Tutkimuksessa on kehitetty optimoinnin lähtökohdat levytyökeskuksella tapahtuvaan ohutlevytuotteen valmistukseen. Vaikka työstökonevalmistajat pyrkivät huomioimaan ympäristöystävällisyyden ja koneiden hyvän käytettävyyden, ei näitä ominaisuuksia osata suunnitteluvaiheessa täysin hyödyntää. Kehitettyjen optimointilähtökohtien avulla modernien levytyökoneiden kyvykkyyttä pystytään hyödyntämään tehokkaammin ja samalla voidaan minimoida energian kulutusta.
Suurissa yrityksissä tuotesuunnittelu ja valmistus on ulkoistettu. Tuotteen suunnittelee suunnittelualihankkija vaatimuslistan ja halutun ominaisuusprofiilin perusteella. Suunnitteluvaiheessa ei tiedetä, missä ja minkälaisilla laitteistolla tuotetta tullaan tekemään. Suunnittelijat pyrkivät siten suunnittelemaan yhteen osaan mahdollisimman monia toimintoja vanhakantaisten DFMA (Design for Manufacturing and Assembly )-periaatteiden mukaan. Valmistettavuuden analysoinnissa lähdetään liikkeelle toimintorakenteesta, jolloin analysointi jää pelkästään vertailun tasolle. Erityisesti ohutlevyosista voi tulla huomattavan monimutkaisia ja niiden automaattinen valmistus voi olla hankalaa tai joillakin automaattisilla laitteilla jopa mahdotonta.
Suunnitteluvastuussa olevilla yrityksillä on käytössä monipuolisia CAD-, CAM- ja CAE-järjestelmiä, joiden toiminnallisuus on huippuluokkaa. Järjestelmät eivät kuitenkaan pysty tällä hetkellä ottamaan huomioon erilaisia valmistusteknisiä näkökantoja, jolloin niiden arviointi jää suunnittelijan tehtäväksi. Avainkysymykseksi jää, miten suunnittelijat pystyvät huomioimaan ja tietämään ohutlevyosien valmistajien konekannan, käytettävissä olevat työkalut ja valmistusresurssit tai miten tuote pystytään suunnittelemaan helposti valmistettavaksi erilaisilla koneresursseilla?
Väitöstutkimuksessa kehitettyä menetelmää voidaan verrata kahvin keittämiseen. Kahvin valmistamiseen tarvitaan vettä, kahvijauhoja, suodatinpussi ja keitin. Vesi edustaa raaka-ainetta eli ohutlevyaihiota, suodatinpussi ja kahvijauho työkaluja ja kahvinkeitin vastaa työstössä tarvittavaa konetta. Kahvinkeitossa kaikkien elementtien tulee olla saatavilla, vettä tulee olla riittävästi, sen tulee olla puhdasta sitä pitää olla oikea määrä. Suodatinpussin tulee olla oikeaa materiaalia, sopivan paksuinen ja oikean kokoinen. Hyvälaatuista kahvijauhoa tarvitaan tietty määrä veteen ja kahvinkeittimen kapasiteettiin verrattuna. Kahvinkeittimeltä vaaditaan juuri oikeaa veden lämmitysnopeutta ja levyn lämpötilaa. Lisäksi suodatinpussin suodattavuus ja keittimen tiputusnopeus tulee olla oikeanlaisia. Mikäli kahvinkeitossa voidaan säätää näitä ominaisuuksia tarkasti, saadaan lähes millä tahansa keittimellä hyvää kahvia, kuten kaikki suomalaiset tietävät. Sama analogia pätee valmistusprosessin, mutta huomioitavia tekijöitä on huomattavasti enemmän.
Väitöstutkimuksessa esitetään ne kone- ja laiteresurssien kuvaamiseen tarvittavat tiedot levytyökeskusympäristössä, joita tarvitaan automaattisen tuotannon analysointimenetelmän kehityksessä tuotesuunnittelun aikana. Tuote- ja laiteresurssien sekä niiden yhteyksien kuvaaminen on lähtökohta menetelmävertailun, kustannusten kehittymisen, tuotannon suunnittelun ja optimoinnin suorittamiseksi.
Tekniikan lisensiaatti Mika Lohtanderin (LUT Metalli) tuotantotekniikan alaan kuuluva väitöskirja On the Development of Object Functions and Restrictions for Shapes Made with a Turrent Punch Press tarkastetaan perjantaina 17.12.2010 klo 12 Lappeenrannan teknillisen yliopiston salissa 1382. Vastaväittäjinä toimivat professori Kalevi Aaltonen, Aalto-yliopiston teknillinen korkeakoulu ja TkT, dosentti Jari Larkiola, VTT. Väitöstilaisuuden valvojana toimii professori Juha Varis Lappeenrannan teknillisestä yliopistosta.
Väitöskirja on julkaistu yliopiston Acta Universitatis Lappeenrantaensis -tutkimussarjassa, numero 410. ISBN 978-952-265-009-2, ISBN 978-952-265-010-8 (PDF), ISSN 1456-4491. Väitöskirja on luettavissa Lappeenrannan teknillisen yliopiston LUTPub-tietokannassa osoitteessa http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-265-010-8. Väitöskirjan painetun version voi ostaa Aalef-kirjakaupasta, puh. (05) 621 2030 tai kirjakauppa(at)aalef.fi
Tietoja väittelijästä:
Mika Lohtander
Syntynyt 1972 Nurmeksessa
Kotikunta Lemi
Ylioppilastutkinto 1992, Nurmeksen lukio
Diplomi-insinöörin tutkinto 1999, Lappeenrannan teknillinen korkeakoulu
Tekniikan lisensiaatti 2007, Lappeenrannan teknillinen yliopisto
Tuntiopettaja, konepajatekniikan assistentti ja tutkija, 1997 ->, Lappeenrannan teknillinen yliopisto
Lisätietoja: Mika Lohtander, puh. 0400 579 455, mika.lohtander(at)lut.fi
Lappeenrannan teknillinen yliopisto (Lappeenranta University of Technology, LUT) on jo vuodesta 1969 lähtien yhdistänyt kaksi toisiaan täydentävää tieteenalaa - tekniikan ja talouden. LUT:n strategisia kärkialoja ovat energiatehokkuus ja energiamarkkinat, strategisen tason liiketoiminnan ja teknologian johtaminen, tieteellinen laskenta ja teollisten prosessien mallinnus sekä nämä kärkialat läpäisevä Venäjä-osaaminen. LUT:ssa on noin 5500 tutkinto-opiskelijaa ja 1000 työntekijää.