Tieteidenvälistä tutkijaa... haukotuttaa

Kommentti Osmo Tammisalon arviointiin Jussi Pakkasvirran ja Heikki Mikkelin kirjasta Tieteiden välissä? Johdatus monitieteisyyteen, tieteidenvälisyyteen ja poikkitieteisyyteen (Tieteessä tapahtuu 2/2008)

Type II aromatic polyketide biosynthetic tailoring enzymes: diversity and adaptation in Streptomyces secondary metabolism.

Members of the bacterial genus Streptomyces are well known for their ability to produce an exceptionally wide selection of diverse secondary metabolites. These include natural bioactive chemical compounds which have potential applications in medicine, agriculture and other fields of commerce. The outstanding biosynthetic capacity derives from the characteristic genetic flexibility of Streptomyces secondary metabolism pathways: i) Clustering of the biosynthetic genes in chromosome regions redundant for vital primary functions, and ii) the presence of numerous genetic elements within these regions which facilitate DNA rearrangement and transfer between non-progeny species. Decades of intensive genetic research on the organization and function of the biosynthetic routes has led to a variety of molecular biology applications, which can be used to expand the diversity of compounds synthesized. These include techniques which, for example, allow modification and artificial construction of novel pathways, and enable gene-level detection of silent secondary metabolite clusters. Over the years the research has expanded to cover molecular-level analysis of the enzymes responsible for the individual catalytic reactions. In vitro studies of the enzymes provide a detailed insight into their catalytic functions, mechanisms, substrate specificities, interactions and stereochemical determinants. These are factors that are essential for the thorough understanding and rational design of novel biosynthetic routes. The current study is a part of a more extensive research project (Antibiotic Biosynthetic Enzymes; www.sci.utu.fi/projects/biokemia/abe), which focuses on the post-PKS tailoring enzymes involved in various type II aromatic polyketide biosynthetic pathways in Streptomyces bacteria. The initiative here was to investigate specific catalytic steps in anthracycline and angucycline biosynthesis through in vitro biochemical enzyme characterization and structural enzymology. The objectives were to elucidate detailed mechanisms and enzyme-level interactions which cannot be resolved by in vivo genetic studies alone. The first part of the experimental work concerns the homologous polyketide cyclases SnoaL and AknH. These catalyze the closure of the last carbon ring of the tetracyclic carbon frame common to all anthracycline-type compounds. The second part of the study primarily deals with tailoring enzymes PgaE (and its homolog CabE) and PgaM, which are responsible for a cascade of sequential modification reactions in angucycline biosynthesis. The results complemented earlier in vivo findings and confirmed the enzyme functions in vitro. Importantly, we were able to identify the amino acid -level determinants that influence AknH and SnoaL stereoselectivity and to determine the complex biosynthetic steps of the angucycline oxygenation cascade of PgaE and PgaM. In addition, the findings revealed interesting cases of enzyme-level adaptation, as some of the catalytic mechanisms did not coincide with those described for characterised homologs or enzymes of known function. Specifically, SnoaL and AknH were shown to employ a novel acid-base mechanism for aldol condenzation, whereas the hydroxylation reaction catalysed by PgaM involved unexpected oxygen chemistry. Owing to a gene-level fusion of two ancestral reading frames, PgaM was also shown to adopt an unusual quaternary sturucture, a non-covalent fusion complex of two alternative forms of the protein. Furthermore, the work highlighted some common themes encountered in polyketide biosynthetic pathways such as enzyme substrate specificity and intermediate reactivity. These are discussed in the final chapters of the work.

Kehitystoiminnan (RTD) systematisointi vaiheittaisen etenemisen ja portfoliojohtamisen avulla

