Politiikan tutkimuksen kritiikkiä ja rakentamista

Kirjallisuusarvostelu

Hemiselluloosien erotus ja in situ -modifiointi

Hemiselluloosat kuuluvat selluloosan ja ligniinin ohella puun ja muiden kasvimateriaalien päärakenneaineksiin. Hemiselluloosan kemiallisessa koostumuksessa on eroja kasvilajien välillä, mikä tekee ryhmästä hyvin monimuotoisen. Lehtipuiden pääasiallinen hemiselluloosa on glukuroniksylaani. Ksylaaneja esiintyy laajasti myös muissa kasveissa erilaisina rakenteina. Havupuiden yleisin hemiselluloosa on puolestaan galaktoglukomannaani. Arabinogalaktaani on erityisesti lehtikuusesta runsaana löytyvä hemiselluloosa, jota muissa puulajeissa on vain vähän. Luonnon polymeerejä tutkitaan jatkuvasti muun muassa vaihtoehtojen löytämiseksi raakaöljypohjaisille tuotteille. Aiemmin hemiselluloosia on pääosin hyödynnetty sellaisenaan tai jalostettu esimerkiksi sokereiksi. Selluloosan ja tärkkelyksen tavoin ne voivat kuitenkin toimia myös kemiallisen, fysikaalisen tai entsymaattisen muokkauksen lähtöaineena. Hemiselluloosien käyttöä rajoittaa usein se, että niiden eristäminen kasvimateriaalista hyvällä saannolla on vaikeaa. Useimmiten hemiselluloosa erotetaan biomassasta ligniinin poiston jälkeen uuttamalla erilaisilla reagensseilla, kuten emäksillä. Arabinogalaktaanin erottamiseen ei kuitenkaan vaadita ankaria olosuhteita, vaan yleisimmin siihen riittää uutto vedellä. Kalvosuodatus puolestaan on hyvä keino hemiselluloosan talteenottoon uuttoliuoksista. Tässä työssä tarkasteltiin arabinogalaktaanin erotusta siperianlehtikuusesta uuttokokein. Saadut uuttoliuokset konsentrointiin ja puhdistettiin kalvosuodatusmenetelmillä. Lisäksi tutkittiin eristetyn arabinogalaktaanin käyttöä kemiallisen muokkauksen lähtöaineena, missä pyrkimyksenä oli etenkin in situ -modifiointi suoraan uuttoliuoksessa oleville yhdisteille. Uuttokokeilla saatiin kuitenkin vain pieni osa lehtikuusen arabinogalaktaanista erotetuksi. Myös kalvosuodatusvaiheen aikana menetettiin osa uuttoliuosten arabinogalaktaanista. Koska arabinogalaktaanipitoisuus uuttoliuoksissa jäi hyvin alhaiseksi, in situ -modifiointeja oli vaikea saada onnistumaan. Uutto-olosuhteiden lisätutkimuksella sekä kiinnittämällä erityistä huomiota suodatuskalvojen valintaan voitaneen pitoisuutta nostaa ja saada lisämateriaalia kemiallista muokkausta varten.

Verkkosovellus oppimistyylien selvittämiseen ja tilastointiin

Oppimistyyleillä määritellään opiskelijan mieltymykset tavoissa, joilla hän vastaanottaa ja omaksuu helpoiten uutta tietoa. Opiskelijan henkilökohtaiseen oppimistyyliin vaikuttavat opiskelijan luonteenpiirteet ja ominaisuudet. Uusien asioiden oppiminen on helpompaa, jos opettajan käyttämä opetustyyli on ainakin osittain yhteneväinen opiskelijan oppimistyylin kanssa. Tässä diplomityössä kehitetty verkkosovellus on tarkoitettu opiskelijoiden käyttöön heidän oppimistyyliensä selvittämiseksi. Opiskelijat rekisteröityvät sovelluksen käyttäjiksi ja antavat samalla itsestään taustatietoja. Tämän jälkeen opiskelijat tekevät sovelluksessa oppimistyylit selvittävän testin. Taustatiedot ja testitulokset tallennetaan tietokantaan. Testituloksen ja oppimistyyleistä tarjolla olevien lisätietojen avulla opiskelijat voivat kehittää omia opiskelutapojaan. Testi on mahdollista tehdä myöhemmin uudelleen, ja tällöin opiskelijat näkevät omassa oppimistyylissään tapahtuneen kehityksen. Opettajat voivat käyttää sovellusta opiskelijoiden testituloksista muodostettavien tilastojen seuraamiseen. Näin opettajilla on mahdollisuus nähdä mitä oppimistyyliä heidän pitämilleen kursseille osallistuvat opiskelijat edustavat. Tämä tieto auttaa opettajia opetussuunnitelman teossa. Sovelluksella voidaan myös muodostaa opiskelijoiden taustatietoihin perustuvia tilastoja tutkimustarkoituksia varten.

