Laajakaistaverkon topologian visualisointi

Viimeisten vuosien aikana laajakaistaoperaattoreiden laajakaistaverkot ovat nopeiden ja kiinteähintaisten laajakaistaliittymien johdosta kasvaneet suuriksi kokonaisuuksiksi. Kokonaisuuksia hallitaan erilaisilla verkonhallintatyökaluilla. Verkonhallintatyökalut sisältävät suuren määrän eri tasoista tietoa laitteista ja laitteiden välisistä suhteista. Kokonaisuuksien hahmottaminen ilman tiedoista rakennettua kuvaa on vaikeaa ja hidasta. Laajakaistaverkon topologian visualisoinnissa muodostetaan kuva laitteista ja niiden välisistä suhteista. Visualisoitua kuvaa voidaan käyttää osana verkonhallintatyökalua, jolloin käyttäjälle muodostuu nopeasti näkymä verkon laitteista ja rakenteesta eli topologiasta. Visualisoinnissa kuvan piirto-ongelma täytyy muuttaa graafin piirto-ongelmaksi. Graafin piirto-ongelmassa verkon rakennetta käsitellään graafina, joka mahdollistaa kuvan muodostamisen automaattisia piirtomenetelmiä hyväksikäyttäen. Halutunlainen ulkoasu kuvalle muodostetaan automaattisilla piirtomenetelmillä, joilla laitteiden ja laitteiden välisten suhteiden esitystapoja voidaan muuttaa. Esitystavoilla voidaan muuttaa esimerkiksi laitteiden muotoa, väriä ja kokoa. Esitystapojen lisäksi piirtomenetelmien tärkein tehtävä on laskea laitteiden sijaintien koordinaattien arvot, jotka loppujen lopuksi määräävät koko kuvan rakenteen. Koordinaattien arvot lasketaan piirtoalgoritmeilla, joista voimiin perustuvat algoritmit sopivat parhaiten laajakaistaverkkojen laitteiden sijaintien laskemiseen. Tämän diplomityön käytännön työssä toteutettiin laajakaistaverkon topologian visualisointityökalu.

Mekatronisten koneiden reaaliaikainen simulointi Linux-ympäristössä

Työn tavoitteena oli selvittää mahdollisuuksia käyttää Linux-ympäristöä mekatronisten koneiden reaaliaikaisessa simuloinnissa. Työssä tutkittiin C-kielellä tehdyn reaaliaikaisen simulointimallin ratkaisua Linux-käyttöjärjestelmässä RTLinux-reaaliaikalaajennuksen avulla. Reaaliaikainen simulointi onnistui RTLinuxin avulla tehokkaasti ja mallinnusmenetelmien rajoissa tarkasti. I/O-toimintojen lisäämistä erillisten I/O-korttien avulla ei tarkasteltu tässä työssä. Reaaliaikaista Linuxia ei ole aikaisemmin käytetty mekatronisten koneiden simulointiin. Tämän vuoksi valmiita työkaluja ei ole olemassa. Linux-ympäristö ei näin ollen sovellu kovin hyvin yleiseen koneensuunnitteluun mallintamisen työläyden vuoksi.

Kaukokylmä talotekniikassa

Tässä työssä on tarkasteltu rakennusten jäähdytysratkaisuja kaukokylmää käyttäen. Erilaisten kytkentäkaavioiden ja niihin liittyvien mitoitusarvojen perusteella on selvitetty taloteknisten järjestelmien kylmänjakelutapoja. Malliratkaisujen avulla on selvitetty myös järjestelmien investointikustannuksia ja mahdollisia riskejä. Työssä on keskitytty vesikiertoisiin järjestelmiin.

