Mallipohjainen suunnittelu osana aurinkosähkövaihtosuuntaajan tuotekehitystä

Työssä selvitetään mallipohjaisen suunnittelun ja simulointimallista tuotetun ohjelmakoodin kelpoisuutta tuotekehityskäytössä. Työtapoja tutkitaan, koska halutaan selvittää parantavatko esitetyt toimintatavat aurinkosähkövaihtosuuntaajien ohjelmistokehitystä. Työssä käydään läpi mallipohjaisen suunnittelun työvaiheet, niiden sisältö ja tarkoitus. Aurinkosähköjärjestelmästä muodostetaan simulointimalli, josta tuotetaan maksimitehopisteseuraajan ohjelmakoodi, jonka toiminta testataan aurinkosähkövaihtosuuntaajan ohjausalustan simulaattorissa. Mallipohjainen suunnittelu mahdollistaa ohjelmistotuotekehityksen nopeuttamisen käyttämällä samaa järjestelmää useassa työvaiheessa. Ohjelmakoodin tuottaminen simulointimallista on mahdollista ja hyödyllistä, jos yrityksessä käytetään simulointitestausta säätö- ja ohjausjärjestelmän toiminnan suunnitteluun ja varmentamiseen.

Subjectivity in the valuation : Case study on the Finnish biotechnology industry

The thesis combines valuation and behavioral economics literature, which is not common among the Finnish management accounting research. Furthermore, the valuation is studied in biotechnology context and those type of studies are rather rare as well. The thesis studies the valuation in the Finnish biotechnology industry. The concepts of behavioral finance are employed in the empirical part of the study to explore decision-makers’ behavior in valuation processes. The main interest of this study is to explore how subjectivity of a decision-maker affects the valuation in the biotechnology industry. The valuation is studied from two perspectives. First, what is the best valuation model for biotechnology companies suggested by the valuation literature? Second, how the valuation in biotechnology industry is done in practice and how the decision-makers subjectivity affects the valuation? The literature review aims at seeking the best valuation model. The real options were found to be the most suitable valuation model for biotechnology companies, especially in the early stages of product development. The real option’s ability to take the value of the inherent options into account results in theoretically most correct valuations. The only disadvantage is the model’s complexity when compared to other models, such as discounted cash flow models. The empirical part of the study consists of a case study, which examines the valuation practices of the Finnish biotechnology companies. When it comes to the valuation models used in practice, it was found that the companies were using rather simple valuation models, which was due to two reasons. First, the interviewees did not believe in the valuation models and second, they were familiar neither with the most sophisticated models nor with all the theoretical aspects of the models they were using. The material for the study was collected with theme interviews. Four CEO’s of highly successful Finnish biotechnology companies. Strong signs of the decision-makers’ subjectivity in valuation were observed. Most obvious were the signs of framing. Furthermore, herding, excessive optimism, and overconfidence were present. All the behavioral concepts observed most likely have a severe effect on the valuation. As a result, the valuation can easily become overly optimistic, which leads to overvalued investments and to continuation of already unprofitable projects. Framing had the strongest evidence. If the product being valued is framed successfully, the risk of overvaluation is high, thus a strong belief can justify almost any value.

