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.

Modeling Energy Futures Returns With Markov Regime Switching Model

Financial time series have a tendency of abruptly changing their behavior and maintain this behavior for several consecutive periods, and commodity futures returns are not an exception. This quality proposes that nonlinear models, as opposed to linear models, can more accurately describe returns and volatility. Markov regime switching models are able to match this behavior and have become a popular way to model financial time series. This study uses Markov regime switching model to describe the behavior of energy futures returns on a commodity level, because studies show that commodity futures are a heterogeneous asset class. The purpose of this thesis is twofold. First, determine how many regimes characterize individual energy commodities’ returns in different return frequencies. Second, study the characteristics of these regimes. We extent the previous studies on the subject in two ways: We allow for the possibility that the number of regimes may exceed two, as well as conduct the research on individual commodities rather than on commodity indices or subgroups of these indices. We use daily, weekly and monthly time series of Brent crude oil, WTI crude oil, natural gas, heating oil and gasoil futures returns over 1994–2014, where available, to carry out the study. We apply the likelihood ratio test to determine the sufficient number of regimes for each commodity and data frequency. Then the time series are modeled with Markov regime switching model to obtain the return distribution characteristics of each regime, as well as the transition probabilities of moving between regimes. The results for the number of regimes suggest that daily energy futures return series consist of three to six regimes, whereas weekly and monthly returns for all energy commodities display only two regimes. When the number of regimes exceeds two, there is a tendency for the time series of energy commodities to form groups of regimes. These groups are usually quite persistent as a whole because probability of a regime switch inside the group is high. However, individual regimes in these groups are not persistent and the process oscillates between these regimes frequently. Regimes that are not part of any group are generally persistent, but show low ergodic probability, i.e. rarely prevail in the market. This study also suggests that energy futures return series characterized with two regimes do not necessarily display persistent bull and bear regimes. In fact, for the majority of time series, bearish regime is considerably less persistent. Rahoituksen aikasarjoilla on taipumus arvaamattomasti muuttaa käyttäytymistään ja jatkaa tätä uutta käyttäytymistä useiden periodien ajan, eivätkä hyödykefutuurien tuotot tee tähän poikkeusta. Tämän ominaisuuden johdosta lineaaristen mallien sijasta epälineaariset mallit pystyvät tarkemmin kuvailemaan esimerkiksi tuottojen jakauman parametreja. Markov regiiminvaihtomallit pystyvät vangitsemaan tämän ominaisuuden ja siksi niistä on tullut suosittuja rahoituksen aikasarjojen mallintamisessa. Tämä tutkimus käyttää Markov regiiminvaihtomallia kuvaamaan yksittäisten energiafutuurien tuottojen käyttäytymistä, sillä tutkimukset osoittavat hyödykefutuurien olevan hyvin heterogeeninen omaisuusluokka. Tutkimuksen tarkoitus on selvittää, kuinka monta regiimiä tarvitaan kuvaamaan energiafutuurien tuottoja eri tuottofrekvensseillä ja mitkä ovat näiden regiimien ominaisuudet. Aiempaa tutkimusta aiheesta laajennetaan määrittämällä regiimien lukumäärä tilastotieteellisen testauksen menetelmin sekä tutkimalla energiafutuureja yksittäin; ei indeksi- tai alaindeksitasolla. Tutkimuksessa käytetään päivä-, viikko- ja kuukausiaikasarjoja Brent-raakaöljyn, WTI-raakaöljyn, maakaasun, lämmitysöljyn ja polttoöljyn tuotoista aikaväliltä 1994–2014, siltä osin kuin aineistoa on saatavilla. Likelihood ratio -testin avulla estimoidaan kaikille aikasarjoille regiimien määrä,jonka jälkeen Markov regiiminvaihtomallia hyödyntäen määritetään yksittäisten regiimientuottojakaumien ominaisuudet sekä regiimien välinen transitiomatriisi. Tulokset regiimien lukumäärän osalta osoittavat, että energiafutuurien päiväkohtaisten tuottojen aikasarjoissa regiimien lukumäärä vaihtelee kolmen ja kuuden välillä. Viikko- ja kuukausituottojen kohdalla kaikkien energiafutuurien prosesseissa regiimien lukumäärä on kaksi. Kun regiimejä on enemmän kuin kaksi, on prosessilla taipumus muodostaa regiimeistä koostuvia ryhmiä. Prosessi pysyy ryhmän sisällä yleensä pitkään, koska todennäköisyys siirtyä ryhmään kuuluvien regiimien välillä on suuri. Yksittäiset regiimit ryhmän sisällä eivät kuitenkaan ole kovin pysyviä. Näin ollen prosessi vaihtelee ryhmän sisäisten regiimien välillä tiuhaan. Regiimit, jotka eivät kuulu ryhmään, ovat yleensä pysyviä, mutta prosessi ajautuu niihin vain harvoin, sillä todennäköisyys siirtyä muista regiimeistä niihin on pieni. Tutkimuksen tulokset osoittavat myös, että prosesseissa, joita ohjaa kaksi regiimiä, nämä regiimit eivät välttämättä ole pysyvät bull- ja bear-markkinatilanteet. Tulokset osoittavat sen sijaan, että bear-markkinatilanne on energiafutuureissa selvästi vähemmän pysyvä.

