Optimization and Applications of Large-Scale Biomedical Event Networks

The overwhelming amount and unprecedented speed of publication in the biomedical domain make it difficult for life science researchers to acquire and maintain a broad view of the field and gather all information that would be relevant for their research. As a response to this problem, the BioNLP (Biomedical Natural Language Processing) community of researches has emerged and strives to assist life science researchers by developing modern natural language processing (NLP), information extraction (IE) and information retrieval (IR) methods that can be applied at large-scale, to scan the whole publicly available biomedical literature and extract and aggregate the information found within, while automatically normalizing the variability of natural language statements. Among different tasks, biomedical event extraction has received much attention within BioNLP community recently. Biomedical event extraction constitutes the identification of biological processes and interactions described in biomedical literature, and their representation as a set of recursive event structures. The 2009–2013 series of BioNLP Shared Tasks on Event Extraction have given raise to a number of event extraction systems, several of which have been applied at a large scale (the full set of PubMed abstracts and PubMed Central Open Access full text articles), leading to creation of massive biomedical event databases, each of which containing millions of events. Sinece top-ranking event extraction systems are based on machine-learning approach and are trained on the narrow-domain, carefully selected Shared Task training data, their performance drops when being faced with the topically highly varied PubMed and PubMed Central documents. Specifically, false-positive predictions by these systems lead to generation of incorrect biomolecular events which are spotted by the end-users. This thesis proposes a novel post-processing approach, utilizing a combination of supervised and unsupervised learning techniques, that can automatically identify and filter out a considerable proportion of incorrect events from large-scale event databases, thus increasing the general credibility of those databases. The second part of this thesis is dedicated to a system we developed for hypothesis generation from large-scale event databases, which is able to discover novel biomolecular interactions among genes/gene-products. We cast the hypothesis generation problem as a supervised network topology prediction, i.e predicting new edges in the network, as well as types and directions for these edges, utilizing a set of features that can be extracted from large biomedical event networks. Routine machine learning evaluation results, as well as manual evaluation results suggest that the problem is indeed learnable. This work won the Best Paper Award in The 5th International Symposium on Languages in Biology and Medicine (LBM 2013).

Testing a large-scale forestry scenario model by means of successive inventories on a forest property

Abstract

Linear prediction application for modelling the relationships between a large number of stand characteristics of Norway spruce stands