Uuden teknologiayrityksen kärkikäyttäjälähtöinen tuotekonseptointi

Työssä haluttiin tuottaa tietoa päätöksenteon tueksi tuotesuunnittelun tarpeisiin sekä vähentää päätöksentekoon liittyvää epävarmuutta. Koska kiinteistöautomaatio oli nähty erityisen kiinnostavana alueena, haluttiin ensinnäkin tietoa siitä, mitkä tekijät lisäävät järjestelmien kysyntää. Toiseksi tarvittiin esimerkkejä eli konsepteja siitä, millaisiksi uusiksi tuotteiksi teknologiset mahdollisuudet ja markkinoiden haasteet voivat konkretisoitua. Teoriatarkastelussa saatiin tunnistettua viisi kiinteistöautomaatiojärjestelmien kysyntää lisäävää päätekijää: teknologioiden ja palveluiden kehitys, ilmastonmuutos ja energiavarojen väheneminen, kulttuurimuutokset, muutokset koko arvoketjussa sekä valtion toimet. Kysyntää lisäävät syyt jaettiin edelleen makrotrendeihin sekä niitä seuraaviin mikrotrendeihin. Varsinaisessa kärkikäyttäjätutkimuksessa kehitettiin tunnistamattomiin käyttäjätarpeisiin perustuen kolme tuotekonseptia: kiinteistöautomaatiojärjestelmä, vedenlaadun tarkkailujärjestelmä sekä murtohälytysjärjestelmä. Kaikki näistä perustuvat samaan tuotealustaan. Kiinteistöautomaatiojärjestelmä soveltuu kiinteistöjen kokonaisvaltaiseen ja helppokäyttöiseen ohjaukseen sekä energiasäästöjen saavuttamiseen. Tuote räätälöidään erikseen jokaiseen kohteeseen lukuun ottamatta esimerkiksi valmistalojen yhteydessä toimitettavia vakiopaketteja. Vedenlaadun tarkkailujärjestelmä soveltuu puolestaan tilanteisiin, joissa tarvitaan nopea todennus veden puhtaudesta, mutta joissa epäpuhtauksien välitön erittely ei ole tarpeellista. Tuote sopii esimerkiksi kaivos- ja paperiteollisuusyritysten käyttöön. Kolmatta tuotekonseptia, murtohälytysjärjestelmää, voidaan hyödyntää useassa eri kohteessa samanaikaisesti. Järjestelmä on kylmyyden- ja kosteudenkestävä ja sen ensisijaisia käyttökohteita ovat vapaa-ajan asunnot, veneet sekä matkailuautot ja -vaunut.

Simulation of structural stress history based on dynamic analysis

Modern machine structures are often fabricated by welding. From a fatigue point of view, the structural details and especially, the welded details are the most prone to fatigue damage and failure. Design against fatigue requires information on the fatigue resistance of a structure’s critical details and the stress loads that act on each detail. Even though, dynamic simulation of flexible bodies is already current method for analyzing structures, obtaining the stress history of a structural detail during dynamic simulation is a challenging task; especially when the detail has a complex geometry. In particular, analyzing the stress history of every structural detail within a single finite element model can be overwhelming since the amount of nodal degrees of freedom needed in the model may require an impractical amount of computational effort. The purpose of computer simulation is to reduce amount of prototypes and speed up the product development process. Also, to take operator influence into account, real time models, i.e. simplified and computationally efficient models are required. This in turn, requires stress computation to be efficient if it will be performed during dynamic simulation. The research looks back at the theoretical background of multibody dynamic simulation and finite element method to find suitable parts to form a new approach for efficient stress calculation. This study proposes that, the problem of stress calculation during dynamic simulation can be greatly simplified by using a combination of floating frame of reference formulation with modal superposition and a sub-modeling approach. In practice, the proposed approach can be used to efficiently generate the relevant fatigue assessment stress history for a structural detail during or after dynamic simulation. In this work numerical examples are presented to demonstrate the proposed approach in practice. The results show that approach is applicable and can be used as proposed.

