessä oli pilottiprojekti, oppimista tapahtui paljon ja tulokset saattavat näyttää positiivisimmilta kun kehitystoimintaa jatketaan. Tuloksina syntyivät prosessikuvaukset melkein jokaiseen työvaiheeseen. Tämän lisäksi prosessikuvausten yhteydessä syntyneitä kehitysehdotuksia voidaan pitää tuloksina. Ensimmäinen kehitysprojekteista oli työmääräimen kehittäminen. Työmääräintä muutettiin informatiivisemmaksi, mutta muu parantaminen jäi diplomityön ulkopuolelle. Toinen kehitysprojekti oli varastotuotteiden hallinnan kehittäminen, jossa aloitettiin ennakoida asiakkaan tilauksia ja varastojen arvot saatiin paremmin hallintaan. Tuloksia saavutetaan enemmän, mikäli toimintaa laajennetaan. Viimeisenä kehitysprojektina oli työpisteen toiminnan kehittäminen. Kehittämisessä keskityttiin pohjapiirroksen järkevöittämiseen, työtapojen vakiointiin ja lean-työkalu 5S toteutukseen. Työpisteen tehokkuutta saatiin nostettua jonkun verran, tosin painopiste oli uuden toimintatavan oppimisessa.

Kannettavan kaasuilmaisimen suunnittelu ja toteutus

Työn tarkoituksena on suunnitella ja toteuttaa kannettava kaasuilmaisin, joka soveltuu erityisesti tavallisen kuluttajan tarpeisiin. Kaasuilmaisin on herkkä haihtuville palaville kaasuille, sekä orgaanisille kaasuille. Työssä käytetään Atmelin ATMega164P- mikrokontrolleria, piirin ohjelmointiin käytetään AVR-ISP-II, ja kehitystyökaluina AVRStudio 4:ää. Piirilevy on suunniteltu Cadsoftin Eagle- piirieditorilla. Työssä käydään läpi kokonaisvaltainen sulautetun järjestelmän suunnitteluprosessi, tuotteen spesifikaatioiden määrityksistä aina valmiin fyysisen tuotteen valmistuttamiseen asti. Tuote suunnitellaan Environics Oy:lle.

A cell spot microarray method for high-throughput biology

High-throughput screening of cellular effects of RNA interference (RNAi) libraries is now being increasingly applied to explore the role of genes in specific cell biological processes and disease states. However, the technology is still limited to specialty laboratories, due to the requirements for robotic infrastructure, access to expensive reagent libraries, expertise in high-throughput screening assay development, standardization, data analysis and applications. In the future, alternative screening platforms will be required to expand functional large-scale experiments to include more RNAi constructs, allow combinatorial loss-of-function analyses (e.g. genegene or gene-drug interaction), gain-of-function screens, multi-parametric phenotypic readouts or comparative analysis of many different cell types. Such comprehensive perturbation of gene networks in cells will require a major increase in the flexibility of the screening platforms, throughput and reduction of costs. As an alternative for the conventional multi-well based high-throughput screening -platforms, here the development of a novel cell spot microarray method for production of high density siRNA reverse transfection arrays is described. The cell spot microarray platform is distinguished from the majority of other transfection cell microarray techniques by the spatially confined array layout that allow highly parallel screening of large-scale RNAi reagent libraries with assays otherwise difficult or not applicable to high-throughput screening. This study depicts the development of the cell spot microarray method along with biological application examples of high-content immunofluorescence and phenotype based cancer cell biological analyses focusing on the regulation of prostate cancer cell growth, maintenance of genomic integrity in breast cancer cells, and functional analysis of integrin protein-protein interactions in situ.

Osavalmistuksen tuotannonohjauksen kehittäminen liikkuvia työkoneita valmistavassa yrityksessä

