PAKKAUSPROSESSIN KEHITTÄMINEN JA PAKKAUSTEN MITOITUSOHJELMAN SUUNNITTELU

Transkriptio

1 KARELIA-AMMATTIKORKEAKOULU Kne- ja tutanttekniikan kulutushjelma Teemu Hiltunen PAKKAUSPROSESSIN KEHITTÄMINEN JA PAKKAUSTEN MITOITUSOHJELMAN SUUNNITTELU Opinnäytetyö Tukkuu 2015

2 OPINNÄYTETYÖ Tukkuu 2015 Kne- ja tutanttekniikan kulutushjelma Tekijä(t) Teemu Hiltunen Karjalankatu JOENSUU p Nimeke Pakkausprsessin kehittäminen ja pakkausten mititushjelman suunnittelu Timeksiantaja Exel Cmpsites Oyj Tiivistelmä Tämän pinnäytetyön tarkituksena li selvittää Exel Cmpsitesin pakkausprsessin kehityskhteet ja suunnitella krjaavat timenpiteet. Opinnäytetyö liittyy tulevaan ERPtiminnanhjausjärjestelmän käyttöönttn, jnka tarkituksena n integrida mm. pakkausten mititus ja suunnittelu saksi järjestelmää. Tavitteena n, että tulevaisuudessa pakkausta ei tarvitse enää mitittaa käsin, vaan sen mitittaa hjelma. Aluksi aiheeseen tutustuttiin aihepiirin kirjallisuuden ja haastatteluiden avulla, jiden phjalta tehtiin parannusehdtukset. Parannusehdtukset tehtiin pakkausten rakenteisiin, valmistukseen ja pakkausmateriaaleihin. Työssä vertailtiin suunniteltuja ja käytössä levia pakkauksia. Lpuksi suunniteltiin Excel-phjainen hjelma, jlla pystytään mitittamaan pakkauksia. Lpputulksena saatiin klme vaihtehtista, kk tutannn kattavaa pakkausrakennetta. Suunnittelussa humiitiin valmistettavuus ja hinta. Pakkausten laskentahjelmasta tuli timiva kknaisuus, jka npeuttaa pakkausten mitittamista tulevaisuudessa. Kieli sumi Asiasanat Pakkaussuunnittelu, pakkausmateriaalit, pakkausten mititus Sivuja 48 Liitteet 1 Liitesivumäärä 1

3 THESIS May 2015 Degree Prgramme in Mechanical and Prductin Engineering Authr (s) Teemu Hiltunen Karjalankatu 3 FI JOENSUU FINLAND p Title Packaging Prcess Develpment and Planning a Packaging Dimensining Prgram Cmmissined by Exel Cmpsites Oyj The purpse f the thesis was t clarify the develpment areas in the packing prcesses at Exel Cmpsites and design pssible crrective measures. This thesis is a part f implementing a new ERP system in the cmpany, which includes integratin f package dimensining and design. One f the aims is that in the future the packages n lnger need t be designed by hand. First the subject was apprached thrugh literature and interviews based n which suggestins fr imprvements were made. Suggestins fr imprvements were made n packaging structures, manufacturability and packing materials. This wrk cmpares the planned and existing packaging. Finally, an Excel-based prgram, which measures packages was designed. As a Result f this thesis was three alternative packaging structures which cver the entire prductin were cmpiled. The design takes int accunt manufacturability and price. Packaging calculatin prgram is a wrking cmplex, which will speed up package sizing in the future. Language Finnish Keywrds Packaging design, packaging materials, packaging dimensining Pages 48 Appendices 1 Pages f Appendices 1

4 Sisältö Tiivistelmä Abstract 1 Jhdant Yrityksen esittely Opinnäytetyön kulku ja tavitteet Pakkaaminen ja pakkausten suunnittelu Pakkaus Pakkausmateriaalit Muvit Puu Pakkaamisen apuvälineet Pakkausvanteet Naulaaminen Pakkausten jakelu ja kuljetus Kurmalavat Kuljetuskntit Kuljetusrasitukset Mduulimititus Pakkaussuunnittelu Exel Cmpsites Oyj:n pakkausprsessin lähtötietjen kartitus Pakkausprsessin nykytilanne Exelillä Pakkausten jattelu Suunnittelu ja testaus Parannusehdtukset Pakkausmateriaalit Pakkausten valmistus Pakkaukset ja niiden rakenne Pakkausten testaus Tuenta päädyistä Tuenta keskeltä Testitulkset Pakkausten mititushjelma Ohjelman timintjen määritys Ohjelman timinta pääpiirteittäin Tulkset Phdinta...46 Lähteet...48 Liite 1: Exel Cmpsites Oyj:n kuljetuspakkausten jattelu

5 5 1 Jhdant 1.1 Yrityksen esittely Tämän pinnäytetyön timeksiantaja n Exel Cmpsites Oyj, jka suunnittelee, markkini ja valmistaa erilaisia kmpsiittiprfiileja. Exel Cmpsites n alansa jhtava teknlgiayritys, jka n perustettu vunna Exel Cmpsites timii seitsemässä eri maassa: mm. Englannissa, Saksassa ja Australiassa. Tehtaita Exelillä n Sumessa kaksi, jista tinen sijaitsee Mäntyharjulla ja tinen Jensuussa, minne myös tämä pinnäytetyö tehtiin. Exel Cmpsitesin timipisteet työllistävät Sumessa n. 200 henkilöä, jista 130 työskentelee Jensuun tehtaalla. (Exel Cmpsites Oyj, 2009.) 1.2 Opinnäytetyön kulku ja tavitteet Työn tavitteena li kehittää ja yhdenmukaistaa nykyisiä kuljetuspakkauksia ja pakkausmenetelmiä. Tarve pinnäytetyön tekemiselle lähti siitä, että suurinta saa pakkaustavista ei le standardisitu, vaan pakkaukset suunnitellaan ja lasketaan itse tapauskhtaisesti, mikä n hyvin työlästä. Pakkausmenetelmien standardisimisella pakkauksista saadaan tasalaatuisia sekä pakkausprsessia yksinkertaistettua ja tehstettua. Tiveena li, että jatkssa pakkausten mitittamisen apuna vidaan käyttää tietkneavusteista hjelmaa, jka mitittaa pakkauksen ja laskee siihen tulevan tavaran määrän. Ohjelma tteutetaan Excel-phjaisena sana tätä työtä. Työn teriasuudessa tutustutaan pakkausmateriaaleihin, pakkaussuunnittelun vaiheisiin sekä pakkausten jakelun asettamiin seikkihin, jtka n hyvä humiida suunnittelussa. Tieta työhön haettiin aihepiirin kirjallisuuden sekä haastatteluiden avulla. Käytännön suudessa tutustutaan nykyiseen pakkausprsessiin ja sen ngelmakhtiin, minkä phjalta tehdään

6 6 parannusehdtukset käytettyihin pakkausmateriaaleihin, pakkausten rakenteisiin ja niiden valmistukseen. Lpuksi parannusehdtusten phjalle suunnitellaan hjelma, jlla pystytään mitittamaan pakkauksia.

7 7 2 Pakkaaminen ja pakkausten suunnittelu 2.1 Pakkaus SFS:n EN standardin mukaan pakkauksella tarkitetaan tutetta, jka n tarkitettu tiettyjen tutteiden säilytykseen ja sujaamiseen kuljetettaessa ja käsiteltäessä tuttajalta kuluttajalle tai käyttäjälle. Pakkaus vi kstua mistä tahansa materiaaleista. Sisällöltään pakkaus vi lla mitä tahansa raakaaineista valmiisiin tutteisiin. (SFS 2004, 15.) Tutteesta riippumatta tehkas pakkaaminen n aina välttämättömyys, kska asiakas haluaa tutteensa tietyn laatuisena ja määräisenä. Js tute saapuu asiakkaalle vahingittuneena, kska tute n pakattu väärin, kärsivät tutteen maine ja myyntiarv. (Karjalainen 1982, 55.) Pakkauksen tärkeimmät perustehtävät vat sujata, säilyttää, mahdllistaa jakelu, kerta tutteesta, sisältää tute, lisätä käyttömukavuutta sekä myydä. Perustehtävät pakkaukselle määrittyvät kuljetettavasta tutteesta, kuljetustavasta ja välineestä, ympäristöstä, kuluttajasta sekä lainsäädännöistä ja viranmaisista. Pakkauksia n klmea eri tyyppiä, jtka vat kuljetus-, ryhmä- ja kuluttajapakkaus. (Järvi-Kääriäinen & Leppänen-Turkula 2002, 15, 23.) Tutustutaan tarkemmin kuljetuspakkauksiin. Kuljetuspakkaus n tärkeä sa lgistista ketjua, kska hyvin suunniteltuna pakkaus helpttaa ja tehstaa jakelua, varastintia sekä käsittelyä. Kuljetuspakkauksen tärkein tehtävä n sujata tutetta kuljetus- ja käsittelyvauriilta. (Finnish German cmpetence netwrk 2014.) Kuluttajapakkauksessa krstuvat markkinintiin ja myyntiin liittyvät visuaaliset minaisuudet. Kuljetuspakkauksessa nämä minaisuudet eivät le niin isssa rlissa. Tyypillisesti kuljetuspakkauksia käytetään vientikuljetuksiin. (Järvi- Kääriäinen & Leppänen-Turkula 2002, 16, )

