Turun yliopiston julkaisut 2006 - Publications of the University of Turku 2006

Bibliografia Turun yliopiston tieteellisestä julkaisutoiminnasta vuodelta 2006.

WLAN ja logistiikka-ala

Tästä insinöörityöstä pyrittiin luomaan käytännönläheinen opas logistiikka-alan yritysten WLAN-ratkaisujen suunnittelusta ja toteutuksesta. Insinöörityössä on tiivistetty käytännös-ä parhaiksi todetut metodit ja teoreettinen tieto langattomista verkoista. Työn tarkoituk-sena oli kehittää ja parantaa yrityksen langattomien lähiverkkojen yksikön toimintaa ja luoda kattava opas yksikköön saapuville työntekijöille. Logistiikka-alalla WLAN-tekniikka on mahdollistanut varastoissa langattoman työskentelyn, joka on näkynyt nopeudessa ja kustannustehokkuudessa. Logistiset varastot ovat haasteellinen ympäristö WLAN-verkoille, mutta koko ajan kehittyvän tekniikan ansiosta varastoihin on mahdollista luoda nopea ja luotettava langaton lähiverkko. Insinöörityön teoreettisessa osiossa käsitellään muun muassa WLAN-tekniikan historiaa, standardeja ja yleisesti WLAN-tekniikkaa. Työssä tutustutaan myös WLAN-antenneihin, laitteistoihin ja tietoturvallisuuteen. Käytännön tutkimustyö toteutettiin kahden vuoden aikana WLAN-verkkojen ylläpidon, suunnittelun ja toteutuksen muodossa. Näiden vuosien aikana onnistuttiin kehittämään käytettyjä menetelmiä ja luomaan uusia lähestymistapoja, sekä toteuttamaan useita on-nistuneita WLAN-verkkoja. Työssä esitellään teoreettisen suunnittelun lisäksi kaksi kappa-letta onnistuneesti toteutuneita WLAN-ratkaisuja.

CityCab taka-akselin ohjauselektroniikka

Tämä insinöörityö tehtiin Helsingin ammattikorkeakoulun CityCab-kaupunkitaksiautoprojektin osana. CityCab on Helsingin ammattikorkeakoulun ja Taideteollisen korkeakoulun yhteinen projekti, jonka tarkoituksena oli kehittää asiakasläheinen ja kuljettajaystävällinen moderni kaupunkitaksi. CityCabissa on monia moderneja teknisiä yksityiskohtia, joita ei ole vastaavissa taksiautoissa. Näistä edistyksellisimpinä voidaan pitää ilmajousitusta, hiilikuitukoria ja kääntyvä taka-akselia. Tämän insinöörityön tarkoitus oli kehittää taka-akselin ohjausjärjestelmän elektroniikka, jolla on mahdollisuus toimia turvallisesti ja luotettavasti yleisessä tieliikenteessä. Suunnittelu aloitettiin käymällä läpi huolellisesti aiemmat kehitysversiot ja miettimällä CityCab- suunnitteluryhmän jäsenten kanssa, mitä uusia vaatimuksia järjestelmälle asetettaisiin. Järjestelmä päätettiin rakentaa kokonaan uudelleen ja muuttaa taka-akselin asennon mittaustapaa varmemmaksi. Järjestelmä rakennettiin täysin käsityönä alkaen komponenttien valinnasta päätyen piirilevyn valmistukseen Helsingin ammattikorkeakoulun laitteistolla. Valmis järjestelmän koteloitiin ja asennettiin ajoneuvoon. Ajoneuvon johtosarjat suunniteltiin taka-akselin osalta myös vaatimusten mukaisiksi. Rakentamisen eri vaiheissa järjestelmää testattiin osa-alueittain, jotta vältyttiin hankalilta vikatilanteilta järjestelmän käyttöönottovaiheessa. Valmiin järjestelmän tuli olla toimintakuntoinen kesällä 2007. Tavoite saavutettiin hyvin ja projekti jatkui Mikko Niemelän insinöörityössä, jossa ohjainlaitteeseen kehitettiin ohjelmakoodi.

