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.

Muotin suunnittelu- ja valmistusprossin parantaminen solumuoviteollisuudessa

Diplomityö tehtiin Pohjoismainen Solumuovi Oy:lle. Tutkimusongelmaksi määriteltiin hyvin selkeästi tiedon puute muottien suunnittelusta sekä valmistuksesta. Työn tavoite oli parantaa solumuovituotteiden valmistuksessa käytettävien muottien laatua. Työn rajaus asettuu uusien muottien suunnittelu- ja valmistusprosessin parantamiseen. Työssä käsiteltiin tämän prosessin lisäksi mm. mallisuunnittelua, sekä koneen ja prosessien ominaisuuksia niiden muoteille asettamien vaatimusten pohjalta. Muottien ominaisuuksien oikeaoppinen suunnittelu on erittäin tärkeässä roolissa tulevien tuotantokustannusten muodostumisessa. Oikeaoppisella suunnittelulla tarkoitetaan työssä muottien eri osa-alueiden toisiinsa kytkeytymisen ymmärtämistä, niin muotin toimivuuden, lopputuotteen laadun sekä muotin tehokkuuden kannalta. Muottien ominaisuudet määräävät ideaalitilanteessa pitkälti koneiden sykliaikoja käytettävän raaka-aineen ja kappaleen dimensioiden lisäksi. Tämän vuoksi tilanteessa, jossa itse kone toimii moitteettomasti vakuumin, materiaalinsyötön, jäähdytyksen ja höyrytyksen osalta, saadaan muotin oikeaoppisella suunnittelulla lyhennettyä sykliaikoja ja vähennettyä virhekappaleiden määrää. Solumuovimuotin suunnitteluperiaatteita on lähes yhtä monta kuin suunnittelijoita. Mitään yksittäistä periaatetta ei voida suoraan tuomita vääränä, koska näillä muoteilla pystytään valmistamaan laadun kriteerit täyttäviä tuotteita. Useimmat suunnitteluperiaatteet pohjautuvat kuitenkin vain tietyn osa-alueen hallintaan, jonka jälkeen loput osa-alueet suunnitellaan tämän ehdoilla. Työssä saatujen tulosten pohjalta voidaan sanoa, että muotin tuottavuus on erityisesti kiinni kokonaisuudesta, ei yksittäisestä osa-alueesta.

Developing co-operation of business units – exploring synergies and a joint business model

The purpose of this study was to develop co-operation between business units of the company operating in graphic industry. The development was done by searching synergy opportunities between these business units. The final aim was to form a business model, which is based on co-operation of these business units.The literature review of this thesis examines synergies and especially the process concerning the search and implementation of synergies. Also the concept of business model and its components are examined. The research was done by using qualitative research method. The main data acquiring method to the empirical part was theme interviews. The data was analyzed using thematisation and content analysis.The results of the study include seven identified possible synergies and a business model, which is based on the co-operation of the business units. The synergy opportunities are evaluated and the implementation order of the synergies is suggested. The presented synergies create the base for the proposed business model.

Lapsen sosiaalisen kompetenssin tukeminen – vanhempien epäsuorat ja suorat vaikutustavat

