Tuotehallinnan tietoprosessin haasteet ja kehittäminen ohjelmistoyrityksessä

Diplomityössä tutustuttiin ohjelmistoyrityksen tuotteiden asiakastarpeiden ja vaatimusten käsittelyyn tuotehallinnan tietoprosessin näkökulmasta. Työssä kuvattiin yrityksen nykyinen prosessi sekä analysoitiin erityisesti sen haasteita. Teoriatiedon sekä yrityksen asiantuntijalausuntojen pohjalta laadittiin tuotehallinnan tietoprosessin kehitysehdotuksia. Kvalitatiivinen tapaustutkimus toteutettiin käytännönläheisesti esittämällä kohdeyrityksen asiantuntijoille avoimia kysymyksiä sekä heidän kanssaan keskustellen. Tutkimus tehtiin neljässä vaiheessa ja sen päätavoitteena oli selvittää, millä keinoilla voidaan tukea kohdeyrityksen tuotekehitystarpeisiin ja tuotekehitysehdotuksiin liittyvän tiedon hallintaa sekä tuotantopäätöksiä. Tutkimuksen teoreettinen viitekehys koostui organisaation tietoprosessista, organisaation päätöksentekoprosessista, ohjelmistotuotteen erityispiirteistä sekä ohjelmiston tuotehallinnasta. Kohdeyrityksen tuotehallinnan tietoprosessin kehittämisen keskeisiksi tekijöiksi nousivat tuotehallinnan tukena käytettävän tietojärjestelmän ominaisuudet, tiedon hakeminen, tiedon löytäminen ja tulkinta. Kehityskohteiksi nousivat lisäksi prosessin kulku, perustuotekehityksen ja asiakastoimituksien rinnakkainen hallinta sekä asiakasarvon tuottaminen tuotehallinnan keinoin. Tutkimuksen lopputuloksena toteutettiin kohdeyrityksen tuotehallinnan tietoprosessin tavoitetilan kuvaus. Tavoitetilan elementtejä olivat tuotteiden pidemmän tähtäimen suunnitelmat (roadmap), tuotehallinnan organisointi tiimeille sekä sensemaking-prosessin hyödyntäminen osapuolien yhteisen ymmärryksen luomiseksi kehitystarpeille. Käytössä olevan tietojärjestelmän kehitysehdotukset perustuivat näiden tuotehallinnan elementtien tukemiseen.

Reaktorisydämen valvontajärjestelmän modernisointi Olkiluodon kiehutusvesilaitoksella

Reaktorisydämen valvonnalla varmistetaan, että polttoaineelta vaaditut termiset marginaalit toteutuvat ja polttoaineen suojakuori säilyy ehjänä. Olkiluodon kiehutusvesilaitoksen nykyinen sydämen valvontajärjestelmä koostuu SIMULATE-3-sydänsimulaattoriohjelmasta, reaktorisydämen instrumentoinnista, termisen tehon laskentaohjelmasta, tiedonkeruuohjelmista ja käynnistysautomatiikasta. Uusi järjestelmä koostuu näiden lisäksi GARDEL-ohjelmasta, joka on kehitetty kevytvesireaktoreiden sydämen käytön suunnitteluun ja valvontaan. GARDEL käyttää laskentaan samoja ohjelmia, jotka ovat jo Olkiluodon kiehutusvesilaitoksella käytössä. Tämän työn tarkoituksena oli verrata nykyistä ja uutta sydämen valvontajärjestelmää Olkiluodon kiehutusvesilaitoksella. Työssä tutkittiin LPRM-detektorien kalibroinnin jälkeisen datan käsittelyä, palamapäivitystä, stabiilisuuslaskentaa ja adaptiivisia menetelmiä. Järjestelmien vertailuun käytettiin Olkiluoto 2 -laitosyksiköltä käyttöjaksolta 31 (2011–2012) saatuja laskentuloksia. Tulosten perusteella havaittiin uuden järjestelmän laskennassa yksittäisiä virheitä, jotka tulee korjata. Lisäksi uuden järjestelmän toiminnasta tarvitaan lisäselvitystä.

