Paper Lab -mittalaitteen hyödyntäminen tuotannossa ja kehityksessä

Abstract

Opinnäytetyössä tutkittiin Valmetin toimittaman Paper Lab -mittalaitteen valikoitujen moduulien toimintaa ja hyödynnettävyyttä UPM Specialty Papers Oy:n tehtaalla Jämsänkoskella. Tarkastellut moduulit olivat formaatio-, taivutusvastus-, Oken-huokoisuus- ja puhkaisulujuusmoduuli. Työn tavoitteena oli selvittää moduulien toimintaperiaatteita ja mahdollisuuksia niiden tehokkaampaan käyttöön tuotannon ja kehityksen näkökulmasta. Käytön tehokkuuden lisäämiseksi etsittiin moduulien antamien tulosten ja laboratoriossa tehtävien vastaavien mittausten tulosten välisiä korrelaatioita. Tutkimusta varten kerättiin dataa tehtaalla käytössä olevasta tietojärjestelmästä viimeisen vuoden ajalta ja apuna käytettiin tietojärjestelmän omaa korrelaatiotyökalua sekä Excelin korrelaatiotyökaluja.

Mittausten välisiin korrelaatioihin vaikuttavat mittausten määrä, paperilaji, tarkasteltu ominaisuus, mittausperiaatteiden yhteneväisyys sekä paperikone, jolla näytteet on valmistettu. Selkeästi vahva lineaarinen korrelaatio löytyi ainoastaan puhkaisulujuutta mittaavan moduulin ja laboratoriotestin väliltä. Näiden mittausten tulokset ovat myös hyvin yhteneväiset, sillä mittausperiaatteet ovat samankaltaiset. Paper Labin virheelliset tulokset eliminoimalla korrelaatio olisi mahdollisesti entistä vahvempi. Formaatiomittausten välinen korrelaatioluku vaihteli merkittävästi. Huokoisuuden riippuvuuden laskemiseen mittaustuloksia oli käytettävissä vähemmän ja korrelaatioluvussa oli suurehkoa vaihtelua. Taivutusvastuksen osalta löytyi yksi paperilaji, jolla riippuvuus oli vahva.

Optista formaatiota mittaava formaatioindeksi ei tehdyn tutkimuksen perusteella ole vertailukelpoinen laboratoriossa tehtävän β-formaatiomittauksen kanssa. Formaatioindeksin tuloksia voi kuitenkin hyödyntää sellaisenaan. Formaatiomoduulin tekemän roskalaskennan, reikäisyyden ja formaation skaalan tulosten käyttöä on mahdollista tehostaa päivittämällä luokitusta siten, että keveistäkin papereista saadut tulokset näkyisivät tietojärjestelmässä. Luokittelun rajoja on mahdollista muuttaa Paper Labin käyttöliittymästä. Muiden moduulien osalta olisi hyvä tutkia uudempaa dataa, jonka avulla tulosten välisistä mahdollisista riippuvuuksista olisi helpompi luoda johtopäätöksiä. Korrelaatioiden tutkimisen kannalta jatkossa olisi tärkeää, että tulokset ovat paikkansapitäviä ja virheelliset tulokset mitataan uudelleen. Raportti sisältää luottamuksellista tietoa, joka on joko poistettu tai naamioitu. Työssä esiintyvät lajit on numeroitu niiden ilmenemisjärjestyksessä.

This thesis was commissioned by UPM Specialty Papers Oy in Jämsänkoski, Finland. The thesis concentrates on Paper Lab’s formation, bending stiffness, Oken-porosity and burst strength modules. The aim is to make testing more efficient in the future, so the target was to find correlations between Paper Lab results and results of already existing laboratory tests. The data presented in this thesis is gathered from an information system used at the paper mill. Altogether, there are testing results from the past year. The Excel correlation function was the main tool used to find the correlation coefficients between results.

The factors affecting the correlation coefficient are the amount of results examined, the examined measurement, the paper machine that was used to produce the samples, paper quality and the differences between the testing methods. The only strong correlation was found between the bursting strength tests. The results from these tests are also almost identical which is due to similar testing methods. The correlation between the formation tests was not strong and changed between different paper qualities. Since porosity is tested only from a few paper qualities in the laboratory, the amount of data available was smaller. The correlation co-efficient between the porosity tests changed so much, that it was hard to determine whether there is correlation in general.

According to the study, there is no strong linear correlation between the formation index and the β-formation. However, the formation index is beneficial in determining the quality of the base. Formation module also measures the size and counts the amount of dirt, pin holes and formation scale and forms them into classes. The results could be used more efficiently, if the classification was updated so that even the smallest particles could fit in the classification. In the future, it would be preferable to use as new data as possible when determining the correlation between two variables. It is important that the data is as accurate as possible and all false test results are measured again.

The report includes confidential material, which has been either removed or masked. The paper qualities presented have been numbered in the order of appearance.