Kunnossapitopalveluiden arvopohjaisen elinkaarimallin kehittäminen

Tutkimuksen päätavoitteena on luoda yleispätevä elinkaarimalli, jota voidaan hyö-dyntää laitetason kunnossapitoon liittyvissä päätöksentekotilanteissa eri teollisuu-denaloilla. Elinkaarimalliin yhdistettiin arvoajattelu, jonka pohjalta mallin käyttäjät voivat valita ja painottaa omien näkemyksiensä mukaan arvoa luovat elementit sekä nähdä muille verkostojäsenille arvoa lisäävät tekijät. Aiemmissa elinkaarimalleissa on keskitytty pääasiassa yhteen tarkastelunäkökulmaan, joten verkostotason työkalulle on selkeä tarve. Myöskään arvoajattelua ei ole aiemmin yhdistetty elinkaarilaskentaa soveltaviin malleihin. Työn osalta käytettiin konstruktiivista tutkimusotetta. Elinkaarimallia kehitettiin ja testattiin kaivosteollisuuden yritysverkostoon kuuluvien kahden case-tapauksen avulla. Tutkimuksen teoreettinen osa pohjautui työn oleellisempiin osa-alueisiin, kuten kunnossapitoon, arvoelementteihin ja elinkaarilaskentaan. Työn empiirisessä osiossa hyödynnettiin verkostoon kuuluvien yritysedustajien haastatteluita sekä yritysten tietojärjestelmästä saatuja tietoja. Arvoelementtien muodostuksessa käy-tettiin hyväksi myös muiden teollisuusyritysten ajatuksia ja näkökulmia. Työn merkittävin tulos on ensimmäisen version kehittäminen arvopohjaisesta elinkaarimallista. Elinkaarimalli antaa tuloksina jokaisen verkostojäsenen osalta laitteen kunnossapidon kustannukset ja tuotot vuositasolla sekä kumulatiivisesti koko elinkaaren ajalta niin reaali- kuin nykyarvonakin. Mallin tuloksena saadaan myös yhteistyön myötä kasvaneen lisäarvon suuruus ja jakautuminen verkoston toimijoiden välillä heidän valitsemiensa arvoelementtien mukaisesti. Näin ollen mallia voidaan käyttää tulevaisuuden ennustamisen lisäksi menneiden kustannusten ja tuottojen seurantamallina. Kokonaisuudessaan arvopohjaisen elinkaarimallin tuloksia voidaan hyödyntää laitetason kunnossapitoon liittyvissä sopimusneuvotte-luissa niin arvoa luovien elementtien kuin kustannus- ja tuottotekijöidenkin osalta. Kokonaisuudessaan arvoajattelun yhdistäminen ja hyödyntäminen elinkaarilas-kennassa on vielä alkuvaiheessa, joten kyseinen osa-alue onkin varsin järkevä jat-kotutkimuskohde. Avoimen ja tiiviin yritysyhteistyön kautta saadaan arvopohjai-sesta elinkaarimallista jatkokehitettyä erittäin hyödyllinen työkalu yritysverkosto-jen käytettäväksi. Kiristyvässä kilpailussa verkoston kokonaisarvon kasvu ja ja-kautuminen ovat tulevaisuudessa erittäin keskeisiä aihealueita, joten tämäntyylisten verkostotyökalujen hyödyntäminen nostanee ehdottomasti suosiotaan.

Paperitehtaan sähkötasehallinta ja sähkön kysyntäjousto energiakustannusten hallinnassa

