Adaptation of TRIZ Method for Problem Solving in Process Engineering

TRIZ is one of the well-known tools, based on analytical methods for creative problem solving. This thesis suggests adapted version of contradiction matrix, a powerful tool of TRIZ and few principles based on concept of original TRIZ. It is believed that the proposed version would aid in problem solving, especially those encountered in chemical process industries with unit operations. In addition, this thesis would help fresh process engineers to recognize importance of various available methods for creative problem solving and learn TRIZ method of creative problem solving. This thesis work mainly provides idea on how to modify TRIZ based method according to ones requirements to fit in particular niche area and solve problems efficiently in creative way. Here in this case, the contradiction matrix developed is based on review of common problems encountered in chemical process industry, particularly in unit operations and resolutions are based on approaches used in past to handle those issues.

Measurement Problems and Problem-Solving in Kraft Pulping

Tämän työn tarkoituksena on koota yhteen selluprosessin mittausongelmat ja mahdolliset mittaustekniikat ongelmien ratkaisemiseksi. Pääpaino on online-mittaustekniikoissa. Työ koostuu kolmesta osasta. Ensimmäinen osa on kirjallisuustyö, jossa esitellään nykyaikaisen selluprosessin perusmittaukset ja säätötarpeet. Mukana on koko kuitulinja puunkäsittelystä valkaisuun ja kemikaalikierto: haihduttamo, soodakattila, kaustistamo ja meesauuni. Toisessa osassa mittausongelmat ja mahdolliset mittaustekniikat on koottu yhteen ”tiekartaksi”. Tiedot on koottu vierailemalla kolmella suomalaisella sellutehtaalla ja haastattelemalla laitetekniikka- ja mittaustekniikka-asiantuntijoita. Prosessikemian paremmalle ymmärtämiselle näyttää haastattelun perusteella olevan tarvetta, minkä vuoksi konsentraatiomittaukset on valittu jatkotutkimuskohteeksi. Viimeisessä osassa esitellään mahdollisia mittaustekniikoita konsentraatiomittausten ratkaisemiseksi. Valitut tekniikat ovat lähi-infrapunatekniikka (NIR), fourier-muunnosinfrapunatekniikka (FTIR), online-kapillaarielektroforeesi (CE) ja laserindusoitu plasmaemissiospektroskopia (LIPS). Kaikkia tekniikoita voi käyttää online-kytkettyinä prosessikehitystyökaluina. Kehityskustannukset on arvioitu säätöön kytketylle online-laitteelle. Kehityskustannukset vaihtelevat nollasta miestyövuodesta FTIR-tekniikalle viiteen miestyövuoteen CE-laitteelle; kehityskustannukset riippuvat tekniikan kehitysasteesta ja valmiusasteesta tietyn ongelman ratkaisuun. Työn viimeisessä osassa arvioidaan myös yhden mittausongelman – pesuhäviömittauksen – ratkaisemisen teknis-taloudellista kannattavuutta. Ligniinipitoisuus kuvaisi nykyisiä mittauksia paremmin todellista pesuhäviötä. Nykyään mitataan joko natrium- tai COD-pesuhäviötä. Ligniinipitoisuutta voidaan mitata UV-absorptiotekniikalla. Myös CE-laitetta voitaisiin käyttää pesuhäviön mittauksessa ainakin prosessikehitysvaiheessa. Taloudellinen tarkastelu pohjautuu moniin yksinkertaistuksiin ja se ei sovellu suoraan investointipäätösten tueksi. Parempi mittaus- ja säätöjärjestelmä voisi vakauttaa pesemön ajoa. Investointi ajoa vakauttavaan järjestelmään on kannattavaa, jos todellinen ajotilanne on tarpeeksi kaukana kustannusminimistä tai jos pesurin ajo heilahtelee eli pesuhäviön keskihajonta on suuri. 50 000 € maksavalle mittaus- ja säätöjärjestelmälle saadaan alle 0,5 vuoden takaisinmaksuaika epävakaassa ajossa, jos COD-pesuhäviön vaihteluväli on 5,2 – 11,6 kg/odt asetusarvon ollessa 8,4 kg/odt. Laimennuskerroin vaihtelee tällöin välillä 1,7 – 3,6 m3/odt asetusarvon ollessa 2,5 m3/odt.

