Hitsaustuotannon kehittäminen pk-konepajassa

Kustannusten pienentäminen hitsauksessa on loputon tie. Pääosa hitsauksen kustannuksista muodostuu hitsaukseen käytetystä ajasta. Tämä diplomityö on tarkoitettu avustamaan yrityksiä mekanisoinnin ja robotisoinnin käyttöönotossa sekä mekanisointilaitteiden ja hitsausrobottien investoinneissa ja niiden kannattavuuden arvioimisessa. Tämä diplomityö on jatkoa alueella aikaisemmin tehdyille selvityksille, joiden perusteella havaittiin Savonlinnan seudun yritysverkoston hitsaavilla pk-konepajoilla olevan kehitystarpeita tuotannossaan ja toiminnassaan. Tässä diplomityössä tarkastellaan ensin teoriatasolla hitsaustuotannon tehostamista eri keinoin, joista tarkemmin tarkastellaan hitsauksen mekanisointia ja robotisointia. Lisäksi selvitetään kolmella yritys-case-esimerkillä hitsausajan vähentämisen vaikutusta kustannuksiin. Samalla esitetään sopivia laitteistoinvestointeja, joilla hitsausajan vähentäminen on mahdollista, sekä tarkastellaan näiden investointien kannattavuutta sekä syntyviä säästöjä.

Hitsaustuotannon kehittäminen ja valmistusystävällinen suunnittelu

Työssä tarkastellaan hitsauksen tuotekehityksen suunnittelun toteuttamista ja hitsauksen kehittämistä konepajalla. Yritykset tietävät omat valmistustekniset ongelmansa, mutta kehittämisen aloittaminen on monesti hankalaa tai sitä ei edes aloiteta. Pienimmillä yrityksillä ei usein ole mahdollisuuksia eikä osaamista uusien tuotantomenetelmien ja tuotteiden kehittämiseen. Työssä annetaan neuvoja miten alentaa kehittämistyön aloituskynnystä ja auttaa suunnittelutehtävän jäsentelyssä. Tuotteen suunnittelu on vaativa tehtävä, koska siinä lyödään lukkoon tuotteen toimivuus ja suurin osa kustannuksista. Suunnittelijoiden on tiedettävä eri valmistusmenetelmistä ja valmistusystävällisestä suunnittelusta, jotta he voisivat huomioida valmistettavuus- ja kokoonpanonäkökohdat. Hyvässä hitsatussa tuotteessa on mahdollisimman vähän hitsiä, käytetty modulointia ja standardointia sekä käytetty hitsausta korvaavia menetelmiä. Työssä on esitelty valmistusystävälliseen suunnitteluun kehitelty "Design For Welding" -malli, jossa käydään läpi hitsatun rakenteen erityispiirteet suunnittelun kannalta. Valmistusystävällisen suunnittelun tarkoituksena on vähentää tilauskohtaista suunnittelua, hitsausta, hitsauksen jälkeistä käsittelyä ja koneistusta.

Hitsaustuotannon kehittäminen verkostoyrityksessä

Tässä diplomityössä tarkasteltiin Total Welding Management -menetelmän soveltamista verkostoituneeseen toimintaan. TWM on menetelmä hitsaustuotannon kehittämiseen ja se on tarkoitettu käytettäväksi tilanteessa, jossa yksi yritys vastaa sekä suunnittelusta että hitsauksesta. Verkostoituneessa hitsaustuotannossa tuotteen suunnittelu ja hitsaus eivät välttämättä ole kokonaan saman yrityksen vastuulla. Se tuo oman haasteensa TWM:n implementointiin. Työssä käytiin läpi verkostojen ja TWM:n teoriaa, sekä pohdittiin mahdollisia ongelmia TWM:n soveltamisessa verkostoihin. Käytännön osuudessa TWM:n avulla kehitettiin esimerkkituotteen, jonka suunnittelusta ja hitsauksesta vastaa kaksi eri yritystä, hitsaustuotantoa. Suunnitelluilla kehitystoimenpiteillä arvioitiin olevan mahdollista lyhentää tuotteen valmistusaikaa 11,9 %. Lisäksi todettiin, että TWM soveltuu käytettäväksi myös verkostoissa, vaikkakin se tuo mukanaan lisähaasteita.

