Using time and stochastic models for software reliability forecasting and analysis

Tämä työ luo katsauksen ajallisiin ja stokastisiin ohjelmien luotettavuus malleihin sekä tutkii muutamia malleja käytännössä. Työn teoriaosuus sisältää ohjelmien luotettavuuden kuvauksessa ja arvioinnissa käytetyt keskeiset määritelmät ja metriikan sekä varsinaiset mallien kuvaukset. Työssä esitellään kaksi ohjelmien luotettavuusryhmää. Ensimmäinen ryhmä ovat riskiin perustuvat mallit. Toinen ryhmä käsittää virheiden ”kylvöön” ja merkitsevyyteen perustuvat mallit. Työn empiirinen osa sisältää kokeiden kuvaukset ja tulokset. Kokeet suoritettiin käyttämällä kolmea ensimmäiseen ryhmään kuuluvaa mallia: Jelinski-Moranda mallia, ensimmäistä geometrista mallia sekä yksinkertaista eksponenttimallia. Kokeiden tarkoituksena oli tutkia, kuinka syötetyn datan distribuutio vaikuttaa mallien toimivuuteen sekä kuinka herkkiä mallit ovat syötetyn datan määrän muutoksille. Jelinski-Moranda malli osoittautui herkimmäksi distribuutiolle konvergaatio-ongelmien vuoksi, ensimmäinen geometrinen malli herkimmäksi datan määrän muutoksille.

CREATING A MODEL FOR INVENTORY MANAGEMENT SYSTEM

Tutkielman tarkoituksena oli mallintaa varastonhallintajärjestelmä, joka olisi sopiva case yritykselle. Tutkimus aloitettiin case yrityksen varastonhallinan nykytilan kartoituksella, jonka jälkeen tutkittiin varastonhallinnan eri osa-alueisiin. Varastonhallinnan osa-alueista käsiteltiin varastotyyppejä, motiiveja, tavoitteita, kysynnän ennustamista sekä erilaisia varastonhallinnan työkaluja. Sen lisäksi tutkittiin erilaisia varaston täydennysmalleja. Teoriaosuudessa käsiteltiin lisäksi kolmea erilaista tietojärjestelmätyyppiä: toiminnanohjausjärjestelmää, sähköisen kaupankäynnin järjestelmää sekä räätälöityä järjestelmää. Tutkimussuunnitelmassa nämä kolme järjestelmää rajattiin vaihtoehdoiksi, joista jokin valittaisiin case yrityksen varastonhallintajärjestelmäksi. Teorian ja nykytilan pohjalta tehtiin viitekehys, jossa esiteltiin varastonhallintajärjestelmän tieto- ja toiminnallisuusominaisuuksia. Nämä ominaisuudet priorisoitiin neljään eri luokkaan ominaisuuden kriittisyyden mukaan. Järjestelmävaihtoehdot arvioitiin viitekehyksen kriteerien mukaisesti, miten helposti ominaisuudet olisivat toteutettavissa eri vaihtoehdoissa. Tulokset laskettiin näiden arviointien perusteella, jonka jälkeen tulosten analysoinnissa huomattiin, että toiminnanohjausjärjestelmä sopisi parhaiten case yrityksen varastonhallintajärjestelmäksi.

Classification and inventory management of abnormal demand items

The main objective of the study is to form a framework that provides tools to recognise and classify items whose demand is not smooth but varies highly on size and/or frequency. The framework will then be combined with two other classification methods in order to form a three-dimensional classification model. Forecasting and inventory control of these abnormal demand items is difficult. Therefore another object of this study is to find out which statistical forecasting method is most suitable for forecasting of abnormal demand items. The accuracy of different methods is measured by comparing the forecast to the actual demand. Moreover, the study also aims at finding proper alternatives to the inventory control of abnormal demand items. The study is quantitative and the methodology is a case study. The research methods consist of theory, numerical data, current state analysis and testing of the framework in case company. The results of the study show that the framework makes it possible to recognise and classify the abnormal demand items. It is also noticed that the inventory performance of abnormal demand items differs significantly from the performance of smoothly demanded items. This makes the recognition of abnormal demand items very important.

