Hendric Finne - [Kuva]

Strömsholm 1840

DTC-OHJATUN TAHTIKONEKÄYTÖN PYÖRIMISNOPEUSSÄÄDÖN ANALYYSI INTEGROIDUN SIMULOINTIMALLIN AVULLA

Työssä rakennettiin integroitu simulointimalli sähkökäytölle, jonka mekaniikka koostuu joustava-akselisesta kaksimassa systeemistä. Lisäksi tarkasteltiin kyseiselle sähkökäytölle ominaisia piirteitä ja niiden aiheuttamia ongelmia eri sovelluksissa, sekä tutkittiin teollisuudessa yleisesti esiintyvän pyörimisnopeussäädön, PI-säädön, parametrien vaikutusta kyseisen mekaniikan omaaviin sähkökäyttöihin. Taajuusmuuttajalle kehiteltiin yksinkertaistettu simulointimalli, jolla pystytään pienentämään merkittävästi simuloinnin laskenta-aikaa. Vääntövärähtelyiden kompensointiin tutkittiin optimaalista tilasäätöä, jossa Kalman suotimella estimoidaan systeemin tilojen lisäksi myös kuormamomentti ja jossa nopeussäätö suunnitellaan lineaarisella neliöllisellä menetelmällä (Linear Quadratic).

Puutuoteteollisuusyrityksen tilaus-toimitusketjun liiketoimintamallien kehittäminen

Tämä diplomityö on osa Puutavaralogistiikan läpinäkyvyyden kehittäminen – hanketta (PuLK-hanke), joka tähtää puutuoteteollisuudessa toimivan yrityksen tilaus-toimitusketjun läpinäkyvyyden lisäämiseen. Hanke on aloitettu kohdeyrityksen tarpeesta parantaa tilaus-toimitusketjun toimintaa uusien toimintaympäristön haasteiden edessä. Tämän työn tavoitteena oli selvittää kohdeyrityksen tilaus-toimitusketjun nykytila sekä tuottaa hankkeessa myöhemmässä vaiheessa toteutettavan systeemiteoreettisen mallinnuksen alkutiedoksi sopiva ylätason liiketoimintamalli. Nämä tehtiin kolmella eri lähestymistavalla, joiden avulla saatiin muodostettua kattava kuva nykytilasta sekä selvitettyä tarvittavalla tarkkuudella liiketoiminnan ylätason malliin vaaditut tiedot. Tärkeimmät käytetyt menetelmät olivat liiketoiminnan mallinnus, swot-analyysi kyselytutkimuksen tuloksista ja kirjallisuustutkimus tuettuna haastatteluilla, tutustumiskäynneillä ja yhteistyöosapuolien resurssien käytöllä. Liiketoiminnan mallinnus osoittautui hyödylliseksi työkaluksi paljastaen toiminnan epäkohdat koko ketjun tasolla niin, että korjaavien toimenpiteiden toteutus helpottui. Systeemiteoreettisen simulointimallin muodostaminen aloitettiin liiketoiminnan mallinnuksen tuottaman informaation pohjalta.

