Metsä Fibre

Pinjan ja Metsä Fibren yhdessä toteuttamalla simulointiprojektilla varmistettiin, että uuden sahan pohjaratkaisu ja työnkulku mahdollistavat kuivaamossa tarvittavat läpimenovolyymit.

Tuotannon skenaariot esille simuloinnilla ja digitaalisella kaksosella

Metsä Fibre rakentaa Raumalla maailman moderneinta sahaa, jonka vuosituotanto tulee olemaan 750 000 kuutiota mäntysahatavaraa. Projektin investointiarvo on 200 miljoonaa euroa ja fossiilivapaan, tehokkuudeltaan ja teknologioiltaan ainutlaatuisen mäntysahan tuotannon on määrä käynnistyä syksyllä 2022. Rauman sahan asiakkaina ovat vaativat puusepän- ja komponenttiteollisuuden tuotteita valmistavat yritykset, jotka asettavat valmistamilleen tuotteille kovat laatuvaatimukset. Pinja auttoi tarjoamalla simulaation tulevasta sahasta riskien minimoimiseksi.

Projektista lyhyesti

Kohti tuotantoa

Rauman sahan investointiarvo on 200 miljoonaa euroa ja fossiilivapaan, tehokkuudeltaan ja teknologioiltaan ainutlaatuisen mäntysahan tuotannon on määrä käynnistyä syksyllä 2022.

Tavoitteet

Simulointiprojektilla varmistettiin uuden sahan pohjaratkaisun ja työnkulun mahdollistavan kuivaamossa tarvittavat läpimenovolyymit.

Projektin kesto

Simulointiprojektin toteutus kesti kokonaisuudessaan 3,5 kuukautta ja sen etenemistä seurattiin viikoittain. Simulaatiomallia iteroitiin jatkuvasti.

Yhteistyön tulos

Simulointiyhteistyön tuloksena tuotantolaitoksesta muodostuu digitaalinen kaksonen, jonka avulla tuotannon puitteita voidaan jatkossa arvioida ja kehittää.

Simuloinnin tuloksena pääsimme analysoimaan suunnitellun tuotannon kulkua sellaisena kuin miten sen nyt näemme. Tarpeen mukaan pystymme simuloinnin avulla kokeilemaan kuivaamon alueella tulevaisuuden käyvän laitoksen tuotevalikoiman muutoksiin liittyviä pullonkauloja ja tarpeita.

Jarkko Vihervuori, Metsä Fibren tekninen johtaja

Hyödyt ja säästöt

noin 200 Pinjan tekemää simulointia kaiken kaikkiaan

200 milj. euron investoinnin mitoitusten varmistaminen

Haaste: Investoinnin kannattavuus

Ennen investointipäätöstä Metsä Fibre halusi varmistaa, että sahan suunniteltu kuivaamokapasiteetti oli oikein mitoitettu ja yhtiö teki Pinjan kanssa kuivaamon infraa koskeneen tuotannon läpimenon sekä varastohallinnan simulointiprojektin. Yhdessä toteutetulla simulointiprojektilla varmistettiin, että uuden sahan pohjaratkaisu ja työnkulku mahdollistavat kuivaamossa tarvittavat läpimenovolyymit. Metsä Fibre halusi varmistettua tietoa muun muassa siitä, minkä kokoisena kuivaamorakennus kannattaisi toteuttaa, montako tuore- ja kuivavarastopaikkaa välivarastoinnissa tarvitaan ja millainen kuljetusvaunun tulisi olla.

– Tukista sahattujen tuotteiden pitää mennä kuivaamossa läpi, vaikka niillä olisi sekä erilaiset kuivumisajat että muut tuotantoparametrit. Tehty simulointimalli toimii pohjana myös digitaaliselle kaksoselle”, toteaa Pinjalta projektia tehnyt Aku Mäkimattila.

Ratkaisu: Simuloinnilla testattiin eri vaihtoehtoja ja hankittiin varmuus päätöksentekoon

Ennen varsinaisen simulointiprojektin aloittamista Metsä Fibre oli määrittänyt ennalta kuivaamon rakenteen ja mahdolliset toteutuskoot. Pinjan kanssa yhteistyö aloitettiin ensin tarkemmilla määrityksillä ja rajaamalla toteutettavan simuloinnin laajuus. Lisäksi määriteltiin tarkat kysymykset, joihin simuloinnilla haettiin vastauksia.

Seuraavaksi kerättiin tarvittavat lähtötiedot, joiden pohjalta simulointimalli rakennettiin. Näitä olivat muun muassa tuotekohtaiset tiedot, rimakuormien tuotantosyklit, välivarastointitarpeet sekä kuivalajittelun kapasiteetti. Simulointiprojektin toteutus kesti kokonaisuudessaan 3,5 kuukautta. Simuloinnin etenemistä seurattiin viikoittain ja simulaatiomallia iteroitiin jatkuvasti.

Metsällä ja Pinjalla on aiempaa historiaa muun muassa Rengon sahalla pilotoidusta tuotannonohjausjärjestelmästä ja siihen liittyvästä MES-ratkaisusta. Samaa perusmallia ja simuloinnin toteutuksen rajausta oli luontevaa hyödyntää myös Raumalla.

Digitaalista kaksosta kohti

Pinjan kanssa toteutettu simulointihanke antoi Metsä Fibren projektiryhmälle perustan tuore- ja kuivapuolen varastokapasiteetin mitoittamiseen sekä auttoi varmistamaan kuivaamon suorituskyvyn ja tavoitellun tuotannon läpimenon. Ilman simulointia Metsä Fibrelle olisi jäänyt tehtäväksi merkittävä määrä riskiarviointia ja eri vaihtoehtojen vertailua. Simulointiyhteistyön tuloksena tuotantolaitoksesta alkaa muodostua niin sanottu digitaalinen kaksonen, jonka avulla tuotannon puitteita voidaan jatkossa arvioida ja kehittää. Digitaaliseen kaksoseen voidaan syöttää reaaliaikaista dataa ilmentämään mahdollisia tulevaisuuden skenaarioita.

– Pinjan työn kannalta digitaalinen kaksonen tehdään lähes samalla tavalla kuin simulointimallikin. Toki digitaaliseen kaksoseen ajetaan ajantasaista dataa ja mallia pidetään yllä. Meillä on ollut tapauksia, jolloin asiakas on palannut monen vuoden jälkeen haluttuaan tutkia tuotantoprosessista uusia asioita, Mäkimattila kertoo.

On kuitenkin aina kysyttävä, päivitetäänkö vanha malli vai tehdäänkö kokonaan uusi. Pinja on tehnyt erilaisia simulointeja parinkymmenen vuoden ajan, kaikkiaan noin 200 projektia.

– Usein uuden tekeminen kannattaa, koska fokus on muuttunut, jolloin uuden tekeminen on yleensä nopeampaa kuin vanhan muokkaaminen, Mäkimattila jatkaa.

Malli voidaan laittaa myös pilveen, jolloin asiakas pääsee itse pyörittämään tehtyä simulointimallia tarpeelliseksi havaittuja kokeiluja kohden. Jos halutaan isompia asioita, pitää mennä niin sanotusti konepellin alle, jolloin Pinjakin on aina apuna.