Tulosyksikkölaskentamallin kehittäminen teollisuusyrityksen ohjauksen välineeksi

Tämän diplomityön kohdeyrityksenä toimii prosessijohtamismallin mukaisesti organisoitunut sellua valmistava ja toimittava yritys. Yritys valmistaa omaa sellua neljällä tehtaalla, jotka sijaitsevat eri paikkakunnilla. Tulosyksikkölaskentaa kehittämällä yritys haluaa tuoda esiin tehtaiden oman toiminnan merkityksen myös prosessijohtamisen toimintamallia noudatettaessa ja saada selville tehtaiden todellisen suorituksen tason. Tutkimusotteeltaan työ on konstruktiivinen, mutta siinä voidaan havaita piirteitä myös toiminta-analyyttisesta tutkimusotteesta. Työn tavoitteena oli kehittää kohdeyrityksen käyttöön yksinkertainen, selkeä ja helppokäyttöinen laskentamalli, jonka avulla yrityksen on mahdollista tarkastella ja vertailla eri tehtaiden tuotantoprosessien toiminnan tehokkuutta sekä sen kehitystä. Mallin rakentaminen perustui ohjattavuuden periaatteeseen pohjautuvaan vastuualuelaskentaan. Lisäksi mallin kehittämisessä hyödynnettiin benchmarkingin ja kapasiteettitarkastelun ajatuksia. Mallintamisen lähtökohtia selvitettiin kohdeyrityksen henkilöstön kanssa suoritettujen teemahaastattelujen avulla. Työn merkittävimpänä tuloksena syntyi teoreettisen aineiston, haastatteluihin perustuvan kvalitatiivisen tiedon sekä yrityksen tietojärjestelmistä saatavan datan avulla luotu laskentamalli. Mallin toimintaa tarkasteltiin sijoittamalla malliin tietyltä ajanjaksolta kerättyä numeerista aineistoa. Mallin avulla yrityksen on mahdollista aiempaa paremmin tarkastella eri tehtaiden onnistumista tuotantotoiminnassaan. Mallissa korostettiin, että tehtaiden on pystyttävä hallitsemaan omat erityispiirteensä, minkä vuoksi mallin antamia tuloksia tarkasteltaessa on huomioitava myös mahdolliset mallintamisen taustalla vaikuttavat tekijät. Mallintamisen lopputuloksena syntynyt selkeä perusmalli luo hyvät lähtökohdat myös mahdolliselle jatkokehitykselle.

Rheological behavior of mixed drink of annona and milk

In this study the rheological behavior in different temperatures (0; 6; 18 e 24 ºC) and physicochemical parameters of integral annona (Annona squamosa) pulp and the annona pulp with milk in different percentages pulp/milk (75g of annona pulp/25g of milk, 50g of annona pulp/50g of milk, 25g of annona pulp/75g of milk) have been availed, in order to verify the effect of temperature and pulp concentration in the rheological behavior of these beverages. To obtain the rheological parameters a concentric cylinder rheometer has been used and the rheograms were analyzed using the Ostwald-de-Wael (power Law) and Herschel-Bulkley models. The physicochemical parameters (sugars, pH, ash, acidity and soluble solids) were determined in order to establish correlations with the rheological behavior. Finally, the best results had been obtained using the Herschel-Bulkley model; the low values for the behavior index (n <1) obtained confirm the pseudoplastic behavior of all samples.

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.

Joukkoirtisanomisen jälkeen - työllistymisen haasteet ja tukitoimien toimivuus irtisanottujen näkökulmasta

Tämän tutkimuksen tavoitteena on kuvata joukkoirtisanottujen näkökulmasta työllistymisen haasteita, tukitoimien toimivuutta ja miten tukitoimia kehittämällä pystyttäisiin vastaamaan paremmin irtisanottujen kokemiin haasteisiin. Tutkimusmenetelmä on laadullinen haastattelututkimus. Tutkimuksen aineisto kerättiin haastattelemalla yhtätoista Voikkaan tehtaalta vuonna 2006 irtisanottua työntekijää. Tutkimuksen perusteella keskeisimpinä työllistymisen haasteina nähdään ikä, yksipuolinen työkokemus, vaikeasti toiselle alalle siirrettävä ammattitaito sekä haluttomuus muuttaa toiselle paikkakunnalle. Pääsääntöisesti tukitoimiin oltiin melko tyytyväisiä, joskin mielipiteet tukitoimien onnistumisesta vaihtelivat paljon. Muutosturvan tärkeimpänä hyötynä nähtiin mahdollisuus opiskella taloudellisen tuen turvin. Tukitoimia koskevaa tiedotusta kritisoitiin mm. puutteellisista ja vääristä tiedoista.

