Ballistisen simuloinnin liikeidean kehittämismahdollisuudet

Asevaikutusta laukaisusta kohteeseen simuloiva integroitu laskentaketju koostuu sisä-, ulko- ja maaliballistiikan malleista. Ulkoballistiikka kattaa laskentamallit radanlaskennan, sääkorjauksen ja ammusaerodynamiikan alueilla. Graafisella käyttöliittymällä toteutetulla, fysikaalisesti tarkkaan mallinnukseen perustuvalla ja kokonaisuuden kattavalla laskentajärjestelmällä on kasvavaa tarvetta teknisiä ja koulutuksellisia tarkoituksia varten. Erikoisesti, jos laskentaketjuun lisätään räjähdysvaikutuksen mallintaminen, voidaan simuloida asejärjestelmien vaikutusta kohteessa käyttäjien arvostamalla tavalla. Tietointensiiviset ballistiikan laskentamallit ovat välttämättömiä työkaluja teknisen suunnitteluosaamisen kattamiseksi ja kilpailuedun luomiseksi verkostoituneessa yritysympäristössä. Yliopistotutkimuksen tuottamien laskennallisten menetelmien hyötykäyttö yritysten suunnittelujärjestelmissä syventää teknistä osaamista, jolla on myös henkilöstöä motivoiva vaikutus teknisesti vaikeutuvilla markkinoilla. Työssä arvioidaan toimialaa analysoimalla eri käyttötarpeita samoille tietokantoihin tukeutuville laskentamalleille. Tarkastellaan teknisiä perusteita, käyttöympäristöjä ja markkinoita liiketoimintamahdollisuuksien tunnistamiseksi. Työn tuloksena syvennetään näkemystä ydinosaamisista ja visioidaan liikeidean erottumista kilpailijoista, markkinoita ja sen kehittämistä.

Kuulla vai kuunnella – käyttäjää osallistavan palveluinnovoinnin lähestymistavan toteuttamisen haasteita julkisella sektorilla

