Virtuaalitekniikoiden ja riskianalyysin käyttö kivenmurskainten tuotekehityksessä

Tässä työssä keskitytään Metso Mineralsin valmistamien tuotteiden suunnitteluympäristöön ja erityisesti sen kehittämismahdollisuuksiin uusien teknologioiden avulla. Käyttövarmuuden parantamiseksi yksi potentiaalisimmista keinoista on parantaa laitteiden huollettavuutta. Tyypillisesti huollettavuuden verifiointi tapahtuu vasta prototyyppien testauksessa työmaaolosuhteissa, jolloin havaittujen ongelmien muuttaminen on hankalaa. Siksi huollettavuuteen tulisi kiinnittää enemmän huomiota jo tuotekehitysvaiheessa. Tässä työssä selvitetään virtuaalitekniikoiden tarjoamia mahdollisuuksia em. asioiden parantamiseksi. Työn toisena osakokonaisuutena tutkitaan riskianalyysien kehittämismahdollisuuksia. Tavoitteena on kehittää toimiva menetelmä riskianalyysin suorittamiseen virtuaaliprototyyppien avulla ja testata kaupallisten riskianalyysiin tarkoitettujen sovellusten käyttöä. Lopuksi tarkastellaan vielä uusien menetelmien integrointia osaksi tuotekehitysprosessia. Tehtyjen Case-tutkimusten perusteella havaittiin, että virtuaaliympäristöjen ja -tekniikoiden avulla saavutetaan hyötyä tuotekehityksen varhaisessa vaiheessa. Kyselytutkimuksesta saadun palautteen perusteella virtuaalitekniikoiden sovelluksille annettiin asteikolla 1–5 yleisarvosanaksi keskimäärin kolme. Virtuaalitekniikoiden ja riskianalyysien yhteiskäyttöä testattiin onnistuneesti, mutta tämä vaatii vielä kehittämistä.

Improving the calculation of rate of stratification in APROS

APROS (Advanced Process Simulation Environment) is a computer simulation program developed to simulate thermal hydraulic processes in nuclear and conventional power plants. Earlier research at VTT Technological Research Centre of Finland had found the current version of APROS to produce inaccurate simulation results for a certain case of loop seal clearing. The objective of this Master’s thesis is to find and implement an alternative method for calculating the rate of stratification in APROS, which was found to be the reason for the inaccuracies. Brief literature study was performed and a promising candidate for the new method was found. The new method was implemented into APROS and tested against experiments and simulations from two test facilities and the current version of APROS. Simulation results with the new version were partially conflicting; in some cases the new method was more accurate than the current version, in some the current method was better. Overall, the new method can be assessed as an improvement.

Rasitusten älykäs seuranta

Tässä diplomityössä käsitellään monikappalesysteeminä mallinnetun toimilaitteen tai mekaanisen systeemin kappaleissa vaikuttavien rasitusten, siirtymien ja jännitysten laskentamenetelmiä. Työhön sisällytettyjen menetelmien valinta on toteutettu 2000-luvulla virtuaalisuunnittelua käsittelevissä tiedelehdissä julkaistujen artikkelien pohjalta. Työn tarkoituksena on muodostaa kirjallisuuskatsaus uusien laskentamenetelmien ominaisuuksista ja metodiikasta, mitä voidaan tarvittaessa soveltaa virtuaalisuunnittelun tarpeisiin. Kaksi esiteltävistä menetelmistä on optimointimenetelmiä (RBDO ja ESL). Muissa menetelmissä käsitellään muun muassa venymien rekonstruointia ja hankauskitkasta komponentteihin kohdistuvia jännityksiä. Moving frame-menetelmässä sovelletaan kelluvan koordinaatiston periaatetta, yksi menetelmistä perustuu selkeästi osarakennetekniikkaan ja yhdessä kappaleiden joustokäyttäytymistä mallinnetaan muotofunktioiden avulla. Lisäksi on kolme soveltavaa esimerkkiä rasitusten seurannasta teollisuuskoneissa. Laskentamenetelmät ovat luonteeltaan ja sovelluskelpoisuudeltaan erilaisia. Optimointimenetelmät ovat parhaimmillaan rakenteiden jatkokehitystyössä, siinä missä muut menetelmät soveltuvat joko olemassa olevien rakenteiden mallintamiseen tai kokonaan uusien systeemien suunnittelutyökaluiksi. Tätä eroavuutta voidaan pitää hyvänä asiana, jotta voidaan valita parhaiten omiin tarkoituksiin soveltuva menetelmä.

