Paperikoneiden tuotannonohjauksen optimointi ja tuotefokusointi

Transkriptio

1 TEKNILLINEN KORKEAKOULU Teknllsen fyskan koulutusohjelma ERIKOISTYÖ MAT Sovelletun matematkan erkostyöt Paperkoneden tuotannonohjauksen optmont ja tuotefokusont Jyrk Maaranen 38012p 1

2 Ssällysluettelo 1. Johdanto 2. Käytettävssä oleva data ja parametrt 3. Toteutus 4. Tuloksa 5. Pohdnnat Lte 1: Optmonnn tulokset Lte 2: Malln alotuskuva ja käyttöohjeet 2

3 1. Johdanto Tässä työssä tarkastellaan paperkoneden tuotannonohjaamsta käyttämällä apuvälneenä lneaarsta ohjelmonta. Tarkotuksena on tutka, mten lneaarsen ohjelmonnn käyttämnen helpottaa päätöksentekoa, kun tavotteena on mahdollsmman hyvän taloudellsen tuoton ja käytettävssä oleven resurssen mahdollsmman optmaalnen hyödyntämnen. Enso Publcaton Papers Oy Ltd on Stora-Enson tulosykskkö, joka valmstaa puuptosa panopapereta emoyhtönsä osana. Ykskön lkevahto on yl 4 mljarda markkaa ja tuotanto yl vuosttan yl 1.2 tuhatta tonna. Tärkemmät valmsteluokat ovat sanomalehtpapert, päällystetyt papert sekä muut puuptoset papert. Ykskön tuotannosta vedään yl 80 prosentta ulkomalle, tärkempnä kohteena EU-maat, joden osuus on non 60 prosentta vuosttan. Tällä työllä kaks tavotetta: kakken Enso Publcaton Papers Oy Ltd:n käytettävssä oleven paperkoneden ohjaamnen paperkonetasolla, nn että kokonaskatetuotto saadaan mahdollsmman suureks, sekä koko Enso Publcaton Papers Oy Ltd:n tasolla vakuttaven parametren vakutusten ja herkkyyden tarkastelu. Vakka käytännön tuotannonohjaus on hyvn paperkonespesfstä, vodaan päätöksentekoa helpottaa Enso Publcaton Papers Oy Ltd :n ykskkötasolla tutkmalla van valttua joukkoa parametrejä. Tuotanto jakautuu usealle er pakkakunnalle ja uselle er paperkonelle. Tuotantopakkakunten maanteteellstä sjanta e otettu mukaan parametren joukkoon, sllä ykskkötasolla kuljetuskustannukset ovat margnaalsa verrattuna esmerkks sellun hntaan. Eräät paperkoneden omnasuudet, kuten esmerkks paperkoneen leveys ja nopeus, ovat taas vakota. Toset paperkonespesfset omnasuudet taas ovat muuttuja, kuten esmerkks käyttöhyötysuhde ja tuotettavssa olevat tuotteet. Kuten edellä sanottn, käytännön tuotannonohjaus on hyvn paperkonekohtasta, mutta vakuttamalla paperkoneden muuttuvn omnasuuksn vodaan karkealla tasolla tarkastella konekohtasta tuotantoa. Esmerkks käyttöhyötysuhdetta ja lnja-akaa muuttelemalla vodaan mallttaa suunnteltuja huoltotötä ja sesokkeja. Koko tuotantoykskön tasolla tärkempä vakuttava tekjötä ovat raaka-aneden ja energan hnnat sekä tuotteesta saatava hnta. Tällön mahdollsmman hyvän kokonastuloksen kannalta on ratkasevaa, mllä konella ja mllä tuottella papern kysyntä tyydytetään. Kokonastuloksen optmont muuttuukn peraatteessa yksnkertaseks, kysymys on tuotteden parhaasta fokusonnsta er paperkonelle. Ongelma on myös heman jäykkä, esmerkks paperkoneen vahtamnen tuottamaan er tuotetta e ole mkään nopea tomenpde, joten er tuottelle määrteltävät tuotantoajat evät vo olla lan lyhytä. Tässä työssä tehty mall on tarkotettu avuks ylemmän tason päätöksenteon avustamseen. On tärkeää mustaa, ette mallssa ole pyrtty ottamaan huomoon kun van Enso Publcaton Papers Oy Ltd :n kokonastulokseen merkttäväst vakuttavat sekat. Nän suuret päätökset tehdään vuostasolla ja ovat nähtävssä yhtön vuosbudjetssa. Mall soveltuu nmenomaan vuosbudjetn tekemsen tueks. Tehokkammllaan malla vodaan käyttää, kun verrataan esmerkks energan hnnan muutosten ja ennustesta saatava papern kysynnän muutosten vakutuksa perusmalln. Optmontmall on toteutettu Mcrosoft Excel-taulukkolaskennalla ja snä mukana olevalla Solverapuohjelmalla. Puuttestaan huolmatta Solver soveltuu tämän kokoseen työhön ja lsäks Excelohjelmsto on suurmmalle osalle hmsstä sen verran tuttu, että malln käyttämnen onnstuu vähäsellä opskelulla. 3

