Rakennuskonepalveluita tuottavan pk-yrityksen investointi- ja kustannusmalli

Tämän tutkimuksen päätavoitteena oli luoda yleisellä tasolla kustannusmalli maarakennuskonepalveluita tuottavien pk-yritysten käyttöön ja käytännön päätöstilanteiden avuksi osana päätöksenteko organisaation ja myyntityötä tekevän portaan kustannustarkkailuun. Mallin luomisen tarkoituksena oli että mallia voidaan helposti muokata erilaisten myyntitilanteiden kannattavuuksien tarkasteluun ja sitä kautta malli luo käyttäjilleen etulyöntiaseman luodessa pitkiä palvelusopimuksia ja erilaisten projektityömaiden myyntisopimuksia simuloimalla kaluston siirtokustannuksia olemassa olevien tiedettyjen kustannustekijöiden toimesta. Teollisuudessa ja palvelujentarjoajapuolella on vastaavia malleja esitetty, mutta erityisesti maarakennuspuolen ja konevuokrauksen kustannuslaskentamalleja ei julkisesta ole juurikaan saatavilla. Työn kustannusmallin muutoksia simuloitiin ja testattiin luomalla erilaisia kysyntäskenaarioita joista yksi esitellään tarkemmin työn testausosiossa. mallilla on helppo kasata kustannusdataa erilaisina yhtälöinä miten uudet työmaat ovat kannattavampia luomalla kokonaisvaltaisesti paljon lisää uusia työkohteita. Kustannusmallin rakentamiselle oli kysyntää ja tärkeänä tietona pidettiin kokonaisvaltaista muutosta ja tietoa millä tehollisilla tunneilla vastaavat hankinnat olisivat kannattavia. Työn teoriaosa pohjautuu pääasiassa hinnoittelun, kannattavuuden ja investointilaskelmien teoriaan, artikkeleihin ja tutkimuksiin sekä kirjoihin. Työn empiirinen osa perustuu arvioihin tämän hetken hintatasoista sekä arvioihin kustannusten kertymisestä maarakennuspalveluita tuottavissa pk-yrityksissä joissa organisaatiokaavio on matala ja toiminta tehokasta. Keskeisimmät tulokset liittyvät siihen miten kustannuksia tulee huomioida erilaisille asiakkaille ja millainen kustannusmalli on käyttökelpoinen eri tilanteissa.

Model based analysis of the post-combustion calcium looping process for carbon dioxide capture

This thesis presents a one-dimensional, semi-empirical dynamic model for the simulation and analysis of a calcium looping process for post-combustion CO2 capture. Reduction of greenhouse emissions from fossil fuel power production requires rapid actions including the development of efficient carbon capture and sequestration technologies. The development of new carbon capture technologies can be expedited by using modelling tools. Techno-economical evaluation of new capture processes can be done quickly and cost-effectively with computational models before building expensive pilot plants. Post-combustion calcium looping is a developing carbon capture process which utilizes fluidized bed technology with lime as a sorbent. The main objective of this work was to analyse the technological feasibility of the calcium looping process at different scales with a computational model. A one-dimensional dynamic model was applied to the calcium looping process, simulating the behaviour of the interconnected circulating fluidized bed reactors. The model incorporates fundamental mass and energy balance solvers to semi-empirical models describing solid behaviour in a circulating fluidized bed and chemical reactions occurring in the calcium loop. In addition, fluidized bed combustion, heat transfer and core-wall layer effects were modelled. The calcium looping model framework was successfully applied to a 30 kWth laboratory scale and a pilot scale unit 1.7 MWth and used to design a conceptual 250 MWth industrial scale unit. Valuable information was gathered from the behaviour of a small scale laboratory device. In addition, the interconnected behaviour of pilot plant reactors and the effect of solid fluidization on the thermal and carbon dioxide balances of the system were analysed. The scale-up study provided practical information on the thermal design of an industrial sized unit, selection of particle size and operability in different load scenarios.

