Metsäteollisuuden ympäristöstrategia hallinnon näkökulmasta: Metsäteollisuuden kehitysskenaariot vuoteen 2020

Suomen metsäteollisuus elää voimakasta uusiutumis- ja murrosvaihetta, joka ilmenee muutoksina yksittäisten tehtaiden ja tehdasintegraattien toiminnassa. Monia yksikköjä on poistunut tuotannosta ja tuotannon painotusta on muutettu. Toisaalta metsäteollisuus on suuntaamassa uusille aloille, jolloin tuotteina voivat olla esimerkiksi erilaiset biopolttoaineet, kemianteollisuuden raaka-aineet ja uuden sukupolven paperi- ja kartonkituotteet. Metsäteollisuuden muuttuminen ja laitosten monimutkaistuminen sekä jatkuvasti lisääntyvä tiedontarve asettavat yhä suurempia vaatimuksia sekä toiminnanharjoittajien ympäristövastaaville että viranomaisille. Hallinnon jatkuva muutos ja niukkenevat voimavarat voivat johtaa siihen, että käytännön lupa- ja valvontatyöhön jää yhä vähemmän aikaa. Kaakkois-Suomen ELY-keskuksen koordinoima hanke ”Metsäteollisuuden ympäristöstrategia vuoteen 2020 - hallinnon näkökulma” pyrkii vastaamaan edellä mainittuihin haasteisiin strategiatyön avulla. Hankkeen tarkoituksena oli tarkastella metsäteollisuuden ympäristönäkökohtia niistä lähtökohdista, joihin yritys voi vaikuttaa raaka-aineen tulosta tehtaalle ja tuotteen lähdöstä tehtaalta sekä tehtaan perustamisesta sulkemiseen ja jälkihoitoon asti. Tavoitteena oli määritellä toiminnoille toimiva ympäristöstrategia. Strategiassa pyrittiin löytämään yhteisymmärrys toiminnanharjoittajan ja viranomaisen kanssa mm. siitä, miten otetaan käyttöön parhaat käytännöt niin teollisuudessa kuin hallinnossakin, toimitaan uusien BAT-, IED- ja vesienhoitoperiaatteiden mukaisesti sekä edistetään kestävän kehityksen mukaisten tuotteiden markkinoille tuloa ja otetaan ennakointi tavaksi -lähtökohta käyttöön kaikessa toiminnassa. Hanketyössä esille nousseet haasteet ryhmiteltiin aihelueittain kolmeksi pääkohdaksi tärkeysjärjestyksessä: viranomaisen ja teollisuuden tiedonkulun ja tietämyksen parantaminen, lupa-, valvonta- ja hallintoprosessien parantaminen sekä uusien haasteiden kartoittaminen ja niihin reagointi. Haasteiden ratkaisukeinoiksi etsittiin käytännön toimenpiteitä sekä määriteltiin niille vastuutahot. Toimenpiteiksi esitettiin mm. viranomaisen ja teollisuuden yhteisiä koulutuspäiviä, asiantuntijapaneelin perustamista sekä lupamääräysten antamista myös tehtaan tai tuotantoyksikön sulkemisen tai muuttamisen varalle. Riittävien resurssien ja tietotaidon turvaaminen niin hallinnossa kuin teollisuudessa on ehdoton edellytys toimenpiteiden onnistumiselle

Defining Sales and Operations Planning Process in an Environmental Management Company

