Development of key performance indicators for a groundwood mill

Abstract

In the ever-shrinking graphic paper market, competition is extremely tight and all avenues of cost savings need to be explored by companies. As groundwood is the main stock for LWC paper; there is huge potential for efficiency improvement for the whole mill by optimising groundwood production. The aim of this thesis was to develop online key performance indicators (KPIs) for Kaukas paper mill’s groundwood mill as a part of the groundwood mill’s automation system renewal to bring a cost-efficiency mindset from the managerial level down to operators. The literature review explores performance measurement with the emphasis on KPI development and characteristics, alongside mechanical pulp production with the emphasis on energy efficiency and quality control.

The development of KPIs started by collecting key insights from previous KPI implementations to ensure the implementation of KPIs does not suffer from similar issues as previous projects. The largest factors affecting groundwood mill cost-efficiency, energy efficiency and chemical consumption, were identified and KPIs were developed to guide operators to optimise process conditions without supervisor interference. Quality KPIs were developed to ensure pulp quality stays inside mill specifications.

KPI implementation was done successfully to the DCS, however operator engagement was unsatisfactory, leading to changes in the operating model at the mill to achieve the goals originally designed to be achieved with the KPIs. Operators will require additional training regarding both the KPIs and how to influence them, alongside continuous development of the KPIs to ensure KPIs will function in the future.

Graafisten papereiden kysynnän laskiessa, kilpailu yritysten välillä on äärimmäisen tiukkaa. Hiokkeen ollessa LWC paperin pääraaka-aine, on hiokkeen valmistuksen optimoinnilla merkittävä vaikutus koko tehtaan kannattavuuteen. Tämän diplomityön tarkoituksena oli kehittää Kaukaan paperitehtaan hiomolle suorituskykymittarit osana hiomon automaatiouusintaa. Mittareiden tarkoituksena oli tuoda kustannustehokkuusajattelu työnjohtotasolta suoraan operaattoreille. Kirjallisuuskatsauksessa perehdyttiin tehokkuuden mittaamiseen, pääpainona suorituskykymittareiden kehitys ja niiden pääominaisuudet. Lisäksi kirjallisuuskatsauksessa perehdytään mekaanisen massan valmistukseen, pääpaino kohdistuen energiatehokkuuteen ja laadunhallintaan.

Mittareiden käytännön kehitys aloitettiin tunnistamalla tehtaan aikaisempien suorituskykymittareiden kehityksessä tulleet haasteet ja opit niistä. Energiatehokkuus ja kemikaalien käyttö tunnistettiin suurimmiksi hiomon kustannustehokkuuteen vaikuttaviksi tekijöiksi ja näistä kehitettiin suorituskykymittarit toimimaan operaattoreille ajureina optimoimaan hiomon tuotantoparametreja täysin ilman työnjohdolta vaativaa ohjeistusta. Laatumittarit kehitettiin pitämään tuotetun hiokkeen ominaisuudet tehtaan vaatimien standardien sisällä.

Mittareiden toimeenpano automaatiojärjestelmään onnistui, mutta kuitenkin operaattoreiden sitoutuminen mittareiden käyttöön jäi vajavaiseksi. Tämä johti toimintatapojen muutokseen tehtaalla, jotta alun perin mittareiden avulla saavutettavat tulokset toteutuvat. Projektissa tunnistettiin, että operaattorit tarvitsevat lisäkoulutusta liittyen mittareiden toimintaan ja miten niiden suorituskykyyn pystyy vaikuttamaan, lisäksi mittarit vaativat jatkuvaa kehitystä jotta ne toimivat tulevaisuudessa.