Potential for synthetic gas in Finnish industry

Finland, other Nordic countries and European Union aim to decarbonize their energy production by 2050. Decarbonization requires large scale implementation of non-emission energy sources, i.e. renewable energy and nuclear power. Stochastic renewable energy sources present a challenge to balance the supply and demand for energy. Energy storages, non-emissions fuels in mobility and industrial processes are required whenever electrification is not possible. Neo-Carbon project studies the decarbonizing the energy production and the role of synthetic gas in it. This thesis studies the industrial processes in steel production, oil refining, cement manufacturing and glass manufacturing, where natural gas is already used or fuel switch to SNG is possible. The technical potential for fuel switching is assessed, and economic potential is necessary after this. All studied processes have potential for fuel switching, but total decarbonization of steel production, oil refining requires implementation of other zero-emission technologies.

3D-tulostustekniikan hyödyntäminen diagnostisten pikatestien tuotekehityksessä

Pikamallinnustekniikat ovat kehittyneet viime vuosina nopeasti. Tämä antaa jo lähes rajat-tomat mahdollisuudet tuottaa 3D-tulostamalla erilaisia tuotteita. 3D-tulostuksen hyödyntä-minen on yleistynyt erityisesti teollisuuden ja teknologian aloilla. Tässä työssä tutkittiin miten 3D-tulostamista voidaan hyödyntää diagnostisten pikatestien tuotekehityksessä. Immunologinen lateral flow-testi on vasta-aineisiin perustuva, nopea ja helppokäyttöinen mittausmenetelmä pienten ainemäärien havaitsemiseen. Tässä työssä kehitettiin lateral flow-testikotelo, jonka suunnitteluun ja rakenteen mallintamiseen käytettiin 3D-tulostustekniikkaa. Testikotelon toimivuus lateral flow- testissä varmistettiin kehittämällä testikoteloon sopiva pikatesti, jonka suorituskykyä analysoitiin sekä visuaalisesti että Actim 1ngeni-lukulaitteella. Työ aloitettiin tutkimalla eri pikavalmistustekniikoita, joista testikotelon tulostamiseen valittiin SLA-tekniikka sen tulostustarkkuuden ja tuotteen pinnan laadun perusteella. Testikotelon suunnittelu aloitettiin määrittämällä millaisia ominaisuuksia testikotelolta haluttiin. Näitä ominaisuuksia olivat lateral flow-testin suojaaminen sekä testissä kulkevan näytteen virtauksen varmistamien. Lateral flow- testin kehityksessä hyödynnettiin osin aiemmin kehitetystä pikatestistä saatuja tietoja. Lateral flow- kasettitestin valmistusprosessi koostui seitsemästä eri prosessivaiheesta jotka olivat: Vasta-aineen/kontrollireagenssin konjugointi, näytetyynyn käsittely, konjugointityynyn käsittely, konjugointityynylle annostelu, membraanille annostelu, tikkujen laminointi ja leikkaus sekä kasettitestin kokoonpano. Kehitetyn lateral flow- kasettitestin toimivuus varmistettiin tutkimalla testin reaktiokinetiikkaa ja analyyttistä herkkyyttä sekä visuaalisesti että lukulaitteen avulla. Tutkimustulosten perusteella 3D-tulostus on erittäin hyödyllinen menetelmä pikatestien tuotekehityksessä suunniteltaessa testikotelorakenteita, näytteen annosteluvälineitä ja näiden yhdistelmiä.

