Mekanismien dynamiikan simuloinnissa sovellettavia numeerisia- ja mallinnusmenetelmiä

Koneet voidaan usein jakaa osajärjestelmiin, joita ovat ohjaus- ja säätöjärjestelmät, voimaa tuottavat toimilaitteet ja voiman välittävät mekanismit. Eri osajärjestelmiä on simuloitu tietokoneavusteisesti jo usean vuosikymmenen ajan. Osajärjestelmien yhdistäminen on kuitenkin uudempi ilmiö. Usein esimerkiksi mekanismien mallinnuksessa toimilaitteen tuottama voimaon kuvattu vakiona, tai ajan funktiona muuttuvana voimana. Vastaavasti toimilaitteiden analysoinnissa mekanismin toimilaitteeseen välittämä kuormitus on kuvattu vakiovoimana, tai ajan funktiona työkiertoa kuvaavana kuormituksena. Kun osajärjestelmät on erotettu toisistaan, on niiden välistenvuorovaikutuksien tarkastelu erittäin epätarkkaa. Samoin osajärjestelmän vaikutuksen huomioiminen koko järjestelmän käyttäytymissä on hankalaa. Mekanismien dynamiikan mallinnukseen on kehitetty erityisesti tietokoneille soveltuvia numeerisia mallinnusmenetelmiä. Useimmat menetelmistä perustuvat Lagrangen menetelmään, joka mahdollistaa vapaasti valittaviin koordinaattimuuttujiin perustuvan mallinnuksen. Numeerista ratkaisun mahdollistamiseksi menetelmän avulla muodostettua differentiaali-algebraaliyhtälöryhmää joudutaan muokkaamaan esim. derivoimalla rajoiteyhtälöitä kahteen kertaan. Menetelmän alkuperäisessä numeerisissa ratkaisuissa kaikki mekanismia kuvaavat yleistetyt koordinaatit integroidaan jokaisella aika-askeleella. Tästä perusmenetelmästä johdetuissa menetelmissä riippumattomat yleistetyt koordinaatit joko integroidaan ja riippuvat koordinaatit ratkaistaan rajoiteyhtälöiden perusteella tai yhtälöryhmän kokoa pienennetään esim. käyttämällä nopeus- ja kiihtyvyysanalyyseissä eri kiertymäkoordinaatteja kuin asema-analyysissä. Useimmat integrointimenetelmät on alun perin tarkoitettu differentiaaliyhtälöiden (ODE) ratkaisuunjolloin yhtälöryhmään liitetyt niveliä kuvaavat algebraaliset rajoiteyhtälöt saattavat aiheuttaa ongelmia. Nivelrajoitteiden virheiden korjaus, stabilointi, on erittäin tärkeää mekanismien dynamiikan simuloinnin onnistumisen ja tulosten oikeellisuuden kannalta. Mallinnusmenetelmien johtamisessa käytetyn virtuaalisen työn periaatteen oletuksena nimittäin on, etteivät rajoitevoimat tee työtä, eli rajoitteiden vastaista siirtymää ei tapahdu. Varsinkaan monimutkaisten järjestelmien pidemmissä analyyseissä nivelrajoitteet eivät toteudu tarkasti. Tällöin järjestelmän energiatasapainoei toteudu ja järjestelmään muodostuu virtuaalista energiaa, joka rikkoo virtuaalisen työn periaatetta, Tästä syystä tulokset eivät enää pidäpaikkaansa. Tässä raportissa tarkastellaan erityyppisiä mallinnus- ja ratkaisumenetelmiä, ja vertaillaan niiden toimivuutta yksinkertaisten mekanismien numeerisessa ratkaisussa. Menetelmien toimivuutta tarkastellaan ratkaisun tehokkuuden, nivelrajoitteiden toteutumisen ja energiatasapainon säilymisen kannalta.

