Optimising the design and manufacture of a customised, prescription fit, Maxillo-facial prosthesis

This thesis is a continuation of the Enterprise-Ireland Research Innovation Fund (RIF) Project entitled’ "Design and Manufacturing of Customised Maxillo-Facial Prostheses" The primary objective of this Internal Research Development Program (IRDP) project was to investigate two fundamental design changes 1 To incorporate the over-denture abutments directly into the implant. 2 To remove the restraining wings by the addition of screws, which affix the. implant to the dense material of the jawbone. The prosthetic was redesigned using the ANSYS Finite Element Analysis software program and analysed to* • Reduce the internal von Mises stress distribution The new prosthetic had a -63.63 % lower von Mises stress distribution when compared with the original prosthetic. • Examine the screw preload effects. A maximum relative displacement of 22 6 * lO^mm between the bone and screw was determined, which is well below the critical threshold of micromotion which prevents osseointegration • Investigate the prosthetic-bone contact interface. Three models of the screw, prosthesis, and bone, were studied. (Axisymmetnc, quarter volume, and full volume), a recommended preload torque of 0 32 Nm was applied to the prosthetic and a maximum von Mises stress of 1.988 MPa was predicted • Study the overdenture removal forces. This analysis could not be completed because the correct plastic multilinear properties of the denture material could not be established The redesigned prosthetic was successfully manufactured on a 3-axis milling machine with an indexing system The prosthetic was examined for dimensional quality and strength The research established the feasibility of the new design and associated manufacturing method.

Implementing an interfaculty series of courses on interprofessional collaboration in prelicensure health science curriculums.

Introduction: Interprofessional collaborative practices are increasingly recognized as an effective way to deal with complex health problems. However, health sciences students continue to be trained in specialized programs and have little occasion for learning in interdisciplinary contexts. Program Development: The project's purpose was to develop content and an educational design for new prelicensure interfaculty courses on interprofessional collaboration in patient and family-centered care which embedded interprofessional education principles where participants learn with, from and about each other. Implementation: Intensive training was part of a 45-hour program, offered each semester, which was divided into three 15-hour courses given on weekends, to enhance accessibility. Evaluation: A total of 215 students completed questionnaires following the courses, to assess their satisfaction with the educational content. Pre/post measures assessed perception of skills acquisition and perceived benefits of interprofessional collaboration training. Results showed a significant increase from the students' point of view in the knowledge and benefits to be gained from interprofessional collaboration training.

Statewide Economic Impacts of Disaster-Related Payments to Support Household and Private and Public Sector Recovery in Iowa, January 2010

There have been a multitude of programs providing assistance to the state of Iowa in the past 18 months. Springtime 2008 disasters resulted in tornado damage and widespread flood damage to large fractions of the state. In consequence, there was a very large flow of federal and state resources dedicated to assisting community and statewide recovery efforts. The nation was in recession as well and continued to be in recession through much of 2009. A sizeable amount of assistance found its way to Iowa under the American Recovery and Reinvestment Act of 2009 in the forms of infrastructure stimulus spending, income supports and other safety net spending for households, and stabilization assistance for essential public services like education. On top of that, the state of Iowa authorized the I Jobs program as an additional infrastructure development program, and as a jobs stimulus program. The total amount of spending for all types of programs, disaster or economic recovery related, is perhaps as high as $7.5 billion over the next few years.