Reinventing the third way : towards new forms of economic and democratic conduct

Avhandlingen studerar samspelet mellan det politiska och det ekonomiska systemet genom det föregående seklet, med speciellt fokus på den nyliberala omdaning som utspelats de senaste tre årtiondena. Med en liberaliserad ekonomi och en individualiserad människa måste också det politiska systemet utformas på ett annat sätt. Gradvisa förändringar har varit synliga, som den växande nätverksorganiseringen, dvs. att olika typer av utvecklingspolitik allt mer genomförs som ett samspel mellan samhällssektorerna, istället för att enbart utföras av den offentliga sektorn som tidigare. Genom fyra fallstudier i Österbotten demonstreras hur arenor för samverkan kan konstrueras i enlighet med vad den aktuella frågan kräver. Ett exempel är det innovationsnätverk som skapats i Karleby-Jakobstad-regionen, där offentliga och privata intressenter deltar, och som samtidigt bryter traditionella administrativa gränser. Ett annat mer negativt exempel är omstruktureringsprocessen i Kaskö-regionen eft er Metsä-Botnia-fabrikens nedläggning, där småkommunproblemet tillsammans med att den privata intressenten inte haft skyldighet att samverka lett till att en tillräckligt regionalt förankrad arena för en långsiktig utvecklingspolitik inte har kunnat skapas. Det här visar på trögheten i det finska systemet, där en stark enhetsstat och en splittrad kommunal nivå ur ett historiskt perspektiv hindrat flexibla anpassningar till samhällsförändringar. Avhandlingen visar att nätverksorganiseringen bör vara en integrerad del av de representativa strukturerna för att kunna påverka processernas utfall. Avhandlingen visar framförallt att deltagande och funktionellt definierade regionala och lokala arenor har stor potential, både ekonomiskt och demokratiskt. Det handlar om att skapa en kultur med aktiverade och engagerade medborgare, vilket står i kontrast till det allt mer passiverande representativa systemet. ---------------------------------------- Väitöskirja tutkii viime vuosisadan poliittisen ja taloudellisen järjestelmän vuorovaikutusta keskittyen erityisesti kolmen viimeisen vuosikymmenen uusliberaaliseen muutokseen. Talouden liberalisoituminen ja ihmisen individualisoituminen edellyttävät myös poliittisen järjestelmän mukautumista. Asteittaisia muutoksia on ollut havaittavissa, kuten kasvava verkosto-organisaatio, toisin sanoen eri alojen kehityspolitiikkaa toteutetaan yhä enemmän eri yhteiskuntasektoreiden vuorovaikutuksena, kun aikaisemmin ainoastaan julkinen sektori vastasi kehityspolitiikan toteuttamisesta. Pohjanmaan maakunnan neljän tapaustutkimuksen avulla osoitetaan, miten vuorovaikutusareena voidaan rakentaa kulloinkin ajankohtaisen asiakokonaisuuden ympärille. Tästä esimerkkinä on Kokkola-Pietarsaari –alueen innovaatioverkosto, johon osallistuvat sekä julkiset että yksityiset sidosryhmät ja joka samalla rikkoo perinteisiä hallinnollisia rajoja. Toinen, kielteisempi esimerkki on Kaskisten alueen rakennemu utosprosessi Metsä-Botnian tehtaan sulkemisen jälkeen. Siellä pienkuntaongelma yhdistettynä siihen, että yksityinen sidosryhmä ei ole ollut velvollinen tekemään yhteistyötä, on johtanut siihen, että ei ole kyetty luomaan alueen pitkäaikaiseen kehittämiseen sitoutunutta vuorovaikutusareenaa. Tämä osoittaa suomalaisen järjestelmän kankeuden, jossa historiallisesta näkökulmasta vahva yhtenäinen valtio ja hajanainen kuntataso estävät joustavan yhteiskuntamuutoksiin sopeutumisen. Väitöskirja osoittaa, että verkosto-organisaation on oltava yhteiskunnassa vaikuttaviin rakenteisiin integroitu osa, jotta se voi vaikuttaa prosessien tuloksiin. Väitöskirja osoittaa ennen kaikkea, että osallistuvilla ja toiminnallisesti määritellyillä alueellisilla ja paikallisilla areenoilla on suuri taloudellinen ja demokraattinen potentiaali. Passivoivan edustavan järjestelmän tilalle on luotava aktiivisten ja tavoitteisiin sitoutuneiden kansalaisten vuorovaikutusjärjestelmä.

