Happidispersion karakterisointi laboratoriosekoittimessa

Työn tarkoituksena oli tarkastella uutta kuvantamistekniikkaa käyttäen happikaasun dispergointia keskisakeuksisen massasuspension joukkoon laboratoriosekoittimessa. Työssä pyrittiin tarkastelemaan muodostuvan dispersion homogeenisuutta neljästä eri kuvauspisteestä sekoittimen kannesta ja kyljestä. Samalla tarkasteltiin myös sekoittimen tehonkulutusta sekä tehonkulutuksen ja aikaansaadun dispersion välistä yhteyttä. Työn yhtenä tarkoituksena oli myös tarkastella uuden kuvantamistekniikan mahdollisuuksia tämäntyyppisissä sovellutuksissa, sillä työ kuuluu PulpVision-projektiin, jossa kehitetään massa- ja paperiteollisuuden uusia konenäkösovellutuksia. Työn kokeellinen osuus koostui sekoituskokeista, joissa tarkasteltiin neljästä kuvauspisteestä kahdella sekoittimen nopeudella mänty- ja koivususpensioihin muodostuvaa kuplakokojakaumaa. Sekoituskokeiden lisäksi tehtiin tehonkulutuskokeita, joissa tarkasteltiin sekoittimen tehonkulutusta sekoittimen täyttöasteen funktiona koivu- ja mäntysuspensioilla sekä vedellä. Työn tuloksien perusteella todettiin, että koivususpensiosta havaittujen kuplien pinta-ala oli noin puolet mäntysuspensiosta havaittujen kuplien pinta-alasta. Sekoittimen roottorin pyörimisnopeuden puolittuessa suspensioon dispergoidun hapen kuplakoko kasvoi huomattavasti. Neljästä kuvausyhteestä tarkasteltuna havaittiin pienimpien kuplien esiintyvän sekoittimen alaosassa. Mäntysuspension tehonkulutuksen havaittiin kasvavan viidenneksellä, kun sekoittimen täyttöaste kasvoi 10 %, kun taas koivususpension tehonkulutuksen kasvu oli tästä vain puolet. Kuvantamislaitteiston todettiin olevan tämänkaltaiseen sovellutukseen riittävä, varsinkin kun valonlähteenä käytetään pulssilaseria.

Kylätutkimusta tieteidenvälisesti

Kirja-arvio

Pohjoistuulia suomalaisessa naistutkimuksessa

Kirjallisuusarvostelu

Pyörivien sähkökoneiden kotelointia koskevat standardit ja aksiaalivuokoneen jäähdytyksen kehittäminen

Tämä diplomityö on osa Lappeenrannan teknillisen yliopiston ja Visedo Oy:n yhteistyöprojektia. Työssä selvitetään pyörivien sähkökoneiden kotelointeja koskevia standardeja ja niiden vaikutukset koneiden suunnittelulle ja valmistukselle. Lisäksi työssä käsitellään aksiaalivuokoneen jäähdytykseen liittyviä ongelmia, kehitetään koneen nykyisiä jäähdytysratkaisuja ja ideoidaan käytettävissä olevia uusia jäähdytysmenetelmiä. Kehitysideoiden rajoitteena toimii koneelta vaadittu kotelointiluokka IP 64 – IP 68 sekä koneelle määritetty kestomagnetoitu aksiaalivuorakenne. Sähkökoneiden kotelointeja koskevien standardien asettamien vaatimusten määrittäminen tapahtui suurilta osin kirjallisuusselvityksenä. Standardien vaikutukset koneiden suunnittelulle ja valmistettavuudelle on selvitetty standardien kotelointien rakenteelle asettamien vaatimusten perusteella. Aksiaalivuokoneen jäähdytysongelmien selvittäminen, käytössä olevien jääh-dytysratkaisujen kehittäminen ja uusien menetelmien ideointi suoritettiin projektiluontoisesti yhdessä eri alojen asiantuntijoista koostuvan jäähdytystyöryhmän kanssa. Työn tuloksena laadittiin Visedo Oy:lle standardikäsikirja, jonka avulla Visedon sähkökoneiden tuoteperheeseen kuuluvien koneiden suunnitteluvaiheessa voidaan varmistaa koneiden standardienmukaisuus. Käsikirjassa on myös esitetty huomioita eri kotelointiluokkien asettamista vaatimuksista koneiden valmistukselle. Aksiaalivuokoneiden jäähdytykseen liittyen tavoitteena oli ratkaista aksiaalivuokoneisiin liittyviä jäähdytysongelmia. Työn tuloksena saa-tiin selville aksiaalivuokoneissa jäähdytyksen kehittämistä vaativat kohteet, laadittiin nykyisten jäähdytysratkaisujen parannusehdotuksia ja kehitettiin täysin uusia jäähdytysmenetelmiä.

