Automated formulation of optimisation models for steel beam structures

Over 70% of the total costs of an end product are consequences of decisions that are made during the design process. A search for optimal cross-sections will often have only a marginal effect on the amount of material used if the geometry of a structure is fixed and if the cross-sectional characteristics of its elements are property designed by conventional methods. In recent years, optimalgeometry has become a central area of research in the automated design of structures. It is generally accepted that no single optimisation algorithm is suitable for all engineering design problems. An appropriate algorithm, therefore, mustbe selected individually for each optimisation situation. Modelling is the mosttime consuming phase in the optimisation of steel and metal structures. In thisresearch, the goal was to develop a method and computer program, which reduces the modelling and optimisation time for structural design. The program needed anoptimisation algorithm that is suitable for various engineering design problems. Because Finite Element modelling is commonly used in the design of steel and metal structures, the interaction between a finite element tool and optimisation tool needed a practical solution. The developed method and computer programs were tested with standard optimisation tests and practical design optimisation cases. Three generations of computer programs are developed. The programs combine anoptimisation problem modelling tool and FE-modelling program using three alternate methdos. The modelling and optimisation was demonstrated in the design of a new boom construction and steel structures of flat and ridge roofs. This thesis demonstrates that the most time consuming modelling time is significantly reduced. Modelling errors are reduced and the results are more reliable. A new selection rule for the evolution algorithm, which eliminates the need for constraint weight factors is tested with optimisation cases of the steel structures that include hundreds of constraints. It is seen that the tested algorithm can be used nearly as a black box without parameter settings and penalty factors of the constraints.

MANAGING STRATEGIC CHANGE:New Business Models Applying Wireless Technology as a Source of Competitive Edge

The diffusion of mobile telephony began in 1971 in Finland, when the first car phones, called ARP1 were taken to use. Technologies changed from ARP to NMT and later to GSM. The main application of the technology, however, was voice transfer. The birth of the Internet created an open public data network and easy access to other types of computer-based services over networks. Telephones had been used as modems, but the development of the cellular technologies enabled automatic access from mobile phones to Internet. Also other wireless technologies, for instance Wireless LANs, were also introduced. Telephony had developed from analog to digital in fixed networks and allowed easy integration of fixed and mobile networks. This development opened a completely new functionality to computers and mobile phones. It also initiated the merger of the information technology (IT) and telecommunication (TC) industries. Despite the arising opportunity for firms' new competition the applications based on the new functionality were rare. Furthermore, technology development combined with innovation can be disruptive to industries. This research focuses on the new technology's impact on competition in the ICT industry through understanding the strategic needs and alternative futures of the industry's customers. The change speed inthe ICT industry is high and therefore it was valuable to integrate the DynamicCapability view of the firm in this research. Dynamic capabilities are an application of the Resource-Based View (RBV) of the firm. As is stated in the literature, strategic positioning complements RBV. This theoretical framework leads theresearch to focus on three areas: customer strategic innovation and business model development, external future analysis, and process development combining these two. The theoretical contribution of the research is in the development of methodology integrating theories of the RBV, dynamic capabilities and strategic positioning. The research approach has been constructive due to the actual managerial problems initiating the study. The requirement for iterative and innovative progress in the research supported the chosen research approach. The study applies known methods in product development, for instance, innovation process in theGroup Decision Support Systems (GDSS) laboratory and Quality Function Deployment (QFD), and combines them with known strategy analysis tools like industry analysis and scenario method. As the main result, the thesis presents the strategic innovation process, where new business concepts are used to describe the alternative resource configurations and scenarios as alternative competitive environments, which can be a new way for firms to achieve competitive advantage in high-velocity markets. In addition to the strategic innovation process as a result, thestudy has also resulted in approximately 250 new innovations for the participating firms, reduced technology uncertainty and helped strategic infrastructural decisions in the firms, and produced a knowledge-bank including data from 43 ICT and 19 paper industry firms between the years 1999 - 2004. The methods presentedin this research are also applicable to other industries.