Viilunoikaisujärjestelmän esisuunnittelu

Tämän diplomityön tavoitteena oli etsiä ratkaisuvaihtoehtoja vaneriteollisuudessa esiintyvään liimatikkuongelmaan ja jatkolinjan hyötysuhdeongelmaan. Tavoitteena oli myös, että löydetyistä ratkaisuvaihtoehdoista valittaisiin ratkaisu, jolla on mahdollisimman nopea investoinnin takaisinmaksuaika. Työn kirjallisuusosassa kerrotaan järjestelmällisen tuotesuunnittelumenetelmän alkuvaiheet. Tätä menetelmää käytetään kiinteästi kaikissa koneensuunnitteluprojektien alkuvaiheissa. Menetelmää voidaan käyttää myös jo valmiiden järjestelmien kehittämiseen. Työn käytännönosassa esitellään ensin ongelman syy-seuraussuhteet. Ongelmaan esitetään useita eri ratkaisuvaihtoehtoja. Ratkaisuvaihtoehdoille laskettiin tuotot vuodessa, joka perustui puuraaka-aine säästöön ja laadun parantumiseen. Ratkaisuvaihtoehtojen tuottoja verrattiin nykyisen järjestelmän tuottoihin. Lopuksi eri ratkaisuvaihtoehdot pisteytettiin taloudellisten ja teknisten kriteerien avulla. Parhaimmat pisteet saanut ratkaisuvaihtoehto valittiin jatkokehitykseen. Työn merkittävämmät tulokset perustuvat esitettyihin ratkaisuvaihtoehtoihin, joilla saadaan ratkaistua liimatikkuongelma ja hyötysuhdeongelma jatkoslinjalla. Paras ratkaisuvaihtoehto täyttää myös vaatimukset, jotka on määritelty jo työn alussa.

Mission and development : Finnish Pentecostal, Lutheran and Orthodox mission agencies in development work in Kenya 1948 - 1989

År 1974 började den finska regeringen kanalisera pengar för utvecklingssamarbete genom medborgarorganisationer. Tre år senare och fram till år 1988 beviljade regeringen ett speciellt anslag specifikt för missionsorganisationers utvecklingsprojekt. De finska pingstvännerna, lutheranerna och de ortodoxa utvidgade samtliga sitt sociala arbete i Kenya med statens stöd. Deras projekt var likadana: alla byggde läroanstalter, utvecklade Kenyas hälsoservice och sysselsatte kenyaner. Olikheterna mellan pingstvännerna, lutheranerna och de ortodoxa blev tydliga genom diverse problem som de mötte inom ramen för utvecklingssamarbetet. Den finska pingströrelsen bestod av självständiga församlingar, och pingstvännerna måste omvandla sin takorganisation, Suomen Vapaa Ulkolähetys, så att utvecklingsprojekt blev en viktig gren av dess verksamhet. Lutheranerna som till en början hade sänt missionärer för att arbeta i den kenyanska kyrkans tjänst började i medlet av 1970-talet i ökande grad bygga sociala anstalter med statens pengar. Ett problem var att statens stöd varade endast för en begränsad tid och att den lutherska kyrkan i Kenya inte hade råd att överta dessa anstalter och täcka deras löpande kostnader i framtiden. De finska ortodoxa, för sin del, igångsatte sociala projekt i samarbete med de ortodoxa i Kenya. Under några år fick de dock lära sig att de inte kunde driva självständiga utvecklingsprojekt i Patriarkens i Alexandria maktsfär. Den finska ortodoxa missionen blev tvungen att underkasta sig ärkebiskopen i Nairobi. År för år beviljade den finska regeringen större anslag för missionsorganisationernas utvecklingsprojekt och statens ansvar för kostnaderna ökade från 50% till 60% år 1984. Intressant nog mottog både lutheranerna och de ortodoxa mindre statliga pengar för utvecklingssamarbete år 1989 än 1984. Däremot växte pingstvännernas utvecklingssamarbete i Kenya under hela 1980-talet. Eftersom pingstvännerna inte ville använda sina medlemmarnas pengar (som var avsedda för missionsverksamhet) till sociala projekt täckte de sin andel i utvecklingskostnaderna med pengar från utanförstående. Pingstvännerna utvecklade en omfatttande komersiell och även industriell verksamhet för att samla in pengar för sina utvecklingsprojekt.

