EkyNet-kunnossapitojärjestelmän arkkitehtuuri ja toteutus

Eky-Verkkoon kuuluu Etelä-Karjalan alueelta noin 60 metsäteollisuudelle palveluita tuottavaa pk-yritystä sekä neljä kemiallisen metsäteollisuuden tehdasta. Verkoston jäsenyrityksille on toteutettu web-pohjaiset -tietojärjestelmät EkyNet jaEKMet. EkyNet on tilaajaosapuolen tietojärjestelmä, jonka välityksellä he voivat tiedottaa toimittajaosapuolille mm. tehtaalla tapahtuvista seisokkitöistä. EKMet on Etelä-Karjalan metallitoimialan yritysrekisteri, jonka avulla toimittajayritykset ylläpitävät tietoja resursseistaan. Yhdessä EkyNet ja EKMet toimivat yritysten välisenä tiedonvälityksen työkaluna ja mahdollistavat tarvittavan tiedon saannin verkoston yritysten välillä ajasta ja paikasta riippumatta. Työssä tarkastellaan EkyNet-järjestelmän arkkitehtuuria, sekä EKMetin integroitumista siihen. EkyNetiä on jatkokehitetty ja siihen on toteutettuominaisuuksia, jotka mahdollistavat seisokkiin liittyvien tilausten tunti-ilmoitusten sähköisen hyväksynnän. Lisäksi kuvataan tunti-ilmoitukseen liittyvää problematiikkaa Eky-Verkostossa. Uusiversio EkyNet-järjestelmästä on toteutettu ja se on käyttöönottovaiheessa.

Ohjelmistokomponenttien käyttö .NET-sovelluskehityksen nopeuttajana

Diplomityön tavoitteena oli tutkia, miten uusi arkkitehtuurialusta soveltuu erään teolli-suusyrityksen tietojärjestelmien kehittämiseen ja sovellusten toteuttamiseen. Työssä keskeisin käsite oli ohjelmistoarkkitehtuuri ja siihen liittyvät suunnittelumallit sekä komponentit, jotka hyvin suunniteltuina toimivat perustana nopeammalle sovelluskehi-tykselle. Tutkimusmetodina käytettiin konstruktiivista (suunnittelutieteellistä) tutkimusmetodia. Sen vahvat ominaisuudet tukevat tutkimusaiheen innovatiivisuutta sekä soveltavan tie-teen käyttöä uuden tiedon tuottamiseksi. Heikkoutena voinee pitää tulosten analysoinnin vaikeutta, sillä evaluointi tapahtuu käytännöstä saatujen kokemusten perusteella. Työn tuloksena saatiin lisätietämystä komponenttiensuunnitteluun ja toteutukseen liit-tyvissä kysymyksissä. Lisäksi sovelluspalvelimelle luotiin joukko komponentteja, joita tullaan käyttämään jatkossa tietokantasovelluksissa: uusien komponenttien suunnittelua jatketaan ja järjestelmien suunnittelua muutetaan oliopohjaiseksi.