Hitsaustuotannon kehittäminen tuulivoimalan tornin valmistuksessa

Tuulivoima on Euroopassa nopeimmin kasvava energian tuotantomuoto. Tuulivoimateollisuuden arvioidaan kasvavan Suomessa huomattavasti lähivuosien aikana ennakoidun syöttötariffipäätöksen myötä, jolloin kilpailu alalla tulee kasvamaan. Tavoitteena oli kehittää tuulivoimalan tornin valmistusta Levator Oy:ssä hitsaustuotantoa tehostamalla ja tuotannon ohjattavuutta parantamalla. Kehitystyöhön kuului toisen hitsauslinjan käyttöönoton suunnittelu ja ohjeiston laatiminen työnjohdolle. Toisen hitsauslinjan käyttöönoton suunnittelun tarkoituksena oli suunnitella muutokset nykyiseen tuotantoon uuden linjan käyttöönoton mahdollistamiseksi. Suunnittelu aloitettiin valitsemalla hitsausprosessit, jonka jälkeen suunniteltiin laitetarpeet työvaihe-analyysien pohjalta. Tuotantolayout muutettiin nykyisestä funktionaalisesta tuotannosta tuotantosoluista koostuvaksi tuotantolinjaksi, jolloin materiaalien virtautus parani huomattavasti. Tuotannon ohjaustavaksi valittiin kapeikko-ohjaus. Ohjeiston laatimisen tarkoituksena oli kerätä ja dokumentoida kaikki tuotannossa tarvittava tieto. Ohjeiston sisältää laadunohjaus, materiaalivirtojen ohjaus ja työnohjaus osiot, joiden tarkoituksena on helpottaa työnjohtamista. Ohjeisto määrittelee yhtenäiset tuotannon toimintatavat, jolloin tuotannon ohjattavuus helpottuu. Tavoitteet täyttyivät, kun toisen tuotantolinjan käyttöönoton vaatimat muutokset aloitettiin suunnitelmien mukaisesti syyskuussa 2009. Ohjeiston sisältö saatiin määriteltyä ja eri osioiden pilotit saatiin valmiiksi joulukuun aikana. Tuotannon ohjattavuus kehittyi huomattavasti ja samalla tuottavuus parani merkittävästi.

Konepajan hitsaustuotannon kehittäminen kattavien laatuvaatimusten mukaiseksi

TIIVISTELMÄ Lappeenrannan teknillinen yliopisto Konetekniikan koulutusohjelma Voitto Kettunen Konepajan hitsaustuotannon kehittäminen kattavien laatuvaatimusten mukaiseksi Diplomityö 2015 167 sivua, 39 kuvaa, 26 taulukkoa ja 3 liitettä Tarkastajat: Professori Jukka Martikainen DI Pertti Kaarre Hakusanat: hitsaus, hitsauksen laatu, konepajan laadunhallinta, kattavat laatuvaatimukset, ISO 9001, ISO 3834, EN 1090 Keywords: welding, quality of welding, engineering workshop quality management, comprehensive quality requirements, ISO 9001, ISO 3834, EN 1090 Hitsaamalla liitetyt teräksiset rakenteet muodostavat ylivoimaisesti suurimman osan konepajatuotannosta. Niihin kuuluu esimerkiksi ajoneuvoja, koneita, laitteita, säiliöitä, siiloja, siltoja, mastoja, piippuja, tukirakenteita ja rakennusten runkoja. Tämän diplomityön tavoitteena on kehittää konepajan laadunhallinta sellaiseksi, että se mahdollistaa kattavien laatuvaatimusten täyttämisen hitsaustuotannossa. Laatuvaatimusten täyttämiseen pyritään käyttämällä hitsaustoimintojen standardia EN ISO 3834-2 sekä kantavien teräsrakenteiden standardeja EN 1090-1 ja EN 1090-2. Teräsrakenteiden suunnittelua ohjaa EN 1993 ja niiden toiminnallisia ominaisuuksia tuotestandardit, kuten terässavupiippu- ja säiliöstandardit. Kantavien teräsrakenteiden suunnittelua ja tuotantoa ohjaa myös seuraamusluokan CC, käyttöluokan SC ja tuotantoluokan PC kautta määräytyvä toteutusluokka EXC. Aikaisempaa enemmän tullaan panostamaan esimerkiksi asiakirjojen sähköiseen hallintaan, raaka-aineiden jäljitettävyyteen tuotteeseen, särmien ja kulmien muotoiluun, pintojen käsittelyyn, hitsien tarkastukseen, hitsaushenkilöstön pätevyyteen ja hitsaustuotannon tehokkuuteen. Saarijärven Säiliövalmiste Oy:n hitsauksen laadunhallinta sertifioitiin standardin ISO 3834-2 mukaan ja kantavien teräsrakenteiden FPC-järjestelmä standardisarjaa EN 1090 noudattaen. Samalla tehtiin päivitys laadunhallintajärjestelmään ISO 9001. Toteutus, joka tehtiin sovitussa aikataulussa, haastaa jokaisen toimijan konepajassa toiminnan, tuotannon ja tuotteiden laadun kehittämiseen uusia käytänteitä ja menetelmiä soveltaen. Kehitystoimien tuloksena toiminta on selkeämpää, ennakoitavampaa ja hallitumpaa, mikä lisää yrityksen toiminnan tuottavuutta ja kannattavuutta. Sertifioidut laatujärjestelmät ovat myötävaikuttaneet tilausten lisääntymiseen yrityksen kaikkien tuotteiden osalta.