Women in leadership: Three essays

GENDER EMPOWERMENT: EFFECTS OF GODS, GEOGRAPHY, AND GDP¦Fenley, M., & Antonakis, J.¦ABSTRACT¦We examined the determinants of women's empowerment in the economy and political leadership in 178 countries. Given the androcentric nature of most religions, we hypothesized that high degrees of country-level theistic belief create social conditions that impede the progression of women to power. The dependent variable was the Gender Empowerment index of the United Nations Development Program, which captures the participation of women in political leadership, management, and their share of national income. Controlling for GDP per capita as well as the fixed-effects of the dominant type of religion and legal origin and instrumenting all endogenous variables with geographic or historical variables, our results show that atheism has a significant positive effect on gender empowerment. These results are driven by the rule of law, which in addition to being a catalyst for economic development, appears to crowd-out the informal regulation of behavior due to religious norms.¦DEVELOPING WOMEN LEADERS: COMPARING A TRANSFORMATIONAL AND A CHARISMATIC LEADERSHIP INTERVENTION¦Fenley, M., Jacquart, P., & Antonakis, J.¦ABSTRACT¦Along with a gender imbalance in leadership role occupancy, most leadership interventions have been conducted with samples of men. We conducted an experiment wherein we assigned female participants (n = 38, mean age = 35 years) to one of two conditions: Transformational (i.e., "standard") leadership training or charismatic leadership training. The two interventions were essentially equivalent, except that we also focused on developing the "charismatic leadership tactics" (e.g., rhetorical skills) of participants in the charismatic condition. After the interventions, we randomly assigned participants into problem-solving teams that required extensive interaction. Each team had an equal number of participants having received transformational training or charismatic training. At the end of the team exercises, participants rated each of their team members on a leadership prototypicality measure. Results indicated that those who received charismatic training scored higher (a) on prototypicality (standardized  = .42) and (b) on a test of declarative knowledge of charismatic rhetorical strategies (i.e., a manipulation check, standardized  = .76). Furthermore, the score on the test fully mediated the effect of the treatment on prototypicality (standardized indirect  = .32). We discuss the importance and practical implications of these results.¦CHANGING ATTITUDES TOWARDS WOMEN IN A MALE SEX-TYPE WORK ENVIRONMENT: EVIDENCE FROM A FIELD EXPERIMENT IN EUROPEAN ATHLETICS¦Fenley, M.¦ABSTRACT¦Most sports organizations have a similar gender gap in leadership as do the majority of non-sport organizations. Women's careers sputter somewhere at coaching level positions and few women obtain top leadership positions. Greater awareness of gender inequalities in general, and in leadership in particular, could decrease gender discrimination and increase women's presence at upper levels. The goal of this study was to evaluate the impact of an intervention using an online gender awareness exercise. Participants (n = 1,001 participants, n = 32 countries) were randomly assigned to one of eight conditions in a 2 (a discriminating perspective-taking story or a non-discriminating perspective-taking story) by 2 (gender quiz or no gender quiz) by 2 (diversity quiz or no diversity quiz) factorial design. The results show that the online perspective taking exercise changed initial sexist attitudes. Participants having taken a diversity quiz had less sexist attitudes (as measured by the Modern- and Old-fashioned sexism scale) than did participants who did not take the diversity quiz (irrespective of perspective-taking story). The combination of having taken a diversity quiz with a gender quiz had the biggest impact on attitudes for the non-discriminating story.

Tilaus- toimitusprosessin kehittäminen tilausohjautuvassa tuotannossa

Diplomityön tavoitteena on tilaus- toimitusprosessin kehittäminen tilausohjautuvassa tuotannossa. Prosessin nykytilan tarkemman analysoinnin avulla on tarkoitus lisätä prosessissa työskentelevien henkilöiden käsitystä siitä, miten prosessi toimii tällä hetkellä sekä minkälaisesta liiketoiminnasta onkaan kyse. Tämä työ on osa laajempaa kohdeyrityksessä meneillään olevaa kehitysprojektia, jonka päätöksentekoa on tarkoitus tukea tässä työssä tehtyjen analyysien avulla.Työ on jakautunut kolmeen osaan; teoria-, analyysi- sekä synteesiosaan. Teoriaosassa käsitellään prosesseja yleisesti, niiden kehittämistä sekä mittaamista. Prosessien kehittämismenetelmistä esitellään kapeikkoajattelu sekä Lean-tuotanto. Analyysiosassa käsitellään tilastollistenanalyysien perusteella prosessin nykytilaa ja liiketoiminnan luonnetta. Pilottitoimitus sekä laajemman kehitysprojektin esittely kuuluvat myös analyysiosan sisältöön. Analyysiosan perusteella tuotteiden läpimenoaikaa voidaan lyhentää vähentämällä eri vaiheiden välisiä odotusaikoja. Myös materiaalien saatavuus tulisi varmistaa kehittämällä tavaralogistiikkaa. Synteesiosassa on listattu käytännönläheisiä kehitysehdotuksia prosessin suorituskyvyn parantamiseksi. Pohjana ehdotuksille on analyysiosassa ilmenneet ongelmat. Laajempana kehityskohteena esitellään kolmivaiheinen muutosprosessi, jonka avulla voidaan tehostaa tavaralogistiikkaa ulkoistamisen avulla.

