Materiaalinohjauksen ja varastojenhallinnan kehittäminen eristeteollisuudessa

Tuotantotoimintaa harjoittavalla yrityksellä raaka-aineet ja materiaalit ovat keskeinen osa tuotantotoimintaa ja usein niihin on sitoutuneena myös paljon arvokasta pääomaa. Diplomityössä selvitettiin materiaalinohjauksen ja varastojenhallinnan kehittämismahdollisuuksia mineraalipohjaisia eristetuotteita valmistavassa teollisuusyrityksessä. Työn tavoitteena oli kehittää organisaatiolle uusi toimintamalli, jonka pohjalta yrityksen materiaalinohjaus on tehokkaampaa ja systemaattisempaa pääoman käytön kannalta mitattuna sekä paremmin tuotantoa palvelevaa. Työ perustuu organisaatiossa toteutettuun haastattelututkimukseen sekä tietojärjestelmäpohjaiseen tutkimukseen. Haastattelututkimuksella on selvitetty organisaation sisäinen materiaalinohjausprosessi ja tietojärjestelmätietojen pohjalta on analysoitu lähtökohtatilannetta ABC-analyysin avulla sekä laskettu uudet ohjausarvot materiaalinimikkeille. Työn tuloksena organisaation materiaalinohjaukseen luotiin uusi yksinkertaistettu toimintamalli sisältäen valitut ohjausmenetelmät ohjausarvoineen, tietojärjestelmäintegraation sekä suositukset tulevaisuuden toiminnan suhteen.

Voimalaitoksen tuotannon optimointijärjestelmän suunnittelu

Tässä diplomityössä on suunniteltu ja toteutettu tuotannon optimointijärjestelmä Kotkan Energia Oy:n tuotantolaitoksille sekä osto- ja myyntisopimuksille. Työssä on kerätty ja laskettu Kotkan Energian tuotantolaitosten teknisiä ja suunnittelutietoja, sekä esitelty eri laitteiden ja tuotantolaitosten toimintaa. Lisäksi on käyty läpi kaukolämmön ja prosessihöyryn kulutusta, kulutuksien ennustamista ja tuotantojärjestelmiä, sekä sähkökauppaa ja laitoksilla käytettävien polttoaineiden ominaisuuksia ja hintoja. Voimalaitoksen laitteille on laskettu hyötysuhteet ja tuotteiden hinnat erilaisilla kuormilla. Laskelmien avulla on tehty polynomisovitteet laitteiden hyötysuhteille. Polynomisovitteet ja muu laitosten toiminnasta kerätty ja laskettu tieto on siirretty Kotkan Energian tietohallintopäällikön kanssa yhteistyössä kehitettyyn tietokonepohjaiseen optimointiohjelmaan. Myös optimoinnin teoriaa ja menetelmiä on käyty lyhyesti läpi. Optimointiohjelman avulla pystytään nyt laskemaan erilaisten kaukolämmön, prosessihöyryn ja sähkön hintojen ja kulutusten mukaisia optimaalisia ajotapoja Hovinsaaren voimalaitoksen tuotannolle ja hankintasopimuksille. Optimointiohjelmalla pyritään maksimoimaan energiantuotannon kokonaistuottoa tai minimoimaan tuotantokustannuksia annettujen ja ennustettujen alkuarvojen mukaisesti. Ohjelman antamia tuloksia voidaan käyttää apuna esimerkiksi tuotannon suunnittelussa ja budjetoinnissa. Laskelmat ja ohjelman kehittäminen ovat onnistuneet hyvin ja ohjelman käyttämisestä ja testaamisesta saadut tulokset vaikuttavat oikeanlaisilta ja luotettavilta. Optimointiohjelma on nyt käytössä ja jatkokehittely jatkuu myös diplomityön valmistumisen jälkeen.