THE IMPACT OF ARCHITECTURAL DESIGN ON SOFTWARE DEVELOPMENT

Tässä työssä tutkitaan ohjelmistoarkkitehtuurisuunnitteluominaisuuksien vaikutusta erään client-server –arkkitehtuuriin perustuvan mobiilipalvelusovelluksen suunnittelu- ja toteutusaikaan. Kyseinen tutkimus perustuu reaalielämän projektiin, jonka kvalitatiivinen analyysi paljasti arkkitehtuurikompponenttien välisten kytkentöjen merkittävästi vaikuttavan projektin työmäärään. Työn päätavoite oli kvantitatiivisesti tutkia yllä mainitun havainnon oikeellisuus. Tavoitteen saavuttamiseksi suunniteltiin ohjelmistoarkkitehtuurisuunnittelun mittaristo kuvaamaan kyseisen järjestelmän alijärjestelmien arkkitehtuuria ja luotiin kaksi suunniteltua mittaristoa käyttävää, työmäärää (komponentin suunnittelu-, toteutus- ja testausaikojen summa) arvioivaa mallia, joista toinen on lineaarinen ja toinen epälineaarinen. Näiden mallien kertoimet sovitettiin optimoimalla niiden arvot epälineaarista gloobaalioptimointimenetelmää, differentiaalievoluutioalgoritmia, käyttäen, niin että mallien antamat arvot vastasivat parhaiten mitattua työmäärää sekä kaikilla ominaisuuksilla eli attribuuteilla että vain osalla niistä (yksi jätettiin vuorotellen pois). Kun arkkitehtuurikompenttien väliset kytkennät jätettiin malleista pois, mitattujen ja arvoitujen työmäärien välinen ero (ilmaistuna virheenä) kasvoi eräässä tapauksessa 367 % entisestä tarkoittaen sitä, että näin muodostettu malli vastasi toteutusaikoja huonosti annetulla ainestolla. Tämä oli suurin havaitu virhe kaikkien poisjätettyjen ominaisuuksien kesken. Saadun tuloksen perusteella päätettiin, että kyseisen järjestelmän toteutusajat ovat vahvasti riippuvaisia kytkentöjen määrästä, ja näin ollen kytkentöjen määrä oli mitä todennäköisemmin kaikista tärkein työmäärään vaikuttava tekijä tutkitun järjestelmän arkkitehtuurisuunnittelussa.

A Generic Framework Architecture for Portal Front End

A modem software development requires quick results and excellent quality, which leads to high demand for reusability in design and implementation of software components. The purpose of this thesis was to design and implement a reusable framework for portal front ends, including common portal features, such as authentication and authorization. The aim was also to evaluate frameworks as components of reuse and compare them to other reuse techniques. As the result of this thesis, a goo'd picture of framework's life cycle, problem domain and the actual implementation process of the framework, was obtained. It was also found out that frameworks fit well to solve recurrent and similar problems in a restricted problem domain. The outcome of this thesis was a prototype of a generic framework and an example application built on it. The implemented framework offered an abstract base for the portal front ends, using object-oriented methods and wellknown design patterns. The example application demonstrated the speed and ease of the application development based on the application frameworks.

Benefits and Limitations of Service Oriented Architecture

In this thesis I examine Service Oriented Architecture (SOA) considering both its positive and negative qualities for business organizations and IT. In SOA, services are loosely coupled and invoked through standard interfaces to enable business process independence from the underlying technology. As an architecture, SOA brings the key benefit of service reuse that may mean anything from simple application reuse to taking advantage of entire business processes across enterprises. SOA also promises interoperability especially by the Web services standards that enable platform independency. Cost efficiency is mainly a result of the savings in IT maintenance and reduced development costs. The most severe limitations of SOA are performance implications and security issues, but the applicability of SOA is also limited. Additional disadvantages of a service oriented approach include problems in data management and complexity questions, and the lack of agreement about SOA and its twofold nature as a business as well as technology approach leads to problematic interpretation of the available information. In this thesis I find the benefits and limitations of SOA for the purpose described above and propose that companies need to consider the decision to implement SOA carefully to determine whether the benefits will outdo the costs in the individual case.

Real-Time Simulation of Mobile and Industrial Machines Using the Multibody Simulation Approach

This thesis introduces a real-time simulation environment based on the multibody simulation approach. The environment consists of components that are used in conventional product development, including computer aided drawing, visualization, dynamic simulation and finite element software architecture, data transfer and haptics. These components are combined to perform as a coupled system on one platform. The environment is used to simulate mobile and industrial machines at different stages of a product life time. Consequently, the demands of the simulated scenarios vary. In this thesis, a real-time simulation environment based on the multibody approach is used to study a reel mechanism of a paper machine and a gantry crane. These case systems are used to demonstrate the usability of the real-time simulation environment for fault detection purposes and in the context of a training simulator. In order to describe the dynamical performance of a mobile or industrial machine, the nonlinear equations of motion must be defined. In this thesis, the dynamical behaviour of machines is modelled using the multibody simulation approach. A multibody system may consist of rigid and flexible bodies which are joined using kinematic joint constraints while force components are used to describe the actuators. The strength of multibody dynamics relies upon its ability to describe nonlinearities arising from wearing of the components, friction, large rotations or contact forces in a systematic manner. For this reason, the interfaces between subsystems such as mechanics, hydraulics and control systems of the mechatronic machine can be defined and analyzed in a straightforward manner.

