Control hardware and Condition Monitoring System for Intersector Weld/Cut Robot

Työ sisältää ohjaislaitteiston vertailun ja valinnan rinnakkaisrakenteista robottia varten sekä kunnonvalvontajärjestelmän periaatteiden laadinnan kyseistä robottia varten. Ohjauslaitteisto sisältää teollisuustietokoneen sekä kenttäväylän. Sekä tietokoneesta että väylästä on teoriaosuus ja yksityiskohtaisempi valintaosuus. Teoriaosuudessa selitetään tarkemmin laitteiden toimintaperiaatteista. Valintaosuudessa kerrotaanmiksi jokin tietty laite on valittu käytettäväksi robotin ohjauksessa. Kunnonvalvontateoria ja rinnakkaisrakenteisen robotin kunnonvalvonnan keinot ovat työn toinen osa. Teoriaosa sisältää yleisluonteisen selvityksen vikaantumisesta ja valvonnasta. Erikoisrobotin kunnonvalvonnan keinot esitetään työssä tietyssä järjestyksessä. Ensin esitetään mahdolliset vikatilanteet. Toisessa kohdassa havainnollistetaan vikojen havaitseminen.

Siirtyminen C-kielestä Pythoniin ohjelmoinnin perusopetuksessa

Ohjelmointitaito on asia, jonka oppimisesta ja opettamisesta voidaan olla montaa mieltä, eikä yhtä oikeaa tapaa toteuttaa ohjelmoinnin opetusta tunnu olevan olemassa. Se on kuitenkin selvää, että jotkin menetelmät ja työkalut tuntuvat olevan parempia kuin toiset. Lukuvuoden 2005-2006 päätteeksi Lappeenrannan teknillinen yliopisto päätti päivittää ohjelmoinnin perusopetusta, ja kokeili siirtymistä Python-ohjelmointikieleen ohjelmoinnin alkeiskursseilla. Koska kurssin varsinaiset muutokset keskittyivät tekniseen infrastruktuuriin, tutustuttiin alustavassa kirjallisuustutkimuksessa ensin erilaisiin lähestymistapoihin,aiempiin tapauksiin sekä mielekkäiden työkalujen löytämiseen. Tässä diplomityössä perehdytään ohjelmoinnin opetuksen työkaluihin sekä erityisesti Python-ohjelmointikielen hyödyntämiseen ohjelmoinnin perusopetuksessa. Diplomityö esittelee useita lähestymistapoja sekä keskittyy tutkimaan Pythonin soveltuvuutta alkeisopetuksen käyttötarkoituksiin. Diplomityö tutustuu myös Lappeenrannassa järjestetyn ohjelmoinnin perusteiden kurssin tuloksiin, ja analysoi sitä, pystyikö Python-pohjainen kurssi toteuttamaan teknisen yliopiston sille asettamat vaatimukset. Lopuksi aineistosta analysoidaan jatkotutkimuksen tarpeita sekä pyritään löytämään ne osa-alueet, joita näissä jatkotutkimuksissa tulisi vielä kehittää.

Design of adjustable packaging line

Diplomityön tavoite oli tutkia, mitä toimintoja ja tekniikoita uusi, joustava kartonkipakkauslinja sisältää ja mitkä suuntaukset pakkausteollisuudessa tulevat olemaan tärkeitä tulevaisuudessa. Pakkauslinjan päätoimintoja tarkasteltiin nykyisten jatulevaisuuden tekniikoiden pohjalta. Erityisesti tarkasteltiin laser-sovellusten käytön mahdollisuutta pakkauslinjan eri osatoiminnoissa. Katsaus pakkausteollisuuden tulevaisuuden näkymiin luotiin kirjallisuuden ja aikaisempien tutkimusten pohjalta, minkä perusteella työssä oletetaan, että yksilölliset ja monitoimipakkaukset tulevat lisääntymään tulevaisuudessa. Eri tuotantoerien välillä olevat asetusajat tulee saada minimoitua, mutta millä keinoin joustavuus on saavutettavissa? Yksi ratkaisu pakkausten valmistamisessa on käyttää robottisolua, mikä on mahdollista luultavasti ainakin kuppimuotoisten pakkausten kohdalla. Muutenkin robotiikka on lisääntymässä pakkausteollisuudessa. Digitaalisten painotekniikoiden kehitys on mahdollistanut yksilölliset painatukset. Tulevaisuudessa painatus on mahdollista tehdä pakkauslinjan loppupäässä, jopa vasta täytön ja suljennan jälkeen. Laserleikkaus on jo nyt käytössä, mutta tulevaisuudessa myös saumaus ja perinteinen nuuttaus on mahdollista tehdä lasersovelluksia käyttäen. Kehittynyt, väyläpohjainen ohjausjärjestelmä on tulevaisuudessa välttämätön joustavassa pakkauslinjassa. Internetin välityksellä toimiva etäohjattu virheenkorjausdiagnostiikka tulee myös olemaan itsestäänselvyys tulevaisuudessa. Kustannussäästöjä voidaan saavuttaa käyttämälläpakkauslinjassa modulaarista rakennetta. Standardiosien ja standardiosajärjestelmien käyttäminen pienentää myös käyttö- ja huoltokustannuksia. Tärkeää on kuitenkin muistaa, ettei joustavuutta voida saavuttaa pelkästään yhtä ominaisuutta tai tekniikkaa hyödyntäen vaan monia menetelmiä yhdistäen. Suunniteltavan pakkauslinjan toiminta on myös hyvä varmistaa käyttäen apuna mallinnusta ja simulointia.