Asiakasohjautuvan hitsaustuotannon kehittäminen PK-konepajassa

Tässä diplomityössä tarkasteltiin asiakasohjautuvan hitsaustuotannon kehittämistä PK-konepajassa. Työn tarkoituksena oli kerätä taustatietoa asiakasohjautuvan hitsaustuotannon erityispiirteistä ja tarkastella hitsaustuotannon kehittämistä. Työssä tutustuttiin hitsausprosesseihin ja niiden kehitysversioihin sekä hitsausaineisiin. Tärkeänä osa-alueena olivat hitsin ja hitsaustuotannon laadun ja laadunhallinnan sekä hitsauksen mekanisoinnin ja automatisoinnin tarkastelu hitsauksen työsuojelua ja hitsausergonomiaa unohtamatta. Tämän jälkeen kartoitettiin yrityksen nykytilanne ja laadittiin kehittämistoimenpiteet sekä tarvittavat laskelmat ja kehitystyön implementointi. Sen jälkeen vertailtiin tehostettua toimintaa vanhaan toimintaan sekä tehtiin johtopäätökset toiminnan kehittämisestä.

Asiakasohjautuvan hitsaustuotannon kehittäminen pk-konepajassa

Tässä diplomityössä tarkasteltiin asiakasohjautuvan hitsaustuotannon kehittämistä PK-konepajassa. Työn tarkoituksena oli kerätä taustatietoa asiakasohjautuvan hitsaustuotannon erityispiirteistä ja tarkastella hitsaustuotannon kehittämistä. Työssä tutustuttiin hitsausprosesseihin ja niiden kehitysversioihin sekä hitsausaineisiin. Tärkeänä osa-alueena olivat hitsin ja hitsaustuotannon laadun ja laadunhallinnan sekä hitsauksen mekanisoinnin ja automatisoinnin tarkastelu, hitsauksen työsuojelua ja hitsausergonomiaa unohtamatta. Tämän jälkeen kartoitettiin yrityksen nykytilanne ja laadittiin kehittämistoimenpiteet sekä tarvittavat laskelmat ja kehitystyön implementointi. Sen jälkeen vertailtiin tehostettua toimintaa vanhaan toimintaan sekä tehtiin johtopäätökset toiminnan kehittämisestä.

Hitsausmenetelmät ja niiden kehittämismahdollisuudet painelaitteiden valmistuksessa