Issues with Fedora & Hydra, experiences from a research-data-driven implementation

Presentation at Open Repositories 2014, Helsinki, Finland, June 9-13, 2014

Micro Data Repositories: Increasing the Value of Research on the Web

Presentation at Open Repositories 2014, Helsinki, Finland, June 9-13, 2014

Implementing Green IT approach for transferring Big Data over Parallel Data Link

The whole research of the current Master Thesis project is related to Big Data transfer over Parallel Data Link and my main objective is to assist the Saint-Petersburg National Research University ITMO research team to accomplish this project and apply Green IT methods for the data transfer system. The goal of the team is to transfer Big Data by using parallel data links with SDN Openflow approach. My task as a team member was to compare existing data transfer applications in case to verify which results the highest data transfer speed in which occasions and explain the reasons. In the context of this thesis work a comparison between 5 different utilities was done, which including Fast Data Transfer (FDT), BBCP, BBFTP, GridFTP, and FTS3. A number of scripts where developed which consist of creating random binary data to be incompressible to have fair comparison between utilities, execute the Utilities with specified parameters, create log files, results, system parameters, and plot graphs to compare the results. Transferring such an enormous variety of data can take a long time, and hence, the necessity appears to reduce the energy consumption to make them greener. In the context of Green IT approach, our team used Cloud Computing infrastructure called OpenStack. It’s more efficient to allocated specific amount of hardware resources to test different scenarios rather than using the whole resources from our testbed. Testing our implementation with OpenStack infrastructure results that the virtual channel does not consist of any traffic and we can achieve the highest possible throughput. After receiving the final results we are in place to identify which utilities produce faster data transfer in different scenarios with specific TCP parameters and we can use them in real network data links.

Use of airborne laser scanner data in demanding forest conditions

Most of the applications of airborne laser scanner data to forestry require that the point cloud be normalized, i.e., each point represents height from the ground instead of elevation. To normalize the point cloud, a digital terrain model (DTM), which is derived from the ground returns in the point cloud, is employed. Unfortunately, extracting accurate DTMs from airborne laser scanner data is a challenging task, especially in tropical forests where the canopy is normally very thick (partially closed), leading to a situation in which only a limited number of laser pulses reach the ground. Therefore, robust algorithms for extracting accurate DTMs in low-ground-point-densitysituations are needed in order to realize the full potential of airborne laser scanner data to forestry. The objective of this thesis is to develop algorithms for processing airborne laser scanner data in order to: (1) extract DTMs in demanding forest conditions (complex terrain and low number of ground points) for applications in forestry; (2) estimate canopy base height (CBH) for forest fire behavior modeling; and (3) assess the robustness of LiDAR-based high-resolution biomass estimation models against different field plot designs. Here, the aim is to find out if field plot data gathered by professional foresters can be combined with field plot data gathered by professionally trained community foresters and used in LiDAR-based high-resolution biomass estimation modeling without affecting prediction performance. The question of interest in this case is whether or not the local forest communities can achieve the level technical proficiency required for accurate forest monitoring. The algorithms for extracting DTMs from LiDAR point clouds presented in this thesis address the challenges of extracting DTMs in low-ground-point situations and in complex terrain while the algorithm for CBH estimation addresses the challenge of variations in the distribution of points in the LiDAR point cloud caused by things like variations in tree species and season of data acquisition. These algorithms are adaptive (with respect to point cloud characteristics) and exhibit a high degree of tolerance to variations in the density and distribution of points in the LiDAR point cloud. Results of comparison with existing DTM extraction algorithms showed that DTM extraction algorithms proposed in this thesis performed better with respect to accuracy of estimating tree heights from airborne laser scanner data. On the other hand, the proposed DTM extraction algorithms, being mostly based on trend surface interpolation, can not retain small artifacts in the terrain (e.g., bumps, small hills and depressions). Therefore, the DTMs generated by these algorithms are only suitable for forestry applications where the primary objective is to estimate tree heights from normalized airborne laser scanner data. On the other hand, the algorithm for estimating CBH proposed in this thesis is based on the idea of moving voxel in which gaps (openings in the canopy) which act as fuel breaks are located and their height is estimated. Test results showed a slight improvement in CBH estimation accuracy over existing CBH estimation methods which are based on height percentiles in the airborne laser scanner data. However, being based on the idea of moving voxel, this algorithm has one main advantage over existing CBH estimation methods in the context of forest fire modeling: it has great potential in providing information about vertical fuel continuity. This information can be used to create vertical fuel continuity maps which can provide more realistic information on the risk of crown fires compared to CBH.

