Helikoptereiden käytettävyyden kehittyminen

Tutkimuksen lähtökohtana on etsiä vastauksia sille, miten rajavartiolaitoksen helikoptereiden käytettävyys on muuttunut 1960-luvulta. Tavoitteena on määritellä käytettävyys ja tutkia rajavartiolaitoksen käytössä olevien helikoptereiden käyttövarmuutta. Lisäksi on olennaista tietää mitkä asiat rajoittavat käytettävyyttä ja miten haasteisiin vastataan. Tutkimuksen ensimmäinen osa muodostuu käytettävyyden määrittelystä. Lähdeaineisto koostuu käyttövarmuuskirjallisuudesta ja oppimateriaaleista. Käytettävyys määritellään tutkimuksessa standardi SFS-EN 60300-1 mukaan ja sitä tutkitaan järjestelmälogistiikan keinoin. Tutkimuksen toinen osa koostuu helikopterin käytettävyyden tutkimisesta. Pääaineistona tutkimuksessa käytetään rajavartiolaitoksen helikopterin käytettävyystilastoja. Kokeneiden mekaanikkojen haastatteluiden pohjalta muodostetaan käytettävyyden kehittämisen erilaiset keinot. Tutkimus on ottanut huomioon Suomessa olevien helikoptereiden käytettävyyteen liittyviä ongelmia. Käytettävyys on todennäköisyys sille, että laite on käyttökunnossa satunnaisena ajanhetkenä. Helikopterin käytettävyys on riippuvainen sen toimintavarmuudesta, kunnossapidettävyydestä ja kunnossapitovarmuudesta. Helikopteritekniikan kehittyminen vaikuttaa toimintavarmuuteen ja kunnossapidettävyyteen, sillä helikopteri vikaantuu harvemmin ja sen palauttaminen toimintakuntoon on nopeampaa. Organisaatio, laitevalmistaja ja niiden väliset sopimukset vaikuttavat kunnossapitovarmuuteen. Riittävä huoltokalusto, varaosat ja nopeat johtosuhteet parantavat niin huoltojen nopeutta kuin laatuakin. Käytettävyyttä voidaan parantaa kouluttamalla henkilöstöä, suunnittelemalla huoltojaksoja MSG-3 menetelmillä, päivittämällä helikoptereita ja hankkimalla tarpeellisia varaosia. Ihmisen vaikutus käytettävyyteen on muuttunut aikaisemman laitteistokeskeisen ajattelun suunnalta yhä enemmän ohjelmistojen kehittämiseen. Automatisoituminen ja kehittynyt ohjekirjallisuus vaikuttavat inhimillisten virheiden todennäköisyyteen ja vianetsintäaikaan vähentävästi. Helikoptereiden käytettävyys on muuttunut vuodesta 1960. Uusi tekniikka, organisaatio muutokset ja osaamisen kehittyminen ovat mahdollistaneet käytettävyyden kasvun. Viimeisen 20 vuoden aikana käytettävyys ei ole muuttunut merkittävästi. Tutkimus osoittaa, että ongelmista on siirrytty toisiin. Kaluston vanhenemiseen on pitänyt vaikuttaa lisäämällä tarkastuksia, kunnes päivittämisen jälkeen huoltorakenteita on kehitetty. Käytettävyys arkikielessä on tasapainoa huollon ja operatiivisen käyttäjän välillä. Tasapaino syntyy, kun huollolla on tasaisesti töitä, eivätkä voimakkaat lentomäärät pysty vaikuttamaan koko kaluston käytettävyyteen.