Tämän diplomityön tavoitteena oli kehittää erään liikkuvia työkoneita valmistavan yrityksen osavalmistuksen tuotannonohjausta. Ohjauksen kehittämisessä otettiin huomioon myös tehtaan liityntäpinnat, eli koko tilaus- toimitusketju. Tuotannonohjauksesta oli tavoitteena kehittää visuaalinen ja mahdollisimman itseohjautuva. Työssä on selvitetty osavalmistuksen nykytilanne ja ohjauksen ongelmakohdat. Kappaleiden valmistamiseen käytettävät vaiheajat tarkastettiin ja tutkittiin tehtaalla valmistettavien merkittävien osien kohdalta. Osasta tuotteista selvitettiin myös tuotteiden valmistuksen läpäisyajat konkreettisten seurantalomakkeiden avulla. Yritykselle soveltuvin ohjausmallin runko etsittiin työn tavoitteen ja toimintaympäristön kautta. Lopulta parhaaksi valitun ohjausmallin toimivuus varmistettiin tietokoneavusteisen simuloinnin avulla. Toiminnan tehostamiseksi työssä on annettu idea myös kuinka tehtaan layoutia olisi hyvä muuttaa. Ohjausmallin käytännön toteutuksesta on työssä annettu esimerkki. Esimerkissä on huomioitu millaista visuaalista ratkaisua olisi parasta käyttää ohjauksen itseohjautuvuuden lisäämiseksi. Työssä annettu myös ideoita kuinka osien varastointia ja kotiinkutsujen tekemistä olisi hyvä parantaa sekä miten saldotietoja saisi mahdollisesti helpommin ylläpidettäväksi.

Crop coefficient and water consumption of eggplant in no-tillage system and conventional soil preparation

Under organic management in Seropédica-RJ, Brazil, using a weighing lysimeter, the crop coefficients (kc), the maximum evapotranspiration and the productivity of eggplant cultivation under two cropping systems (no tillage with straw plus soil with conventional preparation) were determined. A whole randomized layout with two treatments (no tillage and conventional) and five replicates during 134 days of cultivation were adopted. There were no significant differences in the eggplant cultivation in the two cropping systems, with a maximum commercial productivity obtained from 47.42 Mg ha-1 for the no-tillage system, and 47.91 Mg ha-1 for the conventional tillage. The accumulated ETc was 285.15 and 323.44 mm for the no-tillage and conventional, respectively. The crop coefficients value for the phases: 1 - transplanting, flowering, 2 - flowering-fruiting, 3 - fruit- first harvesting, 4- first harvesting of the final crop cycle was 0.83, 0.77, 0.90 and 0.97 in no-tillage system for the respective phases and for the conventional one 0.81, 1.14, 1.17 and 1.05 for the same steps described above.

Liquid transportation and distribution during (re)wetting : impact on coated papers in printing

In many industrial applications, such as the printing and coatings industry, wetting of porous materials by liquids includes not only imbibition and permeation into the bulk but also surface spreading and evaporation. By understanding these phenomena, valuable information can be obtained for improved process control, runnability and printability, in which liquid penetration and subsequent drying play important quality and economic roles. Knowledge of the position of the wetting front and the distribution/degree of pore filling within the structure is crucial in describing the transport phenomena involved. Although exemplifying paper as a porous medium in this work, the generalisation to dynamic liquid transfer onto a surface, including permeation and imbibition into porous media, is of importance to many industrial and naturally occurring environmental processes. This thesis explains the phenomena in the field of heatset web offset printing but the content and the analyses are applicable in many other printing methods and also other technologies where water/moisture monitoring is crucial in order to have a stable process and achieve high quality end products. The use of near-infrared technology to study the water and moisture response of porous pigmented structures is presented. The use of sensitive surface chemical and structural analysis, as well as the internal structure investigation of a porous structure, to inspect liquid wetting and distribution, complements the information obtained by spectroscopic techniques. Strong emphasis has been put on the scale of measurement, to filter irrelevant information and to understand the relationship between interactions involved. The near-infrared spectroscopic technique, presented here, samples directly the changes in signal absorbance and its variation in the process at multiple locations in a print production line. The in-line non-contact measurements are facilitated by using several diffuse reflectance probes, giving the absolute water/moisture content from a defined position in the dynamic process in real-time. The nearinfrared measurement data illustrate the changes in moisture content as the paper is passing through the printing nips and dryer, respectively, and the analysis of the mechanisms involved highlight the roles of the contacting surfaces and the relative liquid carrier properties of both non-image and printed image areas. The thesis includes laboratory studies on wetting of porous media in the form of coated paper and compressed pigment tablets by mono-, dual-, and multi-component liquids, and paper water/moisture content analysis in both offline and online conditions, thus also enabling direct sampling of temporal water/moisture profiles from multiple locations. One main focus in this thesis was to establish a measurement system which is able to monitor rapid changes in moisture content of paper. The study suggests that near-infrared diffuse reflectance spectroscopy can be used as a moisture sensitive system and to provide accurate online qualitative indicators, but, also, when accurately calibrated, can provide quantification of water/moisture levels, its distribution and dynamic liquid transfer. Due to the high sensitivity, samples can be measured with excellent reproducibility and good signal to noise ratio. Another focus of this thesis was on the evolution of the moisture content, i.e. changes in moisture content referred to (re)wetting, and liquid distribution during printing of coated paper. The study confirmed different wetting phases together with the factors affecting each phase both for a single droplet and a liquid film applied on a porous substrate. For a single droplet, initial capillary driven imbibition is followed by equilibrium pore filling and liquid retreat by evaporation. In the case of a liquid film applied on paper, the controlling factors defining the transportation were concluded to be the applied liquid volume in relation to surface roughness, capillarity and permeability of the coating giving the liquid uptake capacity. The printing trials confirmed moisture gradients in the printed sheet depending on process parameters such as speed, fountain solution dosage and drying conditions as well as the printed layout itself. Uneven moisture distribution in the printed sheet was identified to be one of the sources for waving appearance and the magnitude of waving was influenced by the drying conditions.