Balanced Scorecardin implementointi ja käytön nykytila Suomessa

Lisääntynyt Balanced Scorecardin käyttö herätti kiinnostuksen tutkia, mistä BSC:ssä oli oikein kysymys. Epäonnistumiset BSC-projekteissa vaikuttivat siihen, että haluttiin tutkia, mikä nykyisissä projektimalleissa oli vikana. Kirjallisuudessa on esitetty useita BSC:n käyttöönoton projektimalleja, joista tunnetuin on Kaplanin ja Nortonin kehittämä malli. Alun perin kyseessä oli varsin operatiivinen suoritusmittaristo, jonka tavoitteena oli nostaa ei-taloudelliset mittarit taloudellisten mittareiden rinnalle. Sittemmin lähestymistapa onlaajentunut strategiapohjaiseksi johtamisen järjestelmäksi, mutta mallin rakentamisessa on vielä puutteita. Havaitut puutteet BSC-projektimalleissa loivat tarpeen uuden mallin kehittämiselle. Tutkimuksen tavoitteena oli kehittää suomalaisten yritysjohtajien ja alan asiantuntijoiden avulla BSC-projektimalli, jota käyttämällä yritykset voisivat menestyksekkäämmin toteuttaa BSC-projektinsa. Lisäksi tavoitteena oli selvittää BSC:n käytön nykytila Suomen 500 suurimmassa yrityksessä. Tutkimuksessa haluttiin myös hankkia tietoa siitä, miksi yritykset olivat lähteneet BSC-projektiin, mitkä tekijät vaikuttivat BSC-projektin onnistumiseen jamitä muutoksia yritykset olivat tehneet BSC:n käytännön kokemuksen pohjalta. Tutkimuksen teoriaosassa tarkasteltiin yrityksen strategista suunnittelua ja johtamista, yrityksen johtamisessa käytettyjä ohjausjärjestelmiä, toiminnan kehittämistä ja BSC-projektien toteuttamista. Tutkimuksen empiriisessä osassa kehitettiinkymmenvaiheinen BSC-projektin toteuttamismalli. Se tehtiin tutustumalla 15 konsultointiyrityksen tapaan toteuttaa BSC-projekti ja paneutumalla 50 yrityksen BSC-projektista saamiin kokemuksiin. Kehitettyä mallia testattiin Tulikivi-casessa,ja sitä arvioitiin kyselytutkimuksessa ja työistunnossa. Kyselytutkimuksen mukaan ensimmäiset suomalaiset yritykset aloittivat BSC:n käytön vuonna 1995. Vuonna1996 käyttö yleistyi jonkin verran, ja vuosia 1997 ja 1998 voidaan Suomessa kutsua BSC:n läpimurtovuosiksi. Vastanneista yrityksistä 23,2 % ilmoitti käyttävänsä BSC:tä. Yrityksistä 14,8 % oli ottamassa sitä käyttöön, ja 19,2 % harkitsi käyttöönottamista. Yritykset olivat lähteneet BSC-projektiin mm. paremman ohjausjärjestelmän, toiminnan tehostamisen ja muutoksen aikaansaamisen toivossa. BSC-projektin onnistumisen tärkeimpinä tekijöinä pidettiin johdon sitoutumista hankkeeseen, mittariston kytkeytymistä strategiaan ja mittareiden selkeyttä. BSC:n nähtiin vaikuttaneen yrityksissä eniten liiketoiminnan kokonaisuuden ymmärtämiseen, strategian toteutumiseen ja ei-taloudellisten asioiden seurantaan. Yrityksissä olimuutettu toimintaa mm. niin, että se suuntautuisi enemmän asiakkaisiin ja tulevaisuuteen. Tulevaisuudessa BSC:llä uskottiin olevan suurimmat vaikutukset kokonaisvaltaiseen ja strategiseen johtamiseen sekä strategian toteutumisen seurantaan. Kyselytutkimuksen perusteella voitiin osoittaa, että suuret yritykset käyttävät BSC:tä enemmän kuin pienet yritykset. Myös alueellisia eroja on: pääkaupunkiseudulla BSC:tä käytetään enemmän kuin muualla maassa. Mitä kannattavammaksi kyselyyn vastaaja arvioi yrityksensä, sitä parempana se piti tässä tutkimuksessa kehitettyä BSC-projektimallia verrattuna Kaplanin ja Nortonin kehittämään BSC-projektimalliin. BSC-projekti on niin kokonaisvaltainen, että sen onnistuminen edellyttää koko henkilöstön osallistuvan siihen. Ylimmän johdon aito sitoutuminen on välttämätöntä, jotta BSC-projekti saa riittävästi resursseja. Projektissa visio jastrategiat puretaan käytännön toimiksi, joten ilman ylimmän johdon mukanaoloa projektilla ei ole asiakasta. Keskijohto ja henkilöstö toteuttavat laaditut strategiat, jolloin heidän panoksensa on erittäin merkittävä projektin onnistumiseksi. Henkilöstö pitää saada osallistumaan mittaristotyöhön, jotta he sitoutuisivat asetettuihin tavoitteisiin. Ellei henkilöstöä saada mukaan, mittaristo jää helposti ylimmän johdon työkaluksi. Tällöin strategian toteuttaminen koko organisaatiossa on hyvin työlästä, jopa mahdotonta. Mittariston pitää olla strategialähtöinen, eikä se saa olla liian monimutkainen. Mitä alemmalle tasolle organisaatiossamennään, sitä yksinkertaisempi mittariston pitää olla. Ylimmillä tasoilla mittareita voi olla kahdeksasta kahteentoista, mutta alemmilla tasoilla niitä on oltava hieman vähemmän. Projektin nopea läpivienti yrityksessä ei saa olla itsetarkoitus, mutta nopeasti saadut konkreettiset tulokset auttavat, että projekti saa resursseja ja mahdollistavat palautteen saamisen ja oppimisen. Kerralla ei BSC:täsaada täydellisesti toimivaksi, vaan se on oppimisprosessi, joka mahdollistaa syvällisemmän strategian toteuttamiseen. Tässä tutkimuksessa kehitetty BSC-projektin toteuttamismalli perustuu kymmenien asiantuntijoiden kokemuksiin ja näkemyksiin BSC-projektin toteuttamisesta. Kyselytutkimuksesta, työistunnosta ja Tulikivi-casesta saadut tulokset osoittavat, että kehitetyn mallin avulla yrityksillä on entistä paremmat mahdollisuudet saada BSC-projekti onnistumaan. Näin tutkimuksen päätavoite saavutettiin. Muut tavoitteet saavutettiin kyselytutkimuksen tulosten avulla.