Rankapuun ja -hakkeen laadun vaihtelu terminaalivarastoinnissa

Työssä tutkittiin polttoaineterminaalissa varastoitavan puupolttoaineen laadunmuutoksia. Tutkimuksessa tarkasteltiin hakettamattomien rankapuiden ja rankapuuhakkeen kosteuden ja lämpöarvon muutosta. Myös kuiva-ainetappiota tutkittiin aikaisempien tutkimusten perusteella. Tutkimusaineisto kerättiin Etelä-Savon Energian polttoaineterminaaleista. Kosteus-pitoisuuksia mitattiin Hydromette M2050 -pikakosteusmittarilla ja uunikuivaus-menetelmällä standardin SFS-EN 14774 mukaisesti. Tutkimuksessa huomattiin pikakosteusmittarin toimivan riittävän luotettavalla tasolla rankapuiden mittauksissa, mutta hakkeen mittauksissa mittari osoittautui toimimattomaksi. Varastointiaika ei vaikuttanut polttoaineiden lämpöarvoihin, mutta kosteuspitoisuus vaihteli suuresti. Tutkimustuloksista pääteltiin rangan kuivuvan terminaalivarastossa ja hakkeen kosteuden pysyvän vakiona. Energiasisällön puolesta rankapuuta voidaan varastoida yli 2 vuotta, mutta hakkeen varastointiaika tulisi pitää mahdollisimman lyhyenä.

The effect of focal point parameters in fiber laser welding of structural steel

In this thesis the effect of focal point parameters in fiber laser welding of structural steel is studied. The goal is to establish relations between laser power, focal point diameter and focal point position with the resulting quality, weld-bead geometry and hardness of the welds. In the laboratory experiments, AB AH36 shipbuilding steel was welded in an I-butt joint configuration using IPG YLS-10000 continuous wave fiber laser. The quality of the welds produced were evaluated based on standard SFS-EN ISO 13919-1. The weld-bead geometry was defined from the weld cross-sections and Vickers hardness test was used to measure hardness's from the middle of the cross-sections. It was shown that all the studied focal point parameters have an effect on the quality, weld-bead geometry and hardness of the welds produced.

Modification of commercial poly-lactide for extrusion coated food packaging applications

Poly-L-lactide (PLLA) is a widely used sustainable and biodegradable alternative to replace synthetic non-degradable plastic materials in the packaging industry. Conversely, its processing properties are not always optimal, e.g. insufficient melt strength at higher temperatures (necessary in extrusion coating processes). This thesis reports on research to improve properties of commercial PLLA grade (3051D from NatureWorks), to satisfy and extend end-use applications, such as food packaging by blending with modified PLLA. Adjustment of the processability by chain branching of commercial poly-L-lactide initiated by peroxide was evaluated. Several well-defined branched structures with four arms (sPLLA) were synthesized using pentaerythritol as a tetra-functional initiator. Finally, several block copolymers consisting of polyethylene glycol and PLLA (i.e. PEGLA) were produced to obtain a well extruded material with improved heat sealing properties. Reactive extrusion of poly-L-lactide was carried out in the presence of 0.1, 0.3 and 0.5 wt% of various peroxides [tert-butyl-peroxybenzoate (TBPB), 2,5-dimethyl-2,5-(tert-butylperoxy)-hexane (Lupersol 101; LOL1) and benzoyl peroxide (BPO)] at 190C. The peroxide-treated PLLAs showed increased complex viscosity and storage modulus at lower frequencies, indicating the formation of branched/cross linked architectures. The material property changes were dependent on the peroxide, and the used peroxide concentration. Gel fraction analysis showed that the peroxides, afforded different gel contents, and especially 0.5 wt% peroxide, produced both an extremely high molar mass, and a cross linked structure, not perhaps well suited for e.g. further use in a blending step. The thermal behavior was somewhat unexpected as the materials prepared with 0.5 wt% peroxide showed the highest ability for crystallization and cold crystallization, despite substantial cross linking. The peroxide-modified PLLA, i.e. PLLA melt extruded with 0.3 wt% of TBPB and LOL1 and 0.5 wt% BPO was added to linear PLLA in ratios of 5, 15 and 30 wt%. All blends showed increased zero shear viscosity, elastic nature (storage modulus) and shear sensitivity. All blends remained amorphous, though the ability of annealing was improved slightly. Extrusion coating on paperboard was conducted with PLLA, and peroxide-modified PLLA blends (90:10). All blends were processable, but only PLLA with 0.3 wt% of LOL1 afforded a smooth high quality surface with improved line speed. Adhesion levels between fiber and plastic, as well as heat seal performance were marginally reduced compared with pure 3051D. The water vapor transmission measurements (WVTR) of the blends containing LOL1 showed acceptable levels, only slightly lower than for comparable PLLA 3051D. A series of four-arm star-shaped poly-L-lactide (sPLLA) with different branch length was synthesized by ring opening polymerization (ROP) of L-lactide using pentaerythritol as initiator and stannous octoate as catalyst. The star-shaped polymers were further blended with its linear resin and studied for their melt flow and thermal properties. Blends containing 30 wt% of sPLLA with low molecular weight (30 wt%; Mwtotal: 2500 g mol-1 and 15000 g mol-1) showed lower zero shear viscosity and significantly increased shear thinning, while at the same time slightly increased crystallization of the blend. However, the amount of crystallization increased significantly with the higher molecular weight sPLLA, therefore the star-shaped structure may play a role as nucleating agent. PLLA-polyethylene glycol–PLLA triblock copolymers (PEGLA) with different PLLA block length were synthesized and their applicability as blends with linear PLLA (3051D NatureWorks) was investigated with the intention of improving heat-seal and adhesion properties of extrusion-coated paperboard. PLLA-PEG-PLLA was obtained by ring opening polymerization (ROP) of L-lactide using PEG (molecular weight 6000 g mol-1) as an initiator, and stannous octoate as catalyst. The structures of the PEGLAs were characterized by proton nuclear magnetic resonance spectroscopy (1H-NMR). The melt flow and thermal properties of all PEGLAs and their blends were evaluated using dynamic rheology, and differential scanning calorimeter (DSC). All blends containing 30 wt% of PEGLAs showed slightly higher zero shear viscosity, higher shear thinning and increased melt elasticity (based on tan delta). Nevertheless, no significant changes in thermal properties were distinguished. High molecular weight PEGLAs were used in extrusion coating line with 3051D without problems.