Materiaaliketjun yksinkertaistaminen telakalla

Diplomityön tarkoituksena oli soveltaa ja tehdä tunnetuksi telakalla settitoimitusten ideaa. Settitoimituksilla voidaan vähentää ketjun arvoa lisäämättömiä toimintoja, jolloin materiaaliketju tulee yksinkertaisemmaksi ja tehokkaammaksi toimittajalta telakalle. Tutkimuksessa ilmeni, että settitoimituksilla saavutetaan suurin hyöty niiden toimittajien kanssa, joiden toimittamien materiaalien tapahtumavolyymit telakalla ovat suurimmat. Etsittiin ne toimittajat, joiden materiaalit aiheuttavat eniten varastotapahtumia. Kokemukseen perustuen sekä dataa analysoimalla etsittiin settitoimituksille soveltuvat toimittajat. Todettiin, että varastotapahtumat keskittyvät yllättävänkin jyrkästi harvoille toimittajille. Jäljelle jääneet toimittajat jaettiin kolmeen luokkaan niiden toimittamien materiaalien perusteella. Toimittajille tehtiin kokemukseen perustuva toimittaja-analyysi, jolla haluttiin selvittää telakan tyytyväisyys toimittajiinsa. Tämän jälkeen toimittajille kehitettiin luokittain uudet toimitusmenettelyehdotukset. Settitoimitusten onnistuminen edellyttää tiivistä ja avointa yhteistyötä telakan osastojen sekä toimittajien välillä. Nopea, mielellään jopa realiaikainen tiedonvaihto ja reagointinopeus koko toimitusketjussa on tehokkaan materiaalinohjauksen edellytys. Operatiivinen materiaalihallinto on siirrettävä lähemmäs lattiatasoa, jolloin MARS-tietojärjestelmä on saatava tukemaan suoraan tuotannosta tehtäviä kotiinkutsuja. Erittäin oleellista on myös telakan kyky ennustaa toimittajalle materiaalin kulutusta, ja tarkentaa tilauksia laivaprojektin edetessä. Tärkeintä kaikessa on telakan kyky antaa oikea tieto toimittajalle tarve-erän sisällöstä. Toinen tärkeä seikka on hankinta-aikataulun tarkkuuden parantaminen.

Väsymisen huomiointi laitteen ohjauksessa

Työssä selvitettiin väsymisen huomioivan ja minimoivan laitteen ohjausmenetelmiä. Väsymisilmiön huomioiva älykäs laite monitoroi itsenäisesti mm. väsymissäröjen kasvua ja muuttaa toimintaansa sen mukaisesti. Reagoinnin hyötyinä saavutetaan väsyttävästi kuormitetulle laitteelle mm. pidempi käyttöikä ja riskin hallinta, jossa laite tietää, miten sitä voidaan käyttää ennen vauriota ja sen jälkeen. Kunnossapitoon liittyen ennustetaan jäljellä olevaa käyttöikää, jolloin voidaan suunnitella huolto. Tutkimuksessa käsiteltiin mm. laitteiden ohjauksen tarvitsemia mittausmenetelmiä, mittaustiedon käsittelyä, vaurion luokittelua ja vauriota minimoivan ohjauksen rakennetta. Lisäksi käsiteltiin lyhyesti vaurion luokittelussa sekä ohjausreaktioiden ratkaisemisessa tarvittavia oppivia menetelmiä. Väsymistä minimoivan laitteen ohjauksen perusedellytys on laitteen kokemien rasitusten ja/tai suorituksen mittaaminen. Mittaustulosten perusteella määritetään vaurioitumista kuvaavat suureet. Ohjauksen vaurioon reagoivassa osassa määritetään tieto vaurioitumisen kriittisyydestä ja tämän perusteella tarvittava ohjauksen optimaalinen muutos sekä optimaalinen ohjaussignaali tai muu korjaava toimenpide. Ohjaus optimoidaan vaurioitumisnopeus minimoiden ja suorituskyky maksimoiden. Näiden välille etsitään sopiva tasapaino, jossa suorituskyvyn häviö on pieni mahdollisimman suurella vaurioitumisen pienenemisellä. Tämän jälkeen mittauksien avulla saadaan tieto korjatun ohjauksen vaikutuksesta vauriosuureisiin.