Sales and Operations Planning Implementation

The master’s thesis focused on implementing a sales and operations planning process. The main objectives were to create planning methods and tools for the implementation. The ultimate goal of the process, beyond this master’s thesis, is to balance the supply of products with customer demand, with optimized profitability. The theoretical part focused on giving a thorough view on the sales and operations planning process. The basis for a monthly planning cycle was identified. Methods, tools, and metrics for demand forecasting and operations planning were also introduced. Based on the theoretical part, a method for forecasting, a forecast spreadsheet, and a forecast accuracy metric were designed. A spreadsheet tool and methods were also designed for the monthly planning of production volumes, capacity, and inventory. The implementation progress was reviewed for two product families for three months. The sales and operations planning process was able to successfully identify a demand peak for the product families. Suggestions for the future of sales and operations planning were also made.

Designing a Demand Forecasting Process in the Fast Moving Consumer Goods Context

The purpose of this thesis was to study the design of demand forecasting processes. A literature review in the field of forecasting was conducted, including general forecasting process design, forecasting methods and techniques, the role of human judgment in forecasting and forecasting performance measurement. The purpose of the literature review was to identify the important design choices that an organization aiming to design or re-design their demand forecasting process would have to make. In the empirical part of the study, these choices and the existing knowledge behind them was assessed in a case study where a demand forecasting process was re-designed for a company in the fast moving consumer goods business. The new target process is described, as well as the reasoning behind the design choices made during the re-design process. As a result, the most important design choices are highlighted, as well as their immediate effect on other processes directly tied to the demand forecasting process. Additionally, some new insights on the organizational aspects of demand forecasting processes are explored. The preliminary results indicate that in this case the new process did improve forecasting accuracy, although organizational issues related to the process proved to be more challenging than anticipated.

Tuotevarastojen nykytila-analyysi lyhytkäyttötuotteita valmistavassa yrityksessä

Varastointitehokkuus on keskeisimpiä asioita päivittäistavaroita valmistavissa yrityksissä, kun kustannuksia pyritään minimoimaan mahdollisen kilpailuedun saavuttamiseksi. Tämän diplomityön tarkoituksena on nykytilaa analysoimalla löytää syyt kohdeyrityksen suurelle lautasvarastolle ja pyrkiä esittämään kehitysmahdollisuuksia. Aihetta lähestytään aluksi alan kirjallisuutta käsittelemällä. Varastojen syntyyn vaikuttavat kaksi päätekijää: kysynnän ennustamisen onnistuminen ja tuotannon suunnittelu sesonkimaisessa kysyntäympäristössä. Työssä syvennytään näihin aiheisiin ja esitellään varastointitehokkuuden mittarit, varastoinnin kustannukset sekä kannattavuuden mittari ROI. Yrityksen lautasvaraston nykytila-analyysin jälkeen on työssä kehitelty kolme erilaista tuotannon toimintamallia, joista kaksi on laadittu vuoden 2006 toteutuneelle ja kolmas vuoden 2007 budjetoidulle kysynnälle. Toimintamallien perusteella olisi yrityksen lautasvarastoa mahdollista pienentää ja varastointikustannuksia karsia jopa 45 prosenttia.

