Monitoring of crystallization processes by using infrared spectroscopy and multivariate methods

Väitöstutkimuksessa on tarkasteltuinfrapunaspektroskopian ja monimuuttujaisten aineistonkäsittelymenetelmien soveltamista kiteytysprosessin monitoroinnissa ja kidemäisen tuotteen analysoinnissa. Parhaillaan kiteytysprosessitutkimuksessa maailmanlaajuisesti tutkitaan intensiivisesti erilaisten mittausmenetelmien soveltamista kiteytysprosessin ilmiöidenjatkuvaan mittaamiseen niin nestefaasista kuin syntyvistä kiteistäkin. Lisäksi tuotteen karakterisointi on välttämätöntä tuotteen laadun varmistamiseksi. Erityisesti lääkeaineiden valmistuksessa kiinnostusta tämäntyyppiseen tutkimukseen edistää Yhdysvaltain elintarvike- ja lääkeaineviraston (FDA) prosessianalyyttisiintekniikoihin (PAT) liittyvä ohjeistus, jossa määritellään laajasti vaatimukset lääkeaineiden valmistuksessa ja tuotteen karakterisoinnissa tarvittaville mittauksille turvallisten valmistusprosessien takaamiseksi. Jäähdytyskiteytyson erityisesti lääketeollisuudessa paljon käytetty erotusmenetelmä kiinteän raakatuotteen puhdistuksessa. Menetelmässä puhdistettava kiinteä raaka-aine liuotetaan sopivaan liuottimeen suhteellisen korkeassa lämpötilassa. Puhdistettavan aineen liukoisuus käytettävään liuottimeen laskee lämpötilan laskiessa, joten systeemiä jäähdytettäessä liuenneen aineen konsentraatio prosessissa ylittää liukoisuuskonsentraation. Tällaiseen ylikylläiseen systeemiin pyrkii muodostumaan uusia kiteitä tai olemassa olevat kiteet kasvavat. Ylikylläisyys on yksi tärkeimmistä kidetuotteen laatuun vaikuttavista tekijöistä. Jäähdytyskiteytyksessä syntyvän tuotteen ominaisuuksiin voidaan vaikuttaa mm. liuottimen valinnalla, jäähdytyprofiililla ja sekoituksella. Lisäksi kiteytysprosessin käynnistymisvaihe eli ensimmäisten kiteiden muodostumishetki vaikuttaa tuotteen ominaisuuksiin. Kidemäisen tuotteen laatu määritellään kiteiden keskimääräisen koon, koko- ja muotojakaumansekä puhtauden perusteella. Lääketeollisuudessa on usein vaatimuksena, että tuote edustaa tiettyä polymorfimuotoa, mikä tarkoittaa molekyylien kykyä järjestäytyä kidehilassa usealla eri tavalla. Edellä mainitut ominaisuudet vaikuttavat tuotteen jatkokäsiteltävyyteen, kuten mm. suodattuvuuteen, jauhautuvuuteen ja tabletoitavuuteen. Lisäksi polymorfiamuodolla on vaikutusta moniin tuotteen käytettävyysominaisuuksiin, kuten esim. lääkeaineen liukenemisnopeuteen elimistössä. Väitöstyössä on tutkittu sulfatiatsolin jäähdytyskiteytystä käyttäen useita eri liuotinseoksia ja jäähdytysprofiileja sekä tarkasteltu näiden tekijöiden vaikutustatuotteen laatuominaisuuksiin. Infrapunaspektroskopia on laajalti kemian alan tutkimuksissa sovellettava menetelmä. Siinä mitataan tutkittavan näytteenmolekyylien värähtelyjen aiheuttamia spektrimuutoksia IR alueella. Tutkimuksessa prosessinaikaiset mittaukset