RTOS Framework for Real-Time Control System

This thesis is done as a complementary part for the active magnet bearing (AMB) control software development project in Lappeenranta University of Technology. The main focus of the thesis is to examine an idea of a real-time operating system (RTOS) framework that operates in a dedicated digital signal processor (DSP) environment. General use real-time operating systems do not necessarily provide sufficient platform for periodic control algorithm utilisation. In addition, application program interfaces found in real-time operating systems are commonly non-existent or provided as chip-support libraries, thus hindering platform independent software development. Hence, two divergent real-time operating systems and additional periodic extension software with the framework design are examined to find solutions for the research problems. The research is discharged by; tracing the selected real-time operating system, formulating requirements for the system, and designing the real-time operating system framework (OSFW). The OSFW is formed by programming the framework and conjoining the outcome with the RTOS and the periodic extension. The system is tested and functionality of the software is evaluated in theoretical context of the Rate Monotonic Scheduling (RMS) theory. The performance of the OSFW and substance of the approach are discussed in contrast to the research theme. The findings of the thesis demonstrates that the forged real-time operating system framework is a viable groundwork solution for periodic control applications.

Integration of Real-Time Simulator, Motion Platform and Haptics

This thesis describes the process of the integration of a real-time simulator environment with a motion platform and a haptic device as a part of the Kvalive project. Several programs running on two computers were made to control the different devices of the environment. User tests were made to obtain information of needed improvements to make the simulator more realistic. Also new ideas for improving the simulator and directions of further research were obtained with the help of this research.

Junan matkustajainformaatiojärjestelmän ohjaaminen

Matkustajat pitävät junissa annettavaa informaatiota entistä tärkeämpänä. Tähän haasteeseen pyritään vastaamaan rutiinikuulutusten, kuten asemille tulokuulutusten, automatisoinnilla. Kuulutukset soitetaan ääneen ja esitetään tekstinä näytöillä. Tällöin annettava informaatio on selkeää ja tasalaatuista myös vieraalla kielellä. Junan tiedot, kuten määränpää ja vaunun myyntinumero, esitetään junan ulkoseinällä ovien vierellä junaan nousevia matkustajia varten. Tässä diplomityössä luodaan yleiskatsaus junaväylään liittyviin standardeihin, TCN-standardiin ja UIC-556-määrelehteen. Yleiskatsauksen lisäksi käsitellään tarkemmin matkustajainformaatiojärjestelmään liittyvät osat. Tutustumme myös UIC-176-määrelehteen, joka käsittelee matkustajainformaatiojärjestelmän näyttöjä. Luomme yleiskatsauksen EKE-Elektroniikka Oy:n kehittämään modulaariseen junanhallintajärjestelmään. Työssä suunnitellaan asiakkaan ja standardien vaatimusten pohjalta matkustajainformaatiojärjestelmä, joka on integroitu junanhallintajärjestelmään. Tekstitiedon välittämiseen vaunusta toiseen käytetään WTB-junaväylää. Siinä kommunikoidaan UIC-556-määrelehden mukaisesti, joka mahdollistaa eurooppalaisen yhteensopivuuden. Työn tuloksena on määritelty järjestelmän fyysinen rakenne, ohjelmistorakenne, vaadittavat tietokannat, tiedon syöttäminen järjestelmälle ja junaväylässä käytettävät telegrammit. Erityishaasteena on ratkaistu tilanne, jossa juna jakautuu matkan varrella useampaan suuntaan.

