Submerged Vanes for Flow Control and Bank Protection in Streams, HR-255, 1984

This study was conducted for the purpose of evaluating a new concept for a bank-protection structure: The Iowa Vane . The underlying idea involves countering the torque exerted on the primary flow by its curvature and vertical velocity gradient, thereby eliminating or significantly reducing the secondary flow and thus reducing the undermining of the outer banks and the high-velocity attack on it. The new structure consists of an array of short, vertical, submerged vanes installed with a certain orientation on the channel bed. A relatively small number of vanes can produce bend flows which are practically uniform across the channel. The height of the vanes is less than half the water depth, and their angle with the flow direction is of the order of l0 degrees. In this study, design relations have been established. The relations, and the vanes' overall performance, have been tested in a laboratory model under different flow and sediment conditions. The results are used for the design of an Iowa-Vane bank protection structure for a section of East Nishnabotna River along U.S. Highway 34 at Red Oak, Iowa.

Dosage optimization of treatments using population pharmacokinetic modeling and simulation.

Pharmacokinetic variability in drug levels represent for some drugs a major determinant of treatment success, since sub-therapeutic concentrations might lead to toxic reactions, treatment discontinuation or inefficacy. This is true for most antiretroviral drugs, which exhibit high inter-patient variability in their pharmacokinetics that has been partially explained by some genetic and non-genetic factors. The population pharmacokinetic approach represents a very useful tool for the description of the dose-concentration relationship, the quantification of variability in the target population of patients and the identification of influencing factors. It can thus be used to make predictions and dosage adjustment optimization based on Bayesian therapeutic drug monitoring (TDM). This approach has been used to characterize the pharmacokinetics of nevirapine (NVP) in 137 HIV-positive patients followed within the frame of a TDM program. Among tested covariates, body weight, co-administration of a cytochrome (CYP) 3A4 inducer or boosted atazanavir as well as elevated aspartate transaminases showed an effect on NVP elimination. In addition, genetic polymorphism in the CYP2B6 was associated with reduced NVP clearance. Altogether, these factors could explain 26% in NVP variability. Model-based simulations were used to compare the adequacy of different dosage regimens in relation to the therapeutic target associated with treatment efficacy. In conclusion, the population approach is very useful to characterize the pharmacokinetic profile of drugs in a population of interest. The quantification and the identification of the sources of variability is a rational approach to making optimal dosage decision for certain drugs administered chronically.

Mission-Oriented Dust Control and Surface Improvement Processes for Unpaved Roads, HR-194, 1981

Six subject areas prompted the broad field of inquiry of this mission-oriented dust control and surface improvement project for unpaved roads: • DUST--Hundreds of thousands of tons of dust are created annually by vehicles on Iowa's 70,000 miles of unpaved roads and streets. Such dust is often regarded as a nuisance by Iowa's highway engineers. • REGULATIONS--Establishment of "fugitive dust" regulations by the Iowa DEQ in 1971 has created debates, conferences, legal opinions, financial responsibilities, and limited compromises regarding "reasonable precaution" and "ordinary travel," both terms being undefined judgment factors. • THE PUBLIC--Increased awareness by the public that regulations regarding dust do in fact exist creates a discord of telephone calls, petitions, and increasing numbers of legal citations. Both engineers and politicians are frustrated into allowing either the courts or regulatory agencies to resolve what is basically a professional engineering responsibility. • COST--Economics seldom appear as a tenet of regulatory strategies, and in the case of "fugitive dust," four-way struggles often occur between the highway professions, political bodies, regulatory agencies, and the general public as to who is responsible, what can be done, how much it will cost, or why it wasn't done yesterday. • CONFUSION--The engineer lacks authority, and guidelines and specifications to design and construct a low-cost surf acing system are nebulous, i.e., construct something between the present crushed stone/gravel surface and a high-type pavement. • SOLUTION--The engineer must demonstrate that dust control and surface improvement may be engineered at a reasonable cost to the public, so that a higher degree of regulatory responsibility can be vested in engineering solutions.