Abstract

Use of field measurements in fatigue analysis of forestry cranes

Tässä työssä on esitetty väsyttävän kuormituksen mittaamiseen ja mittausdatan jälkikäsittelyyn sekä väsymismitoitukseen liittyviä menetelmiä. Menetelmien sovelluskohteena oli metsäkoneen kuormain, joka on väsyttävästi kuormitettu hitsattu rakenne. Teoriaosassa on kuvattu väsymisilmiötä ja väsymismitoitusmenetelmiä sekä kuormitusten tunnistamiseen ja mittausten jälkikäsittelyyn liittyviä menetelmiä. Yleisimmin käytettyjen väsymismitoitusmenetelmien rinnalle on esitetty luotettavuuteen perustuvaa väsymismitoitusmenetelmää. Kuormainten suunnittelussa on keveys- j a kestoikävaatimusten takia erityisen suuri merkitys väsymisen huomioimisella. Rakenteille on ominaista tietyt toiminnan kannalta välttämättömät hitsatut yksityiskohdat, jotka usein määräävät koko rakenteen kestoiän. Koska nämä ongelmakohdat pystytään useimmiten tunnistamaan jo suunnitteluvaiheessa, voidaan yksityiskohtien muotoilulla usein parantaa huomattavasti koko rakenteen kestoikää. Näiden yksityiskohtien optimointi on osittain mahdollista toteuttaa ilman kuormituskertymätietoa, mutta useimmiten kuormitusten tunnistaminen on edellytys parhaan ratkaisun löytymiselle. Tällöin toistaiseksi paras keino todellisen väsyttävän kuormituksen tunnistamiseksi on pitkäaikaiset kenttämittaukset. Kenttämittauksilla selvitetään rakenteeseen kohdistuvat kuormitukset venymäliuskojen avulla. Kuormitusten tunnistamisella on erityisen suuri merkitys kun halutaan määrittää rakenteen kestoikä. Väsyminen ja väsyttävä kuormitus ovat kuitenkin tilastollisia muuttujia j a yksittäiselle rakenteelle ei ole mahdollista määrittää tarkkaa k estoikää. Tilastollisia menetelmiä käyttäen on kuitenkin mahdollista määrittää rakenteen vaurioitumisriski. Laskettaessa vaurioitumisriskiä suurelle määrälle yksittäisiä rakenteita voidaan muodostaa tarkkojakin ennusteita mahdollisten vaurioiden lukumäärästä. Tällöin kuormituskertymätiedosta voi olla tavanomaisen suunnittelun lisäksi laajempaa hyötyä esimerkiksi takuukäsittelyssä. Tässä työssä on sovellettu esitettyjä teorioita käytännössä metsäkoneen harvesterin puomiston väsymistarkasteluun. Kyseisen rakenteen kuormituksia mitattiin kahden viikon aikana yhteensä 35 tuntia, jonka perusteella laskettiin väsyttävän kuormituksen tilastollinen jakauma esimerkkitapaukselle. Mittauksen perusteella ei voitu tehdä kuitenkaan johtopäätöksiä tuotteen koko elinkaaren kuormituksista eikä muiden samanlaisten tuotteiden kuormituksista, koska mitattu otos oli suhteellisen lyhyt ja rajoittui vain yhteen käyttäjään ja muutamaan käyttökohteeseen. Menetelmien testaamiseksi kyseinen otos oli kuitenkin riittävä. Kuormituskertymätietoa käytettiin hyväksi myös laatumääritysten muodostamisessaesimerkkitapaukselle. Murtumismekaniikkaan perustuvalla menetelmällä arvioitiinharvesteripilarin valun mahdollisten valuvirheiden suurin sallittu koko. Luotettavuuteen pohjautuvan mitoitusmenettelyn tarve näyttää olevanlisääntymässä, joten pitkäaikaisten kenttämittausten tehokas hyödyntäminen tulee olemaan keskeinen osa väsymismitoitusta lähitulevaisuudessa. Menetelmiä olisi mahdollista tehostaa yhdistämällä kuormituskertymään erilaisia kuormitusten suhteen riippuvia tunnettuja suureita kuten käsiteltävän puun halkaisija. Todellisettuotekohtaiset tilastolliset jakaumat kuormituksista voitaisiin muodostaa mahdollisesti tehokkaammin, jos esimerkiksi kuormitusten riippuvuus metsätyypistä pystyttäisiin ensin määrittämään.

Software SMEs asStrategic Partners in the Partner Programs of Large International Companies

Tutkielman tavoitteena oli tutkia pienten- ja keskisuurten (PK) ohjelmistoyritysten kansainvälisiä kumppanuuksia. Päätavoitteena oli löytää keinoja kuinka PK-ohjelmistoyritykset voisivat tulla strategisiksi kumppaneksi suurten kansainvälisten yritysten kumppanuusohjelmissa. Lisäksi tutkielmassa oli tavoitteena selvittää kuinka kumppaneiden välistä sitoutumista voitaisiin vahvistaa, jotta PK-ohjelmistoyritykset voisivat saavuttaa todellista lisäarvoa ja kansainvälistä kasvua kumppanuusohjelmien kautta. Tutkielma jakaantuu teoreettiseen ja empiiriseen osaan. Teoreettinen osa keskittyy tarkastelemaan korkean teknologian markkinointia ohjelmistoalalla sekä kansainvälisiä kumppanuuksia. Suurten yritystenkumppanuusohjelmia ei ole tutkittu suomalaisten PK-ohjelmistoyritysten näkökulmasta, minkä vuoksi empiirinen tutkimus on perusteltua. Empiirinen tutkimus toteutettiin laadullisena case-tutkimuksena ja tutkimusmenetelmänä käytettiin puolistrukturoitua haastattelua. Tutkimustulokset osoittavat, että strategisen kumppanin aseman saavuttaminen on pitkä ja haastava matka PK-yrityksille. Suurten kansainvälisten yritysten kumppanuusohjelmat ovat useimmiten monimutkaisia ja todellisen lisäarvon saavuttaminen kumppanuusohjelman kautta vaatii paljon resursseja PK-yrityksiltä. Jotta PK-yritykset voisivat saavuttaa ja säilyttää strategisen kumppanin aseman kumppanuusohjelmassa, vaatii se aktiivista ja päivittäistä vuorovaikutusta kumppaneiden kesken. Erityisesti tiiviit henkilösuhteet oikeiden avainhenkilöiden kanssa ovat välttämättömyys. Läheiset kontaktit mahdollistavat sen, että PK-yritykset voivat ainakin osittain ohittaa kumppanuusohjelman byrokratian, mikä lisää luottamusta ja sitoutumista kumppanuussuhteessa sekä edistää kansainvälistä kasvua ja menestystä liiketoiminnassa.