Työn tavoitteena oli painelaitteiden hitsaustuotannon kehittäminen. Keinoina olivat käytössä olevien hitsausprosessienkehittäminen tai niiden käytön tehostaminen ja mahdollisesti muiden hitsausprosessien, kuten plasma-, laser- tai hybridihitsauksen, käyttöönotto. Työn teoriaosassa käsiteltiin painelaitteiden valmistuksessa käytettävät hitsausprosessit ja niiden kehittämiskeinot, hitsauskustannuksen muodostuminen sekä miten näihin kustannuksiin voidaan vaikuttaa. Lisäksi tarkasteltiin painelaitteiden valmistuksessa käytettävien materiaalien hitsattavuutta ja laadunvarmistusta. Tutkimusosuudessa käytiin läpi valmistuksen nykytila ja tehtiin tuotannon analysointi kehittämiskohteeksi valitulle lämmönsiirtimelle. Kehitysehdotuksenatuotannon tehostamiseksi ehdotettiin MAG-täytelanka- ja jauhekaarihitsauksen käytön lisäämistä. Lisäksi ehdotettiin juurituen käyttöä ja hitsauksen mekanisoinnin lisäämistä. Plasma- tai hybridihitsauksen käytöllä todettiin pystyttävän lyhentämään läpimenoaikoja. Ennen laitteistohankintojen tekoa täytyy tehdä lisäselvityksiä soveltuvuuden ja kannattavuuden varmistamiseksi.

Robottihitsauksen toimintojen kehittäminen hitsaustuotannossa

Tämän diplomityön tarkoituksena oli kehittää robottihitsauksen toimintoja KKR Steel Oy:ssä. Tärkeimmät tutkimuskohteet olivat robottisolujen toiminnan tehostaminen ja uusien robottihitsaukseen sopivien tuotteiden kartoittaminen. Työ on jaettu teoreettiseen ja käytännön osuuteen. Teoriaosassa perehdytään kirjallisuuskatsauksen kautta robottihitsauksen perusteisiin, hitsauksen robotisointiin sekä tuottavuuteen ja laatuun. Robottihitsauksen osuudessa käsitellään hitsausrobotin rakennetta, siihen liittyviä oheislaitteita ja robottien ohjelmointia. Hitsauksen robotisoinnissa selvitetään syitä robottihitsauksen käyttöönotolle, robotisoitavilta tuotteilta vaadittavia ominaisuuksia sekä erilaisia toimenpiteitä robottiaseman toiminnan tehostamiseksi. Tuottavuuteen liittyvässä osuudessa selvitetään erilaisten laskentakaavojen ja tunnuslukujen käyttöä ja merkitystä hitsauksessa. Käytännön osuudessa kartoitettiin yrityksen robottihitsauksen lähtötilanne ja selvitettiin ongelmakohtien perusteella kehittämistoimenpiteitä. Tutkimuksissa seurattiin ja havainnoitiin hitsaustuotannon eri vaiheita, minkä perusteella laadittiin erilaisia parannuskeinoja. Toimenpiteistä saatavan hyödyn arviointiin käytettiin yrityksen tuotantoon sopivia mittareita kuten läpimenoaikaa ja kaariaikasuhdetta. Havaittujen ongelmakohtien perusteella ryhdyttiin kehittämään hitsauskiinnittimien suunnittelua ja käsittelylaitteiden käyttöä hitsaustuotannossa sekä hyödyntämään etäohjelmointia tuotteiden viennissä robottiasemille. Lisäksi robottiasemien käyttöastetta pyrittiin nostamaan tutkimalla käsinhitsattavia tuotteita ja siirtämällä niistä robotille soveltuvimmat robottiasemille hitsattavaksi.

Sähkökoneen staattorikäämityksen kehittäminen

Tämä insinöörityö tehtiin ABB:n Pitäjänmäen konetehtaalle Tahtikoneet-tulosyksikölle. Työssä tutkittiin mahdollisuuksia valmistaa murtovakovyyhtejä kestomagneettituuligeneraattoreihin, joissa vakoluku on alle yhden. Työ tehtiin tutustumalla aluksi Pitäjänmäen konetehtaan käytössä oleviin vyyhden valmistus- ja käämintämenetelmiin. Lisäksi tutkittiin erilaisia mahdollisia murtovakovyyhden valmistusmenetelmiä, joista lupaavimpia myös kokeiltiin. Saatujen kokemusten pohjalta valittiin vyyhden valmistusmenetelmä, jonka mukaan valmistettiin koe-erä. Koe-erälle suoritettiin mittauksia, joilla varmistettiin niiden sähköinen kestävyys Työn tuloksena valitulla valmistusmenetelmällä valmistettiin vyyhdet prototyyppi tuuligeneraattorin.