Ympäristöjohtaminen tienrakennushankkeessa

Tässä diplomityössä tutkittiin tienrakentamisen aikaista ympäristöjohtamista. Työn tavoitteena oli arvioida jo toteutuneen infrastruktuuriprojektin rakentamisen aikaisen ympäristöjohtamisen onnistumista, verrata toteutunutta ympäristöjohtamista standardiin SFS-EN ISO 14001 ja löytää standardin avulla kehitysehdotukset vastaavanlaisten projektien toteuttamisen aikaiseen ympäristöjohtamiseen tulevaisuudessa. Työ toteutettiin tutkimalla esimerkkiprojektin ympäristönsuojelulle ja ympäristövaikutusten seurannalle tehtyjä suunnitelmia, projektin rakentamisen aikana koottua laatuaineistoa, projektin aikana pidettyjä kokouksia ja tiedotustilaisuuksia sekä haastattelemalla projektin ympäristöjohtamisen toteutuksen kannalta avainhenkilöitä. Tutkimuksessa havaittiin, että jos projektijohto hyödyntäisi ISO 14001 standardia ym-päristöjohtamisensa perustana vastaavanlaisissa tienrakennusprojekteissa, pystyisi se kehittämään projektin urakoitsijoiden hankintavaihetta, projektin aikaista sisäistä ja ulkoista viestintää sekä projektinjohdon toteuttamaa laadunvalvontaa projektin aikana. ISO 14001 standardin hyödyntäminen projektin toteuttamisen aikaisessa ympäristöjoh-tamisessa vaatisi projektin ylimmän johdon sitoutumista standardin noudattamiseen. Ympäristöjohtaminen tulee implementoida osaksi projektijohtamista ja sen toimijoilla tulee olla konkreettista vaikutusvaltaa projektin toimintaan. Projektijohdon sitoutuminen standardin mukaisuuteen antaa puitteet ja käytännöt sekä vaatia että valvoa projektin toimijoiden ympäristönsuojelun toteutumista, raportointia ja viestintää.