A computationally efficient shear deformable beam element for large deformation multibody applications

In this paper, a new two-dimensional shear deformable beam element based on the absolute nodal coordinate formulation is proposed. The nonlinear elastic forces of the beam element are obtained using a continuum mechanics approach without employing a local element coordinate system. In this study, linear polynomials are used to interpolate both the transverse and longitudinal components of the displacement. This is different from other absolute nodal-coordinate-based beam elements where cubic polynomials are used in the longitudinal direction. The accompanying defects of the phenomenon known as shear locking are avoided through the adoption of selective integration within the numerical integration method. The proposed element is verified using several numerical examples, and the results are compared to analytical solutions and the results for an existing shear deformable beam element. It is shown that by using the proposed element, accurate linear and nonlinear static deformations, as well as realistic dynamic behavior, can be achieved with a smaller computational effort than by using existing shear deformable two-dimensional beam elements.

Logistics Development in Finnish and Swedish Companies with Respect of Russia and Four Asian Countries: Traffic Flow and Warehousing Analysis from Current Situation and Likely Development Trends

On selvää, että tänä päivänä maailmankaupan painopiste on hiljalleen siirtymässä Aasiaan ja varsinkin Kiina on ollut huomion keskipisteessä. Erityisesti valmistavien yritysten perspektiivistä muutos on ollut merkittävä ja tämä tosiasia kasvattaa yrityksissä paineita luoda kustannustehokkaita toimitusketjuratkaisuja,joiden vasteaika on mahdollisimman lyhyt. Samaan aikaan kun tarkastellaan kuljetusvirtoja, huomattaan että maanosien välillä on suuri epätasapaino. Tämä on enimmäkseen seurausta suurten globaalisti toimivien yritysten toimitusketjustrategioista. Useimmat näistä toimijoista optimoivat verkostonsa turvautumalla 'paikalliseen hankintaan', jotta he voisivat paremmin hallita toimitusketjujaan ja saada näitä reagointiherkimmiksi. Valmistusyksiköillä onkin monesti Euroopassa pakko käyttää kalliita raaka-aineita ja puolivalmisteita. Kriittisiksi tekijöiksi osoittautuvat kuljetus- ja varastointikustannukset sekä näiden seurauksena hukka-aika, joka aiheutuu viivästyksistä. Voidakseen saavuttaa optimiratkaisun, on tehtävä päätös miten tuotteet varastoidaan: keskitetysti tai hajautetusti ja integroida tämä valinta sopivien kuljetusmuotojen kanssa. Aasiasta Pohjois-Eurooppaan on halpaa käyttää merikuljetusta, mutta operaatio kestää hyvin pitkään - joissain tapauksessa jopa kahdeksan viikkoa. Toisaalta lentokuljetus on sekä kallis että rajoittaa siirrettävien tuotteiden eräkokoa.On olemassa kolmaskin vaihtoehto, josta voisi olla ratkaisuksi: rautatiekuljetus on halvempi kuin lentokuljetus ja vasteajat ovat lyhyemmät kuin merikuljetuksissa. Tässä tutkimuksessa tilannetta selvitetään kyselyllä, joka suunnattiin Suomessa ja Ruotsissa toimiville yrityksille. Tuloksien perusteella teemme johtopäätökset siitä, mitkä kuljetusmuotojen markkinaosuudet tulevat olemaan tulevaisuudessa sekä luomme kuvan kuljetusvirroista Euroopan, Venäjän, Etelä-Korea, Intian, Kiinan ja Japanin välillä. Samalla on tarkoitus ennakoida sitä, miten tarkastelun kohteena olevat yritykset aikovat kehittää kuljetuksiaan ja varastointiaan tulevien vuosien aikana. Tulosten perusteella näyttää siltä, että seuraavan viiden vuoden kuluessa kuljetuskustannukset eivät merkittävissä määrin tule muuttuman ja meri- sekä kumipyöräkuljetukset pysyvät suosituimpina vaihtoehtoina.Kuitenkin lentokuljetusten osuus laskee hiukan, kun taas rautatiekuljetusten painotus kasvaa. Tulokset paljastavat, että Kiinassa ja Venäjällä kuljetettava konttimäärä kasvaa; Intiassa tulos on saman suuntainen, joskaan ei niin voimakas. Analyysimme mukaan kuljetusvirtoihin liittyvä epätasapaino säilyy Venäjän kuljetusten suhteen: yritykset jatkavat tulevaisuudessakin vientiperusteista strategiaansa. Varastoinnin puolella tunnistamme pienemmän muutoksen, jonka mukaan pienikokoisten varastojen määrät todennäköisesti vähenevät tulevaisuudessa ja kiinnostus isoja varastoja kohtaan lisääntyy. Tässä kohtaa on mainittava, että suomalaisilla yrityksillä on enemmän varastoja Keski- ja Itä-Euroopassa verrattuna ruotsalaisiin toimijoihin, jotka keskittyvät selkeämmin Länsi-Euroopan maihin. Varastoja yrityksillä on molemmissa tapaukissa paljolti kotimaassaan. Valitessaan varastojensa sijoituskohteita yritykset painottavat seuraavia kriteereitä: alhaiset jakelukustannukset, kokoamispaikan/valmistustehtaan läheisyys, saapuvan logistiikan integroitavuus ja saatavilla olevat logistiikkapalvelut. Tutkimuksemme lopussa päädymme siihen, että varastojen sijoituspaikat eivät muutu satamien rakenteen ja liikenneyhteyksien takia kovinkaan nopeasti.

