Ympäristöteknologioiden verifioinnin mahdollisuudet pilaantuneiden maiden laadukkaan käsittelyn edistämisessä

EU on käynnistämässä ympäristöteknologioiden verifiointijärjestelmää, jonka avulla voidaan tarjota käyttäjille ja sijoittajille riippumatonta tietoa innovatiivisten teknologioiden toimivuudesta ja suorituskyvystä ja parantaa niiden markkina-asemaa. Verifioinnilla tarkoitetaan kolmannen osapuolen suorittamaa prosessia tai mekanismia, jonka avulla tuotteen toiminta ja suorituskyky voidaan todentaa. Kansallinen ympäristöteknologioiden verifiointijärjestelmä on käytössä mm. Yhdysvalloissa ja Kanadassa. Euroopassa järjestelmä otettaneen käyttöön vuonna 2011–2012. Suomessa tehdään nykyisin noin 300 pilaantuneen maan puhdistushanketta koskevaa lupa- ja ilmoituspäätöstä vuosittain. Noin 85 prosentissa kohteista käytetään kunnostusmenetelmänä massanvaihtoa. Massanvaihto tulee ainakin toistaiseksi säilymään yleisimpänä kunnostusmenetelmänä, mutta mm. in situ -menetelmien käytön arvioidaan lisääntyvän. Tämän diplomityön tavoitteena oli arvioida voidaanko verifiointia hyödyntää pilaantuneiden maiden laadukkaan käsittelyn edistämisessä ja voiko verifiointi nopeuttaa innovatiivisten kunnostusmenetelmien markkinoillepääsyä. Aihetta tarkasteltiin mm. kahden erityyppisen pilaantuneen maan ja pohjaveden kunnostusmenetelmän, reaktiivisten seinämien (in situ) ja bitumistabiloinnin (ex situ) kautta. Pilaantuneiden maiden kunnostusmenetelmien toimivuus riippuu monista eri tekijöistä, joista osaa ei voida hallita tai mallintaa luotettavasti. Verifiointi soveltuukin parhaiten laitteiden tai PIMA-menetelmiä yksinkertaisempien puhdistusmenetelmien suorituskyvyn todentamiseen. Verifiointi saattaa kuitenkin hyvin toimia PIMA-kunnostuksen kohdalla esimerkiksi tiedollisena ohjauskeinona. Reaktiivisten seinämien ja bitumistabiloinnin verifioinnin työvaiheet ovat hyvin samankaltaiset, suurimpana erona seinämien kohdalla tulee kuvata myös kohde johon seinämä on asennettu. Reaktiivisten seinämien toiminta on riippuvaista monista ympäristötekijöistä, toisin kuin erillisellä laitteistolla suoritettavan bitumistabiloinnin. Tulosten perusteella voidaan yleistää, että verifiointi soveltuu paremmin ex situ -, kuin in situ -kunnostusmenetelmille.

The performance and the characteristic field of a centrifugal compressor

Tässä työssä tarkastellaan radiaalikompressorin puristusprosessiin liittyvä peruslaskenta. Ilmankosteuden vaikutukset laskentaan huomioidaan ja kompressorin tunnuskenttä esitellään tässä työssä. Esimerkkinä lasketaan pisteitä kompressorin tunnuskentästä.

Liiketoimintaprosessien analysointi ja kehityskohteiden tunnistaminen

Organisaatiot ovat viime vuosikymmeninä havainneet perinteisen, funktionaalisen, organisaatiorakenteen riittämättömäksi vastaamaan alati muuttuvan toimintaympäristön tuomiin haasteisiin. Ratkaisuna organisaatiot ovat alkaneet ajatella toimintaansa prosessikeskeisesti, jolloin toiminnot nähdään organisaation osastojen läpileikkaavina prosesseina. Tulevaisuuden menestyksen turvaamiseksi organisaatioiden tulee parantaa prosessien suorituskykyä jatkuvasti. Työn tutkimuskohteena on yksi case-yrityksen liiketoimintaprosesseista. Työn tavoitteena on analysoida valittua prosessia, tunnistaa mahdolliset kehityskohteet ja antaa tunnistetuille kohteille toimenpidesuositukset. Prosessianalyysia varten valittu liiketoimintaprosessi mallinnettiin. Tehtyjen prosessikuvausten, haastattelujen ja keskustelujen perusteella tunnistettiin prosessin kriittinen vaihe ja sen nykytilassa ilmenevät ongelmat. Tehdyn analyysin perusteella tunnistettiin prosessin ydinongelma sekä muita pienempiä kehityskohteita. Kaikille kehityskohteille annettiin lopuksi toimenpidesuositukset.

