Cam-tekniikan opetusohjelma

Tässä työssä keskitytään rakentamaan opetusohjelma, jonka avulla pyritään kehittämään tietokoneavusteisten valmistusjärjestelmien käyttöä puutuotteiden valmistuksessa. Tavoitteena on cam-teknologian opetustyön ja oppimistapahtuman selkeyttäminen sekä järjestelmän opetuksessa tarvittavan koulutusaineiston luominen. Suunnittelussa pyritään vastaamaan puutuoteteollisuuden tämän hetken tarpeisiin, jotta koulutettavat pystyisivät toimimaan nykyaikaisten cam-järjestelmien parissa. Opetusohjelma sisältää opetuskokonaisuuksia cam-järjestelmän rakenteesta, sen toteuttamisesta ja käytöstä. Lisäksi työssä sovelletaan toteutettua opetusohjelmaa erilaisten kohderyhmien opetussuunnitelmissa ja tutkitaan verkkopohjaisen oppimisympäristön luonnetta ja sen mahdollista käyttöä cam-tekniikan opetuksessa.

Huoltoraportoinnin kehittämien sähköalan kunnossapitoyrityksessä

Tämän diplomityön tavoitteena oli kehittää ABB Service Oy:n tekemien huoltotöiden asiakkaille suunnattua raportointia tietojärjestelmän avulla hallittavaksi elektroniseksi kokonaisuudeksi. Työn perusteella havaittiin suurimmiksi kehityskohteiksi raporttien laadinnan nopeuttaminen ja niiden sisältämän informaation hyödyntäminen ennakoivan kunnossapidon tarpeisiin. Työtä varten tehtiin syksyllä 1998 haastattelututkimus ABB Service Oy:n asiakkaille ja muille ABB yhtiöille, jonka avulla selvitettiin eri osapuolten näkemät suurimmat ongelmat ja kehitystoiveet huoltoraportoinnissa. Työssä kartoitettiin ABB Service -yhtiöiden huoltotoiminnan laajuus ja raportoinnin tämänhetkinen toteutus sekä siinä ilmenneet kehitystarpeet. Työssä tutkitaan eri vaihtoehdot raportoinnin kokonaisuuden hallitsemiseksi tietokoneavusteisesti sekä tehdään ehdotus ja pilot-toteutus huoltoraportointitietojärjestelmästä. Raporttien hyötykäytön mahdollistamiseksi on ne tallennettava tietokantaan, johon myös ABB:n tuoteyhtöiden henkilöillä on pääsy. Asiakaspalvelun parantamiseksi on raportit toimitettava sähköisessä muodossa asiakkaalle mahdollisimman nopeasti huollon päätyttyä. Standardoimalla lisäksi raporttien ulkoasu, helpottuu raporttien käsittely niin asiakkaalla kuin ABB Service -yhtiöissäkin. Työn lopuksi tarkastellaan tietojärjestelmän jatkokehitysnäkymiä toteutustapaa ja -järjestystä silmällä pitäen.

Evolutionary computing in search-based software engineering

This master’s thesis aims to study and represent from literature how evolutionary algorithms are used to solve different search and optimisation problems in the area of software engineering. Evolutionary algorithms are methods, which imitate the natural evolution process. An artificial evolution process evaluates fitness of each individual, which are solution candidates. The next population of candidate solutions is formed by using the good properties of the current population by applying different mutation and crossover operations. Different kinds of evolutionary algorithm applications related to software engineering were searched in the literature. Applications were classified and represented. Also the necessary basics about evolutionary algorithms were presented. It was concluded, that majority of evolutionary algorithm applications related to software engineering were about software design or testing. For example, there were applications about classifying software production data, project scheduling, static task scheduling related to parallel computing, allocating modules to subsystems, N-version programming, test data generation and generating an integration test order. Many applications were experimental testing rather than ready for real production use. There were also some Computer Aided Software Engineering tools based on evolutionary algorithms.

