Paper Surface Image Processing for Roughness Quality Measurement

Diplomityössä on käsitelty paperin pinnankarkeuden mittausta, joka on keskeisimpiä ongelmia paperimateriaalien tutkimuksessa. Paperiteollisuudessa käytettävät mittausmenetelmät sisältävät monia haittapuolia kuten esimerkiksi epätarkkuus ja yhteensopimattomuus sileiden papereiden mittauksissa, sekä suuret vaatimukset laboratorio-olosuhteille ja menetelmien hitaus. Työssä on tutkittu optiseen sirontaan perustuvia menetelmiä pinnankarkeuden määrittämisessä. Konenäköä ja kuvan-käsittelytekniikoita tutkittiin karkeilla paperipinnoilla. Tutkimuksessa käytetyt algoritmit on tehty Matlab® ohjelmalle. Saadut tulokset osoittavat mahdollisuuden pinnankarkeuden mittaamiseen kuvauksen avulla. Parhaimman tuloksen perinteisen ja kuvausmenetelmän välillä antoi fraktaaliulottuvuuteen perustuva menetelmä.

Sähkökoneiden etädiagnostiikan kenttätason tiedonsiirtotarpeen arviointi ja instrumentoinnin kehittäminen

Tässä diplomityössä tarkastellaan sähkökoneiden tyypillisiä vikoja ja joitain näiden havaitsemiseen käytettäviä mittauksia ja analyysejä; mittausten tuottamaa tietomäärää arvioidaan. Muutamia teollisuuslaitoksissa käytettyjä väyliä ja tiedonsiirtoprotokollia esitellään, ja analysoidaan kunnonvalvonnan mittauksien siirtämisen näillä väylillä vaatimaa väylän datansiirtonopeutta. Valvottavien sähkökoneiden määrän ylärajaa arvioidaan kunkin väylän/protokollan tapauksessa. Työssä esitellään ratkaisuja sähkökoneiden etädiagnostiikan tiedonsiirron toteuttamiseksi ja arvioidaan valvottavien sähkökoneiden määrän ylärajaa kussakin tapauksessa. Lisäksi työssä suunnitellaan ja toteutetaan kunnonvalvonnan mitta-antureiden kanssa käytettävä mittaustiedon keräily-yksikkö. Keräily-yksikön sisältävä kunnonvalvonnan ja etädiagnostiikan tiedonkeruu- ja tiedonsiirtojärjestelmä asennetaan kahteen pilot-kohteeseen: sellutehtaalle ja pienvesivoimalaan.

Performance Measurement as Part of Management

To achieve success in a constantly changing environment and with ever-increasing competition, companies must develop their operations continuously. To do this, they must have a clear vision of what they want to be in the future. This vision can be attained through careful planning and strategising. One method of transforming a strategy and vision into an everyday tool used by employees is the use of a balanced performance measurement system. The importance of performance measurement in the implementation of companies' visions and strategies has grown substantially in the last ten years. Measures are derived from the company's critical success factors and from many different perspectives. There are three time dimensions: past, present and future. Many such performance measurement systems have been created since the 1990s. This is a case study whose main objective is to provide a recommendation for how the case company could make use of performance measurement to support strategic management. To answer this question, the study uses literature-based research and empirical research at the case company's premises. The theoretical part of the study consists of two sections: introducing the Balanced Scorecard and discussing how it supports strategic management and change management. The empirical part of this study determines the company's present performance measurement situation through interviews in the company. The study resulted in a recommendation to the company to start developing the Balanced Scorecard system. By setting up this kind process, the company would be able to change its focus more towards the future, beginning to implement a more process-based organisation and getting its employees to work together towards common goals.