Tuotannon läpäisyajan analyysi

Diplomityö on tapaustutkimus, jossa analysoidaan yrityksen tilausohjautuvan massatuotannon läpimenoon vaikuttavia tekijöitä huippukuormituksen aikana. Tavoitteena oli selvittää päätuotantolinjan yksittäisten osien kapasiteetin käyttösuhdetta pienentävät ja koko tuotantoketjun läpäisyaikaan vaikuttavat tekijät, kapasiteetin käyttösuhdetta pienentävien tekijöiden poistamiseksi tarvittavat toimenpiteet ja teoreettinen maksimikapasiteetti näiden toimenpiteiden suorittamisen jälkeen. Selvitystä käytettiin tukimateriaalina päätettäessä tulevaisuuden laiteinvestoinneista. Projektin tiedonkeruun menetelminä toteutettiin osallistuvaa havainnointia, tehtiin aikamittauksia sekä kokeiltiin erilaisia tuotannonohjauksen järjestelyjä. Kerättyjen tietojen pohjalta laadittiin arviolaskelmia kapasiteetin käyttösuhteen määrittämiseksi sekä arvioitiin eri muuttujien vaikutusta. Tutkimuksen perusteella löydettiin kustakin päätuotantolinjan työvaiheesta kapasiteetin käyttösuhdetta vähentäviä tekijöitä ja laadittiin parannusehdotuksia. Esimerkkeinä työaikajärjestelyt ja käyttömiesten toimenkuvaan kuuluvien tehtävien järjestelyt, sekä kunnossapidon, tuotannonohjauksen ja tiedonkulun kehittäminen. Tutkimuksessa esitettyjen parannusehdotusten, kysynnän kehitysennusteiden ja suunnitellun laitteistoinvestoinnin toteutumisen myötä tuotannon pullonkaulatyövaihe siirtyy tuotantoketjussa seuraavaan vaiheeseen. Tämän huomioiminen investointipäätöksissä on oleellista tasaisesti virtaavan tuotannon aikaansaamiseksi.

Virtauslaskentaa ja energia-analyysiä hyödyntävä huoneilman lämpöolosuhteiden simulointimalli

Huonetilojen lämpöolosuhteiden hallinta on tärkeä osa talotekniikan suunnittelua. Tavallisesti huonetilan lämpöolosuhteita mallinnetaan menetelmillä, joissa lämpödynamiikkaa lasketaan huoneilmassa yhdessä laskentapisteessä ja rakenteissa seinäkohtaisesti. Tarkastelun kohteena on yleensä vain huoneilman lämpötila. Tämän diplomityön tavoitteena oli kehittää huoneilman lämpöolosuhteiden simulointimalli, jossa rakenteiden lämpödynamiikka lasketaan epästationaarisesti energia-analyysilaskennalla ja huoneilman virtauskenttä mallinnetaan valittuna ajanhetkenä stationaarisesti virtauslaskennalla. Tällöin virtauskentälle saadaan jakaumat suunnittelun kannalta olennaisista suureista, joita tyypillisesti ovat esimerkiksi ilman lämpötila ja nopeus. Simulointimallin laskentatuloksia verrattiin testihuonetiloissa tehtyihin mittauksiin. Tulokset osoittautuivat riittävän tarkoiksi talotekniikan suunnitteluun. Mallilla simuloitiin kaksi huonetilaa, joissa tarvittiin tavallista tarkempaa mallinnusta. Vertailulaskelmia tehtiin eri turbulenssimalleilla, diskretointitarkkuuksilla ja hilatiheyksillä. Simulointitulosten havainnollistamiseksi suunniteltiin asiakastuloste, jossa on esitetty suunnittelun kannalta olennaiset asiat. Simulointimallilla saatiin lisätietoa varsinkin lämpötilakerrostumista, joita tyypillisesti on arvioitu kokemukseen perustuen. Simulointimallin kehityksen taustana käsiteltiin rakennusten sisäilmastoa, lämpöolosuhteita ja laskentamenetelmiä sekä mallinnukseen soveltuvia kaupallisia ohjelmia. Simulointimallilla saadaan entistä tarkempaa ja yksityiskohtaisempaa tietoa lämpöolosuhteiden hallinnan suunnitteluun. Mallin käytön ongelmia ovat vielä virtauslaskennan suuri laskenta-aika, turbulenssin mallinnus, tuloilmalaitteiden reunaehtojen tarkka määritys ja laskennan konvergointi. Kehitetty simulointimalli tarjoaa hyvän perustan virtauslaskenta- ja energia-analyysiohjelmien kehittämiseksi ja yhdistämiseksi käyttäjäystävälliseksi talotekniikan suunnittelutyökaluksi.