8 8 2.2 Pakkausmateriaalit Pakkausmateriaaleista valmistetaan tutetta sujaava pakkaus. Käytettävän pakkausmateriaalin hinta ei saa lla kallis, kska se nstaa tutteen kknaiskustannuksia. Käytettyjä pakkausmateriaaleja vat: kuituphjaiset pakkausmateriaalit, muvit, puu, metallit ja lasi. Näistä materiaaleista tutustutaan tarkemmin muveihin ja puuhun. (Opetushallitus 2010.) Muvit Muvit vat keintekisia aineita, jiden raaka-aineena käytetään raaka-öljyä. Ne jaetaan kahteen ryhmään: kerta- ja kestmuveihin. Kertamuvit vat nimensä mukaisesti kertakäyttöistä, eli sulattaminen ja muvaaminen nnistuvat vain kerran, jnka vuksi niiden käyttö pakkaustellisuudessa n vähäistä. Kemiallisen rakenteen ansista kestmuveja pystyy sulattamaan ja uudelleen muvaamaan useita kertja. Lähes kaikki pakkausmuvit valmistetaan kestmuveista, jista n. 60 % n pakkausten päällysteinä käytettäviä justavia kalvja. (Karjalainen & Ramsland 1992, ) Muvilaatuja n useita ja jkaisella n mat minaisuutensa ja käyttökhteensa. Jkaisella muvilaadulla n mat alalajinsa eri tiheys- ja sitkeysminaisuuksineen. Tärkeimpiä pakkausmuveja vat: plyeteeni (PE), plyprpeeni (PP), plyvinyyliklridi (PVC) sekä plystyreeni (PS). (Karjalainen & Ramsland 1992, ) Näistä tutustutaan tarkemmin tämän työn kannalta tärkeään plyeteeniin. Plyeteeni n eniten käytetty muvi pakkaustellisuudessa sen edullisuuden vuksi. Siitä valmistetuista tutteista yli 80 % n pakkauskalvja, jita vat

9 9 kutisteet ja kiristeet (Karjalainen & Ramsland 1992, 80). plyeteeniä Mdifiimalla saadaan sen lämmönkesta ja UV-säteilyn kestävyyttä parannettua, jka n tärkeää etenkin pakkauskalvjen timivuuden kannalta erilaisissa lsuhteissa (Muvimutilu 2014). Kuljetuspakkausten kannalta kutiste- ja kiristekalvt vat tärkeimpiä muveista valmistettavia pakkaustutteita. Kutistekalvn yleisin käyttökhde n tavariden yhteen sitminen lavalle eli vyöttäminen. Pakattaessa kutistekalvlla kne käärii pakkauksen löysään kääreeseen, jnka jälkeen pakkaus viedään lämpötunneliin, missä kalv pehmenee ja alkaa kutistua. Kutistamalla kalv saadaan tiivis, hyvin sitva ja pintaa myötäilevä pakkaus. (Karjalainen & Ramsland 1992, 92, 80.) Pakkaaminen kiristekalvlla pikkeaa kutistemenelmästä siten, että kalvn käärimiseen ei tarvita lämpöä lainkaan. Tyypillisesti kääriminen kiristekalvlla tapahtuu käsin, kiertämällä kalva rullatelineellä pakkauksen ympäri spiraalimaisesti. Kurman yläpuli vidaan sujata erillisellä kalvarkilla tai hupulla (kuva 1). Kiristekalvmenetelmään n saatavilla myös eritasisia ja -hintaisia autmaattisia ratkaisuja. Kiristekalvssa levat jännitykset, jtka pienevät ajan myötä, pitävät kalvn kiinni pakkauksessa antaen näin tiiviin ja tukevan kääreen. Pakattaessa kiristekalvlla materiaalille n minaista, että sen sisempi kerrs tarttuu aiemmin käärittyyn, helpttaen näin pakkaamista. Menetelmänä kiristekalvlla pakkaaminen n npeaa, sekä materiaali- ja laitekustannuksiltaan edullista, minkä vuksi sen susi lisääntyy jatkuvasti tellisuudessa. Materiaalina se n hyvin venyvää sekä sujaa tutetta ksteudelta ja lialta. (Karjalainen & Ramsland 1992, )

10 10 Kuva 1. Pakkauksen kääriminen käsikiristekalvlla (Karjalainen & Ramsland 1992, 190) Puu Puuta käytetään pakkausmateriaalina lähinnä parempaa sujaa vaativien/raskaiden tutteiden vientipakkauksiin. Mnet yritykset valmistavat itse puiset kuljetuspakkaukset tutteilleen. Pakkaustarkituksiin Sumessa käytetään lähinnä mänty- ja kuusilautaa sekä vaneria. Materiaalina puu n kestävää ja sujaa tutetta iskuilta sekä töytäisyiltä. Puupakkaus helpttaa tutteen käsiteltävyyttä ja sallii pinamisen. Susiteltava ksteuspitisuus puulle n %. Suurempi pitisuus tekee pakkauksesta painavamman, nauljen pit heikentyy ja puun vääntölujuus pienenee. Puupakkauksen rakenne, käytettyjen nauljen lukumäärä ja tyyppi vaikuttavat ratkaisevasti pakkauksen kuljetuskestävyyteen. (Karjalainen & Ramsland 1992, ) Tärkeimmät puun pakkauskäyttökhteet vat häkit, laatikt ja kurmalavat (kuva 2). Kurmalavista kerrtaan lisää myöhemmin. Häkkejä (harva puulaatikk) käytetään vientitimituksissa, kun kuljetettava tute n painava tai vaativa. Suunniteltaessa häkkiä tulee sen rakenteeltaan lla tukeva ja helpsti siirrettävissä kneellisesti. Häkin kehikn pitää ympäröidä tute jka pulelta. Häkki n hyvä kuljetuspakkaus tapauksissa, jssa tute ei le kvin arka, mutta tarvitsee käsittely- ja pinamiskestävyyttä. Valmistus- ja rahtikustannuksiltaan häkki n halvempi kuin puulaatikk, kska siihen n käytetty vähemmän raakaaineita ja n näin kevyempi. (Järvi-Kääriäinen & Leppänen-Turkula 2002, )

11 11 Puu- ja vanerilaatikita käytetään esimerkiksi tellisuuden sakuljetuksissa. Ne antavat hyvän sujan herkille kneen sille ja laitteille. Puulaatikn seinät vidaan valmistaa vanerista ja kehyspuut laudasta, näin saadaan kevyempi rakenne kuin pelkästä laudasta valmistettu pakkaus. (Karjalainen & Ramsland 1992, ) Kuva 2. Erilaisia puulaatikita ja -häkkejä (Karjalainen & Ramsland 1992, 110). Perinteisen mäntyvanerin rinnalle kilpailijaksi n tullut OSB-lastulevy, jka n hinnaltaan edullisempaa. OSB n puristamalla ja liimaamalla valmistettu klmikerrksinen levy, jnka puulastut n suunnattu ristikkäin. Lastujen ristiinliimaus vähentää levyn ksteuselämistä ja parantaa taivutuslujuutta. Sumessa levy n melk vähän käytetty, mutta etenkin Yhdysvallissa OSB n jpa syrjäyttämässä perinteisen havuvanerin. Käyttökhteita OSB-lastulevyille vat rakennustellisuuden lattia-, seinä-, ja kattrakenteet sekä pakkaustellisuuden kuljetuspakkaukset. Kska laadultaan ja minaisuuksiltaan OSB n lähes vastaava verrattuna perinteiseen mäntyvaneriin, vidaan sitä käyttää hyvin pitkälti samissa khteissa missä mäntyvaneriakin. (Genetrade 2014.)

