Disc Filter External Models in an Integrated Simulation Environment

Työssä tutkittiin kiekkosuodattimeen liittyviä ulkoisia simulointimalleja integroidussa simulointiympäristössä. Työn tarkoituksena oli parantaa olemassa olevaa mekanistista kiekkosuodatinmallia. Malli laadittiin dynaamiseen paperiteollisuuden tarpeisiin tehtyyn simulaattoriin (APMS), jossa olevaan alkuperäiseen mekanistiseen malliin tehtiin ulkoinen lisämalli, joka käyttää hyväkseen kiekkosuodatinvalmistajan mittaustuloksia. Laitetiedon saatavuutta suodattimien käyttäjille parannettiin luomalla Internetissä sijaitsevalle palvelimelle kiekkosuodattimen laitetietomäärittelyt. Suodatinvalmistaja voi palvella asiakkaitaan viemällä laitetiedot palvelimelle ja yhdistämällä laitetiedon simulointimalliin. Tämä on mahdollista Internetin ylitse käytettävän integroidun simulointiympäristön avulla, jonka on tarkoitus kokonaisvaltaisesti yhdistää simulointi ja prosessisuunnittelu. Suunnittelijalle tarjotaan työkalut, joilla dynaaminen simulointi, tasesimulointi ja kaavioiden piirtäminen onnistuu prosessilaitetiedon ollessa saatavilla. Nämä työkalut on tarkoitus toteuttaa projektissa nimeltä Galleria, jossa luodaan prosessimalli- ja laitetietopalvelin Internetiin. Gallerian käyttöliittymän avulla prosessisuunnittelija voi käyttää erilaisia simulointiohjelmistoja ja niihin luotuja valmiita malleja, sekä saada käsiinsä ajan tasalla olevaa laitetietoa. Ulkoinen kiekkosuodatinmalli laskee suodosvirtaamat ja suodosten pitoisuudet likaiselle, kirkkaalle ja superkirkkaalle suodokselle. Mallin syöttöparametrit ovat kiekkojen pyörimisnopeus, sisään tulevan syötön pitoisuus, suotautuvuus (freeness) ja säätöparametri, jolla säädetään likaisen ja kirkkaan suodoksen keskinäinen suhde. Suotautuvuus kertoo mistä massasta on kyse. Mitä suurempi suotautuvuus on, sitä paremmin massa suodattuu ja sitä puhtaampia suodokset yleensä ovat. Mallin parametrit viritettiin regressioanalyysillä ja valmistajan palautetta apuna käyttäen. Käyttäjä voi valita haluaako hän käyttää ulkoista vai alkuperäistä mallia. Alkuperäinen malli täytyy ensin alustaa antamalla sille nominaaliset toimintapisteet virtaamille ja pitoisuuksille tietyllä pyörimisnopeudella. Ulkoisen mallin yhtälöitä voi käyttää alkuperäisen mallin alustamiseen, jos alkuperäinen malli toimii ulkoista paremmin. Ulkoista mallia voi käyttää myös ilman simulointiohjelmaa Galleria-palvelimelta käsin. Käyttäjälle avautuu näin mahdollisuus tarkastella kiekkosuodattimien parametreja ja nähdä suotautumistulokset oman työasemansa ääreltä mistä tahansa, kunhan Internetyhteys on olemassa. Työn tuloksena kiekkosuodattimien laitetiedon saatavuus käyttäjille parani ja alkuperäisen simulointimallin rajoituksia ja puutteita vähennettiin.

Investigation of business models of free zones and possible implications in South East Finland

Tutkielma tarkastelee vapaa alue konseptia osana yritysten kansainvälistä toimitusketjua. Tarkoituksena on löytää keinoja, millä tavoin vapaa alueen houkuttelevuutta voidaan lisätä yritysten näkökulmasta ja millaista liiketoimintaa yritysten on vapaa alueella mahdollista harjoittaa. Tutkielmassa etsitään tekijöitä, jotka vaikuttavat vapaa alueen menestykseen ja jotka voisivat olla sovellettavissa Kaakkois-Suomen ja Venäjän raja-alueelle ottaen huomioon vallitsevat olosuhteet ja lainsäädäntö rajoittavina tekijöinä. Menestystekijöitä ja liiketoimintamalleja haetaan tutkimalla ja analysoimalla lyhyesti muutamia olemassa olevia ja toimivia vapaa alueita. EU tullilain harmonisointi ja kansainvälisen kaupan vapautuminen vähentää vapaa alueen perinteistä merkitystä tullivapaana alueena. Sen sijaan vapaa alueet toimivat yhä enenevissä määrin logistisina keskuksina kansainvälisessä kaupassa ja tarjoavat palveluita, joiden avulla yritykset voivat parantaa logistista kilpailukykyään. Verkostoituminen, satelliitti-ratkaisut ja yhteistoiminta ovat keinoja, millä Kaakkois-Suomen alueen eri logistiikkapalvelujen tarjoajat voivat parantaa suorituskykyään ja joustavuutta kansainvälisessä toimitusketjussa.