Esityksen valmistaminen muistojen pohjalta

Opinnäytteeni pohtii esitystä ja työtapaa, jossa lähtökohtana ovat työryhmän muistot. Työryhmän jäsenten yksityisistä muistoista muokataan julkinen esitys. Tutkin esityksen valmistamista muistoja hyväksikäyttäen sekä tuon esille omia kokemuksia tällaisesta työskentelystä. Käytän muistoja lähtökohtana taiteelliseen lopputulokseen, joka tässä tapauksessa on teatteriesitys. Koen muistot luonnonvarana, joita hyödyntämällä saadaan ainutkertainen, mielenkiintoinen esitys. Esitys valmistetaan ryhmätyönä, yhden työryhmän jäsenen kuitenkin toimiessa projektissa ohjaajana. Pidän esitysprosessia tärkeänä kaikille asianosaisille, sillä sen aikana kohdataan kunkin jäsenen muisto uudelleen ja siitä muokkautuu uusi, julkinen tulkinta, joka voi taas synnyttää samaistumista katsojan omassa muistomaailmassa. Teatterin tekeminen on muodon antamista jollekin asialle. Tässä prosessissa annetaan muoto ennalta valitulle teemalle työryhmän muistoja rakennusmateriaaleina käyttäen. Prosessi on avoin ja siinä ohjaajalla ei ole etukäteissuunnitelmaa esityksen kulusta muutoin kuin teeman suhteen. Ohjaaja ei ole suunnitellut projektia valmiiksi, vaan yhdessä työryhmän kanssa hän työskentelee prosessoiden sitä materiaalia, mikä nousee työryhmän jäsenten omista muistoista.

Maahanmuuttajaoppilaat erityiskouluissa

Immigrant Pupils in Special Education Schools The study focused on the opinions of immigrant pupils in the 1st–9th grades of basic education in four special education schools of the City of Turku and in need of special support about the following: 1. Their difficulties in going to school in general education before the transfer to a special education school. 2. Their opinions about the transfer process to special education and the changes in their school practice after being transferred to a special education school. 3. Their experiences about their school and coping in special education school. The study strengthened the idea that immigrant pupils need positive special treatment, linguistic support, individual guidance, small teaching groups and operating models that promote well-being on their integration and education path. The central educational idea of inclusive education is based on deconstructing the power structures concerning gender, ethnicity and “race” and approval of differences in the pupils. Shifting the emphasis from the pupil to working on the learning environment has resulted in special education no longer being primarily separate special education tied to a certain place, but directing the teaching more towards individuality. The central dimension of intercultural competence of a teacher working in a multicultural class seems to be the attitudes and approaches to a different pupil; the teacher must be interculturally sensitive when facing children and young people from a foreign culture. Education and teaching affect every sector of the pupil’s well-being. Learning and learning results have a connection with teaching, education and well-being. Every sector is important for the going to school and integration of an immigrant pupil in need of special support. The basis of the study is the equality of opportunities and the humanistic idea of the human being in the Finnish education policy. The immigrant pupils selected for the study represented the following language groups: Arabian, Albanian, Somali, Russian and Vietnamese. In the four special education schools, the number of immigrant pupils belonging to these language groups (2004) totalled 104. A total of 89 pupils i.e. 86% answered the questionnaire, which is sufficient considering the generalisation of the study. Although this is basically a quantitative study, the interviewing method was used in part of the study, because the questionnaires were in Finnish and consequently, it was difficult for some immigrant pupils to understand them. Understanding the questions was also affected by the fact that the age distribution in the study was very wide (7–18). According to the results of the study, the immigrants felt that the biggest drawbacks in general education were their inability to speak Finnish and lack of concentration. The actual process of being transferred to a special education class remained unclear for immigrant pupils, and they could do very little about the transfer themselves. The results show that immigrant pupils coped well in special education school; they felt that their learning ability and concentration improved in the small groups of the special education school. They considered the individual support given in the special education schools to be useful. The lower-grade immigrant pupils had a more positive attitude towards special education school than the upper-grade immigrant pupils. In all the special education schools the immigrant pupils experienced that they were in a good position in the class; girls felt this even a little more strongly than boys. The teacher-pupil-relationship was felt to be good. School bullying being so common was a negative feature experienced by immigrant pupils, who were often targets or bullies themselves. Immigrant pupils believed in their success at school and in the opportunities offered by special education schools. Generally they were of the opinion that pupils are not labelled by special school; however, upper-grade immigrant pupils were more hesitant than lower-grade immigrant pupils. This study aimed at bringing out the immigrant pupils’ own opinions. Teaching immigrant pupils in special education schools has not been very much studied in Finland, which made the topic new and even more challenging.

