LVI-suunnittelun ohjaus IPD-projekteissa

Tässä diplomityössä on tutkittu LVI-suunnittelun ohjaamista ja sen kehittämistä integroiduissa rakennushankkeissa. Tutkimuksen tavoitteena on löytää kehitysehdotuksia LVI-suunnittelun eteenpäinviemiseksi integroiduissa hankkeissa. Tutkimus on tehty hyödyntäen kirjallisia lähteitä ja haastattelemalla integroiduissa projekteissa mukana ollutta henkilöstöä. Perinteisessä rakennushankkeessa eri suunnittelualat toimitetaan useasta yrityksestä. Tässä työssä lähtökohtana on, että merkittävimmät suunnittelualat kuten arkkitehti-, rakenne- ja talotekninensuunnittelu tulevat samalta toimittajalta. Toimituslaajuuteen voidaan lisätä myös mm. rakennuttajakonsultointi- ja kiinteistönkehitysprosessi. Tutkimuksen tuloksena saatiin määritettyä kehitysehdotukset integroituihin hankkeisiin yleiseltä ja LVI-suunnittelun kannalta. Kehitystyössä tulee panostaa tietomallintamiseen, aikataulutukseen ja yhteistyöhön. Tietomallintamista voidaan parantaa koulutuksen, Yleisten tietomallivaatimusten 2012 ja tietomallien tarkasteluohjelmistojen avulla. Aikataulutus paranee, kun suunnittelijat saadaan hankkeeseen mukaan riittävän aikaisessa vaiheessa ja kun suunnittelijat pyrkivät aktiivisesti vaikuttamaan hankkeen tarjouksen- ja sopimuksentekoon. Yhteistyötä voidaan parantaa avoimen ilmapiirin korostamisella ja projektiorganisaation tiivistämisellä.

Designing and manufacturing of a soybean harvest residue picker

ABSTRACT Soy harvest matches seasons with shortage of dry matter supply for ruminant feeding in most Brazilian soy-growing areas. Agricultural machinery-producing companies must have market perception, observing new opportunities and developing equipment to meet costumers’ needs. This paper aims to design, build, and test a device to collect soybean crop residues from the combine cleaning mechanism, consisting mainly of vegetable straw (chaff), and the other plant parts (stems) remain being deposited onto the ground. For equipment designing, we made use of the architectural design methodology proposed in the reference model for the agricultural machinery development process. The equipment was designed and built following the proposed methodology, then installed and put into operation in a John Deere 1165 combine. After initial testing and few adjustments, the device showed satisfactory chaff-collecting performance. The equipment consists of a screw conveyor assembled transversely to the combine and a centrifugal fan assembled on the side. The collected chaff is dumped into a trailer towed by tractor.

Hihnakuljetinjärjestelmien modulointi

Tämä diplomityö tutkii moduloinnilla saavutettavaa hyötyä kuljetinliiketoiminnassa. Johdanto-osassa kerrotaan yrityksen taustasta ja projektiliiketoiminnan kehitysnäkymistä, hihnakuljetinjärjestelmien historiasta ja nykyisestä kilpailutilanteesta. Lisäksi siinä on mainittu työn tavoitteet, sekä tutkimuksen rajaus. Hihnakuljetinjärjestelmien modulointia käsittelevässä osassa selvitetään moduloinnin historiaa ja on kerrottu siihen liittyviä käsitteitä ja menettelytapoja. Tutkimusosan alussa on esitetty tutkimuskysymykset. Tutkimusmenetelmänä on tapaustutkimus ja siinä on verrattu kahta CASE- tapausta keskenään haastattelujen avulla, sekä pyydetty osallistuneilta jatkotoimenpide-ehdotuksia, koskien modulointia. Toiminnallisen viitekehyksen osassa kuvataan ne tavat, joilla modulointi yrityksessä toteutetaan asiakasvaatimukset ja palveluhallinta huomioiden. Lisäksi siinä kuvataan osaamisen kehittämisen menettely. Tutkimustuloksien tarkastelun yhteydessä on kerrottu CASE- tapauksien perustiedot ja tiedon keräämisen tapa. Tutkimustuloksien analysointi on suoritettu siten, että tuloksista on nostettu esille moduloinnin kannalta oleelliset vastaukset ja ne on analysoitu. Tämän jälkeen suoritettiin pohdinta ja johtopäätökset niistä analysoiduista vastauksista, jotka ovat tärkeitä moduloinnin ja yrityksen kehityksen kannalta. Jatkotoimenpiteet on jaettu kolmeen pääryhmään, joista ensimmäisenä on toiminnan kehittäminen moduloimalla. Toisessa on tarkasteltu sisäisen toiminnan kannalta tärkeitä kohteita ja ehdotettu toimenpiteitä toiminnan tehostamiseksi. Kolmantena ryhmänä ovat tutkimusaiheet, joiden avulla pyritään selvittämään puutteet tai epäkohdat nykyisessä toiminnassa. Yhteenvedossa on tarkasteltu yrityksen strategisten tavoitteiden toteutumista suhteessa hypoteesiin. Siinä on myös esitetty tulevaisuuden haasteita ympäristönsuojelun asettamat vaatimukset huomioiden.

