Tooth-Coil Permanent Magnet Synchronous Machine Design for Special Applications

This doctoral thesis presents a study on the design of tooth-coil permanent magnet synchronous machines. The electromagnetic properties of concentrated non-overlapping winding permanent magnet synchronous machines, or simply tooth-coil permanent magnet synchronous machines (TC-PMSMs), are studied in details. It is shown that current linkage harmonics play the deterministic role in the behavior of this type of machines. Important contributions are presented as regards of calculation of parameters of TC-PMSMs,particularly the estimation of inductances. The current linkage harmonics essentially define the air-gap harmonic leakage inductance, rotor losses and localized temporal inductance variation. It is proven by FEM analysis that inductance variation caused by the local temporal harmonic saturation results in considerable torque ripple, and can influence on sensorless control capabilities. Example case studies an integrated application of TC-IPMSMs in hybrid off-highway working vehicles. A methodology for increasing the efficiency of working vehicles is introduced. It comprises several approaches – hybridization, working operations optimization, component optimization and integration. As a result of component optimization and integration, a novel integrated electro-hydraulic energy converter (IEHEC) for off-highway working vehicles is designed. The IEHEC can considerably increase the operational efficiency of a hybrid working vehicle. The energy converter consists of an axial-piston hydraulic machine and an integrated TCIPMSM being built on the same shaft. The compact assembly of the electrical and hydraulic machines enhances the ability to find applications for such a device in the mobile environment of working vehicles.Usage of hydraulic fluid, typically used in working actuators, enables direct-immersion oil cooling of designed electrical machine, and further increases the torque- and power- densities of the whole device.

Heat Demand Forecasting Models’ Development: Use of Data Mining Tools in SQL Server Analysis Services

This thesis introduces heat demand forecasting models which are generated by using data mining algorithms. The forecast spans one full day and this forecast can be used in regulating heat consumption of buildings. For training the data mining models, two years of heat consumption data from a case building and weather measurement data from Finnish Meteorological Institute are used. The thesis utilizes Microsoft SQL Server Analysis Services data mining tools in generating the data mining models and CRISP-DM process framework to implement the research. Results show that the built models can predict heat demand at best with mean average percentage errors of 3.8% for 24-h profile and 5.9% for full day. A deployment model for integrating the generated data mining models into an existing building energy management system is also discussed.

Voimalaitoksen energiaraportoinnin kehittäminen

Diplomityössä tarkasteltiin Metsä Board Simpeleen voimalaitoksen energiaraportointi kokonaisuutta. Tarkastelun kohteena olivat lämpö-, sähkö- ja polttoaine-energiat. Tarkastelun pääpaino oli energian määritykseen tarvittavissa mittapisteissä sekä niistä muodostuvissa raporteissa. Työn tavoitteena oli saada luotettavat energiaraportit, jotka ovat jaoteltu selkeästi ja johdonmukaisesti. Tavoitteena oli myös vähentää kuukausiraportoinnin muodostamiseen tarvittavaa henkilötyöaikaa. Teoriaosuudessa käsitellään yleisesti voimalaitosprosessin toimintaa sekä siinä käytettäviä polttoaineita. Energiataseen muodostamisen perusteita tarkasteltiin voimalaitosprosessin kannalta. Energian määrityksiin käytettävät prosessimittaukset käytiin läpi. Raportointivelvollisuudet selvitettiin, niin tilastokeskuksien, kuin viranomaistenkin suuntaan. Työosuudessa perehdyttiin käytössä oleviin raportointikäytäntöihin sekä raporttipohjiin. Energialaskentayhtälöt ja parametrit tarkastettiin tarvittavilta osin. Työnaikana havaittiin nopeasti, että raportointi muodostetaan pitkälti Microsoft Excel-taulukkolaskentaohjelmiston avulla. Olemassa olevia automatisoituja raportteja ei hyödynnetty ollenkaan, koska niitä pidettiin epäluotettavina. Työn tuloksena automatisoidut kuukausiraportit tarkastettiin, virheet korjattiin ja ne otettiin käyttöön. Automaattisiin raportteihin tehtiin päivitysehdotukset uusista raporttipohjista. Viralliseen kuukausiraportointiin rakennettiin myös kokonaan uudet raportointipohjat, jotka hyödyntävät automaattisesti muodostuvia raportteja. Uudet raporttipohjat nopeuttivat raportointityötä merkittävästi. Polttoaine-energian hallintajärjestelmä todettiin vanhanaikaiseksi ja sen uusimista suositellaan. Uusinnalla raportointityö helpottuisi ja sen avulla siitä saataisiin kattavampi.