Monikappalesysteemin esikäsittelijä kaupallisessa ympäristössä

Työn tavoitteena oli tehdä monikappalesysteemin esikäsittelijä, joka toimii CAD-ohjelmiston yhteydessä. CAD-ohjelmistoksi valittiin SolidWorks-ohjelmisto. Esikäsittelijästä tehtiin yhteensopiva monikappaledynamiikan simulointi ohjelmiston kanssa, joka on kehitetty Lappeenrannan teknillisessä yliopistossa. Aikaansaadun esikäsittelijän avulla pystytään tuottamaan monikappaledynamiikan simuloinnissa tarvittavat lähtötiedot. Lähtötiedot esikäsittelijä laskee käyttäjän tekemästä kokoonpanokuvasta ja käyttäjän antamista tiedoista. Esikäsittelijän toiminta verifioitiin kaupallisin simulointiohjelmisto ADAMS:n avulla. Esikäsittelijän todettiin toimivan luotettavasti ja täyttävän sille asetetut vaatimukset. Lisäksi esikäsittelijän todettiin nopeuttavan huomattavasti simulointimallien tekoa.

KUMPPANUUKSIEN LAATUTEKIJÄT JA KUMPPANUUSKYVYKKYYS VERKOSTOSUHTEIDEN KRIITTISINÄ MENESTYSTEKIJÖINÄ

Pro gradu -tutkielman tavoitteena on selvittää, mitkä ovat kahden yrityksen läheisen verkostoyhteistyösuhteen menestystekijät ja kuinka yritys pystyy parantamaan onnistumistaan verkostosuhteissaan. Päämääränä on selvittää kirjallisuudesta löydettyjen menestystekijöiden avulla, mikä on case –yritysten yhteistyösuhteiden ja kumppanuuskyvykkyyden nykytila, pullonkaulatekijät ja kuinka niitä voidaan parantaa. Tutkielman tavoitteisiin on pyritty kvalitatiivisiin tutkimusmenetelmiin kuuluvalla case –tutkimuksella. Aineisto kerättiin teemahaastatteluin ja analysoitiin purkamalla ne sanallisiin, teema-alueiden mukaisiin kokonaisuuksiin. Analyysissä käytettiin osittain Atlas.Ti –ohjelmistoa. Tutkimuksen tulokset osoittavat, että läheisen verkostoyhteistyösuhteen menestystekijät ovat luottamus, sitoutuminen ja kommunikaatio sekä verkostoidentiteetti. Näistä luottamuksen tila oli tutkituissa suhteissa hyvä ja sitoutumisenkin kohtuullinen. Sen sijaan verkostoidentiteetti oli jossain määrin epäselvä ja kommunikaatiossa oli puutteita kasvaen sitä mukaan, kun organisaatiohierarkiassa edetään korkeammalle. Nämä mahdollisesti heikentävät läheisestä suhteesta saatavia hyötyjä. Tulokset osoittavat myös sen, että nostaakseen onnistumisen tason kaikissa yhteistyösuhteissaan, niiden tulee pyrkiä järjestelmällisesti hyödyntämään aikaisempaa yhteistyökokemustaan ja näin rakentamaan kumppanuuskyvykkyyttään. Kohdeyrityksissä oli tehty vielä vähän konkreettisia toimenpiteitä yritystason kumppanuuskyvykkyyden kohentamiseksi.

Structure-Based, Rational Design of T Cell Receptors.

Adoptive cell transfer using engineered T cells is emerging as a promising treatment for metastatic melanoma. Such an approach allows one to introduce T cell receptor (TCR) modifications that, while maintaining the specificity for the targeted antigen, can enhance the binding and kinetic parameters for the interaction with peptides (p) bound to major histocompatibility complexes (MHC). Using the well-characterized 2C TCR/SIYR/H-2K(b) structure as a model system, we demonstrated that a binding free energy decomposition based on the MM-GBSA approach provides a detailed and reliable description of the TCR/pMHC interactions at the structural and thermodynamic levels. Starting from this result, we developed a new structure-based approach, to rationally design new TCR sequences, and applied it to the BC1 TCR targeting the HLA-A2 restricted NY-ESO-1157-165 cancer-testis epitope. Fifty-four percent of the designed sequence replacements exhibited improved pMHC binding as compared to the native TCR, with up to 150-fold increase in affinity, while preserving specificity. Genetically engineered CD8(+) T cells expressing these modified TCRs showed an improved functional activity compared to those expressing BC1 TCR. We measured maximum levels of activities for TCRs within the upper limit of natural affinity, K D = ∼1 - 5 μM. Beyond the affinity threshold at K D < 1 μM we observed an attenuation in cellular function, in line with the "half-life" model of T cell activation. Our computer-aided protein-engineering approach requires the 3D-structure of the TCR-pMHC complex of interest, which can be obtained from X-ray crystallography. We have also developed a homology modeling-based approach, TCRep 3D, to obtain accurate structural models of any TCR-pMHC complexes when experimental data is not available. Since the accuracy of the models depends on the prediction of the TCR orientation over pMHC, we have complemented the approach with a simplified rigid method to predict this orientation and successfully assessed it using all non-redundant TCR-pMHC crystal structures available. These methods potentially extend the use of our TCR engineering method to entire TCR repertoires for which no X-ray structure is available. We have also performed a steered molecular dynamics study of the unbinding of the TCR-pMHC complex to get a better understanding of how TCRs interact with pMHCs. This entire rational TCR design pipeline is now being used to produce rationally optimized TCRs for adoptive cell therapies of stage IV melanoma.