Financial performance of segments in the intelligent home network

The goal of this study is to examine the intelligent home business network in order to determine which part of the network has the best financial abilities to produce new business models and products/services by using financial statement analysis. A group of 377 studied limited companies is divided into four examined segments based on their offering in producing intelligent homes. The segments are customer service providers, system integrators, subsystem suppliers and component suppliers. Eight different key figures are calculated from each of the companies to get a comprehensive view of their financial performances, after which each of the segments is studied statistically to determine the performances of the whole segments. The actual performance differences between the segments are calculated by using the multi-criteria decision analysis method in which the performances of the key figures are graded and each key figure is weighted according to its importance for the goal of the study. The results of this analysis showed that subsystem suppliers have the best financial performance. Second best are system integrators, third are customer service providers and fourth component suppliers. None of the segments were strikingly poor, but even component suppliers were rather reasonable in their performance; so, it can be said that no part of the intelligent home business network has remarkably inadequate financial abilities to develop new business models and products/services.

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.

Yritysvastuu ympäristönäkökulmasta

Diplomityön tavoitteena on selvittää yritysvastuun sisältöä ja merkitystä yritysten toiminnassa. Vastuullinen yritystoiminta sisältää taloudellisen, sosiaalisen ja ympäristön näkökulman. Ne ovat yksi edellytys yrityksen toiminnan jatkuvuudelle ja menestykselle. Työssä keskitytään erityisesti yritysvastuun ympäristönäkökulmaan, sillä ympäristöasiat ovat yhä enemmän esillä. Huoli ympäristön tilasta on lisääntynyt selvästi ja myös kuluttajat vaativat yrityksiltä vastuullista toimintaa. Lisäksi ympäristöön liittyvä lainsäädäntö kiristyy ja säädökset lisääntyvät. Kestävän kehityksen mukainen toiminta säästää luonnonvaroja ja vähentää ympäristön saastumista. Ympäristöasiat on huomioitava yrityksen kaikessa toiminnassa. Vihreässä taloudessa ympäristölle aiheutuu mahdollisimman vähän haittaa. Yrityksillä on merkittävä asema vihreän talouden kehittämisessä, sillä yritykset voivat vähentää toiminnasta aiheutuvia ympäristövaikutuksia, tuottaa ympäristöä säästäviä tuotteita sekä tarjota ratkaisuja ympäristövaikutusten pienentämiseen. Uuden teknologian kehittäminen on kestävän kehityksen kannalta oleellista ja siten voidaan myös saavuttaa kilpailuetua. Yritysten ympäristövastuullista toimintaa tukevat ympäristöpolitiikka ja –strategia, ympäristöjohtaminen, ympäristöjärjestelmät, ympäristöriskianalyysit, ympäristölaskenta sekä ympäristönmyötäinen tuotesuunnittelu. Nämä ovat työkaluja, jotka selventävät yritysten ympäristöön liittyviä tavoitteita ja päämääriä. Niitä voidaan hyödyntää päätöksenteon tukena ja ympäristöasioiden kehittämisessä. Ympäristökysymykset on myös tärkeää saada yhdistetyksi yritysten taloudelliseen ohjaukseen ja tuotesuunnitteluun. Työn perusteella voidaan todeta, että vastuullinen toiminta on merkittävä osa yritysten kilpailukykyä ja se on tärkeää yrityksen tulevaisuuden kannalta. Vastuullisuus on ehdottomasti yksi edellytys yritysten toiminnan jatkuvuudelle. Vastuullinen toiminta edistää yrityksen kilpailukykyä ja sen avulla voidaan saavuttaa myös uusia asiakkaita ja markkina-alueita. Ympäristöystävällisempien tuotteiden kehittäminen, jätteen määrän vähentäminen ja prosessien tehostaminen tuovat yrityksille kustannussäästöjä. Vastuullinen toiminta lisää yritysten innovatiivisuutta ja uusien liiketoimintamallien syntymistä. Kuluttajavalinnoissa painottuvat enemmän myös ympäristöön ja yhteiskuntaan liittyvät arvot, joten vastuullisuus voi lisätä kysyntää ja asiakkaiden määrää. Myös rahoittajat ja uudet työntekijät ovat kiinnostuneita vastuullisista yrityksistä. Vastuullinen yritys nähdään houkuttelevana ja luotettavana yhteistyökumppanina.