Welding time models for cost calculations in the early stages of the design process

It is generally accepted that between 70 and 80% of manufacturing costs can be attributed to design. Nevertheless, it is difficult for the designer to estimate manufacturing costs accurately, especially when alternative constructions are compared at the conceptual design phase, because of the lack of cost information and appropriate tools. In general, previous reports concerning optimisation of a welded structure have used the mass of the product as the basis for the cost comparison. However, it can easily be shown using a simple example that the use of product mass as the sole manufacturing cost estimator is unsatisfactory. This study describes a method of formulating welding time models for cost calculation, and presents the results of the models for particular sections, based on typical costs in Finland. This was achieved by collecting information concerning welded products from different companies. The data included 71 different welded assemblies taken from the mechanical engineering and construction industries. The welded assemblies contained in total 1 589 welded parts, 4 257 separate welds, and a total welded length of 3 188 metres. The data were modelled for statistical calculations, and models of welding time were derived by using linear regression analysis. Themodels were tested by using appropriate statistical methods, and were found to be accurate. General welding time models have been developed, valid for welding in Finland, as well as specific, more accurate models for particular companies. The models are presented in such a form that they can be used easily by a designer, enabling the cost calculation to be automated.

Disc Filter External Models in an Integrated Simulation Environment

Työssä tutkittiin kiekkosuodattimeen liittyviä ulkoisia simulointimalleja integroidussa simulointiympäristössä. Työn tarkoituksena oli parantaa olemassa olevaa mekanistista kiekkosuodatinmallia. Malli laadittiin dynaamiseen paperiteollisuuden tarpeisiin tehtyyn simulaattoriin (APMS), jossa olevaan alkuperäiseen mekanistiseen malliin tehtiin ulkoinen lisämalli, joka käyttää hyväkseen kiekkosuodatinvalmistajan mittaustuloksia. Laitetiedon saatavuutta suodattimien käyttäjille parannettiin luomalla Internetissä sijaitsevalle palvelimelle kiekkosuodattimen laitetietomäärittelyt. Suodatinvalmistaja voi palvella asiakkaitaan viemällä laitetiedot palvelimelle ja yhdistämällä laitetiedon simulointimalliin. Tämä on mahdollista Internetin ylitse käytettävän integroidun simulointiympäristön avulla, jonka on tarkoitus kokonaisvaltaisesti yhdistää simulointi ja prosessisuunnittelu. Suunnittelijalle tarjotaan työkalut, joilla dynaaminen simulointi, tasesimulointi ja kaavioiden piirtäminen onnistuu prosessilaitetiedon ollessa saatavilla. Nämä työkalut on tarkoitus toteuttaa projektissa nimeltä Galleria, jossa luodaan prosessimalli- ja laitetietopalvelin Internetiin. Gallerian käyttöliittymän avulla prosessisuunnittelija voi käyttää erilaisia simulointiohjelmistoja ja niihin luotuja valmiita malleja, sekä saada käsiinsä ajan tasalla olevaa laitetietoa. Ulkoinen kiekkosuodatinmalli laskee suodosvirtaamat ja suodosten pitoisuudet likaiselle, kirkkaalle ja superkirkkaalle suodokselle. Mallin syöttöparametrit ovat kiekkojen pyörimisnopeus, sisään tulevan syötön pitoisuus, suotautuvuus (freeness) ja säätöparametri, jolla säädetään likaisen ja kirkkaan suodoksen keskinäinen suhde. Suotautuvuus kertoo mistä massasta on kyse. Mitä suurempi suotautuvuus on, sitä paremmin massa suodattuu ja sitä puhtaampia suodokset yleensä ovat. Mallin parametrit viritettiin regressioanalyysillä ja valmistajan palautetta apuna käyttäen. Käyttäjä voi valita haluaako hän käyttää ulkoista vai alkuperäistä mallia. Alkuperäinen malli täytyy ensin alustaa antamalla sille nominaaliset toimintapisteet virtaamille ja pitoisuuksille tietyllä pyörimisnopeudella. Ulkoisen mallin yhtälöitä voi käyttää alkuperäisen mallin alustamiseen, jos alkuperäinen malli toimii ulkoista paremmin. Ulkoista mallia voi käyttää myös ilman simulointiohjelmaa Galleria-palvelimelta käsin. Käyttäjälle avautuu näin mahdollisuus tarkastella kiekkosuodattimien parametreja ja nähdä suotautumistulokset oman työasemansa ääreltä mistä tahansa, kunhan Internetyhteys on olemassa. Työn tuloksena kiekkosuodattimien laitetiedon saatavuus käyttäjille parani ja alkuperäisen simulointimallin rajoituksia ja puutteita vähennettiin.