Protein pocket and ligand shape comparison and its application in virtual screening.

Understanding molecular recognition is one major requirement for drug discovery and design. Physicochemical and shape complementarity between two binding partners is the driving force during complex formation. In this study, the impact of shape within this process is analyzed. Protein binding pockets and co-crystallized ligands are represented by normalized principal moments of inertia ratios (NPRs). The corresponding descriptor space is triangular, with its corners occupied by spherical, discoid, and elongated shapes. An analysis of a selected set of sc-PDB complexes suggests that pockets and bound ligands avoid spherical shapes, which are, however, prevalent in small unoccupied pockets. Furthermore, a direct shape comparison confirms previous studies that on average only one third of a pocket is filled by its bound ligand, supplemented by a 50 % subpocket coverage. In this study, we found that shape complementary is expressed by low pairwise shape distances in NPR space, short distances between the centers-of-mass, and small deviations in the angle between the first principal ellipsoid axes. Furthermore, it is assessed how different binding pocket parameters are related to bioactivity and binding efficiency of the co-crystallized ligand. In addition, the performance of different shape and size parameters of pockets and ligands is evaluated in a virtual screening scenario performed on four representative targets.

Attracting cavities for docking. Replacing the rough energy landscape of the protein by a smooth attracting landscape.

Molecular docking is a computational approach for predicting the most probable position of ligands in the binding sites of macromolecules and constitutes the cornerstone of structure-based computer-aided drug design. Here, we present a new algorithm called Attracting Cavities that allows molecular docking to be performed by simple energy minimizations only. The approach consists in transiently replacing the rough potential energy hypersurface of the protein by a smooth attracting potential driving the ligands into protein cavities. The actual protein energy landscape is reintroduced in a second step to refine the ligand position. The scoring function of Attracting Cavities is based on the CHARMM force field and the FACTS solvation model. The approach was tested on the 85 experimental ligand-protein structures included in the Astex diverse set and achieved a success rate of 80% in reproducing the experimental binding mode starting from a completely randomized ligand conformer. The algorithm thus compares favorably with current state-of-the-art docking programs. © 2015 The Authors. Journal of Computational Chemistry Published by Wiley Periodicals, Inc.

Avaliação do volume da placenta no primeiro trimestre de gestação por meio da ultrassonografia tridimensional utilizando o método XI VOCAL

OBJETIVO: Determinar valores de referência para o volume da placenta entre 7 e 10 semanas e 6 dias de gestação por meio da ultrassonografia tridimensional utilizando o método XI VOCAL (eXtended Imaging Virtual Organ Computer-aided Analysis). MATERIAIS E MÉTODOS: Realizou-se estudo de corte transversal com 70 gestantes normais entre 7 e 10 semanas e 6 dias. Para o cálculo de volume, utilizou-se o método XI VOCAL com delimitação de dez planos adjacentes. Foram determinadas médias, medianas, desvios-padrão, valores máximo e mínimo para o volume da placenta. Para avaliar a correlação do volume da placenta com a idade gestacional, foi criado gráfico de dispersão, sendo o ajuste realizado pelo coeficiente de determinação (R²). RESULTADOS: A média do volume da placenta variou de 4,6 cm³ (2,6-8,6 cm³) a 28,9 cm³ (11,4-66,9 cm³). O volume da placenta (VP) se mostrou altamente correlacionado com a idade gestacional (IG), sendo o melhor ajuste com a regressão exponencial [VP = exp(0,582 × IG + 0,063); R² = 0,82]. CONCLUSÃO: Valores de referência para o volume da placenta no primeiro trimestre de gestação utilizando o método XI VOCAL foram determinados.

