Vaihtosuuntaajan reaaliaikainen lämpömalli

Vaihtosuuntaajan IGBT-moduulin liitosten lämpötiloja ei voida suoraan mitata, joten niiden arviointiin tarvitaan reaaliaikainen lämpömalli. Tässä työssä on tavoitteena kehittää tähän tarkoitukseen C-kielellä implementoitu ratkaisu, joka on riittävän tarkka ja samalla mahdollisimman laskennallisesti tehokas. Ohjelmallisen toteutuksen täytyy myös sopia erilaisille moduulityypeille ja sen on tarvittaessa otettava huomioon saman moduulin muiden sirujen lämmittävä vaikutus toisiinsa. Kirjallisuuskatsauksen perusteella valitaan olemassa olevista lämpömalleista käytännön toteutuksen pohjaksi lämpöimpedanssimatriisiin perustuva malli. Lämpöimpedanssimatriisista tehdään Simulink-ohjelmalla s-tason simulointimalli, jota käytetään referenssinä muun muassa implementoinnin tarkkuuden verifiointiin. Lämpömalli tarvitsee tiedon vaihtosuuntaajan häviöistä, joten työssä on selvitetty eri vaihtoehtoja häviölaskentaan. Lämpömallin kehittäminen s-tason mallista valmiiksi C-kieliseksi koodiksi on kuvattu tarkasti. Ensin s-tason malli diskretoidaan z-tasoon. Z-tason siirtofunktiot muutetaan puolestaan ensimmäisen kertaluvun differenssiyhtälöiksi. Työssä kehitetty monen aikatason lämpömalli saadaan jakamalla ensimmäisen kertaluvun differenssiyhtälöt eri aikatasoille suoritettavaksi sen mukaan, mikä niiden kuvaileman termin vaatima päivitysnopeus on. Tällainen toteutus voi parhaimmillaan kuluttaa alle viidesosan kellojaksoja verrattuna suoraviivaiseen yhden aikatason toteutukseen. Implementoinnin tarkkuus on hyvä. Implementoinnin vaatimia suoritusaikoja testattiin Texas Instrumentsin TMS320C6727- prosessorilla (300 MHz). Esimerkkimallin laskemisen määritettiin kuluttavan vaihtosuuntaajan toimiessa 5 kHz kytkentätaajuudella vain 0,4 % prosessorin kellojaksoista. Toteutuksen tarkkuus ja laskentakapasiteetin vähäinen vaatimus mahdollistavat lämpömallin käyttämisen lämpösuojaukseen ja lisäämisen osaksi muuta jo prosessorilla olemassa olevaa systeemiä.

Climate trends in the municipality of Pelotas, state of Rio Grande do Sul, Brazil

ABSTRACTChanges in the frequency of occurrence of extreme weather events have been pointed out as a likely impact of global warming. In this context, this study aimed to detect climate change in series of extreme minimum and maximum air temperature of Pelotas, State of Rio Grande do Sul, (1896 - 2011) and its influence on the probability of occurrence of these variables. We used the general extreme value distribution (GEV) in its stationary and non-stationary forms. In the latter case, GEV parameters are variable over time. On the basis of goodness-of-fit tests and of the maximum likelihood method, the GEV model in which the location parameter increases over time presents the best fit of the daily minimum air temperature series. Such result describes a significant increase in the mean values of this variable, which indicates a potential reduction in the frequency of frosts. The daily maximum air temperature series is also described by a non-stationary model, whose location parameter decreases over time, and the scale parameter related to sample variance rises between the beginning and end of the series. This result indicates a drop in the mean of daily maximum air temperature values and increased dispersion of the sample data.