Project Success through Effective Decisions: Case Studies on Project Goal Setting, Success Evaluation and Managerial Decision Making

The objective of the thesis is to structure and model the factors that contribute to and can be used in evaluating project success. The purpose of this thesis is to enhance the understanding of three research topics. The goal setting process, success evaluation and decision-making process are studied in the context of a project, business unitand its business environment. To achieve the objective three research questionsare posed. These are 1) how to set measurable project goals, 2) how to evaluateproject success and 3) how to affect project success with managerial decisions.The main theoretical contribution comes from deriving a synthesis of these research topics which have mostly been discussed apart from each other in prior research. The research strategy of the study has features from at least the constructive, nomothetical, and decision-oriented research approaches. This strategy guides the theoretical and empirical part of the study. Relevant concepts and a framework are composed on the basis of the prior research contributions within the problem area. A literature review is used to derive constructs of factors withinthe framework. They are related to project goal setting, success evaluation, and decision making. On the basis of this, the case study method is applied to complement the framework. The empirical data includes one product development program, three construction projects, as well as one organization development, hardware/software, and marketing project in their contexts. In two of the case studiesthe analytic hierarchy process is used to formulate a hierarchical model that returns a numerical evaluation of the degree of project success. It has its origin in the solution idea which in turn has its foundation in the notion of projectsuccess. The achieved results are condensed in the form of a process model thatintegrates project goal setting, success evaluation and decision making. The process of project goal setting is analysed as a part of an open system that includes a project, the business unit and its competitive environment. Four main constructs of factors are suggested. First, the project characteristics and requirements are clarified. The second and the third construct comprise the components of client/market segment attractiveness and sources of competitive advantage. Together they determine the competitive position of a business unit. Fourth, the relevant goals and the situation of a business unit are clarified to stress their contribution to the project goals. Empirical evidence is gained on the exploitation of increased knowledge and on the reaction to changes in the business environment during a project to ensure project success. The relevance of a successful project to a company or a business unit tends to increase the higher the reference level of project goals is set. However, normal performance or sometimes performance below this normal level is intentionally accepted. Success measures make project success quantifiable. There are result-oriented, process-oriented and resource-oriented success measures. The study also links result measurements to enablers that portray the key processes. The success measures can be classified into success domains determining the areas on which success is assessed. Empiricalevidence is gained on six success domains: strategy, project implementation, product, stakeholder relationships, learning situation and company functions. However, some project goals, like safety, can be assessed using success measures that belong to two success domains. For example a safety index is used for assessing occupational safety during a project, which is related to project implementation. Product safety requirements, in turn, are connected to the product characteristics and thus to the product-related success domain. Strategic success measures can be used to weave the project phases together. Empirical evidence on their static nature is gained. In order-oriented projects the project phases are oftencontractually divided into different suppliers or contractors. A project from the supplier's perspective can represent only a part of the ¿whole project¿ viewed from the client's perspective. Therefore static success measures are mostly used within the contractually agreed project scope and duration. Proof is also acquired on the dynamic use of operational success measures. They help to focus on the key issues during each project phase. Furthermore, it is shown that the original success domains and success measures, their weights and target values can change dynamically. New success measures can replace the old ones to correspond better with the emphasis of the particular project phase. This adjustment concentrates on the key decision milestones. As a conclusion, the study suggests a combination of static and dynamic success measures. Their linkage to an incentive system can make the project management proactive, enable fast feedback and enhancethe motivation of the personnel. It is argued that the sequence of effective decisions is closely linked to the dynamic control of project success. According to the used definition, effective decisions aim at adequate decision quality and decision implementation. The findings support that project managers construct and use a chain of key decision milestones to evaluate and affect success during aproject. These milestones can be seen as a part of the business processes. Different managers prioritise the key decision milestones to a varying degree. Divergent managerial perspectives, power, responsibilities and involvement during a project offer some explanation for this. Finally, the study introduces the use ofHard Gate and Soft Gate decision milestones. The managers may use the former milestones to provide decision support on result measurements and ad hoc critical conditions. In the latter milestones they may make intermediate success evaluation also on the basis of other types of success measures, like process and resource measures.

Tuotelaskennan kehittäminen metalliteollisuusyrityksessä.