Paperiteollisuus on energiaintensiivistä teollisuutta, jossa on tehty pitkään työtä tuotantoprosessien energiatehokkuuden parantamiseksi. Paperitehtaan energiakustannuksiin voidaan kuitenkin vaikuttaa myös sähkötaseen hallinnalla ja sähkön kysyntäjouston avulla. Tehtaan seuraavan vuorokauden sähkön kulutus pyritään ennustamaan mahdollisimman tarkasti, mutta esimerkiksi paperitehtaan häiriötilanteissa sähkötase poikkeaa ennustetusta. Tällöin sähkötasetta voidaan korjata ensisijaisesti sähkön jälkimarkkinoiden eli Elbas- kaupankäynnin avulla. Ellei tasetta saada korjattua sähkön jälkimarkkinoilla tase-ero korjataan tasesähköllä, jonka hinta muodostuu säätösähkömarkkinoilla. Tasesähkön hinta saattaa poiketa Elspot- markkinahinnasta voimakkaasti, jolloin tase-erosta joko hyödytään tai hävitään kustannusmielessä. Tämän työn tarkoituksena on selvittää sähkötasehallinnan parantamisen ja sähkön kysyntäjouston vaikutukset paperitehtaan energiakustannuksiin. Työssä tutkittiin tehtaan sähkö-tasehallinnan nykytilannetta ja selvitettiin tase-erojen kustannusvaikuttavuutta. Lisäksi työssä luotiin ajomalleja sähkön kysyntäjouston toteuttamiselle massatehtaan eri tuotantoprosesseille, sekä määritettiin rajahintoja seuraavan vuorokauden energiaennusteeseen. Onnistunut energiaennuste perustuu paperitehtaan käynnin tarkkoihin ja ajankohtaisiin lähtötietoihin. Sähkötaseen poikkeamiin voidaan puolestaan varautua paremmin, kun informaatio tehtaan prosessien alasajosta tulee voimalaitoksen tietoon mahdollisimman aikaisin. Sähkötaseen poikkeamien hallinta voidaan tehdä, joko Elbas- kaupan tai tasesähkön avulla. Ajankohdasta ja tasepoikkeaman volyymista riippuen täytyy tehdä valinta, kumpi vaihtoehdoista on kustannusmielessä kannattavampi. Paperitehtaan eri prosesseille luoduilla ajomalleilla saatiin esiin huomattava säästöpotentiaali. Ajomallien noudattaminen vaatii suunnitelmallista tuotannon hallintaa ja sähkön Elspot- hinnan käyttäytymisen säännöllistä seurantaa. Seuraavan vuorokauden rajahintatietojen määrittämisen pohjalta voidaan arvioida, millä Elspot- hinnalla sähkön myynti muuttuu paperin tuotantoa kannattavammaksi.

Identification of research trends in the field of separation processes. Application of epidemiological model, citation analysis, text mining, and technical analysis of the financial markets

Choice of industrial development options and the relevant allocation of the research funds become more and more difficult because of the increasing R&D costs and pressure for shorter development period. Forecast of the research progress is based on the analysis of the publications activity in the field of interest as well as on the dynamics of its change. Moreover, allocation of funds is hindered by exponential growth in the number of publications and patents. Thematic clusters become more and more difficult to identify, and their evolution hard to follow. The existing approaches of research field structuring and identification of its development are very limited. They do not identify the thematic clusters with adequate precision while the identified trends are often ambiguous. Therefore, there is a clear need to develop methods and tools, which are able to identify developing fields of research. The main objective of this Thesis is to develop tools and methods helping in the identification of the promising research topics in the field of separation processes. Two structuring methods as well as three approaches for identification of the development trends have been proposed. The proposed methods have been applied to the analysis of the research on distillation and filtration. The results show that the developed methods are universal and could be used to study of the various fields of research. The identified thematic clusters and the forecasted trends of their development have been confirmed in almost all tested cases. It proves the universality of the proposed methods. The results allow for identification of the fast-growing scientific fields as well as the topics characterized by stagnant or diminishing research activity.