Dynaamisen lämmönsiirtomallin kehittäminen

Dynaamisia simulointimalleja tarvitaan, jotta voidaan tarkastella järjestelmän käyttäytymistä ajan funktiona. Simulointimallilla voidaan simuloida järjestelmän lähtö erilaisilla herätteillä. Mallin avulla saadaan myös tarkempi käsitys järjestelmästä ja sen osa-alueista, koska simulointimallista voidaan tarkastella sellaisia asioita, jotka voivat olla oikeasta järjestelmästä vaikeasti mitattavia. Tässä työssä kehitetään LUT Energian hyötysuhdemittapaikan keskikokoista kalorimetriä approksimoiva dynaaminen lämmönsiirtomalli käyttäen Matlab® Simulink -ohjelmistoa. Kehitetyn lämmönsiirtomallin tarkkuutta arvioidaan todellisella järjestelmällä tehdyillä mittauksilla. Työssä käytetään karkeita approksimaatioita, jotka tulee korvata tarkemmilla matemaattisilla malleilla jatkokehitystä varten. Työssä kehitetty dynaaminen lämmönsiirtomalli approksimoi todellisen järjestelmän vastetta lämmitysvaiheessa keskimääräisenvirheen ±0,19 °C tarkkuudella.

Pulse response based control for positive definite systems

Pulse Response Based Control (PRBC) is a recently developed minimum time control method for flexible structures. The flexible behavior of the structure is represented through a set of discrete time sequences, which are the responses of the structure due to rectangular force pulses. The rectangular force pulses are given by the actuators that control the structure. The set of pulse responses, desired outputs, and force bounds form a numerical optimization problem. The solution of the optimization problem is a minimum time piecewise constant control sequence for driving the system to a desired final state. The method was developed for driving positive semi-definite systems. In case the system is positive definite, some final states of the system may not be reachable. Necessary conditions for reachability of the final states are derived for systems with a finite number of degrees of freedom. Numerical results are presented that confirm the derived analytical conditions. Numerical simulations of maneuvers of distributed parameter systems have shown a relationship between the error in the estimated minimum control time and sampling interval

Kaukolämmön hinnoittelumallien optimointi ja kehittäminen muuttuvassa toimintaympäristössä

Kaukolämpöliiketoiminnan kehittämistarve korostuu jatkuvasti alan rakennemuutosten ja markkinoiden muutoksien seurauksena. Turku Energian tavoitteena on uudistaa ja kehittää kaukolämmön hinnoitteluaan vastaamaan energian tuotannon, jakelun, loppukäytön ja muihin alan muutoksiin. Tässä opinnäytetyössä tutkitaan kaukolämmön hinnoittelun optimointi ja kehittämistä nykyisessä sekä tulevaisuuden markkina- ja tuotantorakenteessa. Nykyisen hinnoittelumallin lisäksi tutkitaan vaihtoehtoisia tapoja hinnoitella myytävä kaukolämpöenergia, kuten vuodenaikojen mukaan määriteltävä muuttuva energianhinta. Työn kirjallisuusosassa esitellään kaukolämmön tuotanto, siirto ja jakelu sekä liiketoiminta Suomessa ja Turun seudulla. Tutkittavat hinnoittelumallit perustuvat todellisiin ja arvioituihin liiketoiminnan kustannuksiin, sekä esitettyihin laskentaperiaatteisiin. Turku Energian nykyistä perusmaksun hintatasoa tulee korottaa, jotta se vastaa lämmönhankinnan kiinteitä kustannuksia tarkemmin ja minimoi liiketoiminnan markkinariskiä. Nykyisen hinnoittelun verokomponentin kehittämisellä lisätään hinnoittelun läpinäkyvyyttä. Kausihinnoittelun avulla energianhinta noudattaa tuotannon kustannuksia vuoden aikana ja ohjaa asiakkaiden lämmönkulutusta nykyistä tarkemmin. Uusiutuvilla energianlähteillä tuotettua kaukolämpöä voidaan myydä erillisillä tuotteilla, joiden avulla liiketoiminnalle saadaan lisäarvoa.