toteutettiin in-situ reaktoriin sijoitettavalla uppoanturilla käyttäen vaimennettuun kokonaisheijastukseen (ATR) perustuvaa Fourier muunnettua infrapuna (FTIR) spektroskopiaa. Jauhemaiset näytteet mitattiin off-line diffuusioheijastukseen (DRIFT) perustuvalla FTIR spektroskopialla. Monimuuttujamenetelmillä (kemometria) voidaan useita satoja, jopa tuhansia muuttujia käsittävä spektridata jalostaa kvalitatiiviseksi (laadulliseksi) tai kvantitatiiviseksi (määrälliseksi) prosessia kuvaavaksi informaatioksi. Väitöstyössä tarkasteltiin laajasti erilaisten monimuuttujamenetelmien soveltamista mahdollisimman monipuolisen prosessia kuvaavan informaation saamiseksi mitatusta spektriaineistosta. Väitöstyön tuloksena on ehdotettu kalibrointirutiini liuenneen aineen konsentraation ja edelleen ylikylläisyystason mittaamiseksi kiteytysprosessin aikana. Kalibrointirutiinin kehittämiseen kuuluivat aineiston hyvyyden tarkastelumenetelmät, aineiston esikäsittelymenetelmät, varsinainen kalibrointimallinnus sekä mallin validointi. Näin saadaan reaaliaikaista informaatiota kiteytysprosessin ajavasta voimasta, mikä edelleen parantaa kyseisen prosessin tuntemusta ja hallittavuutta. Ylikylläisyystason vaikutuksia syntyvän kidetuotteen laatuun seurattiin usein kiteytyskokein. Työssä on esitetty myös monimuuttujaiseen tilastolliseen prosessinseurantaan perustuva menetelmä, jolla voidaan ennustaa spontaania primääristä ytimenmuodostumishetkeä mitatusta spektriaineistosta sekä mahdollisesti päätellä ydintymisessä syntyvä polymorfimuoto. Ehdotettua menetelmää hyödyntäen voidaan paitsi ennakoida kideytimien muodostumista myös havaita mahdolliset häiriötilanteet kiteytysprosessin alkuhetkillä. Syntyvää polymorfimuotoa ennustamalla voidaan havaita ei-toivotun polymorfin ydintyminen,ja mahdollisesti muuttaa kiteytyksen ohjausta halutun polymorfimuodon saavuttamiseksi. Monimuuttujamenetelmiä sovellettiin myös kiteytyspanosten välisen vaihtelun määrittämiseen mitatusta spektriaineistosta. Tämäntyyppisestä analyysistä saatua informaatiota voidaan hyödyntää kiteytysprosessien suunnittelussa ja optimoinnissa. Väitöstyössä testattiin IR spektroskopian ja erilaisten monimuuttujamenetelmien soveltuvuutta kidetuotteen polymorfikoostumuksen nopeaan määritykseen. Jauhemaisten näytteiden luokittelu eri polymorfeja sisältäviin näytteisiin voitiin tehdä käyttäen tarkoitukseen soveltuvia monimuuttujaisia luokittelumenetelmiä. Tämä tarjoaa nopean menetelmän jauhemaisen näytteen polymorfikoostumuksen karkeaan arviointiin, eli siihen mitä yksittäistä polymorfia kyseinen näyte pääasiassa sisältää. Varsinainen kvantitatiivinen analyysi, eli sen selvittäminen paljonko esim. painoprosentteina näyte sisältää eri polymorfeja, vaatii kaikki polymorfit kattavan fysikaalisen kalibrointisarjan, mikä voi olla puhtaiden polymorfien huonon saatavuuden takia hankalaa.

