Suojavaatemateriaalien kemikaaliläpäisevyyden testaaminen metyylisalisylaatilla -mittaus- ja analyysimenetelmien kehittäminen ja validointi

Tässä diplomityössä kehitettiin mittaus- ja analyysimenetelmät suojavaatemateriaalien kemikaaliläpäisevyyden testaamiseksi sekä neste- että kaasumaisella metyylisalisylaatilla. Kehitystyö tehtiin standardin SFS-EN ISO 6529 pohjalta. Tämä standardi kuvaa kuitenkin varsin yleisellä tasolla suojavaatemateriaalien kemikaaliläpäisevyyden testimenetelmät, eikä se ole mikään tarkka työohje. Näytteenotto- ja analyysimenetelmät joudutaan siis valitsemaan sekä validoimaan jokaiselle kemikaalille erikseen, tässä tapauksessa metyylisalisylaatille. Työn tarkoituksena oli kehittää toimivat menetelmät ja laitteistot siten, että olisi mahdollista suorittaa metyylisalisylaatin määritys on-line mittauksena läpäisytestauksessa. Läpäisytestaustoiminnan nopeuttamiseksi työssä myös suunniteltiin ja rakennettiin laitteistot kolmen rinnakkaisen testikennon yhdenaikaista testausta varten sekä kaasumaisen että nestemäisen metyylisalisylaatin ollessa testikemikaalina. Havaittiin, että UV/VIS-spektrofotometri varustettuna läpivirtauskyvetillä ja näyteenottopumpulla on toimiva ja käyttökelpoinen analyysimenetelmä metyylisalisylaatin määrittämiseen nesteistä on-line mittauksena läpäisyn testauksessa. Kaasumaisen metyylisalisylaatin tapauksessa määritysmenetelmänä päädyttiin käyttämään kokonaishiilivetyanalysaattoria, joka on varustettu liekki-ionisaatiodetektorilla. Molemmissa tapauksissa saatiin aikaan toimivat ja on-line mittauksiin kykenevät näytteenotto- ja määritysmenetelmät, joilla loppukäyttäjä voi suorittaa laajempaa läpäisytestausta.

Pinnan karheuden mittaus kolmiaaltolaserilla

Työssä suunniteltiin ja rakennettiin kolmiaaltolaser pinnankarheuden mittaamiseen. Keskeisenä kysymyksenä oli mittausalueen laajentaminen verrattuna perinteisiin yksiaaltomittauksiin. Laitteen toimivuus todennettiin mittaamalla suhteellisia pinnankarheuksia useista eri tunnetuista paperinäytteistä.

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.

Innovaatio-ohjelmatoiminnan suorituskyvyn mittaus

Tutkimuksen tavoitteena on luoda viitekehys yritysten innovaatiotoimintaa ohjelmatoiminnalla tukevan julkisen organisaation suorituskyvyn mittaamiseksi. Tutkimus on luonteeltaan tapaustutkimus ja tutkimusotteena siinä käytetään toiminta-analyyttistä tutkimusotetta. Tutkimuksen empiirinen aineisto kerättiin havainnoimalla, keskusteluilla, haastatteluilla sekä ryhmätyöskentely-menetelmillä. Luodun viitekehyksen mukaan innovaatiotoimintaa ohjelmatoiminnalla tukevan julkisen organisaation tuottama julkinen arvo syntyy pienentämällä innovaatio-toiminnan markkina- ja järjestelmähäiriöitä, joka tapahtuu tarjoamalla rahalista tukea sekä palveluita. Näin innovaatiotoiminnan tuloksellisuus ja positiiviset ulkoisvaikutukset lisääntyvät. Tämä johtaa lopulta talouden kasvamiseen sekä yhteiskunnan ja ympäristön hyvinvointiin. Innovaatiotuella voidaan säädellä myös innovaatiotoiminnan aluetta ja näin luoda arvoa pureutumalla yhteiskunnan ongelmakohtiin. Tämän lisäksi kansalaisille on todennäköisesti arvokasta organisaatiota kohtaan tuntema luottamus, jota kasvattavat luultavasti esimerkiksi resurssien tehokas käyttö, oikeudenmukainen toiminta, asiakkaiden yhden-mukainen kohtelu, todennetut tulokset ja vaikutukset sekä toiminnan läpinäkyvyys. Viitekehyksen pohjalta muodostettiin Ohjelmat-ydinprosessin suorituskyvyn mittaristo. Aluksi kuvattiin ydinprosessin tavoitteet, joita tarkennettiin vaikuttavuusmallilla sekä sidosryhmäanalyysillä. Seuraavaksi muodostettiin ydinprosessille strategiakartta ja tunnistettiin sen kriittiset menestystekijät. Tuloksena syntyi mittaristo, jossa on 84 potentiaalista prosessin suorituskykyä mittaavaa mittaria. Lopuksi mittaristoa tarkasteltiin kokonaisuutena ja todettiin se kohtalaisen hyvin onnistuneeksi.