Täyteainepitoisuuden ja retentioainesysteemin optimointi

Työssä tutkittiin tarrapaperikoneen pohjapaperin täyteainepitoisuuden nostamisen vaikutusta koneen ajettavuuteen ja paperin ominaisuuksiin. Työn tavoitteena oli löytää ne prosessitekniset keinot, joilla voitaisiin saavuttaa raskaiden pintapapereiden tavoitetuhkatasot. Lisäksi pyrittiin optimoimaan retentioaineiden annokset ja ajotavat korkeilla tuhkatasoilla. Kirjallisuusosassa tarkasteltiin pinta- ja kolloidikemian perusteita sekä täyteainepitoisuuden vaikutusta paperin ominaisuuksiin ja prosessoitavuuteen. Lisäk-si syvennyttiin märänpään kemiaan selvittämällä mm. kalsiumkarbonaatin vesiliuoskemiaa ja erilaisten retentioaineiden ominaisuuksia ja niiden reaktiomekanismeja. Työn kokeellinen osa koostui kahdesta koeajosta. Ensimmäisessä koeajossa selvitettiin täyteainesaostumien muodostumismekanismeja ja paperikoneen ajettavuutta täyteainepitoisuutta nostettaessa yli raskaiden pintapapereiden tavoitetasojen. Saadut tulokset osoittivat, että märänpään kemiantila pysyi koeajon aikana muuttumattomana eikä mitään saostumien muodostumista havaittu. Täyteainepitoisuudessa päästiin 3 % yli lajikohtaisen tuhkatavoitteen ilman ajettavuusongelmia. Toisessa koeajossa keskityttiin erityisesti märänpään retentioaineiden määrien optimointiin ja paperin laatuominaisuuksiin. Koeajossa täyteainepitoisuutta nostettiin yli tavoitetasojen. Saadut tulokset osoittivat, että täyteainepitoisuuden nostolla ei ollut vaikutusta paperin laatuun tai paperikoneen ajettavuuteen. Massatärkkelyksen avulla pystyttiin korvaamaan kationisen polymeerin retentiovaste ja kompensoimaan täyteainepitoisuuden noston myötä tullut paperin lujuuksien lasku. Koeajoissa ja prosessin seurannassa tuli ilmi myös useita eri tekijöitä, joilla oli vaikutusta retentioon, retentioaineiden tehoon ja prosessin stabiilisuuteen. Tehdyistä yksittäisistä havainnoista on hyötyä pyrittäessä ymmärtämään märänpään prosessin tilaa ja sen vaikutusta paperikoneen ajettavuuteen. Työ saavutti sille asetetut tavoitteet ja sen ansiosta paperikoneen märänpään raaka-aineiden ja kemikaalien syöttösuhteita pystyttiin muuttamaan tavalla, joka vähensi paperinvalmistuksen kustannuksia ilman että paperin laatuominaisuudet huononivat.

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.

Russia’s WTO membership and its effects on global wood sourcing

The aim of the thesis was to find the effects of World Trade Organization and economic integration on the wood sourcing process from Russia to Finland and to the European Union. Also, the fo reign direct investments to Russian forest industry are studied within the WTO and Economic integration framework. Qualitative interviews were carried out as primary data (total of 5 interviews). Research studies and articles regarding the same subject were used as secondary data. Results show that companies may increase their volumes of imported timber from Russia due to the reduction of custom tariffs. Russian companies are becoming more productive, but there are still several problems with legislation, infrastructure, availability and harvesting profitability in some areas. These suggest that sourcing process may not be profitable in the future. The Russian forest industry sector will not gain significant foreign direct investments in the recent years because of the infrastructure and overall atmosphere of investments. Forest industry is not seen as profitable enough. The demand for cellulose and paper in Russia is not increasing fast enough and the cost inflation is cutting the profits made from producing in Russia.

