The role of product features on buyer-supplier collaboration in packaging industry

The thesis presents the study relative to the collaboration between suppliers and buyers in packaging industry with the impact of product features. The main purpose of this study is to examine the importance of product characteristics on collaboration to develop better packaging and to figure out how buyer-supplier collaboration in the supply chain perspectives is conducted and managed in packaging industry. The theoretical part reviewed some basic frameworks of collaboration including the scopes and levels of collaboration, risks as well as powers of collaboration, relationship and some key factors for successful collaboration. Followed by the overviews of packaging industry with the main issues related to product characteristics in packaging. By using the qualitative method, secondary data consisting of articles, reports, websites and primary data through interviewing some well-known packaging companies and case companies are collected in the thesis. The empirical result emphasized the importance of product features’ analysis in packaging industry since it plays a central role in the materials, design process, production and innovation with the role of collaboration. Collaboration in packaging is vital for packaging companies to survive and grow in the competitive environment. Finally, some key factors for effective collaboration were summarized based on the perspectives of packaging companies. It is highly recommend building a long-run collaboration with their customers due to undeniable benefits With increasingly importance of collaboration in packaging industry, further studies may be conducted.

Keskeiset suorituskyvyn mittarit asiantuntijaorganisaation strategialähtöisessä tulosyksikköohjauksessa

The subject of the study is a performance measurement system design of a profit center guided expert organization. Successful performance measurement system allows management to focus on the most important issues and guide the opera-tion of activities towards the objectives. The aim of this study is to examine the profit center organization´s performance measurement, what are the challenges associated with the scorecard, which issues the planning process should take into account, in the case of an expert organization. The study was conducted as a qualitative case study, for a one case study organ-ization. The study was made by interviewing personnel from top management to experts in the case organization. Balanced Scorecard as well as ready-made in-strument implementation models, that are presented in the theoretical part of the study, are being used as the design of the indicators. The target company's performance has been measured so far mainly on financial measures and there have also occasionally been measured employee satisfaction and customer satisfaction. The design of the indicators focused on non-economic, and mainly in the organization´s internal performance measurement. Learning and growth, client and processes were elected as the specific perspectives. The or-ganization's vision and strategy were the basis of the perspectives and the suc-cess factors. The thesis ends on selected indicator proposals derived from the success factors and on proposal for further actions for the case organization. Goal-setting, communication and staff commitment rose as matters should be taken into account in the design process. The results of the empirical study are consistent with the theory.

Tuotesuunnittelu direktiiviperustaisesti

Onnistuneen tuotekehitysprojektin läpivieminen vaatii huolellisen alkusuunnittelun ennen varsinaista tuotteen kehityksen aloitusta. Projektin läpiviemiseksi esitetään usein malleja joissa tuotekehitysprojektissa edetään yksi vaihe kerrallaan ja siirrytään seuraavaan vasta, kun edellinen on valmis. Tämän perinteisen mallin rinnalle on tullut DFMA-suunnittelu, jossa murretaan kommunikaatiomuuri suunnittelun ja valmistuksen väliltä ja useita vaiheita tehdään samanaikaisesta. Näin saadaan valmistus- ja kokoonpanoystävällisiä tuotteita, joilla tuotteesta saatava kate voidaan maksimoida samalla kun tuotteen laatua saadaan parannettua. Teknisen kehityksen lisäksi on tuotekehitysprosessissa erottamattomana osana direktiivien asettamien vaatimusten huomioon ottaminen. Jo lähes kaikissa tuotteissa on oltava CE-merkintä. CE-merkinnällä tuotteen valmistaja ottaa täyden vastuun siitä, että tuote täyttää sitä koskevien direktiivien asettamat vaatimukset vaatimustenmukaisuudesta. Direktiivien asettamat vaatimukset on hyvä tiedostaa jo tuotteen suunnittelun alkuvaiheista lähtien, jotta nämä osataan ottaa heti huomioon ja jälkikäteen tehtäviltä muutoksilta vältytään. Teknisten ratkaisujen lisäksi tuotteen dokumentoinnilla on suuri rooli vaatimustenmukaisuuden täyttämisessä. Tuotteesta tulee koota tekninen tiedosto, joka sisältää kaikki tarpeelliset dokumentit, joilla tuotteen vaatimustenmukaisuus voidaan todeta. Teknisen tiedoston vaatimukset on hyvä tiedostaa jo suunnittelun alusta lähtien, jotta tarvittavat dokumentit osataan kerätä projektin aikana tekniseen tiedostoon. Tässä työssä kehitettiin peltier-jäähdytin, jollaiselle asiakkailta saadun palautteen perusteella oli markkinoilla tarve. Jäähdyttimen suunnittelussa käytettiin DFMA:n keinoja yksinkertaistamaan kokoonpanoa. Jäähdyttimelle tehtiin vaatimustenmukaisuustarkastelu, missä tarkasteltiin peltier-jäähdytintä koskevien direktiivien asettamia vaatimuksia ja mitä asioita näiden vaatimusten täyttämiseksi tuli huomioida.

