Sopimusvalmistajan tarjouslaskentamallin kehittäminen monituoteympäristöön

Työn tavoitteena oli luoda yhtenäinen, tehokas ja helppokäyttöinen tarjouslaskentamalli sopimusvalmistajan käyttöön. Konsernin käytössä oli aiemmin neljä erilaista tarjouslaskentamallia ja niitä oli erittäin vaikea vertailla keskenään, eikä niillä voitu laskea tarjouksia kaikille tehtaille. Työ jakautuu kirjallisuuskatsaukseen ja empiiriseen osaan. Kirjallisuuskatsauksessa käsitellään erilaisia hinnoitteluvaihtoehtoja, kustannuslaskennan roolia ja kustannuslaskentamenetelmiä. Empiirinen osa koostuu tarjouslaskennan nykytilan analysoinnista, uuden tarjouslaskentamallin rakentamisesta sekä kehitetyn tarjouslaskentamallin toimintakuvauksesta. Tarjouslaskentamallin pohjaksi valittiin kustannusperusteinen hinnoittelu, koska sitä oli käytetty aikaisemminkin ja se oli koettu hyväksi. Kustannusperusteisen tarjouslaskentamallin pohjaksi luotiin yhtenäiset työ – ja konetuntihinnat koko konserniin. Konetuntihinnat laskettiin 28 koneelle. Konetuntihintoja analysoitiin ja ryhmiteltiin siten, että päädyttiin 16 konelisän käyttöön. Tarjouslaskentamalli käsittelee vain valmistuksen kustannuksia eikä ota kantaa hallintokustannusten syntyyn. Yhtenäinen tarjouslaskentamalli helpottaa eri myyntimiesten tekemien tarjousten vertailua ja mahdollistaa tuotteiden myynnin useille tehtaille. Tarjouslaskentamalli toteutettiin taulukkolaskentaohjelmalla.

Regime Switching Models for Electricity Time Series that Capture Fat Tailed Distributions

In the power market, electricity prices play an important role at the economic level. The behavior of a price trend usually known as a structural break may change over time in terms of its mean value, its volatility, or it may change for a period of time before reverting back to its original behavior or switching to another style of behavior, and the latter is typically termed a regime shift or regime switch. Our task in this thesis is to develop an electricity price time series model that captures fat tailed distributions which can explain this behavior and analyze it for better understanding. For NordPool data used, the obtained Markov Regime-Switching model operates on two regimes: regular and non-regular. Three criteria have been considered price difference criterion, capacity/flow difference criterion and spikes in Finland criterion. The suitability of GARCH modeling to simulate multi-regime modeling is also studied.

Liikenteen aiheuttaman hiilijalanjäljen määrittäminen paikkatietoteknologian avulla

Päästöjen rajoittaminen ja seuranta on tullut yhä ajankohtaisemmaksi 2000-luvulla ilmastonmuutoksen edetessä. Varsinkin kasvihuonekaasupäästöihin kiinnitetään suurta huomiota, joista yleisimmin tarkastelun kohteena on hiilidioksidi. Tuotteen tai palvelun aiheuttamaa ympäristökuormaa kuvaamaan on kehitetty käsitteet ekologinen jalanjälki ja hiilijalanjälki. Ensimmäinen kuvaa koko ympäristökuormituksen määrää, ja jälkimmäinen hiilidioksidipäästöjen määrää. Ajatus tähän työhön kehittyi mietittäessä ajankohtaista, uutta sovellusta paikkatietotekniikalle. Paikkatietojärjestelmien käyttöä liikenteen päästöjen seurantaan ei tiettävästi ole aikaisemmin laajemmalti tutkittu. Sen sijaan niitä käytetään kokeiluluontoisesti esimerkiksi ajoneuvojen vakuutusmaksujen suuruuden määräämiseen. Teknisesti käyttö kyseiseen tarkoitukseen on melko samantyyppistä kuin tässä työssä tutkittavaan päästöjen seurantaan. Tässä työssä tutkittiin yleisluontoisesti paikkatietotekniikan soveltuvuutta päästöjen seurantaan. Tarkoituksena ei ollut rakentaa täysin toimiva järjestelmää, vaan tehdä kokeita prototyypin avulla.