Varastonhallinnan ja tuotannonsuunnittelun kehittäminen paperitehdasympäristössä

Tämän diplomityön tavoitteena on kehittää erään paperitehtaan käyttöpääoman hallintaa tuotannonsuunnittelun ja varastonhallinnan keinoin. Tuotannonsuunnittelussa tutkitaan syklinpituuden vaikutusta lajinvaihtohylkyyn ja siitä aiheutuvan varastotason nousun hyötyjä ja haittoja. Tehtaan ylijäämätasot määritetään puolen vuoden aikajänteeltä ja pyritään löytämään kehitysehdotuksia niiden minimoimiseksi. Työssä keskitytään lisäksi satamasta palautettuihin rulliin ja haamurulliin. Työn aiheista tehdään nykytila-analyysit, joiden perusteella selvitetään kehityskohteet. Työssä hyödynnetään tehtaan omia tietojärjestelmiä osa-alueiden analysoimisessa. Analysoimisessa käytetään karkeasuunnitelmaa ja erilaisia raportteja varastoihin ja tuotantoon liittyen. Työn tulosten mukaan voidaan todeta, että syklinpituutta ei kannata varasto-ohjautuvalla tuotantomuodolla kasvattaa. Ylijäämiä syntyy paperiteollisuudessa vääjäämättä ja kyseisessä yrityksessä niiden hyödyntämisprosentit ovat varsin korkealla tasolla. Kokonaisuutena tehtaan käyttöpääoman hallinta on varsin hyvällä pohjalla eikä suuria toimintatapamuutoksia ole tarpeen tehdä. Satamapalautusongelman suuruudesta tehtaalla oli erilainen käsitys kuin asia todellisuudessaan oli. Työssä esitetään kehitysehdotuksia, joiden avulla ongelmaa voidaan edelleen pienentää ja saavuttaa konkreettisia säästöjä. Haamurullien määrä osoittautui minimaaliseksi.

Oxidation rates of carbon and nitrogen in char residues from solid fuels

Computational fluid dynamics (CFD) modeling is an important tool in designing new combustion systems. By using CFD modeling, entire combustion systems can be modeled and the emissions and the performance can be predicted. CFD modeling can also be used to develop new and better combustion systems from an economical and environmental point of view. In CFD modeling of solid fuel combustion, the combustible fuel is generally treated as single fuel particles. One of the limitations with the CFD modeling concerns the sub-models describing the combustion of single fuel particles. Available models in the scientific literature are in many cases not suitable as submodels for CFD modeling since they depend on a large number of input parameters and are computationally heavy. In this thesis CFD-applicable models are developed for the combustion of single fuel particles. The single particle models can be used to improve the combustion performance in various combustion devices or develop completely new technologies. The investigated fields are oxidation of carbon (C) and nitrogen (N) in char residues from solid fuels. Modeled char-C oxidation rates are compared to experimental oxidation rates for a large number of pulverized solid fuel chars under relevant combustion conditions. The experiments have been performed in an isothermal plug flow reactor operating at 1123-1673 K and 3-15 vol.% O2. In the single particle model, the char oxidation is based on apparent kinetics and depends on three fuel specific parameters: apparent pre-exponential factor, apparent activation energy, and apparent reaction order. The single particle model can be incorporated as a sub-model into a CFD code. The results show that the modeled char oxidation rates are in good agreement with experimental char oxidation rates up to around 70% of burnout. Moreover, the results show that the activation energy and the reaction order can be assumed to be constant for a large number of bituminous coal chars under conditions limited by the combined effects of chemical kinetics and pore diffusion. Based on this, a new model based on only one fuel specific parameter is developed (Paper III). The results also show that reaction orders of bituminous coal chars and anthracite chars differ under similar conditions (Paper I and Paper II); reaction orders of bituminous coal chars were found to be one, while reaction orders of anthracite chars were determined to be zero. This difference in reaction orders has not previously been observed in the literature and should be considered in future char oxidation models. One of the most frequently used comprehensive char oxidation models could not explain the difference in the reaction orders. In the thesis (Paper II), a modification to the model is suggested in order to explain the difference in reaction orders between anthracite chars and bituminous coal chars. Two single particle models are also developed for the NO formation and reduction during the oxidation of single biomass char particles. In the models the char-N is assumed to be oxidized to NO and the NO is partly reduced inside the particle. The first model (Paper IV) is based on the concentration gradients of NO inside and outside the particle and the second model is simplified to such an extent that it is based on apparent kinetics and can be incorporated as a sub-model into a CFD code (Paper V). Modeled NO release rates from both models were in good agreement with experimental measurements from a single particle reactor of quartz glass operating at 1173-1323 K and 3-19 vol.% O2. In the future, the models can be used to reduce NO emissions in new combustion systems.