Energiavarastojen mitoitus laivasähköjärjestelmään

Jatkuvasti kiristyvät päästörajoitukset ajavat eri alojen energiatuottajia kehittämään uusia ratkaisuja päästöjen pienentämiseksi. Viime aikoina myös laivojen päästörajoituksia on tiukennettu ja tulevaisuudessa niitä tullaan tiukentamaan lisää. Nämä tiukentuvat päästörajoitukset asettavat myös laivan dieselmoottoreiden valmistajat uusien haasteiden eteen. Yhtenä vaihtoehtona on lisätä dieselmoottorin rinnalle energiavarasto, joka vähentää dieselmoottorin päästöjä varsinkin nopeissa kuormituksen muutoksissa. Tässä diplomityössä tarkastellaan sähköisten energiavarastojen mitoitusta laivan sähköjärjestelmään. Energiavarastot mitoitetaan useaan eri toimintatilanteeseen. Mitoituksen lisäksi pohditaan energiavarastoilla saatavaa mahdollista rahallista hyötyä sekä päästöjen vähenemistä.

Liiketoimintaverkoston orkestrointi

Kandidaatintyö käsitellee liiketoimintaverkoston orkestrointia. Työssä kerätään yhteen tieto liiketoimintaverkoston orkestroinnista eri kirjallisuuslähteitä hyväksi käyttäen. Työn tavoitteena on antaa lukijalle kattava käsitys siitä, mitä liiketoimintaverkoston orkestrointi on, miten päädytään orkestroimaan, millaiset yritykset orkestroivat ja mitä orkestroinnilla voidaan saavuttaa. Työ on koostettu kattavan kirjallisuushaun perusteella. Aiheen erityisyyden takia lähteet ovat pääasiassa olleet englannin kiellä, joten työssä on jouduttu esittelemään uusia suomenkielisiä termejä. Verkostojen johtamista on ollut olemassa jo vuosikymmeniä, mutta vasta 2000-luvulla on alettu kiinnittämään huomiota ominaisuuksiin, joita verkoston johtajalta vaaditaan. Työssä todetaan, että verkostoa on päädytty orkestroimaan kriisin seurauksena tai korkean teknologian aloilla, kun ydinosaamisalue on kaventunut liian pieneksi. Verkoston johtajiksi päätyy usein dominoiva yritys, joka on kooltaan verkoston suurin tai yritys pitää sisällään eritysosaamista, joka oikeuttaa sen verkoston johtajaksi. Verkoston johtaja voi olla myös välittäjä organisaatio, joka ei itsessään ole osallisena verkoston tuotannossa. Välittäjän tehtävänä on välittää tietoa, sekä ratkoa verkostoon liittyviä ongelmia ja haasteita. Orkestrointi ymmärretään kirjallisuudessa laajalti yrityksestä tai verkostosta ulospäin katsomisena. Orkestroiva johtaja pyrkii hakemaan verkostoon uutta osaamista ja näin paikkaamaan verkoston rakenteellisia aukkoja. Orkestroija on myös vastuussa verkoston tiedonsiirrosta, moraalista sekä motivoinnista. Verkostoa orkestroitaessa on erityistä se, että orkestroija ajaa ensisijaisesti verkoston etua ennen yksittäisen yrityksen etua. Orkestroinnilla on saavutettu merkittävää hyötyä. Hyöty on kertynyt etenkin T&K toiminnan tehostumisena, uusina radikaaleina ja inkrementaalisina innovaatioina sekä tehostuneena toimitusketjuna.