Julkisen sektorin itsensä synnyttämien innovaatioiden ja innovoinnin näkökulma on verrattain tuore innovaatiotutkimuksen tutkimuskohde. Vielä uudempaa lähestymistapaa edustaa käyttäjälähtöinen ja käyttäjää osallistava palveluinnovaatiotutkimus julkisella sektorilla. Käyttäjälähtöisen ja käyttäjää osallistavan palveluinnovoinnin lähestymistavan toteuttamisesta ollaan kiinnostuneita, mutta tieteelliseen tutkimukseen perustuva tieto lähestymistavasta on vielä kohtuullisen niukkaa. Tämän käyttäjälähtöiseen palvelujen innovointiin keskittyvän väitöskirjatutkimuksen päätavoitteena on mikrotasolla tunnistaa ja ryhmitellä käyttäjää osallistavan palveluinnovoinnin lähestymistavan toteuttamisen haasteita julkisella sektorilla. Väitöskirjatutkimuksen alatavoitteena on tutkimuksesta saatavan tiedon avulla muodostaa kysymyslista tukemaan lähestymistavan käyttöönottamista ja toteuttamista julkisen sektorin palveluorganisaatioissa ja -verkostoissa. Julkisen palvelusektorin ohella väitöskirjan tutkimustuloksia voivat soveltuvin osin hyödyntää myös yksityisen ja kolmannen sektorin palveluorganisaatiot ja -verkostot sekä käyttäjälähtöisen innovaatiopolitiikan suunnitteluun ja sen jalkauttamiseen osallistuvat tahot. Haasteita lähestytään tutkimuksessa käyttäjälähtöisen ja käyttäjää osallistavan palveluinnovoinnin lähestymistavan piirteiden kautta ja haasteita tarkastellaan kehittäjäviranomaisten (ryhmätaso) näkökulmasta. Kuntasektori on valittu tutkimukseen edustamaan julkista sektoria. Lähestymistavan piirteiksi tutkimuksessa määritellään käyttäjänäkökulman ohjaava rooli organisaation innovaatiotoiminnan strategisella tasolla ja palvelujen uudistamisprosessien tasoilla, avoimuus (erityisesti käyttäjärajapinta) ja tulkinnallisuus innovaatioprosessien varhaisessa vaiheessa sekä laaja-alainen käsitys innovaatioiden lähteistä käyttäjänäkökulmaa muodostettaessa. Tutkimuksen kohteena on hyvinvointipalveluinnovaatioprosessien varhainen vaihe, jolloin keskeisessä asemassa on uusien ideoiden sekä uuden tiedon ja ymmärryksen hankinta hyödynnettäväksi innovaatioprosessien seuraavissa vaiheissa. Tutkimuksessa rajaudutaan käyttäjälähtöisen palveluinnovoinnin muotoon, jossa käyttäjät intentionaalisesti ja konkreettisesti osallistetaan kehittäjäviranomaisjohtoisiin palveluinnovaatioprosesseihin. Käyttäjiksi tutkimuksessa ymmärretään palvelun loppukäyttäjät palvelujen ”ulkoisina hyödyntäjinä” ja yli sektorialisten palveluprosessien henkilöstö palvelujen ”sisäisinä hyödyntäjinä”. Hyvinvointipalveluista tutkimuksessa ovat edustettuina sosiaali- ja terveyspalvelut sekä ikäihmisten palvelukeskusten tarjoamat palvelut. Kuntasektorin innovaatiotoiminnan kenttä ymmärretään tutkimuksessa verkostomaisena kokonaisuutena, joka ylittää kuntien hallinnolliset rajat. Artikkeliväitöskirjana toteutetun väitöskirjatutkimuksen metodologia perustuu usean tapauksen tapaustutkimukseen (multiple case-studies) ja kvalitatiiviseen tutkimusotteeseen. Työn empiirinen osuus koostuu viidestä artikkelina julkaistusta osatutkimuksesta. Osatutkimuksissa käytetään tapaustutkimuksen eri variaatioita, ja tutkimusaineistot on kerätty kolmesta eri perustutkimusympäristöstä. Osatutkimuksien tapaukset on valittu palvelun käyttäjien ”äänen jatkumon” (the voice of the customer) eri kohdista. Käyttäjän ääntä käytetään tutkimuksessa metodisena ratkaisuna ja metaforana. Lisäksi käyttäjän ääni ymmärretään tutkimuksessa paremminkin kollektiivisena ja laajemmista palvelujen kehittämisnäkökulmista kertovana tekijänä kuin yksittäisten palvelun käyttäjien tarpeista ja toiveista kertovana metaforana. Käyttäjää osallistavan palveluinnovoinnin lähestymistavan toteuttamisen haasteiksi julkisella sektorilla tutkimuksessa tunnistetaan viisi haastetta. Tiivistetysti haasteena on 1. palvelujen käyttäjien subjektiuteen perustuva käyttäjälähtöisyys palvelujen uudistamisessa 2. tunnistaa palvelun käyttäjät innovaatiotoiminnan voimavarana ja rohkaistua heidän osallistamiseensa 3. sitoutuminen yhteistoiminnallisuuteen käyttäjä- ja muita rajapintoja ylittävissä palvelujen uudistamisprosesseissa ja innovaatiohakuisuus työskentelyssä 4. oivaltaa palvelutoivelistoja ja asiakaspalautteita laajempia kehittämisnäkökulmia 5. synnyttää luottamukseen perustuva hyvä kierre palvelun käyttäjien ja kehittäjien välille. Tutkimustuloksena syntyneet haasteet paikannetaan tutkimuksessa käyttäjän äänen jatkumolle erilaisin painotuksin. Lisäksi tutkimustulosten pohjalta tehdään kolme keskeistä johtopäätöstä. Ensinnäkin palvelun kehittäjätahon sekä palvelun loppukäyttäjien ja palvelujen sisäisten hyödyntäjien väliltä on tunnistettavissa innovaatiopotentiaalia sisältäviä rakenteellisia aukkoja. Toiseksi kehittäjäviranomaistahon valmius ja halu laajentaa tiedonmuodostustaan palvelujen uudistamisessa palvelun käyttäjien kanssa yhteisöllisen tiedonmuodostuksen suuntaan on puutteellinen. Kolmanneksi palvelujen kehittäjätaho ei ole sisäistänyt riittävässä määrin käyttäjää osallistavan palveluinnovoinnin lähestymistavan metodologisia perusajatuksia. Tutkimuksessa tunnistetut viisi haastetta osoittavat, että käyttäjää osallistavan palveluinnovoinnin lähestymistavan käyttöönotto hyvinvointipalveluorganisaation tai -verkoston palvelujen innovoinnin lähestymistavaksi ei ole mekaaninen toimenpide. Lähestymistavan käyttöönottoa tukeva kysymyslista perustuu tutkimuksessa tunnistettuihin haasteisiin. Kysymyslista on laadittu siten, että kysymykset liittyvät laajasti julkisten palveluorganisaatioiden ja -verkostojen innovaatiokulttuuriin. Kaksiosaisen kysymyslistan ensimmäisen osan kysymykset käsittelevät innovointia ohjaavia mentaalisia malleja. Ensimmäisessä osassa esitetään esimerkiksi seuraava kysymys: ”Millaista käsitystäpalvelun käyttäjistä (kuntalaisista) sekä käyttäjien ja kehittäjien (viranomaisten) välisestä suhteesta ilmennämme palvelujen innovoinnissa; onko palvelujen käyttäjä (kuntalainen) kohde, jolle kehitetään palveluja, vai onko hän jopa välttämätön kehittämiskumppani?”. Kysymyslistan toisen osan kysymykset liittyvät innovaatiokäytänteisiin ja valmiuksiin. Esimerkkinä voidaan mainita seuraava kaksiosainen kysymys: ”Tukevatko innovaatiokäytänteemme käyttäjärajapinnan ylittäviä innovaatioprosesseja ja sitoudummeko avoimin mielin työskentelyyn palvelun käyttäjien, potentiaalisten käyttäjien tai ei-käyttäjien kanssa? Mitä hyötyjä koemme yhteistoiminnallisuudesta koituvan meille ja käyttäjille sekä innovaation laatuominaisuuksiin?”. Mitä tulee tutkimuksen otsikon alkuosaan ”kuulla vai kuunnella”, vastaus on, että pääpaino on sanalla ”kuulla”. Pohdintaluvussa tuodaan myös esille tarve – tai ainakin kriittisen tarkastelun tarve – käyttäjälähtöisen ja käyttäjää osallistavan palveluinnovoinnin käsitteen ja sen luonteen sekä tavoitteiden määrittelemiselle julkisen sektorin ominaispiirteistä käsin vastapainona alkuperältään yksityisen sektorin liiketoimintakontekstista lähtöisin oleville määrittelyille.