Laadunhallinta uuden tuotteen tuotekehityksessä

Tämän diplomityön tavoitteena on uuden tuotteen laatusuunnittelun parantaminen Mantsi-nen Group Ltd Oy:n materiaalinkäsittelykoneiden ja -laitteiden tuotekehitysprosessissa, lopputuotteen valmistettavuuden ja laadun varmistamiseksi. Kirjallisuusosiossa on tutki-muksen kohteena tuotekehitysprosessi ja sen yhteydessä käytettävät soveltuvat laatutyöka-lut. Lisäksi työssä tutkitaan ja selvitetään ympäristö-, laadunhallinta- ja hitsausstandardien vaatimuksia tuotekehityksen yhteydessä. Tutkimusosiossa laatutyökaluja sovelletaan ja testataan aktiivisten tuotekehitysprojektin yhteydessä sekä niiden vaikuttavuutta arvioidaan laadun ja läpimenoajan parantamiseen. Ympäristöön, laadunhallintaan ja hitsaukseen liit-tyvien standardivaatimuksien täyttäminen tuotekehitysprosessissa tarkastetaan ja arvioi-daan uudelleen sekä tehdään tarvittavia lisäyksiä ja tarkennuksia. Tutkimuksen tuloksena on parannettu tuotekehitysprosessi, jossa hyödynnetään soveltuvia laatutyökaluja oikea-aikaisesti eri vaiheissa.

Streamlining Launch Support Operations in a Product Platform

The new product development process is a massive investment to a company that aims to reduce their products’ time-to-market. Capability to shorter time-to market allows longer life-cycle to products which are introduced to market earlier but also give advantage to start product launch later while simultaneously learning from customer behavior and competitors. The product launch support operations are the last ramp-up activities before the product launching. This study defines what these operations mean in a product platform and how they can be streamlined to be more efficient. The methodology includes interviews, innovative group brainstorming and regular working group meetings. The challenges concerning the current situation of product launch support operations are allocated into four categories: General, Process, Project Resources and Project Management including altogether ten sub challenges. The challenges include issues related to technology and marketing management, branding strategy, organizing the global platform structure, harmonizing processes and clarifying handovers between shareholders in the process. The study makes a suggestion of a new Product Launch Support organization and clarification of its roles, responsibilities and tasks. In addition a new project management tool and Lessons Learned are suggested to improve the project management. The study can be seen as a pre-study when having an aim at combining technological and marketing know-how in the product ramp-up process before actual production. The future proceedings are suggested to include more detailed specifications and implementation in order to reach the long range target, reduced the time-to-market.

