http://lutpub.lut.fi:80/handle/10024/158300 2026-10-10T19:57:28Z http://lutpub.lut.fi:80/handle/10024/173066 Koneoppimispohjaisen ennustavan kunnossapidon implementoinnin esteet valmistavan teollisuuden tuotantoprosesseissa Liuksiala, Vili Tämä kandidaatintutkielma käsittelee koneoppimispohjaisen ennustavan kunnossapidon käyttöönoton esteitä valmistavan teollisuuden tuotantoprosesseissa. Työn päätutkimuskysymys on keskeisimmistä käyttöönoton esteistä ja kolme osakysymystä on jaettu TOE-viitekehyksen mukaisesti teknologisiin, organisatorisiin sekä toimintaympäristön esteisiin. Työ rajautuu teknisesti kone- ja syväoppimispohjaiseen ennustavaan kunnossapitoon. Ennustava kunnossapito erotetaan muista kunnossapitostrategioista tässä työssä jäljellä olevan käyttöiän ennustamisen kyvykkyydellä. Generatiivinen tekoäly on rajattu ulkopuolelle. Työ toteutettiin kuvailevana narratiivisena kirjallisuuskatsauksena käyden läpi tutkimuksia pääosin vuosien 2018 ja 2026 väliltä. Datan puute ja laatuongelmat sekä integraatiohaasteet nousivat teknologisista esteistä esiin. Organisatorisista haasteista osaavan henkilöstön puute sekä tekoälymallien läpinäkymättömyys korostuivat. Toimintaympäristön tuomista ongelmista mainituin on epäselvyys tekoälyn tuottamissa vastuukysymyksissä. Käyttöönoton esteitä analysoitiin ja muodostettiin syy-seurausketjuja. Näiden avulla huomattiin kahden juurisyyn nousevan esille. Osaavan henkilöstön puute sekä investoinnin perustelemisen vaikeus. Mielenkiintoista tästä teki se, että rahan puute ei ollut perimmäinen syy vaan nimenomaan investoinnin perustelemisen vaikeus.; This bachelor’s thesis examines the barriers to the implementation of ML-based predictive maintenance in manufacturing processes within the manufacturing industry. The main research question of this thesis focuses on the key barriers to implementation, and the three sub-questions are categorized according to the TOE framework into technological, organizational, and environmental barriers. Technically, this study is limited to ML- and DL-based predictive maintenance. In this study, predictive maintenance is distinguished from other maintenance strategies by its ability to predict remaining useful life. Generative artificial intelligence is excluded from the scope of this study. The study was conducted as a descriptive, narrative literature review, examining studies primarily from the years 2018 to 2026. Among the technological barriers, data shortages, quality issues, and integration challenges stood out. Regarding organizational challenges, the lack of skilled personnel and the opacity of AI models were highlighted. Among the problems arising from the operating environment, the most frequently mentioned was the lack of clarity regarding liability issues related to AI. Barriers to implementation were analyzed, and cause-and-effect chains were established. Through this analysis, two root causes emerged: a shortage of skilled personnel and the difficulty of justifying the investment. What was interesting about this was that a lack of funds was not the underlying cause; rather, it was specifically the difficulty of justifying the investment. 2026-01-01T00:00:00Z http://lutpub.lut.fi:80/handle/10024/173065 Biohydrometallurgia ja sen hyödyntäminen metallikuonan kierrätyksessä Koski, Kalle Tämän työ esittää biohydrometallurgiset menetelmät ja niiden toimintatavat ja koittaa verrata biometallurgisia keinoja kemikaalimetallurgiaan ja esittää mikä Acidithiobacillus ferrooxidans on ja miten se toimii biometallurgiassa Kuparikuonan bioliuotus ja -flotaatio vaatii piidioksidien ja alumiinioksidien erottamisen ennen kuin kupari voidaan liuottaa irti kuonasta. Vertailu aikaisempien tieteellisten tutkimusten kemikaalisista ja biologisista menetelmistä on esittänyt piidioksidin ja alumiinioksidin erottamisen Lactobacillus fermentum-ATCC 9338 toimivan yhtä tehokkaasti kuin kemikaalipohjaiset menetelmät. Kuparin liuottamisessa Acidithiobacillus ferrooxidans avulla saanto on melkein yhtä suuri kuin kuparin liuotuksessa kemikaaleilla, mutta bioliuotus on