Virtuaalinen käyttöönottoympäristö automaatiojärjestelmälle

Valmistavan teollisuuden kiristyvät vaatimukset suunnittelusta markkinoille -ajassa (engl. time-to-market), laadussa, kustannustehokkuudessa ja turvallisuudessa luovat paineita uusien toimintatapojen etsimisessä. Usein laitteiston ohjausalgoritmeja ei ole mahdollista testata todellisen laitteiston kanssa, vaan ainoaksi ennakoivaksi vaihtoehdoksi jää todellisen laitteiston virtuaalinen mallintaminen. Eräs uusista toimintavoista on virtuaalinen käyttöönotto, jossa tuotantolinja tai laitteisto mallinnetaan ja sen käyttäytymistä simuloidaan ohjausalgoritmien parantamista ja todentamista varten. Tämän diplomityön tavoitteena oli toteuttaa virtuaalinen käyttöönottoympäristö, jolla laitteiston 3D-mallinnettua virtuaalista mallia voidaan ohjata reaaliajassa todellisen laitteiston ohjauslaitteistolla. Käyttöönottoympäristön toteuttamisen lopullisena tavoitteena on tutkia, millaisia hyötyjä sillä voidaan saavuttaa Outotec (Finland) Oy:n automaatiojärjestelmien suunnittelussa ja käyttöönotossa kiristyvien vaatimusten täyttämiseksi. Työssä toteutetulla käyttöönottoympäristöllä pystytään simuloimaan 3D-mallinnetun laitteiston osan toimintaa reaaliajassa. Todellisen laitteiston ominaisuuksista määritettyjä vaatimuksia ei kustannussyistä täytetty, sillä ennen sitä haluttiin varmistua valitun alustan ominaisuuksista, toimivuudesta ja soveltuvuudesta. Toteutuksen katsotaan kuitenkin täyttävän pehmeän reaaliaikaisuuden kriteerin noin 40 ms aikatasolla ja 80 ms reaktioajalla. Toteutettu virtuaalinen käyttöönottoympäristö osoittautui toimivaksi ja soveltuvaksi, sekä sen todettiin tuovan potentiaalisia hyötyjä Outotec (Finland) Oy:lle, esimerkiksi kosketusnäyttöjen visualisoinnin parannus, hybridikäyttöönottomahdollisuus sekä automaatio-ohjauksien kehittäminen. Työn perusteella arvioidaan onko Outotec:lla tarvetta jatkaa valitulla alustalla todellisen laitteiston aikavaatimukset täyttävään reaaliaika-toteutukseen, jota työssä esitellään.

Development of 3D super-resolution tomographic STED microscopy and its application to studies on bone resorption

In this doctoral thesis, a tomographic STED microscopy technique for 3D super-resolution imaging was developed and utilized to observebone remodeling processes. To improve upon existing methods, wehave used a tomographic approach using a commercially available stimulated emission depletion (STED) microscope. A certain region of interest (ROI) was observed at two oblique angles: one at a standard inverted configuration from below (bottom view) and another from the side (side view) via a micro-mirror positioned close to the ROI. The two viewing angles were reconstructed into a final tomogram. The technique, named as tomographic STED microscopy, was able to achieve an axial resolution of approximately 70 nm on microtubule structures in a fixed biological specimen. High resolution imaging of osteoclasts (OCs) that are actively resorbing bone was achieved by creating an optically transparent coating on a microscope coverglass that imitates a fractured bone surface. 2D super-resolution STED microscopy on the bone layer showed approximately 60 nm of lateral resolution on a resorption associated organelle allowing these structures to be imaged with super-resolution microscopy for the first time. The developed tomographic STED microscopy technique was further applied to study resorption mechanisms of OCs cultured on the bone coating. The technique revealed actin cytoskeleton with specific structures, comet-tails, some of which were facing upwards and some others were facing downwards. This, in our opinion, indicated that during bone resorption, an involvement of the actin cytoskeleton in vesicular exocytosis and endocytosis is present. The application of tomographic STED microscopy in bone biology demonstrated that 3D super-resolution techniques can provide new insights into biological 3D nano-structures that are beyond the diffraction-limit when the optical constraints of super-resolution imaging are carefully taken into account.

Total cost model to compare own and partner manufacturing

Target of this study was to develop a total cost calculation model to compare all costs from manufacturing and logistics from own factories or from partner factories to global distribution centers in a case company. Especially the total cost calculation model was needed to simulate an own factory utilization effect in the total cost calculation context. This study consist of the theoretical literature review and the empirical case study. This study was completed using the constructive research approach. The result of this study was a new total cost calculation model. The new total cost calculation model includes not only all the costs caused by manufacturing and logistics, but also the relevant capital costs. Using the new total cost calculation model, case company is able to complete the total cost calculations taking into account the own factory utilization effect in different volume situations and volume shares between an own factory and a partner factory.