Students’ Self-Report of Motivational Orientation and Teacher Evaluation on Coping and Motivational Orientation Related to Elementary Students’ Mathematical Problem Solving and Reading Comprehension

The present study examined the correlations between motivational orientation and students’ academic performance in mathematical problem solving and reading comprehension. The main purpose is to see if students’ intrinsic motivation is related to their actual performance in different subject areas, math and reading. In addition, two different informants, students and teachers, were adopted to check whether the correlation is different by different informants. Pearson’s correlational analysis was a major method, coupled with regression analysis. The result confirmed the significant positive correlation between students’ academic performance and students’ self-report and teacher evaluation on their motivational orientation respectively. Teacher evaluation turned out with more predictive value for the academic achievement in math and reading. Between the subjects, mathematical problem solving showed higher correlation with most of the motivational subscales than reading comprehension did. The highest correlation was found between teacher evaluation on task orientation and students’ mathematical problem solving. The positive relationship between intrinsic motivation and academic achievement was proved. The disparity between students ’ self-report and teacher evaluation on motivational orientation was also addressed with the need of further examination.

Chelyabinsk CHP-3 “locked power” problem solving

All over the world power systems become bigger and bigger every day. New equipment is installed, new feeders are constructed, new power units are installed. Some old elements of the network, however, are not changed in time. As a result, “bottlenecks” for capacity transmission can occur. By locked power problem the situation when a power plant has installed capacity exceeding the power it can actually deliver is usually meant. Regime, scheme or even technical restrictions-related issues usually cause this kind of problem. It is really important, since from the regime point of view it is typical decision to have a mobile capacity reserve, in case of malfunctions. And, what can be even more significant, power plant owner (JSC Fortum in our case) losses his money because of selling less electrical energy. The goal of master`s thesis is to analyze the current state of Chelyabinsk power system and the CHP-3 (Combined Heat and Power plant) in particular in relation with it`s ability to deliver the whole capacity of the CHP in it`s existing state and also taking into consideration the prospect of power unit 3 installation by the fourth quarter of 2010. The thesis contains some general information about the UPS of Russia, CPS of Ural, power system of Chelyabinsk and the Chelyabinsk region itself. Then the CHP-3 is described from technical point of view with it`s equipment observation. Regimes for the nowadays power system and for the system after the power unit 3 installation are reviewed. The problems occurring are described and, finally, a solution is offered.

Matrix Mind : on managerial reframing in multidimensional problem solving

Det är inte ovanligt att man i organisationer ställs inför problem som inte kan hanteras inom befintlig organisationsstruktur. Skälen kan vara att frågorna har många – ibland konflikterande – dimensioner och perspektiv som samtidigt måste beaktas. I den här avhandlingen studeras vilka tankemönster och föreställningar som fanns när grupper av chefer försökte lösa komplexa problem, som inte hade en naturlig organisatorisk hemvist och hur de omsatte dessa tankemönster i handling. Vad kännetecknade det ledarskap som utövades under problemlösningsprocessen? Avhandlingens empiri hämtas från ledarutvecklingsprogram i två internationellt verksamma företag i Sverige, och omfattar 14 verkliga affärsproblem i dessa företag och den process varigenom de löstes. De 14 seminarierna utgör exempel på hur mångdimensionella frågeställningar framgångsrikt hanteras utanför den befintliga organisationsstrukturen. Studien ger, genom att adressera frågor kring tankesätt och ledningsprocesser, en djupare förståelse för förutsättningarna för detta, och lyfter särskilt fram betydelsen av ett ledarskap som inbegriper begreppen intervention, förmåga och omtolkning. Som ett samlat begrepp introduceras bilden att utöva ledarskapet utifrån ett matrix mind. Att påverka strukturer (i vid mening) och därigenom de förmågor som utvecklas, är del i detta ledarskap. Det sker genom interventioner (ingrepp som påverkar relationer i t ex en grupp) och baserades i den aktuella empirin på uppfattningar om värdet av problematisering, erfarenhetsutbyte och av ett språk, som både beskriver och anger inriktning för aktiviteter. Interventioner i strukturer (och till dem knutna processer) beskriver dock bara delvis detta ledarskap. Att leda med ett matrix mind innefattar också ett nyfiket och kreativt förhållningssätt, och att utifrån detta leda omtolkning av problem. I empirin finns flera exempel på detta. Avhandlingen avser att ge ett bidrag inom såväl organisations- som ledarskapsteori.

