Applying software performance engineering methods to development of IT device management systems

Ohjelmiston suorituskyky on kokonaisvaltainen asia, johon kaikki ohjelmiston elinkaaren vaiheet vaikuttavat. Suorituskykyongelmat johtavat usein projektien viivästymisiin, kustannusten ylittymisiin sekä joissain tapauksissa projektin täydelliseen epäonnistumiseen. Software performance engineering (SPE) on ohjelmistolähtöinen lähestysmistapa, joka tarjoaa tekniikoita suorituskykyisen ohjelmiston kehittämiseen. Tämä diplomityö tutkii näitä tekniikoita ja valitsee niiden joukosta ne, jotka soveltuvat suorituskykyongelmien ratkaisemiseen kahden IT-laitehallintatuotteen kehityksessä. Työn lopputuloksena on päivitetty versio nykyisestä tuotekehitysprosessista, mikä huomioi sovellusten suorituskykyyn liittyvät haasteet tuotteiden elinkaaren eri vaiheissa.

Tuulivoimaliiketoimintaan liittyviä epävarmuustekijöitä

Diplomityön tavoitteena oli selvittää tuulivoimatuotannon epäsymmetrisyyden vaikutuksia liiketoiminnalle. Tarkastelun kohteena oli tuotetun energian sekä tuulivoimatuotannosta maksettavan korvauksen keskinäinen epäsymmetria. Työssä asiaa tarkasteltiin esimerkki tuulivoimalaitoksen avulla. Tarkastelujaksoksi työssä rajattiin ajanjakso 2014 tammikuusta vuoden 2015 kesäkuuhun. Tämän lisäksi työssä perehdyttiin tuotetun sähkön hinnan suojausstrategioihin, tuotannon häviötekijöihin sekä tasesähkön aiheuttamien kustannusten kehitykseen. Työn tulosten perusteella tuulivoimaliiketoiminta tulee kokemaan epävakauden lisääntymistä. Tuulivoimatuotannon epävarmuus johtuu heikosta pitkän aikavälin ennustettavuudesta, joka koostuu aikaisemmin mainituista tuotannon ja sähkön markkinahinnan välisestä epäsymmetrisyydestä. Työssä käsitellään tuulivoimatuotannon ajallista vaihtelua, joka ilmentää hyvin tuulivoimatuotannon perimmäistä olemusta. Työn lopputuloksena saatiin kuvaus tuotantojen ajallisesta jakautuneisuudesta, joiden pohjalta yritys voi suunnitella suojausstrategioita työssä esiteltyjen johdannaistuotteiden avulla. Edellisten loppupäätelmien lisäksi työssä perehdyttiin häviöiden sekä tasesähkökustannusten taloudellisiin vaikutuksiin sekä kehityssuuntiin tulevaisuudessa.

Asuntorakentamisen vakioidut tekniset ratkaisut rakennettavuuden ja kustannustehokkuuden varmistamiseksi suunnittelunohjauksessa

Rakennushankkeen suunnitteluvaiheen ratkaisut määrittävät merkittävästi hankkeen laatua, aikataulutusta ja kustannustasoa. Tutkimuksen tavoitteena oli selvittää teknisten suunnittelualustojen ja vakioinnin käytön nykytilaa sekä kustannusvaikutuksia kohdeyrityksessä. Kirjallisuustutkimuksessa suunnittelualustat nähtiin työkaluna vakioinnin lisäämiseen suunnitteluprosessissa ja hyvänä keinona suunnittelijoiden ohjaamiseksi. Työ on tutkimusmenetelmiltään laadullinen tapaustutkimus, jossa teknisten ratkaisuiden vakiointipotentiaalia ja kustannustehokkuutta tutkittiin kolmessa erityyppisessä rakenneratkaisussa. Kohdeyrityksen kustannustiedon ja asiantuntijahaastattelujen avulla vertaillut rakenteet oli ilmastointikonehuone, kylpyhuone ja parveke-elementti. Tutkimuksen keskeisissä tuloksissa suunnittelualustan ratkaisuiden käyttö kohdeyrityksessä on varsin säännönmukaista ja valvottua alustan käytön integroituessa osaksi suunnitteluprosessia. Vakioinnin ja esivalmistusasteen lisääminen tarjoaa potentiaalia parantaa rakennettavuutta ja laatua. Vakioinnin mahdollistama sarjavalmistuksen tehokkaampi hyödyntäminen ja vakioinnin volyymiedut ovat potentiaalinen keino alentaa yksikkökustannuksia. Vakioinnin ja esivalmistuksen aikatauluetujen kustannusvaikutus on merkittävä tuotannon aikasidonnaisten kustannusten pienentyessä ja pääoman käytön tehostuessa.