Sähkömekaanisen turvalaakerirakenteen suunnittelu

Turvalaakereita käytetään suojaamaan aktiivisia magneettilaakereita vikatilanteiden tapahtuessa. Tässä kandidaatintyössä suunniteltiin erilaisia ratkaisuja toteuttaa turvalaakerin toiminta sähkömekaanisella toimilaitteella. Työn tarkoituksena oli löytää uusia tapoja toteuttaa turvalaakerin rakenne. Uusilla ratkaisuilla poistettiin turvalaakereille ominaisia ongelmia. Suunnittelussa käytettiin perinteisiä koneensuunnittelun menetelmiä. Menetelmien tarkoitus oli mahdollistaa järjestelmällinen suunnittelu. Tässä työssä myös kirjallisuuskatsaus toimi yhtenä suunnittelun vaiheena. Tuloksiksi saatiin hahmotelmia ja 3D-malleja. Tulokset poikkesivat tavanomaisista turvalaakereiden rakenteista. Tuloksissa huomioitiin, että tässä työssä ei suunnitella valmista tuotetta. Suunniteltujen turvalaakereiden toiminta perustui mekanismeihin, jotka toivat mukanaan uusia ominaisuuksia. Sähkömekaanisen toimilaitteen sijoittaminen mekanismeihin oli kuitenkin vaikeaa. Työn tulokset avasivat uusia näkökulmia turvalaakerirakenteiden jatkokehittämiseen.

Pulssitettu laserablaatio mikrofluidisten kanavistojen sarjatuotantomenetelmänä

Puolijohteiden yleistyttyä vuodesta 1948 alkaen, ovat elektroniset laitteet pienentyneet jatkuvasti tehojen kuitenkin kasvaessa. Kasvaneet tehotiheydet kuitenkin vaikeuttavat laitesuunnittelua, sillä puoljohdekomponenttien suorituskyvylle ja eliniälle on oleellista lämpötilojen ja lämpötilavaihteluiden minimointi. Perinteisen ilmajäähdytyksen lähestyessä rajojaan niin kokonaistehon kuin järkevän energiatehokkuudenkin suhteen, on parhaaksi seuraavaksi teknologiaksi ennustettu kaksifaasijäähdytystä, jonka suorituskyky ja energiatehokkuus ovat vaaditulla tasolla. Kaksifaasijäähdytyksen optimaaliselle toiminnalle tärkeää on hyvin suunniteltu ja tarkasti valmistettu lämmönsiirtopinta, jota kutsutaan mikrokanavistoksi. Pulssitettu laserkaiverrus on edistynyt valmistustekniikka, jonka tarkkuus ja luotettavuus sopisivat mikrokanavistojen valmistamiseen. Laserkaiverruksella saavutettavat lopputulokset vaihtelevat kuitenkin materiaalista riippuen ja kupari – jota käytetään yleisesti lämmönjohteena – on eräs huonoimmin lasertyöstöön reagoivista materiaaleista ja siksi on oleellista selvittää laser-kaiverruksen toimivuutta kuparisten mikrokanavistojen valmistuksessa. Pulssitetun laser-kaiverruksen eri variaatioista nanosekunti-luokan pulssinpituuksilla toimivat laitteet ovat jatkuvan tuotannon kannalta paras vaihtoehto niiden hyvän tuottavuuden, saatavuuden sekä kohtuullisen alkuinvestoinnin vuoksi. Käytännön kaiverruskokeiden perusteella selvisi, että menetelmä on laatunsa ja tarkkuutensa puolesta sopiva varsinaiseen tuotantoon. Kaiverruksen tehokkuus kuparia työstettäessä on kuitenkin ennakoituakin heikompi ja niin valmistus- kuin suunnitelu-prosessikin vaativat vielä jatkotutkimusta ja -kehitystä.