Using time and stochastic models for software reliability forecasting and analysis

Tämä työ luo katsauksen ajallisiin ja stokastisiin ohjelmien luotettavuus malleihin sekä tutkii muutamia malleja käytännössä. Työn teoriaosuus sisältää ohjelmien luotettavuuden kuvauksessa ja arvioinnissa käytetyt keskeiset määritelmät ja metriikan sekä varsinaiset mallien kuvaukset. Työssä esitellään kaksi ohjelmien luotettavuusryhmää. Ensimmäinen ryhmä ovat riskiin perustuvat mallit. Toinen ryhmä käsittää virheiden ”kylvöön” ja merkitsevyyteen perustuvat mallit. Työn empiirinen osa sisältää kokeiden kuvaukset ja tulokset. Kokeet suoritettiin käyttämällä kolmea ensimmäiseen ryhmään kuuluvaa mallia: Jelinski-Moranda mallia, ensimmäistä geometrista mallia sekä yksinkertaista eksponenttimallia. Kokeiden tarkoituksena oli tutkia, kuinka syötetyn datan distribuutio vaikuttaa mallien toimivuuteen sekä kuinka herkkiä mallit ovat syötetyn datan määrän muutoksille. Jelinski-Moranda malli osoittautui herkimmäksi distribuutiolle konvergaatio-ongelmien vuoksi, ensimmäinen geometrinen malli herkimmäksi datan määrän muutoksille.

Mobile E-commerce business model – A value web based approach to business models in mobile gaming industry

Tämän tutkimuksen tavoitteena oli tutkia langattomien internet palveluiden arvoverkkoa ja liiketoimintamalleja. Tutkimus oli luonteeltaan kvalitatiivinen ja siinä käytettiin strategiana konstruktiivista case-tutkimusta. Esimerkkipalveluna oli Treasure Hunters matkapuhelinpeli. Tutkimus muodostui teoreettisesta ja empiirisestä osasta. Teoriaosassa liitettiin innovaatio, liiketoimintamallit ja arvoverkko käsitteellisesti toisiinsa, sekä luotiin perusta liiketoimintamallien kehittämiselle. Empiirisessä osassa keskityttiin ensin liiketoimintamallien luomiseen kehitettyjen innovaatioiden pohjalta. Lopuksi pyrittiin määrittämään arvoverkko palvelun toteuttamiseksi. Tutkimusmenetelminä käytettiin innovaatiosessiota, haastatteluja ja lomakekyselyä. Tulosten pohjalta muodostettiin useita liiketoimintakonsepteja sekä kuvaus arvoverkon perusmallista langattomille peleille. Loppupäätelmänä todettiin että langattomat palvelut vaativat toteutuakseen useista toimijoista koostuvan arvoverkon.