Palveluvaraston käyttöönotto kokoonpanoteollisuudessa

Tutkimuksen tavoitteena oli selvittää palveluvarastoinnin vaikutukset hankinnan kokonaiskustannuksiin ja luoda palveluvaraston toimintakonsepti. Toimintakonsepti pitää sisällään informaatio- ja materiaalivirtojen hallinta- ja ohjausprosessit toimittajan, palveluvaraston ja diplomityön kohdeyrityksen välillä. Tutkimuksen alussa tehtiin kustannusvertailu kahden vaihtoehtoisen toimittajan välillä. Toinen vaihtoehdoista edellyttää välivarastointia palveluvarastossa. Kustannusvertailun pohjalta kohdeyrityksessä päätettiin vaihtaa toimittajaa ja ottaa käyttöön palveluvarasto. Palveluvaraston toimintakonseptin luomista varten yrityksessä perustettiin projektiryhmä. Tutkimuksen kirjoittaja toimi projektiryhmän vetäjänä. Tutkimuksessa luotiin palveluvaraston toimintakonsepti, joka perustuu vendor- managed inventory-toimintamalliin. VMI-toimintaa varten kehitettiin ohjausraportti, jonka avulla kohdeyritys voi valvoa varastotasoja palveluvarastossa, ja jonka avulla toimittajat ohjaavat varastotäydennyksiä palveluvarastolle. Palveluvaraston ja kohdeyrityksen välille luotiin lisäksi RFID-teknologiaa hyödyntävä tilausprosessi. Kohdeyrityksessä voidaan tulevaisuudessa hyödyntää palveluvarastoa kansainvälisen hankinnan logistiikan hallintaan.

Control of multi-actuator system by an electrically driven hydraulic pump-motor

The awareness and concern of our environment together with legislation have set more and more tightening demands for energy efficiency of non-road mobile machinery (NRMM). Integrated electro-hydraulic energy converter (IEHEC) has been developed in Lappeenranta University of Technology (LUT). The elimination of resistance flow, and the recuperation of energy makes it very efficient alternative. The difficulties of IEHEC machine to step to the market has been the requirement of one IEHEC machine per one actuator. The idea is to switch IEHEC between two actuators of log crane using fast on/off valves. The control system architecture is introduced. The system has been simulated in co-simulation using two different software. The simulated responses of pump-controlled system is compared to the responses of the conventional valve-controlled system.

Nanoclustering augmentation : a novel mechanism of Ras activation in cancer

Proteins of the Ras family are central regulators of crucial cellular processes, such as proliferation, differentiation and apoptosis. Their importance is emphasized in cancer, in which the isoforms H-ras, N-ras and K-ras are misregulated by mutations in approximately 20 – 30 % of cases. Thus, they represent major cancer oncogenes and one of the most important targets for cancer drug development. Ras proteins are small GTPases, which cycle between the GTP-bound active and GDP-bound inactive state. Despite the tremendous research conducted in the last three decades, many fundamental properties of Ras proteins remain poorly understood. For instance, although new concepts have recently emerged, the understanding of Ras behavior in its native environment, the membrane, is still largely missing. On the membrane Ras organizes into nanoscale clusters, also called nanoclusters. They differ between isoforms, but also between activation states of Ras. It is considered that nanoclusters represent the basic Ras signaling units. Recently, it was demonstrated that on the membrane Ras adopts distinct conformations, the so-called orientations, which are dependent on the Ras activations state. The membrane-orientation of H-ras is stabilized by the helix α4 and the C-terminal hypervariable region (hvr). The novel switch III region was proposed to be involved in mediating the change between different H-ras orientations. When the regions involved in this mechanism are mutated, H-ras activity is changed by an unknown mechanism. This thesis has explained the connection between the change of Ras orientation on the membrane and Ras activity. We demonstrated that H-ras orientation mutants exhibit altered diffusion properties on the membrane, which reflect the changes in their nanoclustering. The altered nanoclustering consequently rules the activity of the mutants. Moreover, we demonstrated that specific cancer-related mutations, affecting the switch III region of different Ras isoforms, exhibit increased nanoclustering, which consequently leads to stronger Ras signaling and tumorigenicity. Thus, we have discovered nanoclustering increase as a novel mechanism of Ras activity modulation in cancer. The molecular architecture of complexes formed on the membrane upon Ras activation is another poorly understood property of Ras. The following work has provided novel details on the regulation of Ras nanoclustering by a known H-ras-GTP nanoclustering stabilizer galectin-1 (Gal-1). Our study demonstrated that Gal-1 is not able to bind Ras directly, as it was previously proposed. Instead, its effect on H-ras-GTP nanoclustering is indirect, through binding of the effector proteins. Collectively, our findings represent valuable novel insights in the behavior of Ras, which will help the future research to eventually develop new strategies to successfully target Ras in cancer.

