Pk-yrityksen layout-suunnittelu ohutlevytuoteteollisuudessa

Diplomityössä käsitellään omistajanvaihdon myötä tapahtuvaa yritysten yhdentymistä pkt- sektorilla. Tutkimuksen tarkoituksena oli suunnitella layout uuteen halliin sekä suunnitella muuttoprosessi kokonaisuudessaan. Tutkimuksessa käsiteltiin koneiden siirron lisäksi myös yritysten yhdentymistä ja yritysfuusiota. Ratkaisumalleja haettiin kirjallisuudesta, tuotannon seuraamisesta ja edellisistä muutoista syntyneistä kokemuksista. Työn aikana kartoitettiin yritysten nykytilanne ja etsittiin siellä olevat parantamista vaativat kohdat. Lisäksi selvitettiin yritysten tuotanto layout -suunnittelua varten. Layoutin tekemisen runkona käytettiin Mutherin -layoutkaaviota. Tietojen pohjalta tehtiin kolme erillistä mallia, joista hyötyarvomatriisia hyväksi käyttäen valittiin yksi. Lisäksi yritysten yhdentymisen työkirjan avulla tehtiin lista tarvittavista toimenpiteistä ennen muuttoa sekä muuton jälkeen. Tutkimuksessa käsiteltiin myös yrityksen ohjelmainvestointeja sekä levytyökeskuksen että laserleikkauskoneen nestaukseen. Lisäksi työssä käsiteltiin myös uusia koneinvestointeja ja uutta organisaatiokaaviota.

Systemaattinen layout-suunnittelu

Layout-suunnittelu on tyypillisesti aikaa vievä prosessi, jossa joudutaan huomioimaan useita erilaisia muuttujia. Tässä työssä esitellään layout-suunnittelun helpottamiseksi kehitettyjä systemaattisia menetelmiä, ja arvioidaan niiden käyttömahdollisuuksia.

Kantavan kehikkorakenteen valmistuksen kehittäminen

Paperikoneen hoitotason muodostaa kantava kehikkorakenne sekä kehikkorakenteiden tuennat. Kantavan kehikkorakenteen valmistuson perinteistä hitsaavaa konepajatuotantoa. Työssä esitetään ratkaisuja valmistuksen kehittämiseen, näiden avulla on tavoitteena pudottaa valmistuksen läpimenoaikaa ja lopullisesti vastata kiristyneeseen kilpailutilanteeseen. Laajempana tavoitteena on osoittaa automaation mahdollisuudet kyseiseen tuotantoon. Alumiinisten rakenteiden toimitukset ovat jatkuvasti kasvaneet. Tähän rakenneryhmään haluttiin panostaa ja tehdä tuotteesta markkinoiden paras sekä kehittää valmistusta, jotta voitaisiin vastata kilpailuun ja lyhyisiin toimitusaikoihin. Työssä esitettävät ratkaisut on suunnattu alumiinisen kantavan kehikon valmistuksen kehittämiseen. Valmistuksen kehittäminen käsittää tuotteen rakennekomponenttien suunnittelemista valmistuksen kannalta, automaation lisäämistä osavalmistukseen sekä hitsauksen kevytmekanisointia.

Kokoonpanon kehittäminen tuulivoimalakoneikkojen valmistuksessa

Tämä diplomityö on tehty Hollming Works Oy:n Loviisan yksikölle. Työn tekovaiheessa yrityksessä oltiin aloittamassa tuulivoimalakoneikkojen sarjatyönä tapahtuvaa kokoonpanoa. Työn tavoitteena oli kehittää koneikkojen kokoonpanoverstaan toimintaa. Ennen työn alkua yritykseen oli perustettu tuulivoimalakoneikkojen kokoonpanoon tuoteverstas. Verstaalla kootaan raskaita osakokoonpanoja, jotka lopulta yhdistetään koneikoksi, jota kutsutaan myös naselliksi. Tämän jälkeen varusteluvaiheessa koneikkoon asennetaan mm. erilaisia sähköisiä ja hydraulisia järjestelmiä. Varusteluvaiheen päätteeksi koneikon toiminta testataan. Viimeisenä vaiheenakoneikon päälle asennetaan lasikuitukuori. Työn alkuosassa on käyty läpi tuotannon- ja materiaalinohjauksen perusteita, kokoonpanon kehittämistä ja layout-suunnittelua, jonka pohjalta tuulivoimalaverstaalle tehtiin kokoonpanosoluihin perustuva layoutsuunnitelma. Tuotannonohjaus suunnitelmassa perustuu kapeikko-ohjaukseen. Tuotannon kapeikon muodostava varusteluvaihe imee aiemmista vaiheista osakokoonpanot. Varusteluvaiheen ja testauksen jälkeen koneikko siirtyytyöntöohjatusti lasikuitukuoren asennukseen. Järjestelmässä pyritään tehokkaaseen tilankäyttöön, lyhyeen läpäisyaikaan ja vähäiseen keskeneräisen tuotannon määrään.