Työssä esitetään laskentamalli tuotekohtaisten kustannusten laskemiseksi teräsrakentamisen tuotteita valmistavan ja markkinoivan divisioonan tarpeisiin. Mallissa kustannuksia lasketaan standardikustannuslaskennan ja lisäyslaskennan periaatteita hyödyntäen. Laskentamalli liittyy esimerkkiyrityksen tuote- ja asiakaskannattavuuden kehittämishankkeeseen. Mallissa tuotteille kohdistetaan materiaalin ja prosessoinnin kustannuksia sekä pääoman kustannuksia poistojen osalta. Tuotelaskennan mallin avulla lasketaan kustannuksia muutamille esimerkkituotteille. Tarkastelua ei kuitenkaan tehdä divisioonan erikoistuotteiden osalta. Saadut laskentatulokset noudattavat vallitsevia käsityksiä liiketoiminta-alueen tuotteiden kustannusrakenteesta. Samalla malli antaa kuitenkin tarkemman kuvan kustannusten todellisesta kohdistumisesta tuotteille. Kattavan laskenta-aineiston puuttuessa työn merkittävimpänä tuloksena voidaan kehittämishankkeen tässä vaiheessa pitää yhtenäisen laskentamallin saamista tukemaan tuotekustannusten laskemista koko divisioonan alueella. Malli ei kuitenkaan kuvaa kustannusten kohdistumista tuotteille parhaalla mahdollisella tavalla. Jatkokehityshankkeissa tulisikin pohtia kustannuskohdistimien ja työssä tuotteelle kohdistamatta jätettyjen kustannuserien käsittelyä sekä divisioonan vakiotuotteiden että erikoistuotteiden osalta.

Kiinteistötekniikan materiaalitoimintojen kehittäminen

Tutkimus on tehty osana YIT Huber Oy:n logistiikan kehitystyötä. Tutkimuksen tavoitteena oli selvittää yrityksen logistiikan nykytila sekä luoda uusia toimintamalleja parantamaan toimintaa. Näiden lisäksi tavoitteena oli selvittää toimintamuutokset, jotta uuteen malliin siirtyminen on mahdollista. Logistinen nykytila selvitettiin toimitusketjun toimintoperusteisella kustannusanalyysillä. Analyysi toteutettiin kahden tyypillisen urakointikohteen avulla. Molempien projektien osalta kustannukset kohdennettiin kolmeen toimintoryhmään; tulologistiikkaan, sisältölogistiikkaan sekä projektinhallintaan. Näiden lisäksi analyysissa huomioitiin hallinto- ja varastointikustannukset, joita ei voida kohdistaa projekteille. Analyysin tuottaman tiedon avulla muodostettiin kolme toimintamallia (yhteistyö kolmannen osapuolen, tukkureiden ja YIT Rakennus Oy:n kanssa), jotka vähentävät toimitusketjuun sitoutuneen työn määrää, parantavat materiaalitoimitusten oikea-aikaisuutta sekä joustavuutta. Toimintamallien pohjalta selvitettiin niihin liittyvät hallinnolliset ja operatiiviset muutokset, jotka luovat edellytykset uuden mallin käytölle.