Prosessinhallintajärjestelmä MS Accessilla ja VBA:lla

Tässä insinöörityössä suunniteltiin ja toteutettiin Nokia Oyj:n Networks -toimialaryhmään kuuluvalle toimitusvalmiusprosessin kehitysryhmälle prosessinhallintaohjelmisto. Ohjelmiston tarkoituksena oli yksinkertaistaa prosessiin kuuluvan sähköisen materiaalin päivitystyötä, vähentää prosessipäivityksiin tarvittavaa työmäärää sekä parantaa sähköisen materiaalin käyttöä tuoteprojekteissa. Insinöörityö toteutettiin ohjelmistoprojektina, johon sisältyi tutkimusvaihe, jossa tutkittiin prosessinkehitykseen liittyvää yritystoimintaa ja eri teknologiavaihtoehtoja tuotettavan järjestelmän toteuttamiselle. Työssä esitellään tulokset tutkimuksesta, jossa ensin tutustuttiin prosessikehityksen työkaluihin tilaajan tietojärjestelmissä ja prosessikehitykseen liittyvästä yritystoiminnasta. Toteutusteknologian tutkimuksessa perehdyttiin Microsoft Office -tuoteperheeseen kuuluvien MS Excelin ja MS Accessin sovelluksenkehityksen mahdollisuuksiin. Tutkimuksessa keskityttiin Visual Basic for Applications -ohjelmointiin, sovellusten hajauttamiseen tiedostopalvelinympäristössä sekä Visual Basic for Applications-ohjelmoinnin uudelleenkäytettävyyteen ja ohjelmiston hallittavuuteen. MS Office -tuotteiden vaihtoehtoina tutkittiin itsenäisten Visual Basic-sovellusten, C++- ja Java-sovellusten käyttöä sekä MySQL-tietokantajärjestelmän toimintoja. Työssä käydään myös läpi projektissa tuotettu Prosessinhallintajärjestelmä, joka on MS Accessilla toteutettu VBA-kielinen tietokantasovellus. Järjestelmä toteutettiin tutkimusten perusteella tiedostopalvelinympäristöön soveltuvaksi hajautetuksi tietokantasovellukseksi, johon kuului keskitetyn tietokannan lisäksi hallintasovellus, asiakassovellus ja siihen liittyvä asiakkaan tietokanta. Prosessinhallintajärjestelmä valmistui keväällä 2007 ja otettiin käyttöön Nokia Siemens Networksillä syksyllä 2007.