Structural and operational optimisation : applications in energy systems

In this work mathematical programming models for structural and operational optimisation of energy systems are developed and applied to a selection of energy technology problems. The studied cases are taken from industrial processes and from large regional energy distribution systems. The models are based on Mixed Integer Linear Programming (MILP), Mixed Integer Non-Linear Programming (MINLP) and on a hybrid approach of a combination of Non-Linear Programming (NLP) and Genetic Algorithms (GA). The optimisation of the structure and operation of energy systems in urban regions is treated in the work. Firstly, distributed energy systems (DES) with different energy conversion units and annual variations of consumer heating and electricity demands are considered. Secondly, district cooling systems (DCS) with cooling demands for a large number of consumers are studied, with respect to a long term planning perspective regarding to given predictions of the consumer cooling demand development in a region. The work comprises also the development of applications for heat recovery systems (HRS), where paper machine dryer section HRS is taken as an illustrative example. The heat sources in these systems are moist air streams. Models are developed for different types of equipment price functions. The approach is based on partitioning of the overall temperature range of the system into a number of temperature intervals in order to take into account the strong nonlinearities due to condensation in the heat recovery exchangers. The influence of parameter variations on the solutions of heat recovery systems is analysed firstly by varying cost factors and secondly by varying process parameters. Point-optimal solutions by a fixed parameter approach are compared to robust solutions with given parameter variation ranges. In the work enhanced utilisation of excess heat in heat recovery systems with impingement drying, electricity generation with low grade excess heat and the use of absorption heat transformers to elevate a stream temperature above the excess heat temperature are also studied.

The energy efficiency of chilled beam systems in an office building at different climates

Besides the sustaining of healthy and comfortable indoor climate, the air conditioning system should also achieve for energy efficiency. The target indoor climate can be ob-tained with different systems; this study focuses on comparing the energy efficiency of different air conditioning room unit systems in different climates. The calculations are made with dynamic energy simulation software IDA ICE by comparing the indoor cli-mate and energy consumption of an office building with different systems in different climates. The aim of the study is to compare the energy efficiency of chilled beam systems to other common systems: variable air volume, fan coil and radiant ceiling systems. Besides the annual energy consumption also the sustainability of target indoor climate is compared between the simulations. Another aim is to provide conclusions to be used in the product development of the chilled beam systems’ energy efficiency. The adaptable chilled beam system and the radiant ceiling system prove to be energy efficient independent of the climate. The challenge of reliable comparison is that other systems are not able to reach the target indoor climate as well as the others. The complex calculation environment of the simulation software, made assumptions and excluding of the financial aspects complicate comparing the big picture. The results show that the development of the chilled beam systems should concentrate on energy efficient night heating, flexible demand based ventilation and capacity control and possibilities on integrating the best practices with other systems. 

Autourheilusimulaattoreiden fysiikkamallinnuksen erot tuotekehityssimulaattoreihin

Kandidaatintyössä käsitellään ajoneuvosimulaattoreita pelien ja tuotekehityksen maailmasta. Tarkoituksena on selvittää lähinnä kirjallisuuskatsauksena, minkälaisia fysiikkamalleja simulaatiopeleissä käytetään ja miten ne eroavat tuotekehityksessä käytettävistä ajoneuvosimulaatiomalleista. Pelisimulaattorin tärkein tavoite on realistinen tuntuma. Lisäksi etuja ovat pelaajaa koukuttava haaste ja viihde. Tuotekehityssimulaattorissa tärkein tavoite taas on hyödyntämiskelpoinen tulos. Näkyvin ero on visualisoinnissa, mutta mallinnettavat ilmiöt sekä tapa mallintaa niitä eroavat myös monilta osin.