Preconditions for Successful Global Sourcing and Production Ramp up

Työn tavoitteena oli tutkia The Switch Drive Systems Oy:n edellytyksiä globaalille hankintatoiminnalle ja tuotannon aloittamiselle Kiinassa. Lisäksi pyrittiin keräämään empiiristä tietoa ja palautetta yrityksen prosesseista niiden kehittämistä varten. Yrityksen tuotantostrategia perustuu mallitehdaskonseptiin ja yrityksellä on kaksi mallitehdasta Suomessa. Työ keskittyy tutkimaan näiden mallitehtaiden valmiuksia aloittaa globaali ja ulkoistettu sarjatuotanto. Tutkimus suoritettiin empiirisenä tutkimuksena haastattelemalla yhteensä yhdeksää edustajaa yrityksen kolmesta yksiköstä Suomessa. Empiirinen tutkimus perustui riskienhallinnan keinoihin. Kvantitatiivisen tutkimuksen tarkoituksena oli kartoittaa merkittävimmät riskit tarkempaa tarkastelua varten. Kvalitatiivisen tutkimuksen tavoitteena oli löytää syitä merkittävimmille riskeille. Tutkimuksen keskeisimmäksi tulokseksi on saatu lista merkittävimmistä syistä, jotka vaikeuttavat yrityksen tuotantostrategian toteuttamista. Lisäksi tuloksia ovat kvantitatiiviset tulokset merkittävimmistä riskeistä ja niihin liittyvät syyseuraussuhteet.

DFMA-ohjeistuksen laatiminen tuulivoimateollisuuden mekaniikkasuunnittelijoille

Osien hyvä valmistettavuus on aina asettanut haasteita suunnittelulle. Yritysten verkostoituminen lisää haasteellisuutta, kun tuotteiden suunnittelu tehdään erillään kokoonpanosta ja osavalmistus tapahtuu alihankintana. Tällöin on ensiarvoisen tärkeää, että suunnittelulla on tarvittavat perustiedot eri valmistusmenetelmistä, jotta suunniteltujen osien valmistus ja kokoonpano luonnistuu ongelmitta. Työn alun kirjallisuusosiossa käsitellään suunnittelun teoriaa, joka toimii perustana hyvälle osasuunnittelulle. Teorian lisäksi työssä käsitellään eri työmenetelmiä koskevat rajoitukset ja mahdollisuudet. Oikein suunniteltu osa on työstömenetelmien kannalta hyvin valmistettavissa, työ voidaan tehdä taloudellisilla työmenetelmillä ja kokoonpanossa osat sopivat yhteen ilman sovitustyötä. Käytännön osuudessa on käsitelty The Switch Drive Systems Oy:n tuotteiden valmistettavuuden kehityskohteita, joilla tuotteiden valmistettavuutta voidaan parantaa. Kehityskohteiden perusteella on laadittu valmistusmenetelmäkohtainen suunnittelun ohjeistus, jonka avulla kehitetään The Switchin suunnittelua vastaamaan paremmin laitetoimittajien tarpeisiin. Näiden ohjeistuksien avulla voidaan kehittää suunnittelutyötä siten, että osien valmistettavuus sekä laatu paranevat ja kokoonpano nopeutuu.

Rautateiden henkilöliikenteen kehitys Baltian maissa

Työn tavoitteena oli selvittää, millaisia muutoksia Viron, Latvian ja Liettuan rautateiden henkilöliikenteessä on tapahtunut neuvostoajan lopun ja tämän päivän välillä. Tarkastelupisteiksi valittiin vuodet 1991, 1997, 2002 ja 2009. Tutkimuksen tavoitteena oli myös selvittää muutoksiin vaikuttaneita taustatekijöitä, kuvata nykytilannetta ja tarkastella tulevaisuuden vaihtoehtoisia kehityspolkuja. Tutkimuksen tulosten perusteella rautateiden henkilöliikenteen määrä on supistunut noin puoleen kaikissa kolmessa maassa tarkasteltuna junakilometrien viikoittaisella määrällä. Matkustajamäärät ovat laskeneet kaikissa kolmessa maassa selvästi tarkastelujakson aikana. Syitä rautateiden henkilöliikenteen supistumiseen ovat olleet mm. kireä kilpailu linja-autoliikenteen kanssa ja lisääntynyt henkilöautojen käyttö. 1990-luvun taloudellisesti vaikeina vuosina rautateillä ei ollut mahdollisuuksia uusia kalustoaan. Kansainvälinen talouskriisi ja sen myötä heikentynyt taloudellinen tilanne kaikissa kolmessa maassa muodostaa uuden uhan rautateiden henkilöliikenteelle. Korkeat rataverkon käyttömaksut toimivat tehokkaana esteenä henkilöliikenteen kehittämiselle.