Katkeransuloiset Karjalan kuvat. Kontekstualisoiva tutkimus Karjala-kuvateoksista 1940–1942

Suomessa julkaistiin sotavuosina yhdeksän luovutettua Karjalaa käsittelevää kuvateosta, joissa muisteltiin sotia edeltävää aikaa. Nämä teokset olivat Viipuri – Viborg (1940), Muistojen Karjalaa (1940), Karjala – muistojen maa (1940), Kuvia Raja-Karjalasta (1940), Kaunis, kallis, kadotettu Karjala – hymyilevä, kutsuva, muistojen maa kesällä 1939. Muistokuvasto Karjalasta (1940), Viipuri ennen ja nyt (1941), Laatokan mainingit. Laatokan ja sen rannikon elämää sanoin ja kuvin (1942), Ratkaisun vuodet. Kuvakertomus Suomen kohtalonpäiviltä (1942) sekä Rakas entinen Karjala (1942). Tässä työssä tutkin, millaisia teokset ovat, ketkä niitä tekivät ja miten ilmestymisajan tapahtumat näkyvät niiden sisällössä. Luetteloin teoksissa olevat 3798 valokuvaa ja teemoittelin niissä olevat aiheet. Tulkitsen kontekstualisoiden luetteloinnin tuloksia, ja syvennän kontekstualisointia edustavia esimerkkikuvia analysoimalla. Kerron myös, missä kuvat on otettu ja ketkä kuvateoksia tekivät. Kuvia luin yhtäältä dokumentaarisella tasolla (denotaatio) ja toisaalta symbolisella tasolla (konnotaatio). Kontekstualisoin esimerkkikuvat samoin dokumentaarisella ja symbolisella tasolla. Käyttämääni menetelmää voi verrata Panofskyn ikonografiseen kuvantulkintakehykseen. Teosten tekijöistä nostan esiin kirjailija Olavi Paavolaisen ja kansatieteilijä-valokuvaaja Pekka Kyytisen. Huomasin, että muisteluteosten yhteys julkaisuajankohdan kulttuuriseen ja yhteiskunnalliseen tilanteeseen oli vahva. Teoksissa näkyvät esimerkiksi Karjalan luovutus ja takaisinvalloitus, korvauslakikysymys, sota-, jälleenrakennus- ja väestönlisääntymispropagandat, kansan yhtenäistämispyrkimykset, työnjaon sukupuolinormit ja niiden murros, alastomuusliike sekä horjumaton tulevaisuudenusko. Yleisten yhteiskunnallisten kontekstien lisäksi kuvateoksilla on yksityinen, traumaattisesta kokemuksesta parantava merkityksensä. Teosten kuvien avulla haluttiin auttaa siirtokarjalaisia muistelemaan menettämäänsä kotiseutua sekä myös joissain tapauksissa tuottaa heille taloudellista apua. Välirauhan aikana julkaistuissa teoksissa muistelemisen konteksti on menetetty koti, mutta jatkosodan alun teoksissa muistellaan takaisin saadun Karjalan sotia edeltäviä, tuhoamattomia maisemia. Muisteluteosten kuvista nousee esiin myös rajallisuuden teema. Teosten kuvissa on esitelty Karjalaa lännen ja idän rajamaana sekä toisaalta myös modernin ja perinteikkään sekä luterilaisuuden ja ortodoksisuuden kohtaamisen paikkana. Kuvien ottamispaikkoja tarkastellessani huomasin, että monet kuvat on otettu rajapitäjissä tai vesistöjen lähellä. Muistelukuvateokset rakentavat värikästä, moniulotteista ja ristiriitaistakin kuvaa Karjalasta. Samoin kuin kaleidoskoopissa, muisteluteosten kuvien aiheista voidaan, tulkitsijasta riippuen, koota mitä erilaisimpia karjaloita. Jatkotutkimus voisikin kohdistua muistelukuvaston vertaamiseen ajan muihin kuvastoihin tai muihin Karjala-kuvastoihin.