Detection of Epilepsy with a Commercial EEG Headband

Epilepsy is a chronic brain disorder, characterized by reoccurring seizures. Automatic sei-zure detector, incorporated into a mobile closed-loop system, can improve the quality of life for the people with epilepsy. Commercial EEG headbands, such as Emotiv Epoc, have a potential to be used as the data acquisition devices for such a system. In order to estimate that potential, epileptic EEG signals from the commercial devices were emulated in this work based on the EEG data from a clinical dataset. The emulated characteristics include the referencing scheme, the set of electrodes used, the sampling rate, the sample resolution and the noise level. Performance of the existing algorithm for detection of epileptic seizures, developed in the context of clinical data, has been evaluated on the emulated commercial data. The results show, that after the transformation of the data towards the characteristics of Emotiv Epoc, the detection capabilities of the algorithm are mostly preserved. The ranges of acceptable changes in the signal parameters are also estimated.

An IP capable data link layer protocol for narrow band half-duplex packet data radio networks

The wide adaptation of Internet Protocol (IP) as de facto protocol for most communication networks has established a need for developing IP capable data link layer protocol solutions for Machine to machine (M2M) and Internet of Things (IoT) networks. However, the wireless networks used for M2M and IoT applications usually lack the resources commonly associated with modern wireless communication networks. The existing IP capable data link layer solutions for wireless IoT networks provide the necessary overhead minimising and frame optimising features, but are often built to be compatible only with IPv6 and specific radio platforms. The objective of this thesis is to design IPv4 compatible data link layer for Netcontrol Oy's narrow band half-duplex packet data radio system. Based on extensive literature research, system modelling and solution concept testing, this thesis proposes the usage of tunslip protocol as the basis for the system data link layer protocol development. In addition to the functionality of tunslip, this thesis discusses the additional network, routing, compression, security and collision avoidance changes required to be made to the radio platform in order for it to be IP compatible while still being able to maintain the point-to-multipoint and multi-hop network characteristics. The data link layer design consists of the radio application, dynamic Maximum Transmission Unit (MTU) optimisation daemon and the tunslip interface. The proposed design uses tunslip for creating an IP capable data link protocol interface. The radio application receives data from tunslip and compresses the packets and uses the IP addressing information for radio network addressing and routing before forwarding the message to radio network. The dynamic MTU size optimisation daemon controls the tunslip interface maximum MTU size according to the link quality assessment calculated from the radio network diagnostic data received from the radio application. For determining the usability of tunslip as the basis for data link layer protocol, testing of the tunslip interface is conducted with both IEEE 802.15.4 radios and packet data radios. The test cases measure the radio network usability for User Datagram Protocol (UDP) based applications without applying any header or content compression. The test results for the packet data radios reveal that the typical success rate for packet reception through a single-hop link is above 99% with a round-trip-delay of 0.315s for 63B packets.