Merituulivoiman kannattavuus Kokkolan seudun rannikolla

Tässä diplomityössä selvitetään teollisen mittakaavan merituulipuistojen taloudellisia ja osin myös teknisiä rakentamisedellytyksiä Kokkolan seudun rannikolla. Lisäksi työssä tarkastellaan erilaisten tukitoimien vaikutusta tuulivoiman kannattavuuteen sekä selvitetään lyhyesti merituulivoiman hallinnollisia ja oikeudellisia edellytyksiä. Esimerkkikohteina tarkastellaan viittä Kokkolan edustalle suunniteltua merituulipuistoa, joiden tehot ovat 20 – 100 MW ja yksikkökoot 1,8 – 5 MW. Tuulipuistojen tuuliolot on arvioitu läheisten mittauspisteiden tietojen perusteella ja niiden pohjalta on laskettu puistojen energiantuotto. Tuulivoimaloiden huipunkäyttöajoiksi on saatu noin 2400 – 2500 h/a. Puistojen investointikustannukset ovat noin 6 500 –10 200 mk/kW: itse turbiinin lisäksi suurimpia kustannuseriä ovat perustukset ja sähköverkkoliitäntä. Vuosittaisten käyttö- ja kunnossapitokustannusten suuruudeksi on arvioitu noin 3 % investointikustannuksista. Kannattavuustarkastelut on suoritettu 5 % laskentakorolla ja 25 vuoden pitoajalle. Tuotantokustannukset ovat ilman tukia noin 27 – 38 p/kWh. Kun sähkön hintana on 150 mk/MWh, ei taloudellista kannattavuutta voida saavuttaa edes nykyisin käytössä olevan investointi- ja tuotantotuen avulla. Tuulisähköstä saatava mahdollinen ”vihreän sähkön lisä” tai päästökaupan aloittaminen voisivat mahdollistaa tuulivoiman taloudellisen kannattavuuden myös silloin, kun sähkön hintataso on matala. Kannattavuutta voitaisiin parantaa myös tukijärjestelmällä, joka painottaa nykyistä enemmän tuotantoa.

Energiataseen hallinta ja optimointi metsäteollisuusintegraatissa

Diplomityö on tehty UPM-Kymmene Oyj, Kaukaan tehtailla Lappeenrannassa. Integroidussa metsäteollisuudessa energiantuotanto koostuu yleensä sähkön- ja lämmöntuotannosta. Kaukaan tehtailla prosessien lämmöntarve saadaan katettua kokonaisuudessaan omalla tuotannolla, kun taas kulutetusta sähköstä ainoastaan puolet on tuotettu itse. Loput sähköntarpeesta joudutaan ostamaan ulkopuolelta. Tutkimuksen pääpaino on ollut selvittää, miten kustannukset ovat riippuvaisia energiantuotannosta erilaisissa käyttöolosuhteissa. Työn tuloksena on luotu tietokonepohjainen laskentamalli, jonka avulla Kaukaan tehtaiden energiantuotantoa voidaan ohjata taloudellisesti optimaalisimmalla tavalla kulloinkin vallitsevassa käyttötilanteessa. Lisäksi tutkimuksessa on analysoitu tehdasintegraatin lämmönkulutuksen seurannan mahdollisuuksia lämmönsiirtoverkon nykyisten mittausten perusteella. Työssä on kerrottu yleisesti metsäteollisuuden energiankulutuksesta Suomessa. Lisäksi on esitetty arvioita energiankulutuksen kehityksestä tulevaisuudessa sekä keinoja energiatehokkuuden parantamiseksi. Kaukaan tehtailla lämmönkulutuksen seurantaan käytettävät mittausmenetelmät ja -laitteet on esitelty virtausmittausten osalta sekä arvioitu nykyisten mittausten luotettavuutta ja riittävyyttä kokonaisvaltaisen lämpötaseen hallintaan. Kaukaan tehtaiden energiantuotantojärjestelmästä on luotu termodynaaminen malli, johon energiantuotannosta aiheutuneiden kustannusten laskenta perustuu. Energiantuotannon optimoinnilla pyritään määrittelemään tietyn tarkasteluhetken käyttötilanteessa taloudellisesti optimaalisin kattiloiden ajojärjestys. Tarkastelu on rajattu lämmöntuotannon lisäämisen osalta maakaasun käytön lisäämiseen ja höyryturbiinien ohitukseen. Sähkön ja maakaasun hinnan sekä ympäristön lämpötilan vaihtelujen vaikutusta optimaaliseen ajojärjestykseen on havainnollistettu esimerkkien avulla.