Tulistimien valmistuslinjan automatisointi ja kehittäminen

Diplomityössä kehitettiin Warkaus Works Oy:n tulistimien valmistuslinjan tuotantoa. Työn tavoitteena oli lyhentää läpimenoaika puoleen nykyisestä, kasvattaa tuotantokapasiteettiä, parantaa tuottavuutta ja toimitusvarmuutta. Työn teoriaosassa käsiteltiin erilaisia tuotannon kehittämiskeinoja, tuotannon analysointisystematiikkaa sekä automatisointiprojektin teoriaa. Työn kokeellisessa osassa selvitettiin tuotannon nykytila, jotta osattaisiin puuttua oikeisiin asioihin ja saataisiin vertailulähtökohta. Työssä selvitettiin tuotannon uudelleenvirtauttamisella saavutettavat hyödyt. Tuotannon kehittäminen painottui käsivaiheiden automatisointiin. Työssä selvitettiin eri automatisointi vaihtoehtoja. Työn tuloksena löydettiin tulistinputkien jatkohitsaukseen automatisointiratkaisu, jonka avulla käsinhitsattavien saumojen määrä rakenteessa parhaimmillaan puolittuu. Ratkaisun avulla läpimenoaikaa saadaan lyhennettyä ja tuotantokapasiteettiä nostettua ja tuottavuutta parannettua.

Harjateräspulttien tuotannon kehitys eri kustannusympäristöissä

Työssä kartoitettiin eri kierteenvalmistusmenetelmät ja valittiin sopivin vaihtoehto harjateräspulttien kierteiden valmistukseen. Työssä painotettiin etenkin läpimenoaikaa ja työkalukustannuksia. Valitun menetelmän pohjalta suunniteltiin kolme eri automaatiotason tuotantosolua tuotteiden valmistukseen Suomessa ja Slovakiassa sekä laskettiin niiden investointikustannukset ja – hyödyt. Tuotannonsuunnittelussa otettiin huomioon myös muut pultin valmistusvaiheet kierteenvalmistuksen lisäksi sekä selvitettiin nykyisten prosessiparametrien tehokkuus. Työssä löydettiin nykyistä nopeampi ja työkalukustannuksiltaan halvempi menetelmä kierteiden valmistukseen. Myös nykyisiä prosessiparametreja saatiin nopeutettua. Työn pohjalta valittu tuotantosolu päätettiin toteuttaa käytännön testien onnistuessa.

Design Process of Packaging Laboratory at Lappeenranta University of Technology

The layout design process of the packaging laboratory at Lappeenranta University of Technology is documented in this thesis. Layout planning methods are discussed in general. The systematic layout planning procedure is presented in more detail as it is utilised in the case of layout planning of the packaging laboratory. General demands for research laboratory are discussed both from the machine and product perspectives. The possibilities for commercial food processing in the laboratory are discussed from the point of view of foodstuff processing regulations and hygiene demands. The layout planning process is documented and different layout possibilities are presented. Different layout drafts are evaluated and one layout draft is developed to be the final layout of the packaging laboratory. Guideline for technical planning and implementation based on the final layout is given

Sisälogististen materiaalivirtojen -ja materiaalitoimintojen kehittäminen eräässä kokoonpanoyrityksessä

