Qualitative Characteristics and Quantitative Measures of Solution's Reliability in Discrete Optimization: Traditional Analytical Approaches, Innovative Computational Methods and Applicability

The purpose of this thesis is twofold. The first and major part is devoted to sensitivity analysis of various discrete optimization problems while the second part addresses methods applied for calculating measures of solution stability and solving multicriteria discrete optimization problems. Despite numerous approaches to stability analysis of discrete optimization problems two major directions can be single out: quantitative and qualitative. Qualitative sensitivity analysis is conducted for multicriteria discrete optimization problems with minisum, minimax and minimin partial criteria. The main results obtained here are necessary and sufficient conditions for different stability types of optimal solutions (or a set of optimal solutions) of the considered problems. Within the framework of quantitative direction various measures of solution stability are investigated. A formula for a quantitative characteristic called stability radius is obtained for the generalized equilibrium situation invariant to changes of game parameters in the case of the H¨older metric. Quality of the problem solution can also be described in terms of robustness analysis. In this work the concepts of accuracy and robustness tolerances are presented for a strategic game with a finite number of players where initial coefficients (costs) of linear payoff functions are subject to perturbations. Investigation of stability radius also aims to devise methods for its calculation. A new metaheuristic approach is derived for calculation of stability radius of an optimal solution to the shortest path problem. The main advantage of the developed method is that it can be potentially applicable for calculating stability radii of NP-hard problems. The last chapter of the thesis focuses on deriving innovative methods based on interactive optimization approach for solving multicriteria combinatorial optimization problems. The key idea of the proposed approach is to utilize a parameterized achievement scalarizing function for solution calculation and to direct interactive procedure by changing weighting coefficients of this function. In order to illustrate the introduced ideas a decision making process is simulated for three objective median location problem. The concepts, models, and ideas collected and analyzed in this thesis create a good and relevant grounds for developing more complicated and integrated models of postoptimal analysis and solving the most computationally challenging problems related to it.

Elinkaarimallin kokonaistaloudellisuus julkisten tilapalveluiden järjestämisessä

Kuntasektorin toimintaympäristön muutostenseurauksena kunnat ovat joutuneet etsimään uusia tapoja järjestää palveluita. Yksi uusista tilapalveluiden toteutusvaihtoehdoista on elinkaarimalli, jossa yksityinen sektori vastaa vähintään hankkeen suunnittelusta, rakentamisesta sekä kiinteistöpalveluista. Julkisen sektorin hankintoja säätelee hankintalaki, joka velvoittaa hyväksymään tarjouksista sen, joka on kokonaistaloudellisesti edullisin tai hinnaltaan halvin. Kaupungin näkökulmasta kokonaistaloudellisuuteen vaikuttavat tarjoushinnan lisäksi myös hankintamallien laadullisista eroista, riskien siirrosta sekä yksityisen ja julkisen sektorin välisistä kilpailueroista aiheutuvat taloudelliset vaikutukset. Tämän diplomityön tavoitteena oli rakentaa toteutusmallien vertailuun laskentamalli, jossa huomioidaan elinkaarikustannusten lisäksi muut kokonaistaloudellisuuteen vaikuttavat elementit. Aiheesta julkaistuin kirjallisuuden perusteella rakennettua teoreettista laskentamallia sovelletaan Espoossa sijaitsevaan elinkaarimallilla toteutettuun tilapalveluhankkeeseen, Kaivomestariin. Vertailua varten rakennettavalla vaihtoehtoisella toteutusmallilla, verrokkilla, kuvataan Kaivomestarin kokonaisuutta vastaavan Espoon kaupungin tavanomaisen tuotannon kustannuksia. Työn tutkimustulosten perusteella elinkaarimalli näyttää hieman tavanomaista tuotantoa kalliimmalta vaihtoehdolta järjestää tilapalveluita julkiselle sektorille. Toisaalta molemmilla toteutusmalleilla saavutetaan useita sellaisia tekijöitä, joiden taloudellisia vaikutuksia ei ole huomioitu vertailussa. Yleisesti voidaankin todeta toteutusmallien vertailun olevan erittäin vaikeaa ja haastavaa, eikä tulosten perusteella toteutusmalleja voida täysin yksiselitteisesti ja luotettavasti asettaa kokonaistaloudelliseen edullisuusjärjestykseen.