Limittelymenetelmän hyödyntäminen verkkovaihtosuuntaajassa: LCL-suotimen mitoitus

Teollisuudessa yleinen trendi on saada entistä tehokkaampia, halvempia, hyötysuhteeltaan parempia ja fyysisiltä mitoiltaan pienempiä sähkökäyttöjä. Luonnollisesti nämä vaatimukset ovat samoja myös taajuusmuuttajilla. Näiden vaatimusten välillä täytyy aina tehdä kompromisseja ja kehittää uusia menetelmiä. Monissa teollisuuden sähkökäytöissä tarvitaan verkkovaihtosuuntaajaa syöttämään tehoa generaattorilta tai jarrutettavalta moottorilta sähköverkkoon. Verkkovaihtosuuntaajassa käytännössä tarvitaan aina LCL-suodin, joka on fyysisesti järjestelmän suurin ja kallein yksittäinen komponentti, ja luonnollisesti suuritehoinen laite vaatii suuren LCL-suotimen. LCL-Suotimen fyysinen koko on kääntäen verrannollinen kytkentätaajuuteen. Tässä diplomityössä esitellään interleaving eli limittelymenetelmä, jonka avulla pystytään kasvattamaan verkkovaihtosuuntaajan ekvivalenttista kytkentätaajuutta ja pienentämään virran värettä sekä kokonaisharmonista säröä. Menetelmästä aiheutuu myös merkittävä haaste, kiertovirrat, joiden suodatusta tutkitaan kahdella eri menetelmällä. Käytetyt suodatustavat ovat LCL-suodin, jossa on lisäksi CM-kuristin ja LCL-suodin, jossa käytetään solujen välistä muuntajaa, ICT:tä. Työ suoritettiin teoriatutkimuksena ja simuloimalla. Tulokset osoittavat, että molemmat suodatustavat voivat toimia todellisessa sovelluksessa. Kuitenkin vain ICT:n omaava suodin on selkeästi vastaavan kokoista kaksitasoista verkkovaihtosuuntaajan suodinta pienempi. Tutkimus osoittaa myös sen, että tutkitussa sovelluskohteessa pelkkä fyysinen suodin ei riitä suodattamaan kiertovirtoja, vaan säätimeen täytyy tehdä myös muutoksia.

Transient current technique simulation of semiconductor detectors

Nowadays advanced simulation technologies of semiconductor devices occupies an important place in microelectronics production process. Simulation helps to understand devices internal processes physics, detect new effects and find directions for optimization. Computer calculation reduces manufacturing costs and time. Modern simulation suits such as Silcaco TCAD allow simulating not only individual semiconductor structures, but also these structures in the circuit. For that purpose TCAD include MixedMode tool. That tool can simulate circuits using compact circuit models including semiconductor structures with their physical models. In this work, MixedMode is used for simulating transient current technique setup, which include detector and supporting electrical circuit. This technique was developed by RD39 collaboration project for investigation radiation detectors radiation hard properties.

Subshifts with Simple Cellular Automata

A subshift is a set of in nite one- or two-way sequences over a xed nite set, de ned by a set of forbidden patterns. In this thesis, we study subshifts in the topological setting, where the natural morphisms between them are ones de ned by a (spatially uniform) local rule. Endomorphisms of subshifts are called cellular automata, and we call the set of cellular automata on a subshift its endomorphism monoid. It is known that the set of all sequences (the full shift) allows cellular automata with complex dynamical and computational properties. We are interested in subshifts that do not support such cellular automata. In particular, we study countable subshifts, minimal subshifts and subshifts with additional universal algebraic structure that cellular automata need to respect, and investigate certain criteria of `simplicity' of the endomorphism monoid, for each of them. In the case of countable subshifts, we concentrate on countable so c shifts, that is, countable subshifts de ned by a nite state automaton. We develop some general tools for studying cellular automata on such subshifts, and show that nilpotency and periodicity of cellular automata are decidable properties, and positive expansivity is impossible. Nevertheless, we also prove various undecidability results, by simulating counter machines with cellular automata. We prove that minimal subshifts generated by primitive Pisot substitutions only support virtually cyclic automorphism groups, and give an example of a Toeplitz subshift whose automorphism group is not nitely generated. In the algebraic setting, we study the centralizers of CA, and group and lattice homomorphic CA. In particular, we obtain results about centralizers of symbol permutations and bipermutive CA, and their connections with group structures.