Toimintaympäristön muutokset ja kysynnän monipuolistuminen haastavat useat teollisuuden alan yritykset kehittämään toimintaansa. Varastointi ja sisälogistiikka sisältävät useita yrityksen sisäisen tehokkuuden kehityskohteita. Logististen toimintojen ajankäytöllisen hukan eliminointi ja sisälogistinen selkeys parantavat liiketoiminnan kannattavuutta. Työssä käsitellään yrityksen sisälogistisia materiaalivirtoja, jotka muodostuvat materiaalitoimintojen suorittamista komponenttien ja lopputuotteiden siirroista. Tavoitteina oli lyhentää tuotannon pääkokoonpanon komponenttien keräilyyn kuluvaa aikaa ja selkeyttää sisälogistista systeemiä kehittämällä kokoonpanotuotannon ja sitä palvelevan varastoinnin layoutia, sekä komponenttien varastopaikkoja. Tutkimus perustuu kvantitatiiviseen ja kvalitatiiviseen tutkimusmenetelmään. Sisälogististen osa-alueiden analysointiin käytettiin osallistuvaa havainnointia, haastatteluita, vertailevaa tutkimusta ja datapohjaista aineistoa. Työn tuloksena syntyi kehitysehdotus materiaalivirtojen ja varastoinnin uudeksi rakenteeksi, sekä toimintamalli nimikkeiden varastopaikkojen määrittämiseksi ja työpisteiden järjestyksen ylläpitoon.

Kahden lämmitysjärjestelmiä valmistavan tuotantoyksikön toimintojen yhdistäminen kustannustehokkuuden lisäämiseksi

Tämä työ käsittelee Oilon Oy:n tehtaan layout -suunnittelua, kun yhdistetään kaksi eri kiinteistössä toimivaa tuotantoyksikköä saman katon alle. Yksiköt ovat Hollolassa toimiva Oilon Home Oy ja Lahden pääkonttorissa toimiva Oilon Industry Oy. Yhdistämisellä haetaan säästöjä tuotantoyksiköiden välisistä logistiikkakuluista sekä kiinteistön vuokra- ja ylläpitokuluista ja samalla tehostetaan tehtaan sisäistä materiaalinkäsittelyä. Oilon Oy on toiminut Lahden pääkonttorissa jo yli 50 vuoden ajan ja sen tuotanto on kokenut historiansa aikana useita pienempiä muutoksia, jotka ovat jättäneet nykyiseen layoutiin paljon toivomisenvaraa. Jotta molemmat tuotantoyksiköt saadaan mahtumaan Lahden yksikköön, on sinne saatava luotua tarvittavat tilat siellä olemassa oleville toiminnoille ja Hollolan yksiköstä saapuville tuotantolinjoille. Työn alussa perehdytään kirjallisuuden avulla siihen kuinka tuotanto on kehittynyt maailmalla lähihistorian aikana, jotta voidaan paremmin ymmärtää Oilon Oy:n nykytilanteeseen johtaneita syitä. Koska Hollolasta saapuville tuotantolinjoille ei ole tarkoitus rakentaa uutta tuotantotilaa, pyritään tilaa vapauttamaan Lahden tehtaalta varastointia tehostamalla ja sen logistiikkaa helpottamalla. Tämän vuoksi vertaillaan yleisimpiä tavaroiden varastointi ratkaisuita sekä tutkitaan kuinka materiaalin käsittelyä voitaisiin tehostaa varastossa ja tuotantosuluissa. Varastoinnin tehostaminen ei kuitenkaan yksin riitä vapauttamaan tarvittavia tiloja, joten layout-muutoksen aikana rakennetaan myös kaksi uuttaa varastohallia. Uudessa layout-suunnitelmassa huomioidaan kunkin solun nykyiset ja tulevat tilantarpeet, sekä rakennetaan ne niin, että työvoimaa voidaan käyttää niissä joustavasti eri tuotteiden valmistamiseen. Tutkimusmetodeina käytetään teemahaastatteluita, joilla selvitetään työntekijöiden tarpeet sekä kirjallisuuden avulla perehdytään Lean-tuotantoon, kanban:iin, 5S:ään ja arvovirta-analyysiin. Näitä soveltamalla saadaan luotua tehokkaasti toimiva kokonaisuus, jolla tavoitellut säästöt saadaan toteutumaan.