Vaihtosuuntauksen ja suodatuksen toteuttaminen tasasähkönjakeluverkossa

Pienjännitejakeluverkko Suomessa on toteutettu 400 V:n kolmivaiheisella vaihtosähköllä. Pienestä jännitteestä johtuen 20/0.4 kV:n muuntajat täytyy sijoittaa lähelle kuluttajaa, jotta siirtohäviöt eivät nouse liian suuriksi. Suuremman vaihto- tai tasajännitteen käyttö pienjännitejakelussa kasvattaisi verkon tehonsiirtokapasiteettia ja mahdollistaisi pidempien siirtomatkojen käytön. Käynnissä olevassa tutkimushankkeessa käsitellään vaihtoehtoa, jossa tasajännitettä käytettäisiin 20 kV:n verkon ja kuluttajan välisessä tehonsiirrossa ja kuluttajalla sijaitseva vaihtosuuntaaja muodostaisi tasasähköstä standardien mukaista yksi- tai kolmivaiheista vaihtosähköä. Tässä diplomityössä käsitellään tehoelektroniikan soveltamista kuluttajalle sijoitetussa vaihtosuuntaajassa. Työssä tarkastellaan yksivaiheisia invertteritopologioita, niiden ohjausta ja soveltamista erilaisissa vaihtosuuntaajaratkaisuissa sekä LC- ja LCL-suotimien soveltuvuutta invertterin lähtöjännitteen suodatukseen. Lisäksi esitellään erilaisia rakenneratkaisuja vaihtosuuntauksen toteutukseen ja tarkastellaan näiden järjestelmien vikatilanteita ja sähköturvallisuutta. Lopuksi käsitellään koko järjestelmän häviöitä ja hyötysuhdetta eri suodinkomponenteilla sekä kytkentätaajuuksilla ja esitellään laboratorioprototyyppi. Työssä saatiin selville, että puolisiltainvertteri ei sovellu suurten kondensaattorien vuoksi syöttämään verkkotaajuista kuormaa, vaan joudutaan käyttämään kokosiltainvertteriä. Kokosiltainvertterin ja LC- tai LCL-suotimen käsittävää kokonaisuutta tarkasteltaessa havaittiin, että pienimmät häviöt saavutetaan LC-suotimella 5 %:n ja LCL-suotimella 1 %:n särövaatimuksella. Hyötysuhdekäyrää tarkasteltaessa saatiin sama tulos läpi koko invertterin tehoalueen. Suotimen häviöiden tarkka laskenta on kuitenkin erittäin haasteellista, joten tulokset ovat suuntaa-antavia.

Rullaussylinterin ja painotelan mallinnus kiinnirullaimen simulointiin

Diplomityössä tutkitaan kaupallisen simulointiohjelmiston soveltuvuutta nykyaikaisen kiinnirullaimen dynamiikan tutkimiseen. Kiinnostuksen kohteena on erityisesti kahden telan välinen nippi, sekä siinä tapahtuvat värähtelyt. Työssä mallinnetaan rullaussylinterin ja telapainolaitteen simulointimallit. Rullaussylinterin simulointimalli yhdistetään Lappeenrannan teknillisessä korkeakoulussa mallinnettuun tampuuritelan simulointimalliin, jolloin nippikontaktin tutkiminen on mahdollista. Simuloituja tuloksia verrataan todellisella laitteella tehtyihin mittauksiin sekä elementtimenetelmällä laskettuihin tuloksiin. Diplomityön mekaniikka mallinnetaan ADAMS-ohjelmistossa monikappaledynamiikan keinoin. Toimilaitteiden sekä säätöjärjestelmien kuvaukseen käytetään MATLAB Simulink-ohjelmistoa. Telojen joustavuuden mallinnuksessa käytetään hyväksi keskittyneiden massojen periaatetta. Järjestelmän hydraulipiirit mallinnetaan keskittyneiden paineiden teorian mukaisesti ja toimilaitteiden mallinnuksessa käytetään puoliempiiristä mallinnustekniikkaa. Työssä havaitaan monikappaledynamiikan soveltuvan kiinnirullaimen dynamiikan tutkimiseen. Kahden diplomityön tuloksena laaditun nippimallin avulla voidaan kuvata rullaustapahtumassa vaikuttavat voimat oikein. Värähtelymittausten perusteella voidaan tehdä karkeita johtopäätöksiä, mallin toimivuuden arvioimiseksi värähtelyjen kuvaamisessa, joskin mallin havaitaan vaativan lisätutkimusta ja kehitystyötä.