Hitsatun alumiinirakenteen suunnittelu

Alumiiniseosten käyttö konstruktiomateriaalina lisääntyy johtuen sen lukuisista variaatioista lujuuden ja muovattavuuden suhteen. Alumiinin keveys on merkittävä kilpailuetu teräkseen nähden. Alumiiniseosten hitsattavuus on parantunut hitsausmenetelmien kehittyessä. Uusilla menetelmillä lämmöntuontia hallitaan paremmin, kuten myös alumiinin huokoisuutta sekä lujuuden laskua hitsauksen yhteydessä. Tässä diplomityössä tutkitaan alumiinin metallurgiaa, hitsausmenetelmiä, sekä alumiinin ja teräksen sekaliitoksen toteutusta. Tutkimuksella pyritään tekemään hitsatun alumiinirakenteen suunnittelua ymmärrettävämmäksi. SFS-EN standardit antavat perustuksen alumiinirakenteen suunnittelulle. Tässä diplomityössä tehdään suunnitteluesimerkki hitsatun alumiinirakenteen hitsien suunnittelusta. Suunnitteluesimerkissä tutkitaan alumiiniseoksen lujuuden laskua hitsattaessa, ja etsitään standardien antamia ratkaisuja toimivan hitsatun rakenteen toteuttamiseksi.

Orbitaali-TIG-hitsauksen kehittäminen compoundputkien hitsaamisessa

Tässä työssä tutkittiin orbitaali-TIG-hitsauksen hyödyntämistä paineenalaisten compoundputkien jatkohitsien hitsaamiseen. Tutkimus tehtiin Warkaus Works Oy:n omistamalle konepajalle. Tutkimuksen tavoitteena oli laatia standardin SFS-EN ISO 15613 mukaan hyväksytty hitsausmenetelmä. Työn kirjallisuuskatsauksessa esiteltiin orbitaalihitsauksessa käytettävät hitsausprosessit ja laitteistot eri liitosmuodoille. Työssä esiteltiin myös kuumavedettyjen compoundputkien valmistusprosessia ja rakennetta. Tämän lisäksi kerrottiin putkien hitsattavuudesta ja hitsauksen esivalmisteluista, sekä käyttökohteista voimalaitoskattilassa. Ennen menetelmäkokeen hitsausta suoritettiin suuri määrä koehitsauksia yrityksen orbitaali-TIG-laitteistolla. Onnistuneiden koehitsausten perusteella laadittiin hitsausohjelma, jolla hitsattiin testiputket menetelmäkokeeseen. Hitsausmenetelmää varten valittiin Sandvikin valmistama compoundputki. Testihitseille suoritettiin rikkomattomia ja rikkovia tarkastuksia. Hyväksyttyjen tarkastusten pohjalta laadittiin hitsausmenetelmän hyväksymispöytäkirjan. Lisäksi diplomityössä verrattiin mekanisoidun hitsauksen hitsausaikaa käsinhitsauksen hitsausaikaa. Orbitaali-TIG-hitsauksen käyttäminen edellyttää hitsattavalta railolta aina mahdollisimman samanlaisen lähtötilanteen, jotta sen suoritusvarmuus saadaan mahdollisimman korkeaksi. Railon valmistamisen tarkkuudella on mahdollista saada riittävän tarkkoja railoja hitsien laadukkaaseen hitsaukseen. Hitsaus edellyttää laitteiston langansyötön ja elektrodin tarkkoja asetuksia, jotta hitsaus on laadukasta. Lisäaineen jähmeä sula ja hitsin tunkeumavaatimus hankaloittavat orbitaalihitsausta.