Efficient Algorithms for Coastal Geographic Problems

The increasing performance of computers has made it possible to solve algorithmically problems for which manual and possibly inaccurate methods have been previously used. Nevertheless, one must still pay attention to the performance of an algorithm if huge datasets are used or if the problem iscomputationally difficult. Two geographic problems are studied in the articles included in this thesis. In the first problem the goal is to determine distances from points, called study points, to shorelines in predefined directions. Together with other in-formation, mainly related to wind, these distances can be used to estimate wave exposure at different areas. In the second problem the input consists of a set of sites where water quality observations have been made and of the results of the measurements at the different sites. The goal is to select a subset of the observational sites in such a manner that water quality is still measured in a sufficient accuracy when monitoring at the other sites is stopped to reduce economic cost. Most of the thesis concentrates on the first problem, known as the fetch length problem. The main challenge is that the two-dimensional map is represented as a set of polygons with millions of vertices in total and the distances may also be computed for millions of study points in several directions. Efficient algorithms are developed for the problem, one of them approximate and the others exact except for rounding errors. The solutions also differ in that three of them are targeted for serial operation or for a small number of CPU cores whereas one, together with its further developments, is suitable also for parallel machines such as GPUs.

Suorituskyvyn mittaaminen valmistavan yrityksen logistiikkatoiminnoissa

Yrityksen hakiessa kasvua vientimarkkinoilta sen logistiikka nousee entistä tärkeämpään rooliin. Jotta tuotteet ovat kilpailukykyisiä kansainvälisillä markkinoilla, tulee tuotteen hinta – laatu – suhde olla kohdallaan, jolloin logistiikan kustannusten pienentäminen ja laadukas toimitusketju ovat varsin keskeisiä tavoitteita. Toimitusketjun eri vaiheiden laatu korostuu, kun kyseessä on räätälöity tuote, jota ei voida korvata varastossa olevalla tuotteella. Näiden tavoitteiden saavuttaminen edellyttää logistiikkaprosessien suorituskyvyn mittaamista ja kehittämistä. Suorituskyvyn mittaamisen avulla voidaan viestiä logistiikalle asetetut tavoitteet ja seurata tavoitteiden toteutumista Tämän työn tavoitteena oli selvittää, miten suorituskykyä voidaan mitata valmistavan yrityksen logistiikkatoiminnoissa. Tarkasteltavana olivat logistiikan prosessit tilauksen vahvistamisesta valmiin tuotteen toimittamiseen asiakkaalle. Työn alussa käytiin läpi suorituskyvyn mittaamista yleisellä tasolla sekä logistiikan mittaamista ja mittareita. Tämän jälkeen aloitettiin mittausjärjestelmän suunnittelu kohdeyrityksen logistiikkaosastolle, sen vision ja strategian pohjalta. Työn tuloksena kohdeyrityksen logistiikkaosastolle kehitettiin suorituskykymittaristo mittareineen. Mittareita eri logistiikkatoimintojen mittaamiseen on varsin runsaasti, ja kaikkia niitä ei ole järkevä liittää osaksi mittaristoa, mutta tilanteiden muuttuessa niitä voidaan vaihtaa tai lisätä tarpeen mukaan.