Liuottajasäiliön hönkien käsittely täytekappalepesurilla

Soodakattilan liuottajasäiliön hönkä on ongelmallinen kaasu sen sisältävän suuren vesihöyrypitoisuuden, pölyn sekä rikkiyhdisteiden vuoksi. Nykyisin sitä ei voida johtaa ilmakehään käsittelemättömänä. Tässä diplomityössä kuvatun järjestelmän avulla liuottajasäiliön hönkä hävitetään soodakattilan tulipesässä. Liuottajasäiliöstä tulevasta höngästä poistetaan kosteutta sekä kiintoaineita jäähdyttämällä sitä täytekappalepesurissa. Tähän diplomityöhön liittyen suunniteltiin koeohjelma. Kokeiden tarkoituksena on tarkastella sekä hönkäpesurin että koko järjestelmän toimintaa erilaisilla kaasun ja nesteen virtauksilla. Lisäksi koeohjelmaan otettiin mukaan höngän esipesurin, sulan hajotushöyryn ja kiertonesteen lämmönsiirtimen toiminnan vaikutus koko järjestelmään. Diplomityössä kuvattujen kokeiden tuloksia ei julkaista tässä työssä. Lopuksi työssä on tarkasteltu höngän ja kiertonesteen laadun vaikutusta täytekappalepesurin sekä koko järjestelmän toimintaan.

Tuotannonohjauksen kehittäminen piensarjatuotannossa

Tämä diplomityö käsittelee teollisen yrityksen tuotannonohjauksen kehittämistä piensarjatuotannossa. Työn kohteena on ABB Oy:n Tuulivoimageneraattorit-tulosyksikkö, joka valmistaa vakiotuotteita asiakasohjautuvasti. Työssä esitellään aluksi tuotannon ja tuotannonohjauksen teoriaa. Lävitse käydään perusasioiden kuten määritelmien, tavoitteiden ja tehtävien lisäksi tuotannonohjausprosessia sekä tuotannonohjauksen tietotekniikkaa. Teorian jälkeisessä empiriaosuudessa esitellään työssä kehitettyjä keinoja tuotannonohjauksen parantamiseksi. Tutkimus on toteutettu teoreettisen ja empiirisen tutkimustyön avulla. Teoreettiseen tutkimustyöhön sisältyi suomalaisiin ja ulkomaalaisiin kirjallisuuslähteisiin perehtyminen. Empiirinen tutkimustyö suoritettiin itsenäisen ongelman ratkaisutyön avulla. Tämä sisälsi kehittämiskohteiden analysoinnin, tarkempien kehittämistarpeiden määrityksen sekä kokeilujen kautta tapahtuneen kehittämistyön. Tutkimuksen päätavoitteena oli selvittää, miten tuotannonohjauksen kehittämisellä voidaan parantaa kohteena olevan tulosyksikön tuottavuutta ja kannattavuutta. Päätavoitteen pohjalta muodostettiin kuusi osatavoitetta: toimitusvarmuuden parantaminen, kapasiteetin kuormitusasteen nostaminen, kapasiteetin suunnittelun kehittäminen, läpäisyaikojen lyhentäminen, uuden ERP-järjestelmän vaatimusmäärittely sekä tuotannonohjausprosessin määrittäminen. Työssä rakennettiin neljään ensiksi mainittuun osatavoitteeseen tietotekniset sovellukset, jotka mahdollistavat osatavoitteiden suunnittelun ja ohjaamisen. Sovelluksia varten kullekin tuotteelle määriteltiin esimerkiksi työnvaiheketjut läpäisyaikoineen, kuormitusryhmät, kuormitusryhmien kapasiteetit, tuotteiden kuormittavuudet sekä kriittiset työvälineet. Työ osoitti, että tietotekniikka auttaa suuresti tuotannonohjauksessa. Lisääntynyt läpinäkyvyys, parantunut tiedonkulku, simulointimahdollisuudet sekä graafinen esitystapa helpottavat erilaisten suunnitelmien teossa ja parantavat siten päätöksenteon laatua. Tietotekniikan hyväksikäytön pohjana toimii tuotannon perus- ja tapahtumatietojen kurinalainen päivitys. Tämän vuoksi tietojärjestelmistä kannattaa rakentaa mahdollisimman yksinkertaisia.