Tässä tutkimuksessa tarkastellaan vanhempien havaintoja ja käsityksiä lapsen sosiaalisesta kompetenssista. Lapsen sosiaalisesta kompetenssista tarkastelun kohteena ovat erityisesti vertaissuhteet, sosiaaliset taidot ja sosiaalinen käyttäytyminen. Tarkoituksena on selvittää vanhempien näkemyksiä lapsen sosiaalisesta verkostosta ja lapsesta sosiaalisena toimijana. Kiinnostuksen kohteena on myös, miten vanhemmat vaikuttamaan lapsen sosiaaliseen kompetenssiin. Vanhempien vaikutuksessa voidaan erottaa epäsuora ja suora vaikutus. Vanhempien epäsuoraan vaikutukseen kuuluvat perheen sosioekonomiset tekijät, vanhemmuuteen ja lastenkasvatukseen liittyvät käytännöt sekä lapsen ja vanhemman välinen vuorovaikutus. Suora vaikutus sisältää vanhempien eri roolit ja tehtävät sosiaalisen kompetenssin edistämiseksi. Vanhempien epäsuorilla ja suorilla vaikutustavoilla on havaittu olevan merkittävää vaikutusta lapsen sosiaalisen kompetenssiin muotoutumiseen ja sen laatuun. Tutkimuksessa selvitetään vertaissuhdeongelmaisten ja ei-ongelmaisten lasten vanhempien välisiä eroja näissä vaikutustavoissa. Tutkimuksessa hyödynnetään kyselylomake- ja haastatteluaineistoja. Kyselylomakeaineisto (N=156) kerättiin ”Origins of Exclusion in Early Childhood”-tutkimusprojektissa, jossa tutkittiin lasten vertaissuhteita, sosiaalisia taitoja sekä sosiaalista käyttäytymistä kolmen vuoden seurantatutkimuksena päiväkodista kouluun. Perhekysely toteutettiin lasten ollessa kuusivuotiaita. Vanhempien haastatteluaineisto (N=55) koostuu projektissa mukana olleiden lasten vanhempien teemahaastatteluista. Perhekyselyä analysoidaan tilastollisin analyysimenetelmin. Laadullisen aineiston analyysimenetelmänä käytetään sisällönanalyysia. Vanhempien käsityksissä lasten sosiaalinen verkosto rakentui kotiympäristössä, koulussa, päiväkodissa sekä suvun ja harrastusten parissa muodostuneista suhteista. Tutkimustulosten perusteella on havaittavissa, että vertaissuhdeongelmaisten ja ei-ongelmaisten lasten sosiaaliset verkostot ovat osin erilaiset. Vanhempien arviointien mukaan myös lasten sosiaalisissa taidoissa, käyttäytymisessä, asennoitumisessa sosiaaliseen kanssakäymiseen sekä ryhmään ja leikkeihin liittyvissä strategioissa on eroavaisuuksia. Tutkimuksen pohjalta voidaan todeta, että vanhemmat pystyvät arvioimaan hyvin yksityiskohtaisesti lapsensa sosiaalisia taitoja ja käyttäytymistä. Kaikilla vanhemmilla ei kuitenkaan ollut riittävästi tietoa lasten kaveripiiristä tai sen laadusta eikä lasten sosiaalisesta orientaatiosta. Vanhempien epäsuorissa vaikutustavoissa oli eroja, mutta myös yhtäläisyyksiä. Sosioekonomisia tekijöitä koskevan tarkastelun perusteella vertaissuhdeongelmaisten lasten perheiden taloudelliset ongelmat, isien työttömyys ja lapsen erityisen tuen tarve olivat yhteydessä lapsen sosiaalisten suhteiden ongelmiin. Lähes kaikki tutkimukseen osallistuneet vanhemmat kokivat vanhemmuuden ja kasvatustehtävän kuitenkin hyvin myönteisenä ja tyytyväisyyttä tuottavana asiana elämässä. Valtaosa vanhemmista piti lapsen ja aikuisen välistä vuorovaikutusta positiivisena, vaikka lapsen kanssa ei aina ollutkaan helppoa tulla toimeen. Tyytyväisyydestä huolimatta äidit näkivät itsessään enemmän kehittymisen tarpeita vanhempana kuin isät. Vanhemmuudessa