Aineettoman omaisuuden kassavirtaperusteinen arvonmääritys siirtohinnoittelussa

Konsernin sisäinen siirtohinnoittelu perustuu verotuksessa markkinaehtoperiaatteeseen, jonka mukaan konsernin sisäisissä transaktioissa tulee käyttää hintoja, joita vastaavissa olosuhteissa käytettäisiin riippumattomien yhtiöiden välillä. Aineettoman omaisuuden kassavirtaperusteisen arvonmäärityksen suurin ongelma on laskelmiin sisältyvä suuri epävarmuus. Laskelmat ovat aina subjektiivinen näkemys tietystä tilanteesta, joka saattaa mahdollistaa tarkoituksenmukaista hinnoittelua ja lisätä verosuunnittelumahdollisuuksia. Tämän tutkielman tarkoitus oli tutkia miten aineettoman omaisuuden markkinaehtoinen hinta käytännössä määritetään kassavirtaperusteista arvonmääritystä hyödyntäen. Tutkielmassa käytiin läpi arvonmäärityslaskelmissa tarvittavat keskeiset komponentit aineettoman omaisuuden erityispiirteet huomioiden. Lisäksi tarkoitus oli tutkia miten ostajalle ja myyjälle transaktion seurauksena syntyvät verohyödyt ja –kustannukset tulisi huomioida markkinaehtoisen kauppahinnan määrittämisessä. Tutkimuksen keskeisenä aineistona oli neljä teemahaastattelua. Lisäksi tutkielmassa hyödynnettiin Helsingin hallinto-oikeuden päätöksiä ja kirjallisuutta. Tutkimusta varten haastateltiin kolmea suurten konsulttitoimistojen edustajaa ja yhtä Verohallinnon asiantuntijaa. Aiheesta ei valinnut täydellistä yksimielisyyttä ja joidenkin aiheiden kohdalla näkökulmaerot haastateltavien välillä olivat huomattavan suuria. Laskentakorkokannan määrittämisen osalta yleinen mielipide oli, että hienovaraiset analyysit, joissa koko yhtiön tase pilkotaan osiin, jonka jälkeen määritetään yksilöllinen tuotto-odotus aineettomalle omaisuudelle, on ainakin teoriassa erittäin käyttökelpoinen menetelmä. Menetelmä on kuitenkin raskas toteuttaa, koska se vaatii luotettavuuden turvaamiseksi erittäin paljon taustadataa. Verotuskäytännössä onkin vakiintunut tapa, että aineettoman omaisuuden arvonmäärityksessä laskentakorkokanta tarkastetaan yhtiön oman pääoman tuottovaatimusta vasten. Oman pääoman tuottovaatimukseen voidaan tehdä lisäksi riskikorjauksia aineettoman omaisuuden erityispiirteiden huomioimiseksi. Jäännösarvon käyttämiseen arvostuslaskelmissa Verohallinnon edustaja suhtautui myöntyväisemmin kuin konsultit. Konsulttien mielestä jäännösarvoa tulisi hyödyntää vain erittäin harvoin, käytännössä vain erittäin vakiintuneiden brändien arvoa määritettäessä. Verohallinnon edustajan mielestä jäännösarvoa tulisi hyödyntää silloin, kun erän todellista taloudellista pitoaikaa ei voida luotettavasti määrittää. Verohyötyjen ja –kustannusten huomioimiseen siirtohinnoittelussa ei ole vakiintuneita käytäntöjä. Näyttää kuitenkin siltä, että myyjän verokustannuksen huomioiminen kauppahintaa määritettäessä on muodostumassa yleiseksi käytännöksi. OECD:n siirtohinnoittelua koskevat ohjeistukset uudistuvat jatkuvasti ja on toivottavaa, että tulevaisuudessa menetelmät ja toimintatavat vakiintuvat siten, että yhtiöt välttyvät raskailta ja kalliilta oikeusprosesseilta ja verot maksetaan jo lähtökohtaisesti oikeisiin valtioihin oikean määräisinä

Rakennusurakan kassavirranhallinta infra-alan yrityksessä

Tämän tutkimuksen tarkoituksena on selvittää keinot, joilla voidaan alentaa infrateollisuuden yrityksen käyttöpääoman määrää. Tutkimus tehtiin konstruktiivisena tapaustutkimuksena, jossa käytettiin excel –mallia kuvaamaan yksittäisen urakan kassavirtaa. Tutkimukseen valittiin kaksi urakkaa, joiden tulevia kassavirtoja ennustettiin ja seurattiin mallin avulla. Tutkimuksen aikana kehitettiin urakan rahoituseromalli, jolla ennustetaan ja seurataan tulevia kassavirtoja. Tunnuslukuna käytettiin urakan rahoituseroa. Mallin avulla urakalle luotiin maksuerätaulukko. Urakan kustannukset ja tuotot jaksotettiin (aikataulutettiin) malliin, joka näytti urakan rahoituseron. Tutkimuksen tuloksina voidaan sanoa, että merkittävin keino vaikuttaa urakan rahoituseroon, on hyvin muotoiltu maksuerätaulukko. Toinen merkittävä asia on saada maksuerälle laskutuslupa mahdollisimman nopeasti. Laskutusprosessia parantamalla voidaan vaikuttaa positiivisesti urakan rahoituseroon. Tutkimuksen pääpaino oli edellä mainittujen keinojen ympärillä, mutta rahoituseroon voidaan vaikuttaa myös kustannusten hallinnalla. Kustannusten syntymisen ajankohtaan voidaan vaikuttaa mm. aliurakointisopimusten muotoilulla, oikea-aikaisella materiaalin ostamisella ja oikeilla omilla resursseilla.