Sales and operations research publications have increased significantly in the last decades. The concept of sales and operations planning (S&OP) has gained increased recognition and has been put forward as the area within Supply Chain Management (SCM). Development of S&OP is based on the need for determining future actions, both for sales and operations, since off-shoring, outsourcing, complex supply chains and extended lead times make challenges for responding to changes in the marketplace when they occur. Order intake of the case company has grown rapidly during the last years. Along with the growth, new challenges considering data management and information flow have arisen due to increasing customer orders. To manage these challenges, case company has implemented S&OP process, though initial process is in early stage and due to this, the process is not managing the increased customer orders adequately. Thesis objective is to explore extensively the S&OP process content of the case company and give further recommendations. Objectives are categorized into six different groups, to clarify the purpose of this thesis. Qualitative research methods used are active participant observation, qualitative interviews, enquiry, education, and a workshop. It is notable that demand planning was felt as cumbersome, so it is typically the biggest challenge in S&OP process. More proactive the sales forecasting can be, more expanded the time horizon of operational planning will turn out. S&OP process is 60 percent change management, 30 percent process development and 10 percent technology. The change management and continuous improvement can sometimes be arduous and set as secondary. It is important that different people are required to improve the process and the process is constantly evaluated. As well as, process governance is substantially in a central role and it has to be managed consciously. Generally, S&OP process was seen important and all the stakeholders were committed to the process. Particular sections were experienced more important than others, depending on the stakeholders’ point of views. Recommendations to objective groups are evaluated by the achievable benefit and resource requirement. The urgent and easily implemented improvement recommendations should be executed firstly. Next steps are to develop more coherent process structure and refine cost awareness. Afterwards demand planning, supply planning, and reporting should be developed more profoundly. For last, information technology system should be implemented to support the process phases.

Utilizing analytic modelling process in industrial retail context

Nykypäivän monimutkaisessa ja epävakaassa liiketoimintaympäristössä yritykset, jotka kykenevät muuttamaan tuottamansa operatiivisen datan tietovarastoiksi, voivat saavuttaa merkittävää kilpailuetua. Ennustavan analytiikan hyödyntäminen tulevien trendien ennakointiin mahdollistaa yritysten tunnistavan avaintekijöitä, joiden avulla he pystyvät erottumaan kilpailijoistaan. Ennustavan analytiikan hyödyntäminen osana päätöksentekoprosessia mahdollistaa ketterämmän, reaaliaikaisen päätöksenteon. Tämän diplomityön tarkoituksena on koota teoreettinen viitekehys analytiikan mallintamisesta liike-elämän loppukäyttäjän näkökulmasta ja hyödyntää tätä mallinnusprosessia diplomityön tapaustutkimuksen yritykseen. Teoreettista mallia hyödynnettiin asiakkuuksien mallintamisessa sekä tunnistamalla ennakoivia tekijöitä myynnin ennustamiseen. Työ suoritettiin suomalaiseen teollisten suodattimien tukkukauppaan, jolla on liiketoimintaa Suomessa, Venäjällä ja Balteissa. Tämä tutkimus on määrällinen tapaustutkimus, jossa tärkeimpänä tiedonkeruumenetelmänä käytettiin tapausyrityksen transaktiodataa. Data työhön saatiin yrityksen toiminnanohjausjärjestelmästä.

Lappeenrannan ulkovalaistusverkon verkkotietojärjestelmän modernisointi

Sähköisen verkon täsmällinen tunteminen on edellytys verkon tehokkaalle suunnittelulle ja käytölle. Lappeenrannassa ulkovalaistusverkon dokumentointi oli lähtökohtaisestei hyvin hajanaista. Tämän tutkimuksen tärkein anti oli tarjota Lappeenrannan kaupungille dokumentointiratkaisu, jolla ulkovalaistusverkon dokumentaatio ja topologia saatetaan moderniin sähköiseen muotoon. Tutkimus jakaantui neljään eri pääkohtaan: Lappeenrannan ulkovalaistusverkon tutkimustyöhön, verkkotietojärjestelmien tutkimustyöhön, dokumentointiprosessin määrittelyyn ja verkkotietojärjestelmien ylläpitoprosessin määrittelyyn. Näissä on käytetty merkittävissä määrin asiantuntijoiden lausuntoja, erityisesti ulkovalaistusverkon rakenteesta ja eri verkkotietojärjestelmien ominaisuuksista sekä käytöstä. Näihin perustuen on muodostettu kuva uuden verkkotietojärjestelmän vaatimuksista ja dokumentoinnin lähtötasosta, joiden avulla on määritelty itse dokumentointiprosessi, sen potentiaaliset ongelmat ja arvioitu työmäärää. Ylläpitoprosessien määrittelyssä on käytetty lähtökohtana Lappeenrannan Energiaverkot Oy:n nykyisiä ylläpitoprosesseja ja -menetelmiä. Tutkimuksen tuloksena syntyi määrittelyt kolmelle eri verkkotietojärjestelmälle, joilla ongelma saadaan ratkaistua. Näistä kaksi täytti vaatimukset täysin: Trimble NIS ja Keypron KeyLight.