Organisaation toimintamallin muutoksen toteuttaminen

Työn tavoitteena oli selvittää mitä erityspiirteitä esiintyy siirryttäessä kompetenssipohjaiseen organisaatiorakenteeseen ja toimintaan sekä kuvata muutoksen toteutusprosessi. Tutkimus pitää sisällään kaksi keskeisintä ja tärkeää käsitettä: osaamisrakenteen muutos ja sen johtaminen. Empiirinen osa on toteutettu kyselylomakkeen avulla, joka lähetettiin valituille Case-yrityksen operatiivisesta johtamisesta vastuussa oleville esimiehille. Organisaation muutoksen toteuttaminen on erittäin vaativa toimenpide, joka vaikuttaa organisaation jokaiseen henkilöön ja heidän päivittäisiin työtehtäviinsä. Muutoksen toteuttaminen vaatii paljon aikaa, mutta ennen kaikkea kärsivällisyyttä. Mitä isommasta organisaatiosta on kysymys, sitä vaikeampaa toteuttaminen on. Muutokseen vaikuttavat oman henkilöstön lisäksi organisaation ulkoiset tekijät, kuten asiakkaat, markkinat sekä erilaiset osaamiseen ja teknologiaan liittyvät uudenlaiset osaamisvaatimukset. Tärkein tekijä muutoksen onnistumisen kannalta on tiedostaa koko organisaation tasolla, miksi muutokseen lähdetään ja mitkä ovat muutoksen tavoitteet. Tavoitellaanko muutoksella pientä hienosäätöä organisaation toiminnassa vai onko taustalla kokonaan uuden toimintamallin käyttöönotto uudenlaisia strategisia linjauksia myöten.

Venäjän sähkömarkkinareformi

Työn tarkoituksessa on luoda kokonaisvaltainen kuva Venäjän sähkösektorista ja siellä suoritettavasta reformista. Työ johdattelee lukijan aiheeseen kuvaamalla Venäjän sähkösektorin- ja markkinoiden tilaa ennen reformia. Tässä on tärkeää ymmärtää, kuinka kulutus ja tuotanto kohtasivat. Tämän jälkeen siirrytään selvittämään reformin syitä, suuntia ja päämääriä. Reformin kolme pääkohtaa ovat lainsäädännöllisen viitekehyksen luominen, sähkösektorin uudelleenjärjestely sekä uusien sähkömarkkinoiden kehittäminen ja täytäntöönpano. Uudelleenjärjestely on valtava prosessi, joka koskettaa koko Venäjän sähkömarkkinoita. Tämän prosessin keskeisenä tekijänä tosin on lähes monopoliasemaa nauttiva Unified Energy System of Russia. Tätä prosessia pyritään kuvaamaan alusta asti tähän päivään saakka. Toinen merkittävä prosessi on ollut uuden sähkömarkkinamallin kehittäminen ja tämän käyttöönotto. Työssä kuvataan tämän uuden mallin toimintaa ja rakennetta, ja työn loppupuolella pyritään selvittämään Venäjän sähkösektorin tulevaisuuden suunnitelmia, haasteita ja ennusteita.

Business opportunities in power sector of Ukraine : focus small-scale hydro and wind power sectors

In the last few years, the Ukrainian investment market has constantly shown strong performance and significant growth. This is primarily due to the investment attractiveness of Ukraine. From the perspective of investments in energy sector, Ukraine can be described as a country providing significant number of opportunities to multiply invested funds. But there are numbers of risks which hamper large investments. The work objective was to discover opportunities in small-scale hydropower and wind power sectors of Ukraine and more importantly to prove economic expediency of such investments. Thesis covers major of issues, concerning entering the Ukrainian power market as a foreign investor. It provides basic information about the structure of power market, the state of renewables sector in Ukraine, development of power sector in the regions, functioning of Wholesale Electricity Market, formation of electricity prices, possibilities for implementing joint Implementation mechanism, while the most attention, nevertheless, is concentrated on the opportunities in small-scale hydro and wind power sectors. Theoretical part of the study disclosed that Crimea peninsula has perfect wind conditions and could be a prospective area for wind project development. Investment analysis revealed that project profits will be excellent if green tariff for renewable energy is adopted. By the moment uncertainties about green law adoption bring additional risk to the projects and complicate any investment decision.