korostuivat ohjaaminen ja kontrolli, mutta myös hoiva, lämpö ja vastavuoroisuus. Hoiva ja lämpö sekä rajojen asettaminen askarruttivat vanhempia suuresti. Vertaissuhdeongelmaisten lasten vanhemmat tarvitsisivat opastusta ohjaavan vanhemmuuden löytämiseksi. Vertaissuhdeongelmaisten lasten vanhemmat kuvasivat kasvatuksen kuormittavuutta, ajan puutetta sekä muuntuvaa isyyttä ja äitiyttä ei-ongelmaisten lasten vanhempia enemmän. Työn ja perheen yhteensovittamisen vaikeus tuli myös esille vanhempien kuvauksissa. Kyvykkään vanhemmuuden kannalta epävirallinen läheisistä muodostunut tukiverkosto on tärkeä vanhemman apu ja kasvatuksen turva. Ensisijaisena tukitahona on epävirallinen verkosto, joka koostuu ystävistä, tuttavista, työtovereista, puolisosta ja omista vanhemmista. Vertaissuhdeongelmaisten lasten vanhempien mukaan arjen tukea ei kuitenkaan ole aina saatavilla, eikä tukiverkosto tyydyttänyt vanhempia. Vanhempien käsityksissä perheen vuorovaikutus sujui hyvin ja vastuu kodista ja kasvatustehtävästä oli molemmilla vanhemmilla tasavertaisesti. Käytännön vastuu kasvatuksesta sekä erilaisten taitojen opettamisesta lapsille kuului äitien tehtäviin. Vanhempien näkemyksissä lapsen sosiaalinen maailma rakentui lähiympäristön tarjoamista mahdollisuuksista. Vanhempien suoriin vaikutustapoihin liittyvien tulosten mukaan vanhemmat pitävät harrastuksia merkittävänä sosiaalista kompetenssia edistävänä tekijänä. Ei-ongelmaisilla lapsilla oli enemmän ja monipuolisempia harrastuksia kuin ongelmaisilla lapsilla. Vaikka vanhemmat eivät mieltäneetkään omaa toimintaansa kaveripiiriin ohjaamiseksi, heillä useinkin oli runsaasti erilaisia rooleja ja tehtäviä sosiaalisten suhteiden ja sosiaalisten taitojen opettamisessa. Lapsen sosiaalisten suhteiden organisoinnissa, ohjaamisessa, valvonnassa ja neuvonnassa oli vanhempiryhmien välillä eroja. Vertaissuhdeongelmaisten lasten vanhemmat eivät olleet riittävän hyvin perillä lapsen taidoista ja kyvykkyydestä tuottaakseen oikea-aikaista ohjausta ja tukeakseen lasta riittävästi sopivilla tavoilla. Vanhempien toimintaa näyttää ohjaavan vakaasti se uskomus, että lapsen kaverisuhteet ovat pelkästään hänen oma asiansa. Vanhemmat arvostivat paljon sosiaalisia taitoja ja pyrkivät opettamaan niitä lapsilleen systemaattisesti. Ohjaamisen tavoissa vanhemmat poikkesivat toisistaan. Tutkimus antaa viitteitä, että eiongelmaisten lasten vanhemmat ovat sensitiivisempiä, vastavuoroisempia ja lapsen näkökulmaa ja tarpeita lähtökohtanaan pitäviä sekä tunnetaitoihin ja tunnetilan käsittelyyn keskittyvämpiä kuin ongelmaisten lasten vanhemmat. Vanhempien ja lasten vuorovaikutuksen vaikeudet, ylimalkainen ja epäjohdonmukainen sosiaalisten taitojen, käyttäytymisen sekä suhteiden ohjaus sekä monet perheen voimavarojen puutteet voivat haitata vakavasti lapsen sosiaalisen kompetenssin kehittymistä. Vanhemmilla on kuitenkin taitoa arvioida lapsensa sosiaalista kyvykkyyttä ja halua toimia hyvin kasvatustehtävässään. Vanhemmuuden tukemisessa olisivatkin tärkeitä epävirallisen tukiverkoston lisäksi lähiympäristön perheille ja lapsille suunnatut palvelut, monitahoinen yhteistyö perheiden, lasten ja heidän kanssaan työskentelevien ammattilaisten kesken sekä yhteiskunnan perheitä koskevat säädökset ja tukitoimet.