Tuotantolinjan suorituskyvyn operatiivinen parantaminen ja ylläpitäminen

Työn tarkoitus on konelinjaan tutustumalla ja kyselyllä selvittää merkittävimmät kehitystä hidastavat ei-tekniset tekijät, jotka vaativat nykyistä enemmän panostusta suorituskyvyn nostamiseksi ja toiminnan tehostamiseksi valitulla konelinjalla. Työn tavoitteena on antaa suositus toimenpiteistä, joilla tehdyt ja tulevaisuudessa tehtävät parannustoimenpiteet viedään nykyistä paremmin käytäntöön. Kyselyn vastausten perusteella lähdetään etsimään haastatteluilla syvällisempiä vastauksia ja toimintaehdotuksia kyselyllä löydettyihin kehitystä vaativiin kohteisiin konelinjalla. Ongelmana eivät ole suorituskyvyn mittarit, vaan parannusten ja uusien toimintatapojen vieminen käytännön toiminnaksi.Nykyään ei-taloudelliset ja ei-tekniset tekijät ovat merkittävässä asemassa suorituskyvyn parantamisessa ja ylläpitämisessä. Henkilöstö on merkittävä voimavara, ja tämän vuoksi esimiesten yksi tärkeimmistä tehtävistä on motivoida työntekijät ja saada sitä kautta piilevät voimavarat tehokkaampaan käyttöön.Konelinjan henkilöstön tehokkaampi työskentely edellyttää läheistä yhteistyötä esimiesten ja työntekijöiden välillä, mitä edesauttaa esimerkiksi toimiva tiedonkulku. On löydettävä uusia toimintamalleja, joilla työntekijöiden osaaminen saadaan paremmin otettua huomioon

All-sky search algorithms for monochromatic signals in bar gravitational wave detector data

In this paper we design and develop several filtering strategies for the analysis of data generated by a resonant bar gravitational wave (GW) antenna, with the goal of assessing the presence (or absence) therein of long-duration monochromatic GW signals, as well as the eventual amplitude and frequency of the signals, within the sensitivity band of the detector. Such signals are most likely generated in the fast rotation of slightly asymmetric spinning stars. We develop practical procedures, together with a study of their statistical properties, which will provide us with useful information on the performance of each technique. The selection of candidate events will then be established according to threshold-crossing probabilities, based on the Neyman-Pearson criterion. In particular, it will be shown that our approach, based on phase estimation, presents a better signal-to-noise ratio than does pure spectral analysis, the most common approach.