Ostoprosessin kehittäminen

Insinöörityön tavoitteena on selvittää Hakaniemen Metalli Oy ja sen tytäryhtiön High Metal Production ostotilakset ja tämän avulla tehdä analyysi tärkeimpien alihankkioiden taloustiedoista. Työssä perehdyttiin nykyiseen ostoluetteloon sekä kehitettiin sitä ABC-analyysin avulla. Tarkoituksena oli poistaa turhia alihankkijoita ja vähentää tilausten määrää nykyisestä. Ostotilauslistan laatimisen jälkeen koottiin taloustiedot tärkeimmistä alihankkijoista. Työn teoriaosassa käsitellään lisäksi logistiikan perusperiaatteita sekä logistiikan kilpailukyvyn kehittämistä. Työn tuloksena on pystytty vähentämään tilausten määrää sekä poistamaan tarpeettomia toimittajia yrityksen listoilta. Yritysten ostotilausten yhteenvedot sekä niiden yhteinen ostotilauslista on esitetty ainoastaan yrityksen käyttöön tarkoitetuissa liitteissä.

Kivun kirjaamisen kehittäminen Länsi-Tallinnan keskussairaalassa

Opinnäytetyömme on osa Länsi-Tallinnan keskussairaalan STALT-hanketta, jonka tarkoitus on nostaa sairaalan hoitotyö EU-standarien mukaiseksi. Opinnäytetyömme tarkoitus oli arvioida Länsi-Tallinnan keskussairaalassa käytössä olevan kipulomakkeen toimivuutta ja tarvittaessa tehdä lomakkeeseen parannusehdotuksia. Tarkoituksemme oli lisäksi laatia kipulomakkeelle kivun kirjaamisen ohje sairaanhoitajille. Ohje on tarkoitettu sairaalassa olevan potilaan hoidon tueksi. Opinnäytetyömme muodostuu kirjallisuuskatsauksesta ja oppaasta hoitajille. Kirjallisuuskatsaus pohjautuu tuoreimpiin hoitotieteellisiin tutkimuksiin, erityisesti niiden tuloksiin ja johtopäätöksiin. Lisäksi aiheesta saatiin tietoa hoitoalan kirjallisuudesta. Kokonaiskuvan saamiseksi olemme työssämme esitelleet kivunkokemiseen vaikuttavia tekijöitä, erilaiset kiputyypit sekä kivunhoitotyötä. Tuomme lyhyesti esille kivun arviointia, kivun mittaamista ja kivun lääkehoitoa. Olemme painottaneet työssämme kivunhoidon kirjaamisen osuutta. Työssämme tulee esille Suomen lainsäädäntöä hoitotyön kirjaamisesta sekä esimerkki erään sairaanhoitopiirin ohjeista hyvälle kirjaamiselle. Opinnäytetyömme tavoite on sairaanhoitajien kehittyminen kivunhoidon kirjaamisessa Länsi-Tallinnan keskussairaalassa. Sairaanhoitajalla on tärkeä rooli potilaan kivun hoidossa kivun arvioijana, lääkehoidon toteuttajana sekä kivun kirjaajana. Sairaanhoitajalla täytyy olla hyvät tiedot kivusta ja sen hoidosta sekä myönteinen asennoituminen tehokkaaseen kivunhoitoon. Lisäksi on tärkeää, että sairaanhoitaja kykenee moniammatilliseen yhteistyöhön ja hänellä on riittävästi aikaa potilaan subjektiivisten tuntemusten kuuntelemiseen, selvittämiseen ja kirjaamiseen.