ympäristöystävällisempi menetelmä. Bakteeripohjaisen metallurgian käyttö mineraalien jalostukseen antaa yleensä hieman alhaisempia saantoja verrattuna kemikaalisiin menetelmiin, mutta bakteeripohjaiset menetelmät ovat kuitenkin enemmän ympäristöystävällisempiä ja joskus kuluttavat vähemmän liuotinta.; This thesis explains what biohydrometallurgy is and how it works and seeks to compare biometallurgical methods with chemical metallurgy. Compare chemical and biological leaching of copper slag and explains what Acidithiobacillus ferrooxidans is and how it works for biometallurgy. Bioleaching and -flotation of copper slag requires the removal of silica and alumina from slag material before copper minerals can be leached from the slag. Comparing prior scientific research for chemical and biological methods yields that bioflotation of silica and alumina using Lactobacillus fermentum-ATCC 9338 has been proven to work nearly as well as chemical removal of silica using hydrogen peroxide. Copper leaching using Acidithiobacillus ferrooxidans yields nearly as much copper as chemical methods, but bioleaching is a more enviromentally friendly method. Using bacteria based metallurgy for minerals yields on average a bit less than chemical methods but bacterial based methods are more enviromental and sometimes more leaching agent efficient. 2026-01-01T00:00:00Z http://lutpub.lut.fi:80/handle/10024/173061 Benchmarking teollisuuden ja tuotannon kehittämisessä Launo, Leevi Valmistavan teollisuuden yrityksissä tuotannon tehokkuuden, laadun ja kustannustehokkuuden kehittäminen on keskeinen osa kilpailukyvyn ylläpitämistä. Yritysten toimintaympäristö muuttuu jatkuvasti esimerkiksi teknologian kehityksen, kustannuspaineiden ja kiristyvän kilpailun seurauksena. Tämän vuoksi yritysten on pystyttävä tunnistamaan tuotantoprosessien kehityskohteita ja arvioimaan millaisilla toimintatavoilla voidaan saavuttaa parempia tuloksia. Benchmarking tarjoaa kehittämisprosessin, jonka avulla yritys voi vertailla omaa toimintaansa sisäisiin ja ulkoisiin vertailukohteisiin ja hyödyntää parhaiksi havaittuja käytänteitä oman toiminnan kehittämisessä. Tässä kandidaatintyössä tarkastellaan, miten benchmarkingia voidaan hyödyntää valmistavan teollisuuden tuotantoprosessien tehokkuuden ja laadun parantamisessa. Työssä käsitellään tuotannon suorituskyvyn osa-alueita, jatkuvaa parantamista, benchmarking-prosessia sekä sen eri muotoja. Lisäksi työssä käsitellään benchmarkingin hyötyä, haasteita ja rajoitteita valmistavan teollisuuden näkökulmasta. Työssä havaittiin, että benchmarking voi tukea valmistavan teollisuuden tuotantoprosessien kehittämistä, kun vertailutieto muutetaan konkreettisiksi kehittämistoimenpiteiksi. Menetelmän avulla voidaan tunnistaa suorituskykyeroja, mutta siihen liittyy rajoitteita kuten tiedon saatavuus, luotettavuus ja vertailukohteiden erilaiset toimintaympäristöt. Rajoitteet huomioiden benchmarking toimii tuotannon ja prosessien pitkäjänteisessä kehittämisessä.; In manufacturing companies, improving production efficiency, quality and cost efficiency is a key factor in maintaining competitiveness. The operating environment of companies is constantly changing due to factors such as technological development, cost pressure and increasing competition. Therefore, companies need to identify development areas in their production processes and assess how their operations can achieve better results. Benchmarking provides a development process that enables companies to compare their own operations with internal and external benchmarks and utilize identified best practices to improve their operations. This bachelor’s thesis examines how benchmarking can be utilized to improve the efficiency and quality of production processes in manufacturing industry. The thesis discusses different areas of production performance, continuous improvement, benchmarking process and its various forms. It lists the benefits, challenges and limitations of benchmarking. The study found that benchmarking can support the development of production process when comparative information is translated into concrete improvement actions. The method can be used to identify performance gaps, but it also involves limitations related to factors such as the availability and reliability of information and differences in the operating environment of the companies being compared. When these factors are considered, benchmarking can serve as a tool for long-term development of production and processes. 