MacGregor

RATKAISU

MacGregorilla on kaksi eri divisioonaa kauppalaivapuolella; RoRo-divisioona, joka keskittyy RoRo-alusten lastinkäsittelyjärjestelmiin, sekä Cargo Handling -divisioona, johon Kaarinan yksikkö kuuluu. Kaarinan yksikössä kehitetään tällä hetkellä muun muassa konttien kiinnityksessä tarvittavia tuotteita sekä surrausjärjestelmiä (lashings). MacGregorin tuotekehitys Kaarinassa on vuodesta 2008 käyttänyt SOLIDWORKS Simulation -työkalua tuotteiden optimoinnissa ja on saavuttanut merkittäviä hyötyjä.

Perttu Jokinen, Technical Manager (Lashings) kertoo tarkemmin, kuinka MacGregorin surrausjärjestemät toimivat. ”Tässä yksikössä tehtävä työ tähtää mahdollisimman hyvään konttipinoon. Kun rahtilaiva lastataan, laitetaan kontit päällekkäin, jotta saman laivan rahtiin saadaan mahdutettua mahdollisimman monta konttia. Suurimmissa laivoissa voi kontteja olla kannella päällekkäin jopa 11 ja saman verran ruumassa. Jokaisen kannella olevan kontin alla on neljä lukkoa (twistlock), jotka sitovat kontit toisiinsa. Pohjimmaisena on lukot, jotka sitovat konttipinon laivaan. Kontit on nyrjähtämistä vastaan tuettu vanttiruuveilla ja surraustangoilla. Tämä yhdistelmä menee kiinnityspisteestään kontin kulmaan. Konttien välissä olevista lukoista yleisimmät mallimme ovat puoliautomaattisia – satamassa lukot asennetaan kontin pohjaan ja kun kontti lasketaan laivaan toisen kontin päälle, menee lukitus päälle itsellään. Lastia purettaessa jokainen lukko avataan manuaalisesti ja kontti on vapaa nostettavaksi. Yksi tällainen lukko painaa 5-7 kiloa. Lukot testataan luokituslaitoksen toimesta 50 tonnin vetokuormalla, joka on kaksi kertaa maksimikäyttökuormaa suurempi voima. Lisäksi lukon täytyy kestää suuria puristus- ja leikkausvoimia. Olemme suunnitelleet näitä lashing-tuotteita SOLIDWORKSilla. Lastijärjestelmiemme avulla tavoittelemme mahdollisimman korkeita konttipinoja sekä mahdollisimman tasaista painonjakaumaa konttipinossa. Mitä ylemmäs konttipinossa surraustanko kiinnittyy, sitä ylemmäs saamme raskaita kontteja. Tämä antaa asiakkaillemme enemmän vapauksia konttijärjestyksen suunnittelussa verrattuna siihen, että yläkerroksiin saisi vain kevyitä tai peräti tyhjiä kontteja.”

Juhana Östberg, tuotekehitysosaston Chief Designer, on ollut MacGregorin tuotekehityksessä vuodesta 2008 asti. Hän kertoo: ”Meidän pitää ottaa suunnittelutyössä monta eri asiaa huomioon. Konttipinojen korkeutta rajoittavat muun muassa luokituslaitosten säännöt, sataman infrastruktuuri, konttinostureiden korkeudet sekä laivan komentosilta. Myös konttipinojen tuulikuormat pitää ottaa huomioon. Konttipinot lasketaan luokituslaitoksen sääntöjen mukaan. Lisäksi olemme simuloineet konttipinojen dynaamista käyttäytymistä SOLIDWORKS Motion -ohjelmiston avulla. Kun kontit pinotaan ja sidotaan oikein, ne eivät kaadu, nurjahda, repeä tai hajoa. Konttipinojen romahtaminen aiheuttaa lähes aina lastin tuhoutumisen, josta aiheutuu suuria kustannuksia sekä mahdollisesti vaaraa ympäristölle ja ihmisille. Tällaisten onnettomuuksien välttäminen on ehdottoman tärkeää.”