12 Pakkaamisen apuvälineet Pakkauksen ikeappinen suljenta n tärkeää sen kestävyyden kannalta. Sulkemistapaa phtiessa n syytä humiida pakkauksen rakenne, suljennan tarkitus sekä materiaali- ja työvimakustannukset. Pakkausten suljentaan n käsikäyttöisiä ja eritasisia autmatisituja laitteita. Tyypillisimpiä suljenta- ja sidntatarvikkeita vat: teipit, liitspaperit, narut, vanteet ja nitmanastat. (Järvi- Kääriäinen & Leppänen-Turkula 2002, 202.) Myös naulaamalla vidaan sulkea pakkauksia. Näistä tarkemmin tutustutaan pakkausvanteisiin ja naulaamiseen Pakkausvanteet Lavakurmien sitmiseen käytetään muvi- ja teräsvanteita. Muvivanteet vat edullisempia ja helpmpia käsitellä kuin teräsvanteita. Työturvallisuuden kannalta muvivanteet vat turvallisempia, kska niissä ei le teräviä reunja, eivätkä ne avattaessa lennä irti vaarallisesti. Muvivanne ei myöskään rustu, sen vetlujuus n hyvä, jpa 7500 N, ja materiaali kierrätettävää. (Etra 2014.) Muvivanteita valmistetaan plyprpeenista (PP), plyeteenitereftalaatista (PET) ja plyamidista (PA). Kevyitä lavakurmia vidaan vanteittaa PPvanteella, jka n materiaalina kevyttä ja taipuisaa. Raskaammat lavakurmat sidtaan kestävämmillä PA- ja PET-vanteilla. Erityisesti PET-vanteet vat syrjäyttämässä perinteisiä metallivanteita sen antaman hyvän vetlujuuden ja edullisuuden ansista. (Karjalainen & Ramsland 1992, 117.) Materiaalina teräsvanteissa käytetään kirkasta ja ksiditua terästä sekä mustaksi lakattua ja sinkkilakattua terästä. Teräsvanteilla sidtut pakkaukset vat erittäin lujia. Tyypillisesti teräsvanteita käytetään puulaatikiden sidntaan. (Järvi-Kääriäinen & Leppänen-Turkula 2002, 203.)

13 13 Vanteitukseen muvi- ja teräsvanteille löytyy käsikäyttöisiä ja täysautmaattisia kneita. Liitskhta muvivanteeseen tehdään jk muvisljella, saumaamalla tai metalliluklla. (Karjalainen & Ramsland 1992, 117.) Naulaaminen Lava- ja pakkausnaulaaminen tapahtuu tellisuudessa usein hyvin rajatulla alueella, jssa nauljen käyttömäärät vat suuria. Paineilmanaulain n tällaisessa tilanteessa paras vaihteht, kska se n työkaluna npea, lutettava ja pitkäikäinen. Pakkausnaulaamisessa käytetyimmät naulapyssytyypit vat rulla- ja vinlipasnaulain. Rullalipasnaulaimen etuna n lippaan suurempi kapasiteetti, kun taas vinlipasnaulaimessa vidaan käyttää pidempiä naulja. (Kartr 2009, ) Käytetyimmät naulat pakkausten suljentaan vat käpy- ja kampanaula (kuva 3). Käpynaulan kiilat pureutuvat puuhun antaen hyvän mekaanisen pidn uls vedettäessä, jka n tärkeää pakkauksen kestävyyden kannalta. Pinnittamalla käpynaula kuumasinkityksellä pystytään parantamaan entisestään ulsvetlujuutta. Kampanaula n minaisuuksiltaan hyvin samankaltainen kuin käpynaula. Myös kampanaulan ulsvetlujuus n hyvä sen kampamaisen rakenteen ansista. (Kartr 2014, 1 3.) Kuva 3. Kampa- ja käpynaulan rakenteet (Kartr 2014, 3). Trätekin tekemässä nauljen ulsvettestissä (kuvi 1) vertailtiin eri naulatyyppien lujuuksia, kun niitä kurmitettiin vetämällä. Kk pylväs (sininen

14 14 + valkinen) kert naulan keskiarvkurman, minkä se kestää vedettäessä, ja sininen minaisarvn. Pylväistä n havaittavissa, että pinnitettu kampanaula kestää veta humattavasti vähemmän kuin pinnittamatn. (Kartr 2014, 3.) Kuvi 1. Trätekin tekemä ulsvettesti erityyppisille naulille (Kartr 2014, 3). Naulaamisen lisäksi pakkauksia vidaan sulkea hakasilla ja ruuveilla. Myös näihin menetelmiin n saatavilla autmaattisia paineilmatyökaluja. Naulaaminen n kuitenkin suljentamenetelmänä susituin sen npeuden ja naulan hyvän pitävyyden ansista. (Kartr 2014.) 2.4 Pakkausten jakelu ja kuljetus Kurmalavat Kurmalava timii phjana tutteiden kkamista, varastintia, käsittelyä ja kuljetusta varten. Kurmalavjen käyttö helpttaa ja npeuttaa isjen

15 15 tavaramäärien käsittelyä, minkä vuksi niitä käytetään jakelujärjestelmässä hyvin paljn. Kurmalavjen hunja pulia vat niiden pain ja tilavuus. Puinen standardilava painaa keskimäärin kg riippuen puun ksteudesta. Lava lisää kurman krkeutta n. 10 %. Kurmalavjen mitat n standardisitu. Sumessa käytetään FIN- ja EUR-lavja. (Karjalainen & Ramsland 1992, ) Valtin Rautatiet (VR) keksivät FIN-lavan vunna Mitiltaan kurmalava n 1200 mm x 1000 mm ja aluksi sitä käytettiin vain VR:n missa kuljetuksissa. Vunna 1980 Sumen kuljetustaludellinen yhdistys (SKY) kehitti vaihtlavajärjestelmän, jta kutsutaan FIN-lavajärjestelmäksi. Vaihtkelpisuus perustuu vapaaehtiseen spimukseen ja tarkittaa sitä, että jkainen lavjen käyttäjä vaihtaa saamansa kurmatut standardimerkityt FIN-lavat tyhjiin vastaaviin. FIN-kurmalava ei le vaihtkelpinen EUR-lavan kanssa. Trukilla FIN-lavaa pystyy käsittelemään kaikilta pulilta, kska se n nelitielava. Oikeuden FIN-lavamerkkiin ja niiden krjaamiseen vaihtkelpiseen kuntn myöntää Sumen standardisimisliitt. (Karjalainen & Ramsland 1992, ) Eurpassa yleistä EUR-lavaa (kuva 4) käytetään Sumessa vientikuljetuksissa. Mitiltaan lava n 1200 x 800 mm ja sen tunnistaa EURplttmerkistä. (Karjalainen & Ramsland 1992, ) Kuva 4. Standardin mukainen EUR- ja FIN-lava (OR Grup 2009).

16 Kuljetuskntit Kntti n kuljetusyksikkö, jka sveltuu käytettäväksi kaikkiin kuljetusmutihin ja n tarkitettu tistuvaan käyttöön. Se vidaan siirtää kuljetusyksiköstä tiseen sellaisenaan, jka npeuttaa lastausta, kska kntin sisältämiä tutteita ei tarvitse uudelleen kurmata. Knttien mititus perustuu amerikkalaiseen ISOstandardiin, jnka käytetyimmät knttiyksiköt vat 20 ja 40 kntit. (Transprt infrmatin service 2014.) Kntteja n usean mallisia, jista tärkeimmät vat umpi- ja avkntti. (Ritvanen, R., Inkiläinen, A., Vn Bell, A., Santala, J ) Mlemmat knttityypit vat vesitiiviitä ja näin llen sveltuvat merelle, maalle ja raiteille. Tauluksta 1 nähdään tärkeimpien standardi knttien päämitat. Umpikntti (Dry carg cntainer, DC) n suljettu kntti, jnka katt ja seinät vat kiinteät. Ovet sijaitsevat kntin päissä, jsta kurma lastataan ja puretaan. Avkntin (Hard tp cntainer, HC) katt ja vet vat irrtettavia, jka helpttaa lastin käsittelyä, kska kurma pystytään purkamaan ylhäältä nsturilla tai ajamalla trukki sisään. Katn pystyy kiinnittämään kntin sisäseinään, jka mahdllistaa krkeiden tutteiden kuljetuksen. (Transprt infrmatin service 2014.)