Control of multi-actuator system by an electrically driven hydraulic pump-motor

The awareness and concern of our environment together with legislation have set more and more tightening demands for energy efficiency of non-road mobile machinery (NRMM). Integrated electro-hydraulic energy converter (IEHEC) has been developed in Lappeenranta University of Technology (LUT). The elimination of resistance flow, and the recuperation of energy makes it very efficient alternative. The difficulties of IEHEC machine to step to the market has been the requirement of one IEHEC machine per one actuator. The idea is to switch IEHEC between two actuators of log crane using fast on/off valves. The control system architecture is introduced. The system has been simulated in co-simulation using two different software. The simulated responses of pump-controlled system is compared to the responses of the conventional valve-controlled system.

The role of nuclear and other conventional power plants in the flexible energy system

This thesis reviews the role of nuclear and conventional power plants in the future energy system. The review is done by utilizing freely accesible publications in addition to generating load duration and ramping curves for Nordic energy system. As the aim of the future energy system is to reduce GHG-emissions and avoid further global warming, the need for flexible power generation increases with the increased share of intermittent renewables. The goal of this thesis is to offer extensive understanding of possibilities and restrictions that nuclear power and conventional power plants have regarding flexible and sustainable generation. As a conclusion, nuclear power is the only technology that is able to provide large scale GHG-free power output variations with good ramping values. Most of the currently operating plants are able to take part in load following as the requirement to do so is already required to be included in the plant design. Load duration and ramping curves produced prove that nuclear power is able to cover most of the annual generation variation and ramping needs in the Nordic energy system. From the conventional power generation methods, only biomass combustion can be considered GHG-free because biomass is considered carbon neutral. CFB combusted biomass has good load follow capabilities in good ramping and turndown ratios. All the other conventional power generation technologies generate GHG-emissions and therefore the use of these technologies should be reduced.

Partikkelikokojakaumamenetelmän testaus INCA Feature

Tässä työssä testattiin partikkelikokojakaumien analysoinnissa käytettävää kuvankäsittelyohjelmaa INCA Feature. Partikkelikokojakaumat määritettiin elektronimikroskooppikuvista INCA Feature ohjelmaa käyttäen partikkeleiden projektiokuvista päällystyspigmenttinä käytettävälle talkille ja kahdelle eri karbonaattilaadulle. Lisäksi määritettiin partikkelikokojakaumat suodatuksessa ja puhdistuksessa apuaineina käytettäville piidioksidi- ja alumiinioksidihiukkasille. Kuvankäsittelyohjelmalla määritettyjä partikkelikokojakaumia verrattiin partikkelin laskeutumisnopeuteen eli sedimentaatioon perustuvalla SediGraph 5100 analysaattorilla ja laserdiffraktioon perustuvalla Coulter LS 230 menetelmällä analysoituihin partikkelikokojakaumiin. SediGraph 5100 ja kuva-analyysiohjelma antoivat talkkipartikkelien kokojakaumalle hyvin samankaltaisen keskiarvon. Sen sijaan Coulter LS 230 laitteen antama kokojakauman keskiarvo poikkesi edellisistä. Kaikki vertailussa olleet partikkelikokojakaumamenetelmät asettivat eri näytteiden partikkelit samaan kokojärjestykseen. Kuitenkaan menetelmien tuloksia ei voida numeerisesti verrata toisiinsa, sillä kaikissa käytetyissä analyysimenetelmissä partikkelikoon mittaus perustuu partikkelin eri ominaisuuteen. Työn perusteella kaikki testatut analyysimenetelmät soveltuvat paperipigmenttien partikkelikokojakaumien määrittämiseen. Tässä työssä selvitettiin myös kuva-analyysiin tarvittava partikkelien lukumäärä, jolla analyysitulos on luotettava. Työssä todettiin, että analysoitavien partikkelien lukumäärän tulee olla vähintään 300 partikkelia. Liian suuri näytemäärä lisää kokojakauman hajontaa ja pidentää analyysiin käytettyä aikaa useaan tuntiin. Näytteenkäsittely vaatii vielä lisää tutkimuksia, sillä se on tärkein ja kriittisin vaihe SEM ja kuva-analyysiohjelmalla tehtävää partikkelikokoanalyysiä. Automaattisten mikroskooppien yleistyminen helpottaa ja nopeuttaa analyysien tekoa, jolloin menetelmän suosio tulee kasvamaan myös paperipigmenttien tutkimuksessa. Laitteiden korkea hinta ja käyttäjältä vaadittava eritysosaaminen tulevat rajaamaan käytön ainakin toistaiseksi tutkimuslaitoksiin.