Puuelementtien teollisen tuotannon kehittäminen

Tavoitteena tässä diplomityössä oli selvittää puuelementtien teollisen tuotannon mahdollisuuksia ja kehityksen tilaa. Millaiset valmiudet puuelementtien valmistajilla on valmistaa rakennuttajien ja rakentajien edellyttämiä suur- ja tilaelementtejä puukerrostaloja varten, millaista tuotekehitystä ja tuotantoinvestointeja tarvitaan kaiken tämän mahdollistamiseksi, mikä on yritysten halukkuus ja resurssit investoida uuteen teknologiaan sekä kuinka voidaan parantaa tuotannon tehokkuutta. Ensin diplomityössä luotiin katsaus puukerrostalorakentamisen historiaan, nykytilaan, kerrostalojärjestelmiin, palomääräyksiin ja ruotsalaiseen puuelementtien valmistamisen kehityksen tilaan. Puuelementtien valmistukseen tutustumisen jälkeen laadittiin kyselylomake tutkimusta varten, joka lähettiin 64:lle puuelementtien valmistajalle. Tutkimukseen vastasi kaikkiaan 20 puuelementtien valmistajaa. Vastausprosentiksi muodostui 31 %. Tutkimuksen perusteella voidaan todeta puuelementtien valmistajien olevan pieniä ja keskisuuria pk-yrityksiä jotka valmistavat puuelementtejä pääasiassa pientaloteollisuudelle. Suomalaisten valmistajien automaation taso ja tekninen osaaminen ei juuri eroa ruotsalaisesta puuelementtien valmistuksesta. Suomessa puuelementtien valmistus puukerrostaloja varten ei ole vielä vakiintunutta samalla tavalla kuten Ruotsissa. Suomessa Puukerrostalokohteita lähtee liikkeelle tällä hetkellä vielä aivan liian vähän. Kilpailukyky ja tehokkuus tulevat kehittymään nopeasti kun teollinen valmistus saadaan riittävän korkealle tasolle.

Ride Comfort of Automatic Elevator Doors

Ride comfort of elevators is one of the quality criteria valued by customers. The objective of this master’s thesis was to develop a process to measure the ride comfort of automatic elevator doors. The door’s operational noise was chosen as a focus area and other kinds of noise for example caused by pressure differences in the elevator shaft were excluded. The thesis includes a theory part and an empirical part. In the first part theories of quality management, measuring of quality and acoustics are presented. In the empirical part the developed ride comfort measuring process is presented, different operational noise sources are analyzed and an example is presented of how this measuring process can be used to guide product development. To measure ride comfort a process was developed where a two-room silent room was used as a measuring environment and EVA-625 device was used in the actual measuring of door noise. A-weighted decibels were used to scale noise pressure levels and the door movement was monitored with an accelerometer. This enabled the connection between the noise and noise sources which in turn helped to find potential ride comfort improvement ideas. The noise isolation class was also measured with the Ivie-measuring system. Measuring of door ride comfort gives feedback to product development and to managing current product portfolio. Measuring enables the continuous improvement of elevator door ride comfort. The measuring results can also be used to back up marketing arguments for doors.

Liikkuvan kivimurskaimen syötinosan rakenneanalyysi osarakennetekniikan avulla

Työn tarkoituksena oli selvittää, miten osarakennetekniikkaa voidaan soveltaa siirrettävän kivimurskaimen syötinosan simuloinnissa. Tätä tutkittiin luomalla kahdella eri ohjelmistolla simulaatiomalli syötinosasta ja mallintamalla syötinosan runko joustavaksi kappaleeksi osarakennetekniikan avulla. Luotujen simulointimallien tarkkuutta selvitettiin vertaamalla niistä saatuja rungon jännityksiä tutkittavan rakenteen rungosta mitattuihin jännityksiin. Työn tarkoituksena oli myös tutkia, miten hyvin simulaatiomallit soveltuvat käytettäväksi syötinosan tuotekehityksessä. Tässä työssä käytettiin syötinosan simulaatiomallin luomiseen ANSYS-ohjelmistoa ja ADAMS-ohjelmistoa. Simulaatiomalleihin lisättiin tutkittavasta järjestelmästä mitattu ohjaussignaali sekä syötinosan jousien arvot. Järjestelmän rakenneominaisuudet saatiin suoraan valmistajan luovuttamista tiedoista. ADAMS-ohjelmistolla mallinnetussa simulaatiomallissa runko mallinnettiin joustavaksi ANSYS-ohjelmistossa, josta se siirrettiin ADAMS-ohjelmistoon. Saaduista tuloksista kävi ilmi, että osarakennetekniikkaa voidaan hyödyntää syötinosan joustavan rungon simuloinnissa. Tutkittavasta järjestelmästä mitatuissa jännityksissä ja simulaatiomalleista saaduissa jännityksissä oli eroja, mutta jännityshistorian muodot ja suuruusluokat vastasivat pääosin toisiaan. Tulosten parantamiseksi tulee selvittää lisää alkuarvoja tutkittavasta järjestelmästä ja varmistua nyt saatujen jousiparametrien oikeellisuudesta.