Internal material logistics development in customer-driven production

Työn tavoitteena oli synkronoida yleinen materiaalivirta tuotannon kanssa. Pyrkimyksenä oli virtaviivaistaa materiaalivirta, jotta materiaalin määrä, sekä turhat työvaiheet tuotantoalueella vähenisivät. Päämääränä oli vähentää materiaalilavojen määrää lattialla, sekä parantaa materiaalitoimitusten OTD (On-Time-Delivery) prosenttia.Teoreettinen osa käsittelee nykypäivän toimitusketjun tärkeimpiä elementtejä. Keskeisenä asiana perehdytään materiaalivirtaan ja sen tehokkaaseen hallintaan. Työ esittelee myös synkronisen johtamismallin periaatteet, sekä materiaalivirran synkronoimisen tuotannon kanssa.Empiirinen osuus kuvaa yrityksen materiaalihallinnan nykypäivän tilanteen, sen keskeiset ongelmat, sekä uuden toimintamalliehdotuksen. Työ esittelee kaksi pilottia, joiden tulokset varmistivat uuden virtaviivaistetun materiaalivirran ja täydennysmallin toimivuuden.Työn tulokset osoittavat, miten uusi materiaalin täydennysmalli vähentää materiaalilavojen, sekä jalostamattoman työn määrää tuotantoalueella.

Utilisation of Short Term Electricity Derivatives in Industrial Energy Management

Työn päätavoite on selvittää kuinka erityisesti sähkön markkinahinnan ennustamiseen ja johdannaismarkkinoiden tietämykseen perustuva lyhyen tähtäimen sähköjohdannaisten hyödyntäminen tapahtuu teollisessa energianhallinnassa. Tätä aihetta lähestytään luomalla prosessi lyhyen tähtäimen sähköjohdannaisten hyödyntämiselle. Prosessi esitellään ja selvitetään aina lähtökohdista todelliseen kaupankäyntiin asti erillisen esimerkkitehtaan avulla.Lyhyen tähtäimen sähköjohdannaisten hyödyntäminen teollisessa energianhallinnassa perustuu pääosin tulevaisuuden odotuksiin sähkön markkinahinnan kehittymisestä sekä tehtaiden operatiiviseen tilanteeseen. Operatiiviseen tilanteeseen perustuva lyhyen tähtäimen sähköjohdannaisten kaupankäynti on pääasiassa pitkän tähtäimen suojausten sopeuttamista lyhyelle tähtäimelle sopivaksi.Hinnan ennustamisella on suuri rooli lyhyen tähtäimen sähköjohdannaisten hyödyntämisprosessissa. Työssä esitelty hinnan ennustamismalli on sopiva päivä- ja viikkotason Nord Poolin Elspot -systeemihinnan ennustamiseen. Elspot -systeemihinnan ennustamismalli on suunniteltu käytännönläheiseksi ja sen perustana ovat todelliset fysikaaliset ja mitattavat suureet. Futuurimarkkinatietämys on tarpeen lyhyen tähtäimen johdannaisia käytettäessä. Työssä tutkitaan yleisiä markkinoiden odotuksia ja futuurimarkkinoiden tietoisuuden kehittymistä koskien tulevaa vallitsevaa tilannetta. Työssä luodaan myös työkalu, mikä auttaa kaupan laatijaa muodostamaan suuntaa-antavat todennäköisyydet eri hintanäkemyksille ja paikallistamaan mahdolliset markkinoiden epätodennäköiset hintaodotukset.Kokemukset Elspot -systeemihinnan ennustamismallin soveltamisesta ovat lupaavia. Lisäksi havainnot futuurimarkkinoiden käyttäytymisestä Nord Poolissa ja muodostettu työkalu suuntaa-antavien todennäköisyyksien selvittämiseksi auttavat kaupan laatijaa päätöksenteossa. Lyhyen tähtäimen sähköjohdannaisten hyödyntäminen teollisessa energianhallinnassa on periaatteessa mahdollista esitellyn prosessin avulla, vaikka täydellinen käyttöönotto vaatisi vielä joitakin järjestelyjä. Keskittymällä tilanteisiin jotka työssä kuvatulla prosessilla ovat hoidettavissa, työssä määritellyllä menettelyllä on mahdollisuudet saavuttaa epäedullisen hintakehityksen riskin väheneminen ja parempi taloudellinen tulos teollisen energianhallinnan sähkökaupankäynnissä.

