Sellutehtaan varavoimajärjestelmän mitoitus ja teknistaloudellinen vertailu 400 ja 690 voltin jännitteillä

Tämän diplomityön tarkoitus on selvittää pienjakelujännitteen nostosta aiheutuvia vaikutuksia sellutehtaan varavoimaverkossa. Työn alussa esitellään varavoimaverkkoon kuuluvia osia, selvitetään erilaisten kuormien vaikutusta varavoimaverkon sähkön laatuun sekä kuormien jakoa varmennettuihin verkkoihin. Seuraavaksi suunnitellaan kaksi keskitettyä varavoimaverkkomallia eri pienjakelujännitteillä. Mallien nimellisjännitteet ovat 400 V ja 690 V. Varavoimaverkkomallien kuormat ja osastojen väliset etäisyydet on otettu valmiista sellutehtaista. Tässä diplomityössä painotutaan erityisesti varavoimaverkkomallien mitoitukseen ja jakelujännitteen nostosta aiheutuvien vaikutusten teknistaloudelliseen vertailuun. Vertailu tehdään keskijännitekojeiston ja varavoimakeskusten välisellä alueella, johon kuu-luvat jakelumuuntaja, varavoimakone, varavoimapääkeskus, kiskosillat, jakelukaapelit, kytkinvaroke- ja katkaisijalähdöt sekä mahdolliset välimuuntajat. Varavoimaverkkojen välisessä kustannusvertailussa käytetään nykyarvomenetelmää.

Toimintajärjestelmien harmonisointi kansainvälisessä rakennustuotealan yrityksessä

Tämän diplomityön tavoitteena on määritellä ja antaa suuntaviivat yhtenäisen, harmonisoidun toimintajärjestelmän luomiseksi kansainvälisessä rakennustuotealan yrityksessä. Toimintajärjestelmä tarkoittaa tässä työssä laatujärjestelmän ISO 9001 sekä ympäristöjärjestelmän ISO 14001 muodostamaa kokonaisuutta. Lähtökohtaisesti yrityksessä on useita hajautettuja toimintajärjestelmiä. Tarkoituksena on antaa kehitysehdotus yhtenäisen kokonaisratkaisun toteuttamisesta järkevässä mittakaavassa. Työssä tutkitaan, millainen toimintajärjestelmä soveltuisi parhaiten yrityksen toimintaan tällä hetkellä ja lähitulevaisuudessa. Tutkimus on tehty sisäisen ja ulkoisen esikuva-analyysin sekä yrityksen sisällä luotujen toimintajärjestelmävaihtoehtojen avulla. Sisäinen esikuva-analyysi toteutettiin yhteistyössä kahden sisäisen yksikön kanssa. Ulkoisessa esikuva-analyysissä oli mukana neljä ulkoista yhteistyökumppania. Yrityksen sisällä luodut toimintajärjestelmävaihtoehdot käsittelevät erilaisia sertifiointiratkaisuja ja vaihtoehtoja arvioidaan SWOT-analyysillä yhdessä ulkoisesta esikuva-analyysistä saatujen tuloksien avulla. Työssä otetaan lisäksi kantaa toimintajärjestelmän dokumenttien hallintaan ja toimintajärjestelmän kehittämiseen. Työn tulosten perusteella voidaan nähdä, että toimintajärjestelmän sertifiointi tulevaisuudessa tapahtuisi parhaiten liiketoimintaryhmittäin. Toimintajärjestelmän sähköistä dokumenttien hallintaa tulisi tehostaa ja toimintajärjestelmästä tulisi olla liityntäpinta yrityksen toiminnanohjausjärjestelmään. Toimintajärjestelmän dokumenttien siirrettävyys eri organisaatiotasoille tehostuu yhtenäisen sähköisen järjestelmän myötä ja yrityksen virallisen kielen käyttämistä voitaisiin laajentaa toimintajärjestelmädokumentaatiossa. Järjestelmän rakenteellinen kehittäminen toteutettaisiin kehittämistoimenpiteinä organisaatiossa alhaalta ylöspäin, konsernitason ohjeistus huomioiden.