Performance Characteristics of an Axial-Flux Solid-Rotor-Core Induction Motor

The integration of electric motors and industrial appliances such as pumps, fans, and compressors is rapidly increasing. For instance, the integration of an electric motor and a centrifugal pump provides cost savings and improved performance characteristics. Material cost savings are achieved when an electric motor is integrated into the shaft of a centrifugal pump, and the motor utilizes the bearings of the pump. This arrangement leads to a smaller configuration that occupies less floor space. The performance characteristics of a pump drive can be improved by using the variable-speed technology. This enables the full speed control of the drive and the absence of a mechanical gearbox and couplers. When using rotational speeds higher than those that can be directly achieved by the network frequency the structure of the rotor has to be mechanically durable. In this thesis the performance characteristics of an axial-flux solid-rotor-core induction motor are determined. The motor studied is a one-rotor-one-stator axial-flux induction motor, and thus, there is only one air-gap between the rotor and the stator. The motor was designed for higher rotational speeds, and therefore a good mechanical strength of the solid-rotor-core rotor is required to withstand the mechanical stresses. The construction of the rotor and the high rotational speeds together produce a feature, which is not typical of traditional induction motors: the dominating loss component of the motor is the rotor eddy current loss. In the case of a typical industrial induction motor instead the dominating loss component is the stator copper loss. In this thesis, several methods to decrease the rotor eddy current losses in the case of axial-flux induction motors are presented. A prototype motor with 45 kW output power at 6000 min-1 was designed and constructed for ascertaining the results obtained from the numerical FEM calculations. In general, this thesis concentrates on the methods for improving the electromagnetic properties of an axial-flux solid-rotor-core induction motor and examines the methods for decreasing the harmonic eddy currents of the rotor. The target is to improve the efficiency of the motor and to reach the efficiency standard of the present-day industrial induction motors equipped with laminated rotors.

Uuden riskien arviointityökalun käyttöönotto metsäteollisuusyrityksessä

Vuonna 2003 uudistunut työturvallisuuslaki lisäsi yritysten vastuuta oman työympäristön riskien tunnistamisessa. Laki velvoittaa yritykset tunnistamaan, selvittämään ja arvioimaan työstä ja työolosuhteista johtuvat vaara- ja haittatekijät. Perinteisesti yritykset ovat suorittaneet riskien arviointia erilaisten tarkistuslistojen avulla, mutta nykyään tietotekniikan käytön lisääntyminen on tuonut tietotekniikan myös yhdeksi riskienhallinnan työvälineeksi. Tämän työn tavoitteena oli tutkia If Vahinkovakuutusyhtiön uuden riskien arviointiohjelman käyttöönottoa metsäteollisuuden yrityksessä, ja selvittää sen vaikutuksia turvallisuustoimenpiteiden hallintaan ja vastaavuutta sille ennakkoon asetettuihin käytettävyysvaatimuksiin. Riskien arviointiohjelmaa tutkittiin pilottikohteessa Stora Enson Anjalankoskentehtailla. Tietoa kerättiin mm. käyttäjäkoulutustilaisuuksien palautekyselyillä, haastattelemalla arvioijia ja osallistumalla riskien arviointikierroksille. Tutkimuksessa seurattiin mm. ohjelman avulla syntyneiden toimenpide-ehdotuksien määrää ja laatua, ja sitä kuinka hyvin ohjelmalle suunniteltu sisältö sopii käyttöön. Tämän tutkimuksen perusteella havaittiin, että riskien arviointiin tarkoitettu tietokoneohjelma voidaan suunnitella helppokäyttöiseksi ja toimivaksi. Myös ohjelman sisältö, joka oli tarkoitettu kattamaan työturvallisuuden eri osa-alueet, havaittiin tarkoitukseen sopivaksi. Riskien arvioinnin ongelmallisin alue, eli turvallisuustoimenpiteiden suunnittelu ja seuranta, havaittiin haasteelliseksi toteutettavaksi ohjelman avulla. Yritysten erilaisiin riskien arviointikäytäntöihinsopivan raportointijärjestelmän ja toimenpideseurannan kehittäminen tulee olemaan tulevaisuudessakin tärkeä osa-alue riskien arviointiohjelmien kehittämisessä.