Opettajien johtamiseen soveltuvan suorituskykymittariston taustalla olevat motivaatiotekijät

Työntekijöiden ja organisaatioiden suorituskykyä on tutkittu etenkin tuotantoyrityksissä paljon. Suorituskyvyn mittaamisessa on painotettu taloudellisia tai tuotannollisia mittareita. Yksittäisen työntekijän motivaation merkitystä suorituskykyyn ei ole kuitenkaan tutkittu kovinkaan paljon. Motivaatioon liittyviä tutkimuksia on tehty enemmän kasvatustieteellisissä ja psykologisissa tutkimuksissa. Tämän tutkimuksen tavoitteena oli selvittää, minkälaiset motivaatiotekijät vaikuttavat ammatillisessa koulutuksessa työskentelevien opettajien suorituskykyyn. Motivaatiotekijöitä selvitettiin opettajille suunnatulla kyselyllä. Lisäksi selvitettiin, onko motivaatiotekijöillä eroa yksityisen organisaation ja julkisen organisaation työntekijöiden välillä. Tutkimuksessa havaittiin, että yksityisen ja julkisen organisaation työntekijöiden työskentelymotivaatio perustuu erilaisiin tekijöihin. Yrityselämässä menestyvän työntekijän motivaatio kasvaa, mikäli hänellä on mahdollisuus saavuttaa taloudellisia palkkioita hyvistä suorituksista tai hänelle tarjotaan muita ulkoisia hyödykkeitä, kuten ylennystä. Julkisen sektorin palveluksessa olevan työntekijän motivaatio kasvaa, mikäli hän saa tehdä osaamaansa työtä yhteisön hyväksi ja onnistuu työssään. Kyselyn perusteella voidaan todeta, että opettajat ovat hyvin tyytyväisiä työhönsä ja he motivoituvat onnistumisen kokemuksista ja mahdollisuudesta vaikuttaa oman työnsä sisältöön ja aikatauluihin. Esimerkkimittaristo rakennettiin Teaching Balanced Scorecard (TBSC) -menetelmän mukaiseksi. Mittaristossa on huomioitu opettajan työskentelymotivaatioon vaikuttavia tekijöitä. Tuloskorttimalli soveltuu isojen organisaatioiden käyttöön ja nykyinen suuntaus oppilaitoksissa on kohti isoja toimijoita. Esimiesten on tunnistettava alaistensa motivaatioon vaikuttavia tekijöitä, sillä työntekijälle annettu vääränlainen palaute voi jopa laskea hänen suorituskykyä. Tiimeissä ja verkostoissa hyvän motivaation saavuttaminen merkitsee myös työturvallisuuden parantumista, sillä yhteen hiileen puhaltavat työntekijät hyödyntävät yhteistä osaamistaan myös työskentelyolosuhteiden kehittämisessä.

Tulospalkitseminen johdon ohjauskeinona. Case-tutkimus: Osastokohtaisten tulospalkkiotavoitteiden suunnittelu