The nature and role of trust in temporary virtual problem-solving teams

The objective of this study is to increase understanding of the nature and role of trust in temporary virtual problem-solving teams engaged in real-life co-creation activities, while much of previous research has been conducted in student settings. The different forms and bases of trust, possible trust barriers and trust building actions, and perceived role of trust in knowledge sharing and collaboration are analyzed. The study is conducted as a qualitative case study in case company. Data includes interviews from 24 people: 13 from 3 different project teams that were going on during the study, 8 from already finalized project teams, and 3 founders of case company. Additional data consists of communication archives from three current teams. The results indicate that there were both knowledge-based and swift trust present, former being based on work-related personal experiences about leaders or other team members, and latter especially on references, disposition to trust and institution-based factors such as norms and rules, as well as leader and expert action. The findings suggest that possible barriers of trust might be related to lack of adaptation to virtual work, unclear roles and safety issues, and nature of virtual communication. Actions that could be applied to enhance trust are for example active behavior in discussions, work-related introductions communicating competence, managerial actions and face-to-face interaction. Finally, results also suggest that trust has a focal role as an enabler of action and knowledge sharing, and coordinator of effective collaboration and performance in temporary virtual problem-solving teams.

Exploring knowledge worker motivation in autonomous and interdependent problem solving tasks on virtual platforms

The objective of this study is to understand why virtual knowledge workers conduct autonomous tasks and interdependent problem solving tasks on virtual platforms. The study is qualitative case study including three case organizations that tap the knowledge of expert networks, and utilize virtual platforms in the work processes. Research data includes 15 interviews, that is, five experts from each case company. According to the findings there are some specific characteristics in motivation to work on tasks on online platforms. Autonomy, self-improvement, meaningful tasks, knowledge sharing, time management, variety of contacts, and variety of tasks, and projects motivate virtual knowledge workers. Factors that may enhance individuals’ engagement to work on tasks are trust, security of continuous task flow and income, feedback, meaningful tasks and tasks that contribute to self-improvement, flexibility and effectiveness in time management, and virtual tools that support social interaction. The results also indicate that there are some differences in individuals’ motivation based on the tasks’ nature. That is, knowledge sharing and variety of contacts motivated experts who worked on interdependent problem solving tasks. Then again, autonomy and variety of tasks motivated experts who worked on autonomous tasks.

Liiketoimintaprosessien mittaaminen ja mallintaminen

Tutkimuksessa tutkitaan mallintamista ja mittaamista osana liiketoimintaproses-sien parantamista, sekä näiden asioiden kuvaamista soveltuvalla työkalulla. Ensin esitetään teoreettinen viitekehys siihen, kuinka prosesseja voidaan mitata ja mal-lintaa. Sitten raportoidaan käytännössä suoritettu kehitystyö, jolle on määritetty lähtö- ja tavoitetila. Työn onnistumista mitataan johtajahaastatteluin ja saatuja tuloksia verrataan teoriaan. Tutkimuksessa yhdistettiin analyyttinen mallinrakennus, tieteellinen ongelman-ratkaisutoiminta sekä konsultointi tarkoituksena saada aikaan kohde organisaati-olle sopiva konstruktio esitettyyn ongelmaan. Johtajahaastattelut analysoitiin ja suoritettiin kvalitatiivinen tarveanalyysi. Haastatteluja täydennettiin muulla kerä-tyllä aineistolla ja analyysin tarkkuutta pyritään kasvattamaan eri lähdeaineistojen ristivertailuilla. Yrityksissä on niin liiketoiminnalle elintärkeitä ydinprosesseja kuin niitä tukevia tukiprosessejakin. Niiden toiminta perustuu ennalta suunniteltuihin ja uudelleen-käytettäviin menetelmiin. Prosessit tulee sopeuttaa yrityksen arkkitehtuuriin ja niitä on jatkuvasti kehitettävä. Kehittäminen voidaan toteuttaa suurilla kertamuu-toksilla, jatkuvalla laadun parantamisella tai niiden yhdistelmänä. Mallintamisella ja mittaamisella on tärkeä tehtävä liiketoimintaprosessien kehit-tämisessä. Niiden avulla voidaan helpottaa erityisesti prosessien suunnittelua luomalla konkreettisia malleja ja mittareita prosesseista. Toteutuksessa käytettiin prototyyppilähestymistapaa ja työn onnistumista arvioivat yhtiön johtajat. Tutki-muksen tuloksia ovat eri tason prosessimallit, joiden luomisessa käytettiin eri mallintamistekniikoita, sekä mittaristot mittaamaan yrityksen tuottavuutta ja te-hokkuutta.