Silloitushitsauksen robotisointi

Tämän diplomityön tavoitteena oli tutkia ja selvittää kuormakoneen takarunkorakenteen silloitushitsauksen robotisointia. Työ päätettiin rajata koskemaan vain tiettyä moduulia takarungosta. Työssä kartoitettiin tarvittava laitteisto, selvitettiin runkomoduulin silloitusajat sekä arvioitiin investoinnin kannattavuutta. Silloituksen suorittavan järjestelmän vaatimuksena oli, että sen tulee asettaa osat paikoilleen hitsauskiinnittimeen ja tehdä tarvittavat silloitushitsaukset automaattisesti. Sopivaksi laitteistoksi osoittautui taloudellisuuden ja toiminnallisuuden näkökulmasta yhdestä kappaleenkäsittely- sekä hitsausrobotista muodostuva järjestelmä. Kappaleenkäsittelijän ohjauksessa käytetään konenäköä sekä osien paikannuksessa että laadunvarmistuksessa. Robotit liikkuvat yhteisellä lineaariradalla, jonka rinnalla on kappaleenkäsittelylaitteistoja hitsauskiinnittimineen. Robotisoinnin käyttöönotolla yhden takarungon moduulien kokoonpanoon ja silloitukseen käytettävä aika pienenee alle puoleen manuaaliseen työhön verrattuna. Näin saavutetaan merkittäviä kustannussäästöjä. Lisäksi hitsauskiinnittimet voivat olla verrattain yksinkertaisia manuaalityöhön verrattuna, jolloin myös säästetään työkaluinvestoinneissa. Robotisointiprojektin jatkotoimenpiteitä ovat laajamittaiset tuotantosimulaatiot layoutin, laitteiston sekä työkiertojen tarkaksi määrittämiseksi. Lisäksi itse tuotetta on muokattava paremmin robottisilloitukseen sopivaksi.

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%.

Design of a Test Stand for a Centrifugal Compressor

The goal of the Master’s thesis is to design a test stand for a centrifugal compressor. Different theoretical aspects of flow parameters measurements and test rigs built for the similar purposes in other research units are described in the theoretical part of the work. The process of components selection and the description of chosen components are given in the second part of the thesis. Besides measuring and control stages, the designed test stand has a closed-loop piping, an aftercooler and a surge tank. Overview and layout of the test rig is presented in the last chapter of the work.