Tulospalkitseminen on yksi johdon käytettävissä olevista ohjauskeinoista, jonka käyttö yleistyi Suomessa 1990-luvun laman jälkeen. Sen avulla voidaan pyrkiä ohjaamaan henkilöstön käytöstä kohti strategisia tavoitteita, viestimään yhtiön arvoista ja tavoitteista sekä sitouttamaan ja motivoimaan heitä. Toisaalta mikäli tulospalkitsemisen kautta väärät asiat tulevat korostetuiksi, voi siitä olla enemmän haittaa kuin hyötyä. Tulospalkitseminen on organisaatiolle vapaaehtoinen palkitsemismuoto ja sen perusteena on yleensä muu kuin yhden henkilön välitön työsuoritus. Yleisin peruste on yhtiön taloudellinen tulos, mutta perusteena voivat toimia myös erilaiset laadulliset tavoitteet tai monet tavoitteet yhdessä. Niitä voidaan asettaa niin yksilö kuin laajemmallakin tasolla. Tulospalkkiojärjestelmän tulee olla yhtiölle kannattava, toisin sanoen sen tulee kustantaa itse itsensä. Tutkielman tavoitteena oli suunnitella kohdeyhtiön, suomalaisen varustamoalan yhtiön, maaorganisaation tulospalkitsemisjärjestelmän perustaksi asetettavat tavoitteet vuodelle 2014. Tulospalkkiojärjestelmä oli uusittu yhtiössä vuonna 2013 ja kehitystyö oli edelleen kesken tutkielman aloituksen yhteydessä. Uuden järjestelmän kautta palkintaa haluttiin tuoda lähemmäs kunkin henkilön omia vaikutusmahdollisuuksia. Tutkimuksen tutkimusote on toimintatutkimus ja tutkimus toteutettiin case-tutkimuksena. Metodeina toimi kysely sekä osallistuva havainnointi. Tutkimuksen teoria koostuu johdon ohjausjärjestelmiä ja tulospalkintaa koskevasta teoriasta ja tutkimuksista. Empiirisessä osiossa kohdehenkilöstölle teetettiin palkitsemista koskeva kysely, jolla selvitettiin heidän mielipiteitään ja asenteitaan koskien edellistä voittopalkkiojärjestelmää sekä uutta tulospalkkiojärjestelmää. Lisäksi suunniteltiin tavoitteet kullekin maaorganisaation osastolle yhdessä yhtiön johdon kanssa ja mietittiin, kuinka tulospalkitsemisjärjestelmää voitaisiin edelleen kehittää kohdeyhtiössä. Kyselystä selvisi, että organisaatio tuki tulospalkintajärjestelmän muutosta ja koki sen olemassaolon tärkeäksi. Tulospalkkiojärjestelmän perustaksi asetettavat tavoitteet päätettiin suunnitella osastokohtaisiksi. Tämä siitä syystä, että osastoiden työskentely on pitkälti yhteistyötä eikä henkilökohtainen mittaus olisi näin ollen välttämättä mielekästä. Myös tutkimukset tukevat ryhmäkohtaista tulospalkintaa. Osa tavoitteista suunniteltiin lisäksi useamman osaston yhteisiksi, jolla pyrittiin korostamaan yhteistyön merkitystä läpi organisaation. Tulospalkkiojärjestelmän tavoitteet johdettiin kohdeyhtiön strategiasta, jota niiden on tarkoitus tukea ja saada henkilöstö ajattelemaan entistä kokonaisvaltaisemmin työtä tehdessään. Tulospalkkiojärjestelmän kautta uskotaan myös voitavan viestiä yhtiön strategiaa tehokkaasti kohdehenkilöstölle.

Suomen NH90-helikoptereiden aseistus ja sen kehitysmahdollisuudet tulevaisuudessa

Tutkimuksessa tarkastellaan Suomen NH90-kuljetushelikoptereiden sekä niihin hankitun asejärjestelmän suorituskykyä vertailemalla, millainen on niiden taso osana nykyaikaista länsimaista helikopteritekniikkaa. Lisäksi tutkimuksessa suoritetaan pohdintaa, onko NH90:n asejärjestelmää tietyiltä osin mahdollista kehittää tutkimuksen tuottamien havaintojen perusteella. Vertailukohteina tutkimuksessa toimivat UH-60 Black Hawk- ja AH-64 Apache -helikopterit asejärjestelmineen. Tutkielman pääkysymys on: ”Millainen on Suomen NH90-helikoptereiden nykyinen aseistus ja millaiset ovat asejärjestelmien kehitysmahdollisuudet tulevaisuudessa?” Tutkimuksen alakysymyksinä toimivat: ”Millainen on NH90:n tekninen suorituskyky ja millainen aseistus helikoptereissa on nykyään käytössä Suomessa?”, ”Millaiset ovat UH-60 Black Hawk- sekä AH-64 Apache -helikoptereiden suorituskyvyt, ja millaiset asejärjestelmät helikoptereihin on saatavilla?” sekä ”Kuinka NH90:n sekä sen asejärjestelmän suorituskyvyt sijoittuvat vertailussa Black Hawk- ja Apache -helikoptereiden rinnalla?” Tutkimustulokset saadaan helikoptereiden sekä niiden asejärjestelmien teknisten suoritusarvojen vertailun kautta. Tutkimusmenetelmä on kirjalähteisiin perustuva kvalitatiivinen tutkimus. Lähdeaineisto koostuu pääasiassa helikoptereita käsittelevästä kirjallisuudesta, Helikopteripataljoonan lentoteknisistä materiaaleista sekä laitevalmistajien verkkosivuista. Lähdeaineistoa on täydennetty Maanpuolustuskorkeakoulun opinnäytetöillä sekä Helikopteripataljoonan henkilöstön haastatteluilla. Tutkimuksen tulokset osoittavat, että NH90:n tekninen suorituskyky vastaa hyvin nykyaikaisen kuljetushelikopterin vaatimuksia. Myös Suomen helikoptereiden asejärjestelmänä toimiva M134D-H-ovikonekivääri vakuuttaa suoritusarvoillaan ja tulinopeudellaan. NH90:n asejärjestelmänä on maailmalla olemassa jo tiettyjä konekiväärimalleja eri tehtävätyyppeihin soveltuen. Helikopteriin on kehitetty myös ensimmäinen ulkoinen ripustin, jossa voidaan kuljettaa ulkoisena kuormana muun muassa lisäpolttoainesäiliöitä. Monimutkaisten ja kehittyneiden asejärjestelmien operointikyvyn suhteen NH90-helikopterin kehitys on kuitenkin vasta alussa.