Kehitystoimintaan liittyvä termi, innovaatio, voidaan määritellä monella eri tavalla. Riippumatta tarkasta määritelmästä innovaatioiden johtaminen voidaan määritellä prosessiksi, jossa eri suoritusvaiheet seuraavat toisiaan. Olennaista on erottaa innovaatioprosessin alkupää ja varsinainen kehitysprojekti toisistaan. Innovaatioprosessin alkupää mielletään usein sumeaksi ja vaikeasti hallittavaksi, kun taas kehitysprojektin johtamiseen on kehitetty systemaattisia menetelmiä, esimerkiksi Stage-Gate-prosessi. Kehitysprojektien johtamisessa ongelmaksi muodostuu resurssien riittämättömyys mahdollisiin projekteihin nähden. Tämä liittää kehitystoiminnan kiinteästi portfoliojohtamiseen. RTD-toiminnalla tarkoitetaan UPM Timberissä kehitystoimintaa, joka sisältää tuotekehityksen lisäksi myös prosessien ja teknologian kehitystoiminnot. UPM Timberiltä on puuttunut systemaattinen toimintamalli RTD-projektien läpiviemiseksi eikä niiden valintaan ja resurssien allokointiin ole ollut järjestelmää. Tutkimuksessa määritetään RTD-toiminnan kriittiset menestystekijät sekä muodostetaan UPM Timberille RTD-toiminnan kehityshaasteet. Niiden perusteella luodaan UPM Timberille systemaattinen toimintamalli, RTD-prosessikuvaus, RTD-projektien läpiviemiseksi sekä integroidaan portfoliojohtaminen toimintamalliin.

Design Process of Packaging Laboratory at Lappeenranta University of Technology

The layout design process of the packaging laboratory at Lappeenranta University of Technology is documented in this thesis. Layout planning methods are discussed in general. The systematic layout planning procedure is presented in more detail as it is utilised in the case of layout planning of the packaging laboratory. General demands for research laboratory are discussed both from the machine and product perspectives. The possibilities for commercial food processing in the laboratory are discussed from the point of view of foodstuff processing regulations and hygiene demands. The layout planning process is documented and different layout possibilities are presented. Different layout drafts are evaluated and one layout draft is developed to be the final layout of the packaging laboratory. Guideline for technical planning and implementation based on the final layout is given

Manuaalisen kokoonpanon tuottavuuden kehittäminen vaihdetehtaan projektimaisessa piensarjatuotannossa

Vaihdetehtaan tilauskannan lisääntyminen sekä jo ennestään maksimikapasiteetilla käyvä tuotanto ovat aiheuttaneet vaihdetehtaalle kapasiteetin lisäämisen tarpeen. Tuotannon kasvattamiseen pyritään laiteinvestointien avulla, joiden oletetaan lisäävän tehtaan osavalmistuksen kapasiteettia 50 prosentilla. Vuotuisten tuotantomäärien kasvaminen asettaa paineita vaihdetehtaan kokoonpanosoluun, jonka tulisi kyetä vastaamaan tuotantomäärien kasvuun. Tämän diplomityön tarkoituksena on kartoittaa kokoonpanosolun potentiaaliset kehityskohteet, joiden pohjalta luodaan systemaattinen toimintamalli kokoonpanosolun tuottavuuden kehittämiseksi. Työn keskeisimpinä tavoitteina ovat materiaalivirran- ja välivarastoinninhallinnan kehittäminen sekä tuotteiden kokoonpanon läpimenoajan lyhentäminen. Työn tuloksena on tarkoitus luoda toteutuskelpoinen kehityssuunnitelma, joka sisältää suunnitelmat kokoonpanotyön vaiheistuksesta, kokoonpanosolun layoutista sekä suunnitelman välivarastoinnin kehittämisestä. Lisäksi kehitystyöhön liittyvät olennaisesti kokoonpanosoluun suoritettavat investoinnit ja niiden kannattavuuden arviointi sekä tuottavuuden seurantaan liittyvän mittariston laadinta.

Jakelulogistiikan kustannustehokkuuden kehittäminen

Tämän diplomityön päätavoite on selvittää keinoja Woikoski Oy:n jakelulogistiikan kustannustehokkuuden kehittämiseksi. Päätavoite voidaan jakaa osatavoitteisiin, joita ovat varastonohjauksen kehittäminen ja jakelun kuljetustoimintojen tehostaminen. Varastoinnin nykytilaa arvioitiin ABC-analyysin avulla. Saatujen tulosten pohjalta määritettiin luokkakohtaiset varastonohjaussäännöt ja kiertonopeustavoitteet, jotka yhdessä muodostavat yritykselle varastopolitiikan. Havaitut ongelmat kulminoituivat jatkuvan varastoseurannan puuttumiseen, suuriin varastotasoihin sekä kysynnänhallinnan puutteisiin. Toimenpidesuosituksina yrityksen tulee investoida tehokkaaseen varastonhallintajärjestelmään sekä aloittaa systemaattinen kysynnän ennustaminen. Kuljetuksiin liittyviksi toimenpiteiksi ehdotetaan runko- ja jakelukuljetusten reittien sekä jakelualueiden optimointia ja tuloksena saadun jakelumallin käyttöönottoa. Nykyistä jakelurahtien hinnoittelua suositellaan tarkennettavaksi siten, että jakelukustannuksia ja toimitusmääriä eritellään nykyistä tarkemmin ja asiakkaille kohdistetaan rahtikustannuksia todenmukaisin perustein. Lisäksi logistiikkatoimintaa tulee yhtenäistää eri toimipaikkojen kesken ja toimintojen mittaamista on tehostettava organisaatiossa.