Painehiomalinjan käyttövarmuus ja sen parantaminen

Diplomityön tavoitteena oli tutkia painehiomalinjan käyttövarmuutta ja kartoittaa tuotannolle kriittisiä laitteita. Pyrkimyksenä oli parantaa käytönaikaista käytettävyyttä. Lisäksi työssä tutkittiin kahden eri käyttövarmuussuunnittelun apuna käytettävän ohjelmiston soveltuvuutta paperiteollisuuden käyttöön. Tutkimuksissa käytettiin menetelminä haastatteluja ja analyysejä, joista tärkeimmät tulokset saatiin käyttöhenkilökunnan haastattelusta sekä vikatilastojen analyysistä. Lisäksi perehdyttiin tarkemmin erityisen häiriöherkkiin ja kriittisiin laitteisiin. Käyttövarmuusohjelmistoja testattiin eri parametrien arvoilla jatuloksista pyrittiin päättelemään ohjelmistojen luotettavuutta. Tarkastelussa huomattiin, että käyttövarmuuden parantaminen on mahdollista ilman suurempia investointeja. Tähän päästään paremmalla työn ohjeistuksella, sekä käyttövarmuussuunnittelua parantamalla. Parannustarvetta löytyi myös laitteiden kunnonseurannasta sekä huoltosuunnitelmista.

Ilmastoinnin ulkosäleikköjen lumenhallintajärjestelmien suunnittelu

Diplomityö on tehty Insinööritoimisto W.Zenner Oy:n LVI -tekniikan laboratoriossa. Insinööritoimisto W.Zenner Oy:n LVI-tekniikan laboratorio tarjoaa alan yrityksille tutkimuspalveluita sekä laboratoriossa että kentällä. Tämän työn tarkoituksena on ollut määrittää asiakkaan keksimän, toimintaperiaatteltaan aiemmista poikkeavan, lumenerotusjärjestelmän prototyypin lumenerotusaste. Mittausten aikana kuitenkin ilmeni, että keksintö ei sellaisenaan ole toimiva. Tämän vuoksi on työssä käsitelty hieman laajemmin lumenerottelutapoja, järjestelmien suunnittelu- ja käyttöperusteita sekä niiden testausmahdollisuuksia.

