Paineellisten rumpusuodinten kunnossapitostrategian kehittäminen ja implementointi

Tutkimuksen tavoitteena oli luoda UPM-Kymmene Oyj:n Kaukaan sellutehtaalle tuotannolliset näkökulmat huomioiva ja kunnossapitokustannukset optimoiva paineellisten rumpusuodinten kunnossapitostrategia. Paineelliset rumpusuotimet on sellutehtaan kuitulinjan keskeinen laiteryhmä, jonka vuosittaiset kunnossapitokustannukset ovat merkittävät. Tarkastelu työssä keskittyi paineellisen rumpusuotimen päätytiivistyksen kunnossapitostrategian kehittämiseen, koska päätytiivistys muodostaa laitteen vuosittaisista kustannuksista suurimman osan. Kunnossapitokustannusten optimointi suoritettiin strategisen johtamisen periaatteiden mukaisesti eri teknistaloudelliset näkökulmat huomioiden. Kunnossapidon toteutukselle määriteltiin tuotannon tavoitteet, jonka perusteella luotiin uusi kunnossapitostrategia. Työssä tehdyn tutkimuksen perusteella siirtymällä korjaavasta kunnossapidosta ehkäisevään kunnossapitoon, voidaan saavuttaa säästöjä kunnossapitokustannuksissa. Uuden strategian toteutumisen mahdollistamiseksi määriteltiin strategiset projektit, jotka käsittelivät muun muassa uusien tiivistemateriaalien käyttöönottoa, alajärjestelmien muutostöitä sekä toimintatapojen muutoksia. Strategian ja strategisten projektien toteutusta varten laadittiin kirjalliset dokumentit, joiden perusteella implementointi suoritetaan. Toimenpiteille määriteltiin vastuuhenkilöt ja toteutusajat, joiden mukaisesti eri organisaatiotasot toimivat. Strategia laadittiin seuraavalle kymmenelle vuodelle, mutta strategian toteutusta ja tuloksia on seurattava vuosittain. Muuttuvassa liiketoimintaympäristössä kunnossapidon optimitila ei ole staattinen, joten strategiaa on oltava valmis päivittämään. Aktiivisella ja suunnitelmallisella toiminnalla on mahdollista saavuttaa merkittäviä säästöjä tuotannon ja kunnossapidon näkökulmasta.

Erään teollisuuslaitoksen suur- ja keskijännitesähkönjakelun ennakkohuoltoperiaatteet

Tämän diplomityön tavoitteena oli luoda suuren teollisuuslaitoksen suur- ja keskijännitesähkönjakelujärjestelmälle ennakkohuoltosuunnitelmaesitys, joka selkeyttää järjestelmän ennakkohuoltotoimintaa. Ennakkohuoltosuunnitelmaesityksen perusteella voidaan tulevaisuudessa luoda ennakkohuolto-ohjelma kunnossapitojärjestelmään. Ennakkohuoltosuunnitelmaesityksen kehittäminen aloitettiin selvittämällä suur- ja keskijännitesähkönjakelujärjestelmien ennakkohuoltotoimintaan vaikuttavaa lainsäädäntöä, määräyksiä, ohjeita sekä standardeja. Myös sähkönjakelujärjestelmän komponenttien luotettavuudesta ja pitoajasta saatavilla olevaa informaatiota etsittiin eri lähteistä. Tutkittavana olevaan suur- ja keskijännitesähkönjakelujärjestelmään perehtymisen yhteydessä selvitettiin myös järjestelmän komponenttien varaosatilanne, sekä järjestelmässä käytettävissä olevat varayhteydet. Tutkittavalle suur- ja keskijännitesähkönjakelujärjestelmälle suoritettiin kriittisyysluokittelu, sekä selvitettiin järjestelmän ennakkohuoltotoiminnan nykytilanne. Lisäksi tutkittiin järjestelmän vikahistoriakirjauksia kymmenen vuoden ajalta. Työn viimeisessä osassa laadittiin ennakkohuoltosuunnitelmaesitys tutkittavalle suur- ja keskijännitesähkönjakelujärjestelmälle. Ennakkohuoltosuunnitelmaesitykseen ovat osaltaan vaikuttaneet suoritettu kriittisyysluokittelu sekä vikahistoriasta selvinneet asiat. Lisäksi työssä tutustuttiin sähkönjakelun ennakkohuoltotöiden optimointiin. Työssä esiteltiin optimointilaskennan laskentayhtälöt, sekä suoritettiin esimerkkioptimointilaskenta kuvitteellisen sähkönjakelujärjestelmän muuntajien ennakkohuollolle.