Matematiikan perusopetuksen internet-aineiston tuottaminen

Tämän diplomityön tarkoituksena on kuvata Lappeenrannan teknillisessä yliopistossa matematiikan perusopetuksen virtuaaliympäristöä pedagogisesti toimivana oppimisympäristönä. Matematiikan virtuaalimateriaali on luotu tukemaan lähiopetusta matematiikan perusopetuksessa. Virtuaalimateriaalin kehittämisessä tähdätään pedagogiseen osaamiseen ja järjestelmän toimintalogiikan kehittämiseen sisällönhallintatyökalujen avulla. Opiskelun ja opetuksen kansainvälistymisen myötä on kehitetty perusmatematiikan virtuaaliympäristöä niin, että järjestelmä tarjoaa yliopiston opettajille ja suomalaisille sekä ulkomaalasille opiskelijoille yhteisen perusmatematiikan virtuaaliympäristön. Kehityksen tuloksena on saatu järjestelmä, joka hyödyntää tietoverkkoja kuten Wikipediaa verkko-opetuksen aputyökaluna.

Kromogeenisten maljojen käyttö virtsaviljelyssä

virtsatieinfektion aiheuttaa tavallisesti potilaan suolistosta peräisin oleva gramnegatiivinen sauvabakteeri ja joskus grampositiivinen kokkibakteeri. Virtsatieinfektioiden tavanomaisin aiheuttaja on E.coli. Virtsaviljelyn avulla saadaan selvillle infektion aiheuttanut bakteeri ja sille antibioottiherkkyydet. Kromogeenisella maljalla tarkoitetaan elatusainetta, joka sisältää väriä muodostavia yhdisteitä eli kromogeeneja. Värinmuodostus perustuu spesifiseen entsyymi-substraatti-reaktioon, jonka seurauksena syntyy värillinen bakteeripesäke. Tutkimuksessamme vertailemme eri valmistajien chromagareita toisiinsa sekä HUSLAB kliinisen mikrobiologian vastuualueen bakteriologian osaston virtsaviljelydiagnostiikkaan. 53 näytettä viljeltiin kahdeksalle eri kromogeeniselle maljalle ja CLED-maljalle. Kasvun määrää ja pesäkemorfologiaa tarkasteltiin maljoilta silmämääräisesti. Maljojen spesifisyyttä tutkittiin vertailemalla maljoilta saatuja tuloksia toisiinsa. Sensitiivisyyttä tutkittiin laimennossarjan avulla. Kromogeenisilta maljoilta saatujen tulosten vastaavuutta vertailtiin HUSLAB bakteriologian osaston virtsaviljelydiagnostiikkaan. Tutkimuksemme perusteella pesäkemorfologiassa ja kasvun määrässä ei ollut havaittavissa suuria eroja kromogeenisten maljojen välillä. Värireaktiot toimivat odotetulla tavalla ja bakteerikasvu oli maljoilla lähes yhtä runsasta. Kromogeenisten maljojen spesifisyydessä ei ollut havaittavissa suuria eroavaisuuksia, sillä maljat löysivät virtsatieinfektioiden aiheuttajat lähes yhtä hyvin. Sensitiivisyyttä tutkittaessa laimennossarjalla chromagareiden välille syntyi pieniä eroja. Pääasiassa kromogeenisilta maljoilta saadut tulokset vastasivat hyvin virtsaviljelydiagnostiikasta saatuja tuloksia. Tutkimuksemme perusteella voidaan todeta, että kromogeenisista maljoista on apua virtsaviljelydiagnostiikassa ja niiden käyttö voisi nopeuttaa vastauksen saamista potilaalle. Chromagareiden käyttöönotto vaatisi kuitenkin hyvää perehdytystä henkilökunnalle HUSLAB bakteriologian osastolla, sekä terveysasemilla ja sairaaloissa, joissa maljan esimmäinen tarkastelu tapahtuu.