Kysynnän ennustaminen leipomotuotteille ja ennusteen tarkkuuden arviointi

Tässä diplomityössä tutkittiin kysynnän ennustamista Vaasan & Vaasan Oy:n tuotteille. Ensin työssä perehdyttiin ennustamiseen ja sen tarjoamiin mahdollisuuksiin yrityksessä. Erityisesti kysynnän ennustamisesta saatavat hyödyt käytiin läpi. Kysynnän ennustamisesta haettiin ratkaisua erityisesti ongelmiin työvuorosuunnittelussa.Työssä perehdyttiin ennustemenetelmiin liittyvään kirjallisuuteen, jonka oppien perusteella tehtiin koe-ennustuksia yrityksen kysynnän historiadatan avulla. Koe-ennustuksia tehtiin kuudelle eri Turun leipomon koe-tuotteelle. Ennustettavana aikavälinä oli kahden viikon päiväkohtainen kysyntä. Tämän aikavälin erityisesti peruskysynnälle etsittiin ennustetarkkuudeltaan parasta kvantitatiivista ennustemenetelmää. Koe-ennustuksia tehtiin liukuvilla keskiarvoilla, klassisella aikasarja-analyysillä, eksponentiaalisen tasoituksen menetelmällä, Holtin lineaarisella eksponenttitasoituksen menetelmällä, Wintersin kausittaisella eksponentiaalisella tasoituksella, autoregressiivisillä malleilla, Box-Jenkinsin menetelmällä ja regressioanalyysillä. Myös neuroverkon opettamista historiadatalla ja käyttämistä ongelman ratkaisun apuna kokeiltiin.Koe-ennustuksien tulosten perusteella ennustemenetelmien toimintaa analysoitiin jatkokehitystä varten. Ennustetarkkuuden lisäksi arvioitiin mallin yksinkertaisuutta, helppokäyttöisyyttä ja sopivuutta yrityksen monien tuotteiden ennustamiseen. Myös kausivaihteluihin, trendeihin ja erikoispäiviin kiinnitettiin huomiota. Ennustetarkkuuden huomattiin parantuvan selvästi peruskysyntää ennustettaessa, jos ensin historiadata esikäsittelemällä puhdistettiin erikoispäivistä ja –viikoista.

Asiakkaan kysynnän ennustaminen

Perinteinen tilaus–toimitus-periaate on hiljalleen väistymässä antaen tilaa sähköisille hankintajärjestelmille. Yritykset ovat huomanneet, että tehostamalla hankintaprosesseja ne voivat saada aikaan suuriakin kustannussäästöjä. Toimintaa on ryhdytty tehostamaan yhdessä tavarantoimittajien, hankintapalveluita tarjoavien yritysten sekä sähköisten tukkureiden kanssa. Muutosten aika ei vielä kuitenkaan ole ohi. Sähköisten hankintajärjestelmien tarjoajat haluavat kehittää uusia ja yhä parempia palveluita, jotta asiakkaiden hankintaprosessit tehostuisivat entisestään. Yksi kehittelyn alla olevista uusista palveluista on ennustemenetelmät. Tutkielman teoriaosassa tarkasteltiin perinteisen hankintaprosessin uudistamista sähköiseksi kaupankäynniksi tarjonta- ja kysyntäketjujen kehittämisen kautta. Teoriassa tarkasteltiin hieman myös julkisen hallinnon hankintatoimea ja sitä, mitä hyötyjä se voi saada sähköisistä hankintaratkaisuista. Sähköisen hankintajärjestelmän tarjoajaa tutkielmassa edusti Kauppatalo Hansel Oy. Keskeisenä asiana tutkielmassa oli kysynnän ennustaminen sekä muutamien kvantitatiivisten ennustemenetelmien analysointi. Empiirisessä osassa tutkittiin case-yritysten hankintatoimen nykytilaa ja niiden halukkuutta ennustemenetelmien käyttöön hankintojen suunnittelun tehostamiseksi kyselylomakkeen avulla. Kyselyissä kävi ilmi, että asiakkailla eli tässä tapauksessa julkisen hallinnon eri organisaatioilla on halua lähteä mukaan uudenlaiseen toimintaan, vaikka tiettyä varautuneisuutta ja epäilyksiä toiminnan onnistumisesta on edelleen olemassa.