Utilization of Automatic Meter Reading in the Improvement of a District Heating System

A district heating system comprises production facilities, a distribution network, and heat consumers. The utilization of new energy metering and reading system (AMR) is increasing constantly in district heating systems. This heuristic study shows how the AMR system can be exploited in finding optimization opportunities in district heating system. In this study, the district heating system is mainly considered from the viewpoint of operational optimization. The focus is on the core processes, heat production and distribution. Three objectives were set to this study. The first one was to examine general optimization opportunities in district heating systems. Second, to figure out the benefits of AMR for general optimization opportunities. Finally, to define a methodology for process improvement endeavors. This study shows, through a case study, the usefulness of AMR in specifying current deficiencies in a district heating system. Based on a literature review, the methodology for the improvement of business processes is presented. Additionally, some issues related to future competitiveness of district heating are concerned. As a conclusion, some optimization objectives are considered more desirable than others. Study shows that AMR is useful in the specification of optimization targets in the district heating system. Further steps in optimization process were not examined in detail. That would seem to be interesting topic for further studies.

Valuuttasuojaus kansainvälisissä osakeportfolioissa - eurosijoittajan näkökulma

Tämän tutkimuksen tarkoituksena on selvittää eurosijoittajan näkökulmasta tehokkain strategia kansainvälisen osakeportfolion valuuttariskin suojaamiseen. Tutkimuksessa tarkastellaan akateemisissa tutkimuksissa eniten käsiteltyjä valuuttasuojausstrategioita ja pyritään tunnistamaan niistä tieteellisesti valideimmat metodit tutkimuksen empiiriseen osioon. Valuuttasuojauksen tehokkuutta tullaan mittaamaan niin riskin kuin tuoton näkökulmista. Empiirisessä osiossa käytetään aineistona kahdeksan eri valtion osakemarkkinaindeksien ja valuuttojen spot- ja termiinikurssien kuukausittaisia tuottoja niin, että tarkastelu tapahtuu euroalueen sijoittajan näkökulmasta. Tutkimuksen aikaväli on 31.12.2004 - 31.12.2010. Tutkimuksessa päädyttiin suosittamaan 50 % valuuttariskin suojausastetta eurosijoittajan näkökulmasta. Kyseinen strategia alensi parhaiten kansainvälisen sijoittajan portfolion riskiä tutkitulla aikavälillä, eikä strategia myöskään heikentänyt merkittävästi portfolion tuottoa. Absoluuttisella kumulatiivisella tuotolla mitattuna suojaamaton osakeportfolio oli tutkimuksen aikavälillä paras, johtuen pääosin vuoden 2010 eurokriisistä, jonka vuoksi euro heikentyi voimakkaasti muita valuuttoja vastaan. Ennen kriisiä ”selektiivinen” valuuttasuojausstrategia oli tuotoilla (sekä kumulatiivinen että riskikorjattu) mitattuna paras.