Suomen transitoliikenne nyt ja tulevaisuudessa. SPC Finlandin transitoselvitys

Suomen transito kasvoi melko tasaisesti vuoteen 2008 asti. Ajanjaksolla, joka ulottui vuodesta 1980 aina vuoteen 2008, transiton määrä yli kolminkertaistui. Vuonna 2008 transiton kokonaismäärä oli merikuljetustilastojen mukaan 8,4 miljoonaa tonnia. Vuonna 2009 meriliikenteen transito putosi 6,3 miljoonaan tonniin. Kuljetusvolyymien pudotus kohdistui erityisesti itätransitoon eli arvotavaroiden ja autojen kuljetukseen Suomen kautta Venäjälle ja muihin IVY-maihin. Romahduksen voimakkuudesta saa paremman kuvan, kun tarkastelee transiton arvon muutosta. Vuonna 2009 itään suuntautuneen maantietransiton euromääräinen arvo putosi 53 prosenttia edellisestä vuodesta. Idästä Suomen kautta länteen suuntautuvan transiton tavaramäärät pysyivät vuonna 2009 suunnilleen vuoden 2008 tasolla. Tämä ns. länsitransito käsittää pääosin raaka-aineiden vientiä Venäjältä Suomen kautta länteen. Transiton muutokset vaikuttavat koko logistiseen ketjuun, koska transitotavara kulkee yleensä Suomen satamien kautta, mutta transitotavara ylittää itärajan pääsääntöisesti joko junassa tai autossa. Itätransitossa arvotavara saapuu suomalaiseen satamaan tavallisemmn konteissa, joista tavara puretaan ja uudelleen lastataan rekkaan tai ajoneuvoyhdistelmään. Suomen vientiteollisuus saa käyttöönsä suhteellisen edullisesti kontteja omia vientikuljetuksiaan varten. Transiton väheneminen vaikuttaa negatiivisesti tuloihin ja työllisyyteen. Vuonna 2008 kauttakulkuliikenteen tuotot olivat 382 miljoonaa euroa, mutta vuonna 2009 ne romahtivat 225 miljoonaan euroon. Samana aikana transiton työllistävä vaikutus laski 3 200 työntekijästä 1 900 työntekijään. Transiton vähetessä konttipula nostaa hintoja Suomessa. Lisäksi Suomen vientiteollisuus joutuu maksamaan tyhjien konttien positiointikustannukset, jos kontteja joudutaan tuomaan Suomeen. Transiton heijastusvaikutukset Suomen ulkomaankuljetuksiin ovat suuret, koska transito on omalta osaltaan taannut hyvät linjaliikenneyhteydet. Tässä tilanteessa SPC Finlandin johtokunta katsoi, että tarvitaan tietoa transiton mahdollisista, tulevaisuuden kehityssuunnista sekä nykytilanteesta. Nyt käsillä olevan tutkimuksen tavoitteeksi asetettiin keinojen kartoittaminen Suomen reitin kilpailukyvyn turvaamiseksi ja vahvistamiseksi. Selvitykseen sisältyy kirjallisuuskatsaus, kysely ja haastatteluosio. Lisäksi järjestettiin työpaja. Työskentelyprosessin aikana Suomen transiton tulevaisuudesta muodostettiin kolme skenaariota. Sekä voimakkaan kasvun skenaario että nollakasvun skenaario, jossa Suomen markkinaosuus laskee, mutta transiton volyymit säilyvät, vaativat molemmat toteutuakseen