Luottamus seudullisen palvelukeskuksen hinnoittelun rakentumisen keinona

Tämän tutkimuksen tavoitteena oli selvittää millainen hinnoittelumalli koetaan asiakkaiden mielestä tasapuolisimmaksi ja millainen rooli luottamuksella on seudullisen perustietotekniikkapalvelukeskuksen ja sen asiakasorganisaatioiden sekä myös liikelaitoksen toimintaa ohjaavan asiakasyhteistyöryhmän jäsenten kesken palvelujen tuotteistamiseen ja hinnoitteluun liittyen. Teoreettisessa osuudessa selvitetään mitä tuotteistamisella tarkoitetaan ja miten tuotteistaminen liittyy hinnoitteluun, mitä hinnoitteluvaihtoehtoja julkishallinnon organisaatiossa voidaan käyttää, mitä luottamuksella käsitetään ja mitä seudullisen yhteistyön eri toimintamuotoja tässä palvelukeskuksessa on käytetty. Empiirisessä osuudessa on kuvattu ICT Kymiin kohdistuvaa tutkimusta ja sen tuloksia. Työ toteutettiin keväällä 2014 toimintatutkimuksena, jossa ICT Kymi -kunnallisen liikelaitoksen asiakasyhteistyöryhmä osallistui uuden hinnoittelumallin suunnitteluun. Aineistoa kerättiin haastatteluin sekä ryhmän työpajatapaamisissa ja kokouksissa. Tutkimuksen tuloksena havaittiin, että luottamus mahdollistaa tuotteistuksen tasosta poikkeavan, yksinkertaisemman hinnoittelumallin käytön.

Siirtohinnoittelun kehittäminen etäluettavilta mittareilta saatavan datan avulla sähkönjakeluyhtiö Mäntsälän Sähkö Oy:lle

Sähkönsiirtomaksuilla katetaan luonnollisena alueellisena monopolina toimivan paikallisen sähkönjakeluyhtiön toiminta. Koska sähköverkkoyhtiöt toimivat monopoliasemassa, niiden toimintaa valvoo Energiavirasto. Energiavirasto valvoo pääasiassa verkkoyhtiöiden liikevaihtoa ja toiminnan tehokkuutta. Verkkoyhtiöiden toimintaa säätää Suomessa sähkömarkkinalaki. Verkkoyhtiöiden kustannusrakenne on hyvin sidottu verkoston kustannuksiin. Koska sähköverkoston kustannukset ovat pitkän käyttöiän ja suurien alkuinvestointien vuoksi vuosittain kiinteät ja merkittävän suuret, olisi verkkoyhtiön kannalta tärkeää, että vuosittaiset tulot eivät suuresti vaihtelisi. Nykyisellä hinnoittelumallilla kuitenkin verkkoyhtiöiden tulot jäävät hyvin riippuvaisiksi talven kylmyydestä. Nykyisin Suomessa yleisesti käytettävässä siirtohinnoittelun hinnoittelumallissa ei huomioida myöskään sitä, että verkkoyhtiön kustannukset ovat enemmän riippuvaisia verkossa siirretyistä tehoista kuin energioista. Siirtohinnoittelun kannalta on tapahtunut ja on tapahtumassa merkittäviä muutoksia. Etäluettavien sähkönkulutusmittarien käyttöönoton myötä asiakkaiden kulutuksesta saadaan huomattavasti entistä enemmän tietoa, mikä auttaa kustannusvastaavien hintojen määrittämisessä. Samaan aikaan asiakkaiden sähkön käyttö voi muuttua huomattavasti varsinkin sähköautojen ja lämpöpumppujen yleistymisen myötä. Tämän työn tarkoituksena on luoda Mäntsälän Sähkö Oy:lle sähkönsiirtohinnoittelun kustannuksia vastaavien hintojen määrittämiseksi laskentasovellus sekä selvittää tulevaisuuden siirtohinnoittelun toteuttamismahdollisuuksia. Lyhyen aikavälin suunnittelussa keskitytään kustannusvastaavien hintojen määrittämiseen keskihintaperiaatteen avulla ja pidemmän aikavälin suunnittelussa asiakkaiden huipputehoihin perustuvan hinnoittelun toteuttamisen vaikutuksiin sekä verkkoyhtiön että asiakkaan näkökulmasta.