Measurement of the air permeability profile on SC paper machine

Tämän diplomityön tarkoituksena oli asentaa ja kehittää UPM-Kymmene Rauman tehtaiden PK2:lle luotettava ja toimiva ilmanläpäisyprofiilin mittaus. Työn tarkoituksena oli myös kartoittaa tietoja ilmanläpäisyprofiiliin vaikuttavista seikoista sekä mahdollisuuksista säätää ilmanläpäisyprofiilia. Lisäksi työn tavoitteena oli löytää toimiva menetelmä verrata online mitattua ilmanläpäisyprofiilia laboratoriossa mitattuun ilmanläpäisyprofiiliin online mittauksen luotettavuuden näkökulmasta. Työn aikana selvitettiin myös ilmanläpäisyprofiilin mittauksen mahdollisuutta superkalanteroidusta SC paperista. Työn kirjallisessa osassa käsiteltiin paperin huokoisuutta ja ilmanläpäisyä, huokoisuustasoon ja huokoisuus profiiliin vaikuttavia tekijöitä, ilmanläpäisevyyden merkitystä SC paperin valmistukselle ja SC paperin painettavuudelle sekä ilmanläpäisevyyden laboratorio- sekä online mittausta. Kirjallisessa osassa käsiteltiin myös Honeywellin uutta Poros ilmanläpäisysensoria. Työn kokeellisessa osassa tutkittiin ilmanläpäisyprofiilimittauksen luotettavuutta CD ja MD suunnassa sekä laboratorio- ja online-mittausten välisiä eroavaisuuksia ennen PK2 uusintaa. PK2 uusinnan jälkeen kokeellisessa osassa keskityttiin luotettavuuden varmentamiseen CD ja MD suunnassa sekä kartoittamaan tekijöitä, jotka aiheuttivat pieniä tasoeroja mittausten välillä. Mittaukset todettiin luotettaviksi ja niiden pohjalta suoritettiin mitattujen online profiilien välisiä vertailuja. Ilmanläpäisyprofiililla todettiin olevan positiivinen korrelaatio neliömassaprofiilin ja kosteusprofiilin kanssa sekä negatiivinen korrelaatio tuhkaprofiilin kanssa. PK2 uusinnan yhteydessä tehtiin koeajoja, jotka liittyivät laadunoptimointiin viira- ja puristinosalla. Koeajoissa tutkittujen asioiden lisäksi tutkittiin muutettujen parametrien vaikutusta ilmanläpäisyprofiiliin. Höyrylaatikon vaikutusta ilmanläpäisyprofiiliin tutkittiin säätöjen virityksen yhteydessä.

Wood Volume Measurement Using Color Images

Tämä työ käsittelee puutukkien tilavuuden mittaamista värikonenäön avulla. Värikuvat on saatu Simpeleellä olevan metsäteollisuusyrityksen hiomosta. Työssä esitetään perusteellisesti matemaattinen teoria, joka liittyy käytettyihin kuvankäsittelymenetelmiin, kuten luokitteluun, kohinan poistoon ja tukkien segmentointiin. Esitetyt menetelmät implementointiin käytännössä ja eri menetelmillä saatuja tuloksia vertailtiin keskenään. Kuvankäsittelyalgoritmit on implementoitu Matlab 6.0:n avulla. Pääasiassa käytettiin uusinta Image Processing Toolboxia, joka on versio 3.0. Tämä työn näkökulma on pääasiassa käytäntöön soveltava, koska metsäteollsuus on korkealla tasolla Suomessa ja siellä on paljon alan yrityksiä, joissa tässä työssä kehitettyä menetelmää voidaan hyödyntää.

Measurement systems in wall production applications

Tässä tutkimuksessa kehitettiin prototyyppi betonielementin dimension mittaus järjestelmästä. Tämä järjestelmä mahdollistaa kolmiulotteisen kappaleen mittauksen. Tutkimuksessa kehitettiin myös stereonäköön perustuva kappaleen mittaus. Prototyyppiä testailin ja tulokset osoittautuivat luotettaviksi. Tutkimuksessa selvitetään ja vertaillaan myös muita lähestymistapoja ja olemassa olevia järjestelmiä kappaleen kolmiuloitteiseen mittaukseen, joita Suomalaiset yhtiöt käyttävät tällä alalla.