Tietoperustaisten HRM-käytäntöjen, luottamuksen ja suorituskyvyn suhde suomalaisessa organisaatiokontekstissa

Henkilöstöjohtamisen käytännöillä on merkittävä vaikutus organisaation johtamiseen ja tätä kautta menestymiseen. Hyvin suunnitellut ja toteutetut käytännöt ovat osaltaan vaikuttamassa yrityksessä vallitsevaan luottamukseen. Hyvä sisäinen luottamustaso puolestaan heijastuu myös organisaation ulkoiseen luottamukseen. Tietoperustaiset HRM-käytännöt ovat keskeisessä roolissa juuri nyt, koska työelämä ja työn tekeminen ovat murrosvaiheessa ja muutosten nopeus kiihtyy entisestään tietointensiivisten työtehtävien lisääntyessä. HRM-käytäntöjä on tutkittu paljon aiempien vuosikymmenten aikana. Tietoperustaisten henkilöstöjohtamisen käytäntöjen tutkimusta on ollut jonkin verran 2000-luvun alun jälkeen. Henkilöstöjohtamisen käytäntöjen suhdetta luottamukseen ja suorituskykyyn on myös tutkittu. Sen sijaan vielä ei ollut tehty tutkimusta, jossa yhdistetään tietoperustaisten henkilöstöjohtamisen käytäntöjen, luottamuksen ja suorituskyvyn suhde. Tämän tutkimuksen tarkoitus on selvittää tietoperustaisten HRM-käytäntöjen, luottamuksen ja suorituskyvyn yhteyttä. Tutkimuksen pääpaino on tietoperustaisten henkilöstökäytäntöjen suhde luottamukseen. Tutkittavat tietoperustaiset henkilöstöjohtaminen käytännöt liittyvät rekrytointiin, osaamisen kehittämiseen, suoritusarviointiin ja palkitsemiseen. Tutkimukseen osallistui 246 Suomessa toimivaa yritystä. Kyselytutkimuksen lisäksi tutkimuksessa käytettiin taloudellisia tietokantoja yritysten suorituskykyä kuvaavien tunnuslukujen määrittämisessä. Tutkimus on määrällinen ja se perustuu tilastollisten menetelmien ja analyysien käyttöön. Tutkimuksessa saatiin selville, että tietoperustaisilla osaamisen kehittämisen ja suoritusarviointien HRM-käytännöillä on positiivinen vaikutus luottamukseen. Tietoon pohjautuvilla henkilöstöjohtamisen käytännöillä voidaan siis rakentaa parempaa luottamustasoa organisaatioissa.