Productizing professional consultancy services modularly through service blueprinting: Case QPR Software

Services are getting more complex and difficult to manage, but much less attention and resources are directed towards service development than product development both in literature and business life. The paper sheds light on how productization together with modularization and service blueprinting would help make consultancy services more manageable, scalable and efficient while retaining their customer focus. The research was qualitative and based on active research and participant observation. A theoretical framework was constructed on the basis of relevant literature and was then evaluated in two steps: first the overall framework was evaluated by mirroring it to a real life case at QPR Software. Then a service blueprint was created of a selected service, and its benefits and challenges were evaluated. The framework reflected the case company's situation well. Service blueprinting proved to be a valuable tool for facilitating discussion and knowledge sharing. The characteristics of consultancy services provide many challenges for productization. They are highly heterogeneous and people-centric whereas productization is based on standardizing the offering, the delivery processes and managing the service's tangible properties. The research indicated that by modularizing services, both customer focus and standardization can be achieved by creating variety.

Painesuodattimen automatisoidun kankaanvaihtolaitteen kehittäminen ja tekninen tuotteistaminen

Tässä työssä tarkastellaan CE-merkintään vaadittavia teknisen tuotteistamisen vaiheita käyttäen esimerkkinä painesuodattimen automatisoidun kankaanvaihtolaitteen suunnitteluprosessia. Työssä selvitetään, mitä vaihtoehtoja on painesuodattimen lisälaitteiden luokitteluksi, että ne saadaan tuotteistettua Euroopan talousalueella (ETA). Esimerkkinä käytettävä kankaanvaihtolaite on suunniteltu käyttäen järjestelmällisen koneensuunnittelun menetelmää. CE-merkinnän vaatima riskianalyysi on tehty laitteelle standardin SFS-EN ISO 12100:2010 mukaisesti. Tuloksena saatu laitteen prototyyppi täyttää pääosin laitteelle asetettavat vaatimukset. Kustannusarvio ylittää kuitenkin toivotun omakustannehinnan valoverhojen suhteellisen kalliin hinnan takia. Kustannusarvion mukaan prototyyppi voidaan kuitenkin valmistaa edullisesti, sillä valoverhot eivät ole pakollisia laitteen toiminnallisissa testeissä. Ennen tuotteistamista valoverhojen korvaamisen mahdollisuutta muulla turvatekniikalla on kuitenkin tutkittava. Suunnitteluvaiheen jälkeen laitteen turvallisuuden voidaan todeta olevan vähintään riittävällä tasolla. Riskianalyysi on kuitenkin päivitettävä dokumentti, ja laitteen turvallisuus täytyy varmistaa prototyyppiä testaamalla. Työn perusteella voidaan todeta, että huomioimalla laitteen mahdollisesti aiheuttamat vaaratilanteet jo tuotesuunnittelun alussa, voidaan tuotekehitysprosessia nopeuttaa. Tunnistamalla vaaratilanteet suunnittelun varhaisessa vaiheessa voidaan vähentää riskien määrää, ja siten tarvetta riskien pienentämiselle. Näin vähennetään rakenteen suunnittelun ja riskianalyysin iterointikierrosten määrää, jolloin myös tuotteistamisprosessi nopeutuu.