Reprodutibilidade interobservador dos índices vasculares do Doppler de amplitude tridimensional do embrião entre 7 e 10 semanas e 6 dias de gestação

OBJETIVO: Avaliar a reprodutibilidade interobservador dos índices de vascularização do Doppler de amplitude tridimensional (Doppler de amplitude 3D) no primeiro trimestre de gestação. MATERIAIS E MÉTODOS: Realizou-se estudo de reprodutibilidade com 32 gestantes normais entre 7 e 10 semanas e 6 dias. Para o cálculo do volume tridimensional dos embriões utilizou-se o método VOCAL (Virtual Organ Computer-aided AnaLysis) com ângulo de rotação de 12°. Em seguida obtiveram-se, automaticamente, os três índices vasculares do Doppler de amplitude 3D: índice de vascularização (VI), índice de fluxo (FI) e índice de vascularização e fluxo (VFI). Para o cálculo da variabilidade interobservador, um examinador realizou uma segunda medida dos 32 embriões e um segundo examinador realizou uma terceira medida dos mesmos volumes, ambos desconhecendo os resultados do outro. Utilizaram-se, para análise estatística, o coeficiente de correlação intraclasse (CCI) e gráficos de Bland-Altman. RESULTADOS: Observou-se boa reprodutibilidade interobservador dos três índices vasculares. O VI apresentou CCI = 0,9 e média da diferença = -1,1; o FI apresentou CCI = 0,9 e média da diferença = -0,5; e o VFI apresentou CCI = 0,9 e média da diferença = -1,1. CONCLUSÃO: Os índices vasculares do Doppler de amplitude 3D do embrião no primeiro trimestre de gestação foram altamente reprodutíveis, em especial o FI.

Reprodutibilidade do volume de membros fetais pela ultrassonografia tridimensional utilizando o método XI VOCAL

OBJETIVO: Avaliar a reprodutibilidade do volume do braço e coxa fetais aferido pela ultrassonografia tridimensional utilizando o método eXtended Imaging Virtual Organ Computer-aided AnaLysis (XI VOCAL). MATERIAIS E MÉTODOS: Realizou-se estudo de reprodutibilidade com 43 fetos normais entre 20 e 37 semanas. Para o cálculo do volume do braço e coxa fetais utilizou-se o método XI VOCAL com delimitação de 10 planos consecutivos. Para o cálculo da variabilidade interobservador, um examinador realizou uma medida do volume do braço e coxa dos 43 fetos, enquanto um segundo examinador, sem o conhecimento prévio dos resultados do primeiro examinador, realizou uma segunda medida dos mesmos volumes. Utilizaram-se, para os cálculos estatísticos, o coeficiente de correlação intraclasse (ricc), gráficos de Bland-Altman e teste t-Student pareado (p). RESULTADOS: Observou-se alta reprodutibilidade interobservador. Para o volume do braço, obtiveram-se ricc = 0,996 (intervalo de confiança [IC] 95%: 0,992; 0,998) e média das diferenças = 0,13 ± 1,29% (95% limites de concordância: -2,54; +2,54%). Para o volume da coxa, obtiveram-se ricc = 0,997 (IC 95%: 0,995; 0,999) e média das diferenças = 0,24 ± 7,60% (95% limites de concordância: -7,6; +7,6%). CONCLUSÃO: O volume do braço e coxa fetais aferido pela ultrassonografia tridimensional utilizando o método XI VOCAL apresentou elevada reprodutibilidade interobservador.