Laatukäsikirjan laatiminen Refinec Oy:lle

Tämän kandidaatintyön tavoitteena oli tutkia, mikä on laatukäsikirjan merkitys laadunhallintajärjestelmässä, miten laadunhallintajärjestelmä sertifioidaan ja mitä hyötyä Refinec Oy:lle olisi sertifioidusta laadunhallintajärjestelmästä. Refinec Oy:lle laadittiin kandidaatintyössä laatukäsikirja ja siihen kuuluvat liitteet ja toimintaohjeet valmiin laadunhallintajärjestelmän pohjalle. Tavoitteena oli tuottaa Refinec Oy:lle laadunhallintajärjestelmän sertifiointiin tarvittavat dokumentit. Laatukäsikirja laadittiin standardin SFS-EN ISO 9001:2008 mukaisesti. ISO 9001 on kansainvälinen standardi joka käsittelee laadunhallintajärjestelmiä ja niiden vaatimuksia. Laatukäsikirjan liitteeksi laadittiin taulukoita erilaisia tarkastuksia ja raportointeja varten. Lisäksi Refinec Oy:lle laadittiin yhdessä yrityksen johdon kanssa toimintaohjeet, joiden mukaan Refinec Oy toimii. Tutkimus osoitti laatukäsikirjan olevan keskeinen osa laadunhallintajärjestelmää, sillä laadunhallintajärjestelmän auditointi suoritetaan laatukäsikirjan perusteella. Laadunhallintajärjestelmän sertifioinnissa auditoija tarkastaa sen olevan standardin mukainen niin laatukäsikirjassa kuvattuna kuin käytännössäkin. Refinec Oy halusi dokumentit laadunhallintajärjestelmästä ja toimintaohjeista, jotta asiakkaille voitaisiin taata ja todentaa toiminnan laatu ja harkitsee laadunhallintajärjestelmän sertifiointia.

Asiakasohjautuvan hitsaustuotannon kehittäminen PK-konepajassa

Tässä diplomityössä tarkasteltiin asiakasohjautuvan hitsaustuotannon kehittämistä PK-konepajassa. Työn tarkoituksena oli kerätä taustatietoa asiakasohjautuvan hitsaustuotannon erityispiirteistä ja tarkastella hitsaustuotannon kehittämistä. Työssä tutustuttiin hitsausprosesseihin ja niiden kehitysversioihin sekä hitsausaineisiin. Tärkeänä osa-alueena olivat hitsin ja hitsaustuotannon laadun ja laadunhallinnan sekä hitsauksen mekanisoinnin ja automatisoinnin tarkastelu hitsauksen työsuojelua ja hitsausergonomiaa unohtamatta. Tämän jälkeen kartoitettiin yrityksen nykytilanne ja laadittiin kehittämistoimenpiteet sekä tarvittavat laskelmat ja kehitystyön implementointi. Sen jälkeen vertailtiin tehostettua toimintaa vanhaan toimintaan sekä tehtiin johtopäätökset toiminnan kehittämisestä.

Controlling full penetration in MAG welding by the application of infrared thermography and neural network

In this study, an infrared thermography based sensor was studied with regard to usability and the accuracy of sensor data as a weld penetration signal in gas metal arc welding. The object of the study was to evaluate a specific sensor type which measures thermography from solidified weld surface. The purpose of the study was to provide expert data for developing a sensor system in adaptive metal active gas (MAG) welding. Welding experiments with considered process variables and recorded thermal profiles were saved to a database for further analysis. To perform the analysis within a reasonable amount of experiments, the process parameter variables were gradually altered by at least 10 %. Later, the effects of process variables on weld penetration and thermography itself were considered. SFS-EN ISO 5817 standard (2014) was applied for classifying the quality of the experiments. As a final step, a neural network was taught based on the experiments. The experiments show that the studied thermography sensor and the neural network can be used for controlling full penetration though they have minor limitations, which are presented in results and discussion. The results are consistent with previous studies and experiments found in the literature.