Investigation of business models of free zones and possible implications in South East Finland

Tutkielma tarkastelee vapaa alue konseptia osana yritysten kansainvälistä toimitusketjua. Tarkoituksena on löytää keinoja, millä tavoin vapaa alueen houkuttelevuutta voidaan lisätä yritysten näkökulmasta ja millaista liiketoimintaa yritysten on vapaa alueella mahdollista harjoittaa. Tutkielmassa etsitään tekijöitä, jotka vaikuttavat vapaa alueen menestykseen ja jotka voisivat olla sovellettavissa Kaakkois-Suomen ja Venäjän raja-alueelle ottaen huomioon vallitsevat olosuhteet ja lainsäädäntö rajoittavina tekijöinä. Menestystekijöitä ja liiketoimintamalleja haetaan tutkimalla ja analysoimalla lyhyesti muutamia olemassa olevia ja toimivia vapaa alueita. EU tullilain harmonisointi ja kansainvälisen kaupan vapautuminen vähentää vapaa alueen perinteistä merkitystä tullivapaana alueena. Sen sijaan vapaa alueet toimivat yhä enenevissä määrin logistisina keskuksina kansainvälisessä kaupassa ja tarjoavat palveluita, joiden avulla yritykset voivat parantaa logistista kilpailukykyään. Verkostoituminen, satelliitti-ratkaisut ja yhteistoiminta ovat keinoja, millä Kaakkois-Suomen alueen eri logistiikkapalvelujen tarjoajat voivat parantaa suorituskykyään ja joustavuutta kansainvälisessä toimitusketjussa.

Development of Customer Satisfaction Models for Electronics Engineering Company

Diplomityön tarkoituksena oli luoda ja kehittää kaksi asiakastyytyväisyysmallia asiakastyytyväisyyden mittaamisen aloittamiseksi ja toteuttamiseksi kohdeyrityksessä. Työ pohjautuu nykyisten tyytyväisyysprosessien analysointiin sekä työn teoriaosaan, joka käsittelee yksityiskohtaisesti niitä asioita, joita asiakastyytyväisyyden mittaamisessa ja prosessissa tulisi huomioida. Työssä tehdyn mallien tarkoituksen on auttaa kohdeyritystä hyödyntämään asiakastyytyväisyysmittauksen tuloksia paremmin liiketoiminnassa, sekä asiakkaiden keskuudessa. Työn yhtenä tavoitteena oli myös sopivan mittaustyökalun löytäminen ja suositteleminen kohdeyritykselle.Teorian ja analysoinnin pohjalta luotiin molemmat asiakastyytyväisyysmallit vastamaan kohdeyksiköiden tarpeita. Kun ulkoiset seikat, kuten mittaustavat, mittausinstrumentit, kyselylomakkeet ja vastaajaryhmät oli määritelty, keskityttiin tulosten analysointiin ja hyödyntämiseen, mikä korostui asiakassuuntautuneessa organisaatiossa. Työssä pohdittiin myös yhtenäisen asiakastyytyväisyysprosessin merkitystä ja etuja kohdeyrityksessä.

Cost Models for Routing and Wavelength Assignment in Wavelength-Division Multiplexing Optical Net

WDM (Wavelength-Division Multiplexing) optiset verkot on tällä hetkellä suosituin tapa isojen määrän tietojen siirtämiseen. Jokaiselle liittymälle määrätään reitin ja aallonpituus joka linkin varten. Tarvittavan reitin ja aallon pituuden löytäminen kutsutaan RWA-ongelmaksi. Tämän työn kuvaa mahdollisia kustannuksen mallein ratkaisuja RWA-ongelmaan. Olemassa on paljon erilaisia optimoinnin tavoitteita. Edellä mainittuja kustannuksen malleja perustuu näillä tavoitteilla. Kustannuksen malleja antavat tehokkaita ratkaisuja ja algoritmeja. The multicommodity malli on käsitelty tässä työssä perusteena RV/A-kustannuksen mallille. Myöskin OB käsitelty heuristisia menetelmiä RWA-ongelman ratkaisuun. Työn loppuosassa käsitellään toteutuksia muutamalle mallille ja erilaisia mahdollisuuksia kustannuksen mallein parantamiseen.