A Method for Estimating Short-term Profitability, Case Stora Enso Packaging Boards

Tutkimuksen tavoitteena oli rakentaa case yritykselle malli lyhyen aikavälin kannattavuuden estimointia varten. Tutkimusmetodi on konstruktiivinen, ja malli kehitettiin laskentaihmisten avustuksella. Teoriaosassa käytiin kirjallisuuskatsauksen avulla läpi kannattavuutta, budjetointia sekä itse ennustamista. Teoriaosassa pyrittiin löytämään sellaisia menetelmiä, joita voitaisiin käyttää lyhyen aikavälin kannattavuuden estimoinnissa. Rakennettavalle mallille asetettujen vaatimusten mukaan menetelmäksi valittiin harkintaan perustuva menetelmä (judgmental). Tutkimuksen mukaan kannattavuuteen vaikuttaa myyntihinta ja –määrä, tuotanto, raaka-aineiden hinnat ja varaston muutos. Rakennettu malli toimii kohdeyrityksessä kohtalaisen hyvin ja huomattavaa on se, että eri tehtaiden ja eri koneiden väliset erot saattavat olla kohtuullisen suuret. Nämä erot johtuvat pääasiassa tehtaan koosta ja mallien erilaisuudesta. Mallin käytännön toimivuus tulee kuitenkin parhaiten selville silloin, kun se on laskentaihmisten käytössä. Ennustamiseen liittyy kuitenkin aina omat ongelmansa ja uudetkaan menetelmät eivät välttämättä poista näitä ongelmia.

Heikkojen signaalien hyödyntäminen PK-yrityksissä, tapaustutkimus osaamiskeskuksen toimintamalli

Diplomityössä tutkitaan heikkojen signaalien hyödyntämistä pienissä ja keskisuurissa yrityksissä (pk-yritykset). Tutkimuksen pääkysymys on, miten pk-yritykset voivat hyödyntää kansallisten toimijoiden, kuten FinNode Venäjän ja Finpron, tuottamia heikkoja signaaleita päätöksenteossaan. Tutkimuksessa käsitellään heikkoja signaaleja ja ulkoista liiketoimintatietoa. Käsittely pohjautuu kirjallisuudessa esitettyihin keinoihin ja menetelmiin, jotka liittyvät heikkojen signaalien havainnointiin, lähteisiin, keräämiseen ja hyödyntämiseen. Ulkoisen liiketoimintatiedon perustana on informaatioketju ja uuden tiedon luomisen yhteys ulkoisen liiketoimintatiedon hyödyntämiseen. Kirjallisuusmallien avulla on käsitelty myös haasteita, jotka ilmenevät heikkojen signaalien hyödyntämisessä, ja miten ulkoisen liiketoimintatiedon hankinnassa käytettävää prosessia pystytään hyödyntämään osana heikkojen signaalien seulontaa ja analysointia. Diplomityön tutkimusosassa kerättiin teemahaastatteluilla pk-yrityksiltä ja kansallisilta innovaatiojärjestelmän toimijoilta tietoa. Yrityksiltä saatiin tietoa ulkoisen liiketoimintatiedon ja heikkojen signaalien keräämisestä ja hyödyntämisestä. Kansallisilta innovaatiojärjestelmän toimijoilta kerättiin tietoa rakennetusta ennakointijärjestelmästä ja sen hyödynnettävyydestä pk-yrityksissä sekä osaamiskeskusohjelman roolista tiedon välittäjänä. Kirjallisuus ja haastattelut yhdistämällä tutkimuksessa syntyi toimintamalli Kaakkois-Suomen osaamiskeskukselle. Toimintamallin avulla pk-yritykset voivat hyödyntää kansallisen innovaatiojärjestelmän toimijoiden keräämää, liiketoiminnalleen tärkeää signaalitietoa strategiaprosessissaan. Suomen innovaatiojärjestelmä on toimiva ennakoinnin osalta, kun taas pk-yrityksissä ei useinkaan suunnata resursseja ennakointiin ja heikkojen signaalien keräämiseen. Ajankohta toimintamallin käyttöönotolle vaikuttaa tutkimuksen pohjalta sopivalta, sillä järjestelmää on rakennettu ja testattu jo muutamien vuosien ajan.