A Technology Intelligence Process for a High Technology Company

Tämä diplomityö määrittelee teknologiaseurantaprosessin, jolla korkean teknologian yritys voi ohjata toimintaansa. Korkean teknologian yrityksille on olennaista seurata teknologian kehitystä. Tällaiset yritykset tarvitsevat hyvin määritellyn järjestelmän, jolla ne voivat seurata ja ennustaa teknologista kehitystä.Työssä esitetään, että teknologiaseuranta ja kilpailuseuranta (competitive intelligence) ovat business intelligencen osa-alueita, jotka täydentävät ja tukevat toisiaan. Tärkeä havainto on, että business intelligence -prosessi on ennen kaikkea organisaation oppimisprosessi. Tästä seuraa, että minkä tahansa BI-prosessin tulisi perustua niihin prosesseihin, joiden avulla organisaatiot oppivat. Työssä esitetään myös, miten business intelligence, tietojohtaminen (knowledge management) ja organisaatioiden oppiminen liittyvät toisiinsa.Teknologiaseuranta on elintärkeä toiminto korkean teknologian yritykselle; sitä tarvitaan monella strategisen johtamisen osa-alueella, ainakin teknologia-, markkinointi- ja henkilöstöjohtamisessa. Teknologiaseurannan havaitaan myös olevan korkean teknologian yritykselle erittäin tärkeä ydinosaamisalue, jota ei voi kokonaan ulkoistaa.Työssä esitellään teknologiaseurantaprosessi, joka perustuu yleiselle business intelligence -prosessille ja siitä johdetulle kilpailuseurantaprosessille. Työssä myös esitetään ehdotus siitä, kuinka teknologiaseuranta voitaisiin järjestää korkean teknologian yrityksessä. Esitetty ratkaisu perustuu Community of practice -käsitteeseen. Community of practice on vapaaehtoisuuteen perustuva tiimi, jonka jäseniä yhdistää kiinnostus johonkin asiaan ja oppimishalu. Esimerkkiyrityksessä on tunnistettu selkeä tarve yhtenäiseen ja koordinoituun teknologiaseurantaan. Työssä esitetään alustava teknologiaseurantaprosessi esimerkkiyritykselle ja tunnistetaan teknologiaseurantaprosessin asiakkaat ja tekijät.

LANGATTOMAN MITTAUS- JA VALVONTAJÄRJESTELMÄN PROTOKOLLAKEHITYS

Tässä diplomityössä esitellään langattoman mittaus- ja valvontajärjestelmän protokollakehitys. Työssä selvitetään protokollakehityksessä huomioon otettavat asiat ja esitetään langattoman tilavalvontaan perustuvan pilottijärjestelmän toteutus. Pilottijärjestelmänä käytetään Ensto Busch-Jaeger Oy:n Jussi-kosteusvahtijärjestelmää, joka muutetaan langattomaksi. Järjestelmän tiedonsiirto on yksisuuntaista ja tapahtuu radioyhteydellä. Käytetty taajuus on 433,92 MHz. Tavoitteena työssä oli kehittää yksinkertainen, mutta luotettava signalointijärjestelmä. Siihen toteutettu protokolla koodaa lähetettävän datan NRZ-L -koodauksen tapaisesti. Virheenkorjaus tehdään pariteettibittiä ja Hamming-etäisyyttä hyväksi käyttäen. Lisäksi tiedonsiirron yhteyskäytäntöön on lisätty rinnakkaisuutta yksisuuntaisen tiedonsiirron varmistamiseksi. Kehitetylle protokollalle tehdyt testit osoittavat sen olevan luotettava valitussa tiedonsiirtoympäristössä.

Reaaliaikainen virtuaalihydrauliikka osana todellista konejärjestelmää

Diplomityössä tutkittiin hydrauliikan reaaliaikasimulointia ja sen mahdollisuuksia tuotekehityksen apuvälineenä. Työssä käytettiin dSPACE:n reaaliaikasimulointiin valmistamia laitteita ja ohjelmia. Työssä luotiin Matlab/Simulink –ympäristöön tyypillisimmistä hydrauliikkakomponenttien puoliempiirisistä malleista koostuva komponenttikirjasto, joista kootut hydrauliikkapiirien mallit voitiin kääntää reaaliaikaympäristöön. Työn tavoitteena oli kehittää menetelmä, jonka avulla voidaan nopeuttaa ja helpottaa hydraulismekaanisten konejärjestelmien suunnittelua ja tuotekehitystä. Kehitetyt menetelmät perustuvat todellisen konejärjestelmän osaksi kytketyn reaaliaikaisen virtuaalihydrauliikan avulla laskettuun uuteen ohjaussignaaliin, jonka avulla voidaan todellisella hydrauliikalla kuvata virtuaalisen hydrauliikan vaikutukset todelliseen järjestelmään. Näin ollen muutokset voidaan siis tehdä virtuaaliseen hydrauliikkaan ja niiden vaikutukset nähdä todellisen järjestelmän käyttäytymisessä.