Liiketoimintaprosessien kehittämismenetelmän suunnittelu ja testaus

Tämändiplomityön tavoitteena oli tutkia, miten liiketoimintaprosessissa esiintyviä toimijoiden välisiä riippuvuussuhteita voidaan kehittää, käyttäen juuri tähän tarkoitukseen räätälöityä kehittämismenetelmää ja mitä osia tämäntyyppisen kehittämismenetelmän tulisi sisältää. Työssä ideoitu menetelmä on tarkoitettu jo käytössä olevien liiketoimintaprosessien kehittämiseen. Työ aloitettiin tutkimalla teoriataustaa liiketoimintaprosesseistaja olemassa olevista organisaatioiden sekä liiketoimintaprosessien kehittämismenetelmistä. Kehittämismenetelmän sisällön määrittelyssä hyödynnettiin myös työn tilaajan toimesta aikaisemmin tehtyä menetelmien ja mallien kehittämistyötä. Menetelmän sisältö rajattiin kolmeen vaiheeseen, joita ovat kehittämisprojektin suunnitteluvaihe, prosessin ja toimijoiden välisten yhteistyösuhteiden analysointivaihe sekä kehittämisratkaisujen suunnittelu- ja toteutusvaihe. Menetelmää testattiin kahdessa julkisen sektorin palveluprosessissa, joista saatujen kokemuksien perusteella menetelmää kehitettiin edelleen lopulliseen muotoonsa. Työn varsinaisena tuloksena syntyi sekä käytännössä testattu kehittämismenetelmä että useita potentiaalisia jatkokehityskohteita, jotka koskevat menetelmän yksittäisiä vaiheita. Lisäksi kehittämistyön yhteydessä syntyi myös laajempia kehittämisideoita, jotka koskevat prosessi- ja verkostomallien yhdistämistä, prosessijohtamista ja kehittämishankkeiden koordinointia.

Evaluation of an eLearning pilot course based on user experiences: corporate case study

Diplomityön tavoitteena oli arvioida sähköisen oppimisen soveltuvuutta kohdeyrityksessä ja selvittää, voidaanko luokkahuonekoulutusta korvata sähköisen oppimisen kursseilla. Tietojärjestelmän raportoinnista tehtiin sähköisen oppimisen kurssi, joka oli koekäytössä. Koekäytön jälkeen tehtiin käyttäjäkysely, kerättiin käyttötietoja kurssista ja tehtiin haastatteluja. Koekäyttäjien kokemuksista tehdyn arvioinnin perusteella sähköinen oppiminen soveltuu käytettäväksi selkeiden asioiden koulutukseen kohdeyrityksessä, mutta se ei voi kokonaan korvata luokkahuonekoulutusta. Luokkahuonekoulutuksessa tulisi keskittyä monimutkaisempiin asioihin ja ongelmanratkaisuun. Positiivisten tulosten perusteella sähköisen oppimisen kehittämistä päätettiin jatkaa yrityksessä. Sähköisen oppimisen kurssin avulla saadaan kustannussäästöjä kohdeyrityksessä, kun käyttäjämäärä on suurempi kuin 66. Jos koko koekäytössä olleen kurssin kohdeyleisö suorittaa kurssin sähköisesti, ovat kustannukset vain noin 15% vastaavista kustannuksista luokkahuoneessa järjestettynä. Lisäksi sähköisen oppimisen tehokkuutta tutkittiin ja koekäytössä olleen kurssin arvioitiin olevan positiivinen työssä kehitetyn Consensus-mallin mukaan.

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.