Heat Transfer Analysis of the EPR Core Catcher Test Facility Volley

Uusi EPR-reaktorikonsepti on suunniteltu selviytymään tapauksista, joissa reaktorinsydän sulaa ja sula puhkaisee paineastian. Suojarakennuksen sisälle on suunniteltu alue, jolle sula passiivisesti kerätään, pidätetään ja jäähdytetään. Alueelle laaditaan valurautaelementeistä ns.sydänsieppari, joka tulvitetaan vedellä. Sydänsulan tuottama jälkilämpö siirtyyveteen, mistä se poistetaan suojarakennuksen jälkilämmönpoistojärjestelmän kautta. Suuri osa lämmöstä poistuu sydänsulasta sen yläpuolella olevaan veteen, mutta lämmönsiirron tehostamiseksi myös sydänsiepparin alapuolelle on sijoitettu vedellä täytettävät jäähdytyskanavat. Jotta sydänsiepparin toiminta voitaisiin todentaa, on Lappeenrannan Teknillisellä Yliopistolla rakennettu Volley-koelaitteisto tätä tarkoitusta varten. Koelaitteisto koostuu kahdesta täysimittaisesta valuraudasta tehdystä jäähdytyskanavasta. Sydänsulan tuottamaa jälkilämpöä simuloidaan koelaitteistossa sähkövastuksilla. Tässä työssä kuvataan simulaatioiden suorittaminen ja vertaillaan saatuja arvoja mittaustuloksiin. Työ keskittyy sydänsiepparista jäähdytyskanaviin tapahtuvan lämmönsiirron teoriaan jamekanismeihin. Työssä esitetään kolme erilaista korrelaatiota lämmönsiirtokertoimille allaskiehumisen tapauksessa. Nämä korrelaatiot soveltuvat erityisesti tapauksiin, joissa vain muutamia mittausparametreja on tiedossa. Työn toinen osa onVolley 04 -kokeiden simulointi. Ensin käytettyä simulointitapaa on kelpoistettuvertaamalla tuloksia Volley 04 ja 05 -kokeisiin, joissa koetta voitiin jatkaa tasapainotilaan ja joissa jäähdytteen käyttäytyminen jäähdytyskanavassa on tallennettu myös videokameralla. Näiden simulaatioiden tulokset ovat hyvin samanlaisiakuin mittaustulokset. Korkeammilla lämmitystehoilla kokeissa esiintyi vesi-iskuja, jotka rikkoivat videoinnin mahdollistavia ikkunoita. Tämän johdosta osassa Volley 04 -kokeita ikkunat peitettiin metallilevyillä. Joitakin kokeita jouduttiin keskeyttämään laitteiston suurten lämpöjännitysten johdosta. Tällaisten testien simulaatiot eivät ole yksinkertaisia suorittaa. Veden pinnan korkeudesta ei ole visuaalista havaintoa. Myöskään jäähdytteen tasapainotilanlämpötiloista ei ole tarkkaa tietoa, mutta joitakin oletuksia voidaan tehdä samoilla parametreilla tehtyjen Volley 05 -kokeiden perusteella. Mittaustulokset Volley 04 ja 05 -kokeista, jotka on videoitu ja voitu ajaa tasapainotilaan saakka, antoivat simulaatioiden kanssa hyvin samankaltaisia lämpötilojen arvoja. Keskeytettyjen kokeiden ekstrapolointi tasapainotilaan ei onnistunut kovin hyvin. Kokeet jouduttiin keskeyttämään niin paljon ennen termohydraulista tasapainoa, ettei tasapainotilan reunaehtoja voitu ennustaa. Videonauhoituksen puuttuessa ei veden pinnan korkeudesta saatu lisätietoa. Tuloksista voidaan lähinnä esittää arvioita siitä, mitä suuruusluokkaa mittapisteiden lämpötilat tulevat olemaan. Nämä lämpötilat ovat kuitenkin selvästi alle sydänsiepparissa käytettävän valuraudan sulamislämpötilan. Joten simulaatioiden perusteella voidaan sanoa, etteivät jäähdytyskanavien rakenteet sula, mikäli niissä on pienikin jäähdytevirtaus, eikä useampia kuin muutama vierekkäinen kanava ole täysin kuivana.