Suodattimen simulointi Aspen Plus simulointiohjelmistolla

Tässä työssä tutkittiin Aspen Plus-ohjelmiston soveltuvuutta suodattimen simulointiin. Tämän työn kirjallisuusosassa on esitelty eri suodatusmekanismit sekä joitain prosessisimulointiin soveltuvia ohjelmistoja lähdekirjallisuuden perusteella. Kokeellisessa osassa on tutkittu Aspen Plus-ohjelmiston soveltuvuutta suodattimen simuloimiseen. Simulointi suoritettiin käyttäen Aspenin suodatinmoduulin suunnittelumallia. Lähtökohtana käytettiin buchnersuppilolla ZnS-suspensiolle tehtyä koesuodatusta, jonka perusteella saatiin lähtöparametrien, kuten kakun- ja kankaan vastusten arvot. Simuloinnissa mitoitettiin samalle kapasiteetille rumpusuodatin, jonka suodatuspinta-alaa ja kiintoainekakun tilavuutta verrattiin koesuodatuksen vastaaviin arvoihin. Lisäksi vastaava simulointi suoritettiin filtration-and-separation.com sivuston omaa vakiopaineisen vakuumisuodattimen simulointiin tarkoitettua laskentapohjaa käyttäen, jonka tuloksia verrattiin myös Aspenilla saatuihin simulointituloksiin.

Comparison of Different Concentrated Solar Power Collector Designs and Development of a Linear Fresnel Solar Collector Model

Concentrated solar power (CSP) is a renewable energy technology, which could contribute to overcoming global problems related to pollution emissions and increasing energy demand. CSP utilizes solar irradiation, which is a variable source of energy. In order to utilize CSP technology in energy production and reliably operate a solar field including thermal energy storage system, dynamic simulation tools are needed in order to study the dynamics of the solar field, to optimize production and develop control systems. The object of this Master’s Thesis is to compare different concentrated solar power technologies and configure a dynamic solar field model of one selected CSP field design in the dynamic simulation program Apros, owned by VTT and Fortum. The configured model is based on German Novatec Solar’s linear Fresnel reflector design. Solar collector components including dimensions and performance calculation were developed, as well as a simple solar field control system. The preliminary simulation results of two simulation cases under clear sky conditions were good; the desired and stable superheated steam conditions were maintained in both cases, while, as expected, the amount of steam produced was reduced in the case having lower irradiation conditions. As a result of the model development process, it can be concluded, that the configured model is working successfully and that Apros is a very capable and flexible tool for configuring new solar field models and control systems and simulating solar field dynamic behaviour.

Kaksivaiheisen lämmöntalteenottoprosessin soveltuvuus poistoilmanvaihtoiseen kerrostaloon