Energy harvesting methods for wireless sensor nodes in heavy-duty vehicles

The number of autonomous wireless sensor and control nodes has been increasing rapidly during the last decade. Until recently, these wireless nodes have been powered with batteries, which have lead to a short life cycle and high maintenance need. Due to these battery-related problems, new energy sources have been studied to power wireless nodes. One solution is energy harvesting, i.e. extracting energy from the ambient environment. Energy harvesting can provide a long-lasting power source for sensor nodes, with no need for maintenance. In this thesis, various energy harvesting technologies are studied whilst focusing on the theory of each technology and the state-of-the-art solutions of published studies and commercial solutions. In addition to energy harvesting, energy storage and energy management solutions are also studied as a subsystem of a whole energy source solution. Wireless nodes are also used in heavy-duty vehicles. Therefore a reliable, long-lasting and maintenance-free power source is also needed in this kind of environment. A forestry harvester has been used as a case study to study the feasibility of energy harvesting in a forestry harvester’s sliding boom. The energy harvester should be able to produce few milliwatts to power the target system, an independent limit switch.

Diskreettiaikainen liukuvan moodin säätö kiinteäoksidipolttokennon DC-tasonnostossa

Huoli ympäristön tilasta ja fossiilisten polttoaineiden hinnan nousu ovat vauhdittaneet tutkimusta uusien energialähteiden löytämiseksi. Polttokennot ovat yksi lupaavimmista tekniikoista etenkin hajautetun energiantuotannon, varavoimalaitosten sekä liikennevälineiden alueella. Polttokenno on tehonlähteenä kuitenkin hyvin epäideaalinen, ja se asettaa tehoelektroniikalle lukuisia erityisvaatimuksia. Polttokennon kytkeminen sähköverkkoon on tavallisesti toteutettu käyttämällä galvaanisesti erottavaa DC/DC hakkuria sekä vaihtosuuntaajaa sarjassa. Polttokennon kulumisen estämiseksi tehoelektroniikalta vaaditaan tarkkaa polttokennon lähtövirran hallintaa. Perinteisesti virran hallinta on toteutettu säätämällä hakkurin tulovirtaa PI (Proportional and Integral) tai PID (Proportional, Integral and Derivative) -säätimellä. Hakkurin epälineaarisuudesta johtuen tällainen ratkaisu ei välttämättä toimi kaukana linearisointipisteestä. Lisäksi perinteiset säätimet ovat herkkiä mallinnusvirheille. Tässä diplomityössä on esitetty polttokennon jännitettä nostavan hakkurin tilayhtälökeskiarvoistusmenetelmään perustuva malli, sekä malliin perustuva diskreettiaikainen integroiva liukuvan moodin säätö. Esitetty säätö on luonteeltaan epälineaarinen ja se soveltuu epälineaaristen ja heikosti tunnettujen järjestelmien säätämiseen.