Käytettävyyssuunnittelun teoria ja käytäntö: Tapaustutkimus huonekalujen verkkokaupasta

Käytettävien ohjelmistojen suunnittelu tuo hyötyjä loppukäyttäjälle sekä muille sidosryhmille. Verkkokaupassa käytettävyys on elintärkeää, koska asiakkaat vaihtavat helposti seuraavalle sivustolle, mikäli he eivät löydä etsimäänsä. Tutkimusten mukaan käytettävyys vaikuttaa ostopäätöksen tekemiseen. Lisäksi käytettävyydellä on merkitystä asiakastyytyväisyyteen, joka taas vaikuttaa asiakasuskollisuuteen. Tässä tutkielmassa tutkittiin, miten käytettävyyttä suunnitellaan käytännössä verrattuna teoreettisiin suosituksiin. Tapaustutkimuksen kohteena oli huonekaluja myyvän kansainvälisen yrityksen verkkokaupan uudistamiseen tähtäävä projekti. Uudistamistarve nousi aikaisemman verkkokauppaversion puutteellisesta käytettävyydestä. Projekti toteutettiin ketterällä Scrum-menetelmällä. Empiirinen aineisto kerättiin puolistrukturoitujen haastattelujen avulla. Haastateltavat olivat käyttökokemuksen suunnitteluun osallistuvia henkilöitä. Haastattelujen teemat laadittiin teoreettisen aineiston pohjalta. Teoreettisessa osuudessa tutkittiin käytettävyyden suunnitteluun liittyviä periaatteita, prosessia ja menetelmiä. Aikaisemmasta tutkimuksesta löydettiin 12 periaatetta, jotka tukevat ja luonnehtivat käyttäjäkeskeistä suunnittelua. Käytettävyyttä suunnitellaan käyttäjäkeskeisen prosessin avulla. Eri prosessimallit pitivät keskeisinä asioina käyttökontekstin määrittelyä ja ymmärtämistä, mitattavia käytettävyysvaatimuksia, suunnitteluratkaisujen empiiristä arviointia sekä suunnitteluprosessin iteratiivisuutta. Lisäksi tarkasteltiin, mitä suunnittelumenetelmiä tutkijat ehdottavat käytettävyyden suunnitteluun ja mitä kyselytutkimusten perusteella todellisuudessa käytetään. Verkkokauppaprojektissa käytettävyyden suunnittelu erosi osittain teoreettisista suosituksista. Käyttökontekstitietoa ei ollut kaikilla projektiin osallistuvilla, eikä käytettävyysvaatimuksia ollut asetettu teorian tarkoittamalla tavalla. Yhtäläisyyksiäkin löytyi. Verkkokauppaprojektissa suunnitteluratkaisuja arvioitiin empiirisesti todellisten käyttäjien edustajien avulla. Suunnitteluprosessi oli iteratiivinen eli suunnitteluratkaisuja oltiin valmiita muuttamaan arvioinnin tuloksena. Tutkimuksen perusteella suositellaan, että verkkokauppaprojektissa parannettaisiin kommunikointia, koska käyttökontekstitieto ei saavuttanut kaikkia projektissa työskenteleviä. Teorian tulisi entisestään korostaa kommunikoinnin tärkeyttä. Tutkimuksen perusteella esitetään myös, että teoria ohjaisi paremmin vaatimusmäärittelyjen tekemiseen käytännössä. Avainsanat: Käytettävyys, käyttäjäkeskeinen suunnittelu, käytettävyyden periaatteet, käytettävyyden suunnittelumenetelmät, ketterä ohjelmistokehitys, tapaustutkimus