Aksiaalipuhaltimen tunnuskentän mittaus

Puhaltimen tunnuskenttä koostuu puhallinkäyristä, jotka esittävät puhaltimen toimintaa tietyllä pyörimisnopeudella ja siipikulmalla. Puhallinkäyrä on graafinen esitys, jossa yleensä käytetään x-akselilla tilavuusvirtaa ja y-akselilla puhaltimen kokonais- tai staattista painetta. Tässä kandidaatintyössä on tavoitteena todeta puhaltimen valmistajan ilmoittaman tunnuskentän paikkansapitävyys. Aksiaalipuhaltimen suoritusarvojen mittaus toteutetaan tässä kandidaatintyössä yhdellä pyörimisnopeudella ja siipikulmalla. Työssä esitetään mittausjärjestelyt, tarvittavat mittalaitteet sekä tunnuskentän laskentaan käytettävät yhtälöt. Saaduista mittaustuloksista tuotetaan puhaltimen tunnuskenttä. Mittausepävarmuusrajoissa mittaustulokset eivät vastaa valmistajan ilmoittamaa tunnuskenttää. Tämä saattaa johtua turbulenttisesta virtauksesta puhaltimen imuaukolla. Virtauksen muuttaminen aksiaaliseksi on mahdollista virtauksen oikaisijalla tai liittämällä kaksi eri suuntiin pyörivää puhallinta sarjaan. Sarjassa toimivat puhaltimet kasvattavat kokonaispainetta. Tilavuusvirran kasvattamiseksi voidaan joko liittää kaksi puhallinta rinnan tai nostaa puhaltimen pyörimisnopeutta.

Ehkäisevän mekaanisen kunnossapidon nykytilanne, kehittäminen ja raportointi paperi- ja kartonkitehtaalla

Työn tarkoituksena on tutkia Empower Oy:n tuottamaa Storan Enson Anjalankosken paperi- ja kartonkitehtaiden ehkäisevää kunnossapitoa. Työ rajataan koskemaan mekaanista kunnossapitoa. Kunnossapitopalveluliiketoiminta asettaa vaatimuksia toiminnan raportoimiselle. Kuukausittain toimitettavaan asiakasraporttiin haluttiin lisätä kohta ehkäisevästä kunnossapidosta. Ongelmaksi muodostui kuitenkin se, mitä ja miten siitä tulisi raportoida. Työn teoriaosassa käydään läpi pintapuolisesti palveluliiketoimintaa. Kunnossapidosta on esitetty perusteoriaa, vikaantumismallit, kunnossapidon tunnusluvut ja kunnossapidon vaikutus tuotannon kokonaistehokkuuteen. Tämän jälkeen käydään läpi kunnossapitolajit ja keskitytään nimenomaan ehkäisevään kunnossapitoon. Ehkäisevä kunnossapito on jaettu karkeasti jaksotettuun ja kuntoon perustuvaan kunnossapitoon. Ehkäisevässä kunnossapidossa painotetaan oman toiminnan analysointia ja pyrkimystä jatkuvaan parantamiseen. Kunnossapidon toimintamalleja on tarkasteltu, jotta ymmärrettäisiin syyt, miksi kunnossapitoa tehdään ja mihin sillä pyritään. Työssä käydään läpi Inkeroisissa tehtävien ennakkohuoltotöiden teoriaa ja tarkastellaan tehtävien käytännön suorittamista. Lopuksi pohditaan ehkäisevän kunnossapidon raportointiin käytettävää tunnuslukua ja esitetään parannusehdotus nykyiseen raportointiin.