Teräsrakenteiden ja putkiston suunnittelu sekä asennus vedenkäsittelylaitokseen

Tässä opinnäytetyössä oli tavoitteena teräsrakenteiden ja putkiston suunnittelu ja hankinta sekä niiden asennuksen valvonta Kemira Kemwater Service Oy:n ja Nordic Aluminiumin Oyj:n vedenkäsittelylaitokseen. Uusien teräsrakenteiden ja putkistojen suunnittelussa tuli hyödyntää olemassa olevia rakenteita, jos se oli mahdollista. Teräsrakenteisiin kuuluivat hoitotaso ja keräyssuppilo. Valmiin hoitotason päälle asennettiin suotopuristin, josta putoava kiintoaine ohjataan keräyssuppilon avulla ruuvikuljettimelle, joka siirtää kiintoaineen siirtolavoille. Hoitotasolta käytetään ja huolletaan suotopuristinta sekä putkistoa. Materiaaleina käytettiin Fe37B ja ruostumatonta terästä. Teräsrakenteiden HEB-palkit valittiin laskettujen taipumien perusteella. HEB-palkkien taipumien minimoimiseksi lisättiin vinotukija. Hoitotason suunnittelussa hyödynnettiin olemassa olevia HEB-palkkeja. Hoitotason elementteinä käytettiin teräksestä valmistettuja kuumasinkittyjä ritilöitä. Hoitotason kahteen jalkaan mallinnettiin säätövarat, jotta hoitotason toinen pää saadaan samaan korkoon kiinteästi olevaan päähän nähden. Jalkojen säätö toteutettiin kahdella M20 x 120- ruuvilla per jalka. Putkisto layout mallinnettiin PI-kaavion mukaiseksi ja siinä oli venttiilit mallinnettuna. Työpiirustuksien valmistuttua suoritettiin tarjouskyselyt urakoitsijoille. Teräsrakenteet ja putkiston asensivat kaksi eri urakoitsijaa. Asennusvalvoja oli paikalla lähes koko asennusajan vastaamassa työturvallisuudesta ja asennuksen sujuvuudesta. Urakoiden valmistuttua teräsrakenteille ja putkistolle suoritettiin luovutustarkastukset. Projekti pysyi aikataulussa ja kustannusarviossa suunnittelun sekä valvonnan osalta.

Induktiokoneiden roottorivalmistuksen tuotantolayoutin ja materiaalikäsittelyn suunnittelu kapasiteetin kasvattamiseksi

Tämä insinöörityö on tehty ABB OY:n Pitäjänmäen tehtaalle ja käsittelee HX-roottorivalmistuksen uuden layoutin suunnittelua. Työssä tarkastellaan läpimenoajan lyhentämistä ja kapasiteetin nostoa sekä varastointia ja materiaalivirtauksia. Työn pääpaino on kuitenkin uuden tuotanto-layoutin suunnittelussa. Suunnittelu aloitettiin projektin tunnusluvuista. Lisäksi ratkaisuista keskusteltiin osaston työntekijöiden kanssa. Työn tuloksena syntyi kolme layout-vaihtoehtoa. Layout-suunnitelmassa keskeneräinen tuotanto pyritään saamaan mahdollisimman pieneksi ja karsimaan takaisinpäin suuntautuvaa työskentelyä. Just-in-time-periaatteen mukainen ohjaus parantaa osastolla tarvittavien materiaalien hallintaa. Lisäksi tavaroiden setittäminen vähentää hyllytilan tarvetta ja helpottaa siisteyden ylläpitoa. Asetettuihin tavoitteisiin pääseminen edellyttää uusia konehankintoja.

Teholähdepiirilevyn suunnittelu akkukäyttöiseen laitteeseen

Teholähdepiirilevyn suunnittelu etenkin kooltaan pieneen akkukäyttöiseen laitteeseen on monivaiheinen suunnitteluprosessi. Teholähdetopologioiden valinta levylle määrää heti alkuunsa kuinka vakaata jännitettä levyllä voidaan tuottaa, kuinka suuria tehoja siitä voidaan ottaa, miten paljon häiriöitä levy tuottaa ympäristöönsä ja ennen kaikkea, kun akkukäyttöisestä laitteesta on kysymys, kuinka hyvään hyötysuhteeseen sillä voidaan päästä. Suunnittelun kannalta hakkuriteholähde on teholähdetopologioista vaativin. Tässä työssä paneudutaankin tarkemmin boost-hakkuriteholähteen suunnitteluun. Pelkkä hakkurin komponenttien mitoitus ei takaa teholähteelle parasta mahdollista toimintaa, vaan myös piirilevysuunnittelulla on suuri merkitys. Akkukäyttöisen laitteen teholähdepiirilevyn suunnittelu ei rajoitu yksinomaan teholähteiden suunnitteluun vaan levy sisältää usein myös muuta oheiselektroniikkaa, yleensä ainakin laitteen käynnistyselektroniikan sekä akun latausjärjestelmän. Etenkin akun latausjärjestelmän suunnittelu saattaa muodostua hyvinkin monimutkaiseksi tehtäväksi. Tässä työssä onkin tutkittu muutaman yleisimmän akkutyypin latausmenetelmiä. Työssä suunnitellaan myös käytännössä teholähdepiirilevy akkukäyttöiseen mittalaitteeseen. Levyn toimintaa tutkitaan erinäisin mittauksin, joilla pyritään selvittämään levyn heikkoudet. Näiden heikkouksien pohjalta levystä suunnitellaan paranneltu versio. Tällekin levylle tehdään samat mittaukset kuin edelliselle versiolle, joista selviää parannusten onnistuminen.