Utilization of Meat and bone meal for energy production

At the end of the 1990s the stock breeding in the Europe was suffering from the animal disease epidemics such as Bovine spongiform encephalopathy (BSE) and foot –and mouth disease. The European Union (EU) tackled to this problem by tightening the legislation of animal by-products. At this point, rendering and fat producing industries faces new challenges, which they have to cope with in a way of trying to find alternatives to their products (animal fats and meat and bone meal). One of the most promising alternatives to utilize these products was to use them in energy production purposes. The purpose of the Thesis was to examine the utilization possibilities of Meat and bone meal (MBM) for energy production. The first part of the Thesis consists of theory part. The theory part includes evaluation of basic properties of MBM as a fertilizer and as a fuel, legislative evaluation and evaluation of different burning techniques. The second part of the Thesis consists of burning tests in Energy laboratory of LUT with different mixtures of peat and MBM. The purpose of the burning tests was to identify co-firing possibilities of peat and MBM and emission- and ash properties for peat and MBM.

Vuotasapainon hallinta kokosiltasyötetyssä muuntajassa

Keskitaajuudella toimivia muuntajia käytetään laajalti tehoelektroniikkasovelluksissa kuten DC/DC-konverttereissa ja muissa hakkuriteholähteissä. Muuntaja on induktiivinen komponentti, jonka magneettisen tasapainon säilyttäminen hakkuriteholähteissä on laitteen virheettömän toiminnan kannalta tärkeää. Muuntajaa syöttävän virtapiirin on muodostettava symmetrinen syöttöjännite, jotta muuntajan vuo ei ajaudu positiiviseen tai negatiiviseen kyllästykseen. Tässä diplomityössä esitetään muuntajan sähkömagneettinen toimintaperiaate, kyllästymisen syyt hakkuriteholähteissä sekä kehitetään aktiivinen ohjaus vuotasapainon säilyttämiseksi. Hakkuriteholähteissä käytettävissä muuntajissa on monesti useampi kuin kaksi käämiä. Tässä työssä tutkittavassa muuntajassa on useita ensiöitä ja useita toisioita ja muuntajaa syötetään keskitaajuudella. Tämä tuo uusia ongelmia verrattuna perinteiseen yksivaiheiseen DC/DC-konvertteriin. Näihin ongelmiin esitetään ratkaisut diplomityön tutkimuksessa.

A cell spot microarray method for high-throughput biology

High-throughput screening of cellular effects of RNA interference (RNAi) libraries is now being increasingly applied to explore the role of genes in specific cell biological processes and disease states. However, the technology is still limited to specialty laboratories, due to the requirements for robotic infrastructure, access to expensive reagent libraries, expertise in high-throughput screening assay development, standardization, data analysis and applications. In the future, alternative screening platforms will be required to expand functional large-scale experiments to include more RNAi constructs, allow combinatorial loss-of-function analyses (e.g. genegene or gene-drug interaction), gain-of-function screens, multi-parametric phenotypic readouts or comparative analysis of many different cell types. Such comprehensive perturbation of gene networks in cells will require a major increase in the flexibility of the screening platforms, throughput and reduction of costs. As an alternative for the conventional multi-well based high-throughput screening -platforms, here the development of a novel cell spot microarray method for production of high density siRNA reverse transfection arrays is described. The cell spot microarray platform is distinguished from the majority of other transfection cell microarray techniques by the spatially confined array layout that allow highly parallel screening of large-scale RNAi reagent libraries with assays otherwise difficult or not applicable to high-throughput screening. This study depicts the development of the cell spot microarray method along with biological application examples of high-content immunofluorescence and phenotype based cancer cell biological analyses focusing on the regulation of prostate cancer cell growth, maintenance of genomic integrity in breast cancer cells, and functional analysis of integrin protein-protein interactions in situ.