Laatu ja tuottavuus hitsaavassa verkostossa

Diplomityössä tarkastellaan laadun ja tuottavuuden parantamisen keinoja hitsaavassa verkostossa MIG/MAG-hitsauksen osalta. Työn taustalla vaikuttaa Total Welding Management -menetelmä, mikä on hitsaustoimintojen kokonaisvaltaiseen johtamiseen ja hallintaan kehitetty toimintamalli. Työn teoriaosassa käsitellään laatuajattelua ja yritysyhteistyötä hitsaavan teollisuuden yrityskentässä sekä hitsauskustannuksiin vaikuttavia tekijöitä. Tutkimusosuus sisältää yritysverkoston nykytilan tarkastelun sekä kehitystoimenpiteitä kohti verkoston yhteistä toimintamallia saavuttaa tehokas ja kannattava yhteistyö. Hitsaustyön kustannukset määritetään suurelta osin suunnittelussa. Laatuun voidaan vaikuttaa merkittävästi hitsaustyötä edeltävissä toiminnoissa sekä hitsaajan työn tukemisella. Kokonaisvaltaisen hyödyn saavuttaminen hitsaustyön tuottavuuden parantamisessa vaatii kaikkien toimintojen tarkastelua sen sijaan, että tehostetaan vain hitsaamon toimintaa. Itse hitsaus voi olla vain pieni osa hitsaustoimintojen kokonaishallintaa. Toimintamallin luominen laadunvarmistukseen, suunnittelun ja valmistuksen yhteistyöhön sekä hitsaustoimintojen hallintaan mahdollistaa hitsaavan verkoston toiminnan tehostamisen sekä laadun paranemisen. Tämä saavutetaan viemällä toimintamalli osaksi jokapäiväistä työtä, lähelle valmistusta, ja ohjeistamalla, että jokainen tietää kuinka toimia. Esimerkiksi työssä tarkastellun yhden tuotteen osalta ohjeistus turhan työn vähentämiseksi tuotti 19 % tuotannon kasvun työvuoron aikana. Tilaus-toimitusketjun tuottavuuteen ja kannattavuuteen voidaan vaikuttaa merkittävästi käymällä läpi konkreettisesti valmistettavat tuotteet ja niihin liittyvät toiminnot. Diplomityössä tehtyjen tarkastelujen ja havaintojen avulla käytännön työ tulee jatkumaan yritysverkostossa tapahtuvassa kehitystyössä.

Suorituskyvyn mittaaminen pk-sektorin asiantuntijayrityksessä

Suorituskyvyn mittaaminen huolellisesti suoritettuna tuo yritykselle monia hyötyjä. Mittariston avulla yritys pystyy kohdistamaan liiketoimintaansa palvelemaan paremmin strategisia tavoitteita. Työssä käsitellään suorituskyvyn mittaamista pk-sektorin asiantuntijayrityksen näkökulmasta. Suorituskyvyn mittaaminen on ollut perinteisesti aikaisemmin huomattavasti suositumpaa lähinnä tuotanto- ja palveluyrityksissä. Työssä oli tavoitteena suunnitella pk-sektorin asiantuntijayrityksen käyttöön soveltuva suorituskykymittaristo. Pk-sektorin yrityksissä suorituskyvyn mittaaminen ei ole vielä saavuttanut suurta suosiota. Tämä johtuu osaltaan pk-yritysten vähäisistä käytettävissä olevista resursseista. Tästä johtuen myös mittariston suunnitteluprosessi on yrityksille haastavampi. Asiantuntijayritysten ominaispiirteet tuovat myös omanlaiset haasteet suorituskyvyn mittaamiseen. Asiantuntijayritysten tärkein resurssi on usein henkilöstön tietotaito ja sen takia suorituskykymittaristoissa korostuu usein juuri aineettomien tekijöiden mittaaminen. Oikein suoritettu suorituskykymittariston suunnittelu vaatii huolellista paneutumista mittariston suunnitteluprosessin eri vaiheisiin. Mittaristo tulee johtaa oikein määritetyistä yrityksen visiosta ja strategioista. Tärkeää on myös yrityksen henkilöstön sitouttaminen mittariston suunnitteluun. Suunnittelu vaatii täsmällisyyttä ja johdonmukaisuutta, joka saavutetaan noudattamalla jotakin tiettyä suunnitteluprosessin vaiheet sisältävää prosessimallia. Pk-sektorin asiantuntijayrityksissä suunnittelu vaatii erityisesti tarkkuutta mittariston näkökulmien ja mittareiden valitsemisessa. On mietittävä miten pk-yrityksen vähäiset resurssit saadaan riittämään mittaamaan hankalia ja resursseja vieviä aineettomia tekijöitä, jotka ovat yleensä kuitenkin asiantuntijayrityksissä usein erittäin tärkeässä asemassa.

