Metsäklusterin tutkimusverkosto: Metsäteollisuuden prosessien automaation, diagnostiikan ja kunnossapidon tutkimus

Tämä selvitys on osaEtelä-Suomen lääninhallituksen, ESR:n (Euroopan sosiaalirahasto) ja Lappeenrannan kaupungin rahoittamaa 'Metsäklusterin tutkimusverkostO'-hanketta, joka toteutettiin 1.10.2006-31.10.2007 välisenä aikana Lappeenrannan teknilliselläyliopistolla. Hankkeessa tehtiin selvitys metsäklusterin tutkimustoiminnasta jatutkimustarpeista rajattuna prosessianalytiikan, automaation ja käynnissäpidon alueille. LTY:n yhtenä vahvana strategisena painopistealueena on metsäklusteri ja -Metsäklusterin tutkimusverkostO'-hanke liittyy keskeisenä osana edellä mainittujen painopistealueiden selvitystyöhön LTY:ssä. Selvitykseen kuuluivat kirjallisuus- ja internethaut sekä haastattelututkimus. Internet- ja kirjallisuushauissa hyödynnettiin mm. yritysten ja toimijoiden kotisivuja, erilaisten tutkimushankkeiden raportteja, konferenssien ja seminaarien materiaaleja. Haastattelututkimuksessa haastateltiin metsäklusterissa toimivia automaatiosta, kunnossapidosta ja tuotannosta vastaavaa henkilöitä sekä alan tutkimuksesta vastaavia asiantuntijoita. Hankkeessa pidettiin loppuseminaari 27.9.2007 Lappeenrannan teknillisellä yliopistolla. Loppuseminaarissa esiteltiin hankkeen tulokset sekä kuultiin eri tahojen esityksiä prosessianalytiikkaan, -automaatioon ja käynnissäpitoon liittyen. Selvitys vahvisti olettamuksen, että metsäteollisuuden prosessiautomaation ja kunnossapidon toimialakenttä on erittäin monitahoinen ja parhaillaan muuttuva alue. Selvitystyön tuloksena tuli esille useita konkreettisia tutkimusaiheita, jotka vaihtelivat teknologisista teemoista: mittaustekniikka, prosessien tai laitteiden suorituskyky ja ylläpito talouteen liittyviin teemoihin: liiketoiminnan organisoituminen, verkottuneen liiketoiminnan strategiat sekä henkilöstön johtaminen muuttuvissa tilanteissa. Tutkimustoiminnan organisoitumista eri verkostoihin on tapahtunut ja tapahtumassa. Useita alueellisia ja kansallisia metsäteollisuuteen liittyviä verkostoja on jo olemassa, ja jatkossa automaatioon ja kunnossapitoon liittyvien aihepiirien vahvistaminen jo olemassa olevissa metsäklusteriin liittyvissä verkostoissa on tärkeää. Tämän lisäksi Kaakkois-Suomen alueellisten toimijoiden ja LTY:n liittyminen automaatioalan kansalliseen verkostoon on välttämätöntä.

Metsäklusterin tutkimusverkosto: Sähköteknisten laitteiden diagnostiikan tutkimustoiminta

Tämä raportti on laadittu Euroopan sosiaalirahaston (ESR) rahoittaman hankkeen Metsäklusterin tutkimusverkosto puitteissa vuoden 2007 aikana Lappeenrannan teknillisen yliopiston Sähkötekniikan osastolla. Varsinainen raporttiosuus koostuu neljästä pääkappaleesta. Ensimmäisessä pyritään hahmottamaan laitediagnostiikan kehitysnäkymiä. Toisessa tehdään lyhyt kartoitus sähkötekniikkaan liittyvästä kunnossapidon yliopistotutkimuksesta, jota tehdään suomalaisissa yliopistoissa. Neljännessä kappaleessa keskitytään sähkökäyttöjen diagnostiikan kansainvälisen tutkimuksen kartoitukseen. Viimeisessä kappaleessa käsitellään yleisesti ottaen laitediagnostiikassa hyödynnettävien menetelmien ja tekniikoiden tutkimusta. Pääasiallisina tutkimusmenetelminä tässä raportissa hyödynnetään tieteellisiä julkaisuja ja eri organisaatioiden www-sivuja.