Kevyempiä ratkaisuja

PLM Group valikoitui yhteistyökumppaniksi varhaisessa vaiheessa. Juhana jatkaa: ”Päädyimme SOLIDWORKSiin, sillä ohjelmisto oli helppokäyttöinen ja tuoteportfolio kattava. Lisäksi paikallisen jälleenmyyjän eli PLM Groupin tuki on ollut tärkeää – sekä tukipalvelusta että koulutuksista ja asiantuntevasta palvelusta on ollut meille suurta apua.”

Lashing-tuotteiden suunnittelussa on käytetty apuna SOLIDWORKS Simulationia. Sen avulla on pystytty optimoimaan tuotteita entistä kustannustehokkaammiksi turvallisuudesta tinkimättä. Roni Jukakoski, VP (Cargo Handling Division, Supply Chain & QA) kertoo: ”MacGregoriin perustettiin erillinen tuotekehitysfunktio vuonna 2007. Otimme SOLIDWORKSin käyttöön 2007 ja samaan aikaan SOLIDWORKS Simulationin. Kehitystyötä on tehty SOLIDWORKSilla pitkään, ja Juhanan aikana olemme saaneet ohjelmistosta suurimmat hyödyt. SOLIDWORKSin suurin hyöty on, että voimme simulointityökalujen avulla testata eri vaihtoehtoja ennen fyysisiä prototyyppejä. Simuloinnin tulokset verifioidaan fyysisillä prototyypeillä. Tämän jälkeen tulokset esitellään esimiehille tai johdolle, ja SOLIDWORKSin avulla tulosten selittäminen on helpompaa. Projektisuunnittelupuolella on ollut toinen CAD-järjestelmä käytössä, mutta olemme korvanneet sen SOLIDWORKSilla, koska SOLIDWORKSiin integroidut suunnitteluautomaatio-ohjelmistot yhdessä emomalli-toimintatavan kanssa tuovat huomattavaa ajallista säästöä projektisuunnitteluun.”

Juhana jatkaa: ”Käytämme useita eri simulaatiotyökaluja, pääasiassa epälineaarista ja staattista laskentaa. Käytämme lisäksi värähtely-, väsymis-, liikerata- ja virtausanalyysiä. Simulaatiotyökalujen avulla olemme parantaneet tuotteiden ergonomiaa ja muotoilua sekä optimoineet mekanismeja.”

Eräät konkreettisimmista esimerkeistä SOLIDWORKS Simulationin hyödyistä ovat muutokset terminal stackereissa. Perttu kertoo: ”Tuotteen hinnasta noin puolet muodostuu materiaalista. Terminal stacker, joka sijoitetaan ruuman konttien väliin, optimoitiin ja sen painoa saatiin laskettua 42 prosenttia. Lisäksi osien määrää saatiin laskettua kuudesta kahteen. Saimme aikaan tuotteen, jota ei tarvitse rasvata, joten se on asiakkaalle käytännössä huoltovapaa. Erään konttilukon optimoinnissa saimme painoa laskettua 27 prosenttia ja osia vähennettyä kolmanneksella. Kolmas esimerkki on kuljetus- ja säilytyskontti lashing-tuotteille. Kun laiva saapuu satamaan, otetaan tämä kontti ensin ulos laivasta. Sen jälkeen puretaan kontit, ja konteissa olleet lukot tai terminal stackert laitetaan konttiin odottamaan seuraavaa lastausta. Kontti painoi ennen 4,5 tonnia, mutta simuloinnin avulla saimme painon 2,5 tonniin.”