Ajoneuvokatsastuksen valvontamalli

Tutkimuksessa kehitettiin ajoneuvokatsastuksen suorituskykymittari sekä suorituskyvyn johtamiseen perustuva ajoneuvokatsastuksen valvontamalli. Suorituskykymittarin avulla voidaan mitata ajoneuvokatsastuksen suorituskykyä, seurata suorituskyvyn kehitystä, suunnitella ja päättää mitä pitäisi parantaa sekä seurata tehtyjen toimenpiteiden vaikutuksia eli johtaa toimintaa. Tutkimuksessa kehitetty suorituskykymittari perustuu Liikenteen turvallisuusviraston ylläpitämään ajoneuvoliikennerekisteriin tallennettujen katsastustietojen analysointiin sekä tilastollisten prosessin ohjausmenetelmien (SPC) hyödyntämiseen. Tutkimuksessa kehitetyssä ajoneuvokatsastuksen valvontamallissa Liikenteen turvallisuusviraston valvontatoimintoja sekä katsastusyritysten omaa laadunhallintaa johdetaan suorituskykymittarin avulla. Tutkimuksessa kehitetyn suorituskykymittarin ja valvontamallin avulla Liikenteen turvallisuusvirastolla ja katsastusyrityksillä on aiempaa paremmat edellytykset valvoa ja johtaa ajoneuvokatsastuksen suorituskykyä katsastustoiminnalle asetettujen tavoitteiden kannalta vaikuttavasti ja oikein. Tutkimus toteutettiin konstruktiivista tutkimusotetta käyttäen ja tutkimuksessa kehitetty ajoneuvokatsastuksen valvontamalli implementoitiin osaksi kansallista lainsäädäntöä sekä Liikenteen turvallisuusviraston ja katsastusyritysten johtamistoimintoja.

Risk Management Services in Energy Production

Työ käsittelee energian tuotannossa esiintyviä tärkeimpiä taloudellisia ja teknisiä riskejä sekä niiden hallitsemista energian tuottajan näkökulmasta. Ensiksi käsitellään yleisesti riskienhallintaa, eri riskityyppejä ja esitetään periaatteellinen riskienhallintaprosessi. Sen jälkeen tarkastellaan energiamarkkinoiden nykytilannetta lähinnä Pohjoismaiden tasolla ja verrataan sitä aikaisempaan tilanteeseen energian tuottajan kannalta. Tämä siksi, että energiamarkkinoiden vapautuminen on muuttanut merkittävästi energian tuotantoon liittyviä taloudellisia riskejä, käytännössä lisännyt niitä. Pääpaino on energian tuotannossa esiintyvien olennaisten riskien tarkastelussa ja niiden hallitsemisessa. Ensin esitellään työn kannalta olennaiset riskit ja tekijät joista ne aiheutuvat. Jokainen riski ja sen aiheuttamat haitat liiketoiminnalle kuvataan lyhyesti. Sen jälkeen kiinnitetään huomiota asioihin, jotka ovat tyypillisiä energian tuotannolle ja aiheuttavat samalla erikoisvaatimuksia riskienhallinnalle. Sitten käydään läpi sopivat riskienhallinnan menetelmät, jotka ovat yleisesti käytössä energian tuotannossa, aiemmin esitetyille olennaisille riskeille. Esitetyistä riskienhallinta menetelmistä useimpia ei ole kohdistettu millekään yksittäiselle riskille, vaan monia niistä voidaan käyttää useammankin riskin hallintaan.