Sähköteknisten laitteiden kunnossapidon kehittäminen sinkkitehtaalla

Diplomityön tavoitteena on ollut kehittää sähköteknisten laitteiden kunnossapitoa sinkkitehtaalla. Kokonaisuus on laaja ja laitteita paljon. Suuri kunnossapitobudjetti koostuu pienistä palasista. Kehitystyötä on pyritty tekemään käytännönläheisin ja helposti toteutettavin menetelmin, joissa voidaan mahdollisimman paljon hyödyntää sinkkitehtaan oman sähkökunnossapidon resursseja. Tämä kehittää myös henkilöstön laitetuntemusta. Kunnossapito-ohjelma pyritään pitämään riittävän kevyenä ja edullisena toteuttaa. Teoreettisen pohdiskelun ja huoltomenetelmien suunnittelun jälkeen kunnossapidon käytännön toteuttamiseksi on rakennettu tehtaan ATK-järjestelmään työmääräimiä, jotka pohjautuvat työn aikana kirjoitettuihin työohjeisiin. Työn alussa on selvitetty sähköturvallisuusmääräysten asettamia vaatimuksia. Suurella osalla huoltotoimenpiteistä pyritään parantamaan sähköturvallisuutta. Muilta osin työ keskittyy sähkökeskustiloihin ja moottorikäyttöihin, osastokohtaisiin prosessilaitteisiin ja tehtaalla oleviin tärkeisiin, muttaprosessiin varsinaisesti kuulumattomiin laitteisiin. Niiden käsittelyn yhteydessä esitellään myös huollossa käytettäviä menetelmiä, mittauksia ja tarkastuksia.

Tietokantakäyttäjän autentikoinnin ja auktorisoinnin hallinnointi Active Directory -ympäristössä

Usean nykypäivän yrityksen tietojärjestelmäinfrastruktuuri on muotoutunut heterogeeniseksi ympäristöksi, jossa eri käyttöjärjestelmä- ja laitealustoilla toimii usean eri valmistajan toimittamia järjestelmiä. Heterogeenisen ympäristön hallitsemiseksi yritykseltä vaaditaan keskitettyä tietovarastoa, johon on tallennettu tietoa käytetystä järjestelmäympäristöstä sekä sen komponenteista. Tähän tarkoitukseen Microsoft toi markkinoille vuonna 1999 Active Directory 2000 -hakemistopalvelun. Heterogeenisessa ympäristössä käyttäjien autentikointi ja auktorisointi on erittäin vaativaa. Pahimmassa tapauksessa käyttäjällä voi olla kymmeniä käyttäjätunnus-salasana-yhdistelmiä yrityksen eri tietojärjestelmiin. Lisäksi jokaisessa tietojärjestelmässäon ylläpidettävä käyttäjäkohtaisia toimintavaltuuksia. Niin käyttäjän kuin ylläpitäjänkin näkökulmasta tällainen skenaario on painajainen. Tässä diplomityössä kartoitetaan mahdollisuuksia Oracle-tietokantojen käyttäjien autentikoinnin sekä auktorisoinnin keskittämiseksi Active Directory -hakemistopalveluun. Työssä tarkastellaan tarkoitukseen soveltuvia valmiita kaupallisia ratkaisuja sekä tutkitaan mahdollisuuksia oman ratkaisumallin toteuttamiseksi umpäristöstä löytyvien ohjelmointirajapintojen avulla.

Lyhyen kantaman radiolähettimien soveltuvuus sähkökäyttöjen kunnon-valvonnan ja etädiagnostiikan tiedonsiirtotarpeisiin