Pellettien laatu ja ominaisuudet eri raaka-aineilla ja niiden seoksilla

Diplomityö tehtiin osana Vapon toteuttamaa monivuotista pelletin kehitysohjelmaa. Kehitysohjelma koostuu useista pienemmistä osaprojekteista, jotka täydentävät toinen toisiaan. Pellettien raaka-ainepohjan laajentaminen on eräs näistä osaprojekteista. Tutkimustyön tavoitteena oli selvittää erilaisten potentiaalisten bioraaka-aineiden soveltuvuutta pelletointiin joko sellaisenaan tai erilaisina seoksina. Raaka-aineiden pelletoitavuutta tutkittiin kenttäolosuhteissa mobiilipelletointilaitoksella. Laitoksen pääkomponentit muodostivat Kahl C 38–780 tasomatriisipuristin, jäähdytin ja täryseula. Pelletointikokeissa tutkittuja raaka-aineita olivat mäntysahanpuru, männynkuori, harvennusranka, haapa, koivu, jyrsinturve ja ruokohelpi. Raaka-aineiden irtotiheys käyttökosteudessa vaihteli välillä 73–244 kg/m3 ja keskimääräinen kosteuspitoisuus 6,5–15 %. Useissa tapauksissa säkitettyjä raaka-aineita säkkikostutettiin haluttuun kosteuspitoisuuteen ennen pelletointia. Säkkikostutettujen raaka-aineiden kosteuspitoisuudet vaihtelivat tällöin välillä 12–14 m- %. Valtaosa tutkituista raaka-aineista ja niiden seoksista pystyttiin pelletoimaan puristimen matriisilla 8/40 mm, jossa puristuskanavan halkaisija oli 8 mm ja kanavan suoran osan pituus 40 mm. Vaikeuksia tuotti ainoastaan pelkän koivupurun ja ruokohelven pelletointi. Käytetty matriisi oli kanavapituudeltaan liian pitkä koivupurun pelletointiin nostaen puristusvastuksen suureksi. Ruokohelven pelletoinnin vaikeudet johtuivat pääasiassa pelletointiin liian karkeasta raaka-aineesta. Myös matriisia 8/55 mm kokeiltiin, mutta se osoittautui liian ”tiukaksi” valtaosalle puuraaka-aineista. Ainoastaan jyrsinturpeen pelletointi onnistui tällä matriisilla. Männynkuoren pelletointia ei matriisilla 8/55 mm yritetty. Kenttäkokeissa valmistetuista pelleteistä määritettiin erilaisia ominaisuuksia, kuten keskipituus, kosteuspitoisuus, irtotiheys, hienoaineksen määrä ja käsittelykestävyys. Lujuus mitattiin sekä Ligno-testillä että CEN-rummutuslujuuden määrityksellä. Lisäksi pelleteille määritettiin alkuaineanalyysi, tuhkapitoisuus ja lämpöarvo ENAS Oy:n laboratoriossa Jyväskylässä. Ligno-testauksessa parhaimman luokan pelletin tulee yltää arvoon 97,5 %. Pelletoitaessa raaka-aineita ja niiden seoksia tasomatriisikoneella sopivalla matriisilla yllettiin usein näihin tai parempiin tuloksiin. Puumateriaaleilla raaka-aineen optimaalinen lähtökosteus oli välillä 12–14 m- % ja turpeella sekä ruokohelvellä 14–16 m- %. Pelletointi onnistui tällöin vaivattomasti, kunhan sopivat puristimen ajoparametrit oli löydetty. Pellettiä alkoi muodostua matriisin puristuskanavien lämpötilan kohotessa noin 70 ºC. Pellettien lämpötila stabiilitilanteessa heti pelletoinnin jälkeen oli useissa tapauksissa 80–90 ºC. Pelletoinnin aikainen tehontarve vaihteli välillä 90–150 kWh/t, ollen suurimmillaan irtotiheydeltään keveillä materiaaleilla. Raaka-aineen suuri partikkelikoko kasvatti puristimen tehontarvetta. Tämä havaittiin selvästi lisättäessä karkeaa ruokohelpisilppua eri raaka-aineiden joukkoon. Kestävyydeltään erinomaisia pellettejä saatiin, kun raaka-aineena oli jyrsinturve, harvennusranka tai mäntypuru. Varsinkin jyrsinturpeen ja harvennusrangan seoksesta valmistetut pelletit osoittautuivat erittäin kestäviksi. Myös jyrsinturpeen ja ruokohelven sekä mäntypurun ja ruokohelven seoksien pelleteille määritettiin hyviä kestävyysarvoja. Männynkuoresta valmistetut pelletit jäivät Ligno-testauksessa kestävyydeltään alle 97,5 % rajan. Pääsyynä tähän oli kuoren pelletointiin käytetyn matriisin 8/40 mm liian lyhyet puristuskanavat.