Hoitokuluanalyysi Suomen yksityisen sektorin työeläkejärjestelmästä

Tämän pro gradu -tutkielman tavoitteena on tutkia Suomen työeläkevakuutusyhtiöiden työeläkevakuutusmaksun hoitokustannusosalla katettavia liikekuluja ja muodostaa analyysi Suomen työeläkevakuutusjärjestelmän liikekulujen kehittymisestä ja tehokkuuden tasosta. Tehokkuusnäkökulman lisäksi tarkastellaan työeläkejärjestelmän kilpailuolosuhteita. Tutkimusta motivoi työeläkealalle ajankohtainen asia, joka liittyy yhtiökohtaisen hinnoittelumallin mahdolliseen käyttöönottoon, jota parhaillaan suunnitellaan työeläkealan tehokkuuden ja kilpailullisuuden lisäämiseksi. Yhtiökohtaisessa hinnoittelumallissa työeläkeyhtiö voisi itsenäisesti vaikuttaa työeläkevakuutuksen hintaan hoitokustannusosan kautta, joka määräytyisi pitkälti sen mukaan kuinka tehokkaasti yhtiö pystyy toimintansa järjestämään. Empiirinen tutkimus on toteutettu kvalitatiivisena tapaustutkimuksena, jossa kuitenkin empiirinen analyysi perustuu kvantitatiiviseen aineistoon ja aineistoa on käsitelty kvantitatiivisen tutkimuksen menetelmin. Pääasiallisina tutkimusotteina on käytetty taulukointia ja erinäisten muuttujien välistä korrelaatiota. Tuloksien suhteen on käytetty aineistolähtöistä induktiivista päättelyä. Tutkimuksessa on tutkittu seitsemän yksityisen sektorin työeläkeyhtiön liikekuluja vuosilta 2006–2013. Tutkimustuloksien mukaan järjestelmätasolla tarkasteltuna työeläkeyhtiöiden toiminta on tehokasta, joskin yksittäisten yhtiöiden välillä on suuriakin tehokkuuseroja. Vakuutusten ja korvaustoiminnan hoito ovat suurimmat kustannusten aiheuttajat. Työeläkemarkkinat ovat hyvin keskittyneet ja muistuttavat enemmänkin oligopolisia markkinoita kuin täydellisen kilpailun markkinoita.

Logistics Cost Optimization of Road Freight Shipments in a Consumer Goods Company

In the industry of the case company, transportation and warehousing costs account for more than 10% of the total cost which is more than on average. A Finnish company has an understanding that by sending larger shipments in parcels, they could save tens of thousands of euros annually in freight costs in Finland’s domestic shipments. To achieve these savings and optimize total logistics cost, company’s interest is to find out which is the cost efficient way of shipping road shipments of certain volumes; in parcel boxes or on pallets, and what should be the split volume determining the shipment type. Distribution center (DC) costs affect this decision and therefore they need to be also evaluated to determine the total logistics cost savings. Main results were achieved by executing activity-based costing-calculations including DC and road freight costs to determine the ideal split volume with which the total logistics cost is optimal. Calculations were done for Finland’s DC, separately for two main road freight destinations, Finland and Sweden, which cover 50% of road shipment spend. Data for calculations was collected both manually and automatically from various internal and external sources, such as the company ERP system and logistics service providers’ (LSP) reporting. DC processes were studied in practice and compared to model processes. Currently used freight rates were compared to existing pricing models and freight service tendering process was evaluated by participating in the process and comparing it to the models based on literature. The results show that the potential savings are not as significant as the company hoped for, mainly because of packing work increasing DC labor cost. Annual savings by setting ideal split volume per country would account for 0,4 % of the warehousing and transportation costs of shipments in scope of this thesis. Split volume should be set separately for each route, mainly because the pricing model for road freight is different in each country. For some routes bigger parcels should be sent but for some routes pallets should be used more. Next step is to do these calculations for remaining routes to determine total savings potential. Other findings show that the processes in the DC are designed well and the company could achieve savings by executing tenders more efficiently. Company should also pay more attention to parcel pricing and packing the shipments accordingly.