The Business Models of Telecommunications Equipment Manufacturers. Case: Cisco Systems.

Tutkielman tavoitteena oli tarkastella telekommunikaatiolaitevalmistajien liiketoimintamalleja. Tutkielma jakaantuu teoreettiseen ja empiiriseen osaan. Teoreettinen osa keskittyy lähinnä liiketoimintamallin käsitteen määrittelyyn. Olemassa olevien määritelmien, sekä liiketoimintamallin käsitteeseen läheisesti liittyvien termien, pohjalta luotiin liiketoimintamallille uusi malli. Tutkielman empiirinen osa keskittyy case-yritys Cisco Systemsin liiketoimintamallin määrittelyyn ja kehityksen kuvaamiseen. Liiketoimintamallin kehitystä seurattiin kahden vuoden ajalta perehtymällä lähinnä yrityksen lehdistötiedotteisiin, artikkeleihin ja muuhun julkiseen materiaaliin. Ciscon lisäksi empiirisessä osassa tutkittiin kahdeksan muun laitevalmistajan liiketoimintamallien kehitystä. Empiirisen osan päätavoitteena oli selvittää, miten telekommunikaatiolaitevalmistajien liiketoimintamallit kehittyvät nyt ja tulevaisuudessa.

Development of e-Service tools for customer services and processes, Case: KONE Oyj Finland

Tutkimuksen tavoitteena oli selvittää miten kehittää yrityksen nykyistä e-palvelujärjestelmää, Internet -teknologiaan perustuvaa sähköisiä kommunikaatio- ja tiedonjakojärjestelmää, yrityksen business-to-business asiakkuuksien johtamisessa. Tavoitteena oli myös luoda ehdotukset uusista e-palvelusopimusmalleista. Tutkimuksen teoriaosuudessa pyrittiin kehittämään aikaisempiin tutkimuksiin, tietokirjallisuuteen ja asiantuntijoihin perustuva viitekehysmalli. Empiirisessä osassa tutkimuksen tavoitteisiin pyrittiin haastattelemalla yrityksen asiakkaita ja henkilöstöä, sekä tarkastelemalla asiakaskontaktien nykyistä tilaa ja kehittymistä. Näiden tietojen perusteella selvitettiin e-palvelun käyttäjien tarpeita, profiilia ja valmiuksia palvelun käyttöön sekä palvelun nykyistä houkuttelevuutta. Tutkimuksen teoriaosan lähdeaineistona käytettiin kirjallisuutta, artikkeleita ja tilastoja asiakashallinnasta sekä e-palveluiden, erityisesti Internet ja verkkopalveluiden markkinoinnista, nykytilasta sekä palveluiden kehittämisestä. Lisäksi tutkittiin kirjallisuutta arvoverkostoanalyysistä, asiakkaan arvosta, informaatioteknologiasta, palvelun laadusta ja asiakastyytyväisyydestä. Tutkimuksen empiirinen osa perustuu yrityksen henkilöstöltä sekä asiakkailta haastatteluissa kerättyihin tietoihin, yrityksen ennalta keräämiin materiaaleihin sekä Taloustutkimuksen keräämiin tietoihin. Tutkimuksessa käytettiin case -menetelmää, joka oli yhdistelmä sekä kvalitatiivista että kvantitatiivista tutkimusta. Casen tarkoituksena oli testata mallin paikkansapitävyyttä ja käyttökelpoisuutta, sekä selvittää onko olemassa vielä muita tekijöitä, jotka vaikuttavat asiakkaan saamaan arvoon. Kvalitatiivinen aineisto perustuu teemahaastattelumenetelmää soveltaen haastateltuihin asiakkaisiin ja yrityksen työntekijöihin. Kvantitatiivinen tutkimus perustuu Taloustutkimuksen tutkimukseen ja yrityksen asiakaskontakteista kerättyyn tietoon. Haastatteluiden perusteella e-palvelut nähtiin hyödyllisinä ja tulevaisuudessa erittäin tärkeinä. E-palvelut nähdään yhtenä tärkeänä kanavana, perinteisten kanavien rinnalla, tehostaa business-to-business -asiakkuuksien johtamista. Tutkimuksen antamien tulosten mukaan asiakkaiden palveluun liittyvän tieto-, taito-, tarpeellisuus- ja kiinnostavuustasojen vaihtelevaisuus osoittaa selvän tarpeen eritasoisille e-palvelupaketti ratkaisuille. Tuloksista muodostettu ratkaisuehdotus käsittää neljän eri e-palvelupaketin rakentamisen asiakkaiden eri tarpeita mukaillen.