Asiakkaan osallistuminen innovaatio- ja tuotekehitysprosessiin

Tässä tutkimuksessa tarkastellaan asiakkaan ja valmistajan osallistumista yhteistoiminnalliseen innovaatio- ja tuotekehitysprosessiin ja sen vaikutuksia yritysten kilpailukykyyn. Asiakaslähtöinen avoin innovaatio- ja tuotekehitystoiminta on yksi merkittävä kilpailuedun lähde, sillä se mahdollistaa tuotevariaatioiden nopeamman lanseerauksen ja asiakastarpeiden huomioimisen tuotekehitystoiminnassa. Tämän empiirisen tutkimuksen tavoitteena oli selvittää millä tavoin kulutustavaroihin kuuluvien muoti- ja sportvaatteiden suunnittelussa yhteistoiminnallinen innovaatio- ja tuotekehitystoiminta on mahdollista toteuttaa ja miten sitä voidaan hallita. Tutkimus toteutettiin kvalitatiivisena tapaustutkimuksena. Empiirinen aineisto kerättiin teemahaastatteluina tapausorganisaatiosta. Yhteistoiminnallisesta kehittämisestä ei ole olemassa yhtä kattavaa teoriaa, jota voitaisiin hyödyntää. Tämän vuoksi yritysten on luotava itse yhteistoiminnallisen innovaation ja tuotekehityksen viitekehys, joka parhaiten palvelee liiketoiminnan tarpeita. Viitekehys ja käytettävät menetelmät sekä yhteistoiminnallisuutta tukevat työvälineet ovat riippuvaisia mm. toimialasta ja sen markkinatilanteesta, liiketoimintamalleista, yrityksen toimintaympäristöstä, asiakkaista ja kehittämisen kohteeksi valitusta tuotealueesta. Empiirinen tutkimus osoittaa, että yhteistoiminnallinen innovaatio voi olla kilpailuedun lähde sekä valmistajille että asiakkaalle, mutta vaatii aina yrityskohtaista sopeuttamista. Tutkimuksen mukaan hyvin johdettu yhteistyömalli, oikeat tuotevalinnat ja asiakasinformaation monipuolinen hyödyntäminen vaikuttavat positiivisesti kehittämisprojektin tuloksiin.

Pk-yritysten ympäristöllisen kestävyyden kehittäminen palvelumuotoilua hyödyntäen

Ympäristöllinen kestävyys on ajankohtaisempi asia kuin koskaan ja sen merkitys yritysten yhtenä kestävyyden osa-alueena kasvaa jatkuvasti. Erityisesti suuret yritykset pyrkivät erottumaan kilpailijoistaan ympäristöllisen kestävyyden avulla, mutta myös pk-yritykset olisi tärkeää saada mukaan toiminnan kehittämiseen. Aikaisemmat tutkimukset yritysten ympäristöllisestä kestävyydestä ovat keskittyneet pääosin käytössä oleviin menetelmiin ja kestävyyden kehittämisen suurimpiin haasteisiin. Tärkeää olisi tutkia myös sitä, miten pk-yritykset saataisiin mukaan kehittämään toimintaansa ympäristöllisesti kestävämmäksi. Tähän pyritään löytämään vastauksia tässä diplomityössä. Diplomityön tarkoituksena on tutkia sitä, millä tavoin pk-yritykset haluavat kehittää toimintaansa ympäristöllisesti kestävämmäksi. Työn tavoitteena on suunnitella pk-yritysten tarpeita vastaava palvelukonsepti niiden ympäristöllisen kestävyyden kehittämiseksi. Tutkimuksessa hyödynnetään palvelumuotoilua ja sen prosessin kolmea ensimmäistä vaihet-ta: asiakasymmärryksen hankintaa, luovaa ideointia sekä palvelukonseptin kehittämistä. Tutkimus on laadullinen tutkimus, jonka tutkimusmetodina toimii palvelumuotoilun tärkein osa-alue eli yhteissuunnittelu. Yhteissuunnittelu toteutettiin visuaalisten työpajojen avulla suunnitteluun osallistuvien pk-yritysten kanssa. Tutkimuksen tuloksena saatiin suunniteltua pk-yritysten tarpeisiin räätälöity palvelukonsepti niiden ympäristöllisen kestävyyden kehittämiseksi. Palvelun tärkeimpiä ominaisuuksia ovat jatkuva tiedon lisääminen, kokonaisuuden hahmottamista helpottava visuaalisuus sekä palvelun virallisiin standardeihin pohjautuva kokonaisuus. Lisäksi palvelu mahdollistaa toiminnan kehittämisen pienin askelin sen porrastetun menetelmän ansiosta. Yksi tärkeä ominaisuus on myös palvelun tarjoama mahdollisuus tietojen helppoon ja nopeaan doku-mentointiin sekä jalostamiseen.