Onkolyyttiset pikornavirukset ja echovirus 7:n käyttö viroterapiassa

Echovirus 7 (E-7) on enterovirus, joka kuuluu pikornaviruksiin, jotka ovat pieniä ja vaipattomia viruksia ja joilla on ikosahedraalinen rakenne. E-7-viruksen positiivissäikeisen ja yksijuosteisen RNA-genomin koko on noin 7500 emäsparia. Se käyttää solupinnan reseptorina DAF-molekyyliä, jota ilmentyy useissa solutyypeissä ja erityisesti syöpäso¬luissa. Onkolyyttiset virukset tuhoavat syöpäsoluja viruksen lyyttisen kierron ansiosta ja kohdistuvat spesifisesti soluihin, jotka ilmentävät viruksen käyttämää reseptoria. Rigvir on onkolyyttinen, elävä, geneettisesti muokkaamaton, soluadaptoitu E-7, joka on Latviassa hyväksytty viruslääkkeeksi melanoomaa vastaan. Työssä tutkittiin, miten Rigvir eroaa muista E-7-isolaateista genomiltaan ja infektiokyvyltään. E-7-viruskannat valittiin kokeisiin virusneutralisaatiotestin perusteella. Työn aikana virukset testattiin myös geneettisellä tyypitystestillä. E-7-virukset (Rigvir, E-7 Wallace ja 7 kliinistä isolaattia) infektoitiin kymmeneen eri solulinjaan ja virusinfektiota ja virusten aiheuttamaa solutuhoa seurattiin mikroskooppisesti ja RT-qPCR:n avulla. Pitkä-PCR-menetelmä kehitettiin virusgenomin kloonaamiseksi geenivektoriin. Illumina MiSeq -NGS-genomisekvensointimenetelmällä sekvensoitiin virus-RNA:ta ja pitkä-PCR-tuotteita, ja tällä pyrittiin näkemään isolaattien välisiä eroja genomitasolla. Rigvir ei eronnut infektiokyvyltään muista E-7-viruksista lukuun ottamatta SW480-paksusuolisyöpäsoluja. Yksikään virusisolaateista ei infektoinut rintasyöpäsoluja (MDA-MB-231 ja MCF-7). Kohdunkaulasyöpäsoluja (HeLa Ohio) infektoivat huonosti kaikki paitsi yksi kliinisistä E-7-isolaateista. Tyypityksessä selvisi, että kolme solukokeissa käytetyistä isolaateista oli E-19-tyyppiä, jotka infektoivat hyvin glioomasoluja. Tutkimuksessa todettiin, että E-7:llä on syöpäsoluja tuhoavia ominaisuuksia, mutta tulokset eivät osoittaneet Rigvirin tuhoavan syöpäsoluja paremmin kuin muut E-7-isolaatit. NGS-sekvensointi ajettiin kerran E-7-kannoista eristetyistä vRNA-paloista, joista kaksi saatiin sopimaan verrokkina käytettyyn Wallace-sekvenssiin. Eroja näkyi varsinkin 5’-pään alueella ja noin 6000 bp vastaavalla alueella. Pitkä-PCR-tuotteista ajettaessa saatiin kaikki näytteet sopimaan verrokkiin, ja eroja näkyi odotetusti 5’-pään alueella. PCR-tuotteet toimivat NGS:ssä paremmin kuin RNA-näytteet, mutta RNA-näytteiden käsittely on huomattavasti helpompaa kuin PCR-näytteiden tuottaminen virus-RNA:sta.

Asiakasohjautuvan hitsaustuotannon kehittäminen pk-konepajassa

Tässä diplomityössä tarkasteltiin asiakasohjautuvan hitsaustuotannon kehittämistä PK-konepajassa. Työn tarkoituksena oli kerätä taustatietoa asiakasohjautuvan hitsaustuotannon erityispiirteistä ja tarkastella hitsaustuotannon kehittämistä. Työssä tutustuttiin hitsausprosesseihin ja niiden kehitysversioihin sekä hitsausaineisiin. Tärkeänä osa-alueena olivat hitsin ja hitsaustuotannon laadun ja laadunhallinnan sekä hitsauksen mekanisoinnin ja automatisoinnin tarkastelu, hitsauksen työsuojelua ja hitsausergonomiaa unohtamatta. Tämän jälkeen kartoitettiin yrityksen nykytilanne ja laadittiin kehittämistoimenpiteet sekä tarvittavat laskelmat ja kehitystyön implementointi. Sen jälkeen vertailtiin tehostettua toimintaa vanhaan toimintaan sekä tehtiin johtopäätökset toiminnan kehittämisestä.