Sairaalan tarkkailuosaston hyödyt ja kustannukset

Työn tavoitteena oli tutkia Etelä-Karjalan keskussairaalaan mahdollisesti perustettavan yhdistelmätarkkailuosaston kannattavuutta määrittämällä osaston kustannukset ja hyödyt. Määritettyjen kustannusten avulla vertailtiin päivystys-potilaiden eri hoitoketjuvaihtoehtoja. Lähdeaineistona työssä käytettiin sairaalan omia materiaaleja ja tilastoja, henkilöstön haastatteluja sekä muita kirjallisuuslähteitä. Kirjallisuuden mukaan sairaalan ylikuormitus johtuu sen huonosta potilasvirtojen kulusta, jota voidaan parantaa joko toimintaa tehostamalla tai investoimalla uusiin resursseihin. Eräs vaihtoehto ylikuormituksen purkuun on tarkkailuosaston perustaminen, joka ei ole vain lisätila vaan potilasvirtojen ohjauskeino. Tehtyjen laskemien mukaan Etelä-Karjalan keskussairaalan tarkkailuosasto vaikuttaisi kannattavalta. Tarkkailuosaston kustannukset vuodessa olisivat 1 099 745 €, tuotot 1 170 108 € ja voitto 70 363 €. Osaston perustamiskustannukset olisivat 950 324 €. Hoitoketjujen potilaskohtaisen kannattavuuden mukaan päivystyspotilaiden tarkkailu ja lyhytaikainen hoito kannattaisi tehdä joko vuodeosastoilla tai tarkkailuosastolla, mutta ei tappiota tuottavalla ensiapupoliklinikalla. Tarkkailuosastosta olisi taloudellisten tekijöiden lisäksi myös muita hyötyjä ja haittoja sairaalan sidosryhmille. Sairaalan valitsemasta ylikuormituksen vähentämiskeinosta riippumatta, on sen tärkeätä aloittaa jo lähivuosina valmistautuminen väestön ikääntymisen aiheuttamaan lisääntyvään kuormitukseen.

Kunnossapidon alihankinnan tutkiminen ja seurannan kehittäminen sementtitehtaalla

Työn tavoitteena oli antaa tarkka kuva Lappeenrannan sementtitehtaan kunnossapidon alihankkijoiden työtunneista ja -kustannuksista sekä jakaa ne eri kunnossapitodimensioiden kesken. Jotta alihankkijoiden tekemien töiden seurannasta tulisi jatkuvaa, seurannan toteutukselle on luotu arkirutiineihin soveltuva toimintamalli. Työtunnit ja -kustannukset on laskettu ostolaskujen perusteella ajalta 1.1.2000 – 31.5.2003. Teoriaosuudessa on käsitelty kunnossapitotoimintaa, sen seurantaa ja kustannuslaskentaa, jonka tarkoituksena on pohjustaa työtuntien ja -kustannusten jakoperusteita empiirisessä osassa. Empiria on aloitettu laskemalla kaikki sementtitehtaalle tehdyt työtunnit ja -kustannukset, joista sitten on eroteltu kunnossapidon, muiden toimintojen ja projektien osuudet erikseen. Kustannuksia on vertailtu budjettiarvoihin. Kunnossapidon työtunneista on tehty benchmarkingia kahdeksan sementtitehtaan kesken. Työn lopuksi on laadittu toimintamalli kunnossapidon alihankinnan jatkuvan seurannan toteuttamiseksi. Seuranta toteutetaan toiminnanohjausjärjestelmässä syöttämällä kustannusten ohessa tehtyjen tuntien määrä ja laittamalla yhteen tiliöintiulottuvuuteen toimittajanumero. Jatkokehityskohteena esitetään toiminnanohjaus- ja kunnossapitojärjestelmän integrointia, jolloin tunteja ja kustannuksia voidaan seurata työnumeroittain.

Reasons to use e-cigarettes and associations with other substances among adolescents in Switzerland.

BACKGROUND: The objectives of this research were to describe the main reason(s) why adolescents use electronic cigarettes, to assess how e-cigarette experimenters and users differ based on personal characteristics, and to determine whether its use is associated with the use of other substances among a representative sample of youths in Switzerland. METHODS: A representative sample of 621 youths (308 females) was divided into never users (n=353), experimenters (Only once, n=120) and users (Several times, n=148) of e-cigarettes. Groups were compared on socio-demographic data and current smoking, alcohol misuse and cannabis use. Reasons for e-cigarette use were compared between experimenters and users. A multinomial regression was performed using never users as the reference category. RESULTS: Forty-three percent had ever tried e-cigarettes, and the main reason was curiosity. Compared to never users, experimenters were more likely to be out of school (Relative Risk Ratio [RRR]: 2.68) and to misuse alcohol (RRR: 2.08), while users were more likely to be male (RRR: 2.75), to be vocational students (RRR: 2.30) or out of school (RRR: 3.48) and to use any of the studied substances (tobacco, RRR: 5.26; alcohol misuse, RRR: 2.71; cannabis use, RRR: 30.2). CONCLUSIONS: Although often still part of adolescent experimentation, e-cigarettes are becoming increasingly popular among adolescents and they should become part of health providers' standard substance use screening. As health providers (and especially paediatricians) do not seem to have high levels of knowledge and, consequently, little comfort in discussing e-cigarettes, training in this domain should be available to them.