Functional testing in TETRA system

Terrestrial Trunked Radio (TETRA) on moderni digitaalinen matkapuhelinjärjestelmän standardi, joka on suunniteltu täyttämään erityisesti viranomaisten vaativat tarpeet turvallisuuden ja luotettavuuden suhteen. Ohjelmiston testaus on tärkeä osa sen laadun takaamiseksi. Testaus on jaettu useisiin vaiheisiin ja se kattaa koko ohjelmiston elinkaaren: ohjelmiston kehittelystä alkaen asiakkaalle lähetettyyn valmiiseen tuotteeseen saakka. Toiminnallisuustestauksen suorittaa joko ohjelmiston suunnittelijat tai erillinen testausryhmä käyttäen Nokia TETRA-järjestelmän testauslaboratoriota. Testauksen tarkoituksena on varmistaa, että ohjelmisto, sen aliohjelmat ja ominaisuudet täyttävät niille annetut toiminnalliset ja laadulliset vaatimukset. Tämä diplomityö antaa yleiskuvan toiminnallisuustestausprosessista Nokia TETRA järjestelmän laboratoriossa. Se tarjoaa esimerkkitestitapauksen avulla kokonaiskuvan siitä, kuinka toiminnallisuustestausprosessi suoritetaan alusta loppuun.

Kunnossapitoyrityksen kokonaispalvelukonseptin markkinointimalli

Työn tavoitteena oli luoda sähkö- ja automaatiokunnossapidon markkinoinnin yhteistyö- ja toimintamalli sekä arvioida sähkö- ja automaatiokunnossapidon markkinoita rajatulla alueella. Kohdeyrityksenä työssä oli ABB Oy, Service. Ensin selvitettiin markkinoinnin nykytila kohdeyrityksessä sähkö- ja automaatiokunnossapidon osalta sisäisiä haastatteluja hyväksi käyttäen. Tämän jälkeen tutkittiin markkinoita ja soveltuvaa toimintatapaa sisäisten myyntilastojen ja asiakastietokantojen, sisäisten haastattelujen ja alueellisen vertailun avulla. Diplomityössä tutustuttiin haastattelujen ja seminaarien avulla myös alueen myyntikonsepteihin ja yhdistettiin olemassa olevista konsepteista myyntikonsepti, joka tukee sähkö- ja automaatiokunnossapidon markkinoinnin yhteistyötä. Työssä luotiin malli ABB Oy, Servicen Etelä-Suomen alueen sähkö- ja automaatiokunnossapidon markkinointiin. Mallissa käsiteltiin neljää osa-aluetta: toimintaa yhdistävää palvelukonseptia, organisaatiota ja organisaation muutosta, konsepteille soveltuvia asiakkaita ja markkinointitoimenpiteitä. Diplomityössä todettiin, että mallin käyttöönotto vaatii muutosjohtamista yrityksen sisällä ja mallissa ehdotettiinkin sisäisen markkinoinnin ja muutosjohtamisen keinoja mallin käyttöönottamiseksi. Toimenpide-ehdotuksena esitetään mallin pilotointia valituille asiakkaille. Lisätutkimusta tarvitaan muutamilta diplomityössä sivutuilta osa-alueilta. Näihin kuuluvat esimerkiksi tarkan asiakaskohtaisen kunnossapidon tarpeen määrittäminen eri asiakasyrityksissä sekä yhteistyökuvion määrittäminen niiden konseptiin liittyvien ABB:n sisäisten tahojen kanssa, joiden osuutta ei tässä työssä käsitelty.

Joustava hitsausautomaatio piensarjatuotannossa

Kustannuspaineet, tuotteiden laatuvaatimukset ja lisääntyvässä määrin myös ammattitaitoisen työvoiman pula lisäävät robotisoinnin käyttötarvetta hitsauksessa. Tämä työ on tehty edellä mainituista lähtökohdista ja käsittelee robottihitsausjärjestelmän suunnitteluprojektia, joustavaa hitsausautomaatiota ja robotiikan soveltamista. Näkökohtana on Savonia-ammattikorkeakoulun sekä Pohjois-Savon alueen yritysten tutkimus-, kehitys- ja koulutustoiminnan tarpeet. Joustavuus on hitsausjärjestelmän päätavoite, jolla pyritään vastaamaan asiakasohjautuvan yksittäis- ja piensarjatuotannon haasteisiin. Ratkaisua yksittäis- ja piensarjatuotteiden kokonaistaloudelliseen hitsaukseen on haettu hitsausrobotin rinnalle lisätyllä apurobotilla, jonka päätehtävä on kappaleenkäsittely, mutta sitä voidaan käyttää myös mm. robotisoituun leikkauksen ja särmäykseen. Tavallisuudesta poikkeavaa järjestelmäratkaisua on perusteltu sillä, että ohjaus- ja ohjelmointitekniikan sekä kehittyneen anturoinnin myötä on robottien käytettävyys parantunut ja aiempaa haasteellisempien robottijärjestelmien toteuttaminen on tullut näin mahdolliseksi. Lisäksi virtuaalimallinnus, simulointi ja etäohjelmointi ovat työkaluja, joita voidaan käyttää mm. tuotannon laadun ja tehokkuuden parantamiseen. Työssä esitetty robottiaseman suunnittelu alkaa järjestelmän määrittelystä, vaatimuslistan laadinnasta sekä visioinnista ja päättyy kolmen järjestelmävaihtoehdon vertailuun. Esitetyillä järjestelmävaihtoehdoilla on haettu mahdollisuutta yhdistää yleensä erillisinä toteutettuja työvaiheita yhteiseen soluun. Tuotannon joustavuus on ollut tuotantokapasiteettia tärkeämpi laitteistokokoonpanon valintaperuste.