Ecosystem architecture design: endogenous and exogenous structural properties

The aim of this dissertation is to bridge and synthesize the different streams of literature addressing ecosystem architecture through a multiple‐lens perspective. In addition, the structural properties of and processes to design and manage the architecture will be examined. With this approach, the oft‐neglected actor‐structure duality is addressed and both the position and structure, and action and process are under scrutiny. Further, the developed framework and empirical evidence offer valuable insights on how firms collectively create value and individually appropriate value. The dissertation is divided into two parts. The first part comprises a literature review, as well as the conclusions of the whole study, and the second part includes six research publications. The dissertation is based on three different reasoning logics: abduction, induction and deduction; related qualitative and quantitative methodologies are utilized in the empirical examination of the phenomenon in the information and communication technology industry. The results suggest firstly that there are endogenous and exogenous structural properties of the ecosystem architecture. Out of these, the former ones can be more easily influenced by a particular actor whereas the latter ones are taken more or less for granted. Secondly, the exogenous ecosystem design properties influence the value creation potential of the ecosystem whereas the endogenous ecosystem design properties influence the value appropriation potential of a particular actor in the ecosystem. Thirdly, the study suggests that there is a relationship between endogenous and exogenous structural properties in that the endogenous properties can be leveraged to create and reconfigure the exogenous properties whereas the exogenous properties prose opportunities and restrictions on the use of endogenous properties. In addition, the study suggests that there are different emergent and engineered processes to design and manage ecosystem architecture and to influence both the endogenous and exogenous structural properties of ecosystem architecture. This study makes three main contributions. First, on the conceptual level, it brings coherence and direction to the fast growing body of literature on novel inter‐organizational arrangements, such as ecosystems. It does this by bridging and synthetizing three different streams of literature, namely the boundary, design and orchestration conception. Secondly, it sets out a framework that enhances our understanding of the structural properties of ecosystem architecture; of the processes to design and manage ecosystem architecture; and of their influence on the value creation potential of the ecosystem and the value capture potential of a particular firm. Thirdly, it offers empirical evidence of the structural properties and processes.

Computational studies for the design of process equipment with complex geometries

This study combines several projects related to the flows in vessels with complex shapes representing different chemical apparata. Three major cases were studied. The first one is a two-phase plate reactor with a complex structure of intersecting micro channels engraved on one plate which is covered by another plain plate. The second case is a tubular microreactor, consisting of two subcases. The first subcase is a multi-channel two-component commercial micromixer (slit interdigital) used to mix two liquid reagents before they enter the reactor. The second subcase is a micro-tube, where the distribution of the heat generated by the reaction was studied. The third case is a conventionally packed column. However, flow, reactions or mass transfer were not modeled. Instead, the research focused on how to describe mathematically the realistic geometry of the column packing, which is rather random and can not be created using conventional computeraided design or engineering (CAD/CAE) methods. Several modeling approaches were used to describe the performance of the processes in the considered vessels. Computational fluid dynamics (CFD) was used to describe the details of the flow in the plate microreactor and micromixer. A space-averaged mass transfer model based on Fick’s law was used to describe the exchange of the species through the gas-liquid interface in the microreactor. This model utilized data, namely the values of the interfacial area, obtained by the corresponding CFD model. A common heat transfer model was used to find the heat distribution in the micro-tube. To generate the column packing, an additional multibody dynamic model was implemented. Auxiliary simulation was carried out to determine the position and orientation of every packing element in the column. This data was then exported into a CAD system to generate desirable geometry, which could further be used for CFD simulations. The results demonstrated that the CFD model of the microreactor could predict the flow pattern well enough and agreed with experiments. The mass transfer model allowed to estimate the mass transfer coefficient. Modeling for the second case showed that the flow in the micromixer and the heat transfer in the tube could be excluded from the larger model which describes the chemical kinetics in the reactor. Results of the third case demonstrated that the auxiliary simulation could successfully generate complex random packing not only for the column but also for other similar cases.