Carbon pricing and its effect on company profitability

In order to reach the 2°C climate target, the carbon price should rise significantly in order for it to be financially rewarding for companies to reduce their emissions. This research aims to find how a significant increase in the carbon price would affect the profitability of companies. Prior research has not found consensus on how regulatory policies affect companies. This research looks at profitability factors of carbon pricing through a mix of related issues such as the carbon risk, carbon pricing mechanisms and cost pass-through of additional costs. The research is quantitative and examines financial data and emissions data regarding scope 1 and scope 2 emissions on 328 European companies. The data analysis method utilised is a sensitivity analysis conducted as a scenario analysis. Different price increases and cost pass-through rates are tested to see how company profitability is affected. As the companies are distributed between 9 sectors and 53 industries, the results vary. The industries that are found to be affected by an increase in carbon pricing show drastic negative changes in profitability. The results complement prior research identifying the most carbon-intensive industries, but also provide some new insights on industries that may be affected by carbon pricing. Industries related to manufacturing, electricity and energy are partly significantly impacted, but also industries related to tourism and food show potential signs of impact when an increased carbon price is introduced.

Kansainvälistyvän yrityksen jakelumallin valintaan vaikuttavat tekijät

Työn tavoitteena on selvittää eri jakelumallivaihtoehtojen heikkoudet ja vahvuudet sekä vertailla mallien soveltuvuutta aineellisia tuotteita valmistaville yrityksille tuoteominaisuuksien, kustannusten ja markkinoiden näkökulmasta. Työn avulla lukija pystyy arvioimaan eri mallien sopivuutta oman yrityksensä tarpeisiin. Työ on toteutettu kirjallisuuskatsauksena. Työssä käsitellään kansainvälistyvän yrityksen jakelumallin valintaan vaikuttavia tekijöitä. Ensin käsitellään yleisesti jakelumallin valintaprosessia kansainvälistymistarpeen ja yrityksen resurssien näkökulmasta. Seuraavaksi esitellään eri jakelumallivaihtoehdot. Työn viimeisessä osassa jakelumalleja tutkitaan markkinoiden, kustannusten ja tuoteominaisuuksien näkökulmista. Lisäksi työssä on luotu kysymyssarja avustamaan tiedonhakua. Tutkimuksessa löydettiin selkeät jakelumallin valintaan vaikuttavat päätöstekijät markkinoiden, kustannusten ja tuoteominaisuuksien näkökulmasta. Tutkimuksessa on koottu yhteen lähteeseen jakelumallin valintaan vaikuttavat tekijät, joiden avulla yrityksen jakelumallin valinta helpottuu.