4 2.Käytettävssä oleva data ja parametrt Tehtävä kästtää kuus er tuotantopakkakuntaa, jotka ovat Anjala, Summa, Varkaus, Kotka, Kem sekä Sachsen. Taulukossa 1 on estetty käytössä olevat paperkoneet pakkakunnttan sekä kullakn paperkoneella valmstettaven tuotteden lukumäärä. Taulukko 1 Tehtävässä olevat pakkakunnat, paperkoneet ja tuotteden lukumäärät. Anjala Summa Varkaus Kotka Kem Sachsen PK PK PK PK PK Yht. Yht Peraatteessa ongelmassa on kolme er tasoa: pakkakunta, paperkone sekä tuote. Pakkakunnalla e kutenkaan ole merktystä optmonnn kannalta, koska esmerkks kuljetuskustannusten eroja er pakkakunnlta e huomoda. Tasoja on ss käytännössä van kaks, 12 paperkonetta sekä 152 tuotetta. 2.1 Tuotetedot Kullakn tuotteella oma raaka-anerakenteensa. Käytettävä raaka-aneta ovat sellu, hoke, termodynaamnenmassa (TMP), uusokutu, uusopaper sekä erlaset täyteaneet. Lsäks on otettava huomoon valmstuksessa tarvttava sähkön, höyryn sekä maakaasun määrä. Tuotteden raaka-anerakenne vahtelee suurest, jossakn tuottessa e esmerkks käytetä täyteaneta ollenkaan ja jossan tuottessa e esmerkks maakaasun käyttö energalähteenä ole mahdollsta. Lsäks tuotteeseen vo kuulua pakkaus ja arktus. Alla esmerkknä taulukossa 2 estetään neljän Anjala PK1:n tuotteen tedot. 4

5 Taulukko 2 Esmerkk tuotetedosta Raaka-aneet Sellu [tn] Hoke [tn] Täyteane [tn] TMP [tn] Uusokutu [tn] Uusopaper [tn] Yht: ANJALA PK1 EnsoLux EnsoLux Cream EnsoBelle EnsoCreamy <50 0, , , , , , , , , , , , , , , , , Energa Sähkö [MWh] Muut Höyry [GJ] Maakaasu [m3] Pakkaus Arktus EnsoLux EnsoLux Cream EnsoBelle EnsoCreamy <50 0, , , , , , , , , , , , , , , , Paperkoneden tedot Vakka samaa ta lähes samanlasta tuotetta vodaan valmstaa er pakkakunnlla, vakuttaa tällön tuotantoon kutenkn koneden erlaset omnasuudet vakka tuotteen raaka-anerakenne pysyy samana. Konesta rppuva omnasuuksa ovat käyttöhyötysuhde (KHS), trmm el koneesta saatavan papern leveys sekä ajonopeus. Trmm sekä suurmmaks osaks myös käyttöhyötysuhde pysyvät samalla koneella vakona rppumatta tuotteesta. Ajonopeus sen sjaan rppuu tehtävästä tuotteesta, esmerkks ohutta papera e voda tuottaa nn nopeast kun paksua repeämsvaarantaka. Taulukko 3 esttää Anjalan PK1:n koneen parametrt taulukon 2 tuottelle. Taulukko 3 Esmerkk koneen parametrestä Koneen parametrt: KHS [%] Trmm [m] Ajonopeus [m/mn] 83, , , , , , , , , , , , Raaka-aneden hnnat ja raaka-anekapasteett Optmonnssa ja er skenaaroden tarkastelussa raaka-aneden hnnat ovat muuteltavssa kullosenkn tlanteen mukaan. Tarvttavat tedot saadaan joko budjetodusta hnnosta ta markknaennustesta. Taulukossa 4 on estetty esmerkknä Anjalan, Summan ja Varkauden raakaaneden, energa ja muden tekjöden hnnat. Joka paperkoneelle e ole saatavssa kakka mahdollsa raaka-aneta ta energa lähtetä. Lsäks lähekkästen pakkakunten, kuten esmerkks Anjalan ja Summan hnnat pokkeavat tosstaan. Stä, mten nämä erot syntyvät e ole kästelty tässä työssä ja erojen syntymekansmn tutkmnen olskn huomattavan laaja työ. 5

6 Taulukko 4 Esmerkk raaka-aneden ja energan hnnosta Hnnat Anjala Summa Varkaus Raaka-aneet Sellu [mk/tn] 3572, , ,21 Hoke [mk/tn] 728,32 902,84 728,86 TMP [mk/tn] 882,60 830,66 706,75 Uusokutu [mk/tn] 0, , ,60 Uusopaper [mk/tn] 0,00 0,00 0,00 Energa Sähkö [mk/mwh] 186,49 135,24 129,79 Höyry [mk/gj] 16,04 19,93 21,31 Maakaasu [mk/m3] 0,00 0,00 0,00 Muut Pakkaus [mk/tn] 58,22 32,10 48,55 Arktus [mk/tn] 0,00 0,00 0,00 Raaka-aneden saatavuus vo olla myös ongelma. Nän on ollut vme vuosna varsnkn uusokudun- ja papern kohdalla. Raaka-anekapasteett määrtetään yleensä vuosttasessa tuotantobudjetssa ja van radkaalt muutokset taloudessa vovat aheuttaa kesken vuoden tapahtuva muutoksa. Taulukkossa 5 on estetty esmerkk raaka-aneden ja energan rajotukssta. Taulukko 5 Esmerkk raaka-aneden ja energan rajotukssta KAPASITEETTI Raaka-aneet Sellu [tn] Hoke [tn] Täyteane[tn] TMP [tn] Uusokut u [tn] Energa Uusopaper [tn] Sähkö [MWH] Höyry [GJ] Maakaasu [m3] ANJALA PK1 ANJALA PK2 ANJALA PK3 ANJALA YHT 19663, ,7 9936, , , ,3 1142, , , , , ,4 1132, , , , , , ,9 1188, , , , , , ,725 SUMMA PK1 SUMMA PK2 SUMMA Pk3 SUMMA YHT 17069, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,7 0 VARKAUS PK2 VARKAUS PK4 VARKAUS YHT 19120, , , , ,1 974, , , , , , ,1 1137, , , , , , KOTKA PK , , , ,9 0 6