17 17 Taulukk 1. Knttien ISO-standardin mukainen mititus (OY Marine Cntainer Yard AB 2014) Kuljetusrasitukset Kuljetusrasitukset vat vimia, jtka pyrkivät muuttamaan kuljetettavan tavaran muta. Ne syntyvät kuljetusvälineen liikkeiden seurauksena. (Karjalainen & Ramsland 1992, 212.) Perusvaatimuksia, jita vidaan asettaa kuljetettavalle tutteelle, kuljetusmudsta riippumatta vat: - Tute täyttää pakkauksen kknaan. - Pakkauksen mititus ja materiaali valinta n tteutettu siten, että ne kestävät kuljetuksen aikaiset ksteuden- ja lämpötilanmuutkset. - Iskunvaimennus n riittävä ja tutekhtainen. - Tavara n yksilöity tai n mahdllista yksilöidä trukilla käsiteltäväksi. - Merkitään tarvittaessa kiinnitys- ja nstkhdat. (Järvi-Kääriäinen & Leppänen-Turkula 2002, )

18 18 Tavaran kuljetukseen käytettävät kuljetusmudt vat meri-, maantie-, rautatie ja lentkuljetukset. Jkaisella kuljetusmudlla n sille minaispiirteet ja rasitustyypit. (Karjalainen & Ramsland 1992, 212.) - Merikuljetukset Pinamiskrkeus 4 12 m Lämpötilaert vivat lla jpa 50 C mentäessä maasta tiseen mudstaa ksteutta pakkauksen sisälle tute kastuu Sade- ja merivesi ulkisena uhkana pakkaukselle Pikittaiset heilahdukset lastin hulellinen kiinnittäminen ja tukeminen Käsittelytapa Ll-käsittely (lift n lift ff) Rr-käsittely (rll n rll ff) - Maantiekuljetukset Pinamiskrkeus terminaaleissa 1 3 m ja autissa max. 2,5 m Tavaran särkyminen ja häviäminen suurin uhka Pakkauksen kneellinen käsiteltävyys (yksiköinti) vähentää riskejä Teiden kunt tärinä, iskut sidnnan löystyminen - Rautatiekuljetukset Pinamiskrkeus terminaaleissa 1 2 m ja vaunuissa max. 2,8 m Vaunujen laskumäki- ja vaihttyökäsittely tavarat altistuvat sysäyksille - Lentkuljetukset Pinamiskrkeus max. 2 m, pakkauksia ei pinta päällekkäin. (Karjalainen & Ramsland 1992, )

19 19 Nrmaalit kuljetusrasitukset pakkauksilla vat: mekaaniset, ilmastlliset ja bilgiset rasitukset. Mekaaniset rasitukset jaetaan varastinti-, käsittely- ja kuljetusrasituksiin. Pakkauksia käsiteltäessä niihin khdistuu useamman tyyppisiä rasituksia: (Järvi-Kääriäinen & Leppänen-Turkula 2002, ) - Pakkauksia vedetään ja työnnetään - Pakkauksiin khdistuu vääntöä, etenkin nstettaessa pitkiä pakkauksia - Iskut - Lastin tuenta ja kiinnitys aiheuttavat puristusta. (Järvi-Kääriäinen & Leppänen-Turkula 2002, ) Kuljetusrasitukset khdistuvat kuljetuksessa kuljetusvälineeseen ja tätä kautta ne vaikuttavat myös pakkaukseen. Kuljetusrasituksiin vaikuttavat matkan pituus, kuljetusajankhta sekä kuljetusvälineen minaisuudet, kuten autn jusitus, junien vaiht ja merialue. Tyypillisimmät kuljetusrasitukset vat iskut, heilahdukset, tärinä ja vääntö. (Järvi-Kääriäinen & Leppänen-Turkula 2002, ) Iskut tapahtuvat usein äkillisen putamisen tai pysähtymisen vaikutuksesta. Kurmattaessa pakkaus saattaa tippua tai kaatua. Kuljetusvälineissä iskuja aiheuttavat rautateiden vaihteiden vaihdt, laivan heilahtelut sekä teiden kupat ja kaarteet. (Järvi-Kääriäinen & Leppänen-Turkula 2002, ) Tärinää aiheuttavat esimerkiksi autjen jusitus ja tiestön kunt. Krkea tärinä saattaa kiillttaa ja naarmuttaa pintja sekä murentaa hiutalemaisia tutteita. Lavakurmat vivat myös aueta ja hajta värähtelyn vimasta. (Järvi- Kääriäinen & Leppänen-Turkula 2002, 27.) Puristusta n kahta tyyppiä: kk ajan vakivimalla puristavaa staattista puristusta ja vaihtelevaa dynaamista puristusta. Varastpinaminen n

20 20 tyypillisin tilanne, jka aiheuttaa puristusta. Puristusvimaan vaikuttavat pinn krkeus, pain ja varastintiaika. Pitkäaikainen jatkuva staattinen puristus heikentää pakkauksen lujuusminaisuuksia. Hulimattmasti pintut lavat vivat aiheuttaa alemman lavan vähittäisen luhistumisen ja näin kk pinn kaatumisen. On tärkeää pinta lavat siten, että niiden painpisteet khdistuvat tasaisesti alemman lavan kantaviin khtiin. Susiteltavaa n, että pakkaus suunnitellaan 3-7 kertaa kestävämmäksi kuin laskettu tarvittava pinamiskestävyys. (Järvi-Kääriäinen & Leppänen-Turkula 2002, 28.) Lämpötila ja ksteus, mitkä vaikuttavat pakkauksen lujuus- ja iskunvaimennusminaisuuksiin, saattavat vaihdella hyvin paljn mentäessä maasta tiseen. Esimerkiksi ksteuden llessa Sumessa talvella 5 % saattaa se trpiikissa lla 100 prsenttia. Muita tällaisia ilmaststa jhtuvia rasituksia vat: (Järvi-Kääriäinen & Leppänen-Turkula 2002, 24.) - Kastuminen: krkea suhteellinen ksteus, sujaamatn rahti, vesisade, merivesi, ksteuden tiivistyminen ja ulkvarastinti - Lämpötila: yön ja päivän lämpötilaer tai siirryttäessä lämpimiin maihin - UV-säteily: haurastuttaa, haalistaa ja saa aikaan kemiallisia muutksia jissain tutteissa - Ilman epäpuhtaudet ulkvarastinnissa - Krrsi: metalli syöpyy ja rustuu. (Järvi-Kääriäinen & Leppänen-Turkula 2002, ) Bilgiset rasitukset jhtuvat tavaran mista minaisuuksista tai pieneliöiden aiheuttamista haitista. Etenkin lastitilan lsuhteiden llessa tlliset hun ilmankiert, lämpö- ja ksteuslsuhteet spivat, saattavat vahingt lla suuret ja kk lasti pilalla. Bilgisia rasituksia vat: (Järvi-Kääriäinen & Leppänen- Turkula 2002, 25.) - hmehtuminen, puu

21 21 - sinistyminen, puu - tuhhyönteiset, puu, elintarvikkeet. (Järvi-Kääriäinen & Leppänen-Turkula 2002, 25.) Mduulimititus Mduulimitituksella tehstetaan tilankäyttöä ja säästetään rahtikustannuksissa, jtka määräytyvät lavametreistä, kuutimetreistä tai kilista. Mduuliajatus perustuu 600 mm x 400 mm lavapakkauksen phjamittaan, jhn vidaan tehdä jatk-sia. Mduulimititetut pakkaukset spivat kaikkiin standardinmukaisiin kuljetus- ja käsittelyvälineisiin sekä hyllyihin. Mduulimititetuista pakkauksista ktut kurmat tukevat tisiaan sekä niitä pystytään käsittelemään autmaattisesti, mikä parantaa kustannustehkkuutta. (Ritvanen ym. 2011, 74.) 2.5 Pakkaussuunnittelu Pakkaussuunnittelu käsittää pakkauksen visuaalisen rakenteen, vahvuuksien, mittjen ja pakkausmenetelmien suunnittelun (Karjalainen 1982, 83 61). Tarve pakkauskehitykseen vi lähteä hyvin erilaisista lähtökhdista: markkininti (uusi tute), tutant (uusi pakkauslinja/tutantvlyymin muuts) tai lgistiikka (kustannustehkkuus) (Järvi-Kääriäinen & Leppänen-Turkula 2002, ). Prsessina pakkaussuunnittelu jakautuu klmeen saan: tietjen keruu, suunnittelu ja ratkaisut (Karjalainen 1982, 89). Tietjen keruuvaihe n tärkeä, kska siinä selvitetään pakkauskknaisuuteen vaikuttavat välilliset ja välittömät tekijät. Näiden tekijöiden kartittaminen n syytä tehdä hulella, sillä yksittäiset tekijät vivat muuttaa pakkaussuunnittelun suuntaa tai sittaa