Sataman informaatiokeskuksen mahdollisuudet ympäristövaikutusten vähentämisessä

Logistiikka ja etenkin kuljetukset aiheuttavat suuren määrän suoria päästöjä ilmaan sekä muita ympäristövaikutuksia ihmisille ja luonnolle. Suomessa ja muissa EU-maissa kuljetusten tuottamat päästöt muodostavat yli viidenneksen kaikista päästöistä, joten puhutaan merkittävästä päästöjen vähentämistarpeesta. Tietoteknisten ratkaisujen nopea kehittyminen on mahdollistanut tietotekniikan hyödyntämisen myös logistiikassa ja logistiikan tuottamien päästöjen vähentämisessä. Tietotekniset ratkaisut ovat mahdollistaneet muun muassa sähköisten kartta- ja paikannusohjelmistojen käytön, kuljetusreittien optimoinnin, lastien ja kuljetusten seurannan, sähköisten dokumenttien hyödyntämisen sekä päästöjen laskemisen erilaisten tietoteknisten sovellusten avulla. Tämän tutkimuksen tarkoituksena on selvittää Port Community System (PCS) -järjestelmän eli satamayhteisön informaatiokeskuksen mahdollisuuksia vähentää ympäristövaikutuksia Suomessa ja erityisesti Kymenlaaksossa. Tutkimuksessa on selvitetty yleisesti logistiikan ympäristövaikutuksia ja tutkittu EU:n ohjauskeinoja logistiikan ympäristökuormitusten vähentämiseksi. Kymenlaakson alueelta on kartoitettu tavaraliikenteen päästömäärien nykytilaa ja kehitystä laskemalla auto-, juna- ja laivaliikenteen ympäristövaikutuksia vuosilta 2001–2009. Lisäksi tutkimuksessa on selvitetty, millaisia logistiikkaan liittyviä älyliikenne- ja tietotekniikkahankkeita ja -visioita EU:n tasolla on vireillä sekä tutkittu ICT-ratkaisujen mahdollisuuksia ympäristöhaittojen vähentämisessä. Kirjallisuustutkimukseen perustuen on arvioitu ja pohdittu Suomeen soveltuvan PCS-järjestelmän ympäristöhyötyjä ja ympäristötyökaluja. Lisäksi tutkimuksessa on tarkasteltu kahden case-esimerkin avulla, minkälaisia logistisia toimintoja helpottavia ja ympäristöasioita parantavia tietojärjestelmiä logistiikkayrityksillä on käytössä. Tutkimuksen perusteella tavaraliikenteen päästöt Kymenlaakson alueella ovat vuosien 2001–2007 aikana kasvaneet merkittävästi, mutta talouden taantuman ja tavarakuljetusten vähenemisen seurauksena päästömäärät ovat olleet jyrkässä laskussa vuosina 2008 ja 2009. Merkittävin päästökomponentti on ollut hiilidioksidi ja eniten päästöjä on aiheutunut maantieliikenteestä. EU:n tasolla on vireillä useita erilaisia hankkeita ja visioita logistiikan päästöjen vähentämiseksi, mutta monessa tapauksessa niiden täytäntöönpano vaatii vielä vuosien työn. Kirjallisuustutkimuksen perusteella ICT-ratkaisujen avulla saavutettavissa olevat ympäristöhyödyt vaihtelevat pienistä parannuksista (esim. päästöjen simulointimallit) suuriin maailmanlaajuisiin ratkaisuihin (esim. kuljetusreittien optimointi ja rahdin seuranta globaaleissa toimitusketjuissa). Merkittävimmät PCS-järjestelmällä saavutettavissa olevat ympäristöhyödyt ovat kuljetusten ja logististen toimintojen yleinen tehostuminen ja sen myötä päästöjen vähentyminen sekä paperisten asiakirjojen ja tulostettavan paperimäärän väheneminen PCS-järjestelmän mahdollistaman sähköisiin dokumentteihin siirtymisen myötä. PCS-järjestelmän avulla voidaan vaikuttaa ympäristöasioihin myös epäsuorasti muun muassa reittien ja lastikapasiteetin optimoinnin, lastin seurannan, älykkään valaistuksen ja palvelinkeskusten kautta. Mahdollisista ympäristöhyödyistä huolimatta taloudellisen hyödyn tavoittelu ja palveluiden toiminnallinen parantaminen menevät valitettavan usein ympäristöasioiden edelle. Vihreiden arvojen korostaminen järjestelmiä suunniteltaessa voi kuitenkin tuoda suurta kilpailuetua ja edistää ympäristön suojelua laajemminkin.