Price spike forecasting in a competitive day-ahead energy market

Electricity price forecasting has become an important area of research in the aftermath of the worldwide deregulation of the power industry that launched competitive electricity markets now embracing all market participants including generation and retail companies, transmission network providers, and market managers. Based on the needs of the market, a variety of approaches forecasting day-ahead electricity prices have been proposed over the last decades. However, most of the existing approaches are reasonably effective for normal range prices but disregard price spike events, which are caused by a number of complex factors and occur during periods of market stress. In the early research, price spikes were truncated before application of the forecasting model to reduce the influence of such observations on the estimation of the model parameters; otherwise, a very large forecast error would be generated on price spike occasions. Electricity price spikes, however, are significant for energy market participants to stay competitive in a market. Accurate price spike forecasting is important for generation companies to strategically bid into the market and to optimally manage their assets; for retailer companies, since they cannot pass the spikes onto final customers, and finally, for market managers to provide better management and planning for the energy market. This doctoral thesis aims at deriving a methodology able to accurately predict not only the day-ahead electricity prices within the normal range but also the price spikes. The Finnish day-ahead energy market of Nord Pool Spot is selected as the case market, and its structure is studied in detail. It is almost universally agreed in the forecasting literature that no single method is best in every situation. Since the real-world problems are often complex in nature, no single model is able to capture different patterns equally well. Therefore, a hybrid methodology that enhances the modeling capabilities appears to be a possibly productive strategy for practical use when electricity prices are predicted. The price forecasting methodology is proposed through a hybrid model applied to the price forecasting in the Finnish day-ahead energy market. The iterative search procedure employed within the methodology is developed to tune the model parameters and select the optimal input set of the explanatory variables. The numerical studies show that the proposed methodology has more accurate behavior than all other examined methods most recently applied to case studies of energy markets in different countries. The obtained results can be considered as providing extensive and useful information for participants of the day-ahead energy market, who have limited and uncertain information for price prediction to set up an optimal short-term operation portfolio. Although the focus of this work is primarily on the Finnish price area of Nord Pool Spot, given the result of this work, it is very likely that the same methodology will give good results when forecasting the prices on energy markets of other countries.

Työvoima- ja koulutustarvetutkimus : Pohjanmaa ja Keski-Pohjanmaa

Työvoima- ja koulutustarvetutkimus on TE-toimistojen vuosittain tekemä kysely-/haastatteluaineisto, jossa ennakoidaan alueiden yritysten tulevaisuudennäkymiä. Tämän tutkimuksen aineiston on tuottanut Pohjanmaan TE-toimisto. Kyselyt on suoritettu syksyllä 2013, ja ne ennakoivat Pohjanmaan ja Keski-Pohjanmaan alueiden yritysten näkymiä pääosin syksyyn 2014 asti. TE-toimistot valitsevat yhteistyössä ELY-keskusten kanssa vuosittain ne toimialat, joiden työnantajien työvoima- ja koulutustarpeisiin toimisto haluaa erityisesti keskittyä. Syksyn 2013 kyselyissä painotettiin metallialan yrityksiä, ja kyselyyn vastasi 102 metallialan yritystä ja 89 muiden alojen yritystä. Tässä tutkimuksessa ryhmät on käsitelty yrityssegmenteittäin ja seutukunnittain. Kyselyssä kysyttiin tietoja henkilöstön määrään, työvoimaan, koulutustarpeeseen, toimialakohtaiseen tietoon, verkostoitumiseen, suhdannenäkymiin, vientiin, ennakointitoimintaan, liiketoimintasuunnitelmiin, T&K&I-toimintaan, investointisuunnitelmiin, työorganisaatioon ja sukupolvenvaihdoksiin liittyen.

Kassavirtojen ennustaminen projektilähtöisessä liiketoiminnassa

Työn tavoitteena oli vastata ensisijaisesti kysymykseen, voidaanko projektiliiketoiminnan kassavirtoja ennustaa 3-15 kuukauden aikavälillä ja jos voidaan, niin miten ja millä tarkkuudella. Tutkimus toteutettiin teoriatutkimuksena aihepiiristä ja tutkimuksen pohjalta luotiin malli kassavirtojen ennustamiseen kohdeyritykselle 3-15 kuukauden aikavälille. Mallin laatimiseksi oli hyödynnettävissä viiden vuoden aineistot kohdeyrityksen kassavirroista, budjetista ja liiketoiminnan toteumatiedoista. Työn teoriaosiossa tutkittiin kirjallisuuden pohjalta projektiliiketoimintaa, budjetointia sekä kassavirtoja ja niiden ennustamista. Tämän jälkeen teorian pohjalta rakennettiin kohdeyritykselle historiatietoihin perustuva malli kassavirtojen ennustamiseksi. Mallia rakennettaessa määritettiin ensimmäiseksi merkittävimmät kassavirran komponentit, minkä jälkeen niille laadittiin ennustemenetelmät. Samalla arvioitiin millä tarkkuudella projektilähtöisen liiketoiminnan kassavirtoja pystytään ennustamaan. Tutkimuksen tuloksena oli historiatietoihin pohjautuva ennustemalli kohdeyritykselle. Mallilla tehtyjen testien pohjalta voitiin todeta, että projektilähtöisen liiketoiminnan kassavirtoja pystytään ennustamaan melko hyvällä tarkkuudella, ennustaminen ei kuitenkaan ole niin luotettavaa, kuin jos ennustettaisiin tasaisemmin kehittyvän liiketoiminnan kassavirtoja. Historiaan pohjautuvaa mallia käytettäessä pitää myös muistaa, että mikään ei takaa historian toistumista tulevaisuudessa.