Radiaalikompressorin spiraalivirtauksen numeerinen mallinnus

Diplomityössä mallinnetaan numeerisesti radiaalikompressorin spiraalin virtaus. Spiraalin tarkoituksena radiaalikompressorissa on kerätä tasaisesti virtaus diffuusorin kehältä. Spiraaliin on viime aikoina kiinnitetty enemmän huomiota, koska on havaittu, että kompressorin hyötysuhdetta voidaan parantaa spiraalia optimoimalla. Spiraalin toimintaa tarkastellaan kolmella eri massavirralla. Työn alussa käsitellään spiraalin toimintaperiaatteita. Numeerisena ratkaisijana käytetään Teknillisessä korkeakoulussa kehitettyä FIN-FLO -koodia. FINFLO -laskentaohjelmassa ratkaistaan Navier-Stokes yhtälöt kolmeulotteiselle laskenta-alueelle. Diskretointi perustuu kontrollitilavuus menetelmään. Työssä käsitellään laskentakoodin toimintaperiaatteitta. Turbulenssia mallinnetaan algebrallisella Baldwin-Lomaxin ja kahden yhtälön Chienin k-e turbulenssimalleilla. Laskentatuloksia verrataan Lappeenrannan teknillisessä korkeakoulussa tehtyihin mittauksiin kyseessä olevasta kompressorin spiraalista. Myös eri turbulenssimalleilla ja hilatasoilla saatuja tuloksia verrataan keskenään. Laskentatuloksien jälkikäsittelyä varten ohjelmoitiin neljä eri tietokoneohjelmaa. Laskennalla pyritään saamaan lisäselvyyttä virtauksen käyttäytymiseen spiraalissa ja erityisesti ns. kielen alueella. Myös kahden eri turbulenssimallin toimivuutta kompressorin numeerisessa mallinnuksessa tutkitaan.

Logistiikkavaraston henkilöstökustannusten optimointi

Tämän diplomityön tavoitteena on case-esimerkin kautta tutkia, kuinka hyvin vähittäiskaupan logistiikkavarastossa pystytään sovittamaan yhteen työn kysyntä ja tarjonta ja mikä on vuokratyövoiman rooli tässä yhtälössä. Diplomityössä käsitellään logistiikkavaraston työmäärän ennustettavuutta, työvoiman joustavuutta, lasketaan vertailukelpoiset kustannukset eri henkilöstöryhmille sekä esitetään ehdotuksia kokonaiskustannusten optimoimiseksi. Diplomityössä käy ilmi, että tutkittavassa yrityksessä henkilöstöresurssien käyttö ei ole aivan optimaalinen, vaan että tehdyistä työtunneista jopa 21% on ylimääräisiä, mikä aiheuttaa vuosittain 1,0 miljoonan euron kustannushukan. Tämä johtuu sekä työmäärän epätasaisesta jakautumisesta kuukausien kesken, että työvoimatarpeen heikosta suunnittelusta. Työmäärän vaikeasta ennustettavuudesta johtuen turhia työtunteja ei ole mahdollista kokonaan poistaa, mutta hyvällä etukäteissuunnittelulla henkilöstökustannuksia pystytään laskemaan noin 13%. Henkilöstöryhmistä tehtyjen vertailulaskelmien perusteella ylitöiden teettäminen vakituisella henkilökunnalla osoittautuu kannattamattomaksi. Määräaikaisen henkilöstön käyttäminen on kustannuksiltaan edullista, mutta mahdollista vain, jos työvoiman tarve on tilapäinen ja tiedossa hyvissä ajoin etukäteen. Vuokratyövoima on tuntikustannukseltaan kalliimpaa, mutta sen nopea saatavuus mahdollistaa työvoiman entistä paremman sopeuttamisen työn kysynnän mukaan. Kun vuokratyövoimaa on saatavilla, ei varastolla tarvitse pitää ylimääräistä työvoimaa nopeiden työmäärän muutosten varalta.