Factors Affecting the Forecasting Accuracy of Diffusion Models

Tutkielman tavoitteena oli tarkastella innovaatioiden leviämismallien ennustetarkkuuteen vaikuttavia tekijöitä. Tutkielmassa ennustettiin logistisella mallilla matkapuhelinliittymien leviämistä kolmessa Euroopan maassa: Suomessa, Ranskassa ja Kreikassa. Teoriaosa keskittyi innovaatioiden leviämisen ennustamiseen leviämismallien avulla. Erityisesti painotettiin mallien ennustuskykyä ja niiden käytettävyyttä eri tilanteissa. Empiirisessä osassa keskityttiin ennustamiseen logistisella leviämismallilla, joka kalibroitiin eri tavoin koostetuilla aikasarjoilla. Näin tehtyjä ennusteita tarkasteltiin tiedon kokoamistasojen vaikutusten selvittämiseksi. Tutkimusasetelma oli empiirinen, mikä sisälsi logistisen leviämismallin ennustetarkkuuden tutkimista otosdatan kokoamistasoa muunnellen. Leviämismalliin syötettävä data voidaan kerätä kuukausittain ja operaattorikohtaisesti vaikuttamatta ennustetarkkuuteen. Dataan on sisällytettävä leviämiskäyrän käännöskohta, eli pitkän aikavälin huippukysyntäpiste.

Describing innovative business models and evaluating their wealth potential – Cases Stora Enso and E-bay

Tutkimuksen tavoitteena oli analysoida liiketoimintamalleihin liittyviä teorioita ja erilaisten mallien pohjalta rakentaa selkeä teoria, jota yritykset voivat käyttää määritellessään ja analysoidessaan liiketoimintamalleja. Tutkimuksen kohteena olleet yritykset voitiin jaotella sisäisesti fokusoituneisiin ja ulkoisesti suuntautuneisiin. Jaottelun pohjalta oli mahdollista tehdä johtopäätöksiä koskien liiketoimintamallien potentiaalia. Tutkimus oli luonteeltaan kvalitatiivinen. Tutkimuksen tuloksena on liiketoimintamallien rakentamiseen ja analysointiin sopiva työkalu, jota voidaan käyttää yrityksen strategisessa suunnittelussa.

Ship Leases under IAS 17, case Fortum Shipping

International accounting standards will be applied from the1st of January 2005 in accounting of member states of the EU with a view of harmonizing the accounting practices in Europe, and on the long term even more widely. The purpose of adopting IAS accounting standards is to make the financial statements and financial information received from companies more comparable and more transparent for investors and other interest groups. IAS 17 introduces the treatment of a lease agreement in the light of the new accounting standards. Finnish companies have used finance leases widely as an alternative, off-balance sheet form of financing capital investments consistently with Finnish GAAP. Along with the appliance of IAS 17 the off-balance-sheet financing possibility of leases classified as finance leases will no longer exist. IAS 17 states that finance leases are going to be recognized in the balance sheet as both assets, in form of fixed assets, and loans in liabilities classified as long and short term loans. IAS 17 will make two major changes to the income statement. Firstly, the lease payments formerly treated as variable costs are moved below the operating profit level to finance costs. Secondly, the depreciations from the leased assets are also introduced. The effects to the case company's, Fortum Shipping's, income statement and balance sheet are remarkable. Along with the appliance of IAS Fortum Shipping's net assets are somewhat going to be doubled, the amount of liabilities increases significantly and the earnings before interests and taxes increases moderately. The preceding factors have a big effect on the case company's financial key figures. So, the IAS originated effects on balance sheet and income statement have essential impacts on a company's key financial indicators. Most significant changes can be found in key ratios measuring profitability, capital structure, and efficiency. This means that when comparing the IAS calculated profits of companies with the profits calculated prior with Finnish GAAP, the analysis should be made with prudence because the figures are not comparable on straight-forward basis.

The Business Models of Telecommunications Equipment Manufacturers. Case: Cisco Systems.