2026-01-01T00:00:00Z http://lutpub.lut.fi:80/handle/10024/173060 Turvallisuus vetyenergian varastoinnissa Häkkilä, Minttu Tässä kandidaatintyössä tarkastellaan vihreän vedyn varastoinnin turvallisuutta, prosessiriskejä, lainsäädäntöä sekä riskinarviointimenetelmien soveltamista teollisen mittakaavan vetyvarastoon. Työn tavoitteena oli selvittää kirjallisuuden pohjalta varastoinnin keskeiset vaaratekijät sekä soveltaa ja vertailla poikkeamatarkastelua (HAZOP) ja suunnittelun vika- ja vaikutusanalyysiä (DFMEA) referenssikohteeseen. Kirjallisuusosassa perehdytään vedyn ominaisuuksiin, varastointimuotoihin, ATEX- ja kemikaalilainsäädäntöön sekä yleisimpiin vaarantunnistusmenetelmiin. Vedyn pieni molekyylikoko, laaja syttymisalue, matala syttymisenergia sekä alttius aiheuttaa vetyhaurastumista tekevät korkeapainevarastoinnista turvallisuuskriittistä ja asettavat tiukat vaatimukset järjestelmän suunnittelulle. Työn soveltavassa osiossa toteutettiin riskinarviointi maanalaiselle kalliokaivantovarastolle hyödyntäen HAZOP- ja DFMEA-menetelmiä. Menetelmien avulla tunnistettiin järjestelmän kriittisimmät prosessipoikkeamat ja komponenttitason vikaantumismuodot sekä määriteltiin tarvittavat ennaltaehkäisevät ja korjaavat toimenpiteet. Johtopäätöksenä todetaan, että menetelmät täydentävät toisiaan: HAZOP soveltuu kokonaisprosessin ja virtausparametrien hallintaan, kun taas DFMEA tarjoaa täsmällisen työkalun laite- ja materiaalivalintojen suunnitteluun ja mitoitukseen. Turvallisen vetyvaraston toteutus edellyttää useiden menetelmien rinnakkaista hyödyntämistä. Menetelmien avulla järjestelmän kriittisimmiksi riskipisteiksi tunnistettiin kalliokaivannon teräsvuorauksen väsyminen ja vetyhaurastuminen, siirtoputkiston laippavuodot sekä purkulinjan pneumaattinen jäähtyminen paineenalennuksessa.; This Bachelor's thesis examines the safety of green hydrogen storage, associated process risks, relevant legislation, and the application of risk assessment methods to an industrialscale hydrogen storage facility. The objective of the work was to identify key hazards related to hydrogen storage based on literature, as well as to apply and compare a Hazard and Operability Study (HAZOP) and a Design Failure Mode and Effects Analysis (DFMEA) to a reference case. The literature review explores the properties of hydrogen, storage methods, ATEX and chemical safety regulations, and common hazard identification methodologies. Hydrogen's small molecular size, wide flammability range, low ignition energy, and tendency to induce hydrogen embrittlement make high-pressure storage safety-critical and impose stringent requirements on system design. In the applied section of the thesis, a risk assessment was conducted for an underground lined rock cavern storage facility using HAZOP and DFMEA methodologies. These methods were used to identify the system's most critical process deviations and component-level failure modes, as well as to define the necessary preventive and corrective measures. In conclusion, the results demonstrate that the two methods complement each other: HAZOP is well-suited for managing overall process dynamics and flow parameters, whereas DFMEA provides a precise tool for component and material selection and dimensioning. Implementing a safe industrial-scale hydrogen storage facility requires the concurrent application of multiple risk assessment methodologies. Through the methods, the system's most critical risk points were identified as fatigue and hydrogen embrittlement of the lined rock cavern's steel lining, flange leaks in the transfer pipeline, and pneumatic cooling in the discharge line during depressurization. 2026-01-01T00:00:00Z