Design of adjustable packaging line

Diplomityön tavoite oli tutkia, mitä toimintoja ja tekniikoita uusi, joustava kartonkipakkauslinja sisältää ja mitkä suuntaukset pakkausteollisuudessa tulevat olemaan tärkeitä tulevaisuudessa. Pakkauslinjan päätoimintoja tarkasteltiin nykyisten jatulevaisuuden tekniikoiden pohjalta. Erityisesti tarkasteltiin laser-sovellusten käytön mahdollisuutta pakkauslinjan eri osatoiminnoissa. Katsaus pakkausteollisuuden tulevaisuuden näkymiin luotiin kirjallisuuden ja aikaisempien tutkimusten pohjalta, minkä perusteella työssä oletetaan, että yksilölliset ja monitoimipakkaukset tulevat lisääntymään tulevaisuudessa. Eri tuotantoerien välillä olevat asetusajat tulee saada minimoitua, mutta millä keinoin joustavuus on saavutettavissa? Yksi ratkaisu pakkausten valmistamisessa on käyttää robottisolua, mikä on mahdollista luultavasti ainakin kuppimuotoisten pakkausten kohdalla. Muutenkin robotiikka on lisääntymässä pakkausteollisuudessa. Digitaalisten painotekniikoiden kehitys on mahdollistanut yksilölliset painatukset. Tulevaisuudessa painatus on mahdollista tehdä pakkauslinjan loppupäässä, jopa vasta täytön ja suljennan jälkeen. Laserleikkaus on jo nyt käytössä, mutta tulevaisuudessa myös saumaus ja perinteinen nuuttaus on mahdollista tehdä lasersovelluksia käyttäen. Kehittynyt, väyläpohjainen ohjausjärjestelmä on tulevaisuudessa välttämätön joustavassa pakkauslinjassa. Internetin välityksellä toimiva etäohjattu virheenkorjausdiagnostiikka tulee myös olemaan itsestäänselvyys tulevaisuudessa. Kustannussäästöjä voidaan saavuttaa käyttämälläpakkauslinjassa modulaarista rakennetta. Standardiosien ja standardiosajärjestelmien käyttäminen pienentää myös käyttö- ja huoltokustannuksia. Tärkeää on kuitenkin muistaa, ettei joustavuutta voida saavuttaa pelkästään yhtä ominaisuutta tai tekniikkaa hyödyntäen vaan monia menetelmiä yhdistäen. Suunniteltavan pakkauslinjan toiminta on myös hyvä varmistaa käyttäen apuna mallinnusta ja simulointia.

A Graphical Pattern Editor for Java Frameworks

Ohjelmistojen uudelleenkäyttö on hyvin tärkeä käsite ohjelmistotekniikan alueella.Ohjelmistojen uudelleenkäyttötekniikat parantavat ohjelmistokehitysprosessin laatua. Yleisiä ratkaisuja sekä ohjelmiston suunnittelun että arkkitehtuurin uudelleenkäyttöön ovat olio-ohjelmointi ja sovelluskehykset. Tähän asti ei ole ollut olemassa yleisiä tapoja sovelluskehysten erikoistamiseen. Monet nykyääntunnetuista sovelluskehyksistä ovat hyvin suuria ja mutkikkaita. Tällaisten sovelluskehyksien käyttö on monimutkaista myös kokeneille ohjelmoijille. Hyvin dokumentoidut uudelleenkäytettävät sovelluskehyksen rajapinnat parantavat kehyksen käytettävyyttä ja tehostavat myös erikoistamisprosessiakin sovelluskehyksen käyttäjille. Sovelluskehyseditori (framework editor, JavaFrames) on prototyyppityökalu, jota voidaan käyttää yksinkertaistamaan sovelluskehyksen käyttöä. Perusajatus JavaFrames lähestymistavassa ovat erikoistamismallit, joita käytetään kuvamaan sovelluskehyksen uudelleenkäytettäviä rajapintoja. Näihin malleihin perustuen JavaFrames tarjoaa automaattisen lähdekoodi generaattorin, dokumentoinninja arkkitehtuurisääntöjen tarkistuksen. Tämä opinnäyte koskee graafisen mallieditorin kehittämistä JavaFrames ympäristöön. Työssä on laadittu työkalu,jonka avulla voidaan esittää graafisesti erikoistamismalli. Editori sallii uusien mallien luomisen, vanhojen käyttämättä olevien poistamisen, kuten myös yhteyksien lisäämisen mallien välille. Tällainen graafinen tuki JavaFrames ympäristöönvoi huomattavasti yksinkertaistaa sen käyttöä ja tehdä sovellusten kehittämisprosessista joustavamman.