Asiakaslähtöinentilaus-toimitus-prosessin kehittäminen räätälöivässä yrityksessä

Tapa, jolla yritys vastaa sen räätälöityvien tuotteiden kysyntään, määrittää yrityksen menestymisen. Sen on ymmärrettävä mikä arvo asiakkaalle syntyy, kun sen yksilökohtaiset tarpeet otetaan huomioon tuotetta räätälöitäessä. Toisaalta, yrityksen on ymmärrettävä kustannus, joka näiden tarpeiden huomioon ottamimisesta syntyy. Yhdistämällä nämä tiedot oikein tilaus-toimitus-prosessin suunnittelussa ja valinnassa voidaan kutakin valittua asiakasta tai asiakasryhmää palvella kannattavasti. Tämän diplomityöntavoite on kehittää tutkimuksen toimeksiantajan Vahterus Oy:n tilaus-toimitus-prosessia. Perusteena ovat kolmen tärkeimmän asiakasryhmän tarpeet sekä tieto nykyisestä prosessista. Tutkimuksen teoreettinen perusta luodaan tutustumalla kirjallisuuteen räätälöinnistä, asiakaslähtöisyydestä sekä toimitus-prosessien eriyttämisestä. Order-winner ja order-qualifier kriteerien selvittäminen ja niiden käyttö oikean prosessin valinnassa muodostaa tutkimuksen teoreettisen ytimen. Empiriaosassa analysoitiin case-yrityksen nykyisen tilaus-toimitus-prosessin toiminta. Prosessin kehittämistyön pohjaksi selvitetettiin case-yrityksen kolmen tärkeimmän asiakasryhmän erityispiirteet ja tarpeet haastattelututkimuksella. tilaus-toimitus-prosessin analyysissä havaittiin huomattavaa asiakasryhmäkohtaista vaihtelua läpimenoajoissa. Tämä johtui tilatun tuotteen tyypistä sekä asiakkaiden erityisvaatimuksista. Haastattelututkimuksessa vahvistuinäkemys asiakasryhmien tilaus-toimitus-prosessille asettamien vaatimuksien selkeistä eroista. Johtopäätöksenä esitetään erilaisia toimitusstrategioita eri asiakasryhmille. Kustannus-tehokkuutta ja nopeutta vaativalle asiakasryhmälle prosessia tehostetaan suunnitteluprosessin automatisoinnilla. Joustavuutta vaativaa, korkeampia kustannuksia sallivaa asiakasryhmää palvellaan paremmin kehittämällä projektihallinnan ja myynnin työkaluja sekä henkilökunnan osaamista. Tutkimuksen tärkein kontribuutio yritykselle oli asiakasryhmien erojen tiedostaminen ja niiden huomioon ottaminen toimitustrategioiden ja organisaation jatkuvassa kehittämisessä.

Organisaation innovaatiopolitiikka

Mediatoimialalla eletään murrosvaihetta. Erityisesti sähköisen median alalla uusien ansaintalogiikoiden tunnistaminen ja kehittäminen muodostuu yhä tärkeämmäksi kilpailukyvyn kannalta. Digi- ja maksutelevision tuomat muutokset tämän hetkiseen ansaintamalliin tuovat mukanaan huomattavia haasteita ja sitä kautta myös mahdollisuuksia. Myös muiden sähköisten medioiden rooli tulee kehittymään tulevien vuosien aikana. Internet on jo tällä hetkellä mobiilisti saatavavilla ja television mobiiliratkaisut tekevät tuloaan vauhdilla. Työn tavoitteena on luoda tietojohtamisen malli ja työkalut eli innovaatiopolitiikan viitekehys, jolla MTV Media voi muuttuvassa ja fragmentoituvassa mediakentässä säilyttää edelläkävijyytensä ja innovatiivisuutensa uusia tuotteita ja palveluita kehitettäessä. Työssä luodaan kirjallisuustutkimuksen perusteella malli innovaatiopolitiikan kehittämiseen ja arvioidaan valittujen työkalujen soveltuvuutta yrityksen toiminnassa. Teoreettiseksi innovaatiopolitiikan viitekehykseksi valitaan Nonakan mukaeltu malli tiedon luomisenyhdistämisestä. Nonakan mallin avulla luodaan MTV Medialle oma innovaatiopolitiikan viitekehys. Viitekehykseen sopivia työkaluja esitellään ja niiden sopivuutta viitekehykseen arvioidaan. Lopuksi viitekehystä tarkastellaan teorian ja käytännön näkökulmista MTV Median innovaatiopolitiikan kehittämisessä.

Design of a Condition Monitoring System for a Glass Wool Production Line

Työn tarkoituksena oli suunnitella kunnonvalvontajärjestelmä kahdelle lasivillan tuotantolinjalle. Suunnitteluprosessin lisäksi työssä on esitelty erilaisia kunnonvalvontamenetelmiä. Työn alussa on kerrottu erilaisista kunnonvalvontamenetelmistä, joilla voidaan seurata erilaisten laitteiden ja koneiden toimintakuntoa.Erityisesti työssä on tarkasteltu teollisuudessa yleistyviä kunnonvalvonnan värähtelymittauksia. Työssä suunniteltu kunnonvalvontajärjestelmä perustuu viiteen eri menetelmään, jotka ovat värähtelymittaus, lämpötilanmittaus lämpökameralla, lämpötilanmittaus kannettavalla mittarilla, kuuntelu elektronisella stetoskoopilla ja pyörivien osien kunnontarkkailu stroboskoopilla. Kunnonvalvontajärjestelmän suunnittelu on tehty useassa eri vaiheessa. Ensin työssä on kartoitettu tuotannon kannalta tärkeimmät laitteet ja niiden mahdolliset vikaantumistavat. Seuraavaksi on valittu sopivat kunnonvalvontamenetelmät ja tehty mittaussuunnitelma, jossa on esitetty eri laitteille suoritettavat mittaukset ja mittausten aikavälit.Lopuksi työssä on esitelty muutama esimerkkitapaus kunnonvalvontamenetelmien käytöstä sekä kerrottu mahdollisista tulevaisuuden kehitysmahdollisuuksista.