7 3. Toteutus Ongelma on lyhyest seuraava: Määrää kullakn paperkoneella tuotettavat tuotteet ja nden tuotantomäärät nn, että kokonaskatetuotto maksmotuu ja reunaehdot täyttyvät. 3.1 Reunaehdot Lnja-aka Kullakn paperkoneella on van tetty määrä akaa vuodessa käytettäväks tuotantoon. Jos koneelle e suorteta tavallssta huoltotöstä suurempa muutoksa, on vuodessa käytössä 8576 tunta tuotantoon. Jos paperkoneelle suunntellaan muutoksa, täytyy käytettävssä olevaa tuotanto- el lnja-akaa vastaavast penentää. Kunkn tuotteen tuotantonopeus u saadaan seuraavast: u khs tr v m (3.1), mssä u on tuotteen tuotantonopeus, khs tuotteen paperkonekohtanen käyttöhyötysuhde, tr paperkonekohtanen trmm el koneen leveys, v tuotteen paperkonekohtanen ajonopeus ja m tuotteen nelöpano. Tuotteen vaatma lnja-aka t tuotantomäärällä x saadaan seuraavast: x t (3.2). u Kullakn koneella j on käytössä van tetty tuotantoaka T j, joten reunaehdoks er paperkonelle saadaan: t T j (3.3), mssä t :t ovat koneella j tuotettaven tuotteden tuotantoajat. Raaka-anekapasteett Er tuotteet kuluttavat raaka-aneta ja energaa er määrä. Tuotteen resept kertoo kunka paljon mtäkn tekjää tarvtaan. Kulutettu määrä saadaan kertomalla tuotteen tuotantomäärä x tuotteeseen käytetyn raaka-aneen osuudella a b : b a x (3.4) b, mssä b on tuotteen tuotannossa kulunut määrä raaka-anetta b ja a b raaka-aneen b suhteellnen osuus. Raaka-aneen b kulutus e saa ylttää paperkoneelle määrätty ylärajaa B j, joten reunaehdoks er paperkonelle saadaan: b (3.5) B j, mssä b :t ovat koneella j tuotettaven tuotteden kuluttamat raaka-ane- ja energamäärät. 7

8 Paperkoneen enmmäs- ja vähmmästuotantorajat Tuotannollssta ta musta systä paperkoneelle vodaan määrätä tetyn tuotteen vähmmäs- ta enmmästuotanto. Nän vo käydä esmerkks, jos paperkoneen päätarkotus on tuottaa papera lähalueelle. Nästä rajosta tulee paperkone- ja tuotekohtaset rajotukset tuottelle x _ ala x x (3.6) _ ylä, mssä x _ala ja x _ylä ovat tuotteen tuotannon ala- ja ylärajat paperkoneella j. Vähmmästuotanto koko tuotantoykskössä Koska jotakn tuotteta vodaan tehdä er pakkakunnlla ja er paperkonella, vodaan määrätä tettyä tuotetta tehtäväks vähntään tetty määrä. Nän saadaan velä vmenen reunaehtoryhmä j x (3.7) j X, mssä x j tarkottaa paperkoneella j tuotettavan tuotteen tuotantomäärää ja X on koko tuotantoykskössä tuotettavan tuotteen vähmmästuotantomäärä. 3.2 Tuotteen hnnan määräytymnen sekä katetuotto tunta kohden Tuotteen muuttuvat kustannukset määräytyvät raaka-aneden sekä energan hnnasta. Muuttuvat kustannukset kullekn tuotteelle tuotettua tonna kohden ovat m abhb (3.8) b, mssä a b on raaka-aneen b suhteellnen osuus ja h b raaka-aneen b hnta. Tehdashnta t on tuotteen määrätty ulosmyynthnta kullekn tuotteelle. Tällön saadaan laskettua kullekn tuotteelle katetuotto tunta kohden: k ( t m ) u (3.9), mssä k on katetuotto/h, t tuotteen ulosmyynthnta, m muuttuvat kustannukset sekä u kaavasta (3.1) saatava tuotantonopeus. Taulukossa 6 on estetty esmerkk tuotteden katetuottojen määräytymsestä. Taulukko 6. Esmerkk katetuoton määräytymsestä Muuttuvat kustannukset Tehdashnta [mk/tn] Tuotanto [tn/h] Katetuotto [mk/h] Katetuotto [mk/tn] ANJALA PK1 EnsoLux 1244, ,532 8, , ,932 EnsoLux Cream 1142, ,967 9, , ,384 EnsoBelle 1395, ,37 9, , ,789 EnsoCreamy < , ,779 11, , ,276 EnsoCreamy > , ,436 9, , ,707 8