Tietotekniikan liiketoiminnalle tuomien hyötyjen kuvaaminen ja ohjaaminen

Tämän työn tavoitteena on arvioida hyödyt, jotka tietotekniikka mahdollistaa liiketoiminnalle ja löytää keino ohjata tietojärjestelmäkehitystä tavoiteltavien hyötyjen suuntaan. Työn teoriaosuudessa esitetään ongelmia, joita tietotekniikan liiketoiminnallisten hyötyjen arvioinnissa on esiintynyt. Teoriaosuudessa käsitellään prosessiajattelun perusteita ja prosessin suorituskyvyn arviointia yleisellä tasolla ja tarkastellaan tietotekniikan vaikutusta liiketoiminnan prosesseihin. Lisäksi todetaan tietotekniikan roolit ja hyödyt liiketoimintaan nähden ja esitellään EEM -menetelmä (Enabler-Effect Map), jolla hyödyt voidaan kartoittaa. EEM menetelmälle hahmotetaan käyttöympäristö ja tarkastellaan EEM:n käyttöä osana ohjelmistotuotantoprosessia. Työn käytännön osuudessa aloitetaan Mikrotukiyksikön kehitysprojektin toteutus esitetyn teorian mukaan. Projektissa määritellään uusi toimintaa tukeva tietojärjestelmä liiketoimintalähtöisesti. Määrittelyn tulokset esitetään työn loppuosassa, mutta tietojärjestelmän toteutus on jätetty tämän työn ulkopuolelle.Projektin määrittelyn perusteella tehdään johtopäätökset ja kehittämisehdotukset menetelmälle ja työn teettävälle yritykselle Tietoleonia Oy:lle

Benchmarked Quality Measurement Process in a Software Validation Process

Jatkuva laadunmittaus osana ohjelmistoprosessia on yleistynyt ohjelmistoyritysten keskuudessa viime vuosien aikana. ISO 9001:2000 -laatustandardi vaatii yrityksiltä tuotteiden ja prosessien laadun mittaamista ja seuraamista. Laadun mittareiden valinta on haastava tehtävä. Yritykset luulevat usein mittaavansa laatua, vaikka ne todellisuudessa mittaavatkin ohjelmistojen eri ominaisuuksia kuten kokoa tai monimutkaisuutta. Tässä diplomityössä kehitetään ohjelmistojen validointiprosessiin vertailuun perustuva laadunmittausprosessi ohjelmistotuotteiden laadun arviointiin, mittaamiseen ja seurantaan. Laatumittarit valitaan ennalta määriteltyjen kriteereiden mukaisesti, ja niille asetetaan tavoitearvot vertailuanalyysistä saatujen tulosten perusteella. Laadunmittausprosessin lisäksi työssä annetaan suositus prosessin käyttöönotosta ja käytöstä osana yrityksen toimintaa, mikä mahdollistaa jatkuvan seurannan sekä kehityksen tulevaisuudessa.

IGBT:n kytkentäviiveiden mittaaminen

Taajuusmuuttajassa tehokytkinten, tässä tapauksessa IGBT, kytkentäviiveet vääristävät lähtöjännitettä varsinkin pienillä lähtöjännitteen arvoilla. Kun viiveiden pituudet tunnetaan voidaan niiden vaikutus kompensoida taajuusmuuttajan ohjauksella. Perinteisissä toteutuksissa viiveiden pituudet on arvioitu ennalta määritetyn taulukon mukaisesti, jossa parametrina on ollut muun muassa moottorivirta. Viiveet kuitenkin vaihtelevat yksilökohtaisesti, eikä kaikkia viiveisiin vaikuttavia tekijöitä voida ottaa huomioon, joten taulukko antaa vain suuntaa. Ratkaisuna tähän on viiveiden mittaus. Työssä tutustutaan jännitevälipiirillisen PWM-taajuusmuuttajan toimintaan yleisellä tasolla. IGBT:n toimintaan syvennytään tarkemmin sekä teoreettisella tasolla että käytännön mittauksilla. Työssä tarkastellaan kytkimien kytkentäviiveiden syntytapaa ja niiden vaikutuksia lähtöjännitteeseen. Viiveiden aiheuttamiin lähtöjännitteen virheiden korjaukseen esitetään erilaisia menetelmiä. Työssä rakennetaan mittalaite jolla tarkkaillaan taajuusmuuttajan lähtöjännitettä ja mitataan sen avulla kytkentäviiveiden suuruutta. Kytkennässä huomioidaan erityisesti häiriöisen ympäristön EMI-vaikutusten minimointi laitteen toiminnassa. Käytännön mittauksilla ja testauksilla kytkentä todetaan toimivaksi ja soveltuvaksi kytkentäviiveiden vaihevirheettömään mittaukseen.