Hydrologisen tilanteen ja tuulivoimatuotannon muutosten vaikutus vesiarvoihin pohjoismaisilla sähkön spot-markkinoilla

Vesivoimalla on merkittävä rooli pohjoismaisessa sähköntuotantojärjestelmässä. Spot-markkinoille tarjottavan vesivoiman hinta riippuu vaihtoehtoisen tuotannon hinnasta ja odotetusta vesivoimantuottajien käytettävissä olevasta veteen sitoutuneen potentiaalienergian määrästä. Hydrologisella tilanteella tarkoitetaan tässä tämän potentiaalienergian poikkeamaa normaalitasostaan. Viime vuosina tuulivoimatuotanto pohjoismaisella sähkömarkkina-alueella on kasvanut voimakkaasti, ja on tullut aiheelliseksi tarkastella, millaisia vaikutuksia tällä on vesivoimantuottajien toimintaan. Työssä määritellään vesivoimalle vaihtoehtoisen sähköntuotannon tuotantokustannus, joka pitkällä aikavälillä toimii vertailutasona, jonka perusteella vesivoimantuottajat määrittävät markkinoilla tarjontahinnan tuotannolleen. Tarkastellaan, kuinka hydrologisen tilanteen ja vaihtoehtoisen tuotannon tuotantokustannusten muutokset vaikuttavat vesiarvoon, joka on hinta, jolla hintariippuvaista eli säätyvää vesivoimaa tarjotaan spot-markkinoille. Todetaan, että hydrologisen tilanteen vahvistuminen ja vaihtoehtoisen tuotantokustannuksen aleneminen alentavat vesiarvoja. Todetaan lisäksi, että tuulivoima vaikuttaa sähkön hinnanmuodostukseen markkinoilla samankaltaisesti kuin hintariippumaton vesivoimatuotanto. Esitetään aikasarjamalli vesivoimatuotannon hintariippuvuuden mallintamiseksi. Vertaillaan vesivoimatuottajien toimintaa kahdella vesivoimatuotantoa sisältävällä hinta-alueella, joista toisella tuulivoimatuotanto on kasvanut voimakkaammin kuin toisella. Havaitaan, että molemmilla hinta-alueilla hydrologisen tilanteen vahvistuminen on alentanut ja heikkeneminen nostanut vesiarvoja. Lisäksi havaitaan, että alueella, jonka tuulivoimatuotanto on kasvanut enemmän, vesiarvot ovat laskeneet suhteessa alueen, jolla tuulivoimatuotanto on kasvanut vähemmän, vesiarvoihin. Tuulivoiman voidaan todeta syrjäyttäneen markkinoilta tuotantokustannuksiltaan kalliimpaa tuotantoa.

Lisenssien hinnoittelupäätösten tärkeys ohjelmistoliiketoiminnassa

Tavoite on selvittää hinnoittelupäätöksien noudattamista ohjelmistoliiketoimintaa harjoittavassa yrityksessä. Lisäksi syitä noudattamiseen ja noudattamatta jättämiseen sekä asiakkaiden hinnoittelutoiveisiin selvitettiin. Teoriassa esitellään kolmea hinnoittelumallia, kuinka näitä malleja käytetään käytännössä? Teoriaosuudessa käsitellään hintaa, hinnoittelua, hinnoittelumalleja ja ohjelmistoliiketoiminnan piirteitä. Empiirisessä osassa tehdään laadullista tutkimusta henkilökohtaisilla puolistrukturoiduilla haastatteluilla, joista kerätään tarjousten kanssa tutkimuksen aineisto. Tutkimusmateriaalin pohjalta vastataan tutkimuskysymyksiin. Vaikka käytännöt olisivat valideja, mutta mikäli hintoja ei nähdä järkevinä, käytännöistä on joustettava. Kohdetuotteilla pitäisi myös olla yhtäläiset hinnoittelumallit. Pääsyyksi käytännöistä joustamiseen nähtiin kohdeasiakkaan olevan avainasiakas tai kilpailijan tarjouksen voittaminen.