Tuotemallin ylläpito- ja pienkehitysprosessin kehittäminen

Työn tavoitteena oli selvittää yrityksen tuotekehitysorganisaation tuoteylläpitotoiminnan nykytila ja kartoittaa sen mahdolliset ongelmakohdat sekä kehityskohteet. Lisäksi tavoitteena oli vertailla yrityksen toimintamalleja toisen yrityksen vastaavaan organisaatioon kartoitettujen ongelmakohtien pohjalta, ja laatia kehitysehdotus ongelmien ratkaisemiseksi. Tutkimusmenetelminä käytettiin nykytilaselvityksessä semistrukturoituja asiantuntijahaastatteluja ja vertailututkimusta (engl. benchmarking). Kehitysehdotuksen laatimisen tueksi työhön sisältyi myös kirjallisuuskatsaus, jossa käsiteltiin esimerkiksi tuotteen elinkaarenhallintaa, konfiguraationhallintaa ja prosessijohtamista. Nykytilaselvityksen tuloksena oli kuvaus yrityksen tuoteylläpidontoiminnasta sekä havaituista ongelmakohdista. Vertailututkimuksen tuloksena saatiin kuvaus kohdeyrityksen kartoitettuihin ongelmakohtiin liittyvistä toimintamalleista, sekä joitain ratkaisuvaihtoehtoja. Nykytilaselvityksen ja vertailututkimuksen tulosten sekä kirjallisuuskatsauksen perusteella laadittu kehitysehdotus perustuu konfiguraationhallintasuunnitelman pohjaan, johon on sisällytetty kaikki ratkaisuehdotukset. Kehitysehdotuksessa esitetyt ratkaisuehdotukset vastaavat lähtökohtaisesti kartoitettuihin ongelmakohtiin, mutta ne vaativat vielä jatkokehittelyä. Työn tulokset toimivat pohjana yksityiskohtaisemmalle suunnittelulle ja jatkokehittelylle.

Tuotekehityksen suorituskyvyn tehostaminen metalliteollisuusyrityksessä

Tuotekehityksen rooli yrityksen oleellisena menestystekijänä korostuu entistä enemmän alati kovenevassa kilpailussa. Tuotekehityksen tulee toimia entistä tehokkaammin turvatakseen yrityksen menestyminen. Tämän tutkimuksen tavoitteena oli selvittää ja tuoda esiin niitä oleellisia tekijöitä, jotka vaikuttavat metalliteollisuudessa toimivan yrityksen tuotekehityksen suorituskykyyn ja sen tehostamiseen. Tutkimuksen avulla pyrittiin lisäämään informaatiota tuotekehitys- ja yritysjohdon päätöksenteon tueksi. Lisäksi tutkimus antaa tietoa tuotekehityksen suorituskyvyn mittausjärjestelmän suunnittelusta, käyttöönotosta, käytöstä sekä käytetyistä mittausjärjestelmistä ja mittareista. Tuotekehityksen suorituskykyä tarkasteltiin useammasta näkökulmasta. Empiiristä aineistoa koottiin kirjallisuuskatsauksen ja yrityksessä toteutetun kyselyn avulla. Yrityskyselyssä käytettiin neliportaista Likert-skaalaa. Kyselyn tuloksia arvioitiin keskiarvojen ja -hajontojen perusteella. Tutkimuksen tuloksena selvisi, että suorituskyvyn mittauksella ja mittausjärjestelmän avulla voidaan tehostaa tuotekehityksen suorituskykyä. Niitä tärkeitä osa-alueita, joihin tehostamistoimenpiteet tulee kohdistaa, ovat asiakas, henkilöstö, strategia, talous ja mittaamiseen liittyvät tekijät. Yrityksissä piilevänä olevan aineettoman pääoman arvoa ja sen tarjoamaa menestyspotentiaalia ei ole aina tiedostettu.

Preparation for ramp-up production process in metal manufacturin

Collaboration is essential for successful new product development. In the preparation for ramp-up production collaboration between R&D and supply chain functions is crucial. This thesis examines the meaning of collaboration and the effects of collaboration between R&D and supply chain. The aim of this thesis is to analyse and advice on how to improve the collaboration between the research and development department and supply chain within the preparation for rampup process. This thesis begins by introducing the reader to the product development methodologies and collaboration literature. The following part of the thesis describes the current situation and the results of the qualitative research. The last part of the thesis will explain the improvement suggestions. The main improvement suggestions are clarification of the processes and responsibilities and the introduction of a kick-off meeting.