Hitsaustuotannon kehittäminen tuulivoimalan tornin valmistuksessa

Tuulivoima on Euroopassa nopeimmin kasvava energian tuotantomuoto. Tuulivoimateollisuuden arvioidaan kasvavan Suomessa huomattavasti lähivuosien aikana ennakoidun syöttötariffipäätöksen myötä, jolloin kilpailu alalla tulee kasvamaan. Tavoitteena oli kehittää tuulivoimalan tornin valmistusta Levator Oy:ssä hitsaustuotantoa tehostamalla ja tuotannon ohjattavuutta parantamalla. Kehitystyöhön kuului toisen hitsauslinjan käyttöönoton suunnittelu ja ohjeiston laatiminen työnjohdolle. Toisen hitsauslinjan käyttöönoton suunnittelun tarkoituksena oli suunnitella muutokset nykyiseen tuotantoon uuden linjan käyttöönoton mahdollistamiseksi. Suunnittelu aloitettiin valitsemalla hitsausprosessit, jonka jälkeen suunniteltiin laitetarpeet työvaihe-analyysien pohjalta. Tuotantolayout muutettiin nykyisestä funktionaalisesta tuotannosta tuotantosoluista koostuvaksi tuotantolinjaksi, jolloin materiaalien virtautus parani huomattavasti. Tuotannon ohjaustavaksi valittiin kapeikko-ohjaus. Ohjeiston laatimisen tarkoituksena oli kerätä ja dokumentoida kaikki tuotannossa tarvittava tieto. Ohjeiston sisältää laadunohjaus, materiaalivirtojen ohjaus ja työnohjaus osiot, joiden tarkoituksena on helpottaa työnjohtamista. Ohjeisto määrittelee yhtenäiset tuotannon toimintatavat, jolloin tuotannon ohjattavuus helpottuu. Tavoitteet täyttyivät, kun toisen tuotantolinjan käyttöönoton vaatimat muutokset aloitettiin suunnitelmien mukaisesti syyskuussa 2009. Ohjeiston sisältö saatiin määriteltyä ja eri osioiden pilotit saatiin valmiiksi joulukuun aikana. Tuotannon ohjattavuus kehittyi huomattavasti ja samalla tuottavuus parani merkittävästi.

Background for Designing an Improved Digital Musical Keyboard Instrument

Electrical keyboard instruments and computer-aided music-making generally base on the piano keyboard that was developed for a tuning system no longer used. Alternative keyboard layout offers at least easier playing, faster adopting, new ways to play and better ergonomics. This thesis explores the development of keyboard instruments and tunings, and different keyboard layouts. This work is preliminary research for an electrical keyboard instrument to be implemented later on.

Selectivity of chemical weed control systems in conventional cotton

Cotton is highly susceptible to the interference imposed by weed community, being therefore essential to adopt control measures ensuring the crop yield. Herbicides are the primary method of weed control in large-scale areas of production, and usually more than one herbicide application is necessary due to the extensive crop cycle. This study aimed to evaluate the selectivity of different chemical weed control systems for conventional cotton. The experiment took place in the field in a randomized block design, with twenty nine treatments and four replications in a split plot layout (adjacent double check). Results showed that triple mixtures in pre-emergence increased the chance of observing reductions in the cotton yield. To avoid reductions in crop yield, users should proceed to a maximum mixture of two herbicides in pre-emergence, followed by S-metolachlor over the top, followed by one post-emergence mixture application of pyrithiobac-sodium + trifloxysulfuron-sodium.

INFLUENCE OF SUGARCANE STRAW AND SOWING DEPTH ON THE EMERGENCE OF WEED SPECIES

ABSTRACT This study aimed to understand the influence of sowing depth and the amount of sugarcane straw on the emergence of weed species Luffa aegyptiaca Miller (Cucurbitaceae); Mucuna aterrima Piper & Tracy (Fabaceae - Leguminosae) and Ricinus communis (Euphorbiaceae). A completely randomized design with a 5 x 4 x 3 factorial layout with four replications was used, at five sowing depths (0, 2, 4, 8 and 10 cm), four different amounts of sugarcane straw (0, 5, 10 and 15 t ha-1) and three different evaluation periods (7, 14 and 21 days after sowing). After sowing, different amounts of sugarcane straw (0, 5, 10 and 15 t ha-1) were deposited on soil. Seedling emergence was analyzed at 7, 14 and 21 days after sowing, counting the number of seedlings that had emerged. At the end of the trial, weed height (cm), leaf area (cm2) and shoot dry mass (g) were measured. In relation to emergence ability, studied species presented different responses according to sowing depth and to the amount of sugarcane straw deposited on the soil. For the L.aegyptiacaand M.aterrima, no significant difference was observed in the interaction between depth and sugarcane straw, showing the adaptation of these species to no-burn sugarcane system. For R.communis, seeds placed at 0 cm of sugar cane straw depth were observed to favor the emergence of seedlings.