Analysis of Automotive Cybersecurity - Attack surfaces and users’ privacy concerns

Modern automobiles are no longer just mechanical tools. The electronics and computing services they are shipping with are making them not less than a computer. They are massive kinetic devices with sophisticated computing power. Most of the modern vehicles are made with the added connectivity in mind which may be vulnerable to outside attack. Researchers have shown that it is possible to infiltrate into a vehicle’s internal system remotely and control the physical entities such as steering and brakes. It is quite possible to experience such attacks on a moving vehicle and unable to use the controls. These massive connected computers can be life threatening as they are related to everyday lifestyle. First part of this research studied the attack surfaces in the automotive cybersecurity domain. It also illustrated the attack methods and capabilities of the damages. Online survey has been deployed as data collection tool to learn about the consumers’ usage of such vulnerable automotive services. The second part of the research portrayed the consumers’ privacy in automotive world. It has been found that almost hundred percent of modern vehicles has the capabilities to send vehicle diagnostic data as well as user generated data to their manufacturers, and almost thirty five percent automotive companies are collecting them already. Internet privacy has been studies before in many related domain but no privacy scale were matched for automotive consumers. It created the research gap and motivation for this thesis. A study has been performed to use well established consumers privacy scale – IUIPC to match with the automotive consumers’ privacy situation. Hypotheses were developed based on the IUIPC model for internet consumers’ privacy and they were studied by the finding from the data collection methods. Based on the key findings of the research, all the hypotheses were accepted and hence it is found that automotive consumers’ privacy did follow the IUIPC model under certain conditions. It is also found that a majority of automotive consumers use the services and devices that are vulnerable and prone to cyber-attacks. It is also established that there is a market for automotive cybersecurity services and consumers are willing to pay certain fees to avail that.

ISA-standardien mukaisen tilintarkastusprosessin tehostaminen – evidenssiä Suomesta

Tilintarkastuksen sääntely on lisääntynyt merkittävästi 2000-luvulla. Samalla kilpailu on kiristynyt, tilintarkastuspalkkiot alentuneet ja raportointiaikataulut tiukentuneet. Näistä tekijöistä johtuen tilintarkastuksen tehostamiselle on tarvetta. Tämän tutkielman tavoitteena on selvittää ja tutkia, miten tilintarkastusprosessia voidaan tehostaa sekä arvioida eri tehostamiskeinojen käyttöarvoa punnitsemalla niiden mahdollisuuksia ja haasteita. Tutkielman empiirinen osa on toteutettu laadullisena tutkimuksena. Aineisto on kerätty haastattelemalla suomalaisia tilintarkastajia ja analyysimenetelmänä on käytetty teemoittelua. Empiirisessä osassa tutkitaan, miltä teoriasta löydettyjen tehostamiskeinojen käyttömahdollisuudet näyttävät käytännössä ja selvitetään, millä muilla keinoilla tilintarkastusprosessia voidaan tehostaa. Tutkimuksen perusteella tilintarkastuksen suunnitteluvaihetta voidaan tehostaa tilintarkastajien erikoistumisen, dokumentoinnin standardoinnin, sähköisen materiaalin tehokkaamman hyödyntämisen ja palvelukeskusten hyödyntämisen avulla. Toteutusvaihetta voidaan tehostaa näiden lisäksi big data -menetelmillä ja kontrollien tarkastuksella.