Analyzing the cost-efficiency and performance of a payroll department by benchmarking

Tämän diplomityön tavoitteena oli analysoida Stora Enson palkkakeskuksen ja sen henkilöstöhallinnon järjestelmän, SAP HR:n, kustannustehokkuutta ja suorituskykyä. Tutkimuksessa käytettiin apuna benchmarkingia. Viisi suurta suomalaisyritystä osallistui benchmarkingiin. Benchmarkingin pääkohteena oli yritysten välinen kustannusvertailu. Kyselyssä perehdyttiin myös yritysten järjestelmien suorituskykyyn. Tuloksien perusteella Stora Enson palkkakeskus tarjoaa kustannustehokkaan ja kilpailukykyisen ratkaisun, joka menestyy hyvin vertailussa muihin suomalaisiin yrityksiin.

Tietotekniikan osaston osastokirjaston varausjärjestelmän suunnittelu ja toteutus

Tietotekniikan osaston osastokirjaston nykyinen varausjärjestelmä toimii paperilapuin merkittävin varauksin. Kirjojen lainaus- ja saatavuustilanne halutaan selkeämmäksi, sekä lainausprosessi helpommaksi. Työssä suunnitellaan varausjärjestelmä vanhan kirjojen hakuun jo olemassa olevan järjestelmän pohjalta, kaikki ohjelmakoodi kirjoitetaan kuitenkin uusiksi, jotta järjestelmä olisi yhtenäinen. Uusina toimintoina lisätään kirjojen varaus ja lainaus, sekä admin-käyttäjälle mahdollisuus tarkastella lainoja ja varauksia. Työn toteutuksessa edetessä sitä testataan jatkuvasti, ennen käyttöönottoa järjestelmää testataan oikeassa käyttöympäristössään. Työn tuloksena on järjestelmä, joka mahdollistaa kirjojen varaamisen ja lainaamisen sekä selkeyttää kirjojen lainaustilannetta. Lisäksi tässä dokumentissa selvitetään lyhyesti järjestelmän jatkokehitysmahdollisuuksia.

Tulospalkkaus käytännössä - ansaittu etu vai toiminnan ohjaaja

Tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää tulospalkkiojärjestelmän vaikutuksia käytännössä. Päätutkimusongelmat olivat: toimiiko tulospalkkiojärjestelmä toivotulla tavalla ja jos ei toimi, niin miten sitä tulisi kehittää? Vastausten saamiseksi kerättiin empiiristä aineistoa suomalaisesta hotelli- ja ravintola-alan yrityksestä. Aineisto kerättiin www-kyselynä Internetin kautta. Kyselyssä selvitettiin mielipiteitä myös avoimin kommentein. Teorian mukaan hyvin toimiva tulospalkkiojärjestelmä voi tukea merkittävästi yrityksen strategisten tavoitteiden saavuttamista. Toisaalta huonosti suunniteltu ja strategian kanssa ristiriidassa oleva järjestelmä voi toimia tavoitteiden vastaisesti. Tulospalkkiojärjestelmän rakenne, kehittämistapa, yhteensopivuus strategian kanssa sekä ennen kaikkea työntekijöiden tietämys järjestelmästä vaikuttavat tulospalkkiojärjestelmän merkitykseen työntekijöille. Tulospalkkiojärjestelmä vaikuttaa yksilön toimintaan merkityksensä kautta. Tutkimuksen teoreettisena viitekehyksenä käytettiin TKK:n tulospalkkiojärjestelmän toimivuusmallia. Mallin avulla arvioitiin tulospalkkiojärjestelmän vaikutuksia tavoitteisiin, toimintaan, yhteistyöhän ja ilmapiiriin sekä työasenteisiin. Lisäksi arvioitiin järjestelmän toimivuutta järjestelmän tarkoituksen, rakenteen sekä esimiestyön kannalta. Tutkimustulokset osoittavat arvioidun järjestelmän toimivan pääosin hyvin ja sillä on merkitystä työntekijöille. Järjestelmä tunnetaan hyvin ja sillä on myös rahallista merkitystä. Toteutuneiden tulospalkkioiden määrä ei kuitenkaan näytä olevan riittävän suuri motivoidakseen sellaisenaan. Teorian ja tutkimustulosten perusteella esitettiin ehdotuksia tulospalkkiojärjestelmän kehittämiseksi. Tulospalkkiojärjestelmää tulisi kehittää yksinkertaisemmaksi, jotta sillä olisi enemmän toivottuja vaikutuksia.