Optimization of the refining and shoe press in board production

Optimointi on tavallinen toimenpide esimerkiksi prosessin muuttamisen tai uusimisen jälkeen. Optimoinnilla pyritään etsimään vaikkapa tiettyjen laatuominaisuuksien kannalta paras tapa ajaa prosessia tai erinäisiä prosessin osia. Tämän työn tarkoituksena oli investoinnin jälkeen optimoida neljä muuttujaa, erään runkoon menevän massan jauhatus ja määrä, märkäpuristus sekä spray –tärkin määrä, kolmen laatuominaisuuden, palstautumislujuuden, geometrisen taivutusjäykkyyden ja sileyden, suhteen. Työtä varten tehtiin viisi tehdasmittakaavaista koeajoa. Ensimmäisessä koeajossa oli tarkoitus lisätä vettä tai spray –tärkkiä kolmikerroskartongin toiseen kerrosten rajapintaan, toisessa koeajossa muutettiin, jo aiemmin mainitun runkoon menevän massan jauhatusta ja jauhinkombinaatioita. Ensimmäisessä koeajossa tutkittiin palstautumislujuuden, toisessa koeajossa muiden lujuusominaisuuksien kehittymistä. Kolmannessa koeajossa tutkittiin erään runkoon menevän massan jauhatuksen ja määrän sekä kenkäpuristimen viivapaineen muutoksen vaikutusta palstautumislujuuteen, geometriseen taivutusjäykkyyteen sekä sileyteen. Neljännessä koeajossa yritettiin toistaa edellisen koeajon paras piste ja parametreja hieman muuttamalla saada aikaan vieläkin paremmat laatuominaisuudet. Myös tässä kokeessa tutkittiin muuttujien vaikutusta palstautumislujuuteen, geometriseen taivutusjäykkyyteen ja sileyteen. Viimeisen kokeen tarkoituksena oli tutkia samaisen runkoon menevän massan vähentämisen vaikutusta palstautumislujuuteen. Erinäisistä vastoinkäymisistä johtuen, koeajoista saadut tulokset jäivät melko laihoiksi. Kokeista kävi kuitenkin ilmi, että lujuusominaisuudet eivät parantuneet, vaikka jauhatusta jatkettiin. Lujuusominaisuuksien kehittymisen kannalta turha jauhatus pystyttiin siis jättämään pois ja näin säästämään energiaa sekä säästymään pitkälle viedyn jauhatuksen mahdollisesti aiheuttamilta muilta ongelmilta. Vähemmällä jauhatuksella ominaissärmäkuorma saatiin myös pidettyä alle tehtaalla halutun tason. Puuttuvat lujuusominaisuudet täytyy saavuttaa muilla keinoin.

Soodakattilan lentotuhkan uudentyyppisen analysaattorin arviointi

RBDA (Recovery Boiler Dust Analyzer) on soodakattilan savukaasujen hiukkasten määrää mittaava laite. Yksi laitteen mahdollisista sovelluskohteista on soodakattilan nuohouksen optimointi. Tämän työn tarkoituksena oli parantaa RBD-analysaattorin toimintaa ja erityisesti tutkia laitteen toimivuutta soodakattilan nuohouksen optimoinnis-sa. Soodakattilan nuohouksen optimoinnilla voidaan vähentää nuohoukseen kuluneen höyryn määrää ja näin saavuttaa taloudellisia säästöjä. RBD-analysaattorin toimivuutta testattiin toimivan soodakattilan avulla. Tutkimuksen tueksi testeissä käytetyn soodakattilan savukaasujen lämpötilat ja tuhkan tarttumisomi-naisuudet selvitettiin. Laitteen toimivuutta testattiin vertaamalla RBDA:n mittaustulosta standardin mukaiseen savukaasujen hiukkasmittausmenetelmään. Mittajärjestelmän soveltuvuutta soodakattilan nuohouksen optimointiin tutkittiin ajamalla nuohoimia käsin eri seisonta-aikojen jälkeen sekä mittaamalla soodakattilan normaalia nuohousjärjes-tystä. Mittausten perusteella todettiin, että RBDA havaitsee savukaasujen pölypitoisuuden ja sen muutokset luotettavasti. Nuohouksen optimointiin RBDA:n todettiin soveltuvan ny-kyisessä mallissaan vain vedenesilämmittimien osalta. Keittopinnan ja tulistimien nuo-hointen optimointiin ei saatu riittävän luotettavia mittaustuloksia. RBDA:n kehittäminen jatkotutkimuksilla todettiin mahdolliseksi.