Paineosien hankintaprosessin mallintaminen

Tämän työn tavoitteena oli kuvata paineosien hankintaprosessin nykytilamalli kohdeyrityksessä. Tutkimuksessa pyrittiin selvittämään paineosien hankintaprosessiin kriittisimmin vaikuttavia tekijöitä. Tutkimus oli osa yrityksessä vuonna 2007 käynnistettyä paineosien hankinnan ehityshanketta. Kirjallisuuteen perustuen määriteltiin merkittävimmät seikat prosessi johtamisessa ja prosessien kehittämisessä sekä projektiliiketoiminnan asettamat vaatimukset hankintaprosessille. Kohdeyrityksen henkilökuntaa haastattelemalla selvitettiin paineosien hankintaprosessia ja siihen kriittisimmin vaikuttavia tekijöitä, tietoja sekä dokumentteja. Hankintaprosessin nykytilamalli kuvattiin prosessikaavioina. Haastatteluista koostettiin prosessin nykytila-analyysi ja kehitysehdotukset prosessin parantamiseksi. Tutkimuksessa mallinnettu nykytilamalli jalostettiin yleiseksi hankinnan prosessimalliksi. Hankinnan prosessikaaviot liitettiin osaksi kohdeyrityksen johtamisjärjestelmää ja työohjeita.

Organização de pesquisa no Brasil: lições do passado, propostas para o futuro

Chemical research in Brazil has grown significantly in the past 20 years, largely thanks to the Brazilian S&T Development Program of the federal government (PADCT). However, the newly achieved levels of highly qualified manpower and research infra-structure require new research organization frameworks to make science, technology and innovation really useful and meaningful for the citizens. The current requirements for creating viable networks of academic and industry researchers are presented and discussed as well as some structural and procedural bottlenecks that have to be eliminated, to achieve maximum high-quality science, technology and relevant innovation output.

Planejamento participativo no subprograma QEQ do PADCT

The development of the Brazilian chemistry sector, during the last 30 years, is nowadays being attributed to PADCT (Science and Technology Development Program). Since the seventies, the Government took notice of the importance of research in chemistry for the Brazilian economy, therefore creating PADCT to support chemistry and chemical engineering among other areas of science and technology. Planning and implementation of the second phase of this program represented a real joint strategic planning. Since then, academic research and human resources education have experienced significant improvements. However, in the chemical trade, the deficit continues to grow, in spite of an almost constant ratio between importation costs and export revenues. Continued investments for research in the area remain necessary.

Hankinnan kehittäminen puunjalostusteollisuuden yrityksessä

Tämän työn tavoitteena on kehittää kohdeyrityksen hankintaa ja erityisesti poikkiorganisatorisesti toimivan hankintaelimen toimintaa. Hankinnan kehittäminen paketoidaan tässä työssä kehittämisohjelmaksi, joka muodostuu havaittujen heikkouksien ja merkittävimpien puutteiden pohjalta. Tässä työssä empiriaosa pohjautuu teoriaan, joka koostuu pääasiassa hankinnan organisoinnin ja hankintaprosessin käsittelystä. Hankinnan organisoinnin avulla luodaan pohjaa tämän työn lähtökohdalle eli edellä mainitun hankintaelimen perustamiselle ja hankintaprosessin käsittelyn avulla luodaan pohjaa kehittämisohjelmalle. Empiriaosan taustalla vaikuttaa vahvasti myös kohdeyrityksessä tehdyt haastattelut sekä osallistuvan havainnoinnin kautta saadut tiedot. Hankinnasta saatavien hyötyjen mittaaminen on hyvin hankalaa, myös tästä työstä saatavia hyötyjä voidaan tuloksellisesti todeta vasta kun kehittämisohjelmaa on hyödynnetty tietty ajanjakso. Saatavia hyötyjä ei kuitenkaan voida tällöinkään mitata, mikäli hankinnalla ei ole käytettävissä sille suunniteltuja mittareita.

Lohkovalmistuksen läpimenoaikojen tarkastelu ja kehittäminen työntutkimuksen avulla