Forecasting with social media – Using Facebook likes to predict the results of the 2015 Finnish Parliamentary elections

Already one-third of the human population uses social media on a daily basis. The biggest social networking site Facebook has over billion monthly users. As a result, social media services are now recording unprecedented amount of data on human behavior. The phenomenon has certainly caught the attention of scholars, businesses and governments alike. Organizations around the globe are trying to explore new ways to benefit from the massive databases. One emerging field of research is the use of social media in forecasting. The goal is to use data gathered from online services to predict offline phenomena. Predicting the results of elections is a prominent example of forecasting with social media, but regardless of the numerous attempts, no reliable technique has been established. The objective of the research is to analyze how accurately the results of parliament elections can be forecasted using social media. The research examines whether Facebook “likes” can be effectively used for predicting the outcome of the Finnish parliament elections that took place in April 2015. First a tool for gathering data from Facebook was created. Then the data was used to create an electoral forecast. Finally, the forecast was compared with the official results of the elections. The data used in the research was gathered from the Facebook walls of all the candidates that were running for the parliament elections and had a valid Facebook page. The final sample represents 1131 candidates and over 750000 Facebook “likes”. The results indicate that creating a forecast solely based on Facebook “likes” is not accurate. The forecast model predicted very dramatic changes to the Finnish political landscape while the official results of the elections were rather moderate. However, a clear statistical relationship between “likes” and votes was discovered. In conclusion, it is apparent that citizens and other key actors of the society are using social media in an increasing rate. However, the volume of the data does not directly increase the quality of the forecast. In addition, the study faced several other limitations that should be addressed in future research. Nonetheless, discovering the positive correlation between “likes” and votes is valuable information that can be used in future studies. Finally, it is evident that Facebook “likes” are not accurate enough and a meaningful forecast would require additional parameters.

Innovation Benchmark Study: Analysis of Innovation Processes in Finnish Companies

Liikevaihdon orgaaninen kasvu on ensisijainen tekijä ja haaste yritysjohdolle yrityksen omistaja-arvon kasvattamiseksi. Tutkimus tarkastelee suosivatko suomalaisyritykset pääasiallisesti olemassa olevaa liiketoimintaa palvelevia innovaatioita vai tukevatko nykyhetken toimintatavat myös uusia kasvua kiihdyttäviä radikaaleja innovaatioita. Lisäksi työ kartoitti suomalaisyritysten innovaatioprosessien kehitysalueita käyttäen itsearviointitutkimusta.Tulokset johtivat kolmeen johtopäätökseen. Tutkimus osoitti, että vastaajayritykset ovat keskittyneet innovaatiotoiminnassaan vahvasti ydinliiketoimintaansa, jättäen potentiaaliset kasvumahdollisuudet huomioimatta. Yritykset tavoittelevat maksimaalisia tuottoja keskittymällä tuotteidensa korkeaan suorituskykyyn. Lyhyen aikavälin epärealistiset tuotto-odotukset sekä projekteille suunnatut arviointikriteerit rajoittavat liiketoimintaa mullistavien radikaalien innovaatioiden kehittymistä organisaatiossa. Toiseksi, tutkimus osoitti, että suuri osa yrityksistä käyttää perinteisen projektien arviointi- ja kehitysprosessin lisäksi vaihtoehtoisia ja huonosti kontrolloitavissa olevia kehitysprosesseja, mikäli projektille annetaan kielteinen rahoituspäätös standardin prosessin sisällä. Kolmanneksi, suomalaisyritysten innovaatioprosesseissa paljastui merkittäviä puutteita mitattavien elementtien suhteen.

Investigation of business models of free zones and possible implications in South East Finland

Tutkielma tarkastelee vapaa alue konseptia osana yritysten kansainvälistä toimitusketjua. Tarkoituksena on löytää keinoja, millä tavoin vapaa alueen houkuttelevuutta voidaan lisätä yritysten näkökulmasta ja millaista liiketoimintaa yritysten on vapaa alueella mahdollista harjoittaa. Tutkielmassa etsitään tekijöitä, jotka vaikuttavat vapaa alueen menestykseen ja jotka voisivat olla sovellettavissa Kaakkois-Suomen ja Venäjän raja-alueelle ottaen huomioon vallitsevat olosuhteet ja lainsäädäntö rajoittavina tekijöinä. Menestystekijöitä ja liiketoimintamalleja haetaan tutkimalla ja analysoimalla lyhyesti muutamia olemassa olevia ja toimivia vapaa alueita. EU tullilain harmonisointi ja kansainvälisen kaupan vapautuminen vähentää vapaa alueen perinteistä merkitystä tullivapaana alueena. Sen sijaan vapaa alueet toimivat yhä enenevissä määrin logistisina keskuksina kansainvälisessä kaupassa ja tarjoavat palveluita, joiden avulla yritykset voivat parantaa logistista kilpailukykyään. Verkostoituminen, satelliitti-ratkaisut ja yhteistoiminta ovat keinoja, millä Kaakkois-Suomen alueen eri logistiikkapalvelujen tarjoajat voivat parantaa suorituskykyään ja joustavuutta kansainvälisessä toimitusketjussa.