Pienahitsin sijainnin vaikutus kuormaa kantamattoman T-liitoksen väsymiskestävyyteen

Hitsatuissa rakenteissa on paljon hitsien aiheuttamia epäjatkuvuuskohtia, jotka ovat alttiita vaurioitumaan väsyttävän kuormituksen alaisina. Standardit ja normit auttavat suunnittelua rakenneyksityiskohtien analysoinnissa, mutta ohjeiden arvot vaihtelevat paljon. Onkin tär-keää päättää, mitä standardia tai normia käytetään ja saada tutkimustuloksia tukemaan ohjeen käyttöä. Tämä työ on tehty Konecranes Finland Oy:lle. Työn tarkoituksena on etsiä käytössä olevi-en ohjeiden joukosta suunnittelun kannalta parhaiten todellista rakennetta kuvaava. Työssä esitellään käytössä olevia standardeja ja normeja sekä vertaillaan niiden välisiä eroja rakenneyksityiskohdan väsymiskestävyyden määrittämisessä. Työssä tarkastellaan myös hitsatun rakenteen väsymiseen vaikuttavia tekijöitä sekä väsymisanalyysissä käytet-täviä menetelmiä. Tutkittavaan liitokseen valittiin kolme erilaista hitsiä, yksi –ja kaksipuolinen pienahitsi sekä katkopienahitsi. Elementtimenetelmän avulla luotiin malleja koekappaleista ja laskettiin niille väsymiskestävyydet. Tämä lisäksi väsymistä tarkasteltiin väsytyskokeilla, jotka suoritti Lappeenrannan Teknillisen Yliopiston Teräsrakenteiden laboratorio. Lopputuloksena työstä saatiin tietoa hitsien väsymiskestävyyksistä. Liitosten väsymiskes-tävyydet olivat hyviä ja varsinkin katkopienahitsin tulokset olivat odotettua paremmat. Kat-kopienahitsin väsymiskestävyys vaatii tämän työn tulosten perusteella lisää tutkimista.

LVI-suunnittelun ohjaus IPD-projekteissa

Tässä diplomityössä on tutkittu LVI-suunnittelun ohjaamista ja sen kehittämistä integroiduissa rakennushankkeissa. Tutkimuksen tavoitteena on löytää kehitysehdotuksia LVI-suunnittelun eteenpäinviemiseksi integroiduissa hankkeissa. Tutkimus on tehty hyödyntäen kirjallisia lähteitä ja haastattelemalla integroiduissa projekteissa mukana ollutta henkilöstöä. Perinteisessä rakennushankkeessa eri suunnittelualat toimitetaan useasta yrityksestä. Tässä työssä lähtökohtana on, että merkittävimmät suunnittelualat kuten arkkitehti-, rakenne- ja talotekninensuunnittelu tulevat samalta toimittajalta. Toimituslaajuuteen voidaan lisätä myös mm. rakennuttajakonsultointi- ja kiinteistönkehitysprosessi. Tutkimuksen tuloksena saatiin määritettyä kehitysehdotukset integroituihin hankkeisiin yleiseltä ja LVI-suunnittelun kannalta. Kehitystyössä tulee panostaa tietomallintamiseen, aikataulutukseen ja yhteistyöhön. Tietomallintamista voidaan parantaa koulutuksen, Yleisten tietomallivaatimusten 2012 ja tietomallien tarkasteluohjelmistojen avulla. Aikataulutus paranee, kun suunnittelijat saadaan hankkeeseen mukaan riittävän aikaisessa vaiheessa ja kun suunnittelijat pyrkivät aktiivisesti vaikuttamaan hankkeen tarjouksen- ja sopimuksentekoon. Yhteistyötä voidaan parantaa avoimen ilmapiirin korostamisella ja projektiorganisaation tiivistämisellä.

Muotoilun lisääminen teräskalusteisiin Salvagninin S4+P4 – linjan avulla

Diplomityössä tavoitteena on esitellä Salvagninin S4+P4–linjan ja työkalujen ominaisuuksia muotoilun lisäämiseksi teräskalusteisiin. Lähtökohtana on muotoilun ja massaräätälöinnin tehokkaampi lisääminen ja hyödyntäminen nykyisessä tuotevalikoimassa. Teoriaosuudessa käydään lyhyesti läpi ohutlevyjen valmistukseen liittyvät kriittiset rajoitukset levytyökeskuksella. Teoriaosuudessa esitellään laajemmin Salvagninin–linjan ja työkalujen ominaisuuksia ja rajoituksia sekä vertaillaan linjan eroja perinteisiin revolverilevytyökeskuksiin. Lisäksi pohditaan muiden kriittisten työvaiheiden asettamia rajoituksia tuotteiden muotoilun lisäämiseksi. Käytännön osuudessa esitetään teollisten muotoilijoiden suunnitelmat uusiksi ovimalleiksi. Uusien tuotteiden valmistuksesta esitellään tehdyt testiajot ja niiden pohjalta kuvataan arvioinnit niiden valmistettavuudesta. Diplomityön tuloksena syntyi uusien ovimallien kustannustehokkaat ja Salvagninin– linjaan optimoidut valmistusohjeet. Tutkimustulosten mahdollisuuksien lisäksi esitettiin myös eräitä jatkokehitysehdotuksia uusien tuotteiden suunnitteluun.