voimakkaita toimenpiteitä. Kyselyssä ilmennyt yksimielisyys transiton tulevaisuudesta muodostaa hyvän pohjan transiton kehittämiselle. Suomen reittiä pidettiin kyselyn perusteella kilpailukykyisenä sekä itä- että länsitransitossa. Kyselyn vastaajat olivat melko yksimielisiä siitä, että kehittämällä transiton yleisiä edellytyksiä, Suomen reitille on mahdollista saada uutta liikennettä. Myös yhteistyötarpeista oltiin yksimielisiä. Vastaajat katsoivat, että transitokysymyksissä tarvitaan entistä laajempaa yhteistyötä. Julkiselta vallalta edellytettiin voimakkaampia toimia transiton turvaamiseksi ja kehittämiseksi. Venäjän liikennepolitiikan, joka keskittää liikennettä Venäjän omiin satamiin, ei katsottu lopettavan Suomen transitoliikennettä. Haastattelut täydensivät kyselyssä saatua kuvaa. Haastatteluissa tuli esiin lukuisia toimenpiteitä, joilla voidaan parantaa transiton toimintaedellytyksiä. Kooste toimenpiteistä on löydettävissä skenaariosta 1 (ks. luku 8 s.127). Skenaario 1 perustuu Venäjän voimakkaaseen talouskasvuun ja markkinoiden globalisaation jatkumiseen. Suomi on kehittänyt perinteisiä vahvuuksiaan. Länsitransitokin on kasvanut, mikä on perustunut tehokkaaseen toimintaan ja erikoistumiseen. Skenaariosta 1 voidaan mainita muun muassa seuraavia toimenpiteitä: Kaupalliset ja markkinoinnin toimenpiteet - Erikoistuminen ja toiminnan tehostamisen jatkaminen (esim. 24/7-toimintatapa) - Uusien tavaralajien ja laivaajien etsiminen (myös kehittyvistä talouksista) - Suomen reitin jatkuva asemointi suhteessa muihin vaihtoehtoisiin kuljetusreitteihin ja siitä johdetut toimenpiteet - Internet-pohjaiset tietopankit - Suomen reitin edistäminen valtion vienninedistämismatkoilla - Suomen reitin edistäminen kansainvälisten logistiikkayritysten sisällä - Rautatieliikenteen kilpailukyvyn parantaminen Yhteistyöhön liittyvät toimenpiteet - vuoropuhelun tiivistäminen valtiovallan ja yritysten välillä - tiettyjen tavaralajien foorumityöskentely (esim. autot, nestebulk) Liikennepoliittiset toimenpiteet - Liikennekäytävien hyödyntäminen (TEN-T merten moottoritiet, vihreät liikennekäytävät) - Transito mukana erillisenä kysymyksenä hallitusohjelmassa - Erillinen transitostrategia - Tärkeimpien infrastruktuurihankkeiden toteuttaminen - Väylämaksualennukset transitolle (pysyvästi kuiva- ja nestebulkille) - Satama- ja eräiden muiden maksujen yhtenäistäminen - Transiton etujen tuominen esiin suurelle yleisölle - Muut politiikan osa-alueet tukevat transitoa (ulko-, tulli- ja investointipolitiikka) Skenaariotyöskentelyä voitaisiin kehittää edelleen sitouttamalla siihen laajasti transiton sidosryhmät ja käyttämällä syvällisesti tulevaisuudentutkimuksen menetelmiä.