Evolutionary Games in Networked Populations: Models and Experiments

Cooperation and coordination are desirable behaviors that are fundamental for the harmonious development of society. People need to rely on cooperation with other individuals in many aspects of everyday life, such as teamwork and economic exchange in anonymous markets. However, cooperation may easily fall prey to exploitation by selfish individuals who only care about short- term gain. For cooperation to evolve, specific conditions and mechanisms are required, such as kinship, direct and indirect reciprocity through repeated interactions, or external interventions such as punishment. In this dissertation we investigate the effect of the network structure of the population on the evolution of cooperation and coordination. We consider several kinds of static and dynamical network topologies, such as Baraba´si-Albert, social network models and spatial networks. We perform numerical simulations and laboratory experiments using the Prisoner's Dilemma and co- ordination games in order to contrast human behavior with theoretical results. We show by numerical simulations that even a moderate amount of random noise on the Baraba´si-Albert scale-free network links causes a significant loss of cooperation, to the point that cooperation almost vanishes altogether in the Prisoner's Dilemma when the noise rate is high enough. Moreover, when we consider fixed social-like networks we find that current models of social networks may allow cooperation to emerge and to be robust at least as much as in scale-free networks. In the framework of spatial networks, we investigate whether cooperation can evolve and be stable when agents move randomly or performing Le´vy flights in a continuous space. We also consider discrete space adopting purposeful mobility and binary birth-death process to dis- cover emergent cooperative patterns. The fundamental result is that cooperation may be enhanced when this migration is opportunistic or even when agents follow very simple heuristics. In the experimental laboratory, we investigate the issue of social coordination between indi- viduals located on networks of contacts. In contrast to simulations, we find that human players dynamics do not converge to the efficient outcome more often in a social-like network than in a random network. In another experiment, we study the behavior of people who play a pure co- ordination game in a spatial environment in which they can move around and when changing convention is costly. We find that each convention forms homogeneous clusters and is adopted by approximately half of the individuals. When we provide them with global information, i.e., the number of subjects currently adopting one of the conventions, global consensus is reached in most, but not all, cases. Our results allow us to extract the heuristics used by the participants and to build a numerical simulation model that agrees very well with the experiments. Our findings have important implications for policymakers intending to promote specific, desired behaviors in a mobile population. Furthermore, we carry out an experiment with human subjects playing the Prisoner's Dilemma game in a diluted grid where people are able to move around. In contrast to previous results on purposeful rewiring in relational networks, we find no noticeable effect of mobility in space on the level of cooperation. Clusters of cooperators form momentarily but in a few rounds they dissolve as cooperators at the boundaries stop tolerating being cheated upon. Our results highlight the difficulties that mobile agents have to establish a cooperative environment in a spatial setting without a device such as reputation or the possibility of retaliation. i.e. punishment. Finally, we test experimentally the evolution of cooperation in social networks taking into ac- count a setting where we allow people to make or break links at their will. In this work we give particular attention to whether information on an individual's actions is freely available to poten- tial partners or not. Studying the role of information is relevant as information on other people's actions is often not available for free: a recruiting firm may need to call a job candidate's refer- ences, a bank may need to find out about the credit history of a new client, etc. We find that people cooperate almost fully when information on their actions is freely available to their potential part- ners. Cooperation is less likely, however, if people have to pay about half of what they gain from cooperating with a cooperator. Cooperation declines even further if people have to pay a cost that is almost equivalent to the gain from cooperating with a cooperator. Thus, costly information on potential neighbors' actions can undermine the incentive to cooperate in dynamical networks.

Minimal requirements for parameters to be used for the development of predictive models for microbial source tracking. The example of the pair somatic coliphages and phages infecting Bacteroides

Several methods and approaches for measuring parameters to determine fecal sources of pollution in water have been developed in recent years. No single microbial or chemical parameter has proved sufficient to determine the source of fecal pollution. Combinations of parameters involving at least one discriminating indicator and one universal fecal indicator offer the most promising solutions for qualitative and quantitative analyses. The universal (nondiscriminating) fecal indicator provides quantitative information regarding the fecal load. The discriminating indicator contributes to the identification of a specific source. The relative values of the parameters derived from both kinds of indicators could provide information regarding the contribution to the total fecal load from each origin. It is also essential that both parameters characteristically persist in the environment for similar periods. Numerical analysis, such as inductive learning methods, could be used to select the most suitable and the lowest number of parameters to develop predictive models. These combinations of parameters provide information on factors affecting the models, such as dilution, specific types of animal source, persistence of microbial tracers, and complex mixtures from different sources. The combined use of the enumeration of somatic coliphages and the enumeration of Bacteroides-phages using different host specific strains (one from humans and another from pigs), both selected using the suggested approach, provides a feasible model for quantitative and qualitative analyses of fecal source identification.

Information Sharing in Drives Alliance Partner Concept

Työssä oli selkeästi kaksi tavoitetta. Ensimmäisenä tavoitteena oli tutkia, millaisesta kumppanuudesta Drives Alliance Partner -konsepti (DAP) muodostuu. Työn toisena tavoitteena oli selvittää ja analysoida DAP-konseptin informaation jakamiseen liittyvät tietotyypit, ja tehdä esitys siitä, mitä tietoa ABB:nja kumppaneiden välillä tulisi vaihtaa. Jotta kumppanuuden tila saatiin selville, tehtiin ABB:n sisäisiä haastatteluja sekä käytettiin hyväksi DAP-konseptista tehtyä dokumentaatiota. Informaation jakamiseen liittyvä tietotarpeiden kartoitus toteutettiin web-pohjaisen kyselyn avulla. Kysely toimitettiin osalle ABB:n nykyisistä kumppaneista sekä sellaisille ABB:n työntekijöille, jotka liittyvät DAP- konseptiin. Työssä luotiin malli kuvaamaan informaation vaihtoa partnereiden j a ABB :n välillä. Malliin otettiin mukaan ne tietotarpeet, jotka tehdyn kyselyn mukaan osoittautuivat tarpeellisiksi. Kumppanuuksiin syventymisen myötä tiedonvaihdon merkitys tulee entisestään korostumaan, mikä asettaa uusia haasteita ABB:lle.