Asbestin tunnistaminen keinonenällä

Asbesti on yleisnimike kuitumaisille silikaattimineraaleille. Sillä on monia hyviä ominaisuuksia. Siksi sitä on käytetty useisiin eri käyttötarkoituksiin jo yli 4 000 vuoden ajan. Sisäänhengitettynä asbesti aiheuttaa kuitenkin vakavia terveyshaittoja, mm. asbestoosia, keuhkosyöpää ja mesotelioomaa. Vuosina 1918-1988 Suomessa käytettiin asbestia 300 000 tonnia. Yleisintä käyttö oli 1960-70-lukujen vaihteessa. Sairauksien viive altistumisesta on 10-40 vuotta. Sairauksien esiintyminen onkin nyt suurimmillaan. Suurin osa sairauksista on hyvänlaatuisia keuhkopussin paksuuntumia eli plakkeja. Vuosittain asbestin aiheuttamiin sairauksiin, etupäässä syöpiin, kuolee Suomessa noin 100 ihmistä. Yhteensä altistuneita arvellaan olevan 250 000. Heistä elossa on noin 50 000. Vaarallisuutensa vuoksi asbestin käyttö on useissa maissa kielletty, mutta maailmalla sitä käytetään edelleen suuria määriä. Suomessa asbestin käyttöä rajoitettiin jo 1970-luvulla. Pieniä poikkeuksia lukuun ottamatta täyskielto tuli voimaan 1.1.1994. Suomessa asbestia esiintyy edelleen vanhoissa rakennuksissa. Asbestipurkutyö on luvanvaraista. Asbestitöissä on huolehdittava siitä, että kukaan ei altistu asbestille. Asbestipitoisen materiaalin tunnistaminen silmämääräisesti on vaikeaa. Materiaali luokitellaan asbestipitoiseksi, jos siinä on asbestia yli 1 painoprosenttia tai jos sitä voidaan pölyävyytensä takia pitää vaarallisena. Asbestipitoisen materiaalin kartoituksessa voidaan käyttää rakennussuunnitelmia, vanhoja asiakirjoja kuten urakoitsijan laskuja sekä tuntemusta rakennusajan yleisistä rakennustavoista. Varmuus saadaan kuitenkin vain tutkimalla materiaali esimerkiksi laboratoriokokeissa. Tässä diplomityössä on pyritty selvittämään, voidaanko asbesti tunnistaa ChemPro 100 -keinonenällä. Laite perustuu ioniliikkuvuusspektrometriaan eli eri yhdisteiden erilaiseen liikkuvuuteen kaasumaisessa väliaineessa. Menetelmä on nopea ja yksinkertainen. Tutkimusta varten hankittiin asbestipitoisia materiaaleja, joista saatuja tuloksia vertailtiin toisiinsa. Nykyiset asbestintunnistusmenetelmät ovat monimutkaisia ja hitaita. Jos keinonenä pystyttäisiin kouluttamaan tunnistamaan asbestimateriaali, helpottaisi se asbestikartoituksen tekemistä.

Tutkimus- ja kehitysvaiheen toteuttaminen teknologisessa innovaatioprosessissa

Through the ages technological changes have created new challenges and possibilities to develop products, services, processes or organizations. Management of the technology concerns all of those activities from technical invention to commercial application. Management of the technologic innovation process is the more challenging the more technology is involved in a process. Researches of the technological innovations are seldom concern the implementation of early phases and especially in product manufacturing company. Still there are research and development activities. Therefore the purpose of this research is to develop the pattern for implementation of research and development phases in technological innovation process. This study focuses the main elements of the technological innovation management and main obstacles and drivers. This study also focuses decision making and the other influencing elements of the decision making. The research design of this explorative research applies a qualitative research strategy where a case study method is utilized to collect and analyze the data. The study consisted of a single case to utilize of technological ideas and possibilities. The selected case company was the product manufacturing company which didn’t have own technological research and development organization. The case was a process which was analyzed from two different perspectives. The main unit of analysis was the whole process. The data collecting method of this study included semi-structured and open interviews, participant-observations and experimental tests. Analyzing the case data relies on the theoretical propositions of the framework based on the previous research. Based on this research the key elements of the research and development phases in technological innovation process were technical expertise and preliminary investigation. The obstacles and drivers in the R&D phases by the case were management of the whole process and resources and knowing objectives of process and learning during the process. In addition to the result of the research was the feature of decision making to optimize used time. The findings of this study gave further insight implementation of the technological innovation in the product manufacturing company. The research was based a single case which means the results cannot be generalized to different companies or industry fields. Therefore the results generalizing require further research with multiple researchers.