Análise da reprodutibilidade do Doppler de amplitude tridimensional na avaliação da circulação do cérebro fetal

OBJETIVO: Avaliar a reprodutibilidade intra e interobservador do Doppler de amplitude tridimensional (3D power Doppler) na avaliação do fluxo sanguíneo cerebral do território da artéria cerebral média. MATERIAIS E MÉTODOS: Foi realizado estudo transversal com 20 gestantes normais entre 26 e 34 semanas. O território da artéria cerebral média mais próximo ao transdutor foi selecionado e o volume foi calculado utilizando-se o método Virtual Organ Computer-aided AnaLysis. Posteriormente, obtiveram-se os índices do 3D power Doppler: índice de vascularização (VI), índice de fluxo (FI) e índice de vascularização-fluxo (VFI). Utilizaram-se, para os cálculos, o coeficiente de correlação intraclasse (CCI) e gráficos de Bland-Altman. RESULTADOS: Foi observada boa concordância intra e interobservador, com CCI > 0,90 para todos os índices do 3D power Doppler: VI [CCI = 0,992 (IC 95%: 0,981-0,997)], FI [CCI = 0,999 (IC 95%: 0,998-0,999)], VFI [CCI = 0,995 (IC 95%: 0,987-0,998)]. Reprodutibilidade interobservador: VI [CCI = 0,988 (IC 95%: 0,970-0,995)], FI [CCI = 0,999 (IC 95%: 0,997-1,000)], VFI [CCI = 0,994 (IC 95%: 0,994-0,998)]. CONCLUSÃO: O 3D power Doppler mostrou-se um método prático, fácil e com boa reprodutibilidade intra e interobservador, com o IF evidenciando a melhor concordância intra e interobservador

A química medicinal na próxima década

Medicinal chemistry is multi, trans and inter disciplinary on its essence. It has a great deal of challenging Brazilian chemists in the next decade. The pharmacy school is essentially attached and has an important role in the development on the field that is still in domain of big pharmaceutical industries. This work shows the challenges to face and directions to jointly follow for a myriad of researchers throughout the country. The unnamed science has to work out through specific objectives in order to diminish the problems associated with human being health. A brief history is presented where the main goal is to devise chemistry, as a natural science, and many other interfaced disciplines.

Interaktiivinen NURBS-sovelma opetuskäyttöön

Parametriset NURBS-käyrät ja -pinnat ovat yleisiä työkaluja graafisessa mallinnuksessa, tietokoneavusteisessa suunnittelussa ja muissa sovelluksissa. NURBS-mallinnus on pääosin melko intuitiivista, mutta siinä on joitakin vaikeammin ymmärrettäviä osia. Ihminen oppii parhaiten tekemällä, minkä takia päätettiin tehdä interaktiivinen NURBS-opetussovelma, joka tutustuttaa käyttäjän NURBSien toimintaan. Sovelma toimii www-selaimessa Java-liitännäisen avulla ja hyödyntää Java OpenGL -grafiikkarajapintaa kolmiulotteisen grafiikan piirtämiseen. Sovelma on helppokäyttöinen ja opastaa käyttäjää NURBS-mallinnuksen eri osa-alueissa.

Trolley R&D project for a small portal log yard crane

This master’s thesis was done for Andritz Inc. Atlanta Georgia. The purpose of the thesis was to develop a new trolley for a small portal log yard crane. In the beginning of the thesis the basic principles of the systematic design processes have been described, along which the design work of the trolley has proceeded. The second literature part consists of the design and dimensioning of the welded steel structures under fatigue loading. The design work of the trolley consists of the engineering and the selection of the mechanical components and the design of the load carrying structure for the trolley. The realization of the steel structure of the trolley is based on the fatigue and static dimensioning. The fatigue dimensioning is grounded in the life expectations estimated for the trolley and the static dimensioning is based on the CMAA guidelines. The computer aided element method was utilized in the design of the steel structure. The effective notch method and the hot spot method were used in the fatigue calculations. The trolley structure was carried out by using the sheet metal parts in order to manufacture the structure as effective and low cost way as possible. The corner stone of the dimensioning of the trolley structure was the utilization of the open profiles made of welded or cold formed sheet metals, which provide better weldability, weld inspection, access for repairs and corrosion protection. As a last part of the thesis a new trolley traveling system was developed. The distribution of the wheel loads of the trolley bogies on the main girder was also studied, which led to an innovative suspension arrangement between the trolley leg and the bogie. The new bogie solution increases the service life of the main girder of the crane and improves the stability of the bogies. The outcome of the thesis is an excellent trolley structure from the weight and the service life point of view.