Diplomityön tavoitteena oli tarkastella perinteistä poistoilmanvaihtoa käyttävän kerrostalon lämmöntalteenottoa menetelmällä, joka yhdistää poistoilmalämpöpumpun ja maalämpöpumpun toiminnat. Nostamalla maalämpöpumpulle tulevan veden lämpötilaa saadaan nostettua järjestelmän COP-arvoa, jolla on suuri merkitys laitteen energiateknisen toiminnan kannalta. Laskelmat tehtiin Suomen rakennusmääräyskokoelman ohjeiden mukaisesti käyttämällä MX6- energiaohjelmaa sekä simuloimalla kylmäprosessia. Tulokset yhdistettiin taulukkolaskentaohjelmassa, ja näin saatiin teoreettinen säästölaskelma, joka perustuu arvioituun kuukausittaiseen energian keskikulutukseen, ts. taseeseen. Työssä todettiin, että poistoilmalämpöpumppu saattaisi kuluttaa poistoilman lämmöntalteenotossa liikaa sähköä, työssä tarkoitetulla tavalla. Kulutus olisi enemmän kuin maalämpöpumpun COP-arvon parantamisella saatava rahallinen hyöty. Koneellisen poistoilman välittämän energian tehokas käyttö on kuitenkin yksi mahdollisuus säästää maalämpöreikien poraamisessa, jos kerrostalossa harkittaisiin kokonaan maalämpöön siirtymistä.

Contrast sensitivity to angular frequency gratings is not higher than to Cartesian gratings

When contrast sensitivity functions to Cartesian and angular gratings were compared in previous studies the peak sensitivity to angular stimuli was reported to be 0.21 log units higher. In experiments carried out to repeat this result, we used the same two-alternative forced-choice paradigm, but improved experimental control and precision by increasing contrast resolution from 8 to 12 bits, increasing the screen refresh rate from 30 Hz interlaced to 85 Hz non-interlaced, linearizing the voltage-luminance relation, modulating luminance in frequencies that minimize pixel aliasing, and improving control of the subject's exposure to the stimuli. The contrast sensitivity functions to Cartesian and angular gratings were similar in form and peak sensitivity (2.4 cycles per visual degree (c/deg) and 32 c/360º, respectively) to those reported in a previous study (3 c/deg and 32 c/360º, respectively), but peak sensitivity to angular stimuli was 0.13 log units lower than that to Cartesian stimuli. When the experiment was repeated, this time simulating the experimental control level used in the previous study, no difference between the peak sensitivity to Cartesian and angular stimuli was found. This result agrees with most current models that assume Cartesian filtering at the first visual processing stage. The discrepancy in the results is explained in part by differences in the degree of experimental control.

Productizing of advanced service for power plants

Työn tavoitteena on kehittää ABB:lle palvelutuote, jota voidaan tarjota voimalaitosasiakkaille. Uuden palvelutuotteen tulee vastata ABB:n uuden strategian linjauksiin. Palvelulla tarjotaan asiakkaille 1.1.2015 voimaan tulleen energiatehokkuuslain määrittelemien pakollisten toimenpiteiden suoritusta. Työssä kerätään, käsitellään ja analysoidaan tietoa voimalaitosasiakkaille suunnatun palvelun tuotteistamisprosessin päätöksenteon tueksi. Palvelutuotteen kehittämistä varten tutkitaan ABB:n nykyisiä palvelutuotteita, osaamista ja referenssi projekteja, energiatehokkuuslakia, voimalaitosten energiatehokkuus-potentiaalia ja erilaisia energiakatselmusmalleja. Päätöksenteon tueksi tehdään referenssiprojektina energia-analyysi voimalaitokselle, jossa voimalaitoksesta tehdään ipsePRO simulointiohjelmalla mallinnus. Mallinnuksen ja koeajojen avulla tutkitaan voimalaitoksen minimikuorman optimointia. Markkinatutkimuksessa selvitetään lainsäädännön vaikutusta, nykyistä markkinatilannetta, potentiaalisia asiakkaita, kilpailijoita ja ABB:n mahdollisuuksia toimia alalla SWOT–analyysin avulla. Tutkimuksen tulosten perusteella tehdään päätös tuotteistaa voimalaitoksille palvelutuote, joka sisältää kaikki toimet energiatehokkuuslain asettamien vaatimusten täyttämiseen yrityksen energiakatselmuksen vastuuhenkilön, energiakatselmuksen ja kohdekatselmuksien teon osalta. Lisäksi työn aikana Energiavirasto myönsi ABB:lle pätevyyden toimia yrityksen energiakatselmuksen vastuuhenkilönä, mikä on edellytyksenä palvelun tarjoamiselle.