Measurement Problems and Problem-Solving in Kraft Pulping

Tämän työn tarkoituksena on koota yhteen selluprosessin mittausongelmat ja mahdolliset mittaustekniikat ongelmien ratkaisemiseksi. Pääpaino on online-mittaustekniikoissa. Työ koostuu kolmesta osasta. Ensimmäinen osa on kirjallisuustyö, jossa esitellään nykyaikaisen selluprosessin perusmittaukset ja säätötarpeet. Mukana on koko kuitulinja puunkäsittelystä valkaisuun ja kemikaalikierto: haihduttamo, soodakattila, kaustistamo ja meesauuni. Toisessa osassa mittausongelmat ja mahdolliset mittaustekniikat on koottu yhteen ”tiekartaksi”. Tiedot on koottu vierailemalla kolmella suomalaisella sellutehtaalla ja haastattelemalla laitetekniikka- ja mittaustekniikka-asiantuntijoita. Prosessikemian paremmalle ymmärtämiselle näyttää haastattelun perusteella olevan tarvetta, minkä vuoksi konsentraatiomittaukset on valittu jatkotutkimuskohteeksi. Viimeisessä osassa esitellään mahdollisia mittaustekniikoita konsentraatiomittausten ratkaisemiseksi. Valitut tekniikat ovat lähi-infrapunatekniikka (NIR), fourier-muunnosinfrapunatekniikka (FTIR), online-kapillaarielektroforeesi (CE) ja laserindusoitu plasmaemissiospektroskopia (LIPS). Kaikkia tekniikoita voi käyttää online-kytkettyinä prosessikehitystyökaluina. Kehityskustannukset on arvioitu säätöön kytketylle online-laitteelle. Kehityskustannukset vaihtelevat nollasta miestyövuodesta FTIR-tekniikalle viiteen miestyövuoteen CE-laitteelle; kehityskustannukset riippuvat tekniikan kehitysasteesta ja valmiusasteesta tietyn ongelman ratkaisuun. Työn viimeisessä osassa arvioidaan myös yhden mittausongelman – pesuhäviömittauksen – ratkaisemisen teknis-taloudellista kannattavuutta. Ligniinipitoisuus kuvaisi nykyisiä mittauksia paremmin todellista pesuhäviötä. Nykyään mitataan joko natrium- tai COD-pesuhäviötä. Ligniinipitoisuutta voidaan mitata UV-absorptiotekniikalla. Myös CE-laitetta voitaisiin käyttää pesuhäviön mittauksessa ainakin prosessikehitysvaiheessa. Taloudellinen tarkastelu pohjautuu moniin yksinkertaistuksiin ja se ei sovellu suoraan investointipäätösten tueksi. Parempi mittaus- ja säätöjärjestelmä voisi vakauttaa pesemön ajoa. Investointi ajoa vakauttavaan järjestelmään on kannattavaa, jos todellinen ajotilanne on tarpeeksi kaukana kustannusminimistä tai jos pesurin ajo heilahtelee eli pesuhäviön keskihajonta on suuri. 50 000 € maksavalle mittaus- ja säätöjärjestelmälle saadaan alle 0,5 vuoden takaisinmaksuaika epävakaassa ajossa, jos COD-pesuhäviön vaihteluväli on 5,2 – 11,6 kg/odt asetusarvon ollessa 8,4 kg/odt. Laimennuskerroin vaihtelee tällöin välillä 1,7 – 3,6 m3/odt asetusarvon ollessa 2,5 m3/odt.