Feasibility of Visualization and Simulation Applications to Improve Work Zone Safety and Mobility

Visualization is a relatively recent tool available to engineers for enhancing transportation project design through improved communication, decision making, and stakeholder feedback. Current visualization techniques include image composites, video composites, 2D drawings, drive-through or fly-through animations, 3D rendering models, virtual reality, and 4D CAD. These methods are used mainly to communicate within the design and construction team and between the team and external stakeholders. Use of visualization improves understanding of design intent and project concepts and facilitates effective decision making. However, visualization tools are typically used for presentation only in large-scale urban projects. Visualization is not widely accepted due to a lack of demonstrated engineering benefits for typical agency projects, such as small- and medium-sized projects, rural projects, and projects where external stakeholder communication is not a major issue. Furthermore, there is a perceived high cost of investment of both financial and human capital in adopting visualization tools. The most advanced visualization technique of virtual reality has only been used in academic research settings, and 4D CAD has been used on a very limited basis for highly complicated specialty projects. However, there are a number of less intensive visualization methods available which may provide some benefit to many agency projects. In this paper, we present the results of a feasibility study examining the use of visualization and simulation applications for improving highway planning, design, construction, and safety and mobility.

Feasibility of Visualization and Simulation Applications, Tech Transfer Summary, 2008

Visualization is a relatively recent tool available to engineers for enhancing transportation project design through improved communication, decision making, and stakeholder feedback. Current visualization techniques include image composites, video composites, 2D drawings, drive-through or fly-through animations, 3D rendering models, virtual reality, and 4D CAD. These methods are used mainly to communicate within the design and construction team and between the team and external stakeholders. Use of visualization improves understanding of design intent and project concepts and facilitates effective decision making. However, visualization tools are typically used for presentation only in large-scale urban projects. Visualization is not widely accepted due to a lack of demonstrated engineering benefits for typical agency projects, such as small- and medium-sized projects, rural projects, and projects where external stakeholder communication is not a major issue. Furthermore, there is a perceived high cost of investment of both financial and human capital in adopting visualization tools. The most advanced visualization technique of virtual reality has only been used in academic research settings, and 4D CAD has been used on a very limited basis for highly complicated specialty projects. However, there are a number of less intensive visualization methods available which may provide some benefit to many agency projects. In this paper, we present the results of a feasibility study examining the use of visualization and simulation applications for improving highway planning, design, construction, and safety and mobility.

Individual-based modelling and simulation: towards a better understanding of growth dynamics from small inocula

Postprint (published version)

Modeling and Simulation ofReal-Time System as a Tool to Improve Capacity Management - Case Fenix

Tämän tutkimustyön kohteena on TietoEnator Oy:n kehittämän Fenix-tietojärjestelmän kapasiteettitarpeen ennustaminen. Työn tavoitteena on tutustua Fenix-järjestelmän eri osa-alueisiin, löytää tapa eritellä ja mallintaa eri osa-alueiden vaikutus järjestelmän kuormitukseen ja selvittää alustavasti mitkä parametrit vaikuttavat kyseisten osa-alueiden luomaan kuormitukseen. Osa tätä työtä on tutkia eri vaihtoehtoja simuloinnille ja selvittää eri vaihtoehtojen soveltuvuus monimutkaisten järjestelmien mallintamiseen. Kerätyn tiedon pohjaltaluodaan järjestelmäntietovaraston kuormitusta kuvaava simulaatiomalli. Hyödyntämällä mallista saatua tietoa ja tuotantojärjestelmästä mitattua tietoa mallia kehitetään vastaamaan yhä lähemmin todellisen järjestelmän toimintaa. Mallista tarkastellaan esimerkiksi simuloitua järjestelmäkuormaa ja jonojen käyttäytymistä. Tuotantojärjestelmästä mitataan eri kuormalähteiden käytösmuutoksia esimerkiksi käyttäjämäärän ja kellonajan suhteessa. Tämän työn tulosten on tarkoitus toimia pohjana myöhemmin tehtävälle jatkotutkimukselle, jossa osa-alueiden parametrisointia tarkennetaan lisää, mallin kykyä kuvata todellista järjestelmää tehostetaanja mallin laajuutta kasvatetaan.

Utilization of Knowledge Management in Business Process Modeling and Process Improvements

Tutkimuksen tavoitteena on tutkia telekommunikaatioalalla toimivan kohdeyrityksen ohjelmistojen toimitusprosessia° Tutkimus keskittyy mallintamaan toimitusprosessin, määrittelemään roolit ja vastuualueet, havaitsemaan ongelmakohdat ja ehdottamaan prosessille kehityskohteita. Näitä tavoitteita tarkastellaan teoreettisten prosessimallinnustekniikoiden ja tietojohtamisen SECI-prosessikehyksen läpi. Tärkein tiedonkeruun lähde oli haastatteluihin perustuva tutkimus, johon osallistuvat kaikki kohdeprosessiin kuuluvat yksiköt. Mallinnettu toimitusprosessi antoi kohdeyritykselle paremman käsityksen tarkasteltavasta prosessista ja siinä toimivien yksiköiden rooleistaja vastuualueista. Parannusehdotuksia olivat tiedonjaon kanavoinnin määritteleminen, luottamuksen ja sosiaalisten verkostojen parantaminen, ja tietojohtamisen laajamittainen implementointi.