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.

External Location Factors of Foreign Direct Investment in Russia – Finnish Perspective

Tämän diplomityön tavoitteena on selvittää, mitä alueellisia tekijöitä suomalaiset yritykset ottavat huomioon valitessaan sopivaa sijaintia suoralle investoinnille Venäjän sisällä. Muutamia yrityksen sisäisiä tekijöitä käytetään taustamuuttujina selittämään sijaintitekijöiden painotuksissa havaittavia eroja erilaisten yritysten välillä. Venäjän alueita vertaillaan lopuksi painotusten valossa. Työn ensimmäisessä osassa keskitytään suorien ulkomaisten investointien teoreettiseen taustaan. Aiempia tutkimuksia käydään läpi, jotta tekijät, joilla on havaittu olevan vaikutusta investointien sijoittumiseen maan sisällä, saadaan kartoitettua. Työn jälkimmäinen osa perustuu yrityskyselyn avulla kerättyyn empiiriseen aineistoon. Aineiston avulla selvitetään mitä tekijöitä suomalaisyritykset huomioivat sijaintipäätöstä tehdessään. Tulosten valossa on ilmeistä, että alueen markkinapotentiaali on suomalaisyrityksissä tärkein huomioitava tekijä investoinnin sijainnista päätettäessä. Myös infrastruktuuri ja kustannushyödyt vaikuttavat päätökseen. Erityyppisten yritysten painotukset ovat hyvin samanlaisia. Moskova ja Pietari vastaavat Venäjän alueista parhaiten suomalaisyritysten investoinnin sijainnille asettamia kriteerejä.

External Location Factors of Finnish Direct Investment in Central and Eastern European Transitional Economies

Tutkimuksen päätavoitteena oli selvittää suomalaisten suorien investointien maan valintaan vaikuttavia tekijöitä Itä- ja Keski-Euroopan kymmenessä siirtymätaloudessa. Empiirisessä osuudessa tarkasteltiin suomalaisten yritysten tärkeimpiä sijaintitekijöitä alueella ja yrityskohtaisten tekijöiden vaikutusta sijaintitekijöihin. Tutkimuksessa selvitettiin myös yritysten päämotiiveja investoida maihin. Laaditun investointikriteeristön mukaan maat pystyttiin laittamaan paremmuusjärjestykseen suomalaisen investoijan kannalta. Empiirisen osuuden aineisto kerättiin postikyselylomakkeella yrityksiltä, joilla on tai jotka ovat suunnittelemassa investointeja näihin maihin. Tutkimusote oli kvantitatiivinen. Tutkimustulokset osoittavat, että suomalaiset investoijat valitsevat Itä- ja Keski-Euroopan maan investointikohteeksi pääasiassa markkinapotentiaalin ja edullisten kustannusten perusteella. Myös infrastruktuuri vaikuttaa maan valintaan. Eri aloilla toimivien yritysten sijaintitekijöiden painotuksissa havaittiin eroja. Yrityksen koko ja päämotiivi vaikuttivat sijaintitekijöiden painotuksiin. Investointikriteereiden mukaan kaksi parasta investointimaata suomalaisille investoijille ovat Puola ja Viro. Vertailtaessa investointikriteereitä toteutuneisiin investointeihin voidaan todeta, että suomalaiset investoijat eivät ole hyödyntäneet investoinneilla saatavia etuja kaikissa kohdemaissa.