Saostuman esto prosessiputken pinnalle

Työn tarkoituksena oli tutkia kirjallisuudessa esitettyjen menetelmien soveltuvuutta estää kalsiumkarbonaatin saostuminen PCC – prosessissa paperikonelinjan massansyöttöputkessa. Menetelmien heikkoudet ja toimivuudet arvioitiin lähdetietojen perusteella, joiden perusteella tehtiin johtopäätelmiä niiden toimivuudesta prosessissa ja käytettävyydestä kalsiumkarbonaattisaostuman muodostumiseen. Kirjallisuusselvitys osoittaa, että saostuma voidaan estää kemiallisesti ja sähkökemiallisesti sekä modifioimalla materiaalipintaa. Lisäksi sen muodostuminen voidaan estää ultraääniaaltojen avulla sekä indusoimalla mahdolliseen saostuskohtaan magneetti- tai sähkökenttä. Kokeellisessa osassa keskityttiin kirjallisuuden perusteella tutkimaan kalsiumkarbonaatin saostumista kaupallisilla menetelmillä. Tutkimuksissa käytettiin erilaisia pinnoitemateriaaleja, ultraääniaaltoja sekä magneettikenttää että liuossähkökemiaa. Näiden lisäksi tutkittiin saostumisen kehittymistä putkipinnalle ajan funktiona. Kokeellisten tulosten perusteella kirjallisuudessa esitetyistä menetelmistä ei suoraan mikään sovellu sellaisenaan tutkitussa prosessissa saostuman muodostumisen estoon. Koeparametrien optimointi muuttamalla tunnettuja parametreja prosessitilanteeseen paransi kalsiumkarbonaatin liukoisuutta. Tämän tutkimuksen tuloksena löytyi menetelmäkuvaus, jolla saostumien muodostuminen putkipinnoille voidaan estää.

Sukupolvenvaihdoksen toteuttaminen henkilöyhtiössä

Tutkielma on kvalitatiivinen tutkimus, jossa pääpaino perustuu kirjallisuus- ja oikeustapaustutkimukseen. Tutkielman tavoitteena on selvittää henkilöyhtiön sukupolvenvaihdoksen toteuttamisen vaihtoehdot sekä henkilöyhtiön yhtiöosuuksien luovutuksena että yhtiömuodon muutoksella, jolloin henkilöyhtiö muutetaan ensin osakeyhtiöksi ja sen jälkeen osakeyhtiö voi jakautua. Perheyrityksen sukupolvenvaihdoksen ja siihen liittyvien veroseuraamusten optimointi edellyttää suunnitelmallista prosessia, missä otetaan huomioon eri toteutusvaihtoehtojen verotuksellinen kohtelu sekä luopujien että jatkajien kannalta. Perheen sisällä tapahtuvat sukupolvenvaihdokset tapahtuvat useimmiten lahjana tai lahjanluonteisena kauppana, jolloin perintö- ja lahjaverotus on tarpeen ottaa huomioon jo suunnitteluvaiheessa. Yritysvarallisuuden arvostaminen perintö- ja lahjaverotuksessa sekä sukupolvenvaihdoksen yhteydessä saatavat verohuojennukset ja niiden huomioon ottaminen ovat tärkeitä tekijöitä. Tutkielman case- yrityksessä luopujien ja jatkajien tarpeet huomioiden yhtiömuodon muutos ja jakautuminen voitiin todeta kannattavimmaksi vaihtoehdoksi.

Risk Parity: A Modern Tool for Diversification

The purpose of this study is to examine how well risk parity works in terms of risk, return and diversification relative to more traditional minimum variance, 1/N and 60/40 portfolios. Risk parity portfolios were constituted of five risk sources; three common asset classes and two alternative beta investment strategies. The three common asset classes were equities, bonds and commodities, and the alternative beta investment strategies were carry trade and trend following. Risk parity portfolios were constructed using five different risk measures of which four were tail risk measures. The risk measures were standard deviation, Value-at-Risk, Expected Shortfall, modified Value-at-Risk and modified Expected Shortfall. We studied also how sensitive risk parity is to the choice of risk measure. The hypothesis is that risk parity portfolios provide better return with the same amount of risk and are better diversified than the benchmark portfolios. We used two data sets, monthly and weekly data. The monthly data was from the years 1989-2011 and the weekly data was from the years 2000-2011. Empirical studies showed that risk parity portfolios provide better diversification since the diversification is made at the risk level. Risk based portfolios provided superior return compared to the asset based portfolios. Using tail risk measures in risk parity portfolios do not necessarily provide better hedge from tail events than standard deviation.

Optimization of hydrogen plant efficiency

The purpose of this master’s thesis was to study ways to increase the operating cost-efficiency of the hydrogen production process by optimizing the process parameters while, at the same time, maintaining plant reliability and safety. The literature part reviewed other hydrogen production and purification processes as well as raw material alternatives for hydrogen production. The experimental part of the master’s thesis was conducted at Solvay Chemicals Finland Oy’s hydrogen plant in spring 2012. It was performed by changing the process parameters, first, one by one, aiming for a more efficient process with clean product gas and lower natural gas consumption. The values of the process parameters were tested based on the information from the literature, process simulation and experiences of previous similar processes. The studied parameters were reformer outlet temperature, shift converter inlet temperature and steam/carbon ratio. The results show that the optimal process conditions are a lower steam/carbon ratio and reformer outlet temperature than the current values of 3.0 and 798 °C. An increase/decrease in the shift conversion inlet temperature does not affect natural gas consumption, but it has an effect on minimizing the process steam overload.