Talkootyön verokohtelu

Tutkimus käsittelee talkootyön verotusta, joka liittyy lähinnä aatteellisten yhdistysten toimintaan. Tutkimuksen tavoitteena on muodostaa selkeä kokonaiskuva talkootyön verokohtelusta sekä osoittaa oikeustapauksiin perehtymällä mahdollisia riskitekijöitä yhdistysten kannalta kielteisiin veroseuraamuksiin. Tutkimusmenetelmä on lainopillinen eli voimassa olevaa oikeutta tutkiva. Työn teoreettisen viitekehyksen muodostavat siten lainsäädäntö, oikeuskirjallisuus sekä Verohallinnon ohjeistus, jolla on ennakkopäätösten ohella suuri käytännön merkitys verotuksessa. Yhdistystoiminnan perusta on vapaaehtoistyövoima. Välitön, vastikkeeton työ suoraan yhdistyksen hyväksi on verotuksellisesti ongelmaton. Talkootyösuoritteet eli välillinen työ yhdistyksen nimissä kolmannen osapuolen lukuun muodostavat merkittävän osuuden yhdistysten varainhankinnasta. Talkootyötulo voi olla verotonta ainoastaan, mikäli korvauksen saaja täyttää tuloverolaissa mainitut yleishyödyllisyyskriteerit. Lisäksi verottomuuden edellytyksenä on se, ettei suoritusta pidetä yhdistyksen elinkeinotulona tai työn tekijän henkilökohtaisena palkkana. Saatu tulo on käytettävä yhdistyksen tarkoituksen mukaiseen yleishyödylliseen toimintaan, eikä hyöty saa kanavoitua työn tekijöiden hyväksi. Oikeustapausten perusteella talkootyön verollisuutta arvioitaessa merkitystä on annettu työn kestolle, toimeksiantajan johdon ja valvonnan olemassaololle, työn läheiselle liittymiselle varsinaiseen yleishyödylliseen toimintaan, kilpailuolosuhteille sekä tulojen määrälle suhteessa muihin tuloihin. Ratkaisujen valossa verotuskäytäntö vaikuttaa osittain ristiriitaiselta. Lisäksi on muistettava, että kyseessä on aina yksittäistapauksen kokonaisarviointi. Riskialttiilta vaikuttavassa tapauksessa verovelvollisen on suositeltavaa hakea ennakkokannanotto, sillä usean vuoden ajalta kumuloituvat veroseuraamukset johtavat helposti syvään talousahdinkoon, pahimmillaan jopa toiminnan lakkaamiseen.