Virtuaalimallin hyödyntäminen harvesteripään tuotekehityksessä

Virtuaalimallinnuksella tarkoitetaan koneen simulointia, jossa huomioidaan koneen mekaniikka, toimilaitteet ja ohjausjärjestelmä. Työn tavoitteena oli luoda virtuaalimalli harvesteripäästä. Kyseinen virtuaalimalli sisälsi harvesteripään tärkeimmät mekaaniset osat, pituusmittalaitteen hydrauliikkapiirin ja tämän ohjauksen. Luodussa virtuaalimallissa huomioitiin myös harvesteripään ja puun väliset kontaktit. Lisäksi työssä tutkittiin mahdollista virtuaalimallinnuksen implementoimista osaksi yrityksen tuotekehitysprosessia. Työssä suoritettiin verifiointimittaukset pituusmittalaitteen hydrauliikkapiirille sekä virtuaalimallin hydrauliikkakomponentit parametrisoitiin. Mittauksista saatuja tuloksia verrattiin virtuaalimallista saatuihin tuloksiin. Työssä esitellään myös ehdotus kuinka virtuaalimallinnusta kannattaisi hyödyntää osana yrityksen tuotekehitysprosessia. Virtuaalimallin eri osa-alueilla saavutetut tulokset osoittavat, että virtuaalimallinuksen hyödyntäminen tuotekehitysprosessin aikana mahdollistaa harvesteripään toimintojen tarkastelun ennen prototyypin rakentamista ja testaamista. Lisäksi hydrauliikkapiirin parametrisoimisella pystytään tutkimaan parametrien vaikutusta kokonaisuuteen.

Simulation of structural stress history based on dynamic analysis

Modern machine structures are often fabricated by welding. From a fatigue point of view, the structural details and especially, the welded details are the most prone to fatigue damage and failure. Design against fatigue requires information on the fatigue resistance of a structure’s critical details and the stress loads that act on each detail. Even though, dynamic simulation of flexible bodies is already current method for analyzing structures, obtaining the stress history of a structural detail during dynamic simulation is a challenging task; especially when the detail has a complex geometry. In particular, analyzing the stress history of every structural detail within a single finite element model can be overwhelming since the amount of nodal degrees of freedom needed in the model may require an impractical amount of computational effort. The purpose of computer simulation is to reduce amount of prototypes and speed up the product development process. Also, to take operator influence into account, real time models, i.e. simplified and computationally efficient models are required. This in turn, requires stress computation to be efficient if it will be performed during dynamic simulation. The research looks back at the theoretical background of multibody dynamic simulation and finite element method to find suitable parts to form a new approach for efficient stress calculation. This study proposes that, the problem of stress calculation during dynamic simulation can be greatly simplified by using a combination of floating frame of reference formulation with modal superposition and a sub-modeling approach. In practice, the proposed approach can be used to efficiently generate the relevant fatigue assessment stress history for a structural detail during or after dynamic simulation. In this work numerical examples are presented to demonstrate the proposed approach in practice. The results show that approach is applicable and can be used as proposed.

Developing customer need based services in personal security service industry

The purpose of this thesis is to examine how services can be developed and how the voice of the customer can be incorporated to the strategic planning of services. Furthermore, the objective is to investigate the methods of customer need analysis and service bundling. The data is collected from secondary and primary sources by reviewing the existing academic literature and by conducting in-depth interviews and surveys. The main findings of this research indicate that the service development in personal security service industry should be conducted through a formalized process and the process should begin with setting the strategic objectives. Moreover, the voice of the customer should be incorporated into all stages of the development process, especially into the front-end of the process. Furthermore, the information on customer needs should be gathered in a manner tailored for the purposes of service development.