Voimalaitoksen käytönaikaisen optimoinnin määrittely

Tässä diplomityössä määritellään biopolttoainetta käyttävän voimalaitoksen käytönaikainen tuotannon optimointimenetelmä. Määrittelytyö liittyy MW Powerin MultiPower CHP –voimalaitoskonseptin jatkokehitysprojektiin. Erilaisten olemassa olevien optimointitapojen joukosta valitaan tarkoitukseen sopiva, laitosmalliin ja kustannusfunktioon perustuva menetelmä, jonka tulokset viedään automaatiojärjestelmään PID-säätimien asetusarvojen muodossa. Prosessin mittaustulosten avulla lasketaan laitoksen energia- ja massataseet, joiden tuloksia käytetään seuraavan optimointihetken lähtötietoina. Optimoinnin kohdefunktio on kustannusfunktio, jonka termit ovat voimalaitoksen käytöstä aiheutuvia tuottoja ja kustannuksia. Prosessia optimoidaan säätimille annetut raja-arvot huomioiden niin, että kokonaiskate maksimoituu. Kun laitokselle kertyy käyttöikää ja historiadataa, voidaan prosessin optimointia nopeuttaa hakemalla tilastollisesti historiadatasta nykytilanteen olosuhteita vastaava hetki. Kyseisen historian hetken katetta verrataan kustannusfunktion optimoinnista saatuun katteeseen. Paremman katteen antavan menetelmän laskemat asetusarvot otetaan käyttöön prosessin ohjausta varten. Mikäli kustannusfunktion laskenta eikä historiadatan perusteella tehty haku anna paranevaa katetta, niiden laskemia asetusarvoja ei oteta käyttöön. Sen sijaan optimia aletaan hakea deterministisellä optimointialgoritmilla, joka hakee nykyhetken ympäristöstä paremman katteen antavia säätimien asetusarvoja. Säätöjärjestelmä on mahdollista toteuttaa myös tulevaisuutta ennustavana. Työn käytännön osuudessa voimalaitosmalli luodaan kahden eri mallinnusohjelman avulla, joista toisella kuvataan kattilan ja toisella voimalaitosprosessin toimintaa. Mallinnuksen tuloksena saatuja prosessiarvoja hyödynnetään lähtötietoina käyttökatteen laskennassa. Kate lasketaan kustannusfunktion perusteella. Tuotoista suurimmat liittyvät sähkön ja lämmön myyntiin sekä tuotantotukeen, ja suurimmat kustannukset liittyvät investoinnin takaisinmaksuun ja polttoaineen ostoon. Kustannusfunktiolle tehdään herkkyystarkastelu, jossa seurataan katteen muutosta prosessin teknisiä arvoja muutettaessa. Tuloksia vertaillaan referenssivoimalaitoksella suoritettujen verifiointimittausten tuloksiin, ja havaitaan, että tulokset eivät ole täysin yhteneviä. Erot johtuvat sekä mallinnuksen puutteista että mittausten lyhyehköistä tarkasteluajoista. Automatisoidun optimointijärjestelmän käytännön toteutusta alustetaan määrittelemällä käyttöön otettava optimointitapa, siihen liittyvät säätöpiirit ja tarvittavat lähtötiedot. Projektia tullaan jatkamaan järjestelmän ohjelmoinnilla, testauksella ja virityksellä todellisessa voimalaitosympäristössä ja myöhemmin ennustavan säädön toteuttamisella.