Tuulivoimakäytön verkkoliitynnät ja mittaukset

Tässä työssä tutkitaan muuttuvanopeuksisen tuulivoimakäytön verkkoliityntöjä, verkkomääräyksiä ja mittausmenetelmiä Euroopassa. Yleiset tuulivoimalaitoksen verkkomääräyksiin liittyvät asiat on selitetty standardisarjassa IEC 61000 ja mittauksiin liittyvät säännökset standardissa IEC 61400-21. Työssä selvitetään Euroopan yleiset verkkomääräykset ja vertaillaan niitä keskenään, sekä määritetään tärkeimmät mittaukset. Lisäksi esitellään eräs standardimittauksiin soveltuva mittalaite ja analysoidaan täystehomuokkaimen suorituskykyä tuulivoimapuistossa. Työssä havaittiin, että standardin mukaisten mittausten toteuttaminen ja analysointi on hyvin haastava prosessi. Verkkomääräysten eroavaisuudet aiheuttavat hankaluuksia tuulivoimalan valmistajan ja verkko-operaattorien välillä. Täten myös konvertterivalmistajan täytyy olla selvillä käytössä olevista verkkomääräyksistä ja standardeista.

Kolmiulotteisen konenakojärjestelmän soveltuminen matkapuhelimen alikokoonpanojen testaukseen massatuotannossa

Tässä diplomityössä tutkitaan kolmiulotteisen konenak6järjestelmän soveltuvuutta matkapuhelimien alikokoonpanojen testaukseen massatuotannossa. Tavoitteena oli saada tietoa 3D järjestelmän käytettävyydestä suorituskyvyn ja kapasiteetin suhteen sekä selvittää järjestelmän joustavuutta testattavia tuotteita vaihdettaessa. Haluttiin myös selvittää, että ratkaiseeko 3D järjestelmä käytössä olevan 2D järjestelmän kanssa ilmenneitä ongelmia Järjestelmän suorituskykyä tutkittiin tekemällä testiajoja, joista saatuja tuloksia analysoitiin tilastollisella laadunvalvontaohjelmistolla. Varsinaisen kehitystyön teki konenäköjärjestelmiin erikoistunut alihankkija, jolla on kokemusta 3D testauksesta muilta teollisuuden aloilta. Matkapuhelimien alikokoonpanojen testauksessa laatukriteerit ja tarkkuusvaatimukset ovat kuitenkin liian kovia saavutettaviksi 3D lasertriangulaatioon perustuvaa testausjärjestelmää käytettäessä

Tehokerrointa korjaava skalaariohjaus puoliohjatussa ja kuusikytkintasasuuntaajassa

Verkon harmonisvirtoja rajoittavien standardien tiukentuessa joudutaan etenkin suuritehoisissa tehoelektronisissa laitteissa siirtymään aktiivisiin transistoriohjattuihin tasasuuntaajiin, jotka korjaavat tehokerrointa ja siten pienentävät verkkoon kytkeytyviä häiriövirtoja. Tässä diplomityössä esitellään yleisimpien kolmivaiheisten tasasuuntaajatopologioiden eroja ja vertaillaan puoliohjatun kolmikytkintopologian ja kuusikytkintopologian suorituskykyä tehokertoimen ja harmonissärön osalta, 16 kilowatin teholuokan taajuusmuuttajassa. Tasasuuntaajille tehtiin skalaariohjaukseen perustuva simulointimalli. Työn tavoitteena esitellään simulointitulokset harmonistason sekä tehokertoimen osalta. Työ liittyy Lappeenrannan teknillisen yliopiston sovelletun elektroniikan laboratorion ja Vacon Oyj:n yhteiseen hankkeeseen.