Insiders´ views as a predictor of stock performance : can insider trading be used to predict stock performance on the United States stock market?

This thesis studies the possibility of using information on insiders’ transactions to forecast future stock returns after the implementation of Sarbanes Oxley Act in July 2003. Insider transactions between July 2003 and August 2009 are analysed with regression tests to identify the relationships between insiders’ transactions and future stock returns. This analysis is complemented with rudimentary bootstrapping procedures to verify the robustness of the findings. The underlying assumption of the thesis is that insiders constantly receive pieces of information that indicate future performance of the company. They may not be allowed to trade on large and tangible pieces of information but they can trade on accumulation of smaller, intangible pieces of information. Based on the analysis in the thesis insiders’ profits were found not to differ from the returns from broad stock index. However, their individual transactions were found to be linked to future stock returns. The initial model was found to be unstable but some of the predictive power could be sacrificed to achieve greater stability. Even after sacrificing some predictive power the relationship was significant enough to allow external investors to achieve abnormal profits after transaction costs and taxes. The thesis does not go into great detail about timing of transactions. Delay in publishing insiders’ transactions is not taken into account in the calculations and the closed windows are not studied in detail. The potential effects of these phenomena are looked into and they do not cause great changes in the findings. Additionally the remuneration policy of an insider or a company is not taken into account even though it most likely affects the trading patterns of insiders. Even with the limitations the findings offer promising opportunities for investors to improve their investment processes by incorporating additional information from insiders’ transaction into their decisions. The findings also raise questions on how insider trading should be regulated. Insiders achieve greater returns than other investors based on superior information. On the other hand, more efficient information transfer could warrant more lenient regulation. The fact that insiders’ returns are dominated by the large investment stake they maintain all the time in their own companies also speaks for more leniency. As Sarbanes Oxley Act considerably modified the insider trading landscape, this analysis provides information that has not been available before. The thesis also constitutes a thorough analysis of insider trading phenomenon which has previously been somewhat separated into several studies.

Optiohinnoittelumallien empiirinen vertailu OMX 25 Helsinki -warranttimarkkinoilla

Tämän tutkimuksen tarkoituksena on selvittää pystytäänkö OMX 25 Helsinki kohde-etuusindeksin warranttien hintoja ennustamaan käyttämällä erilaisia optiohinnoittelumalleja. Tutkielman aineisto koostuu OMXH25-indeksiä seuraavien warranttien hinta-aikasarjatiedoista vuosilta 2009-2011. Tutkimuksessa käytettiin kolmea eri hinnoittelumallia warranttien hinnoitteluvirheiden tutkimiseen. Perinteistä Black-Scholes-hinnoittelumallia käytettiin siten, että warranttiaineistosta joh-dettu implisiittinen volatiliteetti regressoitiin maturiteetin ja toteutushinnan mu-kaan, jonka jälkeen regression perusteella valittiin kulloiseenkin tilanteeseen sopiva volatiliteettiestimaatti. Black-Scholes-mallin lisäksi tutkimuksessa käy-tettiin kahta GARCH-pohjaista optiohinnoittelumallia. Mallien estimoimia hin-toja verrattiin markkinoiden warranttihintoihin. Tulosten perusteella voitiin todeta, että mallit onnistuvat hinnoittelemaan war-rantteja paremmin lyhyen ajan päähän mallien kalibroinnista. Tulokset vaihte-livat suuresti eri vuosien välillä eikä minkään käytetyn mallin nähty suoriutu-van systemaattisesti muita malleja paremmin.