Business Models of Packaging Machinery Manufacturers – Case Study

The goal of the study was to find a proper frame to understand business models and study business models of the chosen companies in packaging machinery manufacturing. Good practices and tips are searched from business models which have helped companies to success. Packaging industry’s future is also examined in front of different kinds of changes and the influence which they have on machinery manufacturer’s business models. In the theory part business models’ history and the best frame suitable for this study are presented. The chosen case companies have been discussed according to the frame, and they have been compared to each other to point out the differences. The good practices noticed in companies and according to information from other sources, new business model has been constructed including things that should be noticed while constructing a new business model. The information sources of this study where interviews, annual reports, companies presentations and web pages. The type of study was an interpretative case study.

Improving the Potentials of Logistics Processes: Identification and Solutions

The importance of logistics for companies is a well known and justified issue. Today, enterprises are developing their logistics processes in order to match their products and services to the requirements of the most important customers. Therefore there is a need for developing analysing tools for logistics and especially for analysing the significance of various customer service elements. The aim of this paper is to propose analytic tools for supporting strategic level logistics decision making by emphasizing service level elements on two levels: (1) to introduce and propose approaches to categorize the developing efforts of logistics and (2) to introduce and/or propose approaches for solving some customer service related strategic level logistics problems. This study consists of two parts. In the first part an overview of the work is presented, and the second part comprises eight research papers on the topic of the study. The overview includes an introduction, where strategic and tactical level logistics problems are discussed and the relation of logistics to marketing and customer service issues is presented. In the first part of the study the objectives, the structure, the research strategy and the contribution of the research are described, and the challenges for future research are discussed. In the second part the three first papers deal with the identification of objectives for logistics while the remaining five papaers concentrate on solving customer service related strategic level logistics problems.

Minimization of the experimental workload for the prediction of pollutants propagation in rivers. Mathematical modelling and knowledge re-use

The present thesis in focused on the minimization of experimental efforts for the prediction of pollutant propagation in rivers by mathematical modelling and knowledge re-use. Mathematical modelling is based on the well known advection-dispersion equation, while the knowledge re-use approach employs the methods of case based reasoning, graphical analysis and text mining. The thesis contribution to the pollutant transport research field consists of: (1) analytical and numerical models for pollutant transport prediction; (2) two novel techniques which enable the use of variable parameters along rivers in analytical models; (3) models for the estimation of pollutant transport characteristic parameters (velocity, dispersion coefficient and nutrient transformation rates) as functions of water flow, channel characteristics and/or seasonality; (4) the graphical analysis method to be used for the identification of pollution sources along rivers; (5) a case based reasoning tool for the identification of crucial information related to the pollutant transport modelling; (6) and the application of a software tool for the reuse of information during pollutants transport modelling research. These support tools are applicable in the water quality research field and in practice as well, as they can be involved in multiple activities. The models are capable of predicting pollutant propagation along rivers in case of both ordinary pollution and accidents. They can also be applied for other similar rivers in modelling of pollutant transport in rivers with low availability of experimental data concerning concentration. This is because models for parameter estimation developed in the present thesis enable the calculation of transport characteristic parameters as functions of river hydraulic parameters and/or seasonality. The similarity between rivers is assessed using case based reasoning tools, and additional necessary information can be identified by using the software for the information reuse. Such systems represent support for users and open up possibilities for new modelling methods, monitoring facilities and for better river water quality management tools. They are useful also for the estimation of environmental impact of possible technological changes and can be applied in the pre-design stage or/and in the practical use of processes as well.