22 22 kehitystarpeita. Tieta kerätään seuraavista asiista. (Karjalainen & Ramsland 1992, 39.) - Tute: Antaak tute pakkaukselle lisää lujuutta tukemalla sitä vai nk pakkauksen kestettävä yksin kaikki mekaaniset rasitukset Muuttuuk jkin tutteessa leva minaisuus (mekaaninen, fysikaalinen jne.) pakattaessa Onk tutteen minaisuus haitallinen pakkauksen timivuuden kannalta, ja vidaank sitä muuttaa ilman suuria kustannuksia? Mitkä vat tutteen mekaaniset, fysikaaliset ja kemialliset minaisuudet - Tutant: Tutannn vlyymin ja vauhdin suuruus Kerralla valmistettavan erän suuruus Tutteen hinta ilman pakkausta Onk mahdllista vähentää tutantvirran epätasaisuuksia - Pakkaaminen: Tilat, laitteet ja henkilökunta, jtka vat käytettävissä Tutteen välivarastinti- ja siirtmahdllisuudet Tutteen määrä, jka halutaan pakkaukseen Pakkaajien ja työnjhtajien tarpeet - Pakkaustarvikkeet: Pakkauksen tarkat mitat ja rakenne Millä pakkausmateriaaleilla täytetään pakattavan tutteen vaatimukset? Lista kaikista pakkaukseen käytettävistä materiaaleista, tarvikkeista ja apuaineista - Osttiminta:

23 23 Pakkaustarvikkeiden mitat, hinnat, timitusajat ja saatavuus Käytettävän pakkausmateriaalin laatu ja mahdlliset sen aiheuttamat haitat Materiaalin varastintivaatimukset - Varastinti: Tutteen kiertnpeus varastssa sekä varastintitapa Varast-lsuhteiden sveltuvuus tutteelle Varastn hylly ja lattiamitat - Jakelu: Pakkausten kuljetukseen käytettävä kalust Jakelun aikana tapahtuvan välivarastinnin lsuhteet Rasitukset, jtka khdistuvat tutteeseen kuljetuksen-, käsittelyn-, ja varastinnin aikana. Jakelutien rasittavin sa - Markkininti: Viennin erikisvaatimukset Merkinnät ja standardit, jtka vat lakisääteisiä - Ympäristö: Kierrätettävyys Pakkaus palautettava/pltettava. (Karjalainen & Ramsland 1992, ) Kerättyjä tietja tarkastellaan ja phditaan niiden asettamia vaatimuksia pakkauksen timivuuden kannalta. Asettaak varastinti ja jakelu esimerkiksi mitituksellisia tai rakenteellisia vaatimuksia pakkaukselle. (Karjalainen 1982, ) Saatujen tietjen phjalta tehdään ratkaisumalli, eli suunnitelma, jssa tarkastellaan laaditun suunnitelman taludellisuutta, pakkausketjun

24 24 timivuutta/tehkkuutta, ergnmiaa sekä ylläpit-, ja kulutuskysymyksiä. (Karjalainen. 1982, 43.) Pakkausmateriaalien valinnassa päädytään kustannuksiltaan edullisimpaan kknaisuuteen. Halvin pakkausmateriaali ei le aina taludellisin, kska virhepakkauksia saattaa syntyä enemmän, jllin taludellisempaa n käyttää hieman kalliimpaa materiaalia. (Karjalainen & Ramsland 1992, ) Pakkauksessa tyhjä tila n minimitu sekä mitituksessa nudatettu standardeja. Standardimititus helpttaa tutteen käsiteltävyyttä, jka taas vähentää pakkausta rasittavia käsittelykertja ja näin npeuttaa jakelua. Myös käsittelymerkinnät auttavat jakeluketjua tutteen ikeanlaisessa käsittelemisessä. Näillä timenpiteillä saadaan jakelukustannuksia pienemmiksi. (Karjalainen & Ramsland 1992, ) Pakkaus n suunniteltu jakeluketjun rasittavimman vaiheen mukaan. Suunnittelussa n tettu humin myös asiakkaan tiveet ja pakkauksen avattavuus (Karjalainen & Ramsland 1992, 40 43). Suunnitteluvaiheeseen kannattaa käyttää riittävästi aikaa, että mahdlliset kuljetuskkeet ja rasitustestit saadaan tehtyä sekä tulksista saadut virheet krjattua. Myös kustannuslaskennan tek kuuluu suunnitteluvaiheeseen. Valmis pakkaus esitellään ja hyväksytetään prjektissa mukana levilla vastuuhenkilöillä. Dkumentinnin salta pakkaussuunnitelmasta pitäisi syntyä piirustukset pakkausmalleista, kustannuslaskenta, selstus pakkausmenetelmistä ja aikataulu. (Karjalainen & Ramsland 1992, )

25 25 3 Exel Cmpsites Oyj:n pakkausprsessin lähtötietjen kartitus Suunnitteluhjeen mukaisesti työn käytännön suus tteutetaan järjestyksessä: tietjen keruu, suunnittelu ja ratkaisut. Työn phjatietna käytetään haastatteluiden perusteella tehtyä selvitystä, jnka phjalta tutustuttiin aiheeseen, ryhmiteltiin nykyiset kuljetuspakkaukset ja selvitettiin ngelmakhdat. Työssä haastateltiin tutannn, varastinnin ja tutekehityksen asiantuntijita. 3.1 Pakkausprsessin nykytilanne Exelillä Pakkausprsessi timii Exel Cmpsitesillä siten, että lavantekijä saa pakattavan tutteen painn ja mitat, jiden phjalta pakkaus mititetaan ja valmistetaan. Pituudeltaan pakkaus vi lla mitä vain 0,5 ja 13 metrin väliltä. Js pakkaus n yli 5,1 metriä pitkä, ei käytetyn 22 x 100 mm laudan pituusmitta riitä, jllin judutaan tekemään lautjen päittäisliitksia. Päittäisliitkset vat yksi pitkien pakkausten heikista khdista. (Varis 2014.) Pakkausten valmistukseen käytetään pääasiassa 730 mm leveitä valmiita kertalavja, jtka timivat pakkauksen phjana, ja jita yhdistelemällä saadaan halutun mittainen pakkaus. Rakenteeltaan kertalavat vat pääsin samanlaisia kuin standardilavat ja ne liitetään tisiinsa naulaamalla 22 x 100 mm:n laudalla. Js pakkauksen haluttu leveys n muu kuin 730 mm, ei kertalavja pystytä käyttämään, jllin pakkaus tehdään kknaan itse laudasta ja lavapalikista. Kun kertalavat n yhdistetty tisiinsa, naulataan lavan sivuihin pystylaudat helpttamaan tutteiden asettamista lavalle. Lpuksi, js tarvetta, lavantekijä vuraa pakkauksen sisäsan aaltpahvilla, jka sujaa tutetta naarmuuntumiselta. (Hälinen 2014.)

26 26 Käytetyt kertalavat vat pituudeltaan 3030, 1860, 1520, 1420, 1150 ja 1020 mm. Jkainen kertalava n mititettu jllekin tutteelle, jlla n suuri menekki ja jnka pakkauksen phjaksi ne käyvät sellaisenaan. Tällaisia tutteita vat esimerkiksi yritys X:lle menevät putket. Tilaamalla lavat valmiina tällaisille tutteille säästetään kustannuksissa, kska lavjen valmistaminen itse lisi tdella työlästä niiden suuren menekin vuksi. (Varis 2014.) Valmis pakkausphja siirretään sivuun dttamaan täyttöä. Tutteet pakataan pakkaukseen suraan linjastlta. Kun pakkaus n täytetty, tudaan se takaisin pakkaamn, jssa se suljetaan naulaamalla, kelmutetaan kiristekalvlla ja lpuksi vedetään metallivanteet pakkauksen ympäri. Tämän jälkeen pakkaus siirretään trukilla varastn lastausta varten. (Hälinen 2014.) Pakkaukset lastataan suraan knttiin tai autn lavalle, jsta ne kuljetetaan kurma-autlla suraan määränpäähän tai satamaan merikuljetusta varten. Pakkauksen mitituksessa ei humiida kuljetustapaa. (Hälinen 2014.) 3.2 Pakkausten jattelu Haastatteluiden phjalta tehdystä pakkausten jattelusta ilmeni selvästi neljä pääryhmää (liite 1), jtka vidaan jakaa alaryhmiin. Työssä keskitytään ensimmäiseen ryhmään eli pakkauksiin, jtka mititetaan ja valmistetaan itse. Rakenteeltaan ensimmäisen ryhmän kaikki pakkaukset vat pääsin hyvin samanlaisia, jissa pakkauksen phjana käytetään lavarakenteita. Pikkeuksena vat pitkät ja painavat yli 10-metriset prfiilit, jiden pakkauksen phjarakenteena käytetään 50 x 100 mm lankkua. Käyttämällä kakksnelsia pakkauksen phjana saadaan lisäjäykkyyttä. (Hälinen 2014.)