Epäpuhtauksien optinen laskenta sulpusta

Työn tarkoituksena oli hakea mittausjärjestelmän raja-arvoja optiselle kamerapohjaiselle roskalaskentajärjestelmälle sekä testata roskalaskentajärjestelmän toimivuus käytännössä. Tavoitteena oli tuotteistaa kamerapohjainen roskalaskenta-analyysi palvelutuotteeksi, jota voitaisiin hyödyntää sihtien kuntokartoituksessa ja ongelmanratkaisuvälineenä. Teoriaosa koostui kahdesta kokonaisuudesta: sulpun epäpuhtauksista, roskalaskennan teoriasta ja epäpuhtauksien mittausmenetelmistä sekä markkinoinnista, tuotteistamis- ja lanseerausprosessista palvelutuotteen näkökulmasta. Kokeellisessa osassa selvitettiin kamerapohjaiseen roskalaskentaanalyysiin vaikuttavia tekijöitä: kameran tarkennus, kuvan terävyys, analysoitavan arkin väri, neliömassa ja roskapitoisuus, impregnointi, valonlähde, kuvan muokkaus, tiedostomuoto ja pikselimäärä. Kamerapohjaisen roskalaskenta-analyysin soveltuvuus käytäntöön testattiin tehdasesimerkin avulla. Havaittiin, että kamerapohjaista roskalaskenta-analyysiä voitaisiin käyttää lähes kaikille massatyypeille. Työssä määriteltiin kalibrointimenetelmä kameran tarkentamiseksi arkin tasoon sekä suljinnopeusanalyysi massatyypistä riippuvan suljinnopeuden selvitykseen. Kamerapohjaisessa roskalaskenta-analyysissä määritettiin käytettäväksi arkin neliömassana 60 g/m2, suljinaukkoa F5 ja terävyysasetusta 5. Tulokseksi saatiin, että analysoitavia arkkeja ei tarvitse impregnoida tai jälkikäsitellä. Korrelaatiota Somerville-erotustehokkuuteen ei löytynyt. Esimerkkitehtaasta selvitettiin primääriportaan roskapitoisuudet ja erotustehokkuudet. Tehdasesimerkin tulosten perusteella havaittiin happivaiheen ja D0-vaiheen olleen tehokkaimpia epäpuhtauksien poistajia.

Ekonomien ammatillisen kehittymisen tarpeet

Tämä pro gradu -tutkielma käsittelee ekonomien ammatillisen kehittymisen tarpeita muuttuvassa maailmassa, jossa ammatillinen erityisosaaminen vanhenee nopeasti. Tutkimuksessa tarkastellaan ekonomikunnassa koettuja ammatillisen kehittymisen tarpeita substanssin ja oppimistapojen näkökulmasta. Tutkimuksen tavoitteena on selvittää, millaisia ammatillisen kehittymisen tarpeita ekonomeilla on ja miten näihin tarpeisiin voisi vastata. Tutkimuksen pyrkimyksenä on selvittää myös, miten Suomen Ekonomiliitto SEFE voisi auttaa jäseniään kehittymään edelleen ammatillisesti. Aikuisoppimis- ja motivaatioteorioita on olemassa lukuisia. Pro gradun teoriaosassa selvitetään, miten aikuisten oppiminen tapahtuu, mitä se pitää sisällään ja mikä motivoi oppimaan. Lisäksi tutkimuksessa tarkastellaan työelämän ekonomeille asettamia vaatimuksia tänään ja tulevaisuudessa. Pro graduni tutkimusmenetelmänä käytettiin sähköistä kyselyä, ja otoksena oli 2000 SEFEn jäsenrekisteristä poimittua ekonomia. Tutkimustulokset osoittavat, että heterogeenisen ekonomikunnan näkemykset ammatillisen kehittymisen tarpeista ja varsinkin juuri itselle sopivista koulutusmuodoista eroavat melko paljon. Tärkeimmiksi ekonomiosaamisen osa-alueiksi nousivat seikat, joista on hyötyä muuttuvan maailman mukana pysymisessä, kuten valmius omaksua uusia asioita ja ongelmanratkaisutaito. Seuraavaksi tärkeimmäksi osaamisalueeksi nimettiin yleinen talouden tuntemus. Kehittää tulisi paitsi näitä osa-alueita, myös erilaisia johtamistaitoja. Tulosten mukaan suurin este ammatilliselle lisäkoulutukselle on ajan puute. Kyselyn vastauksissa painotettiin koulutuksesta saatavaa hyötyä suhteessa siihen laitettuihin panostuksiin. Kiireessä priorisoidaan työssä oppimista ja lyhyitä täsmäkoulutuksia.