Methods and Models for Accelerating Dynamic Simulation of Fluid Power Circuits

The objective of this dissertation is to improve the dynamic simulation of fluid power circuits. A fluid power circuit is a typical way to implement power transmission in mobile working machines, e.g. cranes, excavators etc. Dynamic simulation is an essential tool in developing controllability and energy-efficient solutions for mobile machines. Efficient dynamic simulation is the basic requirement for the real-time simulation. In the real-time simulation of fluid power circuits there exist numerical problems due to the software and methods used for modelling and integration. A simulation model of a fluid power circuit is typically created using differential and algebraic equations. Efficient numerical methods are required since differential equations must be solved in real time. Unfortunately, simulation software packages offer only a limited selection of numerical solvers. Numerical problems cause noise to the results, which in many cases leads the simulation run to fail. Mathematically the fluid power circuit models are stiff systems of ordinary differential equations. Numerical solution of the stiff systems can be improved by two alternative approaches. The first is to develop numerical solvers suitable for solving stiff systems. The second is to decrease the model stiffness itself by introducing models and algorithms that either decrease the highest eigenvalues or neglect them by introducing steady-state solutions of the stiff parts of the models. The thesis proposes novel methods using the latter approach. The study aims to develop practical methods usable in dynamic simulation of fluid power circuits using explicit fixed-step integration algorithms. In this thesis, twomechanisms whichmake the systemstiff are studied. These are the pressure drop approaching zero in the turbulent orifice model and the volume approaching zero in the equation of pressure build-up. These are the critical areas to which alternative methods for modelling and numerical simulation are proposed. Generally, in hydraulic power transmission systems the orifice flow is clearly in the turbulent area. The flow becomes laminar as the pressure drop over the orifice approaches zero only in rare situations. These are e.g. when a valve is closed, or an actuator is driven against an end stopper, or external force makes actuator to switch its direction during operation. This means that in terms of accuracy, the description of laminar flow is not necessary. But, unfortunately, when a purely turbulent description of the orifice is used, numerical problems occur when the pressure drop comes close to zero since the first derivative of flow with respect to the pressure drop approaches infinity when the pressure drop approaches zero. Furthermore, the second derivative becomes discontinuous, which causes numerical noise and an infinitely small integration step when a variable step integrator is used. A numerically efficient model for the orifice flow is proposed using a cubic spline function to describe the flow in the laminar and transition areas. Parameters for the cubic spline function are selected such that its first derivative is equal to the first derivative of the pure turbulent orifice flow model in the boundary condition. In the dynamic simulation of fluid power circuits, a tradeoff exists between accuracy and calculation speed. This investigation is made for the two-regime flow orifice model. Especially inside of many types of valves, as well as between them, there exist very small volumes. The integration of pressures in small fluid volumes causes numerical problems in fluid power circuit simulation. Particularly in realtime simulation, these numerical problems are a great weakness. The system stiffness approaches infinity as the fluid volume approaches zero. If fixed step explicit algorithms for solving ordinary differential equations (ODE) are used, the system stability would easily be lost when integrating pressures in small volumes. To solve the problem caused by small fluid volumes, a pseudo-dynamic solver is proposed. Instead of integration of the pressure in a small volume, the pressure is solved as a steady-state pressure created in a separate cascade loop by numerical integration. The hydraulic capacitance V/Be of the parts of the circuit whose pressures are solved by the pseudo-dynamic method should be orders of magnitude smaller than that of those partswhose pressures are integrated. The key advantage of this novel method is that the numerical problems caused by the small volumes are completely avoided. Also, the method is freely applicable regardless of the integration routine applied. The superiority of both above-mentioned methods is that they are suited for use together with the semi-empirical modelling method which necessarily does not require any geometrical data of the valves and actuators to be modelled. In this modelling method, most of the needed component information can be taken from the manufacturer’s nominal graphs. This thesis introduces the methods and shows several numerical examples to demonstrate how the proposed methods improve the dynamic simulation of various hydraulic circuits.

Seisontamaksuprosessin kehittäminen rautatielogistiikassa

Tämän diplomityön tavoitteena oli kehittää seisontamaksuprosessia löytämällä keinot tehostaa informaation kulkua prosessin eri osapuolten välillä, parantaa prosessin läpimenoaikaa, yhtenäistää toimintakäytäntöjä, sekä vähentää virheellisten seisontamaksulaskujen lähettämistä asiakkaille. Tietoa kerättiin haastatteluin, sähköpostikeskusteluja tutkimalla, sekä analysoimalla numeerista aineistoa seisontamaksuista. Työn teoriaosassa käsiteltiin prosesseja ja niiden kehittämistä yleisesti, muutoksen hallintaa, sekä prosessien kehittämisessä apuna toimivia valmiita kehittämismalleja. Työn empiirisessä osassa kuvattiin seisontamaksuprosessi ja löydettiin siitä suurimmat ongelmakohdat. Tiedonkulku prosessin eri osapuolten välillä osoittautui suurimmaksi ongelmien aiheuttajaksi. Ongelmiin kehitettiin ratkaisut, joiden pohjalta luotiin optimaalinen toimintamalli seisontamaksuprosessista. Lisäksi prosessin tulevan toiminnan seuraamiseksi ehdotettiin erilaisia mittareita. Kehitettyjen ratkaisujen katsottiin täyttäneen kaikki yrityksen asettamat tavoitteet, mutta ratkaisujen tarkemmat vaikutukset prosessin toimintaan näkyvät kuitenkin vasta niiden käyttöönoton jälkeen.

Kauppatieteellisestä täydennyskoulutuksesta saatavan osaamisen hyödyntäminen organisaatioiden toiminnassa

Tässä tutkimuksessa selvitetään, kuinka Lappeenrannan teknillisen yliopiston kauppatieteiden täydennyskoulutusohjelman eli KATI-ohjelman opiskelijan osaaminen saadaan osaksi organisaation toimintaa. Lisäksi tutkitaan, kuinka osaaminen saadaan sitoutettua organisaatioon ja kuinka opinnot vaikuttavat työntekijöiden urakehitykseen. Toimeksiantajana on Lappeenrannan teknillisen yliopiston koulutus- ja kehittämiskeskus. Tutkimus on kvalitatiivinen ja tehtiin teemahaastattelun avulla haastattelemalla kahdeksaa KATI-ohjelmassa opiskellutta. Lisäksi haastateltiin kolmea esimiestä tuomaan organisaation näkökulmaa tutkimukseen. Tutkimuksessa saatiin selville, että parhaiten osaaminen saadaan organisaation hyödyksi tarjoamalla koulutusta vastaavia ja haasteellisia töitä sekä mahdollistamalla työntekijän opiskelu työn ohella esimerkiksi koulutusmaksuihin osallistumalla.