Tutkimus tehtiin STX Finlandin Turun telakalle osana suurempaa kehitysohjelmaa, joka tähtää läpimenoaikojen lyhentämiseen ja kilpailukyvyn paranemiseen. Työntutkimuksesta saatujen tietojen avulla toimintaa pyritään kehittämään tuottavammaksi ja läpimenoaikaa lyhyemmäksi. Työssä pyrittiin löytämään valmistusteknillisiä keinoja läpimenoajan lyhentämiseksi käyttäen hyväksi Lean-ajattelutapaa. Mittaustuloksista voidaan nähdä, miten aika jakaantuu lohkonkoonnissa ja mihin aikaa hukataan. Tuloksista huomataan, että lisäarvoa tuottavan työn osuutta työajasta voidaan lisätä. Kasvattamalla jalostavan työn osuutta voidaan tuotannosta tehdä tehokkaampaa ja läpimenoaikaa lyhentää. Tuloksista selviää, minkälaisia Lean-ajattelutavan hukkia työvaiheet sisältävät ja kuinka paljon aikaa niihin kuluu. Tutkimus tehtiin tunnettuja työntutkimuksen keinoja hyväksikäyttäen. Käytössä oli havainnointitutkimus sekä ajankäyttötutkimus. Havainnointitutkimuksen avulla saatiin selville tuotannon epäkohtia. Työntutkimuksen avulla selvisi myös, ettei mekanisointien käyttö hitsauksessa ole riittävällä tasolla. Suuri osa hitsauksesta tehdään manuaalisesti ilman kuljettimia, jolloin paloaikasuhde pysyy matalana. Tuotannossa esiintyvät virheet jäävät liian usein raportoimatta. Tutkimuksessa on esitetty toimintamalli tuotannon epäkohtien raportoinnin toteutukselle. Johtopäätöksinä syntyi kehitysideoita lohkovalmistuksen tehostamiseksi. Tutkimuksen avulla luotiin pohja työntutkimuksen uudelleenkäynnistämiselle. Luotuja työntutkimuskaavioita voidaan käyttää tulevissa työntutkimuksissa. Johtopäätöksinä syntyi kehitysideoita lohkovalmistuksen tehostamiseksi. Menetelmien avulla lohkovalmistuksen läpimenoaikaa saadaan tehostettua.

Improving the competitiveness of electrolytic Zinc process by chemical reaction engineering approach

This doctoral thesis describes the development work performed on the leachand purification sections in the electrolytic zinc plant in Kokkola to increase the efficiency in these two stages, and thus the competitiveness of the plant. Since metallic zinc is a typical bulk product, the improvement of the competitiveness of a plant was mostly an issue of decreasing unit costs. The problems in the leaching were low recovery of valuable metals from raw materials, and that the available technology offered complicated and expensive processes to overcome this problem. In the purification, the main problem was consumption of zinc powder - up to four to six times the stoichiometric demand. This reduced the capacity of the plant as this zinc is re-circulated through the electrolysis, which is the absolute bottleneck in a zinc plant. Low selectivity gave low-grade and low-value precipitates for further processing to metallic copper, cadmium, cobalt and nickel. Knowledge of the underlying chemistry was poor and process interruptions causing losses of zinc production were frequent. Studies on leaching comprised the kinetics of ferrite leaching and jarosite precipitation, as well as the stability of jarosite in acidic plant solutions. A breakthrough came with the finding that jarosite could precipitate under conditions where ferrite would leach satisfactorily. Based on this discovery, a one-step process for the treatment of ferrite was developed. In the plant, the new process almost doubled the recovery of zinc from ferrite in the same equipment as the two-step jarosite process was operated in at that time. In a later expansion of the plant, investment savings were substantial compared to other technologies available. In the solution purification, the key finding was that Co, Ni, and Cu formed specific arsenides in the “hot arsenic zinc dust” step. This was utilized for the development of a three-step purification stage based on fluidized bed technology in all three steps, i.e. removal of Cu, Co and Cd. Both precipitation rates and selectivity increased, which strongly decreased the zinc powder consumption through a substantially suppressed hydrogen gas evolution. Better selectivity improved the value of the precipitates: cadmium, which caused environmental problems in the copper smelter, was reduced from 1-3% reported normally down to 0.05 %, and a cobalt cake with 15 % Co was easily produced in laboratory experiments in the cobalt removal. The zinc powder consumption in the plant for a solution containing Cu, Co, Ni and Cd (1000, 25, 30 and 350 mg/l, respectively), was around 1.8 g/l; i.e. only 1.4 times the stoichiometric demand – or, about 60% saving in powder consumption. Two processes for direct leaching of the concentrate under atmospheric conditions were developed, one of which was implemented in the Kokkola zinc plant. Compared to the existing pressure leach technology, savings were obtained mostly in investment. The scientific basis for the most important processes and process improvements is given in the doctoral thesis. This includes mathematical modeling and thermodynamic evaluation of experimental results and hypotheses developed. Five of the processes developed in this research and development program were implemented in the plant and are still operated. Even though these processes were developed with the focus on the plant in Kokkola, they can also be implemented at low cost in most of the zinc plants globally, and have thus a great significance in the development of the electrolytic zinc process in general.