Re-examination of Customer Satisfaction Measurement Results

Asiakastyytyväisyys on läheisesti yhteydessä yrityksen taloudelliseen menestykseen ja yrityksen yleisen laadun määrittämiseen. Asiakastyytyväisyyden mittaamista vaaditaan tällä hetkellä myös ISO 9001 laatujärjestelmästandardissa. Tämän vuoksi tarve tutkia ja mitata asiakastyytyväisyyttä on kasvanut yritysten ja yhteisöjen joukossa. Kokonaisvaltainen asiakastyytyväisyyden tutkiminen sisältää sekä asiakastyytyväisyyden mittaamista ja järjestelmällistä asiakaspalautteen tutkimista ja analysointia. Asiakastyytyväisyysmittaamisessa käytetään menettelytapoja ja tekniikoita, jotka ovat yleisesti käytössä markkinointitutkimuksessa. Menetelmiä on kuitenkin mukautettava, jotta ne sopivat asiakastyytyväisyyden mittaamiseksi. Asiakastyytyväisyysmittaustulosten perusanalyysit ovat helppo toteuttaa mutta tulokset voidaan helposti tulkita väärin ilman syvällisempiä tilastomatemaattisia analyysejä. Asiakastyytyväisyyden mittaaminen on helppo toteuttaa mutta tutkimussuunnitelma ja tulostenkeräysmenetelmä pitää suunnitella huolellisesti, jotta mittaustulosten luotettavuus ja validiteetti voidaan taata. Jotta asiakastyytyväisyyden tutkimisesta saataisiin maksimaalinen hyöty, pitäisi tutkimuksen myös tarkastella kuinka asiakastyytyväisyys, yrityksen sisäinen ja ulkoinen laatu sekä asiakaslojaalisuus ovat yhteydessä toisiinsa.

Strategia ja tietojohtaminen asiantuntijaorganisaatiossa. Case: Laurea-ammattikorkeakoulun Espoo-Vantaan alueyksikkö

Tutkielma rakentui organisaation strategisen johtamisen ja tietojohtamisen teorialle. Tutkielmassa etsittiin niitä malleja, menetelmiä ja toimintatapoja, jotka tukevat tietojohtamisen juurruttamista organisaation toimintaan tavalla, mikä tukee asiantuntijaorganisaation strategisten tavoitteiden toteuttamista, organisaation uudistumista ja asiantuntijaorganisaation kyvykkyyden kehittämistä. Tutkielman empiirisessä osassa kohdeorganisaationa oli Laurea-ammattikorkeakoulu. Organisaation kyvykkyyttä toteuttaa valittua strategiaa selvitettiin suorittamalla mittaus KM-factor™ mittarilla. Mittauksessa otoksena oli ammattikorkeakoulun Porvoo-Vantaa -alueyksikön koko henkilöstö. Mittausta täydennettiin organisaatiossa tehdyillä haastatteluilla. Organisaatiossa tehty empiirinen tutkimus ja suoritettu mittaus selvittivät organisaation kyvykkyyttä suoriutua strategian toteuttamisessa suhteessa muissa asiantuntijaorganisaatioissa saatuihin mittaustuloksiin. Tutkielman tietojohtamisen ja strategisen johtamisen teoria ja saatu mittaustulos tukivat käsitystä siitä, että asiantuntijaorganisaatioiden kyvykkyydessä uusiutumiseen löytyy yhteisiä piirteitä. Organisaatiolle valitut toimintatavat, mallit ja menetelmät voivat merkittävästi tukea organisaation innovaatiopotentiaalia. Asiantuntijaorganisaatioissa korostuu tutkielman mukaan kyvykkyys yhteisen näkemyksen ja tavoitetilan juurruttamisessa ja sitä tukevien käytäntöjen omaksumisessa yli organisaatiorajojen.

Offset-print mottling measurement using machine vision

Mottling is one of the key defects in offset-printing. Mottling can be defined as unwanted unevenness of print. In this work, diameter of a mottle spot is defined between 0.5-10.0 mm. There are several types of mottling, but the reason behind the problem is still not fully understood. Several commercial machine vision products for the evaluation of print unevenness have been presented. Two of these methods used in these products have been implemented in this thesis. The one is the cluster method and the other is the band-pass method. The properties of human vision system have been taken into account in the implementation of these two methods. An index produced by the cluster method is a weighted sum of the number of found spots, and an index produced by band-pass method is a weighted sum of coefficients of variations of gray-levels for each spatial band. Both methods produce larger indices for visually poor samples, so they can discern good samples from the poor ones. The difference between the indices for good and poor samples is slightly larger produced by the cluster method. 11 However, without the samples evaluated by human experts, the goodness of these results is still questionable. This comparison will be left to the next phase of the project.