Hankintatoimen järjestäminen julkisella sektorilla ja yhteishankintayksikön motiivit ja haasteet – case: KL-Kuntahankinnat Oy

Tämän tutkielman tavoitteena on selvittää, miten hankintatoimi on järjestetty Suomen julkisella sektorilla ja erityisesti mitä motiiveja ja haasteita liittyy case-yrityksen toimintaan. Teoriaosan kirjallisuus-katsauksen avulla tarkastellaan hankintatoimen järjestämistä julkisella sektorilla ja tutkimus painottuu erityisesti kuntasektoriin, sillä suurin osa julkisista hankinnoista tehdään juuri kuntasektorilla. Tavoitteena on lisäksi löytää sopivia viitekehyksiä liittyen lisäarvon tuottamiseen ja arvontuotto-logiikkaan sisäisille asiakkaille yhteishankintayksikön toiminnassa. Empiirisen osan materiaali on koottu haastattelujen perusteella. Tavoitteena on hyödyntää löydettyjä malleja case-yrityksen toiminnan tarkastelussa ja mahdollisesti sen kehittämisessä. Nykyisillä rakenteilla ja toimintamalleilla kunnat eivät selviä niille osoitetuista tehtävistä, sillä kunta-alalla perusongelma on edelleen se, että menot kasvavat nopeammin kuin tulot. Tämä vaatii uusia toimintatapoja ja rakenteita. Yhteishankintayhtiö KL-Kuntahankinnat Oy:n tarjoama ydinpalvelu on tuoda tarjoamansa hankintapalvelun avulla selkeää lisäarvoa kunta-asiakkailleen. Yritys hyödyntää keskitettyä hankintamallia ja toiminnan sen motiivit liittyvät asiantuntijuuteen, asiakkaille tuotettaviin kustannus- ja prosessisäästöihin, erikoistumisella saavutettaviin etuihin ja toiminnan tehokkuuden kasvuun sekä asiakkaiden omaan oppimiseen.

ArkWood-case puumuovitalo

Rakennusalalla kehitetään uusia materiaaleja ja rakennuslainsäädäntö muuttuu kiivaaseen tahtiin. Kilpailu alalla kiristyy ja tarvitaan uusia toimintatapoja rakentamisen kaikissa vaiheissa aina suunnittelusta toteutukseen. Puumuovikomposiitti on Suomessa uudehko rakennusmateriaali. Tässä työssä selvitetään tällä hetkellä voimassa olevien rakennusmääräysten ja standardien asettamia vaatimuksia puumuovikomposiittien käytölle rakentamisessa Suomessa sekä kehitetään omaa yritystoimintaa laatimalla oman yrityksen liiketoimintasuunnitelma. Tässä diplomityössä on laadittu puumuovikomposiittitalon rakennuslupapiirustukset ja selvitetty, kuinka Lappeenrannan rakennusvalvonta suhtautuu puumuovikomposiitin käyttöön kyseessä olevassa kohteessa rakennuslupahakemusvaiheessa. Suunnitellusta puumuovitalosta on pyydetty tarjoukset talotoimittajilta ja arvioitu puumuovikomposiitin käytön vaikutusta rakentamisen kokonaiskustannuksiin. Liiketoimintasuunnitelman laadinnassa on hyödynnetty aihealueeseen liittyvää kirjallisuutta ja julkaisuja yhdistäen niihin omia näkemyksiä ja ideoita.

Researching Manufacturing Planning and Control system and Master Scheduling in a manufacturing firm.

The objective of this thesis is to research Manufacturing Planning and Control (MPC) system and Master Scheduling (MS) in a manufacturing firm. The study is conducted at Ensto Finland Corporation, which operates on a field of electrical systems and supplies. The paper consists of theoretical and empirical parts. The empirical part is based on weekly operating at Ensto and includes inter-firm material analysis, learning and meetings. Master Scheduling is an important module of an MPC system, since it is beneficial on transforming strategic production plans based on demand forecasting into operational schedules. Furthermore, capacity planning tools can remarkably contribute to production planning: by Rough-Cut Capacity Planning (RCCP) tool, a MS plan can be critically analyzed in terms of available key resources in real manufacturing environment. Currently, there are remarkable inefficiencies when it comes to Ensto’s practices: the system is not able to take into consideration seasonal demand and react on market changes on time; This can cause significant lost sales. However, these inefficiencies could be eliminated through the appropriate utilization of MS and RCCP tools. To utilize MS and RCCP tools in Ensto’s production environment, further testing in real production environment is required. Moreover, data accuracy, appropriate commitment to adapting and learning the new tools, and continuous developing of functions closely related to MS, such as sales forecasting, need to be ensured.