Verkkosodankäynnin peliteoreettinen mallintaminen

Verkkosodankäynti on informaatiosodankäynnin laji, jota käydään tietokoneiden ja viestintäverkkojen avulla. Viestintäverkkoihin ja niiden sisältämään informaatioon pyritään vaikuttamaan, tai niiden avulla pyritään vaikuttamaan vastustajaan. Peliteoria on matematiikan osa-alue, jonka avulla kahden tai useamman tahon välisiä päätöksenteko-ongelmia voidaan mallintaa eksaktisti. Verkkosodankäynti soveltuu pitkälti mallinnettavaksi kahden pelaajan pelinä, joten tutkielmassa ei ole syytä tarkastella useamman pelaajan pelejä. Tutkielmassa esitellään verkkosodankäyntiä ja peliteoriaa yleisesti. Tämän lisäksi esitellään malleja, joissa peliteoriaa on käytetty verkkosodankäynnin analysointiin. Tutkielmassa osoitetaan, että peliteorian avulla on mahdollista analysoida verkkosodankäynnin osa-alueita tietoteknistä lähestymistapaa täydentäen. Täten peliteoria monipuolistaa käsitystä verkkosodankäynnistä.

HTR-PROTEUS-reaktorin mallintaminen

Maailmassa on tarve entistä turvallisemmille ja taloudellisemmille ydinreaktoreille. Neljännen sukupolven reaktorikonseptit ovat aiempia turvallisempia ja luotettavampia, niissä on tehokkaampi polttoaineresurssien käyttö ja ydinjätettä syntyy vähemmän. Lisäksi ne ovat taloudellisesti kilpailukykyisempiä ja niissä on erinomainen proliferaation vastustuskyky. Kuulakekoreaktorikonsepti on toinen korkealämpötilaisten kaasujäähdytteisten reaktoreiden (HTGR, High Temperature Reactor) päätyypeistä ja jäähdytteen lämpötilan noustessa reaktorissa riittävän korkealle, sitä voidaan pitää myös erittäin korkean lämpötilan reaktorina (VHTR, Very High Temperature Reactor), joka on neljännen sukupolven reaktorikonsepti. Tässä kandidaatintyössä käsitellään 90-luvulla Sveitsissä sijainnutta kuulakekoreaktori-tyyppistä koereaktoria HTR-PROTEUS (tai LEU-HTR-PROTEUS), jolla tutkittiin ennen kaikkea matalaväkevöidyn (LEU, Low Enriched Uranium) uraanipolttoaineen käyttöä kuulakekoreaktorissa. Lisäksi erityisenä mielenkiinnon kohteena oli veden joutuminen reaktoriin onnettomuustilanteessa. Työn tarkoituksena on mallintaa reaktorisysteemi ja laskea kasvutekijät viidelle eri reaktorikonfiguraatiolle. Reaktorin mallinnus ja laskenta suoritetaan Monte Carlo -menetelmää käyttävällä Serpent-laskentakoodilla. Saatuja tuloksia verrataan muissa lähteissä eri laskentakoodeilla esitettyihin tuloksiin.

Sosiaali- ja terveydenhuollon asiantuntijoiden palveluprosessien mallintaminen osana vastaanottotoiminnan kehittämistä

Diplomityön tavoitteena on soveltaa perinteisesti teollisesta tuotannosta lähtöisin olevia prosessijohtamisen menetelmiä sosiaali- ja terveydenhuollon vastaanottotoiminnan kehittämiseen. Tarkoituksena on asiantuntijapalveluprosessien mallintamisen avulla kartoittaa prosessien nykytilaa tunnistamalla ongelma- ja kehittämiskohteita, joiden ratkaisemiseksi annettavien kehittämistoimenpide-ehdotusten muodostamisessa sovelletaan prosessijohtamisen menetelmien periaatteita. Tutkimuksen teoreettisen viitekehyksen mukaisesti tarkastellaan mm. prosessien mallintamista, eli kuvaamista ja analysointia, sekä sosiaali- ja terveydenhuoltoa palvelutuotantona. Tutkimuksessa hyödynnetään sekä kvalitatiivisia että kvantitatiivisia menetelmiä, ja tutkimusaineistoa kerätään haastattelujen, havainnoinnin ja tilastojen avulla. Asiantuntijoiden palveluprosesseista laaditaan aineiston perusteella kuvaukset, ja tunnistetaan prosesseihin tai laajemminkin sosiaali- ja terveydenhuolto-organisaatioon liittyviä ongelma- ja kehittämiskohteita. Kehittämistoimenpiteissä korostuvat asiakaslähtöisyys ja tuottavuus, ja niissä huomioidaan niin asiakkaan, henkilöstön, prosessien kuin asiakasohjauksen näkökulma. Työn keskeisimmät tulokset ovat prosessikuvaukset, tunnistetut ongelma- ja kehittämiskohteet sekä prosessien uudelleenmäärittämiseksi muodostetut kehittämistoimenpide-ehdotukset, joiden hyötyjä ja vaikutuksia mm. suorituskykyyn arvioidaan. Tulosten perusteella voidaan päätellä, että prosessijohtamisen menetelmät soveltuvat sosiaali- ja terveydenhuollon toiminnan kehittämiseen, kunhan huomioidaan toimintaympäristön erityispiirteet ja haasteet.