27 27 Arvkkaat ja herkät prfiilit, jtka n valmistettu hiilikuidusta, verhtaan kauttaaltaan jk vanerilla tai laudalla antamaan lisäsujaa iskuja vastaan. Lasikuitututteille sujaksi riittää puuhäkki ja kiristekalv. (Hälinen 2014.)

28 28 4 Suunnittelu ja testaus 4.1 Parannusehdtukset Haastatteluiden ja lähdemateriaalien phjalta tehtiin parannusehdtukset Exel Cmpsites Oyj:n pakkausprsessiin. Tarkastelun khteeksi tettiin pakkausmateriaalit, pakkausmenetelmät ja pakkausten rakenteet. Lpputulksena saatiin klme pakkausrakennetta jiden valmistettavuus n tettu humin suunnittelussa. Suunnittelussa tutustuttiin myös käytössä leviin pakkausmateriaaleihin ja listattiin mahdlliset krvaavat vaihtehtiset materiaalit Pakkausmateriaalit Pakkauksiin ja pakkausmenetelmiin liittyvistä mahdllisista parannuskhteista lähdettiin liikkeelle käytetyistä pakkausmateriaaleista. Haastatteluiden phjalta tutustuttiin kaikkiin käytettyihin pakkaustarvikkeisiin, niiden käyttökhteisiin ja hintihin. Käytössä levat pakkausmateriaalit ja niiden krvaavat vaihtehdt taulukitiin (taulukk 2). Suurimmaksi saksi käytetyt materiaalit livat hyviä ja käytännöllisiä, mutta myös jitain mahdllisia parannuskhteita löytyi.

29 29 Taulukk 2. Käytössä levat pakkausmateriaalit ja krvaavat vaihtehdt Pakkausmateriaali Käyttökhde Krvaava vaihteht Palikka 80 x 80 x 100 mm Pakkauksen valmistus Lauta 22 x 100 mm Pakkauksen valmistus Lankku 50 x 100 mm Pakkauksen valmistus Kertakäyttölavat, useita mittja Pakkausten valmistus Havuvaneri Sujaa iskuilta, pölyltä, ksteudelta OSB-lastulevy Kiristekalv, valkinen Sujaa UV-säteilyltä, pölyltä ja ksteudelta Kiristekalv, kirkas Sujaa pölyltä ja ksteudelta Metallivanne Pakkauksen sulkeminen Muvivanne Aaltpahvi (rulla) Pehmuste Pakkausteippi, ruskea Suljenta Pakkausteippi Exelin lglla Kkntaitettava pahvilaatikk Pakkaus pienille/kevyille tutteille Pahvilaatikk Exelin lglla Stryrx pala Välipehmuste Vaneriliuskat Välipirkka Kampanaula Suljenta Niit Suljenta Ruuvi Suljenta Mäntyvanerille krvaavana materiaalina visi lla OSB-lastulevy, jnka käyttö pakkauksissa n yleistä etenkin Amerikassa sen edullisemman hinnan vuksi. Jäykkyys- ja ksteudenkest-minaisuuksiltaan lastulevy n lähes vastaavaa kuin mäntyvaneri, mutta hinnaltaan halvempaa. (Genetrade 2014.) Metallivanteet, jtka taitetaan pakettien ali, katkeavat jskus tarttuessaan kiinni betnilattiaan, kun pakkauksia siirretään raahaamalla. Katketessaan metallivanne saattaa sinkutua vaarallisesti (Kskinen 2014). Metallivanteelle vaihtehtisena materiaalina visi lla PET-muvivanne. Hinnaltaan muvivanne n edullisempi, jnka lisäksi sitä n helpmpi ja turvallisempi

30 30 käsitellä. Muvivanteen reunat eivät le teräviä ja katketessaan se ei sinkudu samalla vimalla. Ongelmana muvivanteen käytössä tulee sen katkeamisherkkyys, kun pakkausta raahataan lattiaa pitkin ja vanne jää kiinni lattiassa leviin epätasaisuuksiin. Vidaan lettaa, että muvivanne katkeaa herkemmin kuin vastaava metallinen. Muvivanteen käyttööntt vaatii materiaalin hulellista testausta käytössä. Vaikka hinnaltaan muvivanne n halvempi, saattavat kknaiskustannukset nusta suuremmiksi virhepakkausten määrän kasvaessa. Pakkausten ulknäkö n hyvin vaatimatn, eivätkä ne tu esiin millään tavalla yritysimaga (Kskinen 2014). Käytössä levat pahvilaatikt ja teipit vitaisiin krvata vastaavilla, jihin n painettu yrityksen lg. Lg tisi esiin paremmin yritystä ja pakkaukset näyttäisivät siistimmiltä, mikä kannustaisi myös käsittelemään niitä hulellisemmin Pakkausten valmistus Pakkausten valmistamisessa käytetään paljn apuna 730 mm leveitä kertalavja, jtka npeuttavat pakkausten valmistamista. Kertalavjen varsinainen käyttökhde vat tutteet, jilla n suuri menekki. Jkainen kertalava n mititettu jllekin tutteelle ja lavjen välinen mittavaihtelu n hyvin pieni. Kertalavjen käyttö sellaisenaan n järkevää, mutta niiden hyödyntäminen pakkauksissa, jtka valmistetaan kyseisiä kertalavja yhdistelemällä, ei le kannattavaa, kska lavja ei le mititettu siihen käyttötarkitukseen. Kertalavista valmistetut pakkaukset vat materiaalikustannuksiltaan kalliita. Kska kertalavat tilataan valmiina, judutaan alihankkijalle maksamaan materiaalista ja työstä aiheutuvien kustannusten lisäksi kate. Tämän lisäksi lavat judutaan liittämään tisiinsa pitkillä lautajuksuilla, jista aiheutuu lisää materiaalikustannuksia. Ratkaisu ngelmaan visi lla, että kertalavat krvattaisiin elementeillä (kuva 5), jtka tilattaisiin valmiina. Kuljetuksessa elementit vievät vähemmän tilaa kuin

31 31 kertalavat, mikä mahdllistaa suurempien määrien tilaamisen kerralla. Elementtien saatavuus lisi parempi, eivätkä ne lppuisi kesken niin npeasti kuin kertalavat. Myös pakkausten valmistaminen lisi edullisempaa, kska elementtejä ei tarvitse liittää tisiinsa samalla tavalla kuin kertalavja. Elementtejä lisi kahta leveyttä, kapeammalle tutteelle 350 mm ja leveämmälle 730 mm. Kuvasta 5 piketen 350 mm leveä elementti valmistetaan kahdesta lavapalikasta. Kyseisillä leveyksillä ISO-kntti 2,4 m x 2,4 m x 12 m saadaan täytettyä tiiviisti leveyssuunnassa. Tilankäytön kannalta pakkausten leveysmitan vakiinnuttaminen kahteen leveyteen n järkevää, kska mduulimitituksen periaatteen mukaisesti päällekkäin pinttaessa saman dimensiiset pakkaukset tukevat tisiaan, ja tilankäyttö niin varastinnissa kuin myös kuljetuksessa tehstuu. Kuva 5. Elementti 730 mm leveä Pakkausten valmistuksen npeuttamiseksi valmistetaan yksinkertainen jigi-systeemi, jka helpttaa elementtien paikittamista ja asettamista. Rakenteeltaan jigi n vähintään 7 metriä pitkä sura putkipalkki, jhn n teipattu mittateippi. Elementit asetetaan palkkia vasten, jsta lavantekijä näkee suraan niiden paikan ja jta vasten ne asettuvat suraan linjaan. Jigin käyttö npeuttaa lavjen valmistusta, kun ylimääräinen mittailu ja palikiden asettelu jää pis Pakkaukset ja niiden rakenne