Mental rotation of anthropoid hands: a chronometric study

It has been shown that mental rotation of objects and human body parts is processed differently in the human brain. But what about body parts belonging to other primates? Does our brain process this information like any other object or does it instead maximize the structural similarities with our homologous body parts? We tried to answer this question by measuring the manual reaction time (MRT) of human participants discriminating the handedness of drawings representing the hands of four anthropoid primates (orangutan, chimpanzee, gorilla, and human). Twenty-four right-handed volunteers (13 males and 11 females) were instructed to judge the handedness of a hand drawing in palm view by pressing a left/right key. The orientation of hand drawings varied from 0º (fingers upwards) to 90º lateral (fingers pointing away from the midline), 180º (fingers downwards) and 90º medial (finger towards the midline). The results showed an effect of rotation angle (F(3, 69) = 19.57, P < 0.001), but not of hand identity, on MRTs. Moreover, for all hand drawings, a medial rotation elicited shorter MRTs than a lateral rotation (960 and 1169 ms, respectively, P < 0.05). This result has been previously observed for drawings of the human hand and related to biomechanical constraints of movement performance. Our findings indicate that anthropoid hands are essentially equivalent stimuli for handedness recognition. Since the task involves mentally simulating the posture and rotation of the hands, we wondered if "mirror neurons" could be involved in establishing the motor equivalence between the stimuli and the participants' own hands.

Rabbit model of uncontrolled hemorrhagic shock and hypotensive resuscitation

Clinically relevant animal models capable of simulating traumatic hemorrhagic shock are needed. We developed a hemorrhagic shock model with male New Zealand rabbits (2200-2800 g, 60-70 days old) that simulates the pre-hospital and acute care of a penetrating trauma victim in an urban scenario using current resuscitation strategies. A laparotomy was performed to reproduce tissue trauma and an aortic injury was created using a standardized single puncture to the left side of the infrarenal aorta to induce hemorrhagic shock similar to a penetrating mechanism. A 15-min interval was used to simulate the arrival of pre-hospital care. Fluid resuscitation was then applied using two regimens: normotensive resuscitation to achieve baseline mean arterial blood pressure (MAP, 10 animals) and hypotensive resuscitation at 60% of baseline MAP (10 animals). Another 10 animals were sham operated. The total time of the experiment was 85 min, reproducing scene, transport and emergency room times. Intra-abdominal blood loss was significantly greater in animals that underwent normotensive resuscitation compared to hypotensive resuscitation (17.1 ± 2.0 vs 8.0 ± 1.5 mL/kg). Antithrombin levels decreased significantly in normotensive resuscitated animals compared to baseline (102 ± 2.0 vs 59 ± 4.1%), sham (95 ± 2.8 vs 59 ± 4.1%), and hypotensive resuscitated animals (98 ± 7.8 vs 59 ± 4.1%). Evidence of re-bleeding was also noted in the normotensive resuscitation group. A hypotensive resuscitation regimen resulted in decreased blood loss in a clinically relevant small animal model capable of reproducing hemorrhagic shock caused by a penetrating mechanism.