Improving Transportation and Warehousing Efficiency with Simulation-Based Decision Support Systems

Transportation and warehousing are large and growing sectors in the society, and their efficiency is of high importance. Transportation also has a large share of global carbondioxide emissions, which are one the leading causes of anthropogenic climate warming. Various countries have agreed to decrease their carbon emissions according to the Kyoto protocol. Transportation is the only sector where emissions have steadily increased since the 1990s, which highlights the importance of transportation efficiency. The efficiency of transportation and warehousing can be improved with the help of simulations, but models alone are not sufficient. This research concentrates on the use of simulations in decision support systems. Three main simulation approaches are used in logistics: discrete-event simulation, systems dynamics, and agent-based modeling. However, individual simulation approaches have weaknesses of their own. Hybridization (combining two or more approaches) can improve the quality of the models, as it allows using a different method to overcome the weakness of one method. It is important to choose the correct approach (or a combination of approaches) when modeling transportation and warehousing issues. If an inappropriate method is chosen (this can occur if the modeler is proficient in only one approach or the model specification is not conducted thoroughly), the simulation model will have an inaccurate structure, which in turn will lead to misleading results. This issue can further escalate, as the decision-maker may assume that the presented simulation model gives the most useful results available, even though the whole model can be based on a poorly chosen structure. In this research it is argued that simulation- based decision support systems need to take various issues into account to make a functioning decision support system. The actual simulation model can be constructed using any (or multiple) approach, it can be combined with different optimization modules, and there needs to be a proper interface between the model and the user. These issues are presented in a framework, which simulation modelers can use when creating decision support systems. In order for decision-makers to fully benefit from the simulations, the user interface needs to clearly separate the model and the user, but at the same time, the user needs to be able to run the appropriate runs in order to analyze the problems correctly. This study recommends that simulation modelers should start to transfer their tacit knowledge to explicit knowledge. This would greatly benefit the whole simulation community and improve the quality of simulation-based decision support systems as well. More studies should also be conducted by using hybrid models and integrating simulations with Graphical Information Systems.