9 3.3 Päätösmuuttujat ja kohdefunkto Kun malln on määrtetty tarpeellset rajaehdot, vodaan kästellä malln päätösmuuttuja. Optmonnssa päätösmuuttujna tomvat kullekn paperkoneelle ja tuotteelle tulevat tuotantomäärät. Yhden paperkoneen tuotannon täytyy ss täyttää ehdot (3.2), (3.5) ja (3.6), jotka on määrtelty jokaselle paperkoneelle erkseen. Lsäks koko tuotantoykskön täytyy täyttää ehto (3.7). Kullekn paperkoneelle katetuotto on x j K j kj (3.10) uj, mssä K j on katetuotto paperkoneelle j, x j on tuotteen tuotantomäärä koneella j, u j tuotteen tuotantonopeus koneella j sekä k j tuotteen katetuotto/h paperkoneella j. Kokonaskatetuotto kaklla paperkonella on haluttu kohdefunkto el halutaan maksmoda K K j (3.11) j ja täyttää edellä mantut neljä rajotusehtoa. On huomattava, että käyttöhyötysuhde ssältää ajan joka tarvtaan tuotteesta toseen srtymseen. 3.4 Herkkyys Tällasessa vuos- sekä paperkonetason tarkastelussa varsnanen herkkyystarkastelu e ole tuotannonsuunnttelun kannalta kovn tärkeää. Lähnnä tämä johtuu suursta yksköstä sekä käytettävssä olevasta kapasteetsta. Peukalosääntönä on, että kakk mahdollnen konekapasteett käytetään ana, elle taloudellnen tlanne ole jo nn hekko, että koko tuotanto pysäytetään. Samon mall e ota huomoon vuostasolla jo varastossa mahdollsest oleva tuotteta. Herkkyystarkastelu on sten toteutettu tässä työssä lähnnä tutkmalla er tuotteden välsä eroja. Tämä antaa mahdollsuuden vuostason tuotannonsuunnttelussa suunnata muta, e tähän työhön lttyvä resursseja. Tällasa resursseja ovat esmerkks markknont ja koneden modernsont. Tuotteden välnen herkkyystarkastelu perustuu nden erlasn tuotereseptehn. Kun er paperlaatujen koostumus pokkeaa merkttäväst, vo yhden ta kahden raaka-aneen hnnanmuutos olla merkttävä. Näden muutosten hyödyntämnen vo tosn olla heman hankalaa, koska suurn osa raaka-anesta tlataan suurna määrnä ennalta sovttuun hntaan. Van jos esmerkks sellun hnnan muutoksessa on nähtävssä kahden ta useamman vuoden trend, vo tästä olla hyötyä. Karkean tason herkkyystarkastelu er tuottelle saadaan normalsomalla tuotereseptt nn, että vertalu er tuotteden ja raaka-aneden kanssa on mahdollsta. Tämä tapahtuu jakamalla jokasen tuotteen reseptssä oleva suhteellnen raaka-aneen osuus kakken tuotteden vastaavan raakaaneen osuuksen summalla. El suhteellnen vertaluluku on ab v b (3.12) a j jb, mssä v b on raaka-aneen b suhteellnen vertaluluku tuotteelle ja a b raaka-aneen b suhteellnen osuus tuotteen tuotereseptssä. Käyttämällä suhteellsa vertalukuja v b vodaan kakk tuotteet järjestää halutun raaka-aneen mukaan joko nousevaan ta laskevaan järjestykseen. Nän vodaan tarkastella karkeast mahdollsen hnnannousun ta laskun vakutuksa katetuottoon. Samon vodaan tarkastella yksttästä tuotetta sen kakken raaka-aneden suhteellsten vertalulukujen avulla. Koska yksttäsen tuotteen vertaluluvut v b ovat vertalukelposa, vodaan päätellä mten tuotteesta saatava katetuotto reago 9

10 mahdollsn raaka-anehntojen muutoksn. Esmerkks, jos sellun vertaluluku on kaks kertaa sähkön lukua suuremp, reago katetuotto sellun hnnanmuutokseen kaks kertaa nopeammn kun sähkön hnnanmuutokseen. Taulukossa 7 on estetty paremmuusjärjestyksessä tuotteet hokkeen vertalulukujen mukaan. Kuvassa 1 on estetty samat luvut kaavona. Taulukko 7 Suhteellset vertaluluvut järjestettynä hokkeen mukaan Sellu Hoke Täyteane TMP Uusokutu Sähkö Höyry 1 Anjala Pk1 EnsoBelle 0, , , , , Anjala Pk2 Base MS 0, , , , , Anjala Pk2 Base 0, , , , , Anjala Pk1 EnsoBulky >60 Coated 0, , , , , , Anjala Pk1 EnsoBrte 0, , , , , , Anjala Pk1 EnsoLux Cream 0, , , , , Anjala Pk1 EnsoCream y >50 0, , , , , , Anjala Pk2 Solarex 80 < 60 0, , , , , Anjala Pk1 EnsoClub 0, , , , , , Anjala Pk1 EnsoCream y Pgm <50 0, , , , , , Anjala Pk1 EnsoBelle Pgm 0, , , , , , Anjala Pk1 EnsoClub Pgm 0, , , , , , Anjala Pk1 EnsoLux 0, , , , , Anjala Pk1 EnsoCream y Pgm >50 0, , , , , , Anjala Pk1 EnsoClub Pgm <60 0, , , , , , Anjala Pk1 EnsoBlueB ulky 0, , , , , , Anjala Pk1 EnsoLuxCre am Pgm 0, , , , , , Anjala Pk1 EnsoBulky Pengun 0, , , , , , Anjala Pk1 EnsoBulky >60 0, , , , , , Anjala Pk1 EnsoLux Pgm 0, , , , , , Kuva 1. Suhteellset vertaluluvut hokkeen mukaan järjestettynä 0,025 0,02 0,015 0,01 0,005 Sellu Hoke Täyteane TMP Uusokutu Sähkö Höyry ensmmästä tuotetta 10