KÄYTTÄJIEN VAATIMUKSIA TEKNISEN TUKKUKAUPAN TOIMINNANOHJAUSJÄRJESTELMÄLLE

Työn tavoitteena oli tutkia toiminnanohjausjärjestelmän jälleenmyyjän suunnitteleman ohjelmistokokonaisuuden sopivuutta teknisen tukkukaupan ratkaisuksi. Työssä käydään läpi ohjelmistokokonaisuutta, johon kuuluu toiminnanohjausjärjestelmän lisäksi useita muita ohjelmistoja. Ohjelmat yhdessä muodostavat kokonaisratkaisun erityisesti tukkukaupalle. Työssä käydään läpi myös teknisen tukkukaupan liiketoimintaympäristöä. Samalla pyritään löytämään ohjelmistoratkaisun vahvuudet ja heikkoudet tukkukaupan liiketoiminnalle. Haastattelututkimuksella varmistetaan löydettyjen ominaisuuksien sopiminen tekniselle tukkukaupalle. Tutkimuksessa havaitaan, että tarjottu ratkaisu riittää tekniselle tukkukauppiaalle mainiosti. Haastattelututkimuksen perusteella läheskään kaikkia lisätoiminnallisuuksia ei kuitenkaan tarvita, vaan pelkkä toiminnanohjausjärjestelmä riittää sellaisenaan. Järjestelmän ainoa havaittu heikkous liittyy varastonhallinnan hyllypaikkojen käsittelyyn, mutta haastattelun perusteella tämä ei haittaa teknistä tukkukauppaa harjoittavaa yritystä. Tärkeänä piirteenä toiminnanohjausjärjestelmän lisäksi on internetin käyttö tiedotuskanavana. Tiedon kulku tietojärjestelmien ja web-sivujen välillä koetaan tärkeäksi toiminnallisuudeksi.

Ilmatorjuntaohjuksen laukaisualustan vaaitusjärjestelmän kehittäminen

Työn tavoitteena oli vaaitusjärjestelmän kehittäminen ITO 2005 Asrad-R –ohjusjärjestelmän laukaisualustalle. Järjestelmäkontin jokaiseen kulmaan suunniteltiin nostojalat, joita voitiin kääntää sekä nostaa ja laskea hydraulisesti. Järjestelmään kuului myös hydraulikäyttöinen asetaso, jonka ylä- ja ala-asennoilla oli erillinen lukitus. Tärkein vaadittu toiminto oli järjestelmäkontin vaaitus maan vetovoiman suhteen epätasaisella alustalla sekä maastossa että kuorma-auton päällä. Lisäksi tarvittiin nostojalkojen nostoliikkeelle toiminto, jolla konttia nostetaan ja lasketaan siten, että se säilyttää lähtökulmansa. Kaikkia nostojalkojen sylintereitä oli mahdollista käyttää myös yksittäin. Järjestelmällä oli kovat ympäristövaatimukset, koska se oli suunniteltu sotalaitteeksi rauhan ja kriisin aikaista toimintaa varten. Riittävät vapausasteet järjestelmän toimimiseksi ajoneuvon apurungon päällä saatiin nostojalkojen rotaatioliikkeen joustosta ja tassujen liukumisesta poikittain apurungon kiinnikkeissä. Maastossa nostojalat olivat täysin jäykkiä ja liukuminen tapahtui tassujen ja maalevyjen välillä. Hydraulijärjestelmässä käytettiin on/off-magneettiventtiilejä, koska liikkeet olivat hitaita ja vaadittuun tarkkuuteen ja nopeuteen päästiin helposti. Keskeisiä suunnittelun lähtökohtia olivat rakenteiden keveys, järjestelmän yksinkertaisuus, hinta ja toimintavarmuus. Yksinkertaisella ja edullisella järjestelmällä saatiin aikaan hyvin toimiva ratkaisu.