Visual Measurement and Modelling of Tool Wear in Rough Turning

Huolimatta korkeasta automaatioasteesta sorvausteollisuudessa, muutama keskeinen ongelma estää sorvauksen täydellisen automatisoinnin. Yksi näistä ongelmista on työkalun kuluminen. Tämä työ keskittyy toteuttamaan automaattisen järjestelmän kulumisen, erityisesti viistekulumisen, mittaukseen konenäön avulla. Kulumisen mittausjärjestelmä poistaa manuaalisen mittauksen tarpeen ja minimoi ajan, joka käytetään työkalun kulumisen mittaukseen. Mittauksen lisäksi tutkitaan kulumisen mallinnusta sekä ennustamista. Automaattinen mittausjärjestelmä sijoitettiin sorvin sisälle ja järjestelmä integroitiin onnistuneesti ulkopuolisten järjestelmien kanssa. Tehdyt kokeet osoittivat, että mittausjärjestelmä kykenee mittaamaan työkalun kulumisen järjestelmän oikeassa ympäristössä. Mittausjärjestelmä pystyy myös kestämään häiriöitä, jotka ovat konenäköjärjestelmille yleisiä. Työkalun kulumista mallinnusta tutkittiin useilla eri menetelmillä. Näihin kuuluivat muiden muassa neuroverkot ja tukivektoriregressio. Kokeet osoittivat, että tutkitut mallit pystyivät ennustamaan työkalun kulumisasteen käytetyn ajan perusteella. Parhaan tuloksen antoivat neuroverkot Bayesiläisellä regularisoinnilla.

Diffusion of Administrative Innovation: TQM Implementation and Effectiveness in a Global

The main objective of this dissertation is to create new knowledge on an administrative innovation, its adoption, diffusion and finally its effectiveness. In this dissertation the administrative innovation is approached through a widely utilized management philosophy, namely the total quality management (TQM) strategy. TQM operationalizes a self-assessment procedure, which is based on continual improvement principles and measuring the improvements. This dissertation also captures the theme of change management as it analyzes the adoption and diffusion of the administrative innovation. It identifies innovation characteristics as well as organisational and individual factors explaining the adoption and implementation. As a special feature, this study also explores the effectiveness of the innovation based on objective data. For studying the administrative innovation (TQM model), a multinational Case Company provides a versatile ground for a deep, longitudinal analysis. The Case Company started the adoption systematically in the mid 1980s in some of its units. As part of their strategic planning today, the procedure is in use throughout the entire global company. The empirical story begins from the innovation adoption decision that was made in the Case Company over 22 years ago. In order to be able to capture the right atmosphere and backgrounds leading to the adoption decision, key informants from that time were interviewed, since the main target was to clarify the dynamics of how an administrative innovation develops. In addition, archival material was collected and studied, available memos and data relating to the innovation, innovation adoption and later to the implementation contained altogether 20500 pages of documents. A survey was furthermore conducted at the end of 2006 focusing on questions related to the innovation, organization and leadership characteristics and the response rate totalled up to 54%. For measuring the effectiveness of the innovation implementation, the needed longitudinal objective performance data was collected. This data included the profit unit level experience of TQM, the development of the self assessment scores per profit unit and performance data per profit unit measured with profitability, productivity and customer satisfaction. The data covered the years 1995-2006. As a result, the prerequisites for the successful adoption of an administrative innovation were defined, such as the top management involvement, support of the change agents and effective tools for implementation and measurement. The factors with the greatest effect on the depth of the implementation were the timing of the adoption and formalization. The results also indicated that the TQM model does have an effect on the company performance measured with profitability, productivity and customer satisfaction. Consequently this thesis contributes to the present literature (i) by taking into its scope an administrative innovation and focusing on the whole innovation implementation process, from the adoption, through diffusion until its consequences, (ii) because the studied factors with an effect on the innovation adoption and diffusion are multifaceted and grouped into individual, organizational and environmental factors, and a strong emphasis is put on the role of the individual change agents and (iii) by measuring the depth and consistency of the administrative innovation. This deep analysis was possible due to the availability of longitudinal data with triangulation possibilities.