The pH-dependent phase distribution of wood pitch components in papermaking processes

Wood contains only a very small amount of lipophilic extractives, commonly known as wood pitch. The pitch is known to cause severe problems in papermaking processes. The amount of pitch in process waters can be decreased by seasoning of the raw material prior to pulping, pulp washing, removal of pitch by flotation, adsorption of pitch onto various mineral surfaces, and retention of pitch to the fibre material by cationic polymers. The aim of this study was to determine the influence of pH on some of the methods used for pitch control. Experiments were performed using laboratory-made wood pitch emulsions with varying pH, salt concentration, hemicellulose concentration and pitch composition. These emulsions were used to study the phase distribution of resin and fatty acids, the colloidal stability of pitch with and without steric stabilisation by galactoglucomannans, and the interactions between wood pitch and mineral particles. Purification of unbleached and peroxidebleached mill process water was performed by froth flotation in combination with a foaming agent. The distribution of resin and fatty acids (RFAs) between colloidal pitch droplets and the water phase was very dependent on pH. At pH 3, almost all of the RFAs were attached to the pitch droplets, while increasing the pH led to increasing concentration of dissolved RFAs in the water phase. The presence of salt shifted the release of RFAs towards higher pH, while lower ratio of neutral pitch in the emulsion resulted in release of RFAs at lower pH. It was also seen that the dissolution and adsorption of RFAs at sudden pHchanges takes place very quickly. Colloidal pitch was more stable against electrolyte-induced aggregation at higher pH, due to its higher anionic charge. The concentration of cationic polymers needed to aggregate colloidal pitch also increased with increasing pH. The surface characteristics of solid particles, such as amount of charged groups, were very important for understanding their interactions with colloidal wood pitch. Water-soluble galactoglucomannans stabilised the colloidal pitch sterically against aggregation, but could not completely prevent interactions between wood pitch and hydrophilic particles. Froth flotation of unbleached and peroxidebleached process water showed that the pitch could be removed more effectively and selectively at low pH, compared to at neutral pH. The pitch was removed more effectively, using lower concentrations of foaming agent, from peroxide-bleached water than from unbleached water. The results show that pH has a major impact on various pulping and papermaking processes. It determines the anionic charge of the colloidal pitch and the solubility of certain pitch components. Because of this, the pH influences the effectiveness of pitch retention and removal of pitch. The results indicate that pitch problems could be diminished by acknowledging the importance of pH in various papermaking processes.