Kaarihitsauksen suojakaasun tunnistus ja virtauksen mittaus ultraäänellä

Kaasukaarihitsauksessa suojakaasuna käytetään yleensä argonin ja hiilidioksidin tai argonin ja heliumin seoksia. Suojakaasu vaikuttaa useisiin hitsausominaisuuksiin, jotka puolestaan vaikuttavat hitsauksen laatuun ja tuottavuuteen. Automaattisella suojakaasun tunnistuksella ja virtausmäärän mittauksella voitaisiin tehdä hitsauksesta paitsi käyttäjän kannalta yksinkertaisempaa, myös laadukkaampaa. Työn tavoite on löytää mahdollisimman edullinen ja kuitenkin mahdollisimman tarkasti kaasuseoksia tunnistava menetelmä, jota voitaisiin hyödyntää MIG/MAG-hitsauskoneeseen sisäänrakennettuna. Selvä etu on, jos menetelmällä voidaan mitata myös kaasun virtausmäärä. Äänennopeus kaasumaisessa väliaineessa on aineen atomi- ja molekyylirakenteesta ja lämpötilasta riippuva ominaisuus, joka voidaan mitata melko edullisesti. Äänennopeuden määritys perustuu ääniaallon kulkuajan mittaamiseen tunnetun pituisella matkalla. Kaasun virtausnopeus on laskettavissa myötä- ja vastavirtaan mitattujen kulkuaikojen erotuksen avulla. Rakennettu mittauslaitteisto koostuu kahdesta ultraäänimuuntimesta, joiden halkaisija on 10 mm ja jotka toimivat sekä lähettimenä että vastaanottimena. Muuntimet ovat 140 mm:n etäisyydellä toisistaan virtauskanavassa, jossa suojakaasu virtaa yhdensuuntaisesti äänen kanssa. Virtauskanava on putki, jossa on käytetty elastisia materiaaleja, jotta ääniaaltojen eteneminen kanavan runkoa pitkin minimoituisi. Kehitetty algoritmi etsii kahden lähetetyn 40 kHz:n taajuisen kanttiaaltopulssin aiheuttaman vasteen perusteella ääniaallon saapumisajanhetken. Useiden mittausten, tulosten lajittelun ja suodatuksen jälkeen tuntemattomalle kaasulle lasketaan lämpötilakompensoitu vertailuluku. Tuntematon kaasu tunnistetaan vertailemalla lukua tunnettujen kaasuseosten mitattuihin vertailulukuihin. Laitteisto tunnistaa seokset, joissa heliumin osuus argonissa on enintään 50 %. Hiilidioksidia sisältävät argonin seokset puolestaan tunnistetaan puhtaaseen hiilidioksidiin asti jopa kahden prosenttiyksikön tarkkuudella. Kaasun tilavuusvirtausmittauksen tarkkuus on noin 1,0 l/min.

Valtioneuvoston päätös järeän havu- ja koivupuun sekä paperi- ja kaivospuun enimmäishinnoista