Lisäksi virtuaalisen prototypoinnin avulla olemme pystyneet nopeuttamaan tuotekehityssyklejä, varmistamaan kestävyyden ja toimivuuden jo aikaisemmassa vaiheessa sekä vähentämään prototyyppien määrää. Hyödynnämme myös 3D-tulostusta aina kun se on mahdollista, esimerkiksi uusimmista konttilukoista ja terminal stackereista tulostettiin muoviset mallit 1:1-koossa ennen varsinaisia teräksisiä prototyyppejä. Tuotteesta saa niin sanotun hanskatuntuman, mutta tietysti muovitulosteen paino on hiukan eri luokkaa kuin metallisen lopputuotteen,” Juhana kertoo.

Tulevaisuus valoisa – ja vihreä

Kuten teollisuutta yleensä, myös meriteollisuutta ja niiden aiheuttamia päästöjä säätelevät eri tahot. Roni kertoo: ”Esimerkiksi vuonna 2011 Euroopan komissio esitti tavoitteen vähentää laivan hiilidioksidipäästöjä vähintään 40 prosentilla vuoden 2005 referenssitasosta vuoteen 2050 mennessä. Vuonna 2013 komissio asetti strategian, jonka mukaan suurissa laivoissa on muun muassa monitoroitava hiilidioksidipäästöjä ja lastia vuoden 2018 tammikuusta alkaen. On myös uutisoitu, että maailman 15-20 suurinta rahtilaivaa saastuttavat enemmän kuin kaikki maailman autot yhteensä. Autoteollisuuden tavoin myös meriteollisuudessa tullaan näkemään entistä enemmän hybridejä, ja päästöihin tullaan kiinnittämään enemmän huomiota. Haluamme auttaa asiakkaitamme hyvän käyttöasteen saavuttamisessa, jolloin saamme maksimoitua laivojen lastikapasiteettia. Kun parempien lastijärjestelmien kysyntä nousee näiden tekijöiden kasvaessa, tarvitaan myös parhaita työkaluja niiden suunnitteluun.”

Perttu jatkaa: ”Yksittäisen lukon kohdalla tuomat materiaali- ja osamuutokset eivät tunnu suurilta, mutta kun ajatellaan, että kun yhdessä laivassa on 40.000 lukkoa ja kun jokaisen painoa on pudotettu 1,5 kilon verran, lähtee laiva 60 tonnia kevyempänä satamasta. Tällöin laiva vie vähemmän polttoainetta. Laivan käyttöikä on noin 25-30 vuotta, joten kokonaissäästö kohoaa merkittäväksi.” Juhana lisää: ”Teräksen valmistuksessa yksi tonni terästä vastaa SSAB:n arvion mukaan kahta tonnia hiilidioksidia, joten tuotteiden painojen laskemista voidaan pitää myös ympäristötekona.”

Lisäksi tuoteturvallisuus on ekologisuuden ohella tärkeä elementti. Roni kertoo: ”Tuotteidemme laadun eli toimivuuden, turvallisuuden ja kustannustehokkuuden tasapainottaminen on meille ykkösprioriteetti. Kaikkien MacGregorin tekemiin tuotteisiin käytettävien komponenttien tulee olla erittäin kustannustehokkaita, mutta laadusta ei tingitä. Kontit eivät saa pudota mereen, eivätkä lashing-tuotteet saa aiheuttaa vaaraa käyttäjille. Laskelmiemme mukaan tällä hetkellä joka toisessa merellä kulkevassa laivassa on joku MacGregorin laite. Hyvin suunniteltujen surrausjärjestelmien ja komponenttien takia yhteen laivaan voidaan lastata nykyään yli 20.000 konttia. Kuormat ovat kasvaneet huomattavasti siitä, kun itse siirryin tälle alalle, ja kilpailu tällä toimialalla on ollut aina erittäin kovaa. Kustannustehokkuuden ja kilpailukyvyn varmistamiseksi mietimme jatkuvasti, miten voisimme digitalisoida omaa arvoketjuamme ja automatisoida turhia työvaiheita. Kaarinan yksikkö on osaamiskeskus, sillä pääosa lastin- ja kuormankäsittelyratkaisujen kehitystyöstä tapahtuu täällä.”