Rinnakkaispolttolaitoksen ympäristöntarkkailusuunnitelma

Diplomityössä päivitetään voimalaitoksen ympäristöntarkkailusuunnitelma vastaamaan uudistuneen ympäristöluvan ja lainsäädännön edellytyksiä. Työssä tutkitaan leijupetikatti-loiden tulipesän lämpötiloja, savukaasun viipymäaikoja tulipesässä, leijukerroskattiloiden päästöjä, päästöjen jatkuvatoimista mittaamista sekä päästöjen seurantaa ja raportointia. Tulipesän lämpötiloja mitattiin kupla- ja kiertoleijukattiloilla. Tuloksien perusteella havait-tiin kiertoleijukattilan tulipesän alaosan lämpötilojen olevan lähes riippumaton pedin lämpötilasta ja höyrykuormasta. Tulipesän yläosassa lämpötilat nousevat höyrykuorman kasvaessa, mutta pedin lämpötilalla ei havaittu vaikutusta tulipesän yläosassakaan. Molemmilla kattiloilla havaittiin voimakas vaakatasoinen lämpötilaprofiili. Kuplaleijukattilalla sekä höyrykuorma että pedin lämpötila vaikuttivat tulipesän lämpötilaan. Savukaasun teoreettiset viipymäajat laskettiin kiertoleijukattilalle. Laskelmien ja mittauksien perusteella havaittiin kattilalla mahdollisuus saavuttaa savukaasun kahden sekunnin viipymäaika 850 ºC lämpötilassa. Kattilan käyttäytymisen aukottomaksi selvittämiseksi kaikilla polttoaineseoksilla ja höyrykuormilla tarvitaan lisää toimenpiteitä kattilalla ja lisää tulipesän lämpötilamittauksia. Leijukerroskattiloiden päästöjen syntymistä ja hallintaa tutkittiin teoreettisesti kirjallisuustutkimuksena. Tutkittuihin päästöihin kuuluivat typen oksidit, rikkidioksidi, hiukkaset, hiilimonoksidi, orgaaninen kokonaishiili, suolahappo, fluorivety, raskasmetallit sekä dioksiinit ja furaanit. Jatkuvatoimisten päästömittausmittauslaitteiden toimintaperiaatteita selvitettiin kirjalli-suustutkimuksena. Samoin selvitettiin jatkuvatoimisten päästömittauslaitteiden virhelähtei-tä. Päästömittauslaitteille laadittiin pitkän ja lyhyen ajan laadunvarmistussuunnitelma. Ha-vaittiin, että nykyiset jatkuvatoimiset päästömittauslaitteet eivät täytä kaikkia uusia laatu-kriteereitä. Päästöjen jatkuvatoimiseen seuraamiseen työssä suunniteltiin uusi valvomonäyttö. Uuden näytön avulla tehostetaan päästöjen valvontaa. Päästöjen raportointiin työssä suunniteltiin vuorokausiraportti. Raporttiin kerätään jatkuva-toimisten päästömittauslaitteiden puolen tunnin keskiarvot. Raportin tarkastaa, allekirjoittaa ja arkistoi vuorossa oleva operaattori.

DSA-elektrodien testaaminen kulumisen arvioimiseksi

Työn tavoitteena oli tutkia eri mittausmenetelmillä metallipinnoitettujen elektrodien kulumista kulumiskokeiden aikana. Mittausmenetelminä olivat käytössä syklinen voltammetria, polarisaatiokäyrän määritys ja sähkökemiallinen impedanssispektrometria, jotka olivat offline-mittausmenetelmiä. Näiden menetelmien avulla pystyttiin seuraamaan yksittäisten elektrodien kulumista ajon aikana. Elektrodin pinnoitteen alkuaineiden pitoisuuksia tutkittiin myös elektronimikroskoopin röntgenspektrometrin avulla. Työn aikana tehdyissä kulumiskokeista havaittiin elektrodin kuluvan sitä nopeammin mitä suurempi on virrantiheys. Työssä tehtyjen elektronimikroskooppikokeiden avulla havaittiin, että harvinaisten metallien seostaminen pinnoitteeseen pidentää metallipinnoitetun elektrodin käyttöikää. Syklisen voltammetrian avulla pystyttiin seuraamaan elektrodin pinta-alan muuttumista ajon aikana. Työssä käytettyjen kulumiskokeiden avulla ei suoranaisesti pystytty määrittämään elektrodin jäljellä olevaa elinikää.