Suunnittelukapasiteettien seurantamallin kehittäminen

The first main objective of this study was to develop a planning capacity management model for a chocolate and confectionary company in Finland. The second objective was to analyze how capacity updates would affect cost accounting practices. In addition, a creation of an update and maintenance process of planning capacities was determined as a sub-objective of developing the capacity management model. The thesis was started with analyzing the needs, requirements and constraints of the capacity management model and model’s connection with cost accounting. This was done by interviewing key officials like production planners, managers and controllers. A thorough literature review was also done at an early phase. Furthermore, internal systems and software architecture got to be acquainted with. The model was constructed as an Excel-based platform which will get its input data from Enterprise Resource Planning system and Production Performance Measurement system. The main purpose of the planning capacity management model is to make sure that the production planners can utilize more precise parameters but it also offers tools for the production managers to assess production performance and effectiveness at the product level. In addition to production planning, planning capacities are also tightly involved with cost accounting as many direct and indirect costs are allocated to the products utilizing planning capacities. For this reason, the linkage between product costing and capacity is also diversely examined in the thesis. Development suggestions conclude the report by giving some guidelines for more precise and consistent production planning and cost accounting between the factories.

Formal development and quantitative verification of dependable systems

-

Telerobotics: Methodology for the Development of a Through-the-Internet Robotic Teleoperated System

This work presents a methodology for the development of Teleoperated Robotic Systems through the Internet. Initially, it is presented a bibliographical review of the Telerobotic systems that uses Internet as way of control. The methodology is implemented and tested through the development of two systems. The first is a manipulator with two degrees of freedom commanded remotely through the Internet denominated RobWebCam (http://www.graco.unb.br/robwebcam). The second is a system which teleoperates an ABB (Asea Brown Boveri) Industrial Robot of six degrees of freedom denominated RobWebLink (http://webrobot.graco.unb.br). RobWebCam is composed of a manipulator with two degrees of freedom, a video camera, Internet, computers and communication driver between the manipulator and the Unix system; and RobWebLink composed of the same components plus the Industrial Robot. With the use of this technology, it is possible to move far distant positioning objects minimizing transport costs, materials and people; acting in real time in the process that is wanted to be controller. This work demonstrates that the teleoperating via Internet of robotic systems and other equipments is viable, in spite of using rate transmission data with low bandwidth. Possible applications include remote surveillance, control and remote diagnosis and maintenance of machines and equipments.