Vaihtelun vähentäminen kehäpyörien kovasorvauksen vaiheajoissa

Tämän työn tarkoituksena oli selvittää miksi kohdeyrityksen erään avainkomponentin, kehäpyörän, kovasorvauksen vaiheajoissa on niin paljon vaihtelua ja kuinka sitä saataisiin vähennettyä. Samalla pyrittiin lyhentämään keskimääräisiä vaiheaikoja. Tutkimus aloitettiin tuotannon nykytilan kartoituksella, jossa selvitettiin yrityksen toimintatapoja ja tuotannon tehokkuutta heikentäviä ongelmia. Tämän jälkeen aloitettiin varsinainen kehitysprojekti, joka perustui Lean-ajatteluun. Lean-ajattelu on tuotannon kehittämiseen tähtäävä filosofia, jossa pyritään tekemään enemmän vähemmällä, poistamalla tuotannosta kaikki ylimääräinen arvoa lisäämätön toiminta. Tuotantoon pyritään saamaan aikaiseksi tuotteiden jatkuva virtaus tuotantoa tahdistamalla. Erinomaisuutta tavoitellaan jatkuvalla parantamisella. Kohdeyrityksen tuotannon ongelmien tarkemmaksi selvittämiseksi toteutettiin erilaisia seurantoja, niin paikan päällä tuotannossa, kuin automaattista tiedonkeruuohjelmistoa hyväksi käyttäen. Seurantojen tuloksena selvisi, että pääsyyt tuotannon vaiheaikojen vaihteluun löytyvät teknisen järjestelmän sijaan ihmisten asenteista ja osaamisesta. Kun kehitystyön tuloksena toteutetaan muutoksia, kohdataan usein muutosvastarintaa. Tällöin tarvitaan tehokasta muutosjohtamista. Muutostyössä on tärkeä hallita tietoa sen jakamisen lisäksi myös sen keräämisessä. Muutoksiin johtavan tiedon tulee olla aina relevanttia ja faktapohjaista. Muutosjohtamisen tavoitteena on saada aikaiseksi tietoa luova organisaatio, joka kestää itsekritiikkiä ja jolla on poisoppimisen taito. Työsuoritusten parantamiseksi toteutettiin pilottihanke, jossa testattiin tässä työssä kehitettyä palautejärjestelmää. Palaute perustui automaattisen tiedonkeruuohjelmiston keräämään dataan. Samalla selvitettiin työtä hidastaneita ongelmia yhteistyössä työntekijöiden kanssa. Pilottihankkeen tulokset ovat lupaavia, sillä seurannassa olleen kehäpyörämallin viikoittaisten vaiheaikojen keskiarvo laski 32,6 % ja kehäpyörän puolikkaiden kovasorvauksen vaiheaikojen vaihtelut vähenivät 18,1 ja 26,8 %. Tämän tutkimuksen tulosten perusteella päivittäisten työmäärien tarkempaa seurantaa kannattaa jatkaa ja palautejärjestelmää kehittää edelleen.