Tuotetiedon hallinta, Case: moottorinohjausjärjestelmä

Tuotetiedonhallinnan tavoitteena on tuotteeseen liittyvien tietojen hallinta koko tuotteen elinkaaren ajan. Teollisen liiketoiminnan uudet suuntaukset ovat lisänneet tarvetta tuotetietojen hallinnan tehostamiseen. Tehokkaalla tuotetietojen hallinnalla voidaan saada välittömiä ja välillisiä parannuksia liiketoimintaan, joten se on merkittävä tekijä liiketoiminnan kilpailukyvyn ylläpitämisessä. Työssä on esitelty tuotetiedon hallintajärjestelmien tyypillisiä perustoiminnallisuuksia ja niiden soveltamista yrityksen eri toiminnoissa. Lisäksi on kuvailtu tuotetiedon hallintajärjestelmän käyttöönottoprojektia, joka on sekä tietojärjestelmäprojekti että liiketoimintaprosessien kehittämishanke. Käyttöönoton lähtökohtana on yrityksen toimintaprosessien tunteminen ja tarvittaessa kehittäminen. Työn soveltavassa osassa on kuvattu kohdeyrityksen elektroniseen moottorinohjausjärjestelmään liittyvien tuotetietojen hallinnan nykytilaa ja pohdittu tuotetiedon hallintajärjestelmän mahdollisuuksia sen kehittämiseksi.

TYÖPROSESSIN JA TOIMINNANOHJAUSSOVELLUKSEN KÄYTTÖÖNOTTO

Työn tavoitteena oli tutkia uuden tuotannonohjausjärjestelmän ja työprosessin käyttöönottoa maantieteellisesti hajautetussa organisaatiossa. Tavoitteena oli myös laatia malli kuinka mittavat järjestelmäkäyttöönotot tulisi viedä läpi hallitusti. Tutkimuksen teoriaosuus on tehty kirjallisuustukimuksena ja asiantuntijahaastatteluiden pohjalta. Teoriaosuudessa käydään läpi mitkä seikat uuden tuotannonohjausjärjestelmän käyttöönotossa ovat tärkeitä onnistumisen kannalta ja kuinka käyttöönottoprojekti tulisi viedä läpi. Työn empiirisessä osuudessa on analysoitu kuinka järjestelmä otettiin käyttöön kohdeyrityksessä. Empiirinen osa on tehty tarkastelemalla käyttöönottoa ja onnistumista on pohdittu suorittamalla käyttäjäkysely. Järjestelmien käyttöönotot epäonnistuvat useassa tapauksessa. Nämä epäonnistumiset johtuvat usein käyttöönotto-organisaation kokemattomuudesta viedä läpi monimutkaisia projekteja, suunnittelun puutteesta, huonosta sitoutumisesta muutokseen tai riittämättömästä resurssien allokoinnista. Ennalta suunnittelu, suunnitelmien pitävyyden tarkastaminen ja mahdollisesti muuttaminen käyttöönoton edetessä ovat avaimia onnistumiseen. Kohdeyrityksessä otetaan erilaisia järjestelmiä käyttöön ajoittain. Nämä käyttöönotot eivät ole kuitenkaan aina sujuneet halutulla tavalla. Tutkimus pyrkii luomaan vaiheittaisen mallin muutokseen valmistautumisesta, suunnittelusta, muutoksen kouluttamisesta, järjestelmän integroimisesta muihin järjestelmiin, muutoksen läpivientiin ja käyttöönoton onnistumisen mittaamisesta. Tutkimuksessa käsitellään uuden projektinhallintajärjestelmän käyttöönoton problematiikan lisäksi uuden työprosessin käyttöönottoa.