Improving strategic decision-making with simulation based decision support systems

Combating climate change is one of the key tasks of humanity in the 21st century. One of the leading causes is carbon dioxide emissions due to usage of fossil fuels. Renewable energy sources should be used instead of relying on oil, gas, and coal. In Finland a significant amount of energy is produced using wood. The usage of wood chips is expected to increase in the future significantly, over 60 %. The aim of this research is to improve understanding over the costs of wood chip supply chains. This is conducted by utilizing simulation as the main research method. The simulation model utilizes both agent-based modelling and discrete event simulation to imitate the wood chip supply chain. This thesis concentrates on the usage of simulation based decision support systems in strategic decision-making. The simulation model is part of a decision support system, which connects the simulation model to databases but also provides a graphical user interface for the decisionmaker. The main analysis conducted with the decision support system concentrates on comparing a traditional supply chain to a supply chain utilizing specialized containers. According to the analysis, the container supply chain is able to have smaller costs than the traditional supply chain. Also, a container supply chain can be more easily scaled up due to faster emptying operations. Initially the container operations would only supply part of the fuel needs of a power plant and it would complement the current supply chain. The model can be expanded to include intermodal supply chains as due to increased demand in the future there is not enough wood chips located close to current and future power plants.

Viitearkkitehtuuri Windows-sovelluksen käyttöliittymän modernisoimiseksi web-sovellukseksi

IT-järjestelmillä on tärkeä rooli organisaation liiketoiminnassa. Koska organisaation liiketoimintavaatimukset ja strategia muuttuvat ympäröivän maailman mukaan, täytyy järjestelmän arkkitehtuurin sopeutua vallitsevaan tilanteeseen sekä mahdollisiin muutoksiin lyhyellä ja pitkällä aikavälillä. Modernin web-sovelluksen arkkitehtuuri sopeutuu organisaation liiketoiminnan haasteisiin. Erityisesti hallinnolliseksi ongelmaksi organisaatiossa muodostuvat Windows-sovellukset, koska niiden ylläpito sitoo henkilöresursseja ja niiden käyttökonteksti on rajallinen. Tästä syystä organisaatiot ovat käyneet etsimään ratkaisuja kuinka korvata Windows-sovellukset web-sovelluksilla. Kustannustehokas ratkaisu on modernisoida Windows-sovelluksen käyttöliittymä web-sovellukseksi. Tämän diplomityön tavoitteena oli laatia Logica Suomi Oy yritykselle viitearkkitehtuuri Win-dows-sovelluksen käyttöliittymän modernisoimiseksi web-sovellukseksi. Työ suoritettiin Proof of Concept projektissa, jossa modernisointiin Logican pääkäyttäjäsovellus. Työn tarkoituksena oli tunnistaa laajalti käytetyt arkkitehtuurimallit ja menetelmät jotka mahdollistavat modernisoinnin toteutuksen. Lisäksi tarkoitus oli tunnistaa menetelmät ja ohjelmistot jotka mahdollistavat kustannustehokkaan ja laadukkaan web-sovelluksen kehittämisen ja toteuttamisen. Työn osatavoitteena oli laatia modernisoitavan pääkäyttäjäsovelluksen kokonaisarkkitehtuuri. Työn tuloksena saatiin viitearkkitehtuuri jota voidaan käyttää ja hyödyntää ohjelmistokehitysprojekteissa, asiakkaan dokumentaatiossa, myynnissä ja markkinoinnissa. Viitearkkitehtuurissa on esitelty modernit web-teknologiat joilla on mahdollista toteuttaa web-sovellus jonka käyttökokemus vastaa Windows-sovellusta. Lisäksi tuloksena saatiin pääkäyttäjäsovelluksen kokonaisarkkitehtuuri, jonka tärkeimpiä tuloksia ovat modernisoinnin tavoitetila ja sovellusarkkitehtuuri. Tärkeimpiä jatkotoimenpiteitä ovat viitearkkitehtuuriin pohjautuvan modernisointiviitekehyksen laadinta sekä modernisointiprojektin arviointiin käytettävien mittareiden määrittely, suunnittelu ja toteutus. Relevanttien mittareiden avulla voidaan todeta, vastaako modernisoitu sovellus organisaation liiketoimintavaatimuksia ja strategiaa.