Rynnäkkökiväärin kehitys ja käyttö Venäjän asevoimien erikoisjoukoissa

Tutkielma käsittelee Venäjän maavoimien erikoisjoukkojen rynnäkkökiväärin kehitystä 1960-luvusta nykypäivään. Tutkielmassa pohditaan Venäjän erikoisjoukkojen toimintaympäristöä, tehtäviä ja tavoitteita. Tutkimus tarkastelee erikoisjoukkojen käytössä olevan rynnäkkökiväärin kehitystä, toimintaperiaatetta ja suorituskykyä. Sen lisäksi arvioidaan sille asetettuja toimintavaatimuksia ja tulevaisuuden kehityssuuntaa. Meri- ja ilmavoimien erikoisjoukot ja niiden toimintaympäristöt on rajattu pois tutkimuksesta. Tutkimuksessa selviää, että 1960-luvusta nykypäivään erikoisjoukkojen käytössä olevat rynnäkkökiväärit ovat kehittyneet tehokkaammiksi. Uudemmat mallit on valmistettu kestävimmistä materiaaleista ja niiden painoa on pyritty vähentämään. Sen sijaan, että suorituskykyä olisi pyritty lisäämään suunnittelemalla täysin uutta rynnäkkökivääriä, on pyritty yksinkertaisuuteen ja toimintavarmuuteen. Tutkimuksessa ilmeni, että tämän kehityksen aikana rynnäkkökiväärin kaliiperi on muuttunut. Tällä muutoksella on pyritty vaikuttamaan aseen osumatarkkuuteen. Lisäksi kaliiperin muutos on lisännyt luodin aiheuttamaa vahinkoa. Suorituskykyä ovat nostaneet lisälaitteet kuten valonvahvistimet, kranaatinheittimet ja optiikka, joita on mahdollista kiinnittää rynnäkkökivääreihin tarpeen mukaan. Tutkimuksen lopussa otetaan kantaa tulevaisuuden kehityssuuntiin. Rynnäkkökivääreistä pyritään edelleen valmistamaan kaikenlaisten sääolosuhteiden ja toimintaympäristöjen kestäviä laitteita. Lisäksi niihin pyritään lisäämään ominaisuuksia joiden avulla aseesta on mahdollista modifioida tehtävää ja tilannetta palveleva sotilaan työkalu. Tämän kaltaiset rynnäkkökiväärit palvelisivat mahdollisimman hyvin Spetsnaz-joukkojen tarpeita.

Joukkotuotanto sodan ajan joukkojen koulutusmenetelmänä

Puolustusvoimissa joukkotuotanto on nimitys sellaiselle asevelvollisten koulutukselle, jonka tuloksena syntyy sodan ajan joukkoja. Joukkotuotanto on suorituskyvyn rakentamista ja ylläpitoa, joka on Puolustusvoimien toinen pääprosessi. Sen tuotoksia ovat muun muassa puolustusjärjestelmän suorituskyky, suorituskykyiset ja taistelunkestävät joukot ja järjestelmät. Suorituskyky tuotetaan joukon omalla kalustolla joukon ensimmäiseen tehtävään. Tuotantoerän suuruus on yleisesti perusyksikkö ja se pyritään saamaan yhdestä saapumiserästä. Tutkimus tarkastelee, miten joukkotuotanto toimii sodan ajan joukkojen koulutusmenetelmänä. Tutkimuksen pääkysymys on kuinka joukkotuotanto luo suorituskykyä sodan ajan joukoille. Tutkimuksen pääkysymykseen vastataan alakysymysten kautta. Alakysymykset ovat seuraavat: − mitä on joukkotuotanto, − miten varusmiehistä tuotetaan sodan ajan joukko ja − miten luodaan ja ylläpidetään reservin suorituskykyä?