Potilasohjauksen opetus hoitotyön koulutusohjelmissa - Hoitotyön opettajien käsityksiä

Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää hoitotyön opettajien käsityksiä potilasohjauksen opetuksesta suomenkielisissä hoitotyön koulutusohjelmissa ammattikorkeakouluissa. Tutkimukseen osallistui 103 (n) hoitotyön opettajaa kymmenestä ammattikorkeakoulusta. Tutkimuksen tavoitteena oli tuottaa tietoa potilasohjauksen opetuksen perustasta, sisällöstä ja menetelmistä. Tutkimus oli kuvaileva kyselytutkimus, jossa käytetty kyselylomake laadittiin kyseistä tutkimusta varten. Tutkimuksen vastausprosentiksi muodostui 32 % (N = 321). Aineiston strukturoitujen kysymysten vastaukset analysoitiin tilastollisesti ja puolistrukturoitujen ja avoimien kysymysten vastaukset analysoitiin sisällön erittelyllä. Tilastollinen analyysi toteutettiin SPSS 16.0 -tilastonkäsittelyohjelmalla. Tulosten mukaan potilasohjauksen opetus perustui ammatilliseen tietoon, hoitotieteelliseen tutkimustietoon, käypä hoito -suosituksiin ja ohjausteorioihin. Potilasohjauksen opetus sisälsi potilaan voimavaroja tukevan ohjauksen opetusta, potilaan ohjaustarpeiden kartoittamisen opetusta ja ohjausprosessin sekä vuorovaikutustaitojen harjoittelua. Potilasohjausta harjoiteltiin ohjaamalla potilasta lääkehoitoon liittyvissä asioissa, valmistamalla potilasta hoitoon tai tutkimuksiin ja keskustelemalla potilaan kanssa jatkohoidosta. Potilasohjauksen menetelmistä harjoiteltiin yksilöohjausta ja ryhmäohjausta. Opettajien käsityksen mukaan potilasohjauksen opetuksen jälkeen opiskelijat huomioivat potilaan ohjaustarpeet, varmistavat potilaan ymmärtäneen ohjatun asian oikein ja kirjaavat potilasohjauksen sairauskertomukseen. Opettajien määritelmissä potilasohjauksessa korostuivat potilaan tarpeet, vuorovaikutus ja ohjauksen tavoitteellisuus. Potilasohjauksen opetusta koskevat kehittämisehdotukset kohdentuivat potilasohjauksen opetukseen varattujen resurssien lisäämiseen, opetussuunnitelmatyöhön ja potilasohjauksen opetuksen profiilin nostamiseen. Potilasohjauksen opetus oli pääasiassa integroitu ammatillisten aineiden opetukseen ja sen systemaattinen eteneminen toteutui vain osassa ammattikorkeakouluja. Potilasohjauksen opetuksen yhteydessä tulee potilaan elämänhallintaa tukevia tiedollisia osa-alueita harjoitella kattavasti ja lisätä nykyaikaisten sekä monipuolisten ohjausmenetelmien opetusta.

Symplektisen integroinnin soveltaminen satelliittien suhteellisten ratojen laskemiseen