Readout Electronics for Gas Electron Multiplier Detectors

The European Organization for Nuclear Research (CERN) operates the largest particle collider in the world. This particle collider is called the Large Hadron Collider (LHC) and it will undergo a maintenance break sometime in 2017 or 2018. During the break, the particle detectors, which operate around the particle collider, will be serviced and upgraded. Following the improvement in performance of the particle collider, the requirements for the detector electronics will be more demanding. In particular, the high amount of radiation during the operation of the particle collider sets requirements for the electronics that are uncommon in commercial electronics. Electronics that are built to function in the challenging environment of the collider have been designed at CERN. In order to meet the future challenges of data transmission, a GigaBit Transceiver data transmission module and an E-Link data bus have been developed. The next generation of readout electronics is designed to benefit from these technologies. However, the current readout electronics chips are not compatible with these technologies. As a result, in addition to new Gas Electron Multiplier (GEM) detectors and other technology, a new compatible chip is developed to function within the GEMs for the Compact Muon Solenoid (CMS) project. In this thesis, the objective was to study a data transmission interface that will be located on the readout chip between the E-Link bus and the control logic of the chip. The function of the module is to handle data transmission between the chip and the E-Link. In the study, a model of the interface was implemented with the Verilog hardware description language. This process was simulated by using chip design software by Cadence. State machines and operating principles with alternative possibilities for implementation are introduced in the E-Link interface design procedure. The functionality of the designed logic is demonstrated in simulation results, in which the implemented model is proven to be suitable for its task. Finally, suggestions that should be considered for improving the design have been presented.

Applying Qt to programming courses

Työn tavoitteena on sovittaa Qt opetussuunnitelmaan. Työ sisältää Qt:n lyhyen historian sekä katsauksen sen nykytilaan. Nykytilakatsaus sisältää kolme näkökulmaa: miten ja missä Qt:ta voidaan käyttää, sekä sen käyttötarkoitukset teollisuudessa ja opetuksessa. Työn tuloksena syntyy luentodemonstraatiota varten pieni ohjelma, joka on luotu C++:n ja Qt Designerin avulla ja käyttää olennaisia käyttöliittymäkirjaston olioita. Toisena tuotteena työssä syntyy luonnos Lappeenrannan Teknillisen Yliopiston ohjelmointikursseista, joissa Qt:ta voitaisiin käyttää avustamaan opiskelijoita näkemään, miten graafinen ohjelma luodaan sekä valmentaa heitä ymmärtämään viitekehyksien ja graafisten kirjastojen tuomat edut.

Repository Junction Broker

Poster at Open Repositories 2014, Helsinki, Finland, June 9-13, 2014

Preparing for CRIS: Challenges and Opportunities for Systems Integration at Finnish Universities

Poster at Open Repositories 2014, Helsinki, Finland, June 9-13, 2014

Elasticsearch as a new search engine for Invenio and more

Presentation at Open Repositories 2014, Helsinki, Finland, June 9-13, 2014

DSpace-CRIS tutorial

Presentation at Open Repositories 2014, Helsinki, Finland, June 9-13, 2014

ReShare and ReCollect: EPrints data repository solutions developed at the UK Data Archive

Presentation at Open Repositories 2014, Helsinki, Finland, June 9-13, 2014

Toimialakohtaisen tietojärjestelmän käytettävyyden kehittäminen

Työssä on tutkittu toimialakohtaisen tietojärjestelmän käyttöliittymän ja käytettävyyden kehittämistä uuteen sovelluskehittimen versioon siirtymisen yhteydessä. Kirjallisuusosassa käsitellään keskeisiä asioita käyttöliittymien suunnitteluun ja käytettävyyteen kehittämiseen liittyen. Työssä esitetään mahdollisia ratkaisumalleja erinäisiin ongelmiin. Työ sisältää käyttäjäkyselyn, johon vapaaehtoiset järjestelmän käyttäjät osallistuivat. Tämän lisäksi työ sisältää analyysia tutkimuksesta saatujen tulosten perusteella. Lopputuloksena työssä ovat testauksen merkityksen korostuminen ja yhtenäisyys käyttöliittymien suunnittelussa. Myös asiakastyytyväisyyden merkitys tietojärjestelmän käytettävyydessä korostuu.

Natiivin Android-pelin käyttöliittymän skaalautuminen ja suorituskyvyn optimointi

Tässä työssä esiteltiin Android laitteisto- ja sovellusalustana sekä kuvattiin, kuinka Android-pelisovelluksen käyttöliittymä voidaan pitää yhtenäisenä eri näyttölaitteilla skaalauskertoimien ja ankkuroinnin avulla. Toisena osiona työtä käsiteltiin yksinkertaisia tapoja, joilla pelisovelluksien suorituskykyä voidaan parantaa. Näistä tarkempiin mittauksiin valittiin matalatarkkuuksinen piirtopuskuri ja näkymättömissä olevien kappaleiden piilotus. Mittauksissa valitut menetelmät vaikuttivat demosovelluksen suorituskykyyn huomattavasti. Tässä työssä rajauduttiin Android-ohjelmointiin Java-kielellä ilman ulkoisia kirjastoja, jolloin työn tuloksia voi helposti hyödyntää mahdollisimman monessa eri käyttökohteessa.