Profit at Risk as a Risk Management Tool in Deregulated Energy Markets

Euroopan energiamarkkinat ovat olleet viimeisen kymmenen vuoden aikana suurten muutosten alla. Markkinoiden kehitys on ollut huomattavaa myös Iso-Britanniassa, jossa sähkö- ja kaasumarkkinat ovat olleet avoinna kilpailulle jo muutamia vuosia. Ennen markkinoiden avautumista energiyhtiöt pystyivät siirtämään kaikki riskit suoraan asiakkaan kannettaviksi. Markkinoiden avautumisen myötä lisääntynyt kilpailu on kuitenkin pakottanut energiayhtiöitä ajanmukaistamaan näkemyksiään riskeistä. Riskitekijät, joista ei aiemmin tarvinnut välittää, on nyt pystyttävä tunnistamaan ja hallitsemaan. Tämä työ keskittyy hinta- ja volyymiriskien hallintaan. Rahoitusmarkkinoilla pitkään käytettyjä riskienhallintatyökaluja on otettu käyttöön myös energiamarkkinoilla. Energiamarkkinoiden piirteet poikkeavat kuitenkin rahoitusmarkkinoista, eikä näitä työkaluja voida ottaa käyttöön muutoksitta. Silti, jopa muutosten jälkeen rahoitusmarkkinoiden riskienhallitavälineet aliarvioivat energiamarkkinoiden hinta- ja volyymiriskejä. Tässä yhteydessä työssä esitetään Profit at Risk, PaR. PaR on skenaariopohjainen riskienhallinnan työkalu, joka on kehitetty erityisesti energiamarkkinoille ja täten huomioi niiden erikoispiirteet. Työn rungon muodostavat energiamarkkinoiden käyttäytyminen, hinta- ja volyymiriskitekijät sekä pohdinta miten hinta- ja volyymiriskeiltä voidaan suojautua ja miten niitä voidaan hallita. PaR-metodologiaa verrataan perinteisiin riskienhallintamenetelmiin ja työn tavoitteena on tuoda esiin ne tekijät, joiden ansiosta PaR on sopivampi työkalu energiamarkkinoiden riskienhallintaan kuin perinteiset menetelmät. Käytännön esimerkkinä työssä toimii Fortum Energy plus’n PaR –malli. Koska PaR on kehitetty erityisesti energiamarkkinoille, se huomioi täysin markkinoiden aiheuttamat hinta- ja volyymiriskit. Käytännön esimerkki kuitenkin osoittaa, että PaR menetelmästä ei ole riskienhallinnallista hyötyä ellei työkalun käyttäjällä ole täydellistä tietämystä niin energiamarkkinoista kuin markkinoiden muutoksiin vaikuttavien tekijöiden käyttäytymisestä.

People and the intertidal : human induced changes, biodiversity loss, livelihood implications and management in the Western Indian Ocean

Vad händer i tidvattenzonen? Var går gränsen mellan land och hav, vad händer i tidvattenzonen och vem ansvarar för detta? I västra Indiska oceanen (VIO) kan avståndet mellan den lägsta nivån för lågvattnet och den högsta nivån för högvattnet vara flera kilometer och nivåskillnaderna upp till 6 meter och detta skapar ett stort och föränderligt område. Syftet med min avhandling är att öka förståelsen för tidvattenzonen i tropiska och subtropiska västra Indiska oceanen. Sammanfattningsvis visar mina studier att det finns ett mycket stort värde i den komplexa tidvattenzonen, men också att det här området hotas från både land och hav, genom t.ex. överexploatering, erosion och föroreningar. Uttnyttjandet av tidvattenzonen är stort och min avhandling har visat att aktiviteter såsom fiske i form av plocking av musslor och andra ryggradslösa djur och hamnaktiviteter påverkar den biologiska mångfalden negativt, vilket leder till försämrad levnadsstandard för resursutnyttjande människor i regionen. För att förbättra situationen krävs det mer forskning, miljöövervakning och bättre förvaltning av tidvattenzonen. Experter i regionen har rangordnat förslag på förvaltningsstrategier som skulle kunna testas för att förbättra miljön och skapa ett mer hållbart nyttjande. Avhandlingen visar även att det är möjligt att använda fjärranalysteknik såsom satellitbildsanalys för att kvantifiera mängden sjögräsvegetation (i form av biomassa), vilket kan ha stor betydelse för att förbättra storskalig miljöövervakning av kustnära naturtyper (habitat). I avhandlingsarbetet har jag använt mig av ett multidisciplinärt tillvägagångssätt och använt metoder såsom ekologisk och biologisk provtagning, intervjuer, observationer, diskussionsgrupper, frågeformulär och fjärranalys. Resultaten presenterade i denna avhandling ger en ökad kunskap om tidvattenzonen i utvecklingsländerna inom VIO-regionen som kan användas för att initiera och fortsätta att utveckla hållbara förvaltningsstrategier av biologiska resurser.