Konserniavustus - vero-oikeudellinen tutkimus vertailukohteina EU:n ja Ruotsin oikeus

Tutkielman tavoitteena oli selvittää, tulisiko Suomen konserniavustuslakia muuttaa vastaamaan paremmin EU-säädöksiä ja kansainvälistyvää yritystoimintaympäristöä. Näkökulmana uudistustarpeelle käytettiin Ruotsissa vuonna 2010 tehtyä lakiuudistusta, joka sallii rajat ylittävän niin sanotun konsernivähennyksen tietyissä erityistilanteissa. Tutkimus nojautuu lisäksi kahteen merkittävään EU-tuomioistuimen ratkaisuun koskien rajat ylittäviä tuloksentasauksia sekä primäärisen EU-oikeuden määräyksiin. Tarkastelusta on rajattu kokonaan pois konserniavustuksen yhtiöoikeudellinen ulottuvuus. Tutkimus toteutettiin käyttämällä lainopillista sekä de lege ferenda – menetelmää. Tutkimuksessa päädyttiin ehdottamaan Suomeen Ruotsin mallin mukaista rajat ylittävää niin sanottua konsernivähennystä, joka sallittaisiin tietyissä erityistilanteissa. Tutkimuksessa selvisi lisäksi, että EU:ssa on vireillä useita yritysverotuksen harmonisointiin liittyviä hankkeita mm. yhtenäisen veropohjan osalta, mutta varsinaisiin toimenpiteisiin esimerkiksi direktiivien muodossa ei ole vielä ryhdytty.

Choosing the optimal energy system for buildings and districts

The purpose of this master’s thesis was to develop a method to be used in the selection of an optimal energy system for buildings and districts. The term optimal energy system was defined as the energy system which best fulfils the requirements of the stakeholder on whose preferences the energy systems are evaluated. The most influential stakeholder in the process of selecting an energy system was considered to be the district developer. The selection method consisted of several steps: Definition of the district, calculating the energy consumption of the district and buildings within the district, defining suitable energy system alternatives for the district, definition of the comparing criteria, calculating the parameters of the comparing criteria for each energy system alternative and finally using a multi-criteria decision method to rank the alternatives. For the purposes of the selection method, the factors affecting the energy consumption of buildings and districts and technologies enabling the use of renewable energy were reviewed. The key element of the selection method was a multi-criteria decision making method, PROMETHEE II. In order to compare the energy system alternatives with the developed method, the comparing criteria were defined in the study. The criteria included costs, environmental impacts and technological and technical characteristics of the energy systems. Each criterion was given an importance, based on a questionnaire which was sent for the steering groups of two district development projects. The selection method was applied in two case study analyses. The results indicate that the selection method provides a viable and easy way to provide the decision makers alternatives and recommendations regarding the selection of an energy system. Since the comparison is carried out by changing the alternatives into numeric form, the presented selection method was found to exclude any unjustified preferences over certain energy systems alternatives which would affect the selection.

The Plastic Capacity of Boiler Supporting Headers

The goal of this thesis was to make a dimensioning tool to determine the plastic capacity of the boiler supporting header. The capacity of the header is traditionally determined by using FE-method during the project phase. By using the dimensioning tool the goal is to ensure the capacity already in the proposal phase. The study began by analyzing the headers of the ongoing projects by using FE-method. For the analytical solution a plain header was analyzed without the effects of branches or lug. The calibration of parameters in the analytical solution was made using these results. In the analytical solution the plastic capacity of the plastic hinges in the header was defined. The stresses caused by the internal pressure as well as the normal and shear forces caused by the external loading reduced the plastic moment. The final capacity was determined by using the principle of virtual work. The weakening effect of the branches was taken into account by using pressure areas. Also the capacity of the punching shear was defined. The results from the FE-analyses and the analytical solution correlate with each other. The results from the analytical solution are conservative but give correct enough results when considering the accuracy of the used method.