Kustannukset ja kannattavuus RFID- ja toiminnanohjausjärjestelmien integrointiprojektissa

Maailmantalouden jyrkkä lasku vuonna 2008 ajoi yritykset säästökuurille. Säästöjä pyritään saamaan esimerkiksi automatisoimalla toimintoja. Yksi tapa luoda kustannussäästöjä on käyttää RFIDteknologiaa varastoinnin toimien tehostukseen. Tämän tutkimuksen pääasiallisena tavoitteena on ollut rakentaa yksinkertainen laskentamalli RFID- ja toiminnanohjausjärjestelmien integrointiprojektin kustannusten ja kannattavuuden laskemiseen. Toisena tavoitteena on ollut selvittää, mitkä tekijät vaikuttavat investoinnin kannattavuuteen. Tutkimus rajattiin tarkastelemaan varaston saapuvan tavaran vastaanoton prosessia ja sen toimintojen automatisointia RFID-järjestelmän avulla. Laskentamalli muodostuu kolmesta osasta: investoinnin kokonaiskustannusten arvioinnista, investoinnista saatavien kustannussäästöjen arvioinnista ja kannattavuuslaskelmista. Investointien kokonaiskustannusten arviointia varten rakennettiin luettelo yleisimmistä kustannuslajeista. Investoinnista saatavien kustannussäästöjen arviointi tehtiin analysoimalla nykyprosesseja ja etsimällä niistä toimintoja, jotka tehostuvat RFID-järjestelmän avulla. Varsinaisina kannattavuuslaskentamenetelminä käytettiin investoinnin takaisinmaksuajan menetelmää sekä pääoman tuottoasteen menetelmää. Tutkimuksen tuloksena todettiin rakennetun laskentamallin soveltuvan hyvin investoinnin kustannusten ja kannattavuuden arviointiin. Samalla havaittiin yrityksen toimialan, saapuvien lähetysten määrän ja lähetysten rivimäärän vaikuttavan merkittävästi RFID- jatoiminnanohjausjärjestelmän integrointiprojektin kannattavuuteen.

Sähköä ja lämpöä tuottavien voimalaitosten kannattavuusanalyysin kehittäminen

Tutkimuksen tavoitteena oli laskea voimalaitoskannattavuudet vuosilta 2007–2009 kohdeyrityksen biovoimalaitokselle sekä kombivoimalaitokselle. Lisäksi laskettiin kohdeyrityksen uuden hyötyvoimalaitoksen käyttöönottovuoden 2009 kannattavuus sekä odotetun käyttöasteen kannattavuus. Tavoitteena oli muodostaa tuotantolaitoskohtaiset tuotekannattavuudet vuodelta 2009 Kotkan Energia Oy:ssä sekä muodostaa kirjatut jakoperusteet kannattavuuksien laskentaa varten ja analysoida saatuja kannattavuuksia. Tutkimusmetodologiana on käytetty soveltavaa tutkimusotetta. Kannattavuusanalyysin kehittäminen vaatii yrityksen kustannusten, tuottojen ja toiminnan sekä toimialan luonteen ymmärtämistä. Haasteena tutkimuksessa oli sähkön, lämmön ja höyryn valmistuksen periaatteiden omaksuminen, joka on kustannusten ja tuottojen oikean kohdistamisen perusta. Tutkimuksen tuloksena todettiin, että kombivoimalaitos on tuotantolaitoksista kannattamattomin. Kohdeyrityksen kannattavuutta voitaisiin parantaa investoimalla kombivoimalaitoksen tilalle halvempaa polttoainetta käyttävä tuotantolaitos. Tuotteista kannattavimmaksi todettiin kaukolämpö. Tutkimuksen tuloksina saatuja kannattavuuksia voidaan hyödyntää Kotkan Energian päätöksenteossa ja niitä hyödyntämällä pystytään kohdeyritykselle laskemaan nopeasti tarpeellisia tulevaisuudenskenaarioita. Kannattavuuslaskelmien tuloksien analyysin jatkoksi pohdittiin Kotkan Energialle jatkotutkimusehdotelmia.