32 32 Nykyisten pakkausten krvaavaksi vaihtehdksi suunniteltiin klme eri jäykkyyksistä pakkausta, jtka kattavat kk Exel Cmpsitesin tutannn. Spiva pakkaus pakattavalle tutteelle valitaan tutteen pituuden perusteella. Materiaalikustannuksiltaan kaikki suunnitellut pakkaukset vat edullisempia kuin vastaavat pakkaukset, jiden valmistamiseen n käytetty kertalavja. Js pakattava tute n herkkä vauriitumaan, vidaan kaikki pakkaukset verhta ympäriinsä vanerilla tai laudalla. Pakkausten esimerkkikuvia vidaan käyttää pakkausten valmistuskuvina (kuvat 6, 7 ja 8). Pakkaus 1 (kuva 6) n tarkitettu kevyille tutteille, jtka vat 0 5,1 metriä pitkiä. Hinnaltaan pakkaus 1 n halpa ja rakenteeltaan kevyt. Lyhyt pakkaus saa painaa jpa 1000 kg ja lla rakenteeltaan kevyt, kska trukilla nstettaessa ilmaan pakkaus käytännössä lepää trukinpiikkien päällä, eikä pääse taipumaan, jllin pakkaukseen khdistuvat rasitukset eivät le niin suuria. Kuvan W-mitta n pakkauksen leveys ja L-mitta pakkauksen pituus. Kuva. 6. Pakkaus 1:n rakenne, pituusmitta L ja leveysmitta W Pakkaus 2 (kuva 7) n rakenteeltaan jäykempi kuin pakkaus 1. Pituudeltaan pakkaus 2:een pakattavat tutteet vat 5,1 8 metrisiä keskipitkiä tutteita, mikä

33 33 tarkittaa sitä, että käytetyn sahatavaran pituus ei riitä, jllin judutaan tekemään lautjen päittäisliitksia. Pakkauksen keskisa, jhn lautjen päittäisliitkset tulevat, vahvistetaan 5,1 metrisellä tuplalaudituksella. Liitkset jäävät päällyslautjen alle piiln, jllin niiden vaikutus pakkauksen taipumaan ei le niin suuri. Pakkauksen päihin lisätään tarvittava määrä pikittaisia lautja, jilla pakkauksen phja saadaan samaan tasn. Pakkauksen A-mitta n jatkslaudan pituus, kun pakkauksen kknaispituudesta vähennetään käytössä levan laudan maksimipituus 5100 mm. Kuva 7. Pakkaus 2:n rakenne, pituusmitta L, leveysmitta W ja jatkslaudan mitta A Pakkaus 3 (kuva 8) n suunnittelluista pakkauksista painavin ja kustannuksiltaan kallein, mutta rakenteeltaan jäykin. Pakkaus 3 n tarkitettu painaville ja pitkille yli 8 metrisille tutteille. Rakenteeltaan pakkaus 3 eraa muista pakkauksista pituuden lisäksi kansilauditukseltaan, jka naulataan kaksinkerrin kk matkalle pituussuunnassa. Tuplalauditus antaa pitkälle ja painavalle pakkauk-

34 34 selle lisäjäykkyyttä. Pakkausrakenteiden ja valmistuksen yhdenmukaistamiseksi tarkitus n, että pakkaus 3 krvaisi käytössä levan pakkauksen, jka valmistetaan kakksnelsista. Pakkaus 3:n etu verrattuna kakksnelsista valmistettavaan pakkaukseen n sen parempi käsiteltävyys. Kakksnelsista valmistettua pakkausta ei pystytä nstamaan trukilla sivusta ilmaan. Kuva 8. Pakkaus 3:n rakenne, kun kannessa tuplalauditus (44 mm), pituusmitta L ja leveysmitta W 4.2 Pakkausten testaus Pakkausten testauksessa käytettiin apuna Cre:n FEM-hjelmista. Ohjelmistn avulla vertailtiin käytössä ja suunnitelmissa levien pakkausten jäykkyyksiä niiden taipumien avulla. Vertailun mahdllistamiseksi aiemmin suunnitellut ja nykyisin käytössä levat pakkaukset mallinnettiin yhtä pitkiksi. Tarkastelun khteena n 5 erilaista pakkausta, jita kurmitetaan kahdessa eri tilanteessa. Pakkaukset mallinnettiin slidina ja tuennat tteutettiin siten, että niillä pyrittiin kuvaamaan ikeaa tilannetta. Naulaliitksia mallinnuksessa ei humiitu, kska liitksia yhdessä pakkauksessa vi lla useita satja. Liitsten lisääminen lisi tehnyt

35 35 laskennasta liian raskaan. Laskennassa ei myöskään pystytty humiimaan pakattavista tutteista aiheutuvaa epätasaista kurmitusta, jnka suuruuteen vaikuttavat tutteen jäykkyys, pain ja kitka. Kurmittavana vimana n pakkauksen ma massa, jka jakautuu tasaisesti pakkauksen phjaan. Laskennassa keskitytään pakkauksen phjan kurmittamiseen, kska pakkauksen yläsa n kaikissa pakkauksissa rakenteeltaan samanlainen ja näin llen sen vaikutus jäykkyyteen n sama kaikissa pakkausrakenteissa. Lujuuslaskentaa varten selvitettiin pakkausmateriaalina käytettävän puun materiaalitiedt. Tätä varten tettiin yhteyttä sahatavaran lujuuslajitteluyhdistykseen (SLLY), jsta kerrttiin, että pakkauksissa käytettävä sahatavara tdennäköisesti täyttää C16-lujuuslukan vaatimukset. Käytetyn lujuuslukitellun puun materiaalitiedt löytyvät SFS-EN 338 standardin tauluksta. (Makknen 2015.) Tuenta päädyistä Tuenta päädyistä kuvaa tilannetta, jssa pakkaus nstetaan trukilla ilmaan tisesta päädystä, jllin pakkauksen tinen pää makaa lattiaa vasten. Tämä n tyypillinen tapa, jlla pakkauksia käsitellään Exel Cmpsitesillä. Crella mallinnettuna tilanne n tdellista pahempi, kska nstettaessa päädystä pakkaus njaa enemmän lattiaan, jsta se saa lisätukea. Näin pakkaukseen khdistuvat rasitukset eivät le niin suuria ja näin llen pakkaus myös taipuu vähemmän. Alla esimerkki (kuva 9) kyseisestä tilanteesta, kun pakkaus n valmistettu kakksnelsista. Rakennetta käytetään tällä hetkellä pitkien ja painavien tutteiden pakkauksena. Kuvan pakkaus n 7,5 metriä pitkä ja rakenteeltaan tdella jäykkä, jssa ei le heikkja khtia, mikä nähdään kuvasta pakkauksen tasaisena taipumana. Suurimmat rasitukset tulevat pakkauksen keskisaan.

36 36 Kuva 9. Päistä tuetun kakksnelsista valmistetun pakkauksen taipuma, jka n esitetty krstetusti Kyseinen rasitustilanne tteutettiin kaikille pakkauksille. Saadut tulkset kttiin taulukkn 3, jssa n myös humiitu pakkauksen hinta, jka n laskettu siihen menevän sahatavaran ja nauljen menekin mukaan. Hinnassa ei le humiitu työstä ja materiaalihävikistä syntyviä kustannuksia. Pakkausrakenteiden jäykkyyden vertailun helpttamiseksi kaikki taulukn pakkaukset mallinnettiin 7,5 metriä pitkiksi. Taulukk 3. 7,5 metriä pitkien pakkausten taipuma päädyistä tuettaessa Pakkaustyyppi Taipuma (mm) Hinta/pakkaus ( ) Pakkaus kakksnelsista 2,10 X Pakkaus 3 2,74 X Pakkaus kertalavista 3,00 X Pakkaus 2 5,93 X Pakkaus 1 7,49 X Tauluksta 3 nähdään, että jäykimmät pakkaukset vat myös materiaalikustannuksiltaan kalleimpia. Tulsten perusteella pakkaus 1 n jäykkyydeltään selvästi heikin ja kakksnelsista valmistettava pakkaus jäykin.