Reusable formal architectures for networked systems

Today's networked systems are becoming increasingly complex and diverse. The current simulation and runtime verification techniques do not provide support for developing such systems efficiently; moreover, the reliability of the simulated/verified systems is not thoroughly ensured. To address these challenges, the use of formal techniques to reason about network system development is growing, while at the same time, the mathematical background necessary for using formal techniques is a barrier for network designers to efficiently employ them. Thus, these techniques are not vastly used for developing networked systems. The objective of this thesis is to propose formal approaches for the development of reliable networked systems, by taking efficiency into account. With respect to reliability, we propose the architectural development of correct-by-construction networked system models. With respect to efficiency, we propose reusable network architectures as well as network development. At the core of our development methodology, we employ the abstraction and refinement techniques for the development and analysis of networked systems. We evaluate our proposal by employing the proposed architectures to a pervasive class of dynamic networks, i.e., wireless sensor network architectures as well as to a pervasive class of static networks, i.e., network-on-chip architectures. The ultimate goal of our research is to put forward the idea of building libraries of pre-proved rules for the efficient modelling, development, and analysis of networked systems. We take into account both qualitative and quantitative analysis of networks via varied formal tool support, using a theorem prover the Rodin platform and a statistical model checker the SMC-Uppaal.

Model-based testing of software systems : functionality and performance

Software is a key component in many of our devices and products that we use every day. Most customers demand not only that their devices should function as expected but also that the software should be of high quality, reliable, fault tolerant, efficient, etc. In short, it is not enough that a calculator gives the correct result of a calculation, we want the result instantly, in the right form, with minimal use of battery, etc. One of the key aspects for succeeding in today's industry is delivering high quality. In most software development projects, high-quality software is achieved by rigorous testing and good quality assurance practices. However, today, customers are asking for these high quality software products at an ever-increasing pace. This leaves the companies with less time for development. Software testing is an expensive activity, because it requires much manual work. Testing, debugging, and verification are estimated to consume 50 to 75 per cent of the total development cost of complex software projects. Further, the most expensive software defects are those which have to be fixed after the product is released. One of the main challenges in software development is reducing the associated cost and time of software testing without sacrificing the quality of the developed software. It is often not enough to only demonstrate that a piece of software is functioning correctly. Usually, many other aspects of the software, such as performance, security, scalability, usability, etc., need also to be verified. Testing these aspects of the software is traditionally referred to as nonfunctional testing. One of the major challenges with non-functional testing is that it is usually carried out at the end of the software development process when most of the functionality is implemented. This is due to the fact that non-functional aspects, such as performance or security, apply to the software as a whole. In this thesis, we study the use of model-based testing. We present approaches to automatically generate tests from behavioral models for solving some of these challenges. We show that model-based testing is not only applicable to functional testing but also to non-functional testing. In its simplest form, performance testing is performed by executing multiple test sequences at once while observing the software in terms of responsiveness and stability, rather than the output. The main contribution of the thesis is a coherent model-based testing approach for testing functional and performance related issues in software systems. We show how we go from system models, expressed in the Unified Modeling Language, to test cases and back to models again. The system requirements are traced throughout the entire testing process. Requirements traceability facilitates finding faults in the design and implementation of the software. In the research field of model-based testing, many new proposed approaches suffer from poor or the lack of tool support. Therefore, the second contribution of this thesis is proper tool support for the proposed approach that is integrated with leading industry tools. We o er independent tools, tools that are integrated with other industry leading tools, and complete tool-chains when necessary. Many model-based testing approaches proposed by the research community suffer from poor empirical validation in an industrial context. In order to demonstrate the applicability of our proposed approach, we apply our research to several systems, including industrial ones.

Parameter estimation for Chaotic or Stochastic Dynamics

Since its discovery, chaos has been a very interesting and challenging topic of research. Many great minds spent their entire lives trying to give some rules to it. Nowadays, thanks to the research of last century and the advent of computers, it is possible to predict chaotic phenomena of nature for a certain limited amount of time. The aim of this study is to present a recently discovered method for the parameter estimation of the chaotic dynamical system models via the correlation integral likelihood, and give some hints for a more optimized use of it, together with a possible application to the industry. The main part of our study concerned two chaotic attractors whose general behaviour is diff erent, in order to capture eventual di fferences in the results. In the various simulations that we performed, the initial conditions have been changed in a quite exhaustive way. The results obtained show that, under certain conditions, this method works very well in all the case. In particular, it came out that the most important aspect is to be very careful while creating the training set and the empirical likelihood, since a lack of information in this part of the procedure leads to low quality results.