Tutkielman tavoitteena oli tarkastella telekommunikaatiolaitevalmistajien liiketoimintamalleja. Tutkielma jakaantuu teoreettiseen ja empiiriseen osaan. Teoreettinen osa keskittyy lähinnä liiketoimintamallin käsitteen määrittelyyn. Olemassa olevien määritelmien, sekä liiketoimintamallin käsitteeseen läheisesti liittyvien termien, pohjalta luotiin liiketoimintamallille uusi malli. Tutkielman empiirinen osa keskittyy case-yritys Cisco Systemsin liiketoimintamallin määrittelyyn ja kehityksen kuvaamiseen. Liiketoimintamallin kehitystä seurattiin kahden vuoden ajalta perehtymällä lähinnä yrityksen lehdistötiedotteisiin, artikkeleihin ja muuhun julkiseen materiaaliin. Ciscon lisäksi empiirisessä osassa tutkittiin kahdeksan muun laitevalmistajan liiketoimintamallien kehitystä. Empiirisen osan päätavoitteena oli selvittää, miten telekommunikaatiolaitevalmistajien liiketoimintamallit kehittyvät nyt ja tulevaisuudessa.

Business models enhancing the diffusion of mobile Internet in emerging markets

Tämän tutkimuksen päätavoitteena oli selvittää, millaiset liiketoimintamallit soveltuvat mobiilin internet-liiketoiminnan harjoittamiseen kehittyvillä markkinoilla. Tavoitteena oli myös selvittää tekijöitä, jotka vaikuttavat mobiilin internetin diffuusioon. Tutkimus tehtiin käyttäen sekä kvantitatiivista että kvalitatiivista tutkimusmenetelmää. Klusterianalyysin avulla 40 Euroopan maasta muodostettiin sisäisesti homogeenisiä maaklustereita. Näiden klustereiden avulla oli mahdollista suunnitella erityyppisille markkinoille soveltuvat liiketoimintamallit. Haastatteluissa selvitettiin asiantuntijoiden näkemyksiä tekijöistä, jotka vaikuttavat mobiilin internetin diffuusioon kehittyvillä markkinoilla. Tutkimuksessa saatiin selville, että tärkeimmät liiketoimintamallin elementit kehittyvillä markkinoilla ovat hinnoittelu, arvotarjooma ja arvoverkko. Puutteellisen kiinteän verkon todettiin olevan yksi tärkeimmistä mobiilin internetin diffuusiota edistävistä tekijöistä kehittyvillä markkinoilla.

Adaptive MCMC methods with applications in environmental and geophysical models

This work presents new, efficient Markov chain Monte Carlo (MCMC) simulation methods for statistical analysis in various modelling applications. When using MCMC methods, the model is simulated repeatedly to explore the probability distribution describing the uncertainties in model parameters and predictions. In adaptive MCMC methods based on the Metropolis-Hastings algorithm, the proposal distribution needed by the algorithm learns from the target distribution as the simulation proceeds. Adaptive MCMC methods have been subject of intensive research lately, as they open a way for essentially easier use of the methodology. The lack of user-friendly computer programs has been a main obstacle for wider acceptance of the methods. This work provides two new adaptive MCMC methods: DRAM and AARJ. The DRAM method has been built especially to work in high dimensional and non-linear problems. The AARJ method is an extension to DRAM for model selection problems, where the mathematical formulation of the model is uncertain and we want simultaneously to fit several different models to the same observations. The methods were developed while keeping in mind the needs of modelling applications typical in environmental sciences. The development work has been pursued while working with several application projects. The applications presented in this work are: a winter time oxygen concentration model for Lake Tuusulanjärvi and adaptive control of the aerator; a nutrition model for Lake Pyhäjärvi and lake management planning; validation of the algorithms of the GOMOS ozone remote sensing instrument on board the Envisat satellite of European Space Agency and the study of the effects of aerosol model selection on the GOMOS algorithm.