Delivery system for location based information in wireless IP networks

Tämä työ esittelee uuden tarjota paikasta riippuvaa tietoa langattomien tietoverkkojen käyttäjille. Tieto välitetään jokaiselle käyttäjälle tietämättä mitään käyttäjän henkilöllisyydestä. Sovellustason protokollaksi valittiin HTTP, joka mahdollistaa tämän järjestelmän saattaa tietoa perille useimmille käyttäjille, jotka käyttävät hyvinkin erilaisia päätelaitteita. Tämä järjestelmä toimii sieppaavan www-liikenteen välityspalvelimen jatkeena. Erilaisten tietokantojen sisällä on perusteella järjestelmä päättää välitetäänkö tietoa vai ei. Järjestelmä sisältää myös yksinkertaisen ohjelmiston käyttäjien paikantamiseksi yksittäisen tukiaseman tarkkuudella. Vaikka esitetty ratkaisu tähtääkin paikkaan perustuvien mainosten tarjoamiseen, se on helposti muunnettavissa minkä tahansa tyyppisen tiedon välittämiseen käyttäjille.

Scenario Analysis of the Location Based Services Industry

Tutkimuksen tavoitteena oli luoda erilaisia skenaariota paikka riippuvaisten palveluiden toimialan tulevaisuudesta. Tunnistamalla nykyisiä sekä tulevia alaa edistäviä ja rajoittavia tekijöitä kolme skenaariota luotiin, jotka mahdollisesti kuvaisivat paikka riippuvaisten palveluiden toimialaa viiden vuoden päästä: "Massa spämmaus", "Raju operaattori kilpailu - nousevia yksityisyyden huolia" sekä "Nokian ajama kolmannen sukupolven verkot tulevat ennen odotettua" Skenaarioiden luomiseksi ensimmäinen osa tutkimuksesta keskittyi erilaisiin skenaarioiden kirjoitus prosesseihin ja niissä huomioitaviin asioihin. Tutkimuksen tarkoituksiin sopiva skenaarion kirjoitusprosessi esiteltiin, minkä jälkeen| paikkariippuvaisten palveluiden toimialaa käsiteltiin. Lopuksi itse skenaariot esiteltiin ja nimettiin skenaarioiden teemojen mukaan. Tutkimuksen johtopäätös on, ettei toimialan tulevaisuutta voida ennustaa riittävällä varmuudella. Tutkimuksen arvo kuitenkin piilee sen antamassa ymmärryksessä liittyen tekijöihin, jotka tulevat päättämään alan tulevaisuuden sekä skenaariossa, joita nämä tekijät voivat muodostaa.

Large Break Blowdown Test Facility Study

Työn tarkoituksena on kerätä yhteen tiedot kaikista maailmalta löytyvistä ison LOCA:n ulospuhallusvaiheen tutkimiseen käytetyistä koelaitteistoista. Työn tarkoituksena on myös antaa pohjaa päätökselle, onko tarpeellista rakentaa uusi koelaitteisto nesterakenne-vuorovaikutuskoodien laskennan validoimista varten. Ennen varsinaisen koelaitteiston rakentamista olisi tarkoituksenmukaista myös rakentaa pienempi pilottikoelaitteisto, jolla voitaisiin testata käytettäviä mittausmenetelmiä. Sopivaa mittausdataa tarvitaan uusien CFD-koodien ja rakenneanalyysikoodien kytketyn laskennan validoimisessa. Näitä koodeja voidaan käyttää esimerkiksi arvioitaessa reaktorin sisäosien rakenteellista kestävyyttä ison LOCA:n ulospuhallusvaiheen aikana. Raportti keskittyy maailmalta löytyviin koelaitteistoihin, uuden koelaitteiston suunnitteluperusteisiin sekä aiheeseen liittyviin yleisiin asioihin. Raportti ei korvaa olemassa olevia validointimatriiseja, mutta sitä voi käyttää apuna etsittäessä validointitarkoituksiin sopivaa ison LOCA:n ulospuhallusvaiheen koelaitteistoa.