Suorituskyvyn mittaaminen ja johtaminen henkilöstön näkökulmasta

Tämän tutkimuksen tavoitteena oli selvittää niitä tekijöitä, joihin yrityksen johdon tulisi kiinnittää huomiota suorituskykyä mitattaessa. Työssä tarkasteltiin tietämystä yrityksen suorituskyvystä, tavoitteista ja niiden mittaamisesta. Lisäksi tutkittiin yritysten sisäistä viestintää, päätöksentekoon vaikuttamista ja palkitsemista. Asioita tarkasteltiin eri ammattiasemissa olevien näkökulmista sekä esimiesaseman ja koulutustason suhteen. Tutkimuksen empiirinen aineisto kerättiin kyselylomakkeella kahdeksasta yrityksestä, vastauksia saatiin 210 kappaletta. Aineiston analysoinnissa käytettiin ristiintaulukointia ja -2- riippumattomuustestiä. Tutkimuksen tuloksena selvisi, että tieto omasta työstä ja sen tavoitteista on hyvällä tasolla. Henkilökohtaiseen kanssakäymiseen perustuvaa viestintää pidettiin parhaimpana. Omaan työhön ja tiimiin liittyvät päätökset olivat niitä, joihin haluttaisiin tulevaisuudessa vaikuttaa eniten. Palkitsemiskeinoista rahaa pidettiin parhaana, myös vapaa-aika ja kiitokset esimieheltä sekä työkaverilta miellyttivät vastaajia.

Python as a programming language for the introductory programming courses

Tämä kandidaatintyö tutkii tietotekniikan perusopetuksessa keskeisen aiheen,ohjelmoinnin, alkeisopetusta ja siihen liittyviä ongelmia. Työssä perehdytään ohjelmoinnin perusopetusmenetelmiin ja opetuksen lähestymistapoihin, sekä ratkaisuihin, joilla opetusta voidaan tehostaa. Näitä ratkaisuja työssä ovat mm. ohjelmointikielen valinta, käytettävän kehitysympäristön löytäminen sekä kurssia tukevien opetusapuvälineiden etsiminen. Lisäksi kurssin läpivientiin liittyvien toimintojen, kuten harjoitusten ja mahdollisten viikkotehtävien valinta kuuluu osaksitätä työtä. Työ itsessään lähestyy aihetta tutkimalla Pythonin soveltuvuutta ohjelmoinnin alkeisopetukseen mm. vertailemalla sitä muihin olemassa oleviin yleisiin opetuskieliin, kuten C, C++ tai Java. Se tarkastelee kielen hyviä ja huonoja puolia, sekä tutkii, voidaanko Pythonia hyödyntää luontevasti pääasiallisena opetuskielenä. Lisäksi työ perehtyy siihen, mitä kaikkea kurssilla tulisi opettaa, sekä siihen, kuinka kurssin läpivienti olisi tehokkainta toteuttaa ja minkälaiset tekniset puitteet kurssin toteuttamista varten olisi järkevää valita.

A computationally efficient shear deformable beam element for large deformation multibody applications

In this paper, a new two-dimensional shear deformable beam element based on the absolute nodal coordinate formulation is proposed. The nonlinear elastic forces of the beam element are obtained using a continuum mechanics approach without employing a local element coordinate system. In this study, linear polynomials are used to interpolate both the transverse and longitudinal components of the displacement. This is different from other absolute nodal-coordinate-based beam elements where cubic polynomials are used in the longitudinal direction. The accompanying defects of the phenomenon known as shear locking are avoided through the adoption of selective integration within the numerical integration method. The proposed element is verified using several numerical examples, and the results are compared to analytical solutions and the results for an existing shear deformable beam element. It is shown that by using the proposed element, accurate linear and nonlinear static deformations, as well as realistic dynamic behavior, can be achieved with a smaller computational effort than by using existing shear deformable two-dimensional beam elements.