Tutkimus- ja kehitysvaiheen toteuttaminen teknologisessa innovaatioprosessissa

Teknologiset muutokset ovat kautta aikojen luoneet uusia haasteita ja mahdollisuuksia tuotteiden, palveluiden, prosessien tai organisaatioiden kehittämiseen. Teknologian johtaminen tarkoittaa kaikki niitä toimia, joiden avulla teknologisesta keksinnöstä saadaan kaupallinen sovellus. Teknologisen innovaatioprosessin johtaminen on, sitä haasteellisempaa, mitä enemmän siinä on mukana teknologiaa. Harvoin teknologisten innovaatioiden tutkimukset ovat kohdistuneet prosessin varhaisen vaiheen toteutukseen ja erityisesti tuotannolliseen toimintaan keskittyvissä yrityksissä, vaikka kaikissa tuotteita valmistavissa teollisuuksissa tapahtuu tutkimus- ja kehitystyötä. Siksi tämän tutkimuksen tavoitteena on kehittää toimintamalli teknologisen innovaatioprosessin tutkimus- ja kehitysvaiheen toteuttamiselle. Tutkimus keskittyy teknologisen innovaatioprosessin tärkeimpiin elementteihin johtamisen ja prosessin kannalta sekä sen estäviin ja edistäviin tekijöihin. Tutkimuksessa tarkastellaan myös päätöksentekoa ja siihen vaikuttavia tekijöitä. Tutkimus oli kartoittava ja sillä oli laadullinen tutkimusstrategia. Tarkempi tutkimusmenetelmä kerätä ja analysoida tutkimustietoa oli tapaustutkimus. Tämä tutkimus perustui yhteen tapaukseen teknologisten ideoiden ja mahdollisuuksien hyödyntämisestä. Valittu tapausyritys oli tuotteita valmistava yritys, jolla ei ollut varsinaista tutkimus- ja kehitysorganisaatiota teknologian kehittämistä varten. Itse tapaus oli prosessi, jota analysoitiin kahdesta eri näkökulmasta, mutta primääri analysointiyksikkö oli koko prosessi. Aineiston hankintamenetelmät olivat puolistrukturoidut ja avoimet haastattelut, osallistuva havainnointi ja kokeelliset tutkimukset. Aineiston analysointi perustui aikaisemmin tutkimuksen yhteydessä rakennettuun teoreettiseen viitekehykseen. Teknologisen innovaatioprosessin tutkimus- ja kehitysvaiheen tärkeimmät elementit tutkimuksen mukaan olivat oman teknologian asiantuntemus ja esitutkimusvaihe. Tekijät, jotka tutkimuksen mukaan estivät ja edistivät T&K -vaiheen onnistumista, olivat koko prosessin ja resurssien johtaminen sekä tietoisuus prosessin tavoitteista ja prosessin aikainen oppiminen. Tutkimuksessa löydettiin myös päätöksentekoon liittyvä ominaisuus optimoida siihen käytettävää aikaa. Tutkimuksen tulokset lisäsivät näkemystä teknologisten innovaatioiden toteuttamisesta tuotteita valmistavassa yrityksessä. Tutkimus perustui yhteen tapaukseen, minkä vuoksi tulokset eivät ole yleistettävissä muihin yrityksiin tai toimialoihin. Tulosten yleistämistä varten tutkimuksia tulisi suorittaa lisää ja käyttää useita tutkijoita.

Biokaasun tuottaminen ja hyödyntäminen Lappeenrannassa

Lappeenrannassa kerätään ja hyödynnetään tällä hetkellä kaatopaikkakaasua 0,3 milj.m3 vuodessa. Biokaasua voitaisiin tuottaa Lappeenrannassa mädättämällä bioperäisiä jätteitä ja biokaasuntuotantoa varten kasvatettuja energiakasveja. Biokaasuntuotantoon soveltuvia jätteitä ovat erilliskerätty biojäte, jätevedenpuhdistamon jätevesiliete, puutarhajäte, lietelannat ja oljet. Kesannolla olevilla peltoaloilla voitaisiin kasvattaa ruokohelpeä. Biokaasun tuotantoon soveltuvia materiaaleja voitaisiin kerätä 143 000 t/a ja kasvattaa 68 000 t/a. Työssä tarkastellaan vaihtoehtoa, jossa mädätetään vain puhdistamoliete, sekä useita materiaaleja mädättävää yhteismädättämöä, johon liittyen tutkitaan kolmea eri vaihtoehtoa: kunnallisen jätteen mädätystä, kaiken jätteen mädätystä ja jätteen sekä energiakasvien mädätystä. Paras sijoituspaikka mädättämölle olisi jätevedenpuhdistamon läheisyydessä. Jätemateriaalista saataisiin kaasua enintään 12 milj. m3 ja energiakasveista enintään 16 milj. m3. Kaasusta voitaisiin tuottaa energiaa CHP-laitoksessa enintään 184 GWh. Mikäli biokaasun tuotannolla halutaan ensisijaisesti vähentää kasvi-huonekaasupäästöjä, kannattaa kaasu jalostaa ajoneuvopolttoaineeksi. Jalostettu kaasu on mahdollista myös syöttää maakaasuverkostoon. Suurimmat tulot on mahdollista saavuttaa yhdistetyssä sähkön- ja lämmöntuotannossa, mikäli biokaasulle suunniteltu syöttötariffi toteutuu. Muussa tapauksessa suurimmat tulot saadaan jalostamalla biokaasua ajoneuvojen polttoaineeksi.