Liiketoimintaprosessien uudelleenrakentaminen PK-yrityksessä

Tutkimuksen päätavoite on kehittää pintakäsittelylaitteita valmistavan PK-yrityksen liiketoimintaedellytyksiä suunnittelemalla sille uusi toimintamalli. Sysäyksen kehitysprojektille antoi liiketoiminnan kasvusta johtunut kontrollin pettäminen, mikä aiheutti kannattavuuden kääntymisen negatiiviseksi. Työn keskeisen viitekehyksen muodostavat kolme tekijää; kehitysmenetelmänä liiketoimintaprosessien uudelleenrakentaminen, yritysmuotona projektiliiketoiminta sekä uuden toimintamallin painopisteenä tuotannon ja asennuksen ulkoistaminen. Käytössä olevia liiketoimintaprosesseja analysoitaessa pystyttiin tunnistamaan useita ongelmakohtia yrityksen toiminnassa, joiden pohjalta määriteltiin parannustarpeet ja vaatimukset uusille prosesseille. Yrityksessä oli selkeänä ongelmana yleinen järjestelmällisyyden puute, mikä näkyi määrittelemättöminä liiketoimintaprosesseina ja tästä johtuvina ongelmina yrityksen lähes kaikissa toiminnoissa. Tekninen osaaminen on yrityksessä hyvää, mutta liikkeenjohdollinen puoli kaipaisi kehittämistä. Tyypillisiä ongelmia olivat vaikeasti ennustettavat tuotantoajat ja niistä johtuneet myöhästymiset toimituksissa, valmistusvirheet sekä tuotannon ja asennuksen tehottomuus. Omat vaatimuksensa uusille prosesseille asetti myös siirtyminen ulkoistettuun valmistukseen ja asennukseen. Uusien prosessien myötä keskeisimmät muutokset olivat panostaminen pitkän tähtäimen suunnitteluun, asiakastiedon hallinnan parantaminen, panostaminen alihankkijaverkoston johtamiseen, organisaation sisäisen viestinnän parantaminen ja siirtyminen etätyön mahdollistavaan ”virtuaalitoimistoon”.

Packet Switched UMTS Pilot System

Universal Mobile Telecommunication System (UMTS) on Third Generation Partnership Project (3GPP) –organisaation määrittelemä matkaviestinjärjestelmä. UMTS tukee sekä piiri- että pakettikytkentäistä tiedonsiirtoa ja mahdollistaa langattoman, suurinopeuksisen Internet-yhteyden. Diplomityön tarkoituksena on kuvata Nokia Research Center:n toteuttama kolmannen sukupolven 3GPP yhteensopiva pakettikytkentäinen koejärjestelmä. Työssä on käytetty uutta lähestymistapaa protokollakehitykseen, yhdistämällä eri työkaluilla tuotettuja protokollia yhdeksi kokonaisuudeksi. Liikenteen vaihtuessa lähitulevaisuudessa suurelta osin pakettikytkentäiseksi on mietittävä keinoja palvelunlaadun takaamiseksi. Näitä keinoja tutkittiin käyttämällä työssä toteutettua koejärjestelmää testialustana. Koejärjestelmää esiteltiin useissa konferensseissa ja se toimitettiin monille teleoperaattoreille.

Paikkatiedon hyödyntäminen Jabber-pikaviestintäohjelmistossa

Työn teoriaosuudessa tutustutaan ensin paikkatiedon käsitteeseen ja paikkatietoa hyödyntäviin palveluihin. Lisäksi perehdytään paikannukseen langattomissa lähiverkoissa ja erityisesti paikannukseen tämän diplomityön osalta käytettävässä verkossa. Työn teoriaosuudessa tutustutaan myös paikkatietoa hyödyntävien palveluiden hyöty- sekä haittanäkökulmiin. Teoriaosuudessa käydään myös läpi tällä hetkellä yleisimmät pikaviestintäarkkitehtuurit ja tutustutaan tarkemmin Jabber–pikaviestintäohjelmiston käyttämään protokollaan. Lopuksi tarkastellaan paikkatiedon hyödyntämiseen liittyviä lakiteknisiä seikkoja ja henkilön yksityisyyden suojaa. Diplomityön käytännön osuudessa tutustutaan paikkatietoa hyödyntävän palvelinkomponentin toteutukseen Jabber–arkkitehtuuria hyväksikäyttäen. Jabber-palvelinohjelmisto ja tehty komponentti toimivat langattomassa lähiverkossa (WLPR.NET), jota ylläpitää Lappeenrannan teknillisen yliopiston tietoliikennetekniikan laitos. Verkon käyttäjät voivat rekisteröityä palvelun käyttäjiksi, jonka jälkeen palvelinkomponentti pitää kirjaa rekisteröityneiden käyttäjien paikkatiedosta ja sen muutoksista. Lisäksi käyttäjät voivat hakea muiden käyttäjien paikkatietoa asiakasohjelmistossa toimivan hakutoiminnon avulla. Käyttäjien paikkatieto saadaan käyttämällä jo olemassa olevaa tekniikkaa.