11 4. Tuloksa Malla kokeltn neljällä er tavalla. Ensmmäsessä kokeessa käytettn vuosbudjetssa määrättyjä raaka-aneden hntoja sekä tuotantorajotuksa. Tämä on varsnanen perusmall, johon muta tuloksa verrataan. Tosessa kokeessa muuteltn sellun hntaa ja kolmannessa sähkön hntaa. Nän sks, että nämä kaks tekjää ovat muutenkn tärketä puhuttaessa puunjalostusteollsuudesta. Sellun ja sähkön hnnan kehtys on myös yks parhaten tedossa olevsta ennustesta, joten vuostason tuotannon suunnttelussa ntä vo hyödyntää. Lsäks sellun suhteellnen osuus tuottessa on suur. Vmeseks kokeltn raaka-anekapasteetn rajotusten vakutuksa. 4.1 Perusmall Perusmall on ss mall, johon tedot on otettu mukana oleven yksköden tuotantobudjetsta. Snä e ole asetettu rajotuksa tuotannolle vaan tarkotuksena on etsä parhammat tuote/paperkoneyhdstelmät. Ltteessä 1 on estetty optmonnn tulos kokonasuudessaan. Vertalun vuoks asetetaan tuotannolle muutama rajotus el vaadtaan, että sanomalehtpapern tuotanto koko yrtyksessä on tetyllä tasolla. Taulukossa 8 on estetty uudet tuotannon vähmmäsvaatmukset, samon snä näkyy perusmalln tuotantoluvut ko. tuottelle. Taulukko 8 Sanomalehtpapern tuotannon vähmmäsvaatmukset Tuotettava koko EPP:ssä vähntään: Vähntään: Tuotetaan: STD NEWS STD NEWS STD NEWS STD NEWS COL S-NEWS Taulukko 9 Muutokset perusmalln sanomalehtpapern tuotannon vähmmäsvaatmusten jälkeen Muutokset verrattuna perusmalln Muutos katetuotossa Muutos tuotannossa Perusmall Uuslla arvolla Muutos Perusmall Uuslla arvolla Muutos ANJALA PK ANJALA PK ANJALA PK ANJALA YHT SUMMA PK SUMMA PK SUMMA Pk SUMMA YHT VARKAUS PK VARKAUS PK VARKAUS YHT KOTKA PK KEMI PK KEMI PK Kem Yht SACHSEN PK Yhteensä:

12 Taulukossa 9 on estetty muutokset tuotannon vähmmäsvaatmusten jälkeen. Kuten huomataan, määrällsest tuotanto nousee, mutta sanomalehtpapersta saatava hnta on huonomp, joten kokonaskatetuotto penenee non 51 mljoonaa markkaa. Sanomalehtpaper on kutenkn nn tärkeä tuote, että kakk realstset vaatmukset sanomalehtpapern tuotannolle penentävät tulosta perusmalln verrattuna. 4.2 Sellun hnnan muutokset Sellun hnta on yks tärkemmstä tekjöstä tuotteesta saatavalle katetuotolle. Asaa tutkttn vahtelemalla sellun hntaa kymmenen prosentn välen välllä 50% - +50%. Sellun hnnan vakutus näkyy helpoten tarkastelemalla tuntkatetuotoltaan parhaden tuotteden joukkoa. Ne tuotteet, jossa sellun suhteellnen osuus on penemp kasvattavat tuntkatetuottoaan ja pänvaston. Kuva 2 esttää kokonaskatetuoton muutoksen verrattuna perusmalln. Sellun hnnan vakutus on nn suur, että optmtuloksen muutos on lähes lneaarnen vakka tuote/paperkonekombnaatot vahtelevatkn sellun hnnan vahdellessa. Taulukossa 10 on näytetty esmerkk stä, mten tuntkatetuotoltaan parhampen tuotteden joukko muuttuu sellun hnnan mukaan. Huomaa mten Sachsen Papern PK2:n STD-NEW 45-sanomalehtpaper pysyy ensmmäsenä. Tämä johtuu stä, että Sachsen Paper käyttää anoastaan uusopapera. Kuva 2 Sellun hnnan prosentuaalsen muutoksen vakutus kokonaskatetuottoon Muutos perusmalln verrattuna (mk) % -40 % % -10 % 0 10 % 20 % 30 % 40 % 50 % Sellun hnnan prosentuaalnen muutos Taulukko 10 Parhampen 10 tuotteen joukot sellun hnnan muuttuessa 50 % molempn suuntn Sellun hnnan muutos +50 % Sellun hnnan muutos -50 % Sja Kone Tuote Katetuotto [mk/h] Kone Tuote Katetuotto [mk/h] 1 Sachsen Pk2 STD-NEWS ,16 Kem Pk5 LumBlade Offset 90 gsm 88194,82 2 LumNova 130 gsm Anjala Pk3 EnsoPlus 62214,08 Kem Pk1 Sheetgrade 85181,3 3 Anjala Pk3 EnsoBlue ,84 Kem Pk5 LumBlade Offset 80 gsm 82778,67 4 Anjala Pk3 EnsoBlue > ,27 Kem Pk5 LumBlade Rotogravure 90 gsm 80061,33 5 Anjala Pk3 EnsoPlus > ,57 Sachsen Pk2 STD-NEWS ,73 6 Anjala Pk3 EnsoBlue < ,88 Kem Pk1 LumNova 130 gsm 75780,16 7 Anjala Pk3 EnsoPlus ,52 Kem Pk5 LumBlade Rotogravure 70 gsm 74367,76 8 Anjala Pk3 EnsoBulkyPengun 47988,27 Kem Pk5 LumBlade Rotogravure 60 gsm 66706,37 9 Kotka Pk2 Solars ,85 Kem Pk5 LumBlade Rotogravure 80 gsm 59461,34 10 Anjala Pk3 EnsoForm AP ,43 Anjala Pk3 EnsoBlue > ,04 12