A multibody dynamic model of the cross-country ski-skating technique

The objective of this thesis is the development of a multibody dynamic model matching the observed movements of the lower limb of a skier performing the skating technique in cross-country style. During the construction of this model, the formulation of the equation of motion was made using the Euler - Lagrange approach with multipliers applied to a multibody system in three dimensions. The description of the lower limb of the skate skier and the ski was completed by employing three bodies, one representing the ski, and two representing the natural movements of the leg of the skier. The resultant system has 13 joint constraints due to the interconnection of the bodies, and four prescribed kinematic constraints to account for the movements of the leg, leaving the amount of degrees of freedom equal to one. The push-off force exerted by the skate skier was taken directly from measurements made on-site in the ski tunnel at the Vuokatti facilities (Finland) and was input into the model as a continuous function. Then, the resultant velocities and movement of the ski, center of mass of the skier, and variation of the skating angle were studied to understand the response of the model to the variation of important parameters of the skate technique. This allowed a comparison of the model results with the real movement of the skier. Further developments can be made to this model to better approximate the results to the real movement of the leg. One can achieve this by changing the constraints to include the behavior of the real leg joints and muscle actuation. As mentioned in the introduction of this thesis, a multibody dynamic model can be used to provide relevant information to ski designers and to obtain optimized results of the given variables, which athletes can use to improve their performance.

0-visio - teoriasta käytännöksi : Varsinais-Suomen ja Satakunnan maakuntien liikenneturvallisuussuunnitelma 2012-2016

Liikenneturvallisuus syntyy eri osapuolten toiminnan ja yhteistyön tuloksena. Poliitikot päättävät yhteiskunnan suunnittelusta ja liikennejärjestelmästä, suunnittelijat toteuttavat poliitikkojen tekemiä päätöksiä, virkamiehet laativat lakiehdotuksia ja sääntöjä, ELY-keskus ja kunnat vastaavat teistä ja niiden kunnosta, poliisi valvoo liikennesääntöjen noudattamista, Liikenneturva tiedottaa ja kouluttaa, yritykset, yhteisöt ja yksityiset ihmiset tilaavat ja käyttävät kuljetuspalveluja ja kaikki kuntalaiset osallistuvat liikenteeseen. Liikenneturvallisuussuunnitelma toimii työkaluna Varsinais-Suomen ja Satakunnan liikenneturvallisuustyössä. Alueellisen liikenneturvallisuustyön nollavisio ja tavoitteet asetettiin valtakunnallisen liikenneturvallisuussuunnitelman, alueen nykytila-analyysin sekä suunnitelman laadinnan aikana sidosryhmien kanssa käydyn keskustelun pohjalta. Nollavision mukaan kenenkään ei tarvitse kuolla tai loukkaantua vakavasti liikenteessä. Lisäksi visiona on vastuullinen liikkuminen, joka myös koetaan turvalliseksi. Seitsemän kohdan ohjelmaan nollavision toteuttamiseksi on tiivistetty tärkeimmät toimet. Yksilöityihin toimenpiteisiin on kirjattu maankäytön suunnitteluun, kestävään liikkumiseen, liikenneympäristöön ja liikennekäyttäytymiseen liittyviä toimenpiteitä. Lisäksi liikenneturvallisuusyhteistyöhön kohdistuvia toimenpiteitä sisältyy suunnitelmaan. Toimenpiteiden toteuttamisen vastuu- ja yhteistyötahoja on useita. Toimenpiteet kohdistuvat alueen tielläliikkujiin, organisaatioihin ja päätöksentekijöihin. Pitkän aikavälin ja valtakunnallisen tason toimenpiteet edesauttavat liikenneturvallisuuden kehittymistä toivottuun suuntaan. Vaikutustarkastelu osoittaa, että asetettujen tavoitteiden saavuttaminen vaatii laajaa keinovalikoimaa, usean toimijan välistä yhteistyötä sekä resursseja liikenneturvallisuustyöhön. Tämä liikenneturvallisuussuunnitelma haastaa eri hallinnonalat, viranomaiset, järjestöt ja yritykset omalta osaltaan toteuttamaan toimia, jotka vievät kohti nollavisiota. Suunnitelman toteutuminen edellyttää, että sillä on kuntien ja päättäjien tuki. Varsinais-Suomen ja Satakunnan liikenteen tulevaisuus kehittyy suunnitelman mukaisesti, jos liikenteen vastuunkantajat sitoutuvat suunnitelman vision periaatteisiin ja pitävät elämää suojelevia arvoja toimintansa perustana.