Monipolttoainekattilan päästöjen tarkkailu ja raportointi

Suurten polttolaitosten päästöjen tarkkailu- ja raportointivaatimukset ovat uudistuneet viime vuosina paljon. Suurimpia muutosten aiheuttajia ovat Valtioneuvoston asetus 1017/2002 ja standardi EN-14181. Tässä työssä kuvataan uudet vaatimukset täyttävän päästöjen tarkkailu- ja raportointijärjestelmän rakentaminen monipolttoainekattilalle. Aluksi esitellään mitä uusia vaatimuksia päästöjen tarkkailulle ja raportoinnille on tullut viime aikoina. Lisäksi selvitetään vaatimusten mahdolliset ristiriidat ja ristiriitatilanteiden ratkaisutavat. Seuraavaksi esitellään vaatimukset täyttävän järjestelmän määritelmät. Erityisestiselvitetään kattilan erityispiirteiden vaatimia ratkaisuja. Lopuksi esitellään päästöjen tarkkailu- ja raportointijärjestelmän käyttökokemuksia ja parantamismahdollisuuksia. Kaikki tarkastelut tehdään ensisijaisesti toiminnanharjoittajan näkökulmasta. Järjestelmä toteutettiin Stora Enso Oyj:n Heinolan Flutingtehtaan voimalaitoksen pääkattilalle, jossa käytetään laajaa polttoainevalikoimaa. Toteutuspaikan valinta tehtiin sillä perusteella, että uudet päästöjen tarkkailu- ja raportointivaatimukset ovat erityisen haasteellisia monipolttoainekattiloiden tapauksessa. Työssä selvitetään järjestelmän soveltamismahdollisuuksia myös kahdella muulla Stora Enson tehtaalla. Käyttöönottovaiheen johtopäätöksenä todettiin päästöjen tarkkailu- ja raportointijärjestelmän täyttävän sille asetetut vaatimukset. Lisäksi havaittiin, että toiminnanharjoittajan kannattaa panostaa erityisesti järjestelmän joustavuuteen, luotettavuuteen, helppokäyttöisyyteen ja vikasietoisuuteen. Toiminnanharjoittaja pystyy määrittelyvaiheessa vaikuttamaan järjestelmän ominaisuuksiin helpommin ja edullisemmin kuin käyttöönoton jälkeen. Toiminnanharjoittajalta vaadittu työtuntimäärä arvioitiin Heinolan Flutingtehtaan tapauksen perusteella. Lopuksi selvitettiin mahdollisia tulevaisuuden kehityskohteita vastaavissa järjestelmissä.

Synchronous Digital Hierarchy implementation to a Radio Transmission Node

Kiristyville markkinoille on aina tuotava jotain uutta tarjottavaa ja SDH-kortti on yksi sellainen tuote jonka Nokia Networks julkistaa osaksi uutta Nokia Flexihub Nodea. Tavoitteena on suunnitella VC-12kanavoitu STM-1 kortti yhdistämään ylemmän tason tietoliikenneverkko suuren kapasiteetin radioon. Ennen kuin markkinoilla on valmis tuote, on sen takana valtaisa määrä työtä. Erilaisia dokumentteja on pitänyt tuottaa ja sopimuksia tehdä. Esimerkiksi vaatimusmäärittelyt on oltava selvät, jotta tiedetään mitä tuotteelta halutaan. Tätä ennen on kuitenkin pitänyt ymmärtää miten SDHtoimii ja miten otsikkotavuja käsitellään. Myös erilaiset piirivalinnat aiheuttavat miettimistä, sillä markkinoilla on runsaasti valmiita piirejä SDH signaalinkäsittelyyn. Varma tiedonsiirto on tärkeää puhelinoperaattorille ja siksi joudutaan miettimään varmennuksia ja niiden toteuttamista. Myös synkronointi on tärkeä osa SDH järjestelmää ja sen toteuttaminen hyvin on tärkeää. Hälytykset on otettava huomioon ja mietittävä, miten niiden käsittely saadaan hoidettua järkevästi, ilman että mikään järjestelmän osa ruuhkautuu kohtuuttomasti. Tässä Diplomityössä on tutustuttu SDH-järjestelmään, otsikkotavujen käsittelyyn ja vaatimusmäärittelyihin.