37 Tuenta keskeltä Tuenta keskeltä kuvaa tilannetta, jssa pakkaus nstetaan trukilla sivusta ilmaan. Tämä n yleisin tapa käsitellä pakkauksia. Kuvassa 10 n esimerkki kyseisestä tilanteesta, kun pakkaus n valmistettu kertalavista. Pakkaus n 7,5 metriä pitkä ja valmistuksessa n käytetty 1 x 3030 mm ja 2 x 1520 mm kertalavja, mitkä n yhdistetty tisiinsa 22 x 100 mm laudilla. Kertalavjen yhteenlaskettu pituus n 6190 mm, jllin lavjen väliin jää 2 x 715 mm rak. Erityisesti lavjen väliin jäävien rakjen vaikutus pakkauksen kknaistaipumaan n merkittävä. Suurimmat rasitukset khdistuvat pakkauksen päihin. Kuva 10. Keskeltä tuetun kertalavista valmistetun pakkauksen taipuma, jka n esitetty krstetusti Tauluksta 4 nähdään, että pakkaus 2 n vertailun jäykin. Tuls selittyy sillä, että pakkaus 2 n vahvistettu vain keskeltä, jhn myös suurin taivutusmmentti khdistuu. Keskeltä nstettaessa lautatavaran määrällä pakkauksen päissä jäykkyyden kannalta ei le niin suurta merkitystä.

38 38 Taulukk 4. 7,5 m pakkausten taipuma keskeltä tuettaessa Pakkaustyyppi Taipuma (mm) Taipuma td. (mm) Hinta/pakkaus ( ) Pakkaus 2 3,67 30 X Pakkaus kakksnelsista 3,83 X Pakkaus 3 3,89 X Pakkaus kertalavista 4,23 35 X Pakkaus 1 7,43 X Tulsten lutettavuutta tukemaan valmistettiin kaksi testin pakkausta käytännössä, jiden taipumat mitattiin, kun ne nstettiin trukilla keskeltä ilmaan. Tulksista (taulukk 4) nähdään, että tdellisuudessa taipumat vat mninkertaiset. Pakkausten taipumien välinen suhdeluku pysyy kuitenkin samana, mikä tukee sitä, että tulkset vat keskenään vertailukelpisia Testitulkset FEM-hjelmistlla lasketut taipumat eivät vastanneet tdellista tilannetta. Epävarmuutta tulksiin ti haastava laskenta, jnka vuksi kaikkia taipumaan vaikuttavia tekijöitä ei pystytty humiimaan. Erityisesti pakattavan tutteen painlla ja jäykkyydellä n suuri merkitys pakkauksen taipumaan. Tulkset vat kuitenkin keskenään vertailukelpisia, jista saa hyvän kuvan pakkauksen rakenteen ja hinnan vaikutuksesta sen jäykkyyteen. Pakkauksia pitää testata lisää käytännössä, jllin pystytään näkemään pakattavan tutteen ja naulaliitsten vaikutukset taipumiin. Käytännön testauksen kautta pakkauksille saadaan määritettyä myös maksimipain/pakkaus, jnka rakenne kestää. Tulsten phjalta vidaan tdeta, että pakkaus 1 ei svellu pitkien tutteiden pakkaukseksi. Lyhyiden ja kevyiden tutteiden pakkauksena pakkaus 1 visi timia. Vaikka jäykkyydeltään pakkaus 1 häviää selvästi kertalavista valmistettavalle pakkaukselle, n se hinnaltaan humattavasti edullisempi, jnka takia sen käyttööntta kannattaa harkita.

39 39 Pakkaus 2:n tulkset li lupaavia. Keskeltä nstettaessa pakkaus 2 li vertailun jäykin. Päädystä nstettaessa pakkaus 2 ja 1 livat selvästi heikimmat. Tuennan tteutus ei kuitenkaan vastannut tdellista tilannetta, mikä saltaan saattaa suurentaa pakkausten välisiä jäykkyydellisiä erja. Pakkaus 2 li tarkitettu keskipitkille 5,1 8 m pitkille tutteille, jhn se myös tulsten phjalta näyttäisi sveltuvan. Kuten pakkaus 1 n myös pakkaus 2 hinnaltaan selvästi edullisempi, kuin vastaava kertalavista valmistettava pakkaus. Pakkaus 3 li tarkitettu pitkien ja painavien tutteiden pakkaukseksi, jka krvaisi käytössä levat kertalavista ja kakksnelsista valmistettavat pakkaukset. Vertailussa pakkaus 3 li rakenteeltaan jäykempi ja hinnaltaan edullisempi kuin kertalavista valmistettu pakkaus. Tulsten perusteella kertalavista valmistetut pakkaukset vidaan krvata pakkaus 3:lla. Kakksnelsista valmistettu pakkaus li selvästi vertailun jäykin pakkaus ja hinnaltaan lähes samissa pakkaus 3:n kanssa. Tästä vidaan päätellä, että jatkssakin n järkevintä pakata kaikkein vaativimmat tutteet kakksnelsista valmistettuun pakkaukseen. Humiitavaa li myös, että kertalavista valmistettu pakkaus li kustannuksiltaan selvästi kallein. Jäykkyydeltään pakkaus li kuitenkin vain keskivert, jka selittyy lavjen väliin jäävillä railla, jilla n jäykkyyteen selvästi heikentävä vaikutus.

40 40 5 Pakkausten mititushjelma 5.1 Ohjelman timintjen määritys Ohjelma laskee pakkauksen ulkmitat, painn, siihen tulevien prfiilien määrän, pakkauksen hinnan, lautatavaran menekin sekä pakkausten lukumäärän. Ohjelman lähtötiediksi tarvitaan prfiilin mut, ulkmitat, metripain sekä tilauksen suuruus. Ohjelma yksilöi ja hinnittelee lautatavaran ja muun materiaalimenekin pakkauskhtaisesti ja lu niistä saluetteln. Hinnassa hjelma ei humii työstä kituvia kuluja ja pakkauksen suljentaan käytettäviä kelmuja ja vanteita. Ohjelma ilmittaa tarvittavat mitat, jiden perusteella pakkaus pystytään valmistamaan. Ohjelmasta löytyy myös valmistus- ja suljentahjeet jkaiselle pakkaustyypille. 5.2 Ohjelman timinta pääpiirteittäin Pakkausten mititushjelma n tteutettu aiempien suunnitelmien phjalle. Rakenteeltaan hjelma kstuu välilehdistä (kuva 11). Laskuri-välilehteen käyttäjä kirjaa lähtötiedt. Pakkauksen mitat-välilehdestä löytyy pakkauksen valmistuksen kannalta kaikki tarvittavat tiedt. Aputaulukt-välilehdessä n laskennan kannalta tärkeitä mitta- ja hintataulukita. Pakkaus-välilehdistä löytyvät pakkausten rakennekuvat ja saluettelt. Pakkausten valmistushjeetvälilehdestä löytyvät yksityiskhtaiset hjeet pakkausten valmistamiseen. Kuva 11. Pakkausten mititushjelman rakenne Laskenta perustuu taulukkn 5, jka antaa pakkaukselle raja-arvt. Taulukk löytyy aputaulukt-välilehden alta. Pakattavan prfiilin pituuden perusteella hjelma valitsee tauluksta pakkauksen maksimikrkeuden ja siihen sallitun

41 41 maksimimassan. Js prfiilien yhteenlaskettu pain tai krkeus ylittää pakkaukselle sallitut raja-arvt, jakaa hjelma tilauksen useampaan pakkaukseen. Maksimikrkeuden pystyy määrittämään myös käyttäjä itse. Taulukk n säädettävissä. Taulukk 5. Pakkauksen raja-arvt Pakkausten jattelu ryhmiin massan ja krkeuden perusteella: Raja-arv Max krkeus [mm] Tutteen max pituus l [mm] Max massa [kg] Tarkastellaan hjelman timintaa esimerkin (kuva 12) kautta, jssa hjelma mitittaa pakkauksen 7000 mm pitkille putkille, jiden halkaisija n 174 mm. Keltaisella phjalla leviin sluihin hjelman käyttäjä täyttää pyydetyt tiedt, jita vat tutteen mitat, metripain ja tilauksen suuruus. Ohjelmassa n klme eri timinta, jiden avulla pakkaus ja siihen tulevan tavaran määrä vidaan mitittaa: 1. Pakkauksen leveyden mukaan: leveyden muuttuessa krkeus muuttuu samassa suhteessa. 2. Pakkauksen leveyden ja krkeuden mukaan: käyttäjä määrittää pakkauksen leveyden ja krkeuden. 3. Pakkauksen leveyden ja sallitun maksimipainn mukaan: hjelma jakaa pakattavat tutteet pakkaukseen sallitun maksimipainn perusteella. Kuva 12. Pakkausten mititushjelman yleisnäkymä Esimerkissä pakkaus mititetaan pakkauksen leveysmitan perusteella ja verhtaan vanerilla. Putken halkaisijan perusteella hjelma hakee