Riittääkö aika, riittävätkö rahat? - tutkimus verkko-opetuksen työmääristä ja -kustannuksista

Verkko-opetustakäsittelevässä materiaalissa pohditaan usein verkko-opetuksesta opiskelijalle aiheutuvia kustannuksia, kun taas verkko-opetuksen toteuttajaosapuolelle aiheutuvat kustannukset jäävät vähemmälle huomiolle tai kokonaan huomiotta. Tämän tutkimuksen tarkoituksena on selvittää verkko-opetuksen toteuttajaosapuolelle (esim. opettaja, työryhmä, yliopisto tms. organisaatio) aiheutuvia työmääriä ja niistä syntyviä kustannuksia. Tutkimusaineistona käytetään Lappeenrannan teknillisessä yliopistossa toteutettuja verkkokursseja tekniikan, kauppatieteen, kielten opetuksen sekä yleisten oppimista tukevien kurssien osalta.Tutkimuksessa etsitään vastauksia seuraaviin kysymyksiin: kuinka eri tyyppisten verkkokurssien kustannuksetkertyvät ja mitkä tekijät aiheuttavat kustannuksia. Tutkimuksen tärkeimpinä tuloksina voidaan esittää, että: 1. Tutkittujen verkkokurssien hinnat näyttäisivät työkustannusten osalta jäävän alle 1000 ¤:n, samoin kokonaistyömäärät jäävät alle 50 työpäivän. 2.Runsaasti työtä vaatineissa verkkokursseissa on enimmäkseen panostettu kurssin ulkoasun suunnitteluun ja materiaalituotantoon. Sen sijaan esim. opiskelijoiden ohjauksessa ei havaittu merkittävämpää panostusta kuin muissakaan tapauksissa. 3. Karkeasti tulkiten voidaan sanoa, että jo pienellä panostuksella voidaan saada aikaan uudistuksia, jotka hyödyttävät opettajaa ja tehostavat hänen ajankäyttöään. Tämä voi tapahtua myös päinvastoin, eli opettaja voi panostaa hyvinkin paljon verkko-opetukseen saavuttamatta kuitenkaan tavoittelemaansa hyötyä. Tutkimuksen painopiste on verkkokurssien vaatimien työmäärien sekä -kustannusten selvittämisessä sekä analysoinnissa. Raportissa muistutetaan, että kustannustehokkuusajattelun rinnalla tulee kuitenkin pitää mielessä koulutuksen laatuun liittyvät näkökulmat. Kursseja suunniteltaessa on syytä muistaa, etteivät alhaiset kokonaiskustannukset ole ainoa tavoitetila, vaan että tasapaino koulutuksen kustannusten ja laadun kanssa on säilytettävä.

Matematiikan perusopetuksen internet-aineiston tuottaminen

Tämän diplomityön tarkoituksena on kuvata Lappeenrannan teknillisessä yliopistossa matematiikan perusopetuksen virtuaaliympäristöä pedagogisesti toimivana oppimisympäristönä. Matematiikan virtuaalimateriaali on luotu tukemaan lähiopetusta matematiikan perusopetuksessa. Virtuaalimateriaalin kehittämisessä tähdätään pedagogiseen osaamiseen ja järjestelmän toimintalogiikan kehittämiseen sisällönhallintatyökalujen avulla. Opiskelun ja opetuksen kansainvälistymisen myötä on kehitetty perusmatematiikan virtuaaliympäristöä niin, että järjestelmä tarjoaa yliopiston opettajille ja suomalaisille sekä ulkomaalasille opiskelijoille yhteisen perusmatematiikan virtuaaliympäristön. Kehityksen tuloksena on saatu järjestelmä, joka hyödyntää tietoverkkoja kuten Wikipediaa verkko-opetuksen aputyökaluna.