13 4.3 Sähkön hnnan muutokset Sähkön hntaa vahdeltn samalla lalla kun kohdassa 4.2 sellun hntaan el vahtelu väl ol -50% - +50%. Kuvassa 3 on estetty samassa sekä sähkön että sellun hnnan prosentuaalsten muutosten vakutus kokonaskatetuottoon. Myös sähkön hnnan vakutus on lähes lneaarnen, tosn se on kulmakertomeltaan huomattavast lovemp. Kuva 3 Sähkön ja sellun prosentuaalsten hnnanmuutosten vakutus kokonaskatetuottoon Muutos verrattuna perusmalln (mk) % -30 % -10 % 10 % 30 % 50 % Sähkö Sellu Hnnan prosentuaalnen muutos 4.4 Kapasteetn rajotukset Raaka-aneden kohdalla työhön annettn Stora Enson puolelta peukalosäännöks se, että raakaaneta on anakn tässä taloudellsessa tlanteessa ana saatavlla tarpeeks. Jos raakaanekapasteett on tarpeeks suur, anoa rajottava tekjä on paperkoneden lnja-aka el paperkoneden tuotantokapasteett. Taulukossa 11 on estetty perusmalln lnja-akojen reunaehtojen herkkyysanalyys. Kuten taulukosta lmenee, kakken muden pats Sachsen Papern kohdalla, lnja-aka on ratkaseva tekjä. Tämä lmenee myös tarkasteltaessa duaalhntoja (Excel käyttää duaalhnnosta nmeä varjohnta), joden perusteella kokonaskatetuotto kasvas huomattavast, jos lnja-akaa votasn kasvattaa. Sachsen Papern kohdalla ehdoton tuotantorajotus näkyy snä, että kakkea konekapasteetta e käytetä. Taulukko 11 Lnja-akojen herkkyysanalyys perusmalllle Lopullnen Varjo- Okeanpuolen Sallttu Sallttu Solu Nm Arvo hnta reunaehto lsäys vähennys ANJALA PK1 Lnja-aka [h] ANJALA PK2 Lnja-aka [h] ANJALA PK3 Lnja-aka [h] SUMMA PK1 Lnja-aka [h] SUMMA PK2 Lnja-aka [h] SUMMA Pk3 Lnja-aka [h] VARKAUS PK2 Lnja-aka [h] VARKAUS PK4 Lnja-aka [h] KOTKA PK2 Lnja-aka [h] KEMI PK1 Lnja-aka [h] KEMI PK5 Lnja-aka [h] Sachsen PK2 Lnja-aka [h] E