Maapalloa kiertävien satelliittien liikkeet toistensa suhteen eli satelliittien suhteelliset radat ovat keskeisessä asemassa satelliittimuodostelmien kannalta. Suhteellisten ratojen ratkaiseminen maapallon potentiaalikentässä on haastava ongelma, johon on kehitetty useita eri lähestymistapoja alkaen Hillin tekemästä matemaattisesta pohjatyöstä vuonna 1878. Eri lähestymistavat voidaan jakaa analyyttisiin ja numeerisiin menetelmiin. Analyyttisissa menetelmissä suhteellisen liikkeen liikeyhtälöt ratkaistaan approksimaatioiden avulla ja saadusta ratkaisuista voidaan suoraan lukea suhteellisen radan kehitys jonkin sopivan ajanluonteisen parametrin funktiona. Numeerisissa menetelmissä ratkaistaan liikeyhtälöt numeerisesti eli sovelletaan ratojen numeerista integrointia. Eräs moderni numeerinen menetelmä on soveltaa symplektisiä integrointimenetelmiä suhteellisen radan ratkaisemiseen. Tämän työn ensimmäisessä osassa kehitetään symplektisten integrointimenetelmien tarvitsema matemaattinen teoria lähtien differentiaaligeometrian alkeista. Teorian sovelluksena saadaan Zassenhausin kaavan avulla johdettua symplektisten leapfrog"-menetelmien lähtökohta. Työn toisessa osassa keskitytään suhteellisten satelliittiratojen ongelmaan. Ensin käsitellään yksittäisen satelliitin liikettä ja suhteellisten ratojen esittämisessä käytetyt koordinaatistot. Sen jälkeen esitellään analyyttiset Hillin--Clohessyn--Wiltshiren, Tschaunerin--Hempelin ja Halsallin--Palmerin suhteelliset ratalaskumenetelmät. Numeerisista menetelmistä tutkitaan S.~Mikkolan kehittämää logaritmisen Hamiltonin funktion menetelmää. Työssä kehitetään algoritmi menetelmän soveltamiseen suhteellisiin ratalaskuihin. Kehitettyä menetelmää verrataan analyyttisiin menetelmiin ja tarkkaan ellipsiratojen erotuksena saatuun suhteelliseen rataan. Vertailun tuloksena havaitaan logaritmisen Hamiltonin funktion menetelmä kehityskelpoiseksi ja huomattavasti analyyttisiä menetelmiä tarkemmaksi.

Innovativeness in an industrial enterprise

Innovativeness is one of the most important factors of a successful and competitive company, and because of this every company wants to be more and more innovative. The purpose of this study is to clarify the current state of the case company’s innovativeness with the help of a questionnaire survey based on characteristics of an innovative company presented in the literature. In addition, an action plan for improving the case company’s innovativeness is formulated. Based on theoretical background the components of an innovative company can be divided in six classes. These classes are innovation strategy, innovation management, cooperation and communication, idea management, support mechanisms and innovative organizational culture. The empirical study proves that there are notable differences between and inside these previously mentioned classes within the case company. The study indicates also that although systematic innovation activities are rather new issues to the case company, the prerequisites for innovation and innovativeness exist. In order to be able to develop its innovativeness, the case company should invest resources in aligning its innovation operations towards a more systematic approach. However, perceivable results in the company’s innovativeness can be achieved by proper communication.

Kokoonpantavuuden parantaminen uusien konepajatuotteiden verkostotuotannossa

Verkostotoiminta asettaa haasteita suunnittelutyölle, valmistukselle, hankintatoimelle ja laadunhallinnalle, jotka kaikki vaikuttavat kokoonpanon sujuvuuteen. Suunnittelun ja valmistuksen yhteistyö on entistäkin haasteellisempaa, kun osavalmistus toteutetaan erillisillä toimittajilla. Tämän diplomityön tavoitteena on selvittää The Switch Drive Systems Oy:n tuotteiden kokoonpantavuuden parantamisen mahdollisuuksia sekä toimia yrityksen kokoonpantavuuteen liittyvien toimintamallien kehittämisen perustana. Diplomityöstä on olemassa myös julkinen versio. Työ alkaa kirjallisuuskatsauksella, jossa kuvataan kokoonpanoystävällisyyttä ja kokoonpanoystävällistä toimintaa kattaen suunnittelun, osien ja osakokoonpanojen valmistamisen verkostotuotannossa sekä kokoonpanotyön. Toimittajayhteistyötä ja laadunhallintaa käsitellään näiden lukujen yhteydessä. Työn käytännön osuudessa kartoitetaan The Switchin tuotteiden ja yrityksen toimintatapojen kokoonpanoystävällisyyden parantamismahdollisuuksia. Tämä toteutettiin The Switchin henkilöstön sekä osakokoonpanojen ja osien toimittajien haastatteluilla, toiminnan tarkkailulla sekä piirustuksiin ja prosessikuvauksiin perehtymällä. Kokoonpantavuuden ja valmistettavuuden systemaattinen huomioiminen on kannattavaa suunnittelun alusta alkaen. Tässä tulee mm. hyödyntää sekä toimittajien että The Switchin kokoonpanossa olevaa tietoa ja kokemusta.

De usu artium dicendi

Arkit: A4 B2.