Digitaalinen osaamisen kehittäminen osana henkilöstökoulutusta

Tieto- ja viestintätekniikan kehittyminen on muuttanut työn luonnetta monella tavalla ja työelämän jatkuva muutos ja joustavuuteen pyrkiminen edellyttävät uusien tietojen ja taitojen hankkimista. Verkko-opetus, verkko-opiskelu ja verkko-oppiminen näyttävät tarjoavat uusia ulottuvuuksia henkilöstökoulutukseen. Tämän diplomityön tarkoituksena on tutkia voidaanko digitaalisella osaamisen kehittämisellä tukea yrityksen henkilöstökoulutusta ja henkilöstöä opiskelussa ja oppimisessa? Osaaminen on strateginen kysymys ja sen kehittämisessä pyritään yrityksissä aiempaa pitkäjänteisempään ja kokonaisvaltaisempaan toimintatapaan. Digitaalinen osaamisen kehittäminen oikein toteutettuna näyttää vahvistavan henkilöstön osaamistasoa. Tekniset apuvälineet eivät ehkä koskaan tule korvaamaan kokemusta ja työssä oppimista, silti ne näyttävät helpottavat tiedonkulkua ja ovat apuna osaamisen kehittämisessä. Kuvitelma verkko-opintojen helppoudesta, täysin ajasta ja paikasta riippumattomana, sekä itsenäisestä opiskelusta on harhaa. Verkkokoulutuksen suurena haasteena on sen soveltaminen järkevällä tavalla organisaation toimintakulttuuriin ja toimintatapoihin. Ajanoloon verkko-opiskelu saattaa muuttua osaksi työtä, mutta asenteiden muokkaamisessa on vielä paljon tekemistä. Yritysten johdon tulee näyttää tietä ja toimia esimerkkinä uusien toimintatapojen käyttöönotossa.

Äidinkielisen ja vieraskielisen opetuksen vertailua äidinkielen hallinnan ja kognitiivisten prosessien toiminnan kautta

Pro gradu –tutkielmani tarkoituksena oli tarkastella eri puolilla maailmaa tehtyjen koulutuskokeilujen tuloksia suhteessa siihen, käyttävätkö ne opetuskielenä oppilaiden äidinkieltä vai oppilaille vierasta kieltä sekä pohtia syitä eri opetusohjelmien tuottamien tulosten eroille. Mahdollisena selityksenä eroille tarkastelin äidinkielellä ja vieraalla kielellä tapahtuvan prosessoinnin eroja. Tätä toimintaa tarkastelin kognitiivisen prosessoinnin eri osa-alueitten kautta. Tutkielmani on luonteeltaan teoreettinen ja perustuu sekä kielitieteen että psykologian materiaalien tarkasteluun. Tärkeimpiä lähdeteoksia ovat olleet Baker: Foundations of bilingual education and bilingualism (1993); Bialystok: Bilingualism in development. Language, literacy and cognition (2001); Dutcher ja Tucker: The use of first and second languages in education. A review of international experience (1994); sekä Eysenck ja Keane: Cognitive psychology: a student’s handbook (2000). Opetusohjelmien tarkastelu osoitti, että vain sellainen ohjelma, joka ottaa huomioon ja kehittää oppilaan äidinkieltä voi toimia parhaalla tavalla. Opetus voi tällöin olla myös ainakin osittain vieraskielistä. Äidinkielen taidot näkyvät kaikkien oppimistulosten pohjalla. Käsittelemieni tutkimusten perusteella kognitiivisen prosessoinnin osa-alueet, kuten muisti ja automaattiset prosessit, toimivat äidinkielellä tehokkaammin kuin vieraalla kielellä. Äidinkielellä opitut taidot ovat myös siirrettävissä muille kielille, joten tämä selittäisi äidinkielisen opetuksen etuja.

Pedagogiikka ja media : monitieteellisiä aineksia kirjasto- ja tietopalvelualan koulutuksen innovatiiviseen kehittämiseen

Summary: Pedagogics and media : multidisciplinary aspects for the innovative development of LIS education