Terveyskorttiprojektin kustannusvaikuttavuuden arviointi

Tämän kandidaatintyön lähtökohtana oli selvittää Helsingin kaupungin Terveysasemaosaston Terveyskorttiprojektin aikana toteutetun pilotin taloudellisuutta ja vaikuttavuutta rinnakkaispalveluna. Kirjallisuuskatsauksen tavoitteena oli selvittää millaisilla metodeilla kustannusvaikuttavuutta voidaan analysoida terveydenhuollossa. Lisäksi tavoitteena oli selvittää kyseisen projektin kustannusten suhdetta palvelun vaikuttavuuteen, eli muutoksiin asiakkaiden terveystottumuksissa. Keskeisimpiä kustannusvaikuttavuuden arviointimenetelmiä terveydenhuollossa ovat kustannusten minimointianalyysi (KMA), kustannus-hyötyanalyysi (KHA), kustannus-vaikuttavuusanalyysi (KVA) ja kustannus-utiliteettianalyysi (KUA). Käytännön päätöksenteon analyyttinen mallintaminen empirian- ja näyttöön perustuvan tiedon pohjalta osoittautui kirjallisuuskatsauksessa myös päteväksi tavaksi arvioida palveluiden vaikuttavuutta. Terveyskorttiprojektin suurimmat kustannussäästöt, verrattuna perinteiseen vastaanotto-malliin, muodostuivat verkkopalvelun seulontavaiheessa. Terveyden edistämisen osa-alueisiin painonhallinta, liikunta ja ravitsemus palvelu soveltui hyvin. Palvelun käytettävyyden kehittämishaasteiksi muodostuivat tulosten perusteella tekniset ongelmat, vuoro-vaikutuksen puute ja asiakkaan oman motivaation löytyminen.

”Tuntuu, et nää on vielä niin lapsen kengissä tämmöset HR:n luvut…”: Työhyvinvoinnin panostusten ja kustannusten Business Intelligence