In Search for the European solidarity: The rule of law within the European Union in the framework of constitutional pluralism

The dissertation examines the rule of law within the European Union in the theoretical framework of constitutional pluralism. The leading lines of constitutional pluralism are examined with relation to the traditional and prevailing, monistic and hierarchical conceptions on how to perceive legal orders in Europe. The theoretical part offers also historical perspective by highlighting some of the turning points for the Union constitutional legal order in the framework of European integration. The concept of rule of law is examined in legal terms and its meaning to the Union constitutional constellation as a constitutional principle and a common value is observed. The realization of the rule of law at supranational and national level is explored with a view to discover that recent developments in some of the Member States give rise to concern about the viability of the rule of law within the European Union. It is recognized that the inobservance of the rule of law at national level causes a threat to the supranational constitutional legal order. The relationship between the supranational and national legal orders is significant in this respect and therefore particularly the interaction between the Court of Justice of the European Union (hereinafter the ECJ) and the Member States’ (constitutional/supreme) courts takes focus. It is observed that functioning dialogue between the supranational and national courts based on mutual respect and judicial deference is an important prerequisite for the realization of the rule of law within Europe. In order to afford a concrete example, a recent case C-62/14 Gauweiler v Deutscher Bundestag is introduced and analysed in relation to the notorious relationship between the Federal Constitutional Court of Germany and the ECJ. The implications of the ECJ’s decision in Gauweiler v Deutscher Bundestag is assessed with reference to some of the pressing issues of constitutionalism within Europe and some institutional aspects are also brought forward. Lastly, the feasibility of constitutional pluralism as a theoretical setting is measured against the legal reality of today’s Europe and its many constitutions. The hierarchical idea of one ultimate source of power, stemming from the traditional approaches to legal systems, is then assessed with relation to the requirement of the realization of the rule of law within the European Union from the supranational and national point of view.

Pretraining Convolutional Neural Networks for Visual Recognition

Convolutional Neural Networks (CNN) have become the state-of-the-art methods on many large scale visual recognition tasks. For a lot of practical applications, CNN architectures have a restrictive requirement: A huge amount of labeled data are needed for training. The idea of generative pretraining is to obtain initial weights of the network by training the network in a completely unsupervised way and then fine-tune the weights for the task at hand using supervised learning. In this thesis, a general introduction to Deep Neural Networks and algorithms are given and these methods are applied to classification tasks of handwritten digits and natural images for developing unsupervised feature learning. The goal of this thesis is to find out if the effect of pretraining is damped by recent practical advances in optimization and regularization of CNN. The experimental results show that pretraining is still a substantial regularizer, however, not a necessary step in training Convolutional Neural Networks with rectified activations. On handwritten digits, the proposed pretraining model achieved a classification accuracy comparable to the state-of-the-art methods.

