Lastausvarren nivelet: Kehitys ja kustannustarkastelu

Abstract

Tutkimuksen toimeksiantajana toimi Enmac Oy, joka on teollisuuden asiantuntijapalveluihin, projektin johtamiseen sekä kokonaistoimituksiin keskittynyt yritys. Nykytilanteessa tutkimuksen toimeksiantaja suunnittelee asiakkaille tilaustyönä lastausvarsia, joissa käytetään kolmannen osapuolen valmistamia niveliä. Tässä diplomityössä selvitetään olisiko tutkimuksen toimeksiantajan edullisempi suunnitella myös lastausvarren nivelet itse vai tilata ne valmiina ulkopuoliselta toimittajalta. Diplomityön tavoitteena on ollut kerätä tietoa lastausvarren nivelistä, kartoittaa niiden suunnitteluvaatimukset, sekä selvittää omavalmisteisen nivelen kustannukset verrattuna ulkopuolelta ostettavan kaupallisen nivelen kustannuksiin. Työssä on rajauduttu tutkimaan tarkemmin yhden kokoluokan lastausvarren niveliä yhdessä paineluokassa. Nivelen läpi kulkevaksi aineeksi on määritetty tärpätti sekä raakamäntyöljy, minkä lisäksi lämpötilakin on rajattu. Tutkimuksen markkinaselvitykseen on sisällytetty useampi valmistaja, joista on rajattu tutkittavaksi kuusi niveltä valmistavaa yritystä. Rajaus tehtiin edellä mainittujen kokoluokan, paineen, lämpötilansietokyvyn ja läpikulkevien aineiden mukaan. Lisärajausta tehtiin yrityksen maantieteellisen sijainnin perusteella. Työ sisältää taustatutkimusta lastausvarren nivelen teknisistä ominaisuuksista ja erityisesti markkinoilla olevien nivelien rakenteista. Tietoa etsittiin internetistä, valmistajien tuotekatalogeista sekä keskustelemalla eri valmistajien kanssa. Lisäksi työssä selvitetään nivelen suunnitteluun vaikuttavia direktiivejä sekä nivelen suunnitteluun soveltuvia standardeja. Tutkimuksessa konseptisuunnittelua tehtiin useammassa vaiheessa, joissa keskitytään vain yhteen näkökulmaan kerrallaan. Konsepteja luotiin ensin kolmessa vaiheessa keskittyen toimin-nallisuuteen, valmistettavuuteen sekä vaihtoehtoisista aihioista valmistamiseen. Näiden kolmen konseptivaiheen jälkeen toteutettiin neljäs konseptointivaihe, jossa yhdistettiin edellisten vaiheiden ominaisuuksia. Neljännen konseptointivaiheen konsepteja analysoitiin ja näistä valittiin kaksi tarkempaa konseptisuunnittelua varten. Nämä kaksi konseptia suunniteltiin yksityiskohdiltaan tarkemmiksi. Valmiista konsepteista luotiin valmistuspiirustukset, jotka lähettiin tarjouskyselyyn eri konepajoille. Nivelen toimintorakenne sekä suunnitteluvaatimukset saatiin selvitettyä alustavaa kustannus-selvitystä varten. Konseptien rakenteet onnistuttiin suunnittelemaan muiden valmistajien nivelten konstruktioista poikkeaviksi. Merkittävimpinä rakenteellisina eroina olivat nivelen laakerirakenne sekä nivelen säädettävyys. Tarjouskyselyistä saatavien tietojen avulla muodostettiin arvio valmistuksen kustannuksista. Konseptien valmistuskustannukset olivat lähes samaa luokkaa tai suuremmat kuin ulkoa ostettavalla kaupallisella nivelellä. Tutkimuksen perusteella pystytään tekemään päätös siitä, että kannattaako konsepteja jatkokehittää valmiiksi tuotteiksi vai kannattaako myös jatkossakin nivelet ostaa ulkopuoliselta toimittajalta. Päätöksessä on myös mahdollista tehdä strategisempaa analysointia toimitusvarmuuden, hintavakauden sekä takuiden ja vastuiden jakautumisen suhteen.

The commissioner of this thesis is Enmac Oy, which is a specialist company focused on industrial expert services, project management and turnkey system deliveries. In the current situation the commissioner is designing loading arms for customers, which include swivel joints that are manufactured by a third-party provider. The purpose of this thesis is to do research on whether it would be more cost efficient for the commissioner to design their own swivel joints for their loading arms or if they should order them from a third-party provider. In this thesis, research is limited to swivel joints of the loading arms in one size and pres-sure class. Turpentine and raw crude oil have been defined as a flowing substance through the swivel joint. There are several swivel joint providers included in the market research. The number of providers has been limited to six based on the above-mentioned size, pressure, temperature tolerance and flowing substance. In addition, limitations have been made by according to the geographical location of the provider company. This thesis includes background research of technological properties of swivel joints and especially from the construction of different swivels that are on the market. Information was searched from the internet, from catalogues of the manufacturers and by having discussions with different manufacturers. Research is also done on the directives that affect the designing of the swivel joints as well as the standards that are applicable in the designing of the swivel joints. In this research concept designing has been made in several phases concentrating on one perspective at a time. At first, the concepts were made in three phases focusing either on functionality, manufacturability, or manufacturing from alternative blanks. The fourth Concept phase was done after these three phases. In this phase features of the previous concepts were combined. The concepts from the fourth phase were analyzed and two of them were selected for more defined conceptual designing. These two concepts were designed to be more specific regarding their details. Manufacturing drawings were made from the concepts, and they were sent to engineering workshops for request of quotations. The functional structure of the swivel joint as well as designing requirements were clarified for the preliminary cost statement. The concept structures were successfully designed to be different from the swivel joints of other manufacturers. The most significant differences in the structures were the bearing structure and the adjustability of the swivel joint. Estimation for the manufacturing prices was made based on the quotations. The manufacturing prices for the concepts were almost the same or higher than commercial swivel joints. This research can be utilized to make the decision if the concepts of the swivel joints should be developed further into products or if it would be more cost efficient to buy them from a third-party provider. During the decision making it is possible to do more strategic analysis about supply security, about price stability and about splitting of guarantees and liabilities.