Tietoturvallisuuden hallintajärjestelmät terveydenhuollon organisaatiossa

Tietoturvallisuuden hallintajärjestelmä on organisaation laatujärjestelmän osa, joka keskittyy tietoturvallisuuteen liittyvien riskien hallintaan. Tässä työssä esitellään erityisesti terveydenhuoltoalaan liittyviä tietoturvavaatimuksia ja vertaillaan kuutta tietoturvallisuuden hallintajärjestelmämallia. Työssä tutkitaan millaisia eroja tietoturvallisuuden hallintajärjestelmien rakenteessa ja kattavuudessa on ja miten ne kykenevät vastaamaan terveydenhuoltoalan tietoturvaan liittyviin erityistarpeisiin. Lopputuloksena valitaan parhaiten soveltuva tietoturvallisuuden hallintajärjestelmä esimerkkiorganisaatiolle, joka on julkisomisteinen kuntoutusyhtiö. Arvioitavia hallintajärjestelmämalleja ovat TCSEC, ITSEC, Common Criteria, SOGP, VAHTI-ohjeet sekä ISO/IEC 27001 -standardiperhe. Tietoturvallisuuden hallintajärjestelmämalleja verrataan kahdesta aiemmasta tutkimuksesta sovellettujen vertailumallien pohjalta. Vertailun perusteella todetaan TCSEC, ITSEC ja Common Criteria –standardien olevan muita arvioituja hallintajärjestelmämalleja suppeampia ja soveltuvan parhaiten tekniseen tuotekehitystoimintaan. Laajempia SOGP-, VAHTI- ja ISO/IEC 27001 –malleja verrataan vielä erikseen terveydenhuollon sekä esimerkkiyrityksen erityistarpeisiin nähden ja lopputuloksena päädytään valitsemaan esimerkkiyritykselle parhaiten soveltuvaksi hallintajärjestelmämalliksi ISO/IEC 27001.

Comparison study of two competing models of an all mechanical power transmission system

A comparison between two competing models of an all mechanical power transmission system is studied by using Dymola –software as the simulation tool. This tool is compared with Matlab/ Simulink –software by using functionality, user-friendliness and price as comparison criteria. In this research we assume that the torque is balanceable and transmission ratios are calculated. Using kinematic connection sketches of the two transmission models, simulation models are built into the Dymola simulation environment. Models of transmission systems are modified according to simulation results to achieve a continuous variable transmission ratio. Simulation results are compared between the two transmission systems. The main features of Dymola and MATLAB/ Simulink are compared. Advantages and disadvantages of the two softwares are analyzed and compared.

Implementation of an Integrated Activity-Based Costing in a Holistic Database Management System and its Implications for Operations Management

Diplomityössä on tutkittu reaaliaikaisen toimintolaskennan toteuttamista suomalaisen lasersiruja valmistavan PK-yrityksen tietojärjestelmään. Lisäksi on tarkasteltu toimintolaskennan vaikutuksia operatiiviseen toimintaan sekä toimintojen johtamiseen. Työn kirjallisuusosassa on käsitelty kirjallisuuslähteiden perusteella toimintolaskennan teorioita, laskentamenetelmiä sekä teknisessä toteutuksessa käytettyjä teknologioita. Työn toteutusosassa suunniteltiin ja toteutettiin WWW-pohjainen toimintolaskentajärjestelmä case-yrityksen kustannuslaskennan sekä taloushallinnon avuksi. Työkalu integroitiin osaksi yrityksen toiminnanohjaus- sekä valmistuksenohjausjärjestelmää. Perinteisiin toimintolaskentamallien tiedonkeruujärjestelmiin verrattuna case-yrityksessä syötteet toimintolaskentajärjestelmälle tulevat reaaliaikaisesti osana suurempaa tietojärjestelmäintegraatiota.Diplomityö pyrkii luomaan suhteen toimintolaskennan vaatimusten ja tietokantajärjestelmien välille. Toimintolaskentajärjestelmää yritys voi hyödyntää esimerkiksi tuotteiden hinnoittelussa ja kustannuslaskennassa näkemällä tuotteisiin liittyviä kustannuksia eri näkökulmista. Päätelmiä voidaan tehdä tarkkaan kustannusinformaatioon perustuen sekä määrittää järjestelmän tuottaman datan perusteella, onko tietyn projektin, asiakkuuden tai tuotteen kehittäminen taloudellisesti kannattavaa.