Strategiatyö maatalouselementtiliiketoiminnan ohjaamisessa

Diplomityön tavoitteena oli selvittää Lujabetoni Oy:n maatalouselementtiliiketoiminnan markkinanäkymät, kilpailijat toimialalla ja toiminnan rationalisointi niin, että tulevien vuosien investoinnit ja resurssit kohdistettaisiin parhaalla mahdollisella tavalla eri tehdasyksiköiden kesken. Työn teoriaosassa esitettiin strategiatyön osa-alueet ja käytetyt strategisen analyysin menetelmät. Työn käytännönosassa strategisten analyysimenetelmien avulla pystyttiin määrittämään liiketoiminnan makroympäristö, toimiala- eli kilpailuympäristö ja toimintaympäristö. Makroympäristön kuvauksessa annettiin perustiedot Suomen maataloudesta, käsiteltiin rahoitustukipäätöstietoja ja arvioitiin toimialan elinkaaren vaihetta lähinnä Maa- ja metsätalousministeriöstä sekä useammasta tutkimuslaitoksesta saatujen tietojen pohjalta. Toimialaympäristön kuvauksessa käsiteltiin maatalouselementtiliiketoiminnan kilpailijat. Toimintaympäristön kuvauksessa keskeisimmällä sijalla oli liiketoiminnan analysointi tehtaittain ja tuotteittain. Näiden suorituskykyä vertailtiin tuottavuus- ja kannattavuuslaskelmien avulla. Tuotteiden joukosta pyrittiin löytämään tappiolliset ja huonomenekkiset tuotteet. Kuljetuskustannuksia ja logistiikkaa mietittiin eri tehtaiden näkökulmista ja pyrittiin löytämään paras optimi tuotteiden valmistuksen sijainnille. Saatujen tulosten perusteella annettiin toimenpide-ehdotuksia liiketoiminnan kehittämiseksi ja ohjaamiseksi.

Oxygen adsorption on clean and oxygen precovered Cu(100)

Kuparipinnan hapettumisen alkuvaiheet ovat vielä nykyisin tutkijoille epäselviä. Kuitenkin, jotta hapettumisprosessia voitaisiin säädellä, on sangen tärkeää ymmärtää mistä varsinainen hapettuminen lähtee liikkeelle ja mitkä ovat hapettumisen seuraavat vaiheet. Tähän kysymykseen haetaan vastauksia tässä työssä käyttäen puhtaasti teoreettisia menetelmiä pinnan käsittelyssä. Aikaisempien teoreettisten ja kokeellisten tutkimusten välillä on pieni ristiriita liittyen hapen tarttumistodennäköisyyteen. Teoreettisten tutkimusten mukaan happi ei puhtaalle pinnalle tullessaan näe potentiaalivallia, mutta kokeelliset tutkimukset osoittavat sellaisen kuitenkin olevan. Tuohon ristiriitaan pureudutaan käyttäen aikaisemmista laskuista poikkeavaa kvanttimekaaniseen molekyylidynamiikkaan perustuvaa lähestymistapaa. Työssä havaitaan, että aikaisemmin yleisesti käytetty menetelmä hukkaa huomattavan määrän tietoa ja siten tutkijat eivät voi ainoastaan tyytyä tarkastelemaan kyseisellä menetelmällä saatuja tuloksia. Kuparipinnalle havaittiin, että korkeilla molekyylin kineettisen energian arvolla aikaisemmin suoritetut laskut hajottavista trajektoreista pitävät paikkansa, mutta matalilla kineettisen energian arvoilla molekyyli kohtaa erittäin voimakkaan ``steering'' vaikutuksen ja trajektorit joiden piti olla hajottavia johtavatkin molekulaariseen adsorptioon. Kun hapen konsentraatio pinnalla on suurempi kuin 0.5 ML, pinta rekonstruoituu. Myös rekonstruktion jälkeistä pintaa on tutkittu samanlaisilla menetelmillä kuin puhdasta pintaa. Rekonstruoituneelle pinnalle ei löydetty hajottavia trajektoreita ja havaittiin, että hapelle annetun kineettisen energian matalilla arvoilla myös tässä tapauksessa on erittäin voimakas ``steering'' vaikutus.