Public-private partnership in marine litter waste management

Marine litter is an international environmental problem that causes considerable costs to coastal communities and the fishing industry. Several international and national treaties and regulations have provisions to marine litter and forbid disposal of waste into the sea. However, none of these regulations state a responsibility for public authorities to recover marine litter from the sea, like they do for marine litter that washes up on public beaches. In a financial evaluation of a value chain for marine litter incineration it was found out that the total costs of waste incineration are approximately 100 ─ 200 % higher than waste fees offered by waste contractors of ports. The high costs of incineration are derived from the high calorific value of marine litter and therefore a high incineration cost for the waste, and long distances between ports that are taking part in a project for marine litter recovery from the sea and an Energy-from-Waste (EfW) facility. This study provides a possible solution to diverting marine litter from landfills to more environmentally sustainable EfW use by using a public-private partnership (PPP) framework. PPP would seem to fit as a suitable cooperative approach for answering problems of current marine litter disposal in theory. In the end it is up to the potential partners of this proposed PPP to decide whether the benefits of cooperation justify the required efforts.

AMB system for high-speed motors using automatic commissioning

The general trend towards increasing e ciency and energy density drives the industry to high-speed technologies. Active Magnetic Bearings (AMBs) are one of the technologies that allow contactless support of a rotating body. Theoretically, there are no limitations on the rotational speed. The absence of friction, low maintenance cost, micrometer precision, and programmable sti ness have made AMBs a viable choice for highdemanding applications. Along with the advances in power electronics, such as signi cantly improved reliability and cost, AMB systems have gained a wide adoption in the industry. The AMB system is a complex, open-loop unstable system with multiple inputs and outputs. For normal operation, such a system requires a feedback control. To meet the high demands for performance and robustness, model-based control techniques should be applied. These techniques require an accurate plant model description and uncertainty estimations. The advanced control methods require more e ort at the commissioning stage. In this work, a methodology is developed for an automatic commissioning of a subcritical, rigid gas blower machine. The commissioning process includes open-loop tuning of separate parts such as sensors and actuators. The next step is to apply a system identi cation procedure to obtain a model for the controller synthesis. Finally, a robust model-based controller is synthesized and experimentally evaluated in the full operating range of the system. The commissioning procedure is developed by applying only the system components available and a priori knowledge without any additional hardware. Thus, the work provides an intelligent system with a self-diagnostics feature and an automatic commissioning.

Performance of active portfolio management and the effect of stock market trend

Purpose of the study is to evaluate performance of active portfolio management and the effect of stock market trend on the performance. Theory of efficient markets states that market prices reflect all available information and that all investors share a common view of future price developments. This view gives little room for the success of active management, but the theory has been disputed – at least the level of efficiency. Behavioral finance has developed theories that identify irrational behavior patterns of investors. For example, investment decisions are not made independent of past market developments. These findings give reason to believe that also the performance of active portfolio management may depend on market developments. Performance of 16 Finnish equity funds is evaluated during the period of 2005 to 2011. In addition two sub periods are constructed, a bull market period and a bear market period. The sub periods are created by joining together the two bull market phases and the two bear market phases of the whole period. This allows for the comparison of the two different market states. Performance of the funds is measured with risk-adjusted performance by Modigliani and Modigliani (1997), abnormal return over the CAPM by Jensen (1968), and market timing by Henriksson and Merton (1981). The results suggested that in average the funds are not able to outperform the market portfolio. However, the underperformance was found to be lower than the management fees in average which suggests that portfolio managers are able to do successful investment decisions to some extent. The study revealed substantial dependence on the market trend for all of the measures. The risk-adjusted performance measure suggested that in bear markets active portfolio managers in average are able to beat the market portfolio but not in bull markets. Jensen´s alpha and the market timing model also showed striking differences between the two market states. The results of these two measures were, however, somewhat problematic and reliable conclusions about the performance could not be drawn.