Design of a Condition Monitoring System for a Glass Wool Production Line

Työn tarkoituksena oli suunnitella kunnonvalvontajärjestelmä kahdelle lasivillan tuotantolinjalle. Suunnitteluprosessin lisäksi työssä on esitelty erilaisia kunnonvalvontamenetelmiä. Työn alussa on kerrottu erilaisista kunnonvalvontamenetelmistä, joilla voidaan seurata erilaisten laitteiden ja koneiden toimintakuntoa.Erityisesti työssä on tarkasteltu teollisuudessa yleistyviä kunnonvalvonnan värähtelymittauksia. Työssä suunniteltu kunnonvalvontajärjestelmä perustuu viiteen eri menetelmään, jotka ovat värähtelymittaus, lämpötilanmittaus lämpökameralla, lämpötilanmittaus kannettavalla mittarilla, kuuntelu elektronisella stetoskoopilla ja pyörivien osien kunnontarkkailu stroboskoopilla. Kunnonvalvontajärjestelmän suunnittelu on tehty useassa eri vaiheessa. Ensin työssä on kartoitettu tuotannon kannalta tärkeimmät laitteet ja niiden mahdolliset vikaantumistavat. Seuraavaksi on valittu sopivat kunnonvalvontamenetelmät ja tehty mittaussuunnitelma, jossa on esitetty eri laitteille suoritettavat mittaukset ja mittausten aikavälit.Lopuksi työssä on esitelty muutama esimerkkitapaus kunnonvalvontamenetelmien käytöstä sekä kerrottu mahdollisista tulevaisuuden kehitysmahdollisuuksista.

FPGA-Based Control Design for Power Electronic Applications

Tehoelektoniikkalaitteella tarkoitetaan ohjaus- ja säätöjärjestelmää, jolla sähköä muokataan saatavilla olevasta muodosta haluttuun uuteen muotoon ja samalla hallitaan sähköisen tehon virtausta lähteestä käyttökohteeseen. Tämä siis eroaa signaalielektroniikasta, jossa sähköllä tyypillisesti siirretään tietoa hyödyntäen eri tiloja. Tehoelektroniikkalaitteita vertailtaessa katsotaan yleensä niiden luotettavuutta, kokoa, tehokkuutta, säätötarkkuutta ja tietysti hintaa. Tyypillisiä tehoelektroniikkalaitteita ovat taajuudenmuuttajat, UPS (Uninterruptible Power Supply) -laitteet, hitsauskoneet, induktiokuumentimet sekä erilaiset teholähteet. Perinteisesti näiden laitteiden ohjaus toteutetaan käyttäen mikroprosessoreja, ASIC- (Application Specific Integrated Circuit) tai IC (Intergrated Circuit) -piirejä sekä analogisia säätimiä. Tässä tutkimuksessa on analysoitu FPGA (Field Programmable Gate Array) -piirien soveltuvuutta tehoelektroniikan ohjaukseen. FPGA-piirien rakenne muodostuu erilaisista loogisista elementeistä ja niiden välisistä yhdysjohdoista.Loogiset elementit ovat porttipiirejä ja kiikkuja. Yhdysjohdot ja loogiset elementit ovat piirissä kiinteitä eikä koostumusta tai lukumäärää voi jälkikäteen muuttaa. Ohjelmoitavuus syntyy elementtien välisistä liitännöistä. Piirissä on lukuisia, jopa miljoonia kytkimiä, joiden asento voidaan asettaa. Siten piirin peruselementeistä voidaan muodostaa lukematon määrä erilaisia toiminnallisia kokonaisuuksia. FPGA-piirejä on pitkään käytetty kommunikointialan tuotteissa ja siksi niiden kehitys on viime vuosina ollut nopeaa. Samalla hinnat ovat pudonneet. Tästä johtuen FPGA-piiristä on tullut kiinnostava vaihtoehto myös tehoelektroniikkalaitteiden ohjaukseen. Väitöstyössä FPGA-piirien käytön soveltuvuutta on tutkittu käyttäen kahta vaativaa ja erilaista käytännön tehoelektroniikkalaitetta: taajuudenmuuttajaa ja hitsauskonetta. Molempiin testikohteisiin rakennettiin alan suomalaisten teollisuusyritysten kanssa soveltuvat prototyypit,joiden ohjauselektroniikka muutettiin FPGA-pohjaiseksi. Lisäksi kehitettiin tätä uutta tekniikkaa hyödyntävät uudentyyppiset ohjausmenetelmät. Prototyyppien toimivuutta verrattiin vastaaviin perinteisillä menetelmillä ohjattuihin kaupallisiin tuotteisiin ja havaittiin FPGA-piirien mahdollistaman rinnakkaisen laskennantuomat edut molempien tehoelektroniikkalaitteiden toimivuudessa. Työssä on myösesitetty uusia menetelmiä ja työkaluja FPGA-pohjaisen säätöjärjestelmän kehitykseen ja testaukseen. Esitetyillä menetelmillä tuotteiden kehitys saadaan mahdollisimman nopeaksi ja tehokkaaksi. Lisäksi työssä on kehitetty FPGA:n sisäinen ohjaus- ja kommunikointiväylärakenne, joka palvelee tehoelektroniikkalaitteiden ohjaussovelluksia. Uusi kommunikointirakenne edistää lisäksi jo tehtyjen osajärjestelmien uudelleen käytettävyyttä tulevissa sovelluksissa ja tuotesukupolvissa.