Henkilöauton korin mallintaminen virtuaalitestejä varten

Nykyään auton korien tuotekehitysprosessissa jää hyvin vähän aikaa korin rakenteiden optimointiin. Rakenteiden optimointi tehdään virtuaalitestauksen avulla siten, että yhdellä elementtimallilla tehdään erilaisia testejä ja optimoidaan useita omaisuuksia samanaikaisesti. Tässä tutkimuksessa tavoitteena on kehittää auton korin FEM-malli, jolla voidaan suorittaa mahdollisimman monta erilaista virtuaalitestiä. Rakennetun mallin toimivuutta testattiin tekemällä sille ympäriajoturvallisuustesti ja saatuja tuloksia verrattiin oikean auton testiin.

Laatukustannusten sisäisen raportoinnin kehittäminen Metso Rautpohjan paperi- ja kartonkikonetehtaassa

Tässä diplomityössä on tarkasteltu Metso Rautpohjan laatukustannustiedon sisäisiä raportointitarpeita ja -mahdollisuuksia päätöksenteon tueksi. Tehty tarkastelu liittyy aiemmin Rautpohjassa luotuun laaduttomuuden kustannusten kirjaus- ja seurantajärjestelmään, jonka avulla kyseisiä kustannuksia on organisaatiossa eritelty muista kustannuksista Baan-tietojärjestelmää käyttäen. Tämän työn tavoitteena oli löytää tapaustutkimuksen keinoin laaduttomuuden kustannuksiin liittyviä sisäisiä tietotarpeita, joihin voitaisiin löytää ratkaisuja Data Warehouse (DW) -tietovarastointi- ja raportointitekniikkaa sekä olemassa olevaa laaduttomuuden kustannustietomassaa 2008 hyödyntäen. Tutkimusta varten Rautpohjan organisaatiosta valittiin kullekin toiminnolle niitä edustavat vastuuhenkilöt, joita haastattelemalla pyrittiin selvittämään sisäisiä tietotarpeita laaduttomuuden kustannuksiin liittyen. Työn tuloksena jokaiselle tutkimukseen osallistuneelle toiminnolle luotiin vähintään yksi raporttipohja, jonka avulla niille voidaan jatkossa tuottaa tarvittavaa, kohdennettua laaduttomuuden kustannustietoa omaan toimintaan liittyen. Laaduttomuuden kustannusten rinnalla tässä työssä tutkittiin myös mahdollisia kehitystarpeita Rautpohjan ympäristökustannuksien seurantaan liittyen. Suuremmassa mittakaavassa tällä työllä on pyritty tukemaan laaduttomuuden kustannusten minimointia paitsi Rautpohjassa, mutta myös Metson linjaorganisaatiossa yleisesti. Raportoinnin perimmäisenä tarkoituksena oli mahdollistaa laaduttomuuden kustannusten taustalla olevien syiden ja tapahtumien analysointi, ja sitä kautta edesauttaa laaduttomuuden kustannusten minimoimiseen tähtäävää kehitystyötä. Metso Rautpohjassa toimiviksi havaittuja laaduttomuuden kustannusten seurantaan ja analysointiin käytettyjä menetelmiä voidaan haluttaessa soveltaa myös muissa Metso-yksiköissä.

Hapen tuotanto happipolttoprosesseja varten

Tässä kandidaatintyössä käsitellään mahdollisia menetelmiä tuottaa happea happipolttoa varten. Keskeisimmät menetelmät ovat kryogeeninen hapenvalmistus, adsorptio ja membraanit. Eri menetelmien vahvuudet heikkoudet käsitellään. Tavoitteena on ollut selvittää kannattavin menetelmä hapentuotantoon. Lisäksi on tarkasteltu menetelmien riskejä ja kustannuksia sekä esitelty lyhyesti tulevia ja olemassa olevia demonstraatiolaitoksia sekä happipolton että hapentuotannon alalla.