Ristinivel nelivalssaimen voimansiirrossa

Nelivalssaimia käytetään yleisesti metallinauhojen ja -levyjen kylmämuovaukseen. Valssaimissa ristinivel siirtää vääntömomenttia kahden kulmassa olevan akselin välillä. Tässä tutkimuksessa haettiin ratkaisuja nelivalssaimessa esiintyvään epäsymmetriseen taivutustarpeeseen. Valssattavat kuparinauhat alkavat aaltoilla valssaajan puolelta noin yhden millimetrin paksuudessa. Tutkimuksen tarkastelu rajattiin koskemaan vain voimansiirrossa olevaa ristiniveltä, jonka epäiltiin olevan yksi mahdollinen ongelman aiheuttaja. Tutkimuksessa selvisi, että ristinivel ei aiheuta pystysuuntaisia voimia, jotka vaikuttaisivat suoraan nauhan poikkipintaprofiiliin. Kuitenkin ristinivelen aiheuttamat vaakasuuntaiset voimat voivat vaikuttaa epäsuorasti nauhan poikkipintaprofiiliin. Laatupoikkeamien taloudellinen merkitys havaittiin pieneksi, mutta myöhemmissä prosessivaiheissa kuparinauhan epäsymmetrinen poikkipintaprofiili aiheutti ongelmia.

Tuotantoympäristön jatkuva parantaminen

Tutkimuksen tavoitteena oli luoda kohdeyritykseen toimintamalli, jonka avulla saadaan osallistettua työntekijät, tiiminvetäjät ja työnjohto tuotannon jatkuvaan parantamiseen sekä parannettua tuotannon takaisinkytkentää tiimitasolla. Tutkimus rajattiin pilottitiimiin sekä tiimissä olevien työpisteiden kautta reititettyihin tuotteisiin. Ennen tutkimuksen aloitusta yrityksellä oli jo olemassa sähköinen aloitejärjestelmä, mutta sen käyttö oli organisaation uudelleen järjestelyjen myötä vähentynyt. Tutkimuksen teoriaosassa tutustuttiin jatkuvan parantamisen kulttuuriin ja työkaluihin. Lisäksi tutustuttiin laadunhallinnan sisältöön, käsitteistöön ja laadunvalvontatyökaluihin sekä tuotannon mittareihin. Teorian pohjalta tutkimuksessa luotiin jatkuvan parantamisen toimintamalli, joka tunnistaa ja eliminoi prosessissa olevaa hukkaa osallistamalla pilottitiimin työntekijöitä hukkakorttien avulla. Lisäksi tutkimuksessa luotiin toimintamalli tuotannon kehitysideoiden raportointiin ja käsittelyyn. Tuotannon takaisinkytkentää kehitettiin luomalla pilottitiimiin tuloskortti sekä perustamalla yritykseen päiväkatsauskäytäntö. Tutkimuksessa suoritettiin myös toimihenkilötason kehitysprojekteja käyttäen apuna teoriassa esiteltyjä malleja ja työkaluja. Tuloksena saatiin toimintamalli, joka tuottaa työntekijämäärään suhteutettuna enemmän kehitysideoita sekä käsittelee ne tehokkaammin kuin sähköinen aloitejärjestelmä. Hukkakorteilla toteutetun hukan raportoinnin kautta tunnistettiin ja raportoitiin seitsemän viikon tarkasteluajanjakson aikana yhteensä 23,6 tuntia hukka-aikaa. Tiimin tuloskortin avulla tiimin työntekijät pystyivät viikkotasolla seuraamaan oman tiiminsä suorituskykyä tavoitearvoihin verrattuna. Tämä näkyi muun muassa tiimin suoritustason nousuna. Kehitysprojektien avulla saatiin parannettua pilottitiimin toiminnan ja tuotteiden laatua. Päiväkatsauskäytännön avulla saatiin osallistettua tiiminvetäjät ongelmaratkaisuun sekä tuotannon suorituskyvyn varmistamiseen.