Vuotovesien merkitys jätevesihuollossa

Yleisimmät viemäröintijärjestelmät ovat erillisviemäröinti ja sekaviemäröinti. Erillisviemä-röinnissä jäte- ja hulevedet johdetaan omissa verkostoissa. Sekaviemäröinnissä kaikki viemä-röitävät vedet virtaavat samassa verkostossa. Vuotoveden osuus jätevesiviemäriverkostossa virtaavasta jätevedestä on keskimäärin yli 30 prosenttia. Vuotovesiselvityksen avulla pyritään selvittämään vuotoveden esiintymisalueet ja mahdolliset vuotokohteet. Mallintamalla laadittu selvitys tarjoaa mahdollisuuden tarkastella verkostoa kokonaisuutena ja erilaisissa käyttötilan-teissa. Tämä työ perustuu Joensuun kantakaupungin viemäriverkostosta mallintamalla laadit-tuun vuotovesiselvitykseen. Työssä on tarkoitus selvittää vuotovesistä aiheutuvan lisäener-giantarpeen ja kasvihuonekaasupäästöjen kasvua sekä pohtia verkoston omistussuhteiden, sään ääri-ilmiöiden ja taajuusmuuttajien vaikutuksia vuotovesien hallintaan. Lisäksi selvitetään voidaanko tuloksista tehdä valtakunnallisia yleistyksiä. Joensuun viemäriverkostossa jätevesien pumppaukseen käytetystä energiasta noin 43 prosent-tia kuluu vuotovesien pumppaukseen. Siitä aiheutuu vuosittain 480 MWh:n lisäenergiantarve, joka johtaa 106 tonnin hiilidioksidipäästöihin. Lisäenergiantarpeesta aiheutuva hiilidioksidi-päästö on pieni liikenteen aiheuttamaan päästöön verrattuna. Saneerauksilla voidaan saavuttaa 60 prosentin vähennys vuotovesimäärään. Tavoitteeksi tulisi asettaa keskusta-alueella olevien sekaviemäreiden korvaaminen erillisviemäreillä esimerkiksi lähimmän 10 vuoden aikana ja vuotovesimäärän yleinen vähentäminen koko verkoston alueella. Ilmastonmuutoksen myötä yleistyvät rankkasateet lisäävät vuotovesimäärää etenkin sekaviemäröidyillä alueilla. Tämä korostaa sekaviemäröidyn verkoston korjaustoimenpiteiden tärkeyttä. Taajuusmuuttajien yleistyvä käyttö tasaa haitallisia virtaamapiikkejä. Optimaaliseksi säädetty pyörimisnopeus pienentää merkittävästi pumppujen energiankulutusta. Työstä saadut tulokset ovat valtakun-nallisella tasolla suuntaa antavia. Tarkemmat yleistykset vaativat useista erikokoisista verkos-toista tehtyjen vuotovesiselvitystulosten analysointia.

Tasavirtamoottoreilla toteutetun kameranvakautusjärjestelmän identifiointi

Identifiointia voidaan käyttää erilaisten järjestelmien parametrointiin, ja tässä työssä kyseisellä operaatiolla mallinnettiin järjestelmäkameran vakauttamiseksi rakennettua kolmiakselista järjestelmää. Työn tavoitteena oli saada järjestelmästä matemaattinen malli niin, että sen avulla voitaisiin simuloida järjestelmän toimintaa säätävän PID-säätimen arvoja, minkä pohjalta koko järjestelmä pystyttäisiin virittämään paremmin. Tutkielmassa saatu malli muodostettiin matlab-ohjelmalla järjestelmän mittausdatan perusteella. Mittauksissa mitattiin manuaalisesti viritetyn järjestelmän tuloja sekä lähtöä, ja niiden perusteella muodostettiin ARX-mallit jokaiselle järjestelmän kolmelle akselille. Kirjainyhdistelmä ARX, viittaa nyt MISO-järjestelmään, sekä regressioon mallin tulon ja lähdön välillä. MISO- järjestelmällä on yksi lähtö ja useita tuloja, joita työssä tehdyssä mallissa oli kolme kappaletta. Mallien tarkkuudeksi saatiin 60-75%. Identifioinnista saadulle mallille muodostettiin simulointimalli, jonka avulla järjestelmä simuloitiin nopeammaksi. Simuloidut PID-arvot viritettiin järjestelmälle myös käytännössä, jonka jälkeen identifiointi toistettiin kahden identifioidun siirtofunktion vertailua varten. Järjestelmille tehtyjen askelvastekokeiden vertailun mukaan, eri identifioidusta saadut järjestelmät, jotka sisälsivät kuitenkin saman säätimen, erosivat toisistaan huomattavasti, vaikka teoriassa niiden pitäisi olla samat. Erot selittyivät mallin identifioinnin riittämättömällä tarkkuudella. Lopuksi virityksen onnistumista testattiin järjestelmällä käytännössä, tekemällä sille askelvastekokeet vanhoilla sekä simuloinnista saaduilla uusilla säätimen arvoilla. Testien mukaan järjestelmän kahden akselin asettumisaikaa saatiin muutettua 5,0 ja 0,8 sekuntia nopeammaksi, mutta kolmannesta akselista tuli epästabiili. Epästabiilius ei ole toivottua, mutta sen havaitseminen osoittaa, että stabiiliksi simuloitu järjestelmä voi todellisuudessa saada epästabiilin lopputuloksen, mikäli simulointimalli sisältää virhettä.