Portal crane layout optimization for pulp mill woodyard operations in South America and Europe

Abstract

This thesis set out to discover the key variables in layout optimization of pulp mill woodyards through market analysis, FEM calculation, and tool creation. While Andritz has decades of experience developing portal cranes, it would like to further develop its understanding of the new portal crane design and its capabilities in meeting the challenges of new markets. The key reason for this whole process is to develop the quotation process by providing data and tools with which to improve the quotation process by providing better initial approximations.

This thesis uses market analysis to determine key variables and characteristics that represent both the similarities and unique characteristics of the target regions of South America and the Nordics. FEM calculation is used to test the limits of the new cross section and its ability to meet new challenges presented in new markets. Finally, a proof-of-concept tool will be developed to aid the quotation process by providing initial approximations more quickly and accurately, while limiting the heavy calculation work that is traditionally required.

This thesis identified market trends and characteristics in South America and the Nordics that help to provide a database from which to base the further work of this thesis. The calculations showed that the new girder cross section is capable of handling span and cantilever beam lengths of up to 90 ft. Additionally, pylon reinforced cantilever beams further increase the potential length of the cantilever beam relative to the span length. Finally, a proof-of-concept tool was created with which quick approximations that are much faster than using the previous method are possible. The tool was tested in a real-world quotation successfully.

Tässä työssä etsittiin selluteollisuuden käytössä olevien puukenttien optimoinnissa käytettäviä muuttujia markkina analyysillä, FEM laskennalla, ja työkalun kehittämisellä. Andritzilla on vuosien kokemus portaalinosturien kehityksessä, mutta haluaa lisätä ymmärrystä ja osaamistaan uudesta nosturirakenteesta ja sen kyvystä kohdata uusien markkinoiden haasteet. Tämä työn päätarkoitus on tuottaa dataa ja työkaluja tarjousprosessiin mahdollistamalla tarkempia alkuarvauksia ilman raskaita laskuja.

Markkina-analyysiosiossa tarkasteltiin muuttujia ja ominaisuuksia, jotka tekevät Etelä Amerikan ja Pohjoismaiden markkinoista sekä ainutlaatuisia että samankaltaisia. FEM laskennalla testattiin nosturin uuden poikkileikkauksen rajoja ja kykyä kohdata uusien markkinoiden haasteita. Tietojen pohjalta kehitettiin konseptityökalu, joka mahdollistaa tarjousprosessille tarkempia alkuarvauksia pienemmällä laskentamäärä kuin prosessi perinteisesti vaatisi.

Tässä työssä tunnistettiin Etelä American ja Pohjoismaiden tärkeimmät ominaisuudet ja tämän tiedon pohjalta syntyi perustieto lopputyölle. Laskentaosuudessa osoitettiin, että uudella poikkileikkauksella voidaan käyttää ainakin 90 jalkaisia ulokepalkkeja nosturirakenteissa. Lisäksi, todettiin että pylonivahvikkeilla voidaan mahdollistaa vielä pidempien ulokepalkkien käytön. Viimein, työssä kehitettiin onnistuneesti konseptityökalu, jonka avulla voidaan tehdä tarkempia ja nopeampia alkuarvauksia kuin perinteisellä metodilla. Työkalua käytettiin onnistuneesti oikeassa tarjoustilanteessa.