Privacy-friendly Business Models for Location-Based Mobile Services

This paper presents a theoretical model to analyze the privacy issues around location based mobile business models. We report the results of an exploratory field experiment in Switzerland that assessed the factors driving user payoff in mobile business. We found that (1) the personal data disclosed has a negative effect on user payoff; (2) the amount of personalization available has a direct and positive effect, as well as a moderating effect on user payoff; (3) the amount of control over user's personal data has a direct and positive effect, as well as a moderating effect on user payoff. The results suggest that privacy protection could be the main value proposition in the B2C mobile market. From our theoretical model we derive a set of guidelines to design a privacy-friendly business model pattern for third-party services. We discuss four examples to show the mobile platform can play a key role in the implementation of these new business models.

Falsification and corroboration of conceptual hydrological models using geophysical data

Geophysical data may provide crucial information about hydrological properties, states, and processes that are difficult to obtain by other means. Large data sets can be acquired over widely different scales in a minimally invasive manner and at comparatively low costs, but their effective use in hydrology makes it necessary to understand the fidelity of geophysical models, the assumptions made in their construction, and the links between geophysical and hydrological properties. Geophysics has been applied for groundwater prospecting for almost a century, but it is only in the last 20 years that it is regularly used together with classical hydrological data to build predictive hydrological models. A largely unexplored venue for future work is to use geophysical data to falsify or rank competing conceptual hydrological models. A promising cornerstone for such a model selection strategy is the Bayes factor, but it can only be calculated reliably when considering the main sources of uncertainty throughout the hydrogeophysical parameter estimation process. Most classical geophysical imaging tools tend to favor models with smoothly varying property fields that are at odds with most conceptual hydrological models of interest. It is thus necessary to account for this bias or use alternative approaches in which proposed conceptual models are honored at all steps in the model building process.

Impact of model complexity on cross-temporal transferability in Maxent species distribution models: An assessment using paleobotanical data

Maximum entropy modeling (Maxent) is a widely used algorithm for predicting species distributions across space and time. Properly assessing the uncertainty in such predictions is non-trivial and requires validation with independent datasets. Notably, model complexity (number of model parameters) remains a major concern in relation to overfitting and, hence, transferability of Maxent models. An emerging approach is to validate the cross-temporal transferability of model predictions using paleoecological data. In this study, we assess the effect of model complexity on the performance of Maxent projections across time using two European plant species (Alnus giutinosa (L.) Gaertn. and Corylus avellana L) with an extensive late Quaternary fossil record in Spain as a study case. We fit 110 models with different levels of complexity under present time and tested model performance using AUC (area under the receiver operating characteristic curve) and AlCc (corrected Akaike Information Criterion) through the standard procedure of randomly partitioning current occurrence data. We then compared these results to an independent validation by projecting the models to mid-Holocene (6000 years before present) climatic conditions in Spain to assess their ability to predict fossil pollen presence-absence and abundance. We find that calibrating Maxent models with default settings result in the generation of overly complex models. While model performance increased with model complexity when predicting current distributions, it was higher with intermediate complexity when predicting mid-Holocene distributions. Hence, models of intermediate complexity resulted in the best trade-off to predict species distributions across time. Reliable temporal model transferability is especially relevant for forecasting species distributions under future climate change. Consequently, species-specific model tuning should be used to find the best modeling settings to control for complexity, notably with paleoecological data to independently validate model projections. For cross-temporal projections of species distributions for which paleoecological data is not available, models of intermediate complexity should be selected.

Quest for Orthologs Entails Quest for Tree of Life: In Search of the Gene Stream.