Information System ProcessInnovation Adoption, Adaptation, Learning, and Unlearning: A Longitudinal Case Study

This thesis examines the history and evolution of information system process innovation (ISPI) processes (adoption, adaptation, and unlearning) within the information system development (ISD) work in an internal information system (IS) department and in two IS software house organisations in Finland over a 43-year time-period. The study offers insights into influential actors and their dependencies in deciding over ISPIs. The research usesa qualitative research approach, and the research methodology involves the description of the ISPI processes, how the actors searched for ISPIs, and how the relationships between the actors changed over time. The existing theories were evaluated using the conceptual models of the ISPI processes based on the innovationliterature in the IS area. The main focus of the study was to observe changes in the main ISPI processes over time. The main contribution of the thesis is a new theory. The term theory should be understood as 1) a new conceptual framework of the ISPI processes, 2) new ISPI concepts and categories, and the relationships between the ISPI concepts inside the ISPI processes. The study gives a comprehensive and systematic study on the history and evolution of the ISPI processes; reveals the factors that affected ISPI adoption; studies ISPI knowledge acquisition, information transfer, and adaptation mechanisms; and reveals the mechanismsaffecting ISPI unlearning; changes in the ISPI processes; and diverse actors involved in the processes. The results show that both the internal IS department and the two IS software houses sought opportunities to improve their technical skills and career paths and this created an innovative culture. When new technology generations come to the market the platform systems need to be renewed, and therefore the organisations invest in ISPIs in cycles. The extent of internal learning and experiments was higher than the external knowledge acquisition. Until the outsourcing event (1984) the decision-making was centralised and the internalIS department was very influential over ISPIs. After outsourcing, decision-making became distributed between the two IS software houses, the IS client, and itsinternal IT department. The IS client wanted to assure that information systemswould serve the business of the company and thus wanted to co-operate closely with the software organisations.

Environmental requirements and environmental management system of boiler plant supplier

Työn tärkeimpänä tavoitteena oli edistää ympäristöjärjestelmän laatimista Kvaerner Pulping, Power divisioonan Kattilat-liiketoimintayksikölle. Lisäksi tavoitteena oli tarkastella yritykseen kohdistuvia ympäristövaatimuksia ja niiden vaikutusta yrityksen toimintaan. Aluksi työssä tarkasteltiin ympäristöjärjestelmästandardien sisältöjä ja niiden eroja. Työssä käsiteltiin myös erilaisia elinkaarijohtamisen malleja, joita voidaan hyödyntää yrityksen kokonaisvaltaisessa ympäristöjärjestelmässä. Työssä tarkasteltiin myös sidosryhmien vaikutusta yrityksen ympäristötoimintaan. Kattilalaitostoimittajan tärkeimpiä asiakkaita ovat sellu- ja paperiteollisuus. Näihin yrityksiin on kohdistunut runsaan kymmenen vuoden aikana paineita ympäristötoiminnan tehostamiseksi. Tämän kehityksen seurauksena vastaavat tehostamispaineet ovat siirtymässä myös alihankkijoille, kuten kattilaitostoimittajille. Tehokkaan ympäristöjohtamisen takaamiseksi työssä määriteltiin ympäristövastuut ja –valtuudet sekä ympäristöpäämäärät ja –tavoitteet. Lisäksi tunnistettiin yrityksen toimintaan liittyvät ympäristönäkökohdat ja –riskit. Työn yhteydessä laadittiin ympäristöjärjestelmän luonnos, ja se sisältää jatkuvan parantamisen periaatteen. Työn yhteydessä laadittiin lisäksi Kvaerner Pulping Oy:n koelaitokselle ympäristölupahakemus. Työssä on kuvattu koelaitosta ja sen ympäristölupahakemukseen liittyviä asioita esimerkkinä parantuneesta ympäristöasioiden hoidosta.