Tuotannon seuranta- ja suunnittelutyökalun kehittäminen postimyyntiyrityksessä

Tässä työssä suunniteltiin postimyyntiyrityksen palautusosastolle uusi tuotannon seuranta- ja suunnittelutyökalu. Työtä varten tutkittiin laaja otos jo kerättyä tietoa yrityksen päivittäisestä toiminnasta ja sen tehokkuudesta. Samalla tutkittiin erilaisia mahdollisuuksia vaikuttaa yrityksen toiminnan kannattavuuteen yhteiskunnallisestikin tärkeiden asioiden näkökulmasta. Tällaisia aiheita ovat muun muassa työssä jaksaminen ja työntekijöiden kannustinjärjestelmät, tuotteiden elinkaarisuunnittelu sekä yrityksen yhteiskunta- ja ympäristövastuu. Yrityksellä itsellään on se käsitys, että tuotannon seuranta on ollut epätarkkaa ja hyvä tietojen hallinta melko työlästä ja aikaa vievää, joten yritysjohto totesi tarpeelliseksi kehittää uudet työkalut tehostaakseen päivittäisen toiminnan seurantaa ja ennaltasuunnittelua. Työ tehtiin yrityksen toimeksiannosta. Osaston toimintaa seurattiin sekä yksilökohtaisesti että koko osaston tasolla, ja tulokset vastasivat hyvin odotettua. Saatujen tietojen avulla kuitenkin havaittiin, mitä asioita on tehty väärin tai puuttellisesti edellistä työkalua käyttäen ja kuinka tällaiset virheet ja puutteet olisi nyt mahdollista välttää. Suunnitteluvaiheessa tutkittiin, miten työkalun antamia tuloksia voitaisiin helposti tarkistaa ja kuinka olisi mahdollista tulostaa saatuja tietoja yksinkertaisessa muodossa paperille, jotta niitä voisi esittää tarvittaessa myös osaston ulkopuolisille tahoille. Seikkaperäisen tutkimuksen ja suunnittelun jälkeen kehitettiin uusi järjestelmä sekä tuotannon seurantaan että suunnitteluun.

Imeväisikäisen potilaan hoidon osaaminen : Osa 1: arviointivälineen kehittäminen perustason sairaankuljetukseen : Osa 2: arviointivälineen käyttökelpoisuuden ja luotettavuuden arviointi

Opinnäytetyömme ensimmäisenä tarkoituksena on kuvata imeväisikäisen potilaan hoidossa tarvittavaa osaamista. Toisena tarkoituksena on luoda kirjallisuuskatsauksen avulla arviointiväline eli mittari, jonka avulla arvioidaan perustason sairaankuljettajien osaamista imeväisikäisten kohdalla. Työmme on ensimmäinen osa KUOSCE- hanketta, joka on Keski- Uudenmaan pelastuslaitoksen ja Helsingin ammattikorkeakoulu Stadian monivuotinen yhteistyöhanke. Hankkeen tarkoituksena on luoda osaamisen kehittymisen malli ensihoidon koulutusohjelman ja Keski- Uudenmaan pelastuslaitoksen käyttöön. Olemme kirjallisuuskatsauksessa kuvanneet imeväisikäisen potilaan kehitystä ja hoidossa tarvittavaa osaamista. Hoidon osaamisessa keskityimme siihen, mitä perustason sairaankuljettajan tulee osata hoitaessaan imeväisikäistä potilasta. Kirjallisuuskatsauksessa olemme kuvanneet myös OSCE - menetelmää, sillä arviointivälineemme on kehitetty sen pohjalta. Arviointivälineen kehittämiseksi olemme saaneet ehdotuksia Keski-Uudenmaan pelastuslaitoksen työelämänohjaajilta. Vaikka imeväisikäinen potilas on erittäin harvinainen potilasryhmä, päädyimme silti työelämänohjaajien kanssa siihen lopputulokseen, että kyseisen ryhmän ensihoidon osaamista on tarpeellista testata. Arviointivälineemme on lähetetty työelämän asiantuntijoille, jotta he voisivat arvioida sen osaamisalueiden selkeyttä, yksiselitteisyyttä, arvioitavuutta ja tärkeyttä. Näistä arvioista saimme yhden tarkistettuna takaisin. Arviointivälineen toimivuutta ja käyttökelpoisuutta testasimme viimeisen vuoden ensihoitajaopiskelijoilla (n=15). Esitestauksessa ei ollut tarkoitus arvioida testattavien parien työskentelyä, vaan arviointivälineen luotettavuutta ja käyttökelpoisuutta. Esitestauksen jälkeen jouduimme vielä muokkaamaan arviointivälinettä sillä huomasimme, että siinä eivät kaikki väittämät edenneet loogisesti. Itse arviointivälineen sisältöön emme juurikaan puuttuneet enää esitestauksen jälkeen. Jatkossa aiomme toisessa opinnäyetyössämme testata arviointivälinettä pienellä ryhmällä Keski-Uudenmaan perustason sairaankuljettajia.