Idea Screening in Telecom Business

Diplomityö on tehty Telecom Business Research Centerissä Lappeenrannassa. Toimialalle tyypillistä on tekniikan ja globaalien markkinoiden nopea kehitys, mikä edellyttää alan tuotekehitykseltä panostamista oikeisiin ideoihin, sekä niiden nopeaa ja joustavaa kehittämistä tuotteiksi. Tuotekehityksen alkuvaihe on johtamisen kannalta erityisen suuri haaste, koska ideoita on runsaasti, mutta resurssit tehdä niihin liittyviä selvityksiä ovat rajalliset. Diplomityön tavoitteena oli tuotekehityksen alkuvaiheen ymmärtäminen ja tutkia kuinka ideoita pystytään seulomaan. Tutkimus perustuu tuotekehityskirjallisuuteen ja haastatteluihin Telecom-teollisuudessa. Työn tuloksena ideoiden seulontaa kirjallisuudessa ja Telecom-teollisuudessa kuvataan ja niiden perusteella esitetään toimivia käytäntöjä tuotekehitysideoiden seulontaan toimialalla. Ehdotettujen käytäntöjen tavoitteena on saada parempia ideoita tehokkaammin tuotekehityksen alkuvaiheesta varsinaiseksi tuotekehitysprojektiksi.

Antennimittausjärjestelmän toteutus ja ominaisuuksien määrittäminen

Diplomityössä tarkasteltiin antennien säteilykuviomittauksiin käytettävien antennimittaratojen ominaisuuksia. Sovelletun elektroniikan laboratorion antennimittaradasta kehitettiin toimiva säteilykuvion mittausjärjestelmä, johon kuuluvat radiokaiuton kammio, suuntauskoneisto ja antennikannakkeet, HP 8720D -piirianalysaattori ja RF-kaapelointi sekä valmistutetut mitta-antennitorvet. Työssä vertailtiin koaksiaalikaapeleita ja valittiin antennimittaukseen soveltuvat. 1,70–2,60 GHz:n taajuusalueen mittastandardiksi suunniteltiin torviantenni, jonka kaksi prototyyppiä valmistutettiin konetekniikan osastolla. Torviantennien ominaisuudet mitattiin. Antennimittaradan ominaisuudet ja soveltuvuus erilaisiin antennimittauksiin selvitettiin sekä teoreettisesti että mittauksin.

Software testing design and implementation in a small software company

Monet ohjelmistoyritykset ovat alkaneet kiinnittää yhä enemmän huomiota ohjelmistotuotteidensa laatuun. Tämä on johtanut siihen, että useimmat niistä ovat valinneet ohjelmistotestauksen välineeksi, jolla tätä laatua voidaan parantaa. Testausta ei pidä rajoittaa ainoastaan ohjelmistotuotteeseen itseensä, vaan sen tulisi kattaa koko ohjelmiston kehitysprosessi. Validaatiotestauksessa keskitytään varmistamaan, että lopputuote täyttää sille asetetut vaatimukset, kun taas verifikaatiotestausta käytetään ennaltaehkäisevänä testauksena, jolla pyritään poistamaan virheitä jo ennenkuin ne pääsevät lähdekoodiin asti. Työ, johon tämä diplomityö perustuu, tehtiin alkukevään ja kesän aikana vuonna 2003 Necsom Oy:n toimeksiannosta. Necsom on pieni suomalainen ohjelmistoyritys, jonka tutkimus- ja kehitysyksikkö toimii Lappeenrannassa.Tässä diplomityössä tutustutaan aluksi ohjelmistotestaukseen sekä eri tapoihin sen organisoimiseksi. Tämän lisäksi annetaan yleisiä ohjeita testisuunnitelmien ja testaustapausten tekoon, joita onnistunut ja tehokas testaus edellyttää. Kun tämä teoria on käyty läpi, esitetään esimerkkinä kuinka sisäinen ohjelmistotestaus toteutettiin Necsomilla. Lopuksi esitetään johtopäätökset, joihin päädyttiin käytännön testausprosessin seuraamisen jälkeen ja annetaan jatkotoimenpide-ehdotuksia.