Framework for middleware executed on mobile devices

Die ubiquitäre Datenverarbeitung ist ein attraktives Forschungsgebiet des vergangenen und aktuellen Jahrzehnts. Es handelt von unaufdringlicher Unterstützung von Menschen in ihren alltäglichen Aufgaben durch Rechner. Diese Unterstützung wird durch die Allgegenwärtigkeit von Rechnern ermöglicht die sich spontan zu verteilten Kommunikationsnetzwerken zusammen finden, um Informationen auszutauschen und zu verarbeiten. Umgebende Intelligenz ist eine Anwendung der ubiquitären Datenverarbeitung und eine strategische Forschungsrichtung der Information Society Technology der Europäischen Union. Das Ziel der umbebenden Intelligenz ist komfortableres und sichereres Leben. Verteilte Kommunikationsnetzwerke für die ubiquitäre Datenverarbeitung charakterisieren sich durch Heterogenität der verwendeten Rechner. Diese reichen von Kleinstrechnern, eingebettet in Gegenstände des täglichen Gebrauchs, bis hin zu leistungsfähigen Großrechnern. Die Rechner verbinden sich spontan über kabellose Netzwerktechnologien wie wireless local area networks (WLAN), Bluetooth, oder UMTS. Die Heterogenität verkompliziert die Entwicklung und den Aufbau von verteilten Kommunikationsnetzwerken. Middleware ist eine Software Technologie um Komplexität durch Abstraktion zu einer homogenen Schicht zu reduzieren. Middleware bietet eine einheitliche Sicht auf die durch sie abstrahierten Ressourcen, Funktionalitäten, und Rechner. Verteilte Kommunikationsnetzwerke für die ubiquitäre Datenverarbeitung sind durch die spontane Verbindung von Rechnern gekennzeichnet. Klassische Middleware geht davon aus, dass Rechner dauerhaft miteinander in Kommunikationsbeziehungen stehen. Das Konzept der dienstorienterten Architektur ermöglicht die Entwicklung von Middleware die auch spontane Verbindungen zwischen Rechnern erlaubt. Die Funktionalität von Middleware ist dabei durch Dienste realisiert, die unabhängige Software-Einheiten darstellen. Das Wireless World Research Forum beschreibt Dienste die zukünftige Middleware beinhalten sollte. Diese Dienste werden von einer Ausführungsumgebung beherbergt. Jedoch gibt es noch keine Definitionen wie sich eine solche Ausführungsumgebung ausprägen und welchen Funktionsumfang sie haben muss. Diese Arbeit trägt zu Aspekten der Middleware-Entwicklung für verteilte Kommunikationsnetzwerke in der ubiquitären Datenverarbeitung bei. Der Schwerpunkt liegt auf Middleware und Grundlagentechnologien. Die Beiträge liegen als Konzepte und Ideen für die Entwicklung von Middleware vor. Sie decken die Bereiche Dienstfindung, Dienstaktualisierung, sowie Verträge zwischen Diensten ab. Sie sind in einem Rahmenwerk bereit gestellt, welches auf die Entwicklung von Middleware optimiert ist. Dieses Rahmenwerk, Framework for Applications in Mobile Environments (FAME²) genannt, beinhaltet Richtlinien, eine Definition einer Ausführungsumgebung, sowie Unterstützung für verschiedene Zugriffskontrollmechanismen um Middleware vor unerlaubter Benutzung zu schützen. Das Leistungsspektrum der Ausführungsumgebung von FAME² umfasst: • minimale Ressourcenbenutzung, um auch auf Rechnern mit wenigen Ressourcen, wie z.B. Mobiltelefone und Kleinstrechnern, nutzbar zu sein • Unterstützung für die Anpassung von Middleware durch Änderung der enthaltenen Dienste während die Middleware ausgeführt wird • eine offene Schnittstelle um praktisch jede existierende Lösung für das Finden von Diensten zu verwenden • und eine Möglichkeit der Aktualisierung von Diensten zu deren Laufzeit um damit Fehlerbereinigende, optimierende, und anpassende Wartungsarbeiten an Diensten durchführen zu können Eine begleitende Arbeit ist das Extensible Constraint Framework (ECF), welches Design by Contract (DbC) im Rahmen von FAME² nutzbar macht. DbC ist eine Technologie um Verträge zwischen Diensten zu formulieren und damit die Qualität von Software zu erhöhen. ECF erlaubt das aushandeln sowie die Optimierung von solchen Verträgen.

Design and Control of an Anthropomorphic Robotic Finger with Multi-point Tactile Sensation

The goal of this research is to develop the prototype of a tactile sensing platform for anthropomorphic manipulation research. We investigate this problem through the fabrication and simple control of a planar 2-DOF robotic finger inspired by anatomic consistency, self-containment, and adaptability. The robot is equipped with a tactile sensor array based on optical transducer technology whereby localized changes in light intensity within an illuminated foam substrate correspond to the distribution and magnitude of forces applied to the sensor surface plane. The integration of tactile perception is a key component in realizing robotic systems which organically interact with the world. Such natural behavior is characterized by compliant performance that can initiate internal, and respond to external, force application in a dynamic environment. However, most of the current manipulators that support some form of haptic feedback either solely derive proprioceptive sensation or only limit tactile sensors to the mechanical fingertips. These constraints are due to the technological challenges involved in high resolution, multi-point tactile perception. In this work, however, we take the opposite approach, emphasizing the role of full-finger tactile feedback in the refinement of manual capabilities. To this end, we propose and implement a control framework for sensorimotor coordination analogous to infant-level grasping and fixturing reflexes. This thesis details the mechanisms used to achieve these sensory, actuation, and control objectives, along with the design philosophies and biological influences behind them. The results of behavioral experiments with a simple tactilely-modulated control scheme are also described. The hope is to integrate the modular finger into an %engineered analog of the human hand with a complete haptic system.