Prosessihäviöiden hyödyntämismahdollisuudet ABB Oy:n Pitäjänmäen elektroniikkatehtaan ilmanvaihdossa

Työn on niin sanottu energia-auditointi. Työssä tutkittiin taajuusmuuttajien valmistuksessa ja testauksessa syntyvien lämpöhäviöiden mahdollisia hyödyntämismahdollisuuksia tehdashallin lämmityksessä. Työssä etsittiin mahdollisia muutos- ja korjausmahdollisuuksia tehtaan nykyiseen järjestelmään. Lisäksi työssä kartoitettiin karkeasti syntyvien häviöiden suuruus.

Opintojaksopalautejärjestelmän kehittäminen ammattikorkeakoululle

Koulutusorganisaatio on nykypäivänä samanlaisten haasteiden edessä kuin liike-elämä. Se joutuu kilpailemaan julkisista resursseista ja hyvistä opiskelijoista. Menestyäkseen tässä kilpailussa organisaation on kehitettävä toimintansa laatua jatkuvasti. Tärkein koulussa tapahtuva toiminto on oppiminen ja oppimisen laatu perustuu koulutusorganisaation laatuun. Tämän diplomityön tavoitteena oli kehittää toimiva opintojaksopalautejärjestelmä Saimaan ammattikorkeakoululle. Palautejärjestelmä on tärkeä osa oppivan organisaation laatujärjestelmää. Työssä tutkittiin aluksi millainen on oppiva organisaatio, miten se oppii ja millaisia vaatimuksia palautejärjestelmään kohdistuu oppivan organisaation ja laatujärjestelmän näkö-kulmasta. Empiirisessä osassa selvitettiin aluksi teemahaastattelujen avulla opiskelijoiden ja opetushenkilöstön näkemyksiä nykyisistä menettelytavoista ja toiveista uuden järjestelmän suhteen. Haastattelujen, kohdeorganisaation nykytilan ja vertailujärjestelmien analysoinnin perusteella suunniteltiin uusi yhteinen palautejärjestelmä nykyisten vaihtelevien palautekäytäntöjen tilalle. Johdon hyväksymä palautejärjestelmä otettiin käyttöön suunnistellusti vuoden 2008 lopulla. Palaute ja seuranta palvelevat organisaation oppimista silloin, kun sekä oppimisesta että opettamisesta kerätään palautetta, palautetta saadaan kattavasti, se viedään toimenpiteiden tasolle ja kaikesta tästä tiedotetaan asianosaisille.

Sellutehtaan sekundäärilämmön käytön tehostaminen

Energia on olennainen osa nykyaikaisen sellutehtaan prosesseja, joissa kuluu suuria määriä lämpöä ja sähköä. Pyrittäessä entistä kustannustehokkaampaan liiketoimintaan nousee energiatehokkuus usein mielenkiinnon kohteeksi. Pitkälle viety sähkön ja lämmön yhteistuotanto yhdistettynä korkeaan biopolttoaineiden osuuteen energian tuotannossa luovat pohjan tälle pyrkimykselle. Sekundäärilämpöä syntyy prosessien sivutuotteena ja sen mahdollisimman suuri hyödyntäminen on yksi keino päästä kohti parempaa energiatehokkuutta. Joissain tapauksissa sillä voidaan korvata jopa primäärienergian käyttöä ja mahdollisesti pienentää ostopolttoaineiden tarvetta. Diplomityössä tutkitaan sellutehtaan sekundäärilämpöjärjestelmän toimintaa, ohjausta ja energiankulutusta. Sekundäärilämpöjärjestelmästä muodostetaan taseet talvitilanteessa ja samalla etsitään mahdollisia uusia talteenotettavia sekundäärilämpövirtoja tai vastaavasti käyttökohteita. Lisäksi päivitetään sekundäärilämpöjärjestelmän raportoinnin ja ohjauksen työkaluja nykytilannetta vastaavaksi. Työn aikana kiinnitetään myös huomiota järjestelmän toimintaan muutostilanteissa, joissa kaikkia vesijakeita ei välttämättä ole saatavilla prosessin tarvitsemia määriä.