Luonnonkiertovirtauksen kääntyminen pystyhöyrystimen lämmönvaihtoputkissa

Diplomityössä tutkitaan virtauksen kääntymistä Lappeenrannan teknillisen yliopiston PWR PACTEL –koelaitteiston pystyhöyrystimen lämmönvaihtoputkissa käyttäen APROS–prosessisimulointiohjelmaa. Työn teoriaosassa esitellään pystyhöyrystimillä varustettuja koelaitteistoja, erityisesti PWR PACTEL ja sen höyrystin. Lisäksi esitellään virtauksen kääntymisestä tehtyjä havaintoja ja käsitellään kääntymistä teoreettisesta näkökulmasta. Simulointiosan alussa esitellään työssä käytetty APROS –prosessisimulointiohjelma, sekä sen avulla höyrystimestä luodut mallit. Työssä on tutkittu virtauksen käännöstapahtumaa simuloimalla useita eri transienttitilanteita pienillä primäärimassavirroilla. Simulaatiotapauksissa havaittiin virtauksen kääntyvän höyrystimen eripituisissa lämmönvaihtoputkissa, tilanteesta riippuen pääosin lyhimmissä tai toisiksi lyhimmissä lämmönvaihtoputkissa. Transienttien eri vaiheiden, ts. primäärimassavirran muutos- ja tasaantumisvaiheiden pituuden havaittiin vaikuttavan siihen, minkä pituisissa putkissa kääntyminen tapahtuu ja missä järjestyksessä.

Rigid body dynamics and Kalman filtering

X-ray computed log tomography has always been applied for qualitative reconstructions. In most cases, a series of consecutive slices of the timber are scanned to estimate the 3D image reconstruction of the entire log. However, the unexpected movement of the timber under study influences the quality of image reconstruction since the position and orientation of some scanned slices can be incorrectly estimated. In addition, the reconstruction time remains a significant challenge for practical applications. The present study investigates the possibility to employ modern physics engines for the problem of estimating the position of a moving rigid body and its scanned slices which are subject to X-ray computed tomography. The current work includes implementations of the extended Kalman filter and an algebraic reconstruction method for fan-bean computer tomography. In addition, modern techniques such as NVidia PhysX and CUDA are used in current study. As the result, it is numerically shown that it is possible to apply the extended Kalman filter together with a real-time physics engine, known as PhysX, in order to determine the position of a moving object. It is shown that the position of the rigid body can be determined based only on reconstructions of its slices. However, the simulation of the body movement sometimes is subject to an error during Kalman filter employment as PhysX is not always able to continue simulating the movement properly because of incorrect state estimation.

Ultrastructural changes of Fusobacterium nucleatum as a defense mechanism against human neutrophil peptide-1 - A Transmission Electron Microscopy (TEM) study

Aims: The aim of this work was to assess the ultrastructural changes, cellular proliferation, and the biofilm formation ability of F. nucleatum as defense mechanisms against the effect of HNP-1. Materials and methods: The type strain of F. nucleatum (ssp. nucleatum ATCC 25586) and two clinical strains (ssp. polymorphum AHN 9910 and ssp. nucleatum AHN 9508) were cultured and incubated with four different test concentrations of recombinant HNP-1 (1, 5, 10 and 20 µg/ml) and one control group (0 µg/ml). Bacterial pellets from each concentration were processed for TEM imaging. Planktonic growth was assessed and colony forming units (CFU) were measured to determine the cellular proliferation. Scrambled HNP-1 was used for confirmation. Results: TEM analyses revealed a decrease in the outer membrane surface corrugations and roughness of the strain AHN 9508 with increasing HNP-1 concentrations. In higher concentrations of HNP-1, the strain AHN 9910 showed thicker outer membranes with a number of associated rough vesicles attached to the outer surface. For ATCC 25586, the treated bacterial cells contained higher numbers of intracellular granules with increasing the peptide concentration. Planktonic growth of the two clinical strains were significantly enhanced (P<0.001) with gradually increased concentrations of HNP-1. None of the planktonic growth results of the 3 strains incubated with the scrambled HNP-1 was statistically significant. HNP-1 decreased the biofilm formation of the two clinical strains, AHN 9910 and 9508, significantly (P<0.01 and P<0.001; respectively). Conclusions: The present in vitro study demonstrates that F. nucleatum has the ability to withstand the lethal effects of HNP-1 even at concentrations simulating the diseased periodontium in vivo. The increase in planktonic growth could act as defense mechanisms of F. nucleatum against HNP-1.