Formal development and quantitative verification of dependable systems

-

Eleven som aktør i dialog med kunst : ungdoms erfaring med kunstundervisningens innhold og metode i faget kunst og håndverk i norsk grunnskole

Avhandlingen har sitt utspring i mitt engasjement for elevers møte med kunst i grunnskolen i faget kunst og håndverk og mitt syn på ungdom som kompetente bidragsytere til forskningen om fenomener som angår deres liv. Elevene er informanter til, eller aktører i, forskning på fenomenet dialog med kunst. Dialog med kunst er her definert som en helhetlig prosess som innlemmer alt fra elevenes møte med visuelle kunstverk til deres eget skapende arbeid. At avhandlingens fagdidaktiske problemområde er elevers praktisk skapende virksomhet, knytter undersøkelsen til slöjdpedagogisk forskning. Avhandlingens overgripende hensikt er å bidra til utvikling av fagdidaktikken i kunst og håndverk med utgangspunkt i elevenes erfaringer med kunstundervisningens innhold og metode på ungdomsskoletrinnet. Studien består av kasusstudier på to ungdomsskoler. Data ble innsamlet igjennom intervjuer, deltakende observasjon, dokumenter, prosessbøker og foto av formingsprodukter. Ungdoms dialog med kunst i skolen blir analysert og fremstilt ut fra et erfart og et operasjonalisert perspektiv. Funnene speiles i ulike fagdidaktiske tendenser, det vil si ulike hovedoppfatninger i debatten om det moderne samfunn, og i et virksomhetsteoretisk perspektiv. Resultatene fra undersøkelsen utfordrer oss til en fagdidaktisk nyorientering når det gjelder ungdoms møte med kunstverk i skolen, i retning av et mer ungdomskulturelt innhold og relasjonelle kunstmøter som er narrative, tolkningsorientert, opplevelsesorientert, dialogiske og flerstemmige. Undersøkelsen viser at elevene liker det praktisk skapende arbeidet, men at undervisningen i sterkere grad bør ta i bruk digital kunnskap og handle om hvordan kunst kan brukes som utgangspunkt for skapende arbeid, og den bør legge til rette for det læringspotensialet som ligger i dialogen elevene imellom. Elevene liker en undervisning som ikke bare handler om estetiske virkemidler, materialer og teknikker, men også om kommunikasjon og ytringsfrihet. Resultatene viser at det frie skapende arbeid består av tre likeverdige aspekter: det individuelle, det kulturelle og det sosiale. Både funnene og avhandlingens virksomhetsteoretiske perspektiv kan bidra til diskursen om kreativitetsbegrepet og identitetskonstruksjon i vårt moderne samfunn. Virksomhetssystemet blir i denne avhandlingen utviklet til en teori for skapende arbeid i faget kunst og håndverk, et overgripende fagdidaktisk rammeverk for bild/bildkonst og slöjdfaget satt inn i et nordisk utdanningsperspektiv.