Venttiili- ja toimilaitetehtaan tuotannon suunnittelu

Venttiili- ja toimilaitetehtaassa kokoonpannaan erilaisia venttiilityyppejä sekä toimi- laitteita. Koko Metso Automationin Helsingin tehtaiden tuotantotilanteen muuttuessa käynnistettiin kehitysprojekti, jonka tarkoituksena oli uudenaikaistaa venttiilien ja toimilaitteiden valmistus vastaamaan nykypäivän vaatimuksia. Laajamittaisen osa- valmistuksen ulkoistuksen ja tuotteiston muutoksen vuoksi tuotannon uudelleen- järjestäminen oli välttämätöntä. Diplomityön tarkoituksena oli suunnitella venttiili- ja toimilaitetehtaan layout sekä uutta tuotantotilannetta vastaavat toimintatavat. Haasteena oli kolmen hyvin erilailla toimivan tuotetehtaan yhdistäminen yhdeksi kokonaisuudeksi, jossa kunkin tehtaan parhaat toimintatavat yhdistyvät. Nykyinen tuotanto ja valmistusmäärät kartoitettiin ja analysoitiin, minkä jälkeen tuotannon suunnittelu uusiin tiloihin käynnistettiin. Työ jaettiin järjestelmällisesti osiin teorian ja käytännön osuuksien kesken siten, että teoria tukee työn käytännön- osuutta. Apuna käytettiin useita erilaisia materiaalivirtojen kartoitusmenetelmiä, lukuisia mittareita, selvityksiä, ennusteita ja erilaisia malleja tulevasta tuotannosta. Layout suunniteltiin käytössäolevaan tehdashalliin, mikä aiheutti runsaasti haasteita ja rajoitteita. Aikataulu tehtiin tarkasti siten, että muuttojärjestys lyötiin lukkoon, mutta kuormitustilanne ja koneiden siirrot aiheuttivat muutoksia aikataulussa. Tavoite tuotannon häiriöttömyydestä toteutui hyvin aikataulun kustannuksella. Käytännönosuudessa tarkasteltiin erityisesti kapasiteetin joustavuutta kuormituksen vaihdellessa sekä kehitettiin toimintatavat, joilla se hallitaan. Lisäksi tutkimuksen aikana käynnistettiin useita kehitysprojekteja työn tulosten pohjalta. Näitä olivat erilaiset varaston hallintaan sekä solujen itseohjautuvuuteen liittyvät asiat. Diplomityön tuloksena saatiin uusi layout sekä sitä tukeva uusi toimintatapa, solujen itseohjautuvuuden kehittäminen käynnistettiin, varastojen hallinnan osittainen ulkoistaminen aloitettiin. Lisäksi tuotannolle kehitettiin lukuisia seurantamittareita. Layoutprojekti toteutettiin loppuun diplomityön aikana

Kannettavan kaasuilmaisimen suunnittelu ja toteutus

Työn tarkoituksena on suunnitella ja toteuttaa kannettava kaasuilmaisin, joka soveltuu erityisesti tavallisen kuluttajan tarpeisiin. Kaasuilmaisin on herkkä haihtuville palaville kaasuille, sekä orgaanisille kaasuille. Työssä käytetään Atmelin ATMega164P- mikrokontrolleria, piirin ohjelmointiin käytetään AVR-ISP-II, ja kehitystyökaluina AVRStudio 4:ää. Piirilevy on suunniteltu Cadsoftin Eagle- piirieditorilla. Työssä käydään läpi kokonaisvaltainen sulautetun järjestelmän suunnitteluprosessi, tuotteen spesifikaatioiden määrityksistä aina valmiin fyysisen tuotteen valmistuttamiseen asti. Tuote suunnitellaan Environics Oy:lle.