Laite- ja työturvallisuus H2S-tiloissa

Tässä työssä selvitettiin, millä tavoin räjähdysvaarallisten työtilojen työturvallisuuteen voidaan vaikuttaa ja miten turvallisuutta pidetään yllä. Työssä selvitettiin, mitä vaatimuksia räjähdysvaaralliset tilat asettavat laite- ja työturvallisuudelle. Työn lähtökohdaksi otettiin ilmanvaihdon vaikutus sisäilman olosuhteisiin ja samalla selvitettiin, mitä muutoksia räjähdysvaarallisten aineiden käyttö teollisuuden tuotantoprosesseissa aiheuttaa ilmanvaihdossa. Räjähdysvaarallisten tilojen suunnittelua ohjailevat säädökset, lait ja direktiivit. Johdonmukaisen suunnittelulla ja säädöksiä noudattamalla pystytään toteuttamaan turvallinen työympäristö. Räjähdysvaarallista tilaa päästiin tarkastelemaan Talvivaaran Kaivososakeyhtiö Oyj:n metallien talteenottolaitoksella. Työssä haluttiin tutkia rakennuksen työturvallisuutta ja työskentelyolosuhteita. Tutkimuskohteena olleessa reaktorihallissa tehtiin ilmanvaihdon suorituskyvyn mittauksia. Tarkoituksena oli myös tehdä rikkivedyn pitoisuus mittauksia, mutta Talvivaaran tuotannon viivästyessä, pitoisuus mittaukset jätettiin tämän diplomityön ulkopuolelle. Talvivaaraan reaktorirakennuksen olosuhteita ja turvallisuutta tarkasteltiin lähemmin teoreettisten laskelmien avulla. Laskelmien ja mittaustulosten perusteella reaktorirakennuksen ilmanvaihdon suorituskyky todettiin riittäväksi ja toiminta työturvalliseksi. Riskin arvioinnin perusteella reaktorirakennuksen riskitason katsotaan olevan siedettävä.

Suorituskyvyn analysointijärjestelmän rakentaminen pk-yrityksessä

Tutkimuksen päätavoite oli kehittää suorituskyvyn analysointijärjestelmä metalliteollisuuden alihankintaa suorittavalle pk-yritykselle. Lisäksi tutkittiin toimintatapoja, jotka edesauttavat menestyksekkään analysointijärjestelmän rakentamista. Tutkimuksessa käsiteltiin myös mittausjärjestelmän hyötyjä ja haittoja pk-yritykselle. Tutkimuksen teoreettisessa osassa käsitellään yleisesti suorituskykyä, esitellään erilaisia suorituskyvyn analysointijärjestelmiä ja selvitetään järjestelmien eroja. Lisäksi esitellään erilaisia prosessimalleja, joiden avulla yritys voi rakentaa suorituskyvyn analysointijärjestelmän. Tutkimuksen empiirisessä osassa esitellään yrityksessä läpikäyty prosessimalli, jonka avulla rakennettiin suorituskyvyn analysointijärjestelmä. Yrityksessä läpikäydyn prosessin pohjana toimi SAKE-prosessimalli, mutta ideoita haettiin myös Toivasen mallista. Tutkimuksen tuloksena syntyi teoreettinen paketti suorituskyvyn analysoinnista ja malli suorituskyvyn analysointijärjestelmästä. Teoreettinen paketti toimi hyvänä pohjana ja tarjosi taustatietoa aiheesta projektissa mukana olleille henkilöille. Tutkimuksen tuloksena syntynyt malli soveltuu parhaiten metallin mekaanista työstöä suorittavalle yritykselle, mutta myös muut yritykset voivat ottaa tästä mallia. Hyödyllisimmäksi näkökulmaksi voi nostaa itse prosessin, jonka avulla päästään tarkastelemaan yrityksen menestymisen taustalla olevia tekijöitä.

Asiakaslupausmittariston rakentaminen

Tässä diplomityössä tarkastellaan teollisuusyrityksen suorituskykyä asiakkaiden näkökulmasta. Työn tavoitteena on rakentaa kohdeyritykselle yrityksen suorituskykyä asiakkaan näkökulmasta kuvaava mittaristo. Työn kirjallisuustutkimuksen perusteella tunnistetaan olennaiset menetelmät asiakaspalvelutarpeiden mittaamiseen ja analysointiin. Lisäksi työssä esitellään suorituskyvyn mittariston rakentamisen mallit ja periaatteet, sekä mittariston implementointiin vaikuttavat tekijät. Empiirisessä osassa toteutetaan avainasiakkaiden palvelutarpeiden ja yrityksen suoritustason kartoitus ja analysointi. Kohdeyritykselle rakennetaan mittariston asiakaspalvelutarpeiden perusteella, soveltuen yrityksen toimintaympäristöön ja strategisiin päämääriin. Mittaristo rakennetaa Balanced Scorecardin asiakasnäkökulman asiakaslupausmittareiden pohjalle. Työn tuloksena kohdeyritys saa kuvan palvelutasostaan. Työssä esitetyn asiakaslupausmittariston avulla kohdeyritys voi seurata ja kehittää suorituskykyään. Lisäksi työssä tuodaan ilmi tärkeitä tekijöitä, jotka vaikuttavat mittariston implementointiin ja esitetään suositusten muodossa toimintaperiaatteita implementointiprosessissa.