Innovation process management of complex consumer products and services in new innovation paradigm – case location based business

Innovation is the word of this decade. According to innovation definitions, without positive sales impact and meaningful market share the company’s product or service has not been an innovation. Research problem of this master thesis is to find out what is the innovation process of complex new consumer products and services in new innovation paradigm. The objective is to get answers to two research questions: 1) What are the critical success factors what company should do when it is implementing the paradigm change in mass markets consumer business with complex products and services? 2) What is the process or framework one firm could follow? The research problem is looked from one company’s innovation creation process, networking and organization change management challenges point of views. Special focus is to look the research problem from an existing company perspective which is entering new business area. Innovation process management framework of complex new consumer products and services in new innovation paradigm has been created with support of several existing innovation theories. The new process framework includes the critical innovation process elements companies should take into consideration in their daily activities when they are in their new business innovation implementing process. Case company location based business implementation activities are studied via the new innovation process framework. This case study showed how important it is to manage the process, look how the target market and the competition in it is developing during company’s own innovation process, make decisions at right time and from beginning plan and implement the organization change management as one activity in the innovation process. In the end this master thesis showed that all companies need to create their own innovation process master plan with milestones and activities. One plan does not fit all, but all companies can start their planning from the new innovation process what was introduced in this master thesis.

Optimizing Mobile Java Location-Based Services in Symbian OS

This thesis evaluates methods for obtaining high performance in applications running on the mobile Java platform. Based on the evaluated methods, an optimization was done to a Java extension API running on top the Symbian operating system. The API provides location-based services for mobile Java applications. As a part of this thesis, the JNI implementation in Symbian OS was also benchmarked. A benchmarking tool was implemented in the analysis phase in order to implement extensive performance test set. Based on the benchmark results, it was noted that the landmarks implementation of the API was performing very slowly with large amounts of data. The existing implementation proved to be very inconvenient for optimization because the early implementers did not take performance and design issues into consideration. A completely new architecture was implemented for the API in order to provide scalable landmark initialization and data extraction by using lazy initialization methods. Additionally, runtime memory consumption was also an important part of the optimization. The improvement proved to be very efficient based on the measurements after the optimization. Most of the common API use cases performed extremely well compared to the old implementation. Performance optimization is an important quality attribute of any piece of software especially in embedded mobile devices. Typically, projects get into trouble with performance because there are no clear performance targets and knowledge how to achieve them. Well-known guidelines and performance models help to achieve good overall performance in Java applications and programming interfaces.

Defining the location factors of new manufacturing site in chemical industry

The objective of this thesis is to examine the factors that have an impact on the location decision of new manufacturing site and to create the relative order of importance of these factors by analytic hierarchy process (AHP). The decision making process especially related to the location selection and the measurement of the location factors are also examined. In theoretical part the character of decision making process and the relevant methods are introduced. Based on the previous studies of other researchers, the location factors are examined and the main research method, analytic hierarchy process, is also introduced. The empirical part of the study mainly follows the phases of decision making process and is emphasized on the main stages of analytic hierarchy process; building the hierarchy, defining the priorities and analyzing the results. The hierarchy is constructed from seven main criteria which all have several sub criteria. The evaluation of the hierarchy is implemented at the group decision making –laboratory and there can be seen significant differences between the importance of criteria. The final stage in the study is to create the appropriate measurement scales to the chosen criteria.

Determining the location for a mobile device by utilization of local resources of the environment

The subject being analyzed of this Master’s Thesis is a development of a service that is used to define a current location of a mobile device. The service utilized data that is obtained from own GPS receiver in some possible cases and as well data from mobile devices which can be afforded for the current environment for acquisition of more precise position of the device. The computation environment is based on context of a mobile device. The service is implemented as an application for communicator series Nokia N8XX. The Master’s Thesis presents theoretical concept of the method and its practical implementation, architecture of the application, requirements and describes a process of its functionality. Also users’ work with application is presented and recommendations for possible future improvements are made.