17 x 25 cm

Keskipakopumpun suorituskyvyn mittaus

Tässä kandidaatintyössä mitataan Sulzer APP 22-80 – keskipakopumpun suoritusarvoja pyörimisnopeusalueella 750 … 1500 rpm. Työn tavoitteena on laatia mittaustulosten perusteella eri pyörimisnopeuksia vastaava pumppauksen hyötysuhdekäyrä nostokorkeuden ja tilavuusvirran funktiona ja selvittää hyötysuhteen määrityksen epävarmuus käytetyssä mittausmenetelmässä. Lisäksi tutkitaan affiniteettisääntöjen paikkansapitävyyttä pumpun suorituskyvyn arvioinnissa ja pohditaan kehitysehdotuksia mittausmenetelmään. Mittaus suoritettiin Lappeenrannan teknillisellä yliopistolla 2.11.2012. Mittaustulosten perusteella laaditaan mitattuja pyörimisnopeuksia vastaavat pumpun ominais- ja hyötysuhdekäyrät. Työssä esitetään mittauksen suoritus ja käytetyt mittalaitteet, pumpun toiminta-arvojen laskentaan tarvittavat yhtälöt ja saadut tulokset. Hyötysuhteen määri-tyksen tarkkuutta arvioidaan epävarmuuslaskennalla ja eri parametrien vaikutusta hyötysuhteeseen herkkyysanalyysilla. Mittaustulosten perusteella pumpun suorituskyky vastasi sallitun mittausepävarmuuden rajoissa valmistajan ilmoittamia arvoja. Affiniteettisääntöjä voidaan käyttää hyvällä tarkkuudella, kun pyörimisnopeuden muutos nimellispyörimisnopeuteen verrattuna on alle 30 % tai verrattava pyörimisnopeus voidaan valita mahdollisimman läheltä laskettavaa toimintapistettä. Käytettyä mittausmenetelmää voitaisiin kehittää automatisoidulla mittausohjelmalla, sijoittamalla pumpun imuputkeen virtaustasaimet oikaisemaan virtausta paineenmittaukselle ja asentamalla painemittarit samaan mittatasoon.

Kappaletavarayrityksen toimintaprosessi ja suorituskyvyn mittaus

Yrityksen prosessit ovat viimeaikoina nousseet kiinnostaviksi tutkimuskohteiksi. Toimintaprosessi on yksi yrityksen sisäisistä prosesseista, jonka tarkoituksena on tuottaa arvoa asiakkaalle sekä osakkeenomistajille. Nämä prosessit ovat arkipäiväisiä yrityksille, jotka tuottavat tuotteita ja palveluita sekä toimittavat niitä asiakkailleen. Myös suorituskyvyn mittaaminen on noussut tärkeäksi osaksi yritysten toimintaa. Balanced Scorecard on yksi suorituskyvyn mittaamisen työkalu. Työkalun neljä näkökulmaa antavat monipuolisen mahdollisuuden mitata suorituskykyä. Mittariston ja mittareiden valinta on oleellista luotettavan mittaustuloksen saamiseksi. Työn tavoitteena on tuoda näkyväksi toimintaprosessin eri osat kappaletavarayrityksessä sekä analysoida niitä Balanced Score Cardin avulla. Toimintaprosessien mittaamisessa tärkeää on saada oikeaa ja riittävää tietoa mitattavasta kohteesta. Toimintaprosesseista jakelu, toimitus, tuotanto, riskien hallinta, myynti ja markkinointi sekä huolto ovat nostettu tarkasteltaviksi kappaletavarayrityksen kohdalla. Tasapainoisen mittariston rakentamisessa hyödynnettiin laadullisia kuin rahamääräisiä mittareita. Näin saatiin mahdollisimman laaja kuva yrityksen sen hetkisestä suorituskyvystä.