Identification of Some Additional Loss Components in High-Power Low-Voltage Permanent Magnet Generators

Permanent magnet generators (PMG) represent the cutting edge technology in modern wind mills. The efficiency remains high (over 90%) at partial loads. To improve the machine efficiency even further, every aspect of machine losses has to be analyzed. Additional losses are often given as a certain percentage without providing any detailed information about the actual calculation process; meanwhile, there are many design-dependent losses that have an effect on the total amount of additional losses and that have to be taken into consideration. Additional losses are most often eddy current losses in different parts of the machine. These losses are usually difficult to calculate in the design process. In this doctoral thesis, some additional losses are identified and modeled. Further, suggestions on how to minimize the losses are given. Iron losses can differ significantly between the measured no-load values and the loss values under load. In addition, with embedded magnet rotors, the quadrature-axis armature reaction adds losses to the stator iron by manipulating the harmonic content of the flux. It was, therefore, re-evaluated that in salient pole machines, to minimize the losses and the loss difference between the no-load and load operation, the flux density has to be kept below 1.5 T in the stator yoke, which is the traditional guideline for machine designers. Eddy current losses may occur in the end-winding area and in the support structure of the machine, that is, in the finger plate and the clamping ring. With construction steel, these losses account for 0.08% of the input power of the machine. These losses can be reduced almost to zero by using nonmagnetic stainless steel. In addition, the machine housing may be subjected to eddy current losses if the flux density exceeds 1.5 T in the stator yoke. Winding losses can rise rapidly when high frequencies and 10–15 mm high conductors are used. In general, minimizing the winding losses is simple. For example, it can be done by dividing the conductor into transposed subconductors. However, this comes with the expense of an increase in the DC resistance. In the doctoral thesis, a new method is presented to minimize the winding losses by applying a litz wire with noninsulated strands. The construction is the same as in a normal litz wire but the insulation between the subconductors has been left out. The idea is that the connection is kept weak to prevent harmful eddy currents from flowing. Moreover, the analytical solution for calculating the AC resistance factor of the litz-wire is supplemented by including an end-winding resistance in the analytical solution. A simple measurement device is developed to measure the AC resistance in the windings. In the case of a litz-wire with originally noninsulated strands, vacuum pressure impregnation (VPI) is used to insulate the subconductors. In one of the two cases studied, the VPI affected the AC resistance factor, but in the other case, it did not have any effect. However, more research is needed to determine the effect of the VPI on litz-wire with noninsulated strands. An empirical model is developed to calculate the AC resistance factor of a single-layer formwound winding. The model includes the end-winding length and the number of strands and turns. The end winding includes the circulating current (eddy currents that are traveling through the whole winding between parallel strands) and the main current. The end-winding length also affects the total AC resistance factor.

Reusable formal architectures for networked systems

Today's networked systems are becoming increasingly complex and diverse. The current simulation and runtime verification techniques do not provide support for developing such systems efficiently; moreover, the reliability of the simulated/verified systems is not thoroughly ensured. To address these challenges, the use of formal techniques to reason about network system development is growing, while at the same time, the mathematical background necessary for using formal techniques is a barrier for network designers to efficiently employ them. Thus, these techniques are not vastly used for developing networked systems. The objective of this thesis is to propose formal approaches for the development of reliable networked systems, by taking efficiency into account. With respect to reliability, we propose the architectural development of correct-by-construction networked system models. With respect to efficiency, we propose reusable network architectures as well as network development. At the core of our development methodology, we employ the abstraction and refinement techniques for the development and analysis of networked systems. We evaluate our proposal by employing the proposed architectures to a pervasive class of dynamic networks, i.e., wireless sensor network architectures as well as to a pervasive class of static networks, i.e., network-on-chip architectures. The ultimate goal of our research is to put forward the idea of building libraries of pre-proved rules for the efficient modelling, development, and analysis of networked systems. We take into account both qualitative and quantitative analysis of networks via varied formal tool support, using a theorem prover the Rodin platform and a statistical model checker the SMC-Uppaal.