14 Kokonaskatetuoton herkkyyttä raaka-anekapasteetlle tutkttn asettamalla kunkn raaka-aneen ja energalähteen kapasteett heman sen alle mtä perusmall käyttää sllon kun kapasteetlla e ole rajotuksa. Taulukko 12 esttää reunaehtojen herkkyysanalyysn tässä tapauksessa. Taulukko 12 Herkkyysanalyys, kun raaka-anelle on asetettu rajotukset Lopullnen Varjo- Okeanpuolen Sallttu Sallttu Nm Arvo hnta reunaehto lsäys vähennys ANJALA PK1 Lnja-aka [h] ANJALA PK2 Lnja-aka [h] ANJALA PK3 Lnja-aka [h] SUMMA PK1 Lnja-aka [h] E SUMMA PK2 Lnja-aka [h] E SUMMA Pk3 Lnja-aka [h] VARKAUS PK2 Lnja-aka [h] E VARKAUS PK4 Lnja-aka [h] KOTKA PK2 Lnja-aka [h] E KEMI PK1 Lnja-aka [h] KEMI PK5 Lnja-aka [h] E Sachsen PK2 Lnja-aka [h] E Anjala YHT Sellu Anjala YHT Hoke Anjala YHT Täyteane Anjala YHT Tmp Anjala YHT Sähkö E Anjala YHT Höyry E Summa Yht Sellu E Summa Yht Hoke E Summa Yht Täyteane Summa Yht Tmp Summa Yht Uusokutu Summa Yht Sähkö E Summa Yht Höyry E Varkaus Yht Sellu Varkaus Yht Hoke Varkaus Yht Tmp E Varkaus Yht Uusokutu Varkaus Yht Sähkö E Varkaus Yht Höyry E Kotka Pk2 Sellu Kotka Pk2 Täyteane E Kotka Pk2 Tmp E Kotka Pk2 Sähkö E Kotka Pk2 Höyry E Kotka Pk2 Maakaasu Kem Yht Sellu E Kem Yht Hoke Kem Yht Täyteane E Kem Yht Sähkö Kem Yht Höyry E Sachsen Pk2 Täyteane Sachsen Pk E Uusokutu Sachsen Pk2 Sähkö E Sachsen Pk2 Höyry E Sachsen Pk2 Maakaasu E Raaka-anekapasteetn penentämsen vakutus näkyy ensnnäkn Summan paperkoneden 2 ja 3, Varkauden paperkoneen 2 sekä Kotkan paperkoneen 2 käytetyn lnja-ajan vähenemsenä. Ss penkn raaka-aneresurssen penenemnen aheuttaa sen, että nämä paperkoneet evät pysty käyttämään koko tuotantokapasteettaan. 14

15 Raaka-aneden ja energan lähteden kohdalla näkyy selvä ero, anoastaan Kotkan kohdalla maakaasu sekä Kemn kohdalla sähkö ovat tuotantoa rajottava tekjötä. Raaka-anesta tärkempä ovat duaalhntojen perusteella sellu sekä täyteaneet. Samon on huomattavat Summassa sekä täyteaneden ja uusokudun resurssen suuret duaalhnnat. Summan kolme paperkonetta ovatkn tämän perusteella kakken herkmpä raaka-aneresurssen penenemselle. Vakutus on suur sekä kokonaskatetuottoon että tuotettuun tonnmäärään. Taulukossa 13 on estetty vertalu perusmalln tuloksen ja raaka-aneresurssen vähentämsen jälkeen saadun tuloksen välllä. Taulukko 13 Raaka-aneresurssen vähentämsen vakutus verrattuna perusmalln Muutokset verrattuna perusmalln Muutos katetuotossa Muutos tuotannossa Perusmall Uuslla arvolla Muutos Perusmall Uuslla arvolla Muutos ANJALA PK ANJALA PK ANJALA PK ANJALA YHT SUMMA PK SUMMA PK SUMMA Pk SUMMA YHT VARKAUS PK VARKAUS PK VARKAUS YHT KOTKA PK KEMI PK KEMI PK Kem Yht SACHSEN PK Yhteensä:

16 5. Pohdnnat Tämän työn tarkotuksena ol tarkastella mahdollsuutta käyttää lneaarsta ohjelmonta paperkoneden tuotannon optmonnssa ja tuotefokusonnssa. Vakkakn käytetty mall sekä ohjelmaympärstö ovat yksnkertasa, on jo tätä kokoluokkaa oleva mall hmselle vakea hahmottaa lman suura panostuksa. Sks jo tämän laajunen mall helpottaa päätöksentekoa. Malln käytettävyys työn esttämässä laajuudessa rajottuu lähnnä yhtön vuosbudjetonnn tarpesn. Mall ottaa huomoon suuren määrän erlasa paperkoneden tuotteta ja nden vaatma raaka-ane- ja energaresursseja. Tämä mahdollstaa erlasten skenaaroden tutkmsen, nätä ovat lähnnä erlaset raaka-aneden ja tuotteden markknahntojen muutokset. Jatkokehtystyö on heman ongelmallsta. Ongelman lähnnä aheuttaa paperkonespesfsten muuttujen tutkmnen. Tällasa ovat esmerkks muutostöden nopeus, tuotteden kuljetuskustannukset er puolella sjatsevsta paperkonelta ja raaka-aneden kuljetus paperkonelle (saatavuus, kuljetusmatka). Näden spesfsten muuttujen varsnanen lsäämnen malln e ole ylvomanen tehtävä, lähnnä ongelmana on näden tetojen saatavuus sekä se, että esmerkks raaka-aneden kuljetukset ovat hajaantuneet suurelle alueelle ja muuttuvat nopeast. Samon paperkoneden teknsten erlasuuksen tarkemp mallntamnen laajentaa ongelmakenttää helpost hyvn paljon. Nämä erlasuudet vovat aheuttaa myös sen, että ongelma e ole enää helpost ratkastavssa lneaarsella ohjelmonnlla. Edellä olevsta sekosta johtuen jatkokehtyksessä tulee mettä saavutettavan edun suhdetta työmäärään ja kustannuksn. Jos e ole tarvetta tarkempaan paperkonekohtaseen tuotannonohjaukseen, on malln suuremp laajentamnen turhaa. Tähän on suurmpana syynä nmenomaan paperntuotannon herkkyys energan ja raakaaneden hnnan muutokslle ja saatavuudelle. Lopputuloksena vodaan sanoa, että työ osott olevan olemassa rttäväst sytä käyttää tämänkaltasta lneaarsta ohjelmonta paperkoneden tuotannonohjauksessa. Samon se osott omat rajansa. Sen suurn hyöty on koko Stora Enson tasolla tapahtuva tuotannon ohjaus, esmerkks budjetotujen tuotteden määren osottamnen tetylle paperkonelle. Paljon tarkempkn tarkastelu ols mahdollsta, mutta sen vaatma työmäärä ylttää tämän työn tarkotuksen. Stora Ensossa päätettnkn jatkaa tällasen tuotannonohjaamsen tutkmsta, joten tämä erkostyö osott hyötynsä myös käytännön tasolla. 16