Innovation Process Management and System Modelling

Työn tavoitteena oli perehtyä innovaatiojohtamisen ja järjestelmän soveltamiseen prosessiteollisuuden toimintaympäristöön. Kirjallisuuslähteitä apuna käyttäen perehdyttiin liiketoimintaympäristön innovaatiojohtamiselle asettamiin vaatimuksiin ja erilaisiin innovaatiojärjestelmiin. Olennaisena osana innovaatiojohtamiseen liittyy sidosryhmien tarpeiden ja niiden tarjoamien resurssien huomioiminen toiminnassa. Myöskin tuotekehityksen menetelmät ja työkalut ovat omalta osaltaan merkittävässä asemassa toiminnan tehokkuutta arvioitaessa. Innovaatiojärjestelmä tulee sopeuttaa yrityksen toimintoihin ja sen erityispiirteet huomioonottaen siten, että toiminnan johtaminen prosessina tuo yritykselle ja sen sidosryhmille lisäarvoa. Innovaatiojärjestelmän luominen yritykselle on ainayksilöllinen prosessi ja siihen ei ole olemassa yleispätevää menetelmää, joka voitaisiin ottaa käyttöön sellaisenaan. Yritys, jonka liiketoiminta keskittyy kuitupohjaisten pakkausmateriaalien valmistamiseen, joutuu täyttämään toiminnassaan materiaalintoimittajien, omien tuotantoprosessiensa ja asiakkaiden sekä jopa loppukäyttäjien uusille tuotteille luomat odotukset. Innovaatiojohtamista sävyttää toiminnan tulosten suuri epävarmuus ja sen vaativien aineellisten ja henkisten resurssien mittavuus. Innovaatiotoiminnan johtaminen prosessina, käyttäen hyväksi järjestelmämallia, tavoittelee systemaattista ja asetettujen kriteerien täyttämää lähestymistapaa tuotekehityksen ja uusien liiketoimintainnovaatioiden alueella. Kehitetyn mallin tulee palvella monimutkaista liiketoimintaympäristöä, jokatoisaalta perustuu tehokkaaseen massatuotantoon ja toisaalta pyrkii erilaistumaan palvelemalla sekä huomioimalla asiakkaidensa tuotteille asettamat vaatimukset.

Process Evaluation and Business Process Reengineering in Forest Industry

Pro gradu -tutkielman tavoitteena oli selvittää millaisia muutoksia uusi SAP-pohjainen järjestelmä aiheuttaa metsäteollisuusyrityksen hankinta-prosesseissa ja ostajien työssä. Tilannetta tarkasteltiin myös liiketoiminta-prosessien uudistamisprojektina. Tutkimus oli kvalitatiivinen case-tutkimus, jonka lähteinä olivat haastattelut ja prosessikuvaukset. Hankintaprosessit on pyritty standardisoimaan ja kuvaamaan tarkasti, koska järjestelmä on tarkoitus ottaa vähitellen käyttöön yrityksen kaikissa toimipisteissä. Teoriaosassa käsiteltiin globaalia hankintaa, erilaisia tilauksia, sähköistä liiketoimintaa ja uudistettujen liiketoimintaprosessien käyttöönottoa sekä siihen liittyviä haasteita. Yritys pyrkii kehittämään hankintatoimintaansa ja hyödyntämään kokonsa tuomia mittakaavaetuja, uusi järjestelmä on merkittävä osa tätä kehitystyötä. Haastattelujen perusteella uusi järjestelmä on toivottu ja siihen kohdistuu paljon odotuksia. Järjestelmän käyttöönotto tulee olemaanhaastava tehtävä, koska järjestelmän käyttäjiä on paljon ja loppukäyttäjät tekevät entistä enemmän tapahtumia järjestelmään tilausaloitteiden ja kotiinkutsujenmuodossa. Tehdasostajien roolissa tapahtuu muutoksia, rutiinitilaamisen vähentyessä he toimivat tietoa molempiin suuntiin jakavina linkkeinä keskitetyn hankinta-organisaation ja tehtaan välissä.