Sterilointimenetelmät bioprosessiteollisuudessa

Erilaiset sterilointitarpeet ovat olennainen osa biotekniikkaa. Steriloinnit ovat huomattava kuluerä energia-, materiaali- ja laitekäyttöjen takia ja puutteellinen sterilointi voi aiheuttaa huomattavia ylimääräisiä kustannuksia. Eniten teollisesti käytettäviä sterilointimenetelmiä ovat steriilisuodatus, lämpösterilointi, kemiallinen sterilointi ja säteilysterilointi. Näistä lämpösterilointi on selvästi käytetyin menetelmä. Kirjallisuusosassa käsitellään lämpösteriloinnin kinetiikka ja sterilointityön laskentaan käytetyt menetelmät. Lämpösteriloinnin kinetiikka on mikrobista ja sen olomuodosta riippuvainen ja noudattaa Arrheniuksen lakia. Kirjallisuusosassa käsitellään myös lämpösterilointiin käytettyjä laitteistoja. Soveltavassa osassa käsitellään panos- ja jatkuvatoimia lämpösterilointeja. Työssä käydään läpi glukoosisiirapin sterilointi vastaavan kapasiteetin panos- ja jatkuvatoimisella sterilointilaitteistolla ja vertaillaan tarvittavia energia- ja hyödykemääriä. Soveltavan osan tietojen perusteella tehdään vertailu eri lämpösterilointimenetelmien kustannuksista sekä muista hyvistä ja huonoista puolista.

Utilisation of customer contacts: customer observation

Importance of customer as a source of knowledge and finding out the customer needs have both been emphasised both in business literature and in the interviews made for this study. Especially the latent customer needs are seen important for future competitiveness. However, the methods for finding out the customer needs concentrate on the present, clearly phrased needs. There is a need for rich customer based knowledge. Customer contacts are underutilised as a source of knowledge. The objective of this study is to find a method to utilise the customer contacts as a source of knowledge more efficiently. To reach this objective, the customer observation is presented. A concrete goal is the development of a general method of customer observation and its application to the needs of the case company Fastems. Fastems hopes that the method raises the amount of ideas that come to the product and service development processes and increases their customer orientation. The method is tested in practise in the piloting stage. The testing is done in service organisations of Fastems in several countries. The observations received during the piloting phase are analysed and feedback is given to the observers. An important part of the study is to find appropriate methods for motivating the observers. The successful implementation and sustenance of the method are seen as goals of high importance. Later on, the customer observation method is implemented throughout the company. The results of the piloting are promising and the described method has roused interest among other companies as well.