17 Lte 1: Optmonnn tulokset ANJALA PK1 Tuotanto [tn] Tuotto [mk] Katetuotto [mk/h] Tuotannon rajat Lnja-aka [h] Vähntään Enntään EnsoLux EnsoLux Cream EnsoBelle EnsoCreamy < EnsoCreamy > EnsoBulky < EnsoBulky > EnsoClub EnsoBlueBulky EnsoBrte EnsoLux Pgm EnsoLuxCream Pgm EnsoBelle Pgm EnsoCreamy Pgm < EnsoCreamy Pgm > EnsoBulky >60 Coated EnsoBulky Pengun EnsoClub Pgm EnsoClub Pgm < ANJALA PK2 Solars Solars Solars Solars Solars 76 > Solarex Solarex 80 > Solars 1.4 (Book) Base Solarex 80 < Base MS ANJALA PK3 EnsoNews EnsoNews EnsoNews EnsoPress EnsoPress EnsoPress > EnsoBlue < EnsoBlue EnsoBlue > EnsoBlue Book EnsoBrte EnsoBrte EnsoBrte > EnsoPlus EnsoPlus EnsoPlus > EnsoPlusBook

18 EnsoBulky < EnsoBulkyPengun EnsoForm AP EnsoForm AP EnsoData EnsoBulky EnsoCreamy EnsoBook SUMMA PK1 Std News Std News Std News Std News SUMMA PK2 EnsoBrte < EnsoBrte EnsoBrte > EnsoBlue < EnsoBlue EnsoBlue > EnsoPress EnsoPress > EnsoSuper EnsoSuper > SUMMA PK3 Lw News < Std News Std News StdNews Std News EnsoPress VARKAUS PK2 Lw S-News Col S-News Dr S-Whte Dr S-Col Dr S-Whte Dr S-Whte Dr S-Col Std News Dr S-Col VARKAUS PK4 Lw News Std News Std News Std News Col News Col News Dr Col Dr Whte Lw News

19 KOTKA PK2 Other Uncoated Solars Solars Solars Solars Solars Solars Solars KEMI PK 1 LumNova 70 gsm LumNova 75 gsm LumNova 100 gsm LumNova 115 gsm LumNova 125 gsm LumNova 130 gsm LumNova Slk 70 gsm LumNova Slk 75 gsm LumNova Slk 80 gsm LumNova Slk 90 gsm LumNova Slk 100 gsm LumNova Slk 115 gsm LumNova Slk 130 gsm LumNova 80 gsm Sheetgrade LumNova 80 gsm Sheetgrade LumNova 90 gsm Sheetgrade LumNova 90 gsm Sheetgrade LumNova 100 gsm Sheetgrade LumNova 100 gsm Sheetgrade LumNova 115 gsm Sheetgrade LumNova 115 gsm Sheetgrade LumNova 130 gsm Sheetgrade LumNova 130 gsm Sheetgrade LumNova Slk 80 gsm Sheetgrade LumNova Slk 80 gsm Sheetgrade LumNova Slk 90 gsm Sheetgrade LumNova Slk 90 gsm Sheetgrade LumNova Slk 100 gsm Sheetgrade LumNova Slk 100 gsm Sheetgrade LumNova Slk 115 gsm Sheetgrade LumNova Slk 115 gsm Sheetgrade LumNova Slk 130 gsm Sheetgrade LumNova Slk 130 gsm Sheetgrade KEMI PK 5 LumBlade Offset 60 gsm LumBlade Offset 62 gsm Japan + MCO-S LumBlade Offset 65 gsm LumBlade Offset 65 gsm I LumBlade Offset 67 gsm Japan MCO-H LumBlade offset 70 gsm LumBlade Offset 75 gsm LumBlade Offset 80 gsm

20 LumBlade Offset 90 gsm LumBlade Rotogravure 60 gsm LumBlade Rotogravure 65 gsm LumBlade Rotogravure 70 gsm LumBlade Rotogravure 75 gsm LumBlade Rotogravure 80 gsm LumBlade Rotogravure 90 gsm Sachsen PK2 STD-NEWS DIP Katetuotto yhteensä: Käyttää Sellua Hoketta Täyteane TMP [tn] Uusokutu [tn] Uusopaper [tn] Sähkö [MWh] Höyry [GJ] Maakaasu [m3]