The Value System of Consumer Board Packaging

Olemassa olevien teollisuuden rakenteiden ja arvoketjujen muutos on usein onnistuneiden liiketoimintainnovaatioiden takana. Yritysten tulisikin olla tietoisia rakenteista, jotka määrittelevät arvon jakaantumista niiden arvoketjuissa. Tämän työn tavoitteena oli tutkia ja arvioida kartongin pakkausketjujen rakenteita kartongintuottajalta aina kauppiaalle asti. Työn kuluessa yritysketjujen arviointia varten oli kehitettävä uudenlainen analysointityökalu. Työssä käsitellyt kartonkipakkausketjut olivat nestekartonkipakkaaminen, elintarvikepakkaaminen, lääkepakkaaminen sekä graafisten kartonkien ketju. Jokaista edellä mainituista ketjuista arvioitiin käyttämällä kehitettyä analysointityökalua. Työn merkittävin tulos on kehitetty työkalu, jolla pakkausketjuja sekä myös muita yritysketjuja on mahdollista analysoida. Kehitettyä työkalua käyttämällä oli mahdollista tehdä johtopäätöksiä vertikaalin integraation mahdollisuudesta sekä pakkausketjujen suotuisuudesta uusille bisnesmalleille. Sekä analysointityökalua että saatuja johtopäätöksiä voidaan käyttää hyväksi, kun kartongintuottaja suunnittelee tulevaisuuden toimenpiteitä.

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.

Cooling system optimization in medium-speed engines

Tässä työssä optimoidaan keskinopean Wärtsilä 32 -dieselmoottorin jäähdytysjärjestelmää ja tutkitaan taajuusmuuttajien käyttömahdollisuutta kiertopumppujen yhteydessä niin, että järjestelmässä saataisiin kiertämään vain kulloinkin tarvittava määrä vettä. Tutkimuksen mallinnus on toteutettu laatimalla aiemmin käytössä olleista yksinkertaisista simulointimalleista yksi malli, johon on sisällytetty sekä virtauksen että lämmönsiirron laskenta, jotka on aiemmin mallinnettu erillisillä ohjelmilla. Diplomityö on osa projektia, joka on tehty Sähkötekniikan osaston tutkijan Mikko Pääkkösen kanssa yhteistyössä. Tämän diplomityö keskittyy lähinnä virtausteknisiin ja lämmönsiirtoon liittyviin asioihin, kun taas sähkötekniikan osuus on esitetty Mikko Pääkkösen raportissa. Tulosten perustella voidaan sanoa, että taajuusmuuttajakäyttö kannattaa kiertopumppujen yhteydessä. Käyttämällä pumppujen virtaussäätöä voidaan jäähdytysjärjestelmästä jättää monia komponentteja, kuten termostaattiventtiilejä pois. Mallinnetut yksinkertaiset piiriratkaisut näyttävät toimivan ainakin yleisellä tasolla. Tutkimusta pumppujen säädöstä ja tässä projektissa luoduista jäähdytysjärjestelmäkonfiguraatioista kannattaa jatkaa.

Combining Advanced Forecasting Methods with System Dynamics - the Case of Finnish Seaports

Seaports play an important part in the wellbeing of a nation. Many nations are highly dependent on foreign trade and most trade is done using sea vessels. This study is part of a larger research project, where a simulation model is required in order to create further analyses on Finnish macro logistical networks. The objective of this study is to create a system dynamic simulation model, which gives an accurate forecast for the development of demand of Finnish seaports up to 2030. The emphasis on this study is to show how it is possible to create a detailed harbor demand System Dynamic model with the help of statistical methods. The used forecasting methods were ARIMA (autoregressive integrated moving average) and regression models. The created simulation model gives a forecast with confidence intervals and allows studying different scenarios. The building process was found to be a useful one and the built model can be expanded to be more detailed. Required capacity for other parts of the Finnish logistical system could easily be included in the model.