Biovoimalaitoksen energiatehokkuuden parantaminen ja osakuorma-ajon optimointi

Energiatehokkuus on nykyaikana yksi tärkeimmistä energiataloudellisista tekijöistä voimalaitosten sähköntuotannossa. Varsinkin yhteistuotantolaitoksissa joissa sähkö on lämpöenergian lisänä saatava sivutuote, sähkön tuotannon optimointi voi merkitä laitostalouden ja yrityksen kannalta huomattavia lisätuloja tai -säästöjä. Kaukaan Voima Oy:n biovoimalaitos on vuonna 2009 kaupalliseen käyttöön valmistunut moderni yhteistuotantolaitos, joka sijaitsee Lappeenrannassa UPM Kaukas sellutehtaan tehdasalueella. Voimalaitos tuottaa kaukolämpöä ja sähköä Lappeenrannan kaupungille sekä prosessihöyryä ja sähköä UPM Kaukaan tehtaille. Tämän työn tavoitteena on tarkastella biovoimalaitoksen omakäyttösähkön kulutusta kuukausitasolla verrattuna laitoksella tuotettavan höyryn määrään sekä etsiä voimalaitokselta kohteita, joiden omakäyttösähkön kulutusta voidaan vähentää vaikuttamatta höyryntuotantoon ja näin parantaa laitoksen energiatehokkuutta ja hyötysuhdetta. Työ rajataan käsittelemään voimalaitoksen apulaitteiden ja -järjestelmien omakäyttösähkön kulutusta. Työssä tarkastellaan vuodenaikojen vaihtelun ja kaukolämmön sekä prosessihöyryn tarpeen muutoksen vaikutusta voimalaitoksen ajomalliin sekä höyryntuotannon ja omakäyttösähkön kulutuksen suhteisiin. Työssä esiin nousseiden kohteiden potentiaaliset sähköenergian säästöt ovat noin 2500 MWh vuodessa joka tarkoittaa keskimäärin 3,7 % vähennystä voimalaitoksen kuukausittaiseen omakäyttösähkön kulutukseen. Kohteet eivät käytännössä vaadi minkaanlaista investointirahaa, vaan uusia ajojärjestelyitä. Keskeisimmiksi säästökohteiksi valikoitui laitoksen pumppausjärjestelmien paineenalennukset.

Hydrolysis of xylans by enzyme systems from solid cultures of Trichoderma harzianum strains

Xylanase activity was isolated from crude extracts of Trichoderma harzianum strains C and 4 grown at 28oC in a solid medium containing wheat bran as the carbon source. Enzyme activity was demonstrable in the permeate after ultrafiltration of the crude extracts using an Amicon system. The hydrolysis patterns of different xylans and paper pulps by xylanase activity ranged from xylose, xylobiose and xylotriose to higher xylooligosaccharides. A purified ß-xylosidase from the Trichoderma harzianum strain released xylose, xylobiose and xylotriose from seaweed, deacetylated, oat spelt and birchwood xylans. The purified enzyme was not active against acetylated xylan and catalyzed the hydrolysis of xylooligosaccharides, including xylotriose, xylotetraose and xylopentaose. However, the enzyme was not able to degrade xylohexaose. Xylanase pretreatment was effective for hardwood kraft pulp bleaching. Hardwood kraft pulp bleached in the XEOP sequence had its kappa number reduced from 13.2 to 8.9 and a viscosity of 20.45 cp. The efficiency of delignification was 33%.

Pressforming of a tray from a pulp sheet

The aim of this thesis work was to verify the possibility to produce tray packages directly from pulp sheets using press forming techniques. The different existing raw materials of pulp, various sources of molded pulp and different methods of production of molded pulp were studied. Nine different raw materials which were used for experimental work were provided by Stora Enso mills, and Stora Enso Research Centre, Imatra, Finland. The laboratory tests were carried out using LUT Adjustable packaging line at Lappeenranta University of Technology. The results prove that long virgin fibres of pine pulp seems to have better formability with high moisture content compared to others. No significant improvements were noticed with conditioned samples, never the less far studies has to be done to find optimal conditions for production. The results indicated the possibility for making pressformed tray from two different pulp qualities (Sunila pulp and Enopine). The method could prove to be beneficiary as the production line could be shortened and investment in board machines could be avoided if the trays were pressed directly from pulp sheets. Also the labour costs would be reduced. However, there is much work to be done before the quality of a tray produced out of a pulp sheet is comparable to a tray produced out of tray board.