Seuraavan hävittäjähankkeen ideointivaiheessa käytettäviä suorituskykykriteerejä

Nykyisen torjuntahävittäjäkaluston elinkaaren päättyminen 2025 - 2030 aiheuttaa tarpeen aloittaa korvaavan suorituskyvyn rakentamisen suunnittelu ja tutkiminen lähivuosina. Tämän tutkimuksen tavoitteena oli kartoittaa suorituskykykriteerejä huomioitavaksi seuraavan hävittäjähankkeen ideointivaiheessa tapahtuvaan operatiivisten suorituskykyvaatimusten laadintaan. Ideointivaiheessa ei päätetä miten suorituskyky toteutetaan ja sen takia tutkimuksessa hävittäjä -termi käsitti laaja-alaisesti miehittämättömän ja miehitetyn vaihtoehdon. Strateginen suunnittelunprosessi ja suorituskyvyn rakentaminen on puolustusvoimissa muutoksen alla. Puolustusvoimat on siirtymässä enemmän suorituskykylähtöiseen kehittämiseen. Suorituskykylähtöisen kehittämisen mahdollistamiseksi on meneillään olevalla suunnittelukierroksella luotu luonnoksena määrittely puolustusjärjestelmän suorituskykyalueista. Tutkimuksessa käytettiin suorituskyvyn käsitemallin kyvykkyysnäkymää luvussa 3 esitellyin rajauksin. Kyvykkyysnäkymän soveltuvuuden selvittämiseksi tutkimuksessa tutkittiin puolustusjärjestelmän suorituskykyalueiden sekä suorituskyvyn käsitemallin ja sen kyvykkyysnäkymän liittymistä suorituskyvyn rakentamiseen tulevaisuudessa. Tutkimuksessa käytettiin pääosin Survey -kirjallisuustutkimusta ja puolustusvoimien asiantuntijoille sekä teollisuudelle suunnattua avointa kyselyä tulevaisuuden suorituskykykriteereistä. Tutkimuksen näkökulmana oli projekti-/hankehenkilöstön näkökulma seuraavassa hävittäjähankkeessa. Kyselyjen ja alaan liittyvien julkaisujen perusteella koottiin merkittävimpiä havaintoja kyvykkyysnäkymäalueittain. Tulokset on esitetty edellä mainitulla jaottelulla luvussa 4. Toimintaympäristötietoisuus ei esiintynyt alkuperäisessä merkityksessään, vaan se rajattiin tässä tutkimuksessa käsittelemään tilannetietoisuutta. Merkittävimpinä tuloksina oli suorituskykyjen osalta verkottumisen, toimintaympäristötietoisuuden, tiedon vastaanottamisen ja jakamisen sekä tiedon yhdistämistä tukevan automatiikan vaatimusten korostuminen. Huomattava tekijä oli edellä mainittujen kykyjen sidonnaisuus toisiinsa. Tulevaisuuden järjestelmät nähtiin komplekseina ja nykyisiä kalliimpina. Verkottuminen korostuu taistelun lisäksi myös logistiikassa (huoltoketjun optimointi) ja joukkojen tuottamisessa (virtuaalisimulaattoriympäristöjen tarve). Hävittäjällä pitää olla kyky vaikuttaa tarkasti kauas ja lähelle, joko omaan tai muiden antamaan maalinosoitukseen. Vaikutukseen tulee pystyä kineettisesti ja ei-kineettisesti. Hävittäjän suojan on koostuttava laajasta keinovalikoimasta, johon liittyy oleellisesti erilaiset häiveteknologiat. Puolustusministeriön materiaalistrategian vaatimuksena oleva kansallinen ja kansainvälinen yhteistoimintakyky nähtiin kaluston optimoinnin kannalta välttämättömänä. Elinjakson kustannustehokkuuden varmistamiseksi seuraavan hävittäjän sensori- ja asejärjestelmä tulisi kyetä ylläpitämään uhkaa vastaavalla tasolla koko elinkaaren ajan ilman suuria rakenteellisia päivityksiä. Käytettävyys pidetään korkeana esimerkiksi hävittäjän kyvyllä ottaa vastaan uusia aseita ja sensoreita plug and play tyylisesti. Tutkimustulosten perusteella mielenkiintoisin jatkotutkimustarve on verkottumisen tuoma suorituskyvyn lisääntyminen ja sen merkitys tulevaisuuden hävittäjäkoneissa.

Development of a measuring-control system for energy monitoring in low power

In this thesis a control system for an intelligent low voltage energy grid is presented, focusing on the control system created by using a multi-agent approach which makes it versatile and easy to expand according to the future needs. The control system is capable of forecasting the future energy consumption and decisions making on its own without human interaction when countering problems. The control system is a part of the St. Petersburg State Polytechnic University’s smart grid project that aims to create a smart grid for the university’s own use. The concept of the smart grid is interesting also for the consumers as it brings new possibilities to control own energy consumption and to save money. Smart grids makes it possible to monitor the energy consumption in real-time and to change own habits to save money. The intelligent grid also brings possibilities to integrate the renewable energy sources to the global or the local energy production much better than the current systems. Consumers can also sell their extra power to the global grid if they want.