Suorituskyvyn analysointijärjestelmän suunnittelu pk-yrityksessä

Tämä kandidaatintyö on kirjallisuustutkimus, jonka tavoitteena on tarkastella suorituskyvyn analysointia, suunnittelua ja käyttöönottoa pk-yritysten näkökulmasta. Lisäksi työssä on esitelty joitakin valittuja suorituskyvyn analysointijärjestelmiä ja pohdittu niiden soveltuvuutta pk-yrityksien käyttöön. Teorian pohjalta on tehty yleisiä johtopäätöksiä, joita sovelletaan suorituskyvyn analysointijärjestelmän suunnittelussa case-yritykselle. Suorituskyvyn analysointijärjestelmien käyttö on vähäistä pk-yrityksissä ja tästä syystä sitä hyödyntävät yritykset voivat saada sen avulla merkittävää kilpailuetua. Analysointijärjestelmiä suunniteltaessa tulee pk-yritysten erikoispiirteet ottaa huomioon, sillä ne asettavat omat rajoituksensa järjestelmän laajuuteen ja kattavuuteen. Työssä korostetaan järjestelmän helppokäyttöisyyttä kattavuuden sijaan. Kirjallisuustutkimuksen ja johtopäätösten analysoinnin tuloksena esitetään prosessimalli suorituskyvyn analysointijärjestelmän suunnitteluun. Prosessimalli tähtää yksinkertaisen ja helppokäyttöisen mittariston kehittämiseen hyödyntäen mahdollisuuksien mukaan yrityksessä olemassa olevia tietojärjestelmiä.

Hankinnan ja toimittajien suorituskyvyn kehittäminen

Tutkimuksen tavoitteena on luoda yksinkertaistettu malli, jota voidaan hyödyntää olemassa olevien toimittajien suorituskyvyn analysoinnissa ja sen perusteella tehtävässä kehitystyön pohjana. Tutkimuksen case-osuuden tavoitteena on testata mallin toimivuus ja käyttää sitä toimittajayhteistyön kehittämisessä. Tutkimuksen teoriaosuudessa esitellään ennustamiseen, hankintaan, hankintaprosessiin, toimittajahallintaan, suorituskykyyn ja toimittajayhteistyöhön liittyviä näkökohtia ja menetelmiä. Toimittajahallinnan tärkeänä näkökohtana on toimittajien analysointi ja segmentointi niiden tärkeyden ja kriittisyyden perusteella. Hankinnan suorituskyvyllä on tärkeä merkitys yrityksen tavoitteiden saavuttamisessa. Toimittajien suorituskyky vaikuttaa hankinnan suorituskykyyn ja luo tarpeen toimittajayhteistyön kehittämiselle. Kommunikointi ja sitoutuminen ovat tärkeät näkökohdat hankinnan ja toimittajan välisen yhteistyön kehittämisessä. Yhteistyötä voidaan kehittää tutkimuksessa luodun toimittajayhteistyön analysoinnin ja kehittämisen –mallin avulla. Johtopäätöksenä voidaan todeta, että yritykselle on erittäin tärkeää tehdä yhteistyötä tärkeiden ja kriittisten toimittajien kanssa suorituskyvyn parantamiseksi. Hankinta voi saavuttaa omat tavoitteensa tekemällä yhteistyötä toimittajiensa kanssa ja tällöin se edesauttaa koko yritystä saavuttamaan tavoitteensa. Toimittajayhteistyön analysoinnin ja kehittämisen -mallin avulla kehitystyöstä tulee järjestelmällistä ja vaikuttavaa. Se auttaa hankintaa ja toimittajaa ymmärtämään kehitystyön tärkeys ja merkitys.

Overvoltage Mitigation Techniques in Wind Power Generators

Advancements in power electronic semiconductor switching devices have lead to significantly faster switching times. In motor and generator applications, the fast switching times of pulse width modulated (PWM) inverters lead to overvoltages caused by voltage reflections with shorter and shorter cables. These excessive overvoltages may lead to a failure of the electrical machine in a matter of months. In this thesis, the causes behind the overvoltage phenomenon as well as its different mitigation techniques are studied. The most suitable techniques for mitigating the overvoltage phenomenon in wind power generator applications are chosen based on both simulations and actual measurements performed on a prototype. An RC filter at the terminals of the electrical machine and an inverter output filter designed to reduce the rise and fall times of voltage pulses are presented as a solution to the overvoltage problem. The performance and losses of both filter types are analysed.