Työhyvinvointi saa suomalaisessa työelämässä paljon huomiota juuri tällä hetkellä ja se on tunnis-tettu yrityksen kannalta hyödylliseksi alueeksi, johon kannattaa panostaa. Matalat työhyvinvointiin liittyvät kustannukset, organisaation parempi kilpailukyky ja maine sekä korkea henkilöstön tuotta-vuus ovat esimerkkejä työhyvinvoinnin kautta saavutettavista hyödyistä. Yritys voi parantaa hen-kilöstön työhyvinvointia panostamalla siihen ja tämän pitäisi näkyä suoraan myös työhyvinvointiin liittyvissä tunnusluvuissa, kuten sairauspoissaolo-, työkyvyttömyyseläke- ja vaihtuvuuskustannuk-sissa. Yritykset voivat hyödyntää työhyvinvoinnin panostusten ja kustannusten tunnuslukuja, jos niitä hallitaan onnistuneesti. Tällöin pitää tietää, mistä kustannukset koostuvat ja ymmärtää, millä pa-nostuksilla niihin voidaan vaikuttaa. Business Intelligence on termi, jolla tarkoitetaan kaikkea sel-laista organisaation tiedon hallintaa, jota tarvitaan liiketoiminnan johtamisessa. Sen tavoitteena on tukea organisaatiossa tapahtuvaa päätöksentekoa. Business Intelligence voidaan kuvata prosessina, jossa organisaatio kerää, yhdistelee ja analysoi tietoa eri tietolähteistä. Analysoinnin jälkeen yrityk-sellä on käytössään uutta tietämystä, jota voidaan hyödyntää päätöksenteossa. Toimivien Business Intelligence ratkaisujen ansiosta yrityksen päätöksenteon varmuus ja vaikuttavuus kasvaa. Tämän tutkimuksen tarkoituksena on selvittää, millainen on tehokas työhyvinvoinnin panostusten ja kustannusten hallintaan liittyvä Business Intelligence prosessi. Tehokas prosessi auttaa paranta-maan työhyvinvointiin tehtävien panostusten oikeellisuutta ja nostaa organisaation ymmärrystä omasta toiminnastaan. Tutkimusongelmaan on haettu vastauksia laadullisten tutkimusmenetelmien avulla haastattelemalla työhyvinvoinnin panostusten ja kustannusten tunnuslukuja seuraavia yrityk-siä. Tutkimuksen tulokset on analysoitu käyttämällä hyväksi kirjallisuuteen perustuvaa teema-ana-lyysia, jossa työhyvinvointiin ja Business Intelligenceen liittyvää teoriaa verrataan haastatteluista saatuihin vastauksiin. Tutkimuksen johtopäätöksenä tehokas työhyvinvoinnin panostusten ja kustannusten Business Intelligence prosessi voidaan kuvata perinteisten BI:n tasojen kautta. Työhyvinvoinnin panostusten ja kustannusten tunnuslukujen kerääminen onnistuu eri osapuolten välisen yhteistyön avulla. Tun-nusluvuista voi luoda merkityksellistä tietämystä, kun niistä saa tarkkaa tietoa ja niiden rinnalle tuodaan laadullista aineistoa työntekijöiden kokemuksista. Prosessia tukee se, jos teknologian kautta päätöksentekijä pystyy hankkimaan tarvittavat tiedot itse. Tulevaisuudessa olisi tärkeää, että saa-daan enemmän tietoa eri toimenpiteiden vaikuttavuudesta tunnuslukuihin, jotta päätöksiä voidaan tehdä luotettavamman tietämyksen varassa.

Korkokäyrän mallintaminen: tarkastelussa Cox-Ingersoll-Ross -malli

Korot ovat erittäin tärkeässä osassa kaikessa taloudellisessa toiminnassa ja tästä syystä niiden kehitystä seurataan mielenkiinnolla. Yksi keino korkojen kehityksen tutkimiseen on rahoitusmarkkinoilla havaittavan korkokäyrän tarkastelu. Tämän tutkielman tarkoituksena on tarkastella Cox-Ingersoll-Ross-mallin soveltuvuutta korkokäyrän empiriseen mallintamiseen. Tässä tutkielmassa Cox-Ingersoll-Ross-malli estimoidaan pienimmän neliösumman – ja suurimman uskottavuuden –menetelmillä. Tutkimuksen datana käytetään 3 kuukauden euribor-korkojen ja Saksan valtion 3 kuukauden mittaisen joukkolainan päivätason tuottoja kolmelta eri vuoden mittaiselta periodilta. Mallin avulla estimoituja korkokäyriä verrataan samojen periodien lopussa rahoitusmarkkinoilla realisoituneisiin korkokäyriin. Estimoinnin tulosten perusteella Cox-Ingersoll- Ross-malli ei sovi varauksitta korkokäyrän mallintamiseen. Pienimmän neliösumman –menetelmän diagnostisista tarkastuksista käy ilmi, että menetelmä ei ole sopiva mallin estimoimiseen. Suurimman uskottavuuden –estimoinnin avulla estimoidut korkokäyrät eroavat kaikissa paitsi yhdessä tapauksessa melko selvästi realisoituneista korkokäyristä. Tutkielman tuloksissa on selviä yhtymäkohtia aiempien empiristen tutkimusten tuloksiin. Varsinkin mallin odotusarvohakuisuutta (mean reversion) kuvaavan parametrin estimoinnissa ilmenee epävarmuutta, mikä vaikuttaa koko mallin toimintaan. Sama tulos ilmenee myös aiemmista tutkimuksista, osassa jopa kyseenalaistetaan koko ilmiön olemassaolo. Tutkielman tuloksista voidaan päätellä, että yhden muuttujan Cox-Ingersoll-Ross-malli ei varauksitta sovellu korkokäyrän empiriseen mallintamiseen. Todennäköisiä syitä tähän ovat mallin tekemät epärealistiset taustaoletukset sekä se, että tarkasteluperiodien aikana Eurooppa kärsi velkakriisistä, mikä kevensi Euroopan keskuspankin rahapolitiikkaa ja alensi korkotasoa. Tämä seikka vaikuttaa eri periodien tulosten vertailukelpoisuuteen. Tutkielman johtopäätöksenä on, että yhden muuttujan mallien sijaan korkokäyrän mallintamisessa tulisi keskittyä 3 muuttujan malleihin. Tällöin jokaiselle korkokäyrän elementille: taso, kulmakerroin ja konveksisuus saataisiin oma muuttujansa. Tämä helpottaisi myös korkokäyrän volatiliteetin mallintamisessa, mikä osoittautuu ongelmalliseksi vain yhtä muuttujaa käytettäessä.