Pikornavirusten käyttö geenivektoreina ja syöpäterapiassa sekä Coxsackievirus A7 -isolaattien sekvenssianalyysi

Kirjallisessa osassa tarkasteltiin pikornavirusten käyttöä geenivektoreina ja syöpäterapiassa. Pikornavirukset ovat positiivissäikeisiä RNA-viruksia, ja niiden genomi koostuu rakenteellisista kuoriproteiineista VP1-VP4 sekä ei-rakenteellisista proteiineista 2A-2C ja 3A-3D. Geenivektoritutkimukset ovat keskittyneet erilaisten inserttien kloonaamiseen virusten VP1-VP4-alueelle ja genomin 5'-päähän sekä näiden muutosten vaikutusten seuraamiseen virusten elinkierrossa solu- ja hiirimalleissa. Geenivektoreina on parhaiten toimineet coxsackievirukset B3, B4 ja A9 sekä mengo- ja poliovirus. Niitä on käytetty hiirissä mm. neuronien motorisen BDNF-reseptorin ilmentämiseen sekä hiiren interleukiini-10:n tuottamiseen selkäydinkanavan vaurioiden korjaamiseksi. Syöpäterapiatutkimuksissa on saatu lupaavia tuloksia coxsackieviruksilla A21, A13, A15 ja A18 sekä echo-, Seneca Valley 001- ja EMCV-viruksilla. Viruksilla on saatu mm. rintasyövän pääkasvain ja metastasoituneet etäpesäkkeet häviämään sekä eturauhassyövän kasvaimia pienenemään. Seneca Valley 001 -virus on osoittautunut tehokkaaksi syöpiä vastaan, joilla on neuroendokriinisiä ominaisuuksia. Viruksen käyttämistä faasi 2:n kliinisiin kokeisiin ollaan parhaillaan suunnittelemassa pienisoluisen keuhkosyövän ja lasten neuroendokriinisen syövän kohdalla. Kokeellisessa osassa optimoitiin RT-PCR-menetelmä coxsackievirus A7:n (CV-A7) genomin tuottamiseksi PCR-reaktiolla (FL-PCR). FL-PCR:n optimointi tehtiin vektoreilla, joihin oli kloonattu CV-A7-USSR- (USSR-pcDNA3) ja CV-A7-Parkerisolaattien (Parker-TA) genomit. Menetelmää käytettiin myöhemmin muiden CV-A7- virusisolaattien (275/58, ET1080 ja SVK) tutkimiseen. Näistä isolaateista eristettiin virus-RNA, joka käännettiin cDNA:ksi RT-entsyymillä. PCR:ssä käytetyt, CV-A7- spesifiset koettimet oli suunniteltu aiemmin sekvensoidun CV-A7-sekvenssin (GenBank AY421765) pohjalta. Infektiivisen kloonin tuottamiseksi USSR-pcDNA3- ja Parker-TA-vektoreista tuotettiin PCR:n avulla (T7-PCR) virusgenomin sisältävä DNAjakso, jonka 5'-päähän muodostui alukkeiden avulla T7RNA-polymeraasipromoottori ja 3'-päähän polyA-häntä. Työssä myös sekvensoitiin ja analysoitiin CV-A7-virusisolaatit Parker, USSR, 275/58, ET1080 ja SVK sekä kloonattiin täyspitkiä virusgenomeja cDNA-muodossa mutaatiokokeita varten. FL-PCR:n optimointi onnistui, ja neljä viidestä CV-A7-isolaatista sekvensoitiin. Virusgenomien pituus vaihteli 7403–7405 nt:n välillä. CV-A7-ET1080, -Parker ja - USSR osoittautuivat yli 99 % ja CV-A7-275/58 82,6 % nt samankaltaisiksi koko genomin pituudelta AY421765:en suhteen. Yksittäisten geenien ja proteiinien osalta CV-A7-275/58 oli 75,8–90,4 % nt ja 93,7–98,8 % aa samankaltainen muiden suhteen. Simplot-analyysissä 3B-geenialue oli heterogeenisin. CV-A7-SVK-isolaatti osoittautui echovirus kolmeksi. Infektiivistä kloonia ei saatu tuotettua T7-PCR-tuotteista.