Forecasting of wind speeds and directions with artificial neural networks

In this master’s thesis, wind speeds and directions were modeled with the aim of developing suitable models for hourly, daily, weekly and monthly forecasting. Artificial Neural Networks implemented in MATLAB software were used to perform the forecasts. Three main types of artificial neural network were built, namely: Feed forward neural networks, Jordan Elman neural networks and Cascade forward neural networks. Four sub models of each of these neural networks were also built, corresponding to the four forecast horizons, for both wind speeds and directions. A single neural network topology was used for each of the forecast horizons, regardless of the model type. All the models were then trained with real data of wind speeds and directions collected over a period of two years in the municipal region of Puumala in Finland. Only 70% of the data was used for training, validation and testing of the models, while the second last 15% of the data was presented to the trained models for verification. The model outputs were then compared to the last 15% of the original data, by measuring the mean square errors and sum square errors between them. Based on the results, the feed forward networks returned the lowest generalization errors for hourly, weekly and monthly forecasts of wind speeds; Jordan Elman networks returned the lowest errors when used for forecasting of daily wind speeds. Cascade forward networks gave the lowest errors when used for forecasting daily, weekly and monthly wind directions; Jordan Elman networks returned the lowest errors when used for hourly forecasting. The errors were relatively low during training of the models, but shot up upon simulation with new inputs. In addition, a combination of hyperbolic tangent transfer functions for both hidden and output layers returned better results compared to other combinations of transfer functions. In general, wind speeds were more predictable as compared to wind directions, opening up opportunities for further research into building better models for wind direction forecasting.

Suomalaisten pienten ja keskisuurten osakeyhtiöiden konkurssin ennustaminen tilinpäätöstietojen avulla

Tämän tutkimuksen tavoitteena on selvittää, voidaanko yritysten tilinpäätöstiedoista löytää sellaisia muuttujia, jotka pystyvät ennustamaan yritysten konkursseja ja onko yrityksen kannattavuudella, vakavaraisuudella ja maksuvalmiudella kaikilla yhtä suuri merkitys konkurssin ennustamisessa. Lisäksi tavoitteena on verrata mitkä eri muuttujat selittävät konkurssia eri vuosina. Tutkimus toteutetaan luomalla viidelle vuodelle ennen konkurssia ennustusmallit käyttäen logistista regressiota. Tutkimus on rajattu koskemaan suomalaisia pieniä ja keskisuuria osakeyhtiöitä. Tutkimuksessa käytetty aineisto koostuu vuonna 2012 konkurssiin menneistä yrityksistä ja näille satunnaisotannalla valituista toimivista vertailuyrityksistä. Tutkimuksesta on rajattu pois nuoret, alle neljä vuotta toimineet yritykset, koska näiden konkurssiprosessit eroavat jo pidemmän aikaa toimineiden yritysten konkursseista.

Energy and Dynamics of the solar agricultural robot "SolarSprayer"

The main objective of the present study was to design an agricultural robot, which work is based on the generation of the electricity by the solar panel. To achieve the proper operation of the robot according to the assumed working cycle the detailed design of the main equipment was made. By analysing the possible areas of implementation together with developments, the economic forecast was held. As a result a decision about possibility of such device working in agricultural sector was made and the probable topics of the further study were found out.

Suorituskykymittariston rakentaminen ja kehittämisen haasteet öljyliiketoiminta-alan logistisessa organisaatiossa