Implantación de Geoportales con soporte técnico profesionalizado en software libre

La creciente dinamización de las IDE's genera una demanda de la construcción de Geoportales y por ende la demanda de herramientas que además de facilitar su construcción, configuración e implementación, ofrezcan la posibilidad de contratar un soporte técnico profesionalizado. OpenGeo Suite, paquete de software libre profesional e integrado, que permite desde el almacenamiento de datos geográficos, hasta su publicación utilizando estándares OGC e implementación de soluciones web GIS con librerías de código abierto Javascript. OpenGeo Suite permite un despliegue multiplataforma (Linux, Windows y OSX), con cuatro componentes de software libre fuertemente integrados basados en el uso de estándares OGC. Los componentes del lado del servidor están orientados al almacenamiento, configuración y publicación de datos por parte de usuarios técnicos en SIG: PostgreSQL+ la extensión espacial PostGIS que se encarga del almacenamiento de la información geográfica dando soporte a funciones de análisis espacial. pgAdmin como sistema de gestión de base de datos, facilitando la importación y actualización de datos. Geoserver se encarga de la publicación de la información geográfica proveniente de diferentes orígenes de datos: PostGIS, SHP, Oracle Spatial, GeoTIFF, etc. soportando la mayoría de estándares OGC de publicación de información geográfica WMS, WFS, WCS y de formatos GML, KML, GeoJSON, SLD. Además, ofrece soporte a cacheado de teselas a través de Geowebcache. OpenGeo Suite ofrece dos aplicaciones: GeoExplorer y GeoEditor, que permiten al técnico construir un Geoportal con capacidades de edición de geometrías.OpenGeo Suite ofrece una consola de administración (Dashboard) que facilita la configuración de los componentes de administración. Del lado del cliente, los componentes son librerías de desarrollo JavaScript orientadas a desarrolladores de aplicaciones Web SIG. OpenLayers con soporte para capas raster, vectoriales, estilos, proyecciones, teselado, herramientas de edición, etc. Por último, GeoExt para la construcción del front-end de Geoportales, basada en ExtJS y fuertemente acoplada a OpenLayers

Projecte de software per a la gestió d'entitats culturals

Aquest projecte es basa en la necessitat d’un grup d’entitats culturals de Blanes de tenir un software de gestió integral d’entitats que faciliti el seu funcionament diari. Siguin un esbart, una colla castellera o una coral, generen unes dades molt semblants que permeten dissenyar unes eines genèriques que totes elles poden utilitzar. El software desenvolupat permetrà gestionar les següents dades: socis, actuacions, repertori, participants i galeries d’imatges

Sistema de información geográfica del Ayuntamiento de Bétera basado en software libre

El sistema de información geográfica del Ayuntamiento de Bétera nace con la necesidad de obtener una cartografía única y accesible a técnicos ubicados en distintos departamentos o edificios, ciudadanos, empresas y administraciones públicas

Self-organising neural networks for adaptive control

Self-organizing neural networks have been implemented in a wide range of application areas such as speech processing, image processing, optimization and robotics. Recent variations to the basic model proposed by the authors enable it to order state space using a subset of the input vector and to apply a local adaptation procedure that does not rely on a predefined test duration limit. Both these variations have been incorporated into a new feature map architecture that forms an integral part of an Hybrid Learning System (HLS) based on a genetic-based classifier system. Problems are represented within HLS as objects characterized by environmental features. Objects controlled by the system have preset targets set against a subset of their features. The system's objective is to achieve these targets by evolving a behavioural repertoire that efficiently explores and exploits the problem environment. Feature maps encode two types of knowledge within HLS — long-term memory traces of useful regularities within the environment and the classifier performance data calibrated against an object's feature states and targets. Self-organization of these networks constitutes non-genetic-based (experience-driven) learning within HLS. This paper presents a description of the HLS architecture and an analysis of the modified feature map implementing associative memory. Initial results are presented that demonstrate the behaviour of the system on a simple control task.