Verkko-opetuksen hyödyntäminen öljyketjun henkilöstön koulutuksessa

Osaamisen katoaminen on todellinen uhka tämän päivän yrityksille. Ihmiset siirtyvät entistä helpommin yrityksestä toiseen, vanhat työntekijät jäävät eläkkeelle, uusien työntekijöiden rekrytointi on jäänyt viime tippaan jne. Yritykset tarvitsevat osaamista, joka säilyy organisaatiossa ja jota voi helposti siirtää ihmiseltä toiselle mahdollisimman lyhyessä ajassa. Tähän tietotekniikan kehittyminen avaa uusia mahdollisuuksia. Sen avulla voidaan tietoa jakaa laajemmallekin joukolle ja ohjata koulutusta tarvittaville alueille. Hyväkään tietotekniikka ei kuitenkaan muuta sitä tosiasiaa, että jokaisen tulee edelleen käydä oppimisprosessi henkilökohtaisesti läpi oppiakseen uusia asioita. Tämän työn tavoitteena oli kehittää malliratkaisu öljyketjun henkilöstön verkkoopiskelumateriaalista. Työssä oli tarkoitus myös ottaa kantaa verkko-opetuksen käyttöönottoon, sillä liian moni yritys on pilannut mahdollisuutensa juuri käyttöönottovaiheessa. Esimerkkityönä valmistui öljyketjua kuvaava kurssi, jota on tarkoitus käyttää henkilöstön öljyketjutietämyksen lisäämiseen, uusien työntekijöiden alkuperehdytykseen sekä jaettavaksi eri oppilaitoksille.

Sulautetun järjestelmän Web-käyttö

Diplomityössä on tutkittu sulautetun järjestelmän liittämistä Ethernet-verkkoon sekä TCP/IP-protokollapinoon kuuluvien tavallisimpien protokollien toimintaa. Työn tuloksien perusteella on suunniteltu harjoitustyö, jota voidaan käyttää sähkötekniikan osaston opetuksessa. Työssä hankittiin Atmelin sulautettu Web-serverikortti (EWS) ja STK500-kortti serverin ohjelmointiin. Serverin mukana tuli Internet-yhteyden mahdollistava TCP/IP-pinon lähdekoodi. Työssä selvitettiin TCP/IP:hen kuuluvien protokollien toimintaa teoriassa ja käytännön toteutusta EWS:n avulla. Lähdekoodiin lisättiin ominaisuudet, joiden avulla laite hakee kellonaikatiedot aikapalvelimelta time-protokollaa käyttäen ja lähettää sähköpostia määriteltyyn osoitteeseen sähköpostipalvelimen kautta. Laitetta käytettiin sekä palvelimena että asiakkaana. Työssä perehdyttiin sulautettujen järjestelmien yleisiin ominaisuuksiin ja erilaisiin verkonhallinnan apuohjelmiin. Työssä tutkittiin palvelin- ja asiakaskoneen välillä Ethernetissä kulkevaa verkkoliikennettä. Työssä minimoitiin protokollatiedostojen viemä tila prosessorin muistista ja tutkittiin Internet-yhteyden kuluttamien kellojaksojen määrää. Työssä selvitettiin tietoturva-kysymysten merkitystä ja toteutusta sulautetuissa järjestelmissä.

Ohjelmoinnin verkko-opetusalustan analysointi ja kehitys

Tässä työssä lähestyttiin ohjelmoinnin opetukseen tarkoitetun verkko-opetusalustan kehitystä niin opetusopin kuin myös tekniikan näkökulmasta. Mitä oppiminen on, mitä se vaatii, mitä verkko-opetusalustat ovat ja miten Viope Solutions Oy voisi kehittää tuotettaan siten, että se vastaisi entistä paremmin asiakkaiden tarpeisiin? Työn alussa käytiin läpi tärkeimmät opetusteoreettiset käsitteet behaviorismi ja kognitivismi sekä niiden uudet muodot. Tämän jälkeen näitä elementtejä yhdistettiin verkko-oppimisympäristön käsitteeseen, jota edelleen laajennettiin verkkosovelluksen käsitteellä. Asiakastarpeita määritettiin verkko-opetuksen kanssa toimineiden oppilaitosten edustajien kanssa. Työn ohella suoritettiin myös katsaus muutamaan Viope Solutions Oy:n tuotteen kanssa kilpailevaan verkko-opetusalustaan. Työn lopputuloksena aikaiseksi saatiin tuotekehityssuunnitelma, joka pohjautuu tehtyihin tuotekatsauksiin, asiakkaiden tarpeisiin sekä käyttäjäpalautteisiin. Tuotekehityssuunnitelma tiivistyy kappaleessa 7.5 esitettävään tuotekehityskarttaan.