How Cloud Services may Enable SMEs to Overcome International Growth Challenges: Finnish SMEs in the IT Industry

Digitalization and technology megatrends such as Cloud services have provided SMEs with a suitable atmosphere and conditions to internationalize and seek for further business growth. There is a limited amount of research on Cloud services from the business perspective and the limitations and challenges SMEs encounter when pursuing international business growth. Thus, the main research question of this study was how Cloud services may enable Finnish SMEs to overcome international growth challenges. The research question was further divided into three sub-questions dealing with matters related to features and characteristics of Cloud services, limitations and challenges Finnish SMEs experience when pursuing international growth of business, and benefits and advantages of utilizing Cloud services to mitigate and suppress international growth challenges. First, the theoretical framework of this study was constructed based on the existing literature on Cloud services, SMEs, and international growth challenges. After this, qualitative research approach and methodology were applied for this study. The data was collected through six semi-structured expert interviews in person with representatives of IBM, Exidio, Big Data Solutions, and Comptel. After analyzing the collected data by applying thematic analysis method, the results were compared with the existing theory and the original framework was modified and complemented accordingly. Resource scarcity, customer base expansion and retention, and lack of courage to try new things and take risks turned out to be major international growth challenges of Finnish SMEs. Due to a number of benefits and advantages of utilizing Cloud services including service automation, consumption-based pricing model, lack of capital expenditures (capex) and huge upfront investments, lightened organization structure, cost savings, speed, accessibility, scalability, agility, geographical expansion potential, global reaching and covering, credibility, partners, enhanced CRM, freedom, and flexibility, it can be concluded that Cloud services can help directly and indirectly Finnish SMEs to mitigate and overcome international growth challenges and enable further business growth.

Sampling Interval and estimated Betas : Implications for the Presence of Transitory Components in Stock Prices

We provide a theoretical framework to explain the empirical finding that the estimated betas are sensitive to the sampling interval even when using continuously compounded returns. We suppose that stock prices have both permanent and transitory components. The permanent component is a standard geometric Brownian motion while the transitory component is a stationary Ornstein-Uhlenbeck process. The discrete time representation of the beta depends on the sampling interval and two components labelled \"permanent and transitory betas\". We show that if no transitory component is present in stock prices, then no sampling interval effect occurs. However, the presence of a transitory component implies that the beta is an increasing (decreasing) function of the sampling interval for more (less) risky assets. In our framework, assets are labelled risky if their \"permanent beta\" is greater than their \"transitory beta\" and vice versa for less risky assets. Simulations show that our theoretical results provide good approximations for the means and standard deviations of estimated betas in small samples. Our results can be perceived as indirect evidence for the presence of a transitory component in stock prices, as proposed by Fama and French (1988) and Poterba and Summers (1988).

Testing Mean-Variance Efficiency in CAPM with Possibly Non-Gaussian Errors : An Exact Simulation-Based Approach

In this paper we propose exact likelihood-based mean-variance efficiency tests of the market portfolio in the context of Capital Asset Pricing Model (CAPM), allowing for a wide class of error distributions which include normality as a special case. These tests are developed in the frame-work of multivariate linear regressions (MLR). It is well known however that despite their simple statistical structure, standard asymptotically justified MLR-based tests are unreliable. In financial econometrics, exact tests have been proposed for a few specific hypotheses [Jobson and Korkie (Journal of Financial Economics, 1982), MacKinlay (Journal of Financial Economics, 1987), Gib-bons, Ross and Shanken (Econometrica, 1989), Zhou (Journal of Finance 1993)], most of which depend on normality. For the gaussian model, our tests correspond to Gibbons, Ross and Shanken’s mean-variance efficiency tests. In non-gaussian contexts, we reconsider mean-variance efficiency tests allowing for multivariate Student-t and gaussian mixture errors. Our framework allows to cast more evidence on whether the normality assumption is too restrictive when testing the CAPM. We also propose exact multivariate diagnostic checks (including tests for multivariate GARCH and mul-tivariate generalization of the well known variance ratio tests) and goodness of fit tests as well as a set estimate for the intervening nuisance parameters. Our results [over five-year subperiods] show the following: (i) multivariate normality is rejected in most subperiods, (ii) residual checks reveal no significant departures from the multivariate i.i.d. assumption, and (iii) mean-variance efficiency tests of the market portfolio is not rejected as frequently once it is allowed for the possibility of non-normal errors.