Lyhyen kantaman radiolähettimien käyttö on kasvanut muutaman viime vuoden aikana huomattavasti. Osaltaan tähän on vaikuttanut uusien taajuusalueiden allokointi lupavapaiden radiolähettimien käyttöön, standardoitujen tekniikoiden yleistyminen ja laitteiden parempi saatavuus. Tässä työssä tarkastellaan lyhyen kantaman radiolähettimien soveltuvuutta sähkökäyttöjen kunnonvalvonnan ja etädiagnostiikan tiedonsiirtotarpeisiin. Työssä luodaan katsaus teollisuusympäristön vaikutuksiin langattomassa tiedonsiirrossa ja tarkastellaan sähkökäyttöjen kunnonvalvonnan ja etädiagnostiikan vaatimuksia tiedonsiirrolle ja tiedonsiirtojärjestelmälle. Työssä käydään läpi lyhyen kantaman radiolähettimiin liittyvät säädökset ja luodaan katsaus standardoituihin sekä valmistajakohtaisiin lyhyen kantaman radiotekniikoihin. Tiedonsiirtojärjestelmän suunnittelun kannalta tarkastellaan tiedonsiirtojärjestelmän topologiaa, protokollaa ja saatavilla olevia tekniikoita ja niiden implementoimista järjestelmään. Valmistajakohtaisia lyhyen kantaman radiomoduulien toimintaa ja Bluetoothin sisältävää älypuhelinta tutkitaan laboratoriomittauksin. Lopuksi kootaan yhteen langattoman tiedonsiirron ja eri tekniikoiden soveltuvuus sähkökäyttöjen kunnonvalvonnan ja etädiagnostiikan sovelluksiin.

Tuotetiedon hallinta verkostoituneessa pk-yrityksessä

Työn tavoitteena oli luoda malli kansainvälisessä yritysverkostossa toimivan pk-yrityksen tuotetiedon hallintaan. Ensin selvitettiin tuotetiedon hallinnan sisältöä sekä osa-alueita kirjallisuuden avulla. Tämän lisäksi kartoitettiin tutkimuskohteena olleen yrityksen tuotetiedon hallinnan nykytilanne kehityksen lähtökohdaksi. Selvitystöiden perusteella määriteltiin tavoitteet verkostoituneen pk-yrityksen tuotetiedon hallintaan sekä luotiin malli, jonka pohjalta kohdeyrityksen tuotetiedon hallinnan kehittämisessä edetään. Lopuksi arvioitiin mallin hyvyyttä kohdeyrityksen tapauksessa sekä yleisesti verkostoituneen pk-yrityksen tuotetiedon hallinnassa. Kehitetyssä mallissa yhdistyvät yrityksen tavoitteiden perusteella määritellyt toimintatavat sekä niitä tukeva tietojärjestelmä. Yrityksen liiketoiminnan luonne, visiot ja suunnitelmat sekä yritysverkosto ovat lähtökohtana tuotetiedon hallinnan strategialle. Tämän toteuttaminen taas vaatii tuotetiedon hallinnan kehittämistä yrityksessä PDM-mallin mukaisesti viidellä eri osa-alueella nimikkeiden hallinnasta tiedon jakeluun. Yrityksen tietojärjestelmäkokonaisuus tukee näitä osa-alueita. Tuotetiedon hallinnan kehitystyö etenee kolmessa vaiheessa. Se käynnistetään uudistamalla toimintatapoja sekä kehittämällä tuotetiedon hallintaa tukevaa tietojärjestelmäkokonaisuutta. Kolmannella portaalla järjestelmä laajennetaan kattamaan koko yrityksen kansainvälinen liiketoimintaverkosto yhteistyökumppaneineen. Tavoitetilassa tietojärjestelmä toimii koko verkoston tiedonjakelun keskuksena. Tuotetiedon hallinnan kehitysprojekti on laaja kokonaisuus. Työn tavoitteena olikin saada kehitys alkuun kohdeyrityksen osalta. Jatkossa mielenkiintoinen tutkimusaihe on esimerkiksi tutkia kehitetyn mallin toimivuutta käytännössä ja sen yleistettävyyttä muiden pk-yritysten tarpeisiin. Näin voidaan tarjota lisää tietoa yritysten ja verkostojen kehittämisen tueksi ja sitä kautta parantaa tulevaisuudessa suomalaisten pk-yritysten kilpailukykyä kansainvälisillä markkinoilla.