Esiselvitys puupolttoaineen jalostamisesta torrefiointitekniikalla

Fossiilisten polttoaineiden käytöstä aiheutuvia kasvihuonekaasupäästöjä pyritään vähentämään EU:ssa mm. päästökaupan avulla. Uusiutumattomien polttoaineiden tilalle kehitetään biopolttoaineita, joita voidaan hyödyntää olemassa olevien voimalaitosten polttolaitteistoilla. Biopolttoaineiden etuna on, ettäniiden ei katsota lisäävän hiilidioksidipäästöjä, koska biomassa sitoo itseensä kasvaessaan poltossa vapautuvan määrän hiiltä. Eräs kiinnostavimmista jalostetuista biopolttoaineista on torrefioitu puu, joka vastaa useimmilta ominaisuuksiltaan kivihiiltä ja jota voidaan käyttää hiilivoimalaitoksissa ilman laitteistomuutoksia. Torrefiointi on puun eräänlaista paistamista hapettomissa olosuhteissa 250-270ºC:ssa, jolloin siitä saadaanpoistettua vesi ja osa haihtuvista aineista. Puun väri muuttuu suklaanruskeaksi, se kevenee, ei savuta poltettaessa, hylkii vettä, jauhautuu hyvin sekä sillä on pienet hiukkaspäästöt. Käsitellyn puun ominaisuudet muuttuvat säilyvyydeltään ja käyttöominaisuuksiltaan merkittävästi raaka-aineeseen verrattuna. Torrefioinnilla saavutetaan puulle polttoainekäytön kannalta myös paremmat ja kestävämmät ominaisuudet kuin hiiltämällä. Torrefiointiprosessia on tutkittu jonkin verran ja torrefioidun biomassan polttoa voimalaitosmittakaavassa on kokeiltu pienessä mittakaavassa. Torrefioitu materiaali on alhaisen tiheytensä vuoksi hankalaa ja kallista kuljettaa,joten sen tiheyttä tulee nostaa kuljetuksia varten tiivistämällä esim.pelletöimällä. Torrefionti yhdistettynä pelletöintiin on parhaimmillaan kilpailukykyinen vaihtoehto, kun kivihiiltä korvaavaa biomassaa jalostetaan kaukana käyttöpaikasta ja kuljetetaan irtotavarana aluskuljetuksina. Torrefioitua puuta on tiettävästi poltettu vain hollantilaisessa voimalaitoksessa. Tässä esiselvityksessä kootun tiedon perusteella torrefioidun puupolttoaineen tuottamiseen Suomen olosuhteissa arvioidaan olevan teknis-taloudellisia mahdollisuuksia. Kuitenkin torrefiointiprosessin soveltaminen suomen olosuhteisiin ja kotimaisiin raakaaineisiin vaatii panostusta jatkotutkimukseen ennen varsinaiseen toteutusvaiheeseen siirtymistä.

Lappeenrannan teknillisen yliopiston sähkötekniikan osaston uuden kaksivaiheisen tutkintorakenteen kansainvälinen vertailu. Raportti vertailuhankkeen toisesta vaiheesta 15.2.2005

Raportti käsittelee Lappeenrannan teknillisen yliopiston sähkötekniikan uutta kaksivaiheista tutkintorakennetta suhteessa ulkomaisiin vastaaviin master-tasoisiin tutkintorakenteisiin. Tutkimusmenetelmänä käytetään benchmarking-menetelmää. Tutkimusainesto kerätttiin 52:n eurooppalaisen yliopiston www-sivuilta ja opinto-oppaista. Näistä yliopistoista valittiin tarkempaan vertailuun kolme mielenkiintoiseksi vertailukumppaniksi valittua sähkötekniikan koulutusyksikköä: TUL, Technical University of Lodz, Puolasta. TUM,Technical University of München, Saksasta. KTH, Kungliga Tekniska Högskolan, Ruotsi. Toisen vaiheen vertailutulosten valossa näyttää siltä, että kaikkien vertailtujen yliopistojen tutkintojen sisällöt ja määrät ovat samankaltaisia, joten vertailukumppanit oletettavasti kykenevät ymmärtämään eri yliopistojen koulutusohjelmien toteutuksia. Toisaalta sähkötekniikan koulutuksen toteutukset näyttävät vertailuissa yliopistoissa sen verran erilaisilta, että vertailun avulla on mahdollista oppia eri toteutuksien taustalla olevista kulttuurieroista ja tavoitteista, sekä päästä hedelmälliseen yhteistyöhön vertailtavien yliopistojen sähkötekniikan osastojen kanssa.