Yrityksen oman toiminnan ja tehokkuuden analysointi mittaamalla sen suoritus-kykyä on yritysjohdolle oiva keino saada parempi tietoisuus resurssikäytöstä ja strategian toteutumisesta. Aiemmat tutkimukset ovat osoittaneet, että perinteinen taloudellisen tiedon seuranta ei itsessään riitä liiketoiminnan kattavassa seuran-nassa. Tutkimuksen tavoitteena oli rakentaa suorituskykymittaristo öljyliiketoiminta-alan logistiseen organisaatioon siten, että mittaristo täyttää organisaation mittaamisen päämäärät mahdollisimman tehokkaasti. Suorituskykymittariston osa-alueet ra-kennettiin kohdeorganisaation kriittisten menestystekijöiden perusteella luotujen näkökulmien avulla. Kohdeorganisaation erityspiirteenä oli toiminta osana toimi-tusketjua, johon kuuluivat öljytuotteiden varastointi ja hallittu logistinen operointi perustuen alan standardeihin. Rakennettu suorituskykymittaristo keskittyi turvalli-suus-, kustannustehokkuus- ja tuotehallintatekijöihin tähtäimenä organisaation strategiset tavoitteet. Tutkimus jakaantui teoria- ja empiriaosuuteen. Teoriaosassa tarkasteltiin suoritus-kyvyn mittaamisen merkitystä, suorituskykymittariston rakentamista ja suoritus-kyvyn mittaamisen keskeisiä haasteita. Empiriaosuudessa kerrottiin kohdeorgani-saation erityispiirteet ja kuvattiin suorituskykymittariston kehittäminen kohdeor-ganisaatiossa. Käytetyn tapaustutkimusmenetelmän avulla nostettiin esiin suori-tuskyvyn mittaamisen haasteita ratkaisuineen. Kohdeorganisaation suorituskyvyn mittaamisesta kerätty tieto päädyttiin koosta-maan kerran kuukaudessa päivitettävälle tuloskortille organisaation controllerin toimesta. Tuloskortin rakentamis- ja kehitystyö toteutettiin kahden vuoden aikana. Sen tärkeimmät mittarit pohjautuivat turvallisuuden, kustannustehokkuuden ja käyttöomaisuuden kriittisiin menestystekijöihin, jotka heijastuivat organisaation strategiasta. Tuloskortista saatiin toimiva työkalu johdon käyttöön. Tutkimuksen jatkokehityskohteiksi jäivät tuloskortin kevyempi kuukausipäivitys ja ennustemit-tareiden kehittäminen strategian seurannan tueksi.

The demand-supply balancing process in supply chain management - case mining & metals industry equipment

The aim of this thesis is to search how to match the demand and supply effectively in industrial and project-oriented business environment. The demand-supply balancing process is searched through three different phases: the demand planning and forecasting, synchronization of demand and supply and measurement of the results. The thesis contains a single case study that has been implemented in a company called Outotec. In the case study the demand is planned and forecasted with qualitative (judgmental) forecasting method. The quantitative forecasting methods are searched further to support the demand forecast and long term planning. The sales and operations planning process is used in the synchronization of the demand and supply. The demand forecast is applied in the management of a supply chain of critical unit of elemental analyzer. Different meters on operational and strategic level are proposed for the measurement of performance.

Accuracy improvement of a demand forecasting model

This research concerns different statistical methods that assist to increase the demand forecasting accuracy of company X’s forecasting model. Current forecasting process was analyzed in details. As a result, graphical scheme of logical algorithm was developed. Based on the analysis of the algorithm and forecasting errors, all the potential directions for model future improvements in context of its accuracy were gathered into the complete list. Three improvement directions were chosen for further practical research, on their basis, three test models were created and verified. Novelty of this work lies in the methodological approach of the original analysis of the model, which identified its critical points, as well as the uniqueness of the developed test models. Results of the study formed the basis of the grant of the Government of St. Petersburg.

Net working capital estimation model in project business

The objective of this Master’s thesis is to develop a model which estimates net working capital (NWC) monthly in a year period. The study is conducted by a constructive research which uses a case study. The estimation model is designed in the need of one case company which operates in project business. Net working capital components should be linked together by an automatic model and estimated individually, including advanced components of NWC for example POC receivables. Net working capital estimation model of this study contains three parts: output template, input template and calculation model. The output template gets estimate values automatically from the input template and the calculation model. Into the input template estimate values of more stable NWC components are inputted manually. The calculate model gets estimate values for major affecting components automatically from the systems of a company by using a historical data and made plans. As a precondition for the functionality of the estimation calculation is that sales are estimated in one year period because the sales are linked to all NWC components.