Palveluliiketoiminnan kehittäminen tuoteorientoituneessa teollisuuden yrityksessä

Työn tavoitteina oli (1) laatia prosessimalli teollisuuden palveluliiketoiminnan mahdollisuuksien kartoittamiseen sekä (2) rakentaa tuoteorientoituneelle yritykselle soveltuva palveluliiketoimintapolku, jota seuraamalla tunnistettu palveluliiketoiminnan potentiaali pystytään muuntamaan tulokselliseksi liiketoiminnaksi. Diplomityö toteutettiin Savonia-ammattikorkeakoulun hallinnoiman LEKA-hankkeen palveluliiketoiminnan tutkimusalueelle Pohjois-Savon teollisuusyrityssektorin tarpeet huomioiden. Työn teoreettisessa osiossa tarkasteltiin teollisuuden palveluliiketoiminnan perusteita, palveluliiketoiminnan kehittämistä tuoteorientoituneen yrityksen näkökulmasta sekä tunnettuja palvelujen kehittämisprosesseja ja työkaluja erityisesti konseptoinnin osalta. Empiirinen osuus keskittyi palveluliiketoiminnan kehittämiseen tapaustutkimuskohteena toimineessa tuoteorientoituneessa yrityksessä. Tutkimuksen tuloksena syntyi tapauskohtaisesti räätälöityvä konseptointiprosessimalli työkaluineen. Asiakkaat, työntekijät ja verkostokumppanit osallistuttavalla prosessilla palveluliiketoiminnan mahdollisuudet pystytään selvittämään luotettavasti riskit minimoiden. Lisäksi työn tuloksena luotiin tuoteorientoituneille yrityksille soveltuva palveluliiketoiminnan kehittämispolku, jossa palvelukonseptit toimivat alustana polun eri vaiheissa tehtäville päätöksille ja valinnoille sekä tarvittaville muutostoimenpiteille.

Liikkuvan kivimurskaimen syötinosan rakenneanalyysi osarakennetekniikan avulla

Työn tarkoituksena oli selvittää, miten osarakennetekniikkaa voidaan soveltaa siirrettävän kivimurskaimen syötinosan simuloinnissa. Tätä tutkittiin luomalla kahdella eri ohjelmistolla simulaatiomalli syötinosasta ja mallintamalla syötinosan runko joustavaksi kappaleeksi osarakennetekniikan avulla. Luotujen simulointimallien tarkkuutta selvitettiin vertaamalla niistä saatuja rungon jännityksiä tutkittavan rakenteen rungosta mitattuihin jännityksiin. Työn tarkoituksena oli myös tutkia, miten hyvin simulaatiomallit soveltuvat käytettäväksi syötinosan tuotekehityksessä. Tässä työssä käytettiin syötinosan simulaatiomallin luomiseen ANSYS-ohjelmistoa ja ADAMS-ohjelmistoa. Simulaatiomalleihin lisättiin tutkittavasta järjestelmästä mitattu ohjaussignaali sekä syötinosan jousien arvot. Järjestelmän rakenneominaisuudet saatiin suoraan valmistajan luovuttamista tiedoista. ADAMS-ohjelmistolla mallinnetussa simulaatiomallissa runko mallinnettiin joustavaksi ANSYS-ohjelmistossa, josta se siirrettiin ADAMS-ohjelmistoon. Saaduista tuloksista kävi ilmi, että osarakennetekniikkaa voidaan hyödyntää syötinosan joustavan rungon simuloinnissa. Tutkittavasta järjestelmästä mitatuissa jännityksissä ja simulaatiomalleista saaduissa jännityksissä oli eroja, mutta jännityshistorian muodot ja suuruusluokat vastasivat pääosin toisiaan. Tulosten parantamiseksi tulee selvittää lisää alkuarvoja tutkittavasta järjestelmästä ja varmistua nyt saatujen jousiparametrien oikeellisuudesta.