Pohjapaperin kustannusrakenteen optimointi

Kilpailulliset tekijät ovat johtaneet paperin valmistajat miettimään keinoja valmistuskustannusten leikkaamiseksi. Yksi keino on optimoida raaka-aineiden käyttöä, jota on tehty tässä diplomityössä. Työn tarkoitus on selvittää koeajoin mahdollisuudet kalliimpien raaka-aineiden korvaamiseen edullisemmilla, säilyttäen kuitenkin pohjapaperin laadulliset ominaisuudet. Työ on toteutettu UPM Kymmene Oyj:n Jokilaakson tehtailla, Jämsänkosken paperitehtaan Tarrapaperit-osastolla. Työssä on käytetty apuna tietokoneohjelmia mallintamaan ja simuloimaan paperissa ja paperin kustannusrakenteessa tapahtuvia muutoksia, mutta merkittävimmässä asemassa ovat olleet koeajot ja erilaisten näytteiden käsittely. Raaka-aineina käytettävien massojen osuuksien optimoinnilla on saatu aikaiseksi merkittäviä kustannussäästöjä, mutta työn yhteydessä on löydetty myös keinoja säästöjen saavuttamiseksi energiankulutusta järkevöittämällä. Luotu malli auttaa jatkossa kustannusrakenteen seurannassa. Mäntysellun osuuden laskulla ja täyteaineen osuuden nostolla saavutetaan merkittävimmät kustannussäästöt, kemihierteellä vaikutus kustannuksiin on vähäisempi. Sähköenergiaa vievä kuitujen jauhatus on järjestetty paperikone 3:lla uudella tavalla, jolla on paitsi saavutettu säästöä energiassa, parannettu myös paperin lujuutta.

Paperitehtaan toimitusketjun kustannus- ja pääoma-analyysi

Heikkenevä kysyntä sekä koveneva hintakilpailu erityisesti painopaperin markkinoilla on luonut paperinvalmistajalle haasteita kustannusten alentamisen sekä kannattavuuden parantamisen osalta. Sijaintinsa vuoksi yritys on halunnut erityisesti parantaa kustannustehokkuuttaan logistiikan osalta, minkä tueksi tämä diplomityö on tehty. Tutkimuksen tarkoituksena on analysoida paperitehtaan toimitusketjuja kustannusjohtamisen näkökulmasta. Tavoitteena on ollut arvioida kahden vaihtoehtoisen toimitusketjun, suoran ja välivarasto-toimituksen, vaikutusta syntyvien kustannusten, ketjuun sitoutuneen pääoman sekä asiakaskannattavuuden kautta. Tutkimus toteutettiin case-tutkimuksen kaltaisena soveltuvin osin, hyödyntämällä kvantitatiivisia menetelmiä. Projektia varten valittiin paperinvalmistajan painopaperin tuloslinjalta kymmenen kohdeasiakasta, joille vaihtoehtoisia toimitusketjuja voidaan soveltaa. Toimitusketjut rajattiin käsittämään valmiin tuotteen asiakastoimitukset ja niistä aiheutuvat kuluerät. Kustannus- ja pääoma-analyysin suunnittelussa hyödynnettiin toimitusketjuihin sekä kustannusjohtamiseen liittyvää teoreettista kirjallisuutta. Ensisijaisena viitekehyksenä kustannusten analysoinnissa sovellettiin toimintolaskentaa ja pääoman sitoutumisen arvioinnissa kiertoajan tunnuslukuja. Käsiteltävä informaatio kerättiin yrityksen sisäisistä raporteista sekä toiminnanohjausjärjestelmästä taulukkolaskentaohjelmaan, jossa laskelmat tehtiin. Tutkimuksen avaintuloksena kahdeksan case-asiakkaan kohdalla suora toimitus osoittautui kustannuksiltaan välivaraston kautta kulkevaa edullisemmaksi. Lisäksi havaittiin suoran toimituksen nopeuttavan teoriassa pääoman kiertoa toimitusketjussa lyhyemmän läpimenoajan ansiosta. Johtopäätöksenä kustannus- ja pääomahyötyjen vaikutuksen vuoksi suorien toimitusten hyödyntäminen on edullista soveltuvien asiakkaiden kohdalla. Tutkimuksessa kustannusinformaation kerääminen kokonaisvaltaisesti osoittautui haasteelliseksi, sillä kaikkien toimitusketjun kustannuserien tietoja ei ollut laajasti saatavilla. Toimeksiantajan näkökulmasta merkittävät kohteet jatkotutkimukselle ovat kustannusten oikeellisuuteen ja kohdistamiseen sekä asiakkaiden maksukäytäntöihin ja ehtoihin liittyvä seuranta.