Elektroniikan mittalaitteiden kalibrointijärjestelmän kehittäminen

Tässä diplomityössä käsiteltiin elektronisten mittalaitteiden kalibrointikulttuuria. Työssä selvitettiin mittalaitteiden kalibroinnissa huomioon otettavat asiat ja esitettiin sähkösuureita mittaavien elektronisten mittalaitteiden kalibrointijärjestelmän toteutus. Lappeenrannan teknillisen yliopiston Sähkötekniikan osaston Sovelletun elektroniikan laboratoriolle ja Elektroniikan suunnittelukeskukselle laadittiin elektroniikan mittalaitteita koskevat kalibrointijärjestelmät. Varsinaisen kalibroinnin lisäksi tarkasteltiin myös toiminnallista tarkastusta. Tehoelektroniikan laboratorion tehoanalysaattoreiden toiminta haluttiin tarkistaa kalibrointien välissä. Kalibrointijärjestelmistä käy ilmi laboratorioiden mittalaitteet sekä niille suoritettavien kalibrointien ja testauksien tarve sekä aikaväli. Mittalaitteen käyttötarkoitus ja mittaustarkkuus asettivat vaatimukset kalibroinnin tasolle. Kalibrointijärjestelmissä mittalaitteiden kalibroinnit on porrastettu eri tasoihin, riippuen siitä mikä mittalaitteen epävarmuus saa olla. Työssä käsiteltiin myös kalibrointia internetin kautta.

Methods of Design and Testing of Real Time Systems

Teollusuussovelluksissa vaaditaan nykyisin yhä useammin reaaliaikaista tiedon käsittelyä. Luotettavuus on yksi tärkeimmistä reaaliaikaiseen tiedonkäsittelyyn kykenevän järjestelmän ominaisuuksista. Sen saavuttamiseksi on sekä laitteisto, että ohjelmisto testattava. Tämän työn päätavoitteena on laitteiston testaaminen ja laitteiston testattavuus, koska luotettava laitteistoalusta on perusta tulevaisuuden reaaliaikajärjestelmille. Diplomityössä esitetään digitaaliseen signaalinkäsittelyyn soveltuvan prosessorikortin suunnittelu. Prosessorikortti on tarkoitettu sähkökoneiden ennakoivaa kunnonvalvontaa varten. Uusimmat DFT (Desing for Testability) menetelmät esitellään ja niitä sovelletaan prosessorikortin sunnittelussa yhdessä vanhempien menetelmien kanssa. Kokemukset ja huomiot menetelmien soveltuvuudesta raportoidaan työn lopussa. Työn tavoitteena on kehittää osakomponentti web -pohjaiseen valvontajärjestelmään, jota on kehitetty Sähkötekniikan osastolla Lappeenrannan teknillisellä korkeakoululla.

Työn tietotukijärjestelmän kehitys hienopaperikoneelle

Tämän projektin tarkoituksena oli kehittää paperinvalmistuslinjan multimediapohjaista tietotukijärjestelmää. Kirjallisuusosassa on todettu, että nykyisessä työympäristössä tarvitaan entistä enemmän tietotaitoa työkyvyn ylläpitämiseksi. Työntekijöiden osaaminen on avainasemassa kilpailukyvyn säilyttämisessä. Esille nousee myös suurten ikäluokkien eläköityminen ja osaavan työvoiman riittäminen. Näistä syistä erilaiset koulutukset ovat tällä hetkellä erityisen tärkeitä. Verkko-opetusvälineet ovat taloudellisesti kannattavia erityisesti suurille kohderyhmille ja sopivat hyvin paperiteollisuuden käyttöön. Parhaimmillaan ne ovat myös hyvin tehokkaita opetusvälineitä. Kokeellisessa osan alussa nähtiin tärkeäksi järjestelmän käytettävyyden ja kiinnostavuuden parantaminen ja siksi siihen päätettiin tehdä kokonaan uusi käyttöliittymä ja selkeämpi rakenne. Järjestelmän sisältö rakennettiin uudelleen hyväksikäyttäen vanhaa materiaalia soveltuvin osin. Järjestelmään laadittiin perussisältösivujen lisäksi useita johdantoja, joista saa nopeasti käsityksen tietystä prosessin osasta. Järjestelmään lisättiin myös useita multimediaelementtejä, kuten uusia kuvia, animaatioita ja videoita. Järjestelmään lisättiin myös hakutoiminto, sanasto ja käyttöohje. Näillä uudistuksilla pyrittiin parantamaan järjestelmän käytettävyyttä erityisesti prosessityöntekijöiden perehdytyksen ja työnopastuksen apuvälineenä.