Tukin mittaus ja optimointi sahalinjassa

Tukin mittaus ennen sahausta ja sahausasetteen optimointi on kehittynyt paljon viimeisen 10 vuoden aikana. Sahauksen kannattavuuden huonontuessa raaka-aineen tehokas hyödyntäminen on muodostunut tärkeäksi osaksi prosessia. Mittalaitteiden tekniikan kehityttyä on ollut mahdollista mitata tukin muoto ja halkaisijat eri kohdista entistä tarkemmin. Sahausasetteen optimoinnilla pyritään raaka-aineen mahdollisimman tehokkaaseen käyttöön eli saamaan mahdollisimman hyvä saanto jokaisesta yksittäisestä sahatusta tukista. Mittaustarkkuus on suoraan kytköksissä sahausasetteen optimointi tuloksen onnistumiseen. Yleisesti tukin mittaus ennen sahausta ja sahausasetteen optimointi tulevat samalta toimittajalta. Työssä tarkasteltiin kahden eri toimittajan tukkimittareita sekä optimoinnin onnistumista sen perusteella. Käytössä oli lasikuituinen mallitukki, jota mitattiin kummankin toimittajan mittareilla. Näin voitiin suoraan vertailla mittauksen ja optimoinnin onnistumista ja verrata sitä optimaalisiin tuloksiin. Työssä käytettiin kandidaatintyössä luomaani toimintamallia tukkimittarin tarkkuuden toteamiseksi. Mittaus- ja optimointivirheistä pystyttiin laskemaan, kuinka paljon tappiota sahalaitokselle aiheutui verrattuna optimaaliseen mittaus- ja optimointitulokseen. Jo pienetkin virheet optimoinnissa ja mittauksessa vaikuttavat sahauksen kannattavuuteen, kun tarkastellaan sahalaitosta jossa sahataan 8000 – 10 000 tukkia yhden työvuoron aikana. Tulosten perusteella mittarit mittaavat hieman virheellisesti, ja kummankin mittarin mittausten perusteella saatiin eri sahausasete optimointitulokseksi. Mittavirheen takia voitiin todeta, että parantamalla mittaustarkkuutta voidaan sahauksen kannattavuutta parantaa.

Paperi- ja selluteollisuus: Kestävän kehityksen rooli alalla ja alan tulevaisuus: Delfoi-tutkimus

Tutkimuksen tavoitteena oli hahmottaa paperi- ja selluteollisuuden nykytilaa ja tulevaisuutta kirjallisuuden sekä empiirisen tutkimuksen avulla. Tutkimuksen avulla hahmotettiin erityisesti kestävän kehityksen ja CSR:n merkitystä paperi- ja selluteollisuudessa, paperi- ja selluteollisuuden tämänhetkistä tilannetta sekä kilpailuedun lähteitä ja liiketoiminnan mahdollisuuksia alalla tulevaisuudessa. Tutkimuksen tutkimusmenetelmä oli kvalitatiivinen ja tutkimusmenetelmänä käytettiin Delfoi-menetelmää. Tutkimuksen perusteella voidaan todeta, että kestävä kehitys on tärkeä aihe paperi- ja selluteollisuudessa ja sen voidaan olettaa tulevaisuudessa olevan alalla vieläkin merkityksellisempi. Ympäristöllisistä tekijöistä ja näkökulmista on metsäteollisuudessa puhuttu jo vuosikymmenten ajan ja alan kansainvälistyminen sekä alalla viime aikoina tapahtuneet muutokset ovat nostaneet kiinnostusta kestävää kehitystä kohtaan entisestään. Tutkimuksen mukaan paperi- ja selluteollisuuden nykytilanne on tällä hetkellä haastava ja kilpailu alalla on kovaa. Syitä alan haastavaan tilanteeseen ovat alalla viime aikoina tapahtuneet muutokset ja kilpailun kiristyminen. Tulevaisuuden kilpailuedun lähteinä alalla voidaan nähdä muun muassa kestävään kehitykseen liittyvät tekijät, uudet tuotteet sekä materiaalit, markkinarakojen hyödyntäminen sekä kannattavuuden parantaminen. Uusia liiketoiminnan mahdollisuuksia alalla tulevaisuudessa ovat erikoistuotteet, bioenergia, innovaatiot, sivutuotteiden käyttö, kierrätettävät materiaalit, pakkausmateriaalit sekä biotalous.

Venttiilin painehäviön mittaus

Kandidaatintyössä pyritään löytämään mittausjärjestelyt takaiskuventtiilin painehäviön mittaamiseksi laboratorio-olosuhteissa. Käyttöolosuhteissa putkistossa on laboratorio-olosuhteita suuremmat virtausnopeudet ja paineet, mikä vaikuttaa fluidin käyttäytymiseen ja siten mittaustulokseen.