Asiakkaan osallistuminen palvelunkehitysprossiin

Suomessa on uudistuneen jätelain tavoitteena jätteiden lajittelun tehostaminen ja jätemäärien pienentäminen. Tutkimuksen tavoitteena oli selvittää miten asiakas voi osallistua uuden palvelun kehittämisprosessiin. Empirian kautta vastattiin kysymyksiin millainen on asiakkaan halukkuus ja valmius osallistua palvelunkehittämiseen ja mikä on asiakkaiden palaute palvelun ominaisuuksista. Tutkimus toteutettiin tapaustutkimuksena, jossa tutkittavana oli Aalto-yliopiston jätteiden raportointi- ja suunnittelupalvelun (Kierrätyspalvelin) palvelunkehitysprosessi. Tiedonkeruumenetelmänä oli yksilö- ja ryhmäteemahaastattelut. Tutkimustuloksena esitettiin Kierrätyspalvelimen palvelunkehitysprosessin malli. Tärkeimpänä tutkimuksellisena havaintona oli, että haastateltavat toimivat lähinnä tiedonlähteinä tarpeistaan. He osallistuivat palvelun ominaisuuksien testaukseen ja määrittelyyn.

Painesuodattimen automatisoidun kankaanvaihtolaitteen kehittäminen ja tekninen tuotteistaminen

Tässä työssä tarkastellaan CE-merkintään vaadittavia teknisen tuotteistamisen vaiheita käyttäen esimerkkinä painesuodattimen automatisoidun kankaanvaihtolaitteen suunnitteluprosessia. Työssä selvitetään, mitä vaihtoehtoja on painesuodattimen lisälaitteiden luokitteluksi, että ne saadaan tuotteistettua Euroopan talousalueella (ETA). Esimerkkinä käytettävä kankaanvaihtolaite on suunniteltu käyttäen järjestelmällisen koneensuunnittelun menetelmää. CE-merkinnän vaatima riskianalyysi on tehty laitteelle standardin SFS-EN ISO 12100:2010 mukaisesti. Tuloksena saatu laitteen prototyyppi täyttää pääosin laitteelle asetettavat vaatimukset. Kustannusarvio ylittää kuitenkin toivotun omakustannehinnan valoverhojen suhteellisen kalliin hinnan takia. Kustannusarvion mukaan prototyyppi voidaan kuitenkin valmistaa edullisesti, sillä valoverhot eivät ole pakollisia laitteen toiminnallisissa testeissä. Ennen tuotteistamista valoverhojen korvaamisen mahdollisuutta muulla turvatekniikalla on kuitenkin tutkittava. Suunnitteluvaiheen jälkeen laitteen turvallisuuden voidaan todeta olevan vähintään riittävällä tasolla. Riskianalyysi on kuitenkin päivitettävä dokumentti, ja laitteen turvallisuus täytyy varmistaa prototyyppiä testaamalla. Työn perusteella voidaan todeta, että huomioimalla laitteen mahdollisesti aiheuttamat vaaratilanteet jo tuotesuunnittelun alussa, voidaan tuotekehitysprosessia nopeuttaa. Tunnistamalla vaaratilanteet suunnittelun varhaisessa vaiheessa voidaan vähentää riskien määrää, ja siten tarvetta riskien pienentämiselle. Näin vähennetään rakenteen suunnittelun ja riskianalyysin iterointikierrosten määrää, jolloin myös tuotteistamisprosessi nopeutuu.

Developing Service-based Solutions for Water Treatment in Finnish Mining Industry

The aim of this master’s thesis is to analyze the mining industry customers' current and future needs for the water treatment services and discover new business development opportunities in the context of mine water treatment. In addition, the study focuses on specifying service offerings needed and evaluate suitable revenue generation models for them. The main research question of the study is: What kind of service needs related to water treatment can be identified in the Finnish mining industry? The literature examined in the study focused on industrial service classification and new service development process as well as the revenue generation of services. A qualitative research approach employing a case study method was chosen for the study. The present study uses customer and expert interviews as primary data source, complemented by archival data. The primary data was gathered by organizing total of 13 interviews, and the interviews were analyzed by using qualitative content analysis. The abductive-logic was chosen as the way of conducting scientific reasoning in this study. As a result, new service proposals were developed for Finnish mine industry suppliers. The main areas of development were on asset efficiency services and process support services. The service needs were strongly associated with suppliers’ know-how of water treatment process optimization, cost-effectiveness as well as on alternative technologies. The study provides an insight for managers that wish to pursue a water treatment services as a part of their business offering.