Quest for Orthologs (QfO) is a community effort with the goal to improve and benchmark orthology predictions. As quality assessment assumes prior knowledge on species phylogenies, we investigated the congruency between existing species trees by comparing the relationships of 147 QfO reference organisms from six Tree of Life (ToL)/species tree projects: The National Center for Biotechnology Information (NCBI) taxonomy, Opentree of Life, the sequenced species/species ToL, the 16S ribosomal RNA (rRNA) database, and trees published by Ciccarelli et al. (Ciccarelli FD, et al. 2006. Toward automatic reconstruction of a highly resolved tree of life. Science 311:1283-1287) and by Huerta-Cepas et al. (Huerta-Cepas J, Marcet-Houben M, Gabaldon T. 2014. A nested phylogenetic reconstruction approach provides scalable resolution in the eukaryotic Tree Of Life. PeerJ PrePrints 2:223) Our study reveals that each species tree suggests a different phylogeny: 87 of the 146 (60%) possible splits of a dichotomous and rooted tree are congruent, while all other splits are incongruent in at least one of the species trees. Topological differences are observed not only at deep speciation events, but also within younger clades, such as Hominidae, Rodentia, Laurasiatheria, or rosids. The evolutionary relationships of 27 archaea and bacteria are highly inconsistent. By assessing 458,108 gene trees from 65 genomes, we show that consistent species topologies are more often supported by gene phylogenies than contradicting ones. The largest concordant species tree includes 77 of the QfO reference organisms at the most. Results are summarized in the form of a consensus ToL (http://swisstree.vital-it.ch/species_tree) that can serve different benchmarking purposes.

Describing innovative business models and evaluating their wealth potential – Cases Stora Enso and E-bay

Tutkimuksen tavoitteena oli analysoida liiketoimintamalleihin liittyviä teorioita ja erilaisten mallien pohjalta rakentaa selkeä teoria, jota yritykset voivat käyttää määritellessään ja analysoidessaan liiketoimintamalleja. Tutkimuksen kohteena olleet yritykset voitiin jaotella sisäisesti fokusoituneisiin ja ulkoisesti suuntautuneisiin. Jaottelun pohjalta oli mahdollista tehdä johtopäätöksiä koskien liiketoimintamallien potentiaalia. Tutkimus oli luonteeltaan kvalitatiivinen. Tutkimuksen tuloksena on liiketoimintamallien rakentamiseen ja analysointiin sopiva työkalu, jota voidaan käyttää yrityksen strategisessa suunnittelussa.

Accuracy and Precision of Head Motion Information in Multi-Channel Free Induction Decay Navigators for Magnetic Resonance Imaging.

Free induction decay (FID) navigators were found to qualitatively detect rigid-body head movements, yet it is unknown to what extent they can provide quantitative motion estimates. Here, we acquired FID navigators at different sampling rates and simultaneously measured head movements using a highly accurate optical motion tracking system. This strategy allowed us to estimate the accuracy and precision of FID navigators for quantification of rigid-body head movements. Five subjects were scanned with a 32-channel head coil array on a clinical 3T MR scanner during several resting and guided head movement periods. For each subject we trained a linear regression model based on FID navigator and optical motion tracking signals. FID-based motion model accuracy and precision was evaluated using cross-validation. FID-based prediction of rigid-body head motion was found to be with a mean translational and rotational error of 0.14±0.21 mm and 0.08±0.13(°) , respectively. Robust model training with sub-millimeter and sub-degree accuracy could be achieved using 100 data points with motion magnitudes of ±2 mm and ±1(°) for translation and rotation. The obtained linear models appeared to be subject-specific as inter-subject application of a "universal" FID-based motion model resulted in poor prediction accuracy. The results show that substantial rigid-body motion information is encoded in FID navigator signal time courses. Although, the applied method currently requires the simultaneous acquisition of FID signals and optical tracking data, the findings suggest that multi-channel FID navigators have a potential to complement existing tracking technologies for accurate rigid-body motion detection and correction in MRI.

The Business Models of Telecommunications Equipment Manufacturers. Case: Cisco Systems.

Tutkielman tavoitteena oli tarkastella telekommunikaatiolaitevalmistajien liiketoimintamalleja. Tutkielma jakaantuu teoreettiseen ja empiiriseen osaan. Teoreettinen osa keskittyy lähinnä liiketoimintamallin käsitteen määrittelyyn. Olemassa olevien määritelmien, sekä liiketoimintamallin käsitteeseen läheisesti liittyvien termien, pohjalta luotiin liiketoimintamallille uusi malli. Tutkielman empiirinen osa keskittyy case-yritys Cisco Systemsin liiketoimintamallin määrittelyyn ja kehityksen kuvaamiseen. Liiketoimintamallin kehitystä seurattiin kahden vuoden ajalta perehtymällä lähinnä yrityksen lehdistötiedotteisiin, artikkeleihin ja muuhun julkiseen materiaaliin. Ciscon lisäksi empiirisessä osassa tutkittiin kahdeksan muun laitevalmistajan liiketoimintamallien kehitystä. Empiirisen osan päätavoitteena oli selvittää, miten telekommunikaatiolaitevalmistajien liiketoimintamallit kehittyvät nyt ja tulevaisuudessa.