Evaluating the Maturity of Data Management Practices in a Major Energy Provider Company

Data is the most important asset of a company in the information age. Other assets, such as technology, facilities or products can be copied or reverse-engineered, employees can be brought over, but data remains unique to every company. As data management topics are slowly moving from unknown unknowns to known unknowns, tools to evaluate and manage data properly are developed and refined. Many projects are in progress today to develop various maturity models for evaluating information and data management practices. These maturity models come in many shapes and sizes: from short and concise ones meant for a quick assessment, to complex ones that call for an expert assessment by experienced consultants. In this paper several of them, made not only by external inter-organizational groups and authors, but also developed internally at a Major Energy Provider Company (MEPC) are juxtaposed and thoroughly analyzed. Apart from analyzing the available maturity models related to Data Management, this paper also selects the one with the most merit and describes and analyzes using it to perform a maturity assessment in MEPC. The utility of maturity models is two-fold: descriptive and prescriptive. Besides recording the current state of Data Management practices maturity by performing the assessments, this maturity model is also used to chart the way forward. Thus, after the current situation is presented, analysis and recommendations on how to improve it based on the definitions of higher levels of maturity are given. Generally, the main trend observed was the widening of the Data Management field to include more business and “soft” areas (as opposed to technical ones) and the change of focus towards business value of data, while assuming that the underlying IT systems for managing data are “ideal”, that is, left to the purely technical disciplines to design and maintain. This trend is not only present in Data Management but in other technological areas as well, where more and more attention is given to innovative use of technology, while acknowledging that the strategic importance of IT as such is diminishing.

Energy Efficiency Consideration in Electric Vehicle Transmission

This study is a survey of benefits and drawbacks of embedding a variable gearbox instead of a single reduction gear in electric vehicle powertrain from efficiency point of view. Losses due to a pair of spur gears meshing with involute teeth are modeled on the base of Coulomb’s law and fluid mechanics. The model for a variable gearbox is fulfilled and further employed in a complete vehicle simulation. Simulation model run for a single reduction gear then the results are taken as benchmark for other types of commonly used transmissions. Comparing power consumption, which is obtained from simulation model, shows that the extra load imposed by variable transmission components will shade the benefits of efficient operation of electric motor. The other accomplishment of this study is a combination of modified formulas that led to a new methodology for power loss prediction in gear meshing which is compatible with modern design and manufacturing technology.

The many faces of strikes : attitudes towards industrial action by labour, management and human resources

Strikes provide a current, fresh but also a seldom-addressed issue to study from economic sciences perspective. This study provides to filling this research gap by trying to identify attitudes towards strikes that can be found inside organizations. The research problem this study then sets out to answer is: “What kinds of attitudes exist inside organizations towards industrial actions and how attitudes vary between labour, management and human resources?” This study has been planned with a view to test how qualitative attitudinal research, as a method, is suited to studying a phenomenon such as strike. At the heart of this research approach lies an assumption linked to rhetoric social psychology, that attitude is a phenomenon that can be identified in argumentation. For this research 10 semi-structured interviews in 4 organizations were conducted utilizing statements and pictures as stimulants for discussion. The material was transcribed and analysed following the two levels, categorical and interpretive, demanded by the chosen method. Altogether five attitudes were discovered; three of them negative, one indifferent and one positive by nature. The negative attitudes of unfairness, failure and personification towards strikes represented the side of strikes that was perhaps the most anticipated, portraying the contradictions between employees and employer. The attitude of ordinariness, which portrayed indifference, and the positive attitude of change however, were more unanticipated findings. They reflect shared understanding and trust between conflict parties. The utilization of qualitative attitudinal approach to study strikes was deemed successful. The results of this study support prior literature on workplace conflicts for example in regards of the definition of conflict and typologies conflicts. In addition the multifaceted nature of strikes can be perceived as one statement supported by this study. It arises in the nature of the attitudes, the diversity of discussion themes during the interviews as well as in the extent of possible theories to apply.