Pituusleikkureiden 3D-suunnittelun kehittäminen

Tämä diplomityö tehtiin Valmet Technologies Oy:n Järvenpään toimipisteelle. Työn tavoitteena oli tutkia miten pituusleikkureiden 3D-suunnittelua voidaan tehostaa hyödyntämällä uuden 3D-CAD -järjestelmän ominaisuuksia optimaalisesti. Työ koostuu teoriaosuudesta, haastattelututkimuksesta sekä käytännön osuudesta. Teoriaosuudessa perehdytään pituusleikkurin toimintaan ja rakenteeseen, 3D-suunnittelun teoriaan sekä CATIA-järjestelmään. Teoriaosuudessa etsitään myös uusia näkökulmia 3D-suunnitteluun. Haastattelututkimuksessa kartoitetaan nykyinen suunnitteluprosessi, suunnittelun kehitettäviä kohteita, sekä käytössä olevia suunnittelumenetelmiä, jotka ovat todettu toimiviksi. Haastattelututkimuksessa haastatellaan Valmet Technologies Oy:n Järvenpään toimipisteessä työskenteleviä pituusleikkureiden pääsuunnittelijoita sekä heidän esimiehiään. Lisäksi erillisten haastattelujen avulla kerätään kokemuksia CATIA V6 -ohjelmiston käytöstä sekä suunnitteluohjelmiston vaihtumisesta. Käytännön osuuden tavoitteena on arvioida pituusleikkurin parametroitujen mallirakenteiden siirtämiseen sekä korjauksiin kuluvia aikamääriä kyseisiin toimenpiteisiin tarvittavien resurssien määrittämiseksi. Käytännön osuudessa siirretään kaksi Valmet OptiWin Drum Compact -pituusleikkurin parametroitua osakokonaisuutta uuteen CAD-järjestelmään ja niille suoritetaan tarvittavat korjaustoimenpiteet Tutkimuksen tulosten perusteella yhteisen mallinnusmetodologian puuttuminen on merkittävin kehityskohde suunnittelun kehittämisessä. Lopuksi luotiin kehitysehdotukset sekä implementointisuunnitelma, joiden avulla pituusleikkureiden 3D-suunnittelua voidaan kehittää ja CATIA V6 -ohjelmisto voidaan ottaa käyttöön tehokkaasti.

Business intelligence – enabling self-service: A case study in a global manufacturing company

Business intelligence (BI) is an information process that includes the activities and applications used to transform business data into valuable business information. Today’s enterprises are collecting detailed data which has increased the available business data drastically. In order to meet changing customer needs and gain competitive advantage businesses try to leverage this information. However, IT departments are struggling to meet the increased amount of reporting needs. Therefore, recent shift in the BI market has been towards empowering business users with self-service BI capabilities. The purpose of this study was to understand how self-service BI could help businesses to meet increased reporting demands. The research problem was approached with an empirical single case study. Qualitative data was gathered with a semi-structured, theme-based interview. The study found out that case company’s BI system was mostly used for group performance reporting. Ad-hoc and business user-driven information needs were mostly fulfilled with self-made tools and manual work. It was felt that necessary business information was not easily available. The concept of self-service BI was perceived to be helpful to meet such reporting needs. However, it was found out that the available data is often too complex for an average user to fully understand. The respondents felt that in order to self-service BI to work, the data has to be simplified and described in a way that it can be understood by the average business user. The results of the study suggest that BI programs struggle in meeting all the information needs of today’s businesses. The concept of self-service BI tries to resolve this problem by allowing users easy self-service access to necessary business information. However, business data is often complex and hard to understand. Self-serviced BI has to overcome this challenge before it can reach its potential benefits.

Business intelligence – enabling self-service: A case study in a global manufacturing company

Business intelligence (BI) is an information process that includes the activities and applications used to transform business data into valuable business information. Today’s enterprises are collecting detailed data which has increased the available business data drastically. In order to meet changing customer needs and gain competitive advantage businesses try to leverage this information. However, IT departments are struggling to meet the increased amount of reporting needs. Therefore, recent shift in the BI market has been towards empowering business users with self-service BI capabilities. The purpose of this study was to understand how self-service BI could help businesses to meet increased reporting demands. The research problem was approached with an empirical single case study. Qualitative data was gathered with a semi-structured, theme-based interview. The study found out that case company’s BI system was mostly used for group performance reporting. Ad-hoc and business user-driven information needs were mostly fulfilled with self-made tools and manual work. It was felt that necessary business information was not easily available. The concept of self-service BI was perceived to be helpful to meet such reporting needs. However, it was found out that the available data is often too complex for an average user to fully understand. The respondents felt that in order to self-service BI to work, the data has to be simplified and described in a way that it can be understood by the average business user. The results of the study suggest that BI programs struggle in meeting all the information needs of today’s businesses. The concept of self-service BI tries to resolve this problem by allowing users easy self-service access to necessary business information. However, business data is often complex and hard to understand. Self-serviced BI has to overcome this challenge before it can reach its potential benefits.