RBMK-koereaktorin mallintaminen

Tämän kandidaatintyön tarkoituksena on tutkia jäähdytteen poistamisen vaikutusta RBMK-koereaktorin kasvukertoimeen ja erityisesti sitä, kuinka hyvin Monte Carlo -menetelmää käyttävä Serpent-laskentakoodi pystyy mallintamaan jäähdytteen poistamisen vaikutuksen. Aluksi tarkastellaan taustatietoina käytettyä raporttia käsiteltävän koereaktorin kriittisyysajoista ja aiemmista simulaatioista, sekä RBMK-reaktorin ominaispiirteitä ja Monte Carlo -simulaation teoriaa. Seuraavaksi esitellään koereaktorista luotu malli, selitetään mallinnettaessa tehdyt yksinkertaistukset ja kuvataan simulaation alkutilanne. Lopuksi käsitellään simulaation tuloksia ja Serpentillä luodun mallin soveltuvuutta verrattuna aiemmin suoritettuihin simulaatioihin.

VIRVE-tukiaseman peittoalueen mallintaminen

Tekniikan kehityksen myötä reaalimaailman ilmiöitä voidaan mallintaa yhä tarkemmin. Tässä työssä tutkitaan VIRVE-radioverkon tukiaseman peittoalueen mallintamista. Työn tavoitteena oli mallintaa VIRVE-tukiaseman peittoalue mahdollisimman tarkasti. Tavoitteena oli myös löytää VIRVE-tukiasemaan peittoalueen kannalta nykyistä paremmat antenniratkaisut. Tutkimuksen teoreettisessa osuudessa selvitettiin tukiaseman peittoalueen mallintamiseen liittyviä tekijöitä, kuten radioaaltojen ominaisuuksia ja etenemismalleja sekä antennien teoriaa. Eri etenemismalleilla laskettuja tukiasemien peittoennusteita verrattiin empiirisesti toteutettuihin tukiasemien peittoalueiden mittaustuloksiin. Työn tuloksena löydettiin radioaaltojen etenemismalli, jolla mallinnettavien tukiasemien peittoalue-ennusteet vastasivat hyvin empiirisesti mitattuja tuloksia. Lisäksi löydettiin nykyistä paremmat antenniratkaisut VIRVE-tukiasemiin.

Työstövärähtelyt metallin sorvauksessa ja jyrsinnässä: perusteet, ehkäiseminen ja matemaattinen mallintaminen

Tämä kandidaatintyö on tarkoitettu suomenkieliseksi selvitykseksi lastuavissa työstöprosesseissa esiintyvien työstövärähtelyjen luonteesta, syntymekanismeista ja välttämismenetelmistä. Erityisesti työssä keskitytään matemaattiseen mallintamiseen pohjautuviin välttämismenetelmiin.

Kemikaalikiertopolttoon perustuvan höyryvoimalaitoksen mallintaminen IPSEpro:lla

Kandidaatintyön tavoitteena on suunnitella IPSEpro-ohjelmistolla kemikaalikiertopolttoa hyödyntävä höyryvoimalaitos. Kandidaatintyössä tutustutaan kemikaalikiertopolton pääperiaatteisiin ja etuihin hiilidioksidin talteenotossa. IPSEpromallin alkuarvot lasketaan Matlab-pohjaisella 0-D mallilla. IPSEpro-ohjelmistoa esitellään. IPSEpro:lla suunniteltu voimalaitos esitetään ja sitä verrataan kilpaileviin hiilidioksidin talteenottotekniikoihin. Kemikaalikiertopolttoon perustuva höyryvoimalaitos on kilpailukykyinen olemassa olevien teknologioiden kanssa polttoaineen ollessa maakaasua. Kiinteisiin polttoaineisiin siirryttäessä on suoritettava jatkotarkasteluita.