Competitor Information andCompetitive Knowledge Management in a Large Industrial Organization

Thisthesis supplements the systematic approach to competitive intelligence and competitor analysis by introducing an information-processing perspective on management of the competitive environment and competitors therein. The cognitive questions connected to the intelligence process and also the means that organizational actors use in sharing information are discussed. The ultimate aim has been to deepen knowledge of the different intraorganizational processes that are used in acorporate organization to manage and exploit the vast amount of competitor information that is received from the environment. Competitor information and competitive knowledge management is examined as a process, where organizational actorsidentify and perceive the competitive environment by using cognitive simplification, make interpretations resulting in learning and finally utilize competitor information and competitive knowledge in their work processes. The sharing of competitive information and competitive knowledge is facilitated by intraorganizational networks that evolve as a means of developing a shared, organizational level knowledge structure and ensuring that the right information is in the right place at the right time. This thesis approaches competitor information and competitive knowledge management both theoretically and empirically. Based on the conceptual framework developed by theoretical elaboration, further understanding of the studied phenomena is sought by an empirical study. The empirical research was carried out in a multinationally operating forest industry company. This thesis makes some preliminary suggestions of improving the competitive intelligence process. It is concluded that managing competitor information and competitive knowledge is not simply a question of managing information flow or improving sophistication of competitor analysis, but the crucial question to be solved is rather, how to improve the cognitive capabilities connected to identifying and making interpretations of the competitive environment and how to increase learning. It is claimed that competitive intelligence can not be treated like an organizational function or assigned solely to a specialized intelligence unit.

Risks in R&D Collaboration between Small and Large Firms

The main aim of this thesis was to find out what kinds of risks arise from collabo-ration in R&D between small and large firms. The suitability and gain of some buyer/supplier risk frameworks in examining of R&D collaboration has been in-vestigated. A risk model has been based on the buyer/supplier risks models found in the literature. Its applicability has been tested empirically by means of theme interviews with firm representatives. The risk classification framework received some confirmation. But the study also showed that the theoretical framework was not completely adequate, as a new risk class arose from communication. Collaboration causes risks, and these risks should be taken into account when R&D collaboration is planned. The advantage of risk examination is the possibility to decrease failures and losses, and to in-crease possibilities for success and economical benefits. This study should be used as a managerial analysis tool in trying to understand the form and concept of risk in risk expectancy.