Systematic mapping study on integration of B2B customers in ERP

Business-to-business terminology is relatively new as a business concept, so is the enterprise resource planning system in information technology. Research, implementation and integration of these two concept has been observed for last two decades in this paper. One of the major success point for growth in business-to-business environment is the availability of internal and partner data. Enterprise resource planning system facilitates storing, analysis of such data and enables different business process automation, forecasting and numerous value creating activity. In order to achieve such functionality for B2B customers, integrating them within ERP is very useful. This paper aims at understanding and suggesting such integration through investigating related documentation of similar integration scenarios, infrastructure, models and architectures. The investigation of the topic of this paper has been made using systematic mapping study of related papers and listing and suggesting necessary ingredients that enables such integration. Furthermore, this paper also suggests possibilities to overcome challenges integration experts might face during the integration phase and opens doors to future research scope in the related fields.

Mobile Communications within the European Union: The Role of Location in the Evolution and Forecasting of the Diffusion Process

In the European Union, the importance of mobile communications was realized early on. The process of mobile communications becoming ubiquitous has taken time, as the innovation of mobile communications diffused into the society. The aim of this study is to find out how the evolution and spatial patterns of the diffusion of mobile communications within the European Union could be taken into account in forecasting the diffusion process. There is relatively lot of research of innovation diffusion on the individual (micro) andthe country (macro) level, if compared to the territorial level. Territorial orspatial diffusion refers either to the intra-country or inter-country diffusionof an innovation. In both settings, the dif- fusion of a technological innovation has gained scarce attention. This study adds knowledge of the diffusion between countries, focusing especially on the role of location in this process. The main findings of the study are the following: The penetration rates of the European Union member countries have become more even in the period of observation, from the year 1981 to 2000. The common digital GSM system seems to have hastened this process. As to the role of location in the diffusion process, neighboring countries have had similar diffusion processes. They can be grouped into three, the Nordic countries, the central and southern European countries, and the remote southern European countries. The neighborhood effect is also domi- nating in thegravity model which is used for modeling the adoption timing of the countries. The subsequent diffusion within a country, measured by the logistic model in Finland, is af- fected positively by its economic situation, and it seems to level off at some 92 %. Considering the launch of future mobile communications systemsusing a common standard should implicate an equal development between the countries. The launching time should be carefully selected as the diffusion is probably delayed in economic downturns. The location of a country, measured by distance, can be used in forecasting the adoption and diffusion. Fi- nally, the result of penetration rates becoming more even implies that in a relatively homoge- nous set of countries, such as the European Union member countries, the estimated final pene- tration of a single country can be used for approximating the penetration of the others. The estimated eventual penetration of Finland, some 92 %, should thus also be the eventual level for all the European Union countries and for the European Union as a whole.

Relationships between climate and winter cereal grain quality in Finland and their potential for forecasting

Selostus: Sään vaikutus syysviljojen hehtolitran painoon ennusteen laadinnan näkökulmasta