Valukappaleen ainetta rikkomattoman tarkastusprosessin kehittäminen

Ainetta rikkomattomien tarkastusten merkitys erityisesti valettujen kappaleiden valmistuksen yhteydessä on ratkaiseva koneenosan luotettavuuden varmistamisessa. Suurilujuuksiset kuormausnosturin kääntöpylväät ovat kriittisiä osia, joiden vaurioituminen aiheuttaa kustannuksia ja työturvallisuusriskin. Kuormainvalmistajat haluavat, että toimitetut kääntöpylväät täyttävät asetetut laatuvaatimukset, joihin kuuluu säröttömyyden varmistaminen tarkastamalla. Väsymisvaurioiden välttämiseksi kappaleiden pinnan virheettömyys on tarkastettava jollakin pintatarkastusmenetelmällä. Magneettijauhetarkastus on eräs käyttökelpoinen ja taloudellinen menetelmä kyseessä olevien teräsvalukappaleiden tarkastamisessa. Tähän työhön on koottu magneettijauhetarkastukseen (menetelmänä) liittyvää tietoa. Työssä on laadittu kääntöpylväisiin koneistuksia tekevän yrityksen käyttöön tarkastuksen yleisohje. Yrityksessä otetaan käyttöön uusi magneettijauhetarkastuslaitteisto. Tarkastusmenetelmä on fluoresoivamärkä menetelmä, jossa käytetään UV-valaistusta. Tarkastusohjeen tueksi on kuvattu vertailukuvasarja tarkastajien käyttöön. Suurin sallittava särönpituus on väsymisen kannalta tärkein yksittäinen tekijä ja siksi sen arvioinnin on oltava luotettavaa. Työturvallisuuteen on kiinnitetty erityistä huomiota, sillä asiakkaatovat usein kiinnostuneita paitsi itse tuotteesta, myös yrityksen toiminnallisesta laadusta. Yhtenä laadun mittarina voidaan pitää vahinkojen ja tapaturmien vähäisyyttä. Selkeät toimintaohjeet viestivät laatutietoisesta turvallisesta toiminnasta. Yrityksen laatukäsikirjaan on tehtävä lisäys pylväiden tarkastamisesta jatyöturvallisuudesta. Työssä on laadittu lisäyksestä ehdotus. Lisäksi työssä on pohdittu yrityksen ja työntekijöiden toimintaan liittyviä vastuukysymyksiä.

Muurahaishapon käyttö etikkahapon ja propionihapon sovelluksissa

Työssä tutkittiin muurahais-, etikka- ja propionihapon sekä näiden johdannaisten teollisia sovelluskohteita. Työn tarkoituksena oli löytää muurahaishapolle tai sen johdannaisille potentiaalisia käyttökohteita etikka- ja propionihapon sekä näiden johdannaisten teollisista sovelluskohteista. Työssä on laaja kirjallisuuskatsaus, jossa käsitellään muurahais-, etikka- ja propionihapon kemiallisia ja fysikaalisia ominaisuuksia, ekologisia ja korroosiovaikutuksia sekä yleensä orgaanisten happojen antimikrobisia ominaisuuksia. Tämän lisäksi työssä esitellään tarkasteltavien happojen sekä happojohdannaisten markkinat teollisissa sovelluksissa Yhdysvalloissa, Länsi-Euroopassa ja Japanissa. Korvaavuuksien syventävän analyysin avulla pyrittiin löytämään ne sovelluskohteet muurahaishapolle tai sen johdannaisille, joissa ne voisivat olla hinnaltaan kilpailukykyisiä vastaavien etikka-ja propionihapposovellusten kanssa. Mahdollisen korvaavuuden rajaksi asetettiin5 000 tonnia sovelluskohdetta kohti. Kirjallisuustutkimuksen perusteella etikkahapon estereiden (asetaattiestereiden) käyttökohde liuottimien komponentteinavoisi olla potentiaalisin käyttökohde vastaaville muurahaishapon estereille (formiaattiestereille). Asetaattiestereitä on ennustettu käytettävän maailmalla 2 808 000 tonnia vuonna 2006. Niiden pääkäyttöalueet ovat liuottimina pintapäällysteissä kuten maaleissa, lakoissa sekä painomusteissa ja -väreissä. Toistaiseksi formiaattiestereitä on hyödynnetty vain muutamia satoja tonneja lähinnä lääketeollisuuden sovelluksissa välituotteena. Työssä tehtyjen alustavien laskelmien perusteella muurahaishapon esterit ovat hintatasoltaan kilpailukykyinen vaihtoehto vastaaville asetaattiestereille. Diplomityön kokeellisessa osassa etyyliformiaattia valmistettiin menestyksekkäästi laboratoriomittakaavassa. Toinen potentiaalinen uusi tuote on selluloosaformiaattikuitu (SF-kuitu). Selluloosa-asetaattikuitua käytettiin vuonna 2001 845 000 tonnia, josta 79 % kului savukefilttereiden valmistukseen. SF-kuitu on kirjallisuuden mukaan vaihtoehtoinen raaka-aine savukefilttereiden valmistukseen.