Hankintaprosessin suorituskyvyn arviointi ja kehittäminen

Tämän työn tarkoituksena oli tarkastella kohdeorganisaation hankintaprosessin suorituskykyä. Tutkimuksen päämääränä oli tuottaa yritykselle sellaista tietoa ja arviointikriteerejä, joiden avulla yritys voi kehittää valmiuksiaan oman suorituskyvyn tehokkaampaan arviointiin tulevaisuudessa. Tutkielma tehtiin Skanska Oy:n osto-osastolle Helsinkiin. Tutkimuksen kohteeksi valittiin kausisopimusten hankintaprosessi epäsuorissa hankinnoissa, kotimaisilla markkinoilla. Keskitetyn kausisopimusten hankintaprosessin tarkoituksena on tuottaa yritykselle kilpailukykyisiä sopimuksia sekä saavuttaa prosessin parempi hallinta ja läpinäkyvyys. Tietoa tutkimuksen kohteena olevasta prosessista kerättiin haastatteluilla ja keskustelutuokioilla sekä yrityksen dokumenteista. Aineiston keräämisen kautta pyrittiin saamaan syvempi kuva prosessin toiminnasta, sen ongelmakohdista sekä niiden syistä ja seurauksista. Toisen tarkastelunäkökulman prosessin arvioinnille tarjosi läpimenoajan mittaaminen. Saatua aineistoa luokiteltiin vika- ja vaikutusanalyysiin pohjautuvalla mallilla sekä Monte Carlo – simulaatiomenetelmään perustuvalla ohjelmalla. Työn tuloksena esitetään tutkimuksen kohteena olevalle prosessille sopivia kehitystoimenpiteitä sekä suositeltavia prosessin mittaamisalueita.

Wide Area Network Acceleration in Corporate Networks

There are several factors affecting network performance. Some of these can be controlled whereas the others are more fixed. These factors are studied in this thesis from the wide area network (WAN) perspective and the focus is on corporate networks. Another area of interest is the behavior of application protocols when used through WAN. The aim is to study the performance of commonly used application protocols in corporate networks. After identifying the performance problems in corporate WANs the thesis concentrates on methods for improving WAN performance. WAN acceleration is presented as a possible solution. The different acceleration methods are discussed in order to give the reader a theoretical view on how the accelerators can improve WAN performance. Guidelines on the installation of accelerators into a network are also discussed. After a general overview on accelerators is given, one accelerator vendor currently on market is selected for a further analysis. The work is also a case study where two accelerators are installed into a target company network for testing purposes. The tests are performed with three different application protocols that have been identified as critical applications for the target corporation. The aim of the tests is to serve as a proof of concept for WAN acceleration in the target network.

Ydinvoimalaitoksen höyryturbiinin suorituskyvyn laskenta

Diplomityön tavoitteena on selvittää Loviisan ydinvoimalaitoksen höyryturbiinin hyötysuhteen parantamismahdollisuuksia. Työn kuvaan liittyvät oleellisesti höyryturbiinin siipivyöhykkeiden nopeuskolmioiden sekä hyötysuhteiden laskenta. Höyryturbiinien kehityskaarta sekä turbiinin häviökerrointen laskentayhtälöitä on esitetty useasta eri lähteestä ja vuosikymmeniltä. Työssä selvitettiin uusimpia ydinvoimalaitosten kostea höyryturbiinien suunnitteluperusteita lukuisista eri lähteistä. Kaikkien lähteiden mukaan kostean höyryn alueella tapahtuvaa paisuntaa on haasteellista mallintaa. Työssä on esitelty artikkeleissa tulleita eri näkökulmia höyryturbiinien suorituskyvyn parantamiseksi, sekä rakenteellisia että laskennallisia. Työssä esitellään monia turbiinin virtauksen ja suorituskyvyn laskentamenetelmiä. Esimerkiksi Baumannin säännön laskenta on yksinkertainen tapa käsitellä turbiinin suorituskykyä kostean höyryn alueella. Keskeisimpiä tehtyjä havaintoja oli se, että korkeapaineturbiinin ensimmäisestä vaiheesta löytyi mahdollista parannuspotentiaalia Loviisaan ydinvoimalaitoksen tehon lisäämiseksi. Ensimmäisessä vaiheessa on oletettu siipien olevan Laval –tyyppisiä, mutta käytännössä näin ei ole. Korkeapaineturbiinin nykyisen turbosuuttimen toimintaa voitaisiin tehostaa. Lisäksi Loviisan matalapaineturbiinin viimeisen siipivaiheen jälkeen aiheutuu suuret ulosvirtaushäviöt. Osa suurinopeuksisen virtauksen energiasta pystyttäisiin kuitenkin hyödyntämään vielä ulosvirtauskanavassa olevalla diffuusorilla.