Methods and Models for Accelerating Dynamic Simulation of Fluid Power Circuits

The objective of this dissertation is to improve the dynamic simulation of fluid power circuits. A fluid power circuit is a typical way to implement power transmission in mobile working machines, e.g. cranes, excavators etc. Dynamic simulation is an essential tool in developing controllability and energy-efficient solutions for mobile machines. Efficient dynamic simulation is the basic requirement for the real-time simulation. In the real-time simulation of fluid power circuits there exist numerical problems due to the software and methods used for modelling and integration. A simulation model of a fluid power circuit is typically created using differential and algebraic equations. Efficient numerical methods are required since differential equations must be solved in real time. Unfortunately, simulation software packages offer only a limited selection of numerical solvers. Numerical problems cause noise to the results, which in many cases leads the simulation run to fail. Mathematically the fluid power circuit models are stiff systems of ordinary differential equations. Numerical solution of the stiff systems can be improved by two alternative approaches. The first is to develop numerical solvers suitable for solving stiff systems. The second is to decrease the model stiffness itself by introducing models and algorithms that either decrease the highest eigenvalues or neglect them by introducing steady-state solutions of the stiff parts of the models. The thesis proposes novel methods using the latter approach. The study aims to develop practical methods usable in dynamic simulation of fluid power circuits using explicit fixed-step integration algorithms. In this thesis, twomechanisms whichmake the systemstiff are studied. These are the pressure drop approaching zero in the turbulent orifice model and the volume approaching zero in the equation of pressure build-up. These are the critical areas to which alternative methods for modelling and numerical simulation are proposed. Generally, in hydraulic power transmission systems the orifice flow is clearly in the turbulent area. The flow becomes laminar as the pressure drop over the orifice approaches zero only in rare situations. These are e.g. when a valve is closed, or an actuator is driven against an end stopper, or external force makes actuator to switch its direction during operation. This means that in terms of accuracy, the description of laminar flow is not necessary. But, unfortunately, when a purely turbulent description of the orifice is used, numerical problems occur when the pressure drop comes close to zero since the first derivative of flow with respect to the pressure drop approaches infinity when the pressure drop approaches zero. Furthermore, the second derivative becomes discontinuous, which causes numerical noise and an infinitely small integration step when a variable step integrator is used. A numerically efficient model for the orifice flow is proposed using a cubic spline function to describe the flow in the laminar and transition areas. Parameters for the cubic spline function are selected such that its first derivative is equal to the first derivative of the pure turbulent orifice flow model in the boundary condition. In the dynamic simulation of fluid power circuits, a tradeoff exists between accuracy and calculation speed. This investigation is made for the two-regime flow orifice model. Especially inside of many types of valves, as well as between them, there exist very small volumes. The integration of pressures in small fluid volumes causes numerical problems in fluid power circuit simulation. Particularly in realtime simulation, these numerical problems are a great weakness. The system stiffness approaches infinity as the fluid volume approaches zero. If fixed step explicit algorithms for solving ordinary differential equations (ODE) are used, the system stability would easily be lost when integrating pressures in small volumes. To solve the problem caused by small fluid volumes, a pseudo-dynamic solver is proposed. Instead of integration of the pressure in a small volume, the pressure is solved as a steady-state pressure created in a separate cascade loop by numerical integration. The hydraulic capacitance V/Be of the parts of the circuit whose pressures are solved by the pseudo-dynamic method should be orders of magnitude smaller than that of those partswhose pressures are integrated. The key advantage of this novel method is that the numerical problems caused by the small volumes are completely avoided. Also, the method is freely applicable regardless of the integration routine applied. The superiority of both above-mentioned methods is that they are suited for use together with the semi-empirical modelling method which necessarily does not require any geometrical data of the valves and actuators to be modelled. In this modelling method, most of the needed component information can be taken from the manufacturer’s nominal graphs. This thesis introduces the methods and shows several numerical examples to demonstrate how the proposed methods improve the dynamic simulation of various hydraulic circuits.

Asiakasräätälöidyn tuotteen vaihtoprojektin kehittäminen palvelutuotannossa

Työ on tehty Lindström Oy:lle tavoitteena löytää tuotevaihtoprojektien kulminaatiopisteet, joissa prosessin sujuvuutta, tiedonhallintaa ja toimintamalleja voitaisiin kehittää. Tavoitteena oli hyödyntää teoriatiedon ja empiirisen tutkimuksen tietämys toimintamalleiksi asiakasräätälöityjen tuotteiden vaihtoprojektissa. Tarkoituksena on ollut huomioida elinkaarihallinta osana tuotekehitystä sekä tuotetiedon hallinta ja sen ohjaava vaikutus projektin eri vaiheissa. Asiakaslähtöisyys ja elinkaarihallinta sekä tietojohtaminen ovat olleet tutkimuksen näkökulmina. Työssä yhdistettiin teorian pohjustama tuotetieto, tuotekehityksen prosessit sekä projektihallinta empiirisen tutkimustuloksen luomiksi kehittämisehdotuksiksi. Tuotevaihtoprojekteihin luotiin kaksi toimintamallia, joissa hyödynnetään tiedon kerääntymistä tietojärjestelmiin. Tuloksissa elinkaarihallinta ehdotetaan linkitettäväksi osaksi tuotekehitysprosessia, jolloin asiakkaan saama arvon lisäys on suoraan taloudellisestikin mitattavissa. Lisäksi työn tuloksena ehdotetaan, että tuotekehityksen systemaattista tiedon keruuta alkuvaiheessaan kehitetään sekä asiakkaan tarvetiedon tarkempaa ja määritellympää tiedon kirjaamista lisätään, tietojärjestelmien suomin mahdollisuuksin.