Laskentaohjelma Purso Oy:lle – Alumiinin pursotuksen eräkoon optinointi

Wilhelmi Kaasalainen tutki opinnäytetyössään alumiinin pursotuksen taloudellisesti edullisinta eräkokoa. Työssä laadittu laskentaohjelma on otettu käyttöön Nokian Siurossa toimivan Purso Oy:n tuotantolinjoilla.

Konetekniikan tutkinto-ohjelmasta keväällä valmistuneelle Wilhelmi Kaasalaiselle opinnäytetyön aihepiiri oli entuudestaan hyvin tuttu, sillä työura Pursolla on kestänyt jo kymmenisen vuotta.

– Olen ollut pakkaamolla ja puristimella kaikissa työtehtävissä aina kesätöistä alkaen. Viime kesänä toimin työnjohtotehtävissä ja sain jo aika hyvän kuvan siitä, minkälaiselle opinnäytetyölle olisi tarvetta, Wilhelmi kertoo.

Yhdessä opinnäytetyön ohjaajan, Purson tuotantojohtajan kanssa, sovittiin työn tarkka aihe, ja tutkielman teon Wilhelmi pääsi aloittamaan vuodenvaihteessa.

– Jo joululomalla tutkin taloudellisen eräkoon laskentaan liittyviä teorioita ja malleja. Itse työ alkoi työpaikan aloituspalaverilla vuoden alussa ja kirjoittamiseen kului kolmisen kuukautta, Wilhelmi kertoo.

Pitkä tuotantolinja

Pursotuslinja on tyypillisesti pitkä ja monivaiheinen. Esimerkiksi Purso Oy:llä linja muodostuu hiukan yksinkertaistaen kaasu- ja induktiouunista, puristimesta, ulostuloradasta, 50 metriä pitkästä jäähdytyspöydästä, profiilit suoristavasta vetokoneesta ja profiilien sahauspisteestä.

– Pursolla on käytössä kaksi tuotantolinjaa. Pienempi 25 meganewtonin linja käsittelee alumiinibillettejä, joiden läpimitta on kahdeksan tuumaa, ja isompi 35 meganewtonin linja on yhdeksän tuuman billettejä varten.

Alumiinin lämpöpursotuksessa materiaali lämmitetään induktiouuneissa 60 prosenttiin sulamispisteestä, jolloin sen käsittely muuttuu helpommaksi. Alumiinin kohdalla tämä tarkoittaa noin 420 – 500 asteen lämpötilaa.

– Alumiiniseos, jossa on sidosaineina muun muassa magnesiumia ja piitä, puristetaan suulakkeen läpi, jolloin syntyy alumiiniprofiilien poikkileikkaus.

Purson tehtaalla tuotantolinjat toimivat kolmessa vuorossa, siten että viikonloput ovat vapaita.

Viimeisten vuosikymmenten aikana pursotuslinjalla operoivan henkilöstö määrä on vähentynyt kuudesta kolmeen.

– Pursotus tekniikkana on jo vanhaa, mutta laitteissa on tapahtunut kehitystä. Tavanomaisten hydraulisten puristimien rinnalle on esimerkiksi otettu käyttöön hybridipuristimia, joissa nopeat liikkeet aikaansaadaan sähköisesti servomoottoreilla tavoitteena aikasäästö, Wilhelmi kertoo.

Asetuskustannukset haltuun

Opinnäytetyössään Wilhelmi etsi alumiinin pursotuksen taloudellisesti edullisinta eräkokoa. Eräkoon määrittelyssä tärkeään rooliin nousevat muun muassa uuden erän aloittamiseen liittyvät koneen asetuskustannukset.

– Asetuskustannuksissa täytyy ottaa huomioon koneen tuntihinta, joka muodostuu linjan pääomakustannuksista, asetusten aikana menetetystä katteesta ja henkilöstön kustannuksista.

Erilaisia profiilimuotoja Pursolla on käytössä yli 23 000, ja tuotannon eräkoot vaihtelevat paljon. Yhtä erää saatetaan tilaus- ja varastomääristä riippuen tuottaa viidestä minuutista kymmeneen tuntiin, keskiarvon ollessa noin puolisen tuntia.

Uuden erän käynnistyksen aikana syntyy Wilhelmin mukaan aina jonkin verran romua, mikä on myös tärkeää ottaa laskelmissa huomioon. Romun syntymiseen on useita syitä, joita on vaikea ellei mahdotonta välttää.

– Kun uusi työ alkaa ja valmistetaan esimerkiksi useampaa profiilia yhtä aikaa, saattaa profiilien valmistumisessa olla nopeuseroja, jolloin syntyy pois sahattavia hukkapaloja.

– Uuden tuotannon alkaessa kitka ei ole nostanut ulostulolämpötilaa riittävästi, jolloin vaadittavaa kovuusvaatimusta ei saavuteta.

– Tilauksen alkaessa kestää lisäksi jonkin aikaa ennen kuin vesijäähdytys on mahdollista käynnistää eikä profiili tällöinkään heti täytä kovuusvaatimusta.

Asetuskustannuksissa on syytä ottaa huomioon myös niin sanottu livetys.

– Livetys on parisen päivää kestävä kemiallinen prosessi, jossa aiemmin käytetystä suulakkeesta liotetaan alumiinit pois, Wilhelmi selvittää.

Oikea määrä varastossa

Pursotuksen taloudellisen eräkoon optimointiin ei vaikuta pelkästään varsinaiseen tuotantoon liittyvät tekijät. Asetuskustannusten rinnalla opinnäytetyössä käsiteltiin myös varastointikustannuksia, joihin liittyy huomattavan paljon muuttujia.

– Varastossa säilytettäviin valmiisiin profiileihin sitoutuu pääoman korkokustannus, joka lasketaan yrityksen oman sisäisen korkokannan mukaan.

– Tehdasalueella on periaatteessa aina niukkuutta varastotilasta, joten itse varastointiin liittyy myös viitteellinen vuokrakustannus.

Periaatteessa myös reklamaatiokustannukset voidaan katsoa osaksi varastointikustannuksia.

– Voitaisiin olettaa, että jos valmiita tuotteita säilytetään kauan varastossa ja siirrellään, niihin voi tulla vaurioita. Reklamaatioihin liittyvä osuus oli omissa laskelmissani kuitenkin niin pieni, että jätin ne mallissa huomiotta, Wilhelmi toteaa.

Laskentaohjelma jo käytössä

Pursolle tekemässään laskentaohjelmassa Wilhelmi otti huomioon eräkokoon liittyvät asetus- ja varastointikustannukset. Laskentaohjelman ansiosta Pursolla pystytään nyt aiempaa tarkemmin laskemaan taloudellisesti edullisinta eräkokoa.

– Haasteena eräkoon määrittelyssä on vaihteleva kysyntä. Tästä syystä opinnäytetyössä käytetyn teorian ja mallin piti olla dynaaminen.

– Kun tietää kysynnän kuukausiennusteen sekä asetus- ja varastointikustannukset, laskentaohjelman avulla pystyy tekemään ennusteen siitä, miten paljon mitäkin erää kuukauden aikana kannattaa tuottaa.

Valmistumisen jälkeen Wilhelmi on ollut vakituisena prosessi-insinöörinä Pursolla. Hän on jo ollut ottamassa käyttöön itse kehittämäänsä laskentaohjelmaa.

– Olen nyt valmistumisen jälkeen kehittänyt ohjelmaa edelleen helpommin käyttöönotettavaksi, Wilhelmi sanoo.

Teksti: Arto Kotilainen, kuva: Wilhelmi Kaasalainen

Muut artikkelit