Yllättävä ja ankara ehto verkossa tehtävässä vakiosopimuksessa

Tässä työssä tutkitaan verkossa tehtävän vakiosopimuksen ehtoja sopimuksen ollessa elinkeinonharjoittajien välinen. Kun sopimuksen on laatinut neuvotteluasemaltaan vahvempi osapuoli, ei toisella osapuolella ole muuta mahdollisuutta kuin hyväksyä tai hylätä sopimus. Tällainen sopimus on nimeltään liittymissopimus. Epätasaisen neuvotteluvoiman johdosta vahvempi osapuoli voi sopimuksen ehtoja laatiessaan pyrkiä puoltamaan omaa etuaan. Tämä voi johtaa tilanteeseen, jossa sopimuksen ehtoihin sisältyy yllättäviä ja ankaria ehtoja. Tarkoituksena on selvittää oikeuskirjallisuuden perusteella millaiset ehdot voivat olla lähtökohtaisesti yllättäviä ja ankaria. Jotta tällaiset ehdot tulisivat sitovasti sopimuksen osaksi, niitä tulee korostaa. Empiirisen tutkimuksen avulla halutaan selvittää miten edellä mainittujen ehtojen korostaminen onnistuu mobiilisovelluskehittäjien jakelusopimuksissa. Verkossa toteutettu kyselytutkimus suunnattiin suomalaisille mobiilisovelluskehittäjille. Tutkimuksen mukaan on selvää, ettei suurin ongelma ole sopimusehdoissa, vaan suurin ongelma on sopimuksen lukemisen transaktiokustannus. Tämän seurauksena liityntäsopimuksen hyväksyjät ovat tietämättömiä sopimuksen solmimisen seurauksena heihin kohdistuneista vastuista ja velvoitteista. Koska sovelluskehittäjät näkevät itsensä jo lähtökohtaisesti sopimuksen osapuolina ilman neuvotteluvoimaa, eivät he koe hyötyvänsä sopimuksen lukemisesta. Johtopäätöksenä todetaan, että tiedon epäsymmetrisyyteen tulisi vaikuttaa. Järjestäytymällä sovelluskehittäjien olisi mahdollista kasvattaa neuvotteluvoimaa, mutta myös lisätä tietoisuuttaan sopimusehtojen sisällöstä. Sopimusehtoihin vaikuttaminen ei ole mahdollista tällä hetkellä ennen kuin useammat sopimuksen hyväksyjät lukevat sopimuksen.

Real-time monitoring of laser scribing process utilizing high-speed camera

Currently, laser scribing is growing material processing method in the industry. Benefits of laser scribing technology are studied for example for improving an efficiency of solar cells. Due high-quality requirement of the fast scribing process, it is important to monitor the process in real time for detecting possible defects during the process. However, there is a lack of studies of laser scribing real time monitoring. Commonly used monitoring methods developed for other laser processes such a laser welding, are sufficient slow and existed applications cannot be implemented in fast laser scribing monitoring. The aim of this thesis is to find a method for laser scribing monitoring with a high-speed camera and evaluate reliability and performance of the developed monitoring system with experiments. The laser used in experiments is an IPG ytterbium pulsed fiber laser with 20 W maximum average power and Scan head optics used in the laser is Scanlab’s Hurryscan 14 II with an f100 tele-centric lens. The camera was connected to laser scanner using camera adapter to follow the laser process. A powerful fully programmable industrial computer was chosen for executing image processing and analysis. Algorithms for defect analysis, which are based on particle analysis, were developed using LabVIEW system design software. The performance of the algorithms was analyzed by analyzing a non-moving image from the scribing line with resolution 960x20 pixel. As a result, the maximum analysis speed was 560 frames per second. Reliability of the algorithm was evaluated by imaging scribing path with a variable number of defects 2000 mm/s when the laser was turned off and image analysis speed was 430 frames per second. The experiment was successful and as a result, the algorithms detected all defects from the scribing path. The final monitoring experiment was performed during a laser process. However, it was challenging to get active laser illumination work with the laser scanner due physical dimensions of the laser lens and the scanner. For reliable error detection, the illumination system is needed to be replaced.

Spare Part Management of Bubbling Fluidized Bed Boiler

Energy generation industry is very capital-intensive industry. Productivity and availability requirements have increased while competition and quality requirement have increased. Maintenance has a significant role that these requirements can be reached. Even maintenance is much more than repairing faults nowadays, spare parts are important part of maintenance. Large power boilers are user-specific therefore features of boilers vary from project to project. Equipment have been designed to follow the customer’s requirements therefore spare parts are mainly user-specific also. The study starts with literature review introducing maintenance, failure mechanisms, and systems and equipment of bubbling fluidized bed boiler. At the final part spare part management is discussed from boiler technology point of view. For this part of the study science publications about spare part management are utilized also some specialist from a boiler technology company and other original equipment manufacturers were interviewed. Spare part management is challenging from the boiler supplier point of view and the end user of spare parts has a responsibility of stocking items. Criticality analysis can be used for finding most critical devices of the process and spare part management shall focus to those items. Spare parts are part of risk management. Stocking spare parts is increasing costs but then high spare part availability is decreasing delay time caused by fault of item.