Component Architecture for Context-Aware Applications

Mobiililaitteisiin tehdyt sovellukset ovat nykyään laajassa käytössä. Mobiilisovellukset tarjoavat käyttäjälleen usein tietyn ennalta määritellyn toiminnallisuuden eivätkä ne pysty mukautumaan vaihtelevaan käyttöympäristöönsä. Jos sovellus olisi tietoinen käyttöympäristöstään ja sen muutoksista, se voisi tarjota käyttäjälleen tilanteeseen sopivia ominaisuuksia. Käyttöympäristöstään tietoiset hajautetut sovellukset tarvitsevat kuitenkin huomattavasti perinteisiä sovelluksia monimutkaisemman arkkitehtuurin toimiakseen. Tässä työssä esitellään hajautetuille ja kontekstitietoisille sovelluksille tarkoitettu ohjelmistoarkkitehtuuri. Työ perustuu Oulun yliopiston CAPNET-tutkimusprojektissa kehitettyyn, mobiilisovelluksille tarkoitettuun arkkitehtuuriin. Tämän työn tarkoituksena on tarjota ratkaisuja niihin puutteisiin, jotka tulivat esille CAPNET-arkkitehtuurin kehitys- ja testausvaiheessa. Esimerkiksi arkkitehtuurin komponenttien määrittelyä tulisi tarkentaa ja ne tulisi jakaa horisontaalisiin kerroksiin niiden ominaisuuksien ja alustariippuvuuden mukaisesti. Työssä luodaan katsaus olemassa oleviin teknologioihin jotka tukevat hajautettujen ja kontekstitietoisten järjestelmien kehittämistä. Myös niiden soveltumista CAPNET-arkkitehtuuriin analysoidaan. Työssä esitellään CAPNET-arkkitehtuuri ja ehdotetaan uutta arkkitehtuuria ja komponenttien kerrosjaottelua. Ehdotuksessa arkkitehtuurin komponentit ja järjestelmän rakenne määritellään ja mallinnetaan UML-menetelmällä. Työn tuloksena on arkkitehtuurimäärittely, joka jakaa nykyisen arkkitehtuurin komponentit kerroksiin. Komponenttien rajapinnat on määritelty selkeästi ja tarkasti. Työ tarjoaa myös projektiryhmälle hyvän lähtökohdan uuden arkkitehtuurin suunnittelulle ja toteuttamiselle.