Business potential evaluation of wireless local area networks: Teleoperator’s view

The objective of the thesis was to evaluate business potential of wireless local area networks (WLAN, Wireless LAN). At first, the scope of business potential evaluation of technology was introduced. Next, a general framework of business potential evaluation of technology based on literature was presented. In addition, convergence of cellular networks and data networks was studied in order to get an insight of current situation of mobile telecommunications industry. Finally, wireless local area networks business potential was evaluated. A wireless local area network is a data communication system, which combines data connectivity with mobility and is implemented in unlicensed frequency bands, allowing new business opportunities to emerge. The main markets of WLAN are corporate networks, public area networks and access networks. At the moment the penetration of WLAN terminals is low which derives to low demand of wireless LAN services. In addition, unlicensed spectrum forces the teleoperators to set the service price relatively low. The business potential is in integrating wireless LANs to cellular networks and in offering value added services to end users. The future of wireless LAN is to be complementary network to cellular networks. In this vision cellular networks provide voice and low data services and broadband wireless networks enable multimedia services.

3D-suunnittelujärjestelmän ja tuotetiedonhallintajärjestelmän integrointi

3D-suunnittelujärjestelmät ovat tärkeitä työkaluja tuotetiedon luomista ja muokkaamista varten, joten niiden tehokas toiminta yhdessä tuotetiedonhallintajärjestelmien kanssa on erittäin tärkeää. 3D-suunnittelujärjestelmien kehityksen seurauksena 3D-malleihin voidaan sisällyttää entistä enemmän tuotetietoa, jolloin tehokas tiedon tallentaminen ja sen hallinta kasvattaa merkitystään. 3D-malleihin sisältyvää tietoa, kuten esimerkiksi kappaleen painoa tai geometriaa, halutaan myös tarkastella ilman tiettyä 3D-järjestelmää. Tuotetiedon hallinta on ollut jo pitkään tärkeä osa tuotteen suunnitteluprosessia. Tuotetiedon hallintaan sisältyy tiedon luomista, keräämistä ja muokkaamista koko tuotteen eliniän ajan. Näitä tietoja voivat olla esimerkiksi piirustukset, 3D-mallit, mittauspöytäkirjat, kokouspöytäkirjat, mallistoluettelot, lujuuslaskelmat, huoltoraportit jne. Tuotetiedonhallintajärjestelmä pitää huolta kaikesta tästä tiedosta ja sen kautta tuotteisiin liittyvää tietoa voidaan myös muokata ja jakaa tehokkaasti. Tässä diplomityössä tutkittiin näiden kahden järjestelmän integraation toteutusta erilaisilla menetelmillä. Työn tarkoituksena oli valita Valtra Oy:n tarkoituksiin parhaiten sopiva menetelmä tuotetiedon siirtämiseksi järjestelmien välillä tehokkaasti. Työn tuloksena annetaan suositus käytettävistä menetelmistä ja työkaluista.

Tuotetiedon hallinta, Case: moottorinohjausjärjestelmä

Tuotetiedonhallinnan tavoitteena on tuotteeseen liittyvien tietojen hallinta koko tuotteen elinkaaren ajan. Teollisen liiketoiminnan uudet suuntaukset ovat lisänneet tarvetta tuotetietojen hallinnan tehostamiseen. Tehokkaalla tuotetietojen hallinnalla voidaan saada välittömiä ja välillisiä parannuksia liiketoimintaan, joten se on merkittävä tekijä liiketoiminnan kilpailukyvyn ylläpitämisessä. Työssä on esitelty tuotetiedon hallintajärjestelmien tyypillisiä perustoiminnallisuuksia ja niiden soveltamista yrityksen eri toiminnoissa. Lisäksi on kuvailtu tuotetiedon hallintajärjestelmän käyttöönottoprojektia, joka on sekä tietojärjestelmäprojekti että liiketoimintaprosessien kehittämishanke. Käyttöönoton lähtökohtana on yrityksen toimintaprosessien tunteminen ja tarvittaessa kehittäminen. Työn soveltavassa osassa on kuvattu kohdeyrityksen elektroniseen moottorinohjausjärjestelmään liittyvien tuotetietojen hallinnan nykytilaa ja pohdittu tuotetiedon hallintajärjestelmän mahdollisuuksia sen kehittämiseksi.