Lujasta teräksestä valmistetun palkin poikkileikkauksen optimointi

Parin viime vuosikymmenen aikana on kehitetty huomattavasti entistä lujempia teräslaatuja, joiden käyttö ei kuitenkaan ole yleistynyt läheskään samaan tahtiin. Korkeamman hinnan lisäksi yksi merkittävä syy tähän on, että suunnittelijoilla ei usein ole riittäviä tietoja siitä, millaisissa tilanteissa lujemman teräslaadun käytöstä on merkittävää hyötyä. Tilannetta ei myöskään helpota se, että käytössä olevat standardit eivät tarjoa lainkaan ohjeistusta kaikkein lujimpien, myötörajaltaan yli 700MPa terästen käyttöön ja mitoitukseen. Tässä työssä pyritään tarjoamaan suunnittelijalle ohjeita ja nyrkkisääntöjä sopivan lujuusluokan ja profiilin valintaan sekä yleisesti lujempien teräslaatujen käyttöön. Lujemman teräslaadun käytöllä voidaan keventää suunniteltavaa rakennetta ja saada aikaan huomattavia painonsäästöjä. Usein ongelmaksi nousevat kuitenkin stabiiliuskriteerit, sillä teräksen lommahduskestävyys määräytyy suuresti sen lujuusluokasta siten, että mitä lujempaa teräs on, sitä helpommin se lommahtaa. Kun tämä yhdistetään siihen, että lujempaa terästä käytettäessä rakenteesta tulee optimoituna muutenkin pienempi ja kevyempi, kasvaa näiden kahden asian yhteisvaikutuksena kantokyvyn mukaan mitoitetun rakenteen taipuma korkeampiin lujuusluokkiin edetessä hyvin nopeasti sallittujen rajojen yli. Työssä etsitään siksi keinoja sopivan kompromissin löytämiseksi lujuuden ja jäykkyyden välille. Koska muotoilulla ja poikkileikkauksella on suuri merkitys sekä taipuman että stabiliteetin kannalta, tutkitaan erilaisia poikkileikkausvaihtoehtoja ja etsitään optimaalista poikkileikkausta taivutuspalkille matemaattisen optimointimallin avulla. Kun eri poikkileikkausvaihtoehdot on käsitelty ja optimoitu taivutuksen suhteen, tutkitaan poikkileikkauksia myös muissa kuormitustapauksissa. Huomattavan raskaan laskentatyön takia apuna käytetään Matlab-ohjelmistoa itse optimointiin ja Femap-ohjelmaa muiden kuormitustapausten tutkimiseen ja tulosten verifioitiin.

A Model-Based Development and Verification Framework for Distributed System-on-Chip Architecture

The capabilities and thus, design complexity of VLSI-based embedded systems have increased tremendously in recent years, riding the wave of Moore’s law. The time-to-market requirements are also shrinking, imposing challenges to the designers, which in turn, seek to adopt new design methods to increase their productivity. As an answer to these new pressures, modern day systems have moved towards on-chip multiprocessing technologies. New architectures have emerged in on-chip multiprocessing in order to utilize the tremendous advances of fabrication technology. Platform-based design is a possible solution in addressing these challenges. The principle behind the approach is to separate the functionality of an application from the organization and communication architecture of hardware platform at several levels of abstraction. The existing design methodologies pertaining to platform-based design approach don’t provide full automation at every level of the design processes, and sometimes, the co-design of platform-based systems lead to sub-optimal systems. In addition, the design productivity gap in multiprocessor systems remain a key challenge due to existing design methodologies. This thesis addresses the aforementioned challenges and discusses the creation of a development framework for a platform-based system design, in the context of the SegBus platform - a distributed communication architecture. This research aims to provide automated procedures for platform design and application mapping. Structural verification support is also featured thus ensuring correct-by-design platforms. The solution is based on a model-based process. Both the platform and the application are modeled using the Unified Modeling Language. This thesis develops a Domain Specific Language to support platform modeling based on a corresponding UML profile. Object Constraint Language constraints are used to support structurally correct platform construction. An emulator is thus introduced to allow as much as possible accurate performance estimation of the solution, at high abstraction levels. VHDL code is automatically generated, in the form of “snippets” to be employed in the arbiter modules of the platform, as required by the application. The resulting framework is applied in building an actual design solution for an MP3 stereo audio decoder application.