Improving a board mill's material efficiency

No Thumbnail Available
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
School of Chemical Engineering | Master's thesis
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Date
2010
Major/Subject
Paperi- ja painatustekniikka
Mcode
Puu-21
Degree programme
Language
en
Pages
114 + [21]
Series
Abstract
Continuously hardening competition forces companies to search savings from everywhere. The objective of this thesis was to improve a board mill's material efficiency. Physically the scope of the study started from the pope reel and ended where the outbound logistics start. The actual board manufacturing process is not discussed. The literature part first introduces the operational environment by going through the winding and sheet cutting processes, and the most common broke sources. Then theoretical background of production planning, supply chain management and communication is discussed to make clear their essential role in material efficiency. Principal focuses of the experimental part were smoother roll traffic and more efficient trimming. The former was pursued to be achieved by minimizing non-value adding roll handling, and the latter by making better use of edge trims. In addition, customer prioritization, warehouse management and the importance of time efficiency were studied. Diameter optimization, made possible by revised work methods and better communication, decreased the amount of roils by 4%. Direct savings result from fewer roll changes at the sheet cutters and decreased core consumption. Indirect savings are achieved through the reduced need for non-value adding roll handling. Handling was simplified also by unifying roll widths by using the board that would otherwise be slit off already at the winder. The most important direct obstacle to sheet cutting without edge trims is the dimensional instability caused by temperature and humidity variations. However, even more fundamental is the compatibility of production planning because it is not always possible to utilize the entire useable width of the board web. Because of an automatic web positioning control at the largest sheet cutter, it is possible to plan some rolls with one edge trim instead of two. At the end of this project production planning principles were changed to take such possibility into account, increasing the planning allowance by 0.18%. In addition to these changes, it would be possible to improve material efficiency with certain investments. Cross-departmental communication is essential in order to clarify to employees how performing in different tasks affects those processes that follow the ones they complete. It can be realistically expected that the changes already implemented will bring annual savings of at least 100 000 Euros.

Koventuva kilpailu pakottaa yritykset etsimään säästöjä kaikkialta. Tämän diplomityön tavoitteena oli parantaa erään kartonkitehtaan materiaalitehokkuutta. Lähtökohtana oli tutkia kartonkikoneen rullaimen ja ulkoisen logistiikan alkupisteen välisten prosessien tehokkuutta. Varsinaista kartonginvalmistusprosessia ei käsitellä. Kirjallisuusosa alkaa toimintaympäristön esittelemisestä käyden läpi kartongin pituus- leikkaus- ja arkitusprosessit sekä yleisimmät hävikkilähteet. Tämän jälkeen näkökulmaa laajennetaan tuotannonsuunnitteluun, toimitusketjun hallintaan ja kommunikaatioon, joista jokaisella on oleellinen vaikutus materiaalitehokkuuteen. Kokeellisessa osuuden pääasiallisiksi keskittymiskohteiksi valittiin rullaliikenteen sujuvoittaminen sekä trimmityksen tehostaminen. Ensimmäiseen pyrittiin arvoa lisäämättömän rullakäsittelyn minimoimisella ja jälkimmäiseen reunanauhojen paremmalla hyödyntämisellä. Näiden lisäksi tutkittiin asiakaskunnan priorisointia, varastonhallintaa sekä aikatehokkuuden merkitystä materiaalitehokkuuteen. Työtapojen korjaamisen ja paremman kommunikaation mahdollistamalla halkaisijaoptimoinnilla rullien määrää saatiin vähennettyä 4 %. Suorat säästöt tulevat vähemmistä rullanvaihdoista arkkileikkureilla sekä alemmasta hylsykulutuksesta. Epäsuorat säästöt saavutetaan vähentyneen arvoa lisäämättömän rullakäsittelyn ansiosta. Rullakäsittelyä yksinkertaistettiin myös yhtenäistämällä rullaleveyksiä hyödyntäen kartonkia, joka muutoin leikattaisiin pois jo pituusleikkurilla. Suurimmaksi välittömäksi esteeksi reunanauhatta arkittamiseen löydettiin lämpötila- ja kosteusvaihteluiden aiheuttamat mittapysyvyysongelmat. Vielä oleellisempaa on yhteensopivuus tuotannonsuunnitteluun, koska aina maksimileveyttä ei saada hyödynnettyä. Reunanauhahävikkiä voidaan pienentää suurimmalla arkkileikkurilla hyödyntäen automaattisen radankontrolloinnin mahdollistamaa arkittamista yhdellä reunanauhalla. Tuotannonsuunnittelun periaatteita muutettiin projektin lopussa tämän havainnon pohjalta saaden 0,18 % lisää suunnitteluvaraa. Materiaalitehokkuutta voidaan parantaa myös erilaisilla investoinneilla sekä edesauttamalla toimintojen välisten syy-seuraus-suhteiden ymmärrystä yli osastorajojen. Jo tehtyjen muutosten voidaan realistisesti arvioida tuovan vähintään 100 000 Euron vuosittaiset säästöt.
Description
Supervisor
Paltakari, Jouni
Thesis advisor
Vila, Juan
Keywords
material efficiency, materiaalitehokkuus, process optimization, prosessioptimointi, board, kartonki
Other note
Citation