Konventionaalisen jätehuollon kehittäminen Loviisan voimalaitoksella

Tämän diplomityön tarkoituksena oli löytää kehityskohteita Fortumin Loviisan ydinvoimalaitoksen konventionaalisesta, eli tavanomaisesta, jätehuollosta. Tavoitteena oli löytää erityisesti keinoja kaatopaikkajätteen määrän vähentämiseksi sekä lajittelun tehostamiseksi. Myös jätelainsäädännön kokonaisuudistuksen vaikutukset jätehuollon toimintaan olivat työn kannalta keskeisessä roolissa. Työ tehtiin jätehuoltosuunnitelman rakennetta noudattaen. Jätehuoltosuunnitelma koostuu alkukartoituksesta sekä jätehuoltosuunnitelman laatimisesta ja toteutuksesta. Varsinaisina kehitystarpeiden kartoittamismenetelminä käytettiin viranomaisvaatimusten selvittämistä, toiminnan tarkastelua, jätehuoltokyselyä voimalaitoksen työntekijöille, benchmarkingia sekä valittujen hyötykäyttö- ja loppusijoitusmenetelmien kustannusvertailua. Tulokseksi saatiin, että jätteiden lajittelua voitaisiin tehostaa ennen kaikkea lisäämällä työntekijöiden koulutusta. Lajittelun helpottamiseksi ohjeistuksen tulee olla paremmin saatavilla sekä voimalaitoksen omalle henkilöstölle kuin urakoitsijoillekin. Ongelmajätehuollossa eniten ongelmia ilmeni ongelmajätepakkausten merkitsemisessä jätteiden syntypaikoilla. Tähän ratkaisuna ehdotettiin kokeiltavaksi jätteiden syntykohteisiin sijoitettavia jätekortteja, joista pakkaajat voisivat helposti tarkistaa tarvittavat merkinnät. Myös mustan jäteöljyn keräämistä olisi mahdollista parantaa, jotta suurempi osa siitä saataisiin hyödynnettyä materiaalina. Kaatopaikkajätteen määrän vähentämiseksi työssä ehdotettiin sekajätteen viemistä kaatopaikan sijaan poltettavaksi. Muutoksen seurauksena voimalaitoksen jätehuollon kustannukset saattavat lisääntyä, mutta ympäristön kannalta muutos tulisi olemaan positiivinen.

On the impact of rigorous approaches on the quality of development

Software systems are expanding and becoming increasingly present in everyday activities. The constantly evolving society demands that they deliver more functionality, are easy to use and work as expected. All these challenges increase the size and complexity of a system. People may not be aware of a presence of a software system, until it malfunctions or even fails to perform. The concept of being able to depend on the software is particularly significant when it comes to the critical systems. At this point quality of a system is regarded as an essential issue, since any deficiencies may lead to considerable money loss or life endangerment. Traditional development methods may not ensure a sufficiently high level of quality. Formal methods, on the other hand, allow us to achieve a high level of rigour and can be applied to develop a complete system or only a critical part of it. Such techniques, applied during system development starting at early design stages, increase the likelihood of obtaining a system that works as required. However, formal methods are sometimes considered difficult to utilise in traditional developments. Therefore, it is important to make them more accessible and reduce the gap between the formal and traditional development methods. This thesis explores the usability of rigorous approaches by giving an insight into formal designs with the use of graphical notation. The understandability of formal modelling is increased due to a compact representation of the development and related design decisions. The central objective of the thesis is to investigate the impact that rigorous approaches have on quality of developments. This means that it is necessary to establish certain techniques for evaluation of rigorous developments. Since we are studying various development settings and methods, specific measurement plans and a set of metrics need to be created for each setting. Our goal is to provide methods for collecting data and record evidence of the applicability of rigorous approaches. This would support the organisations in making decisions about integration of formal methods into their development processes. It is important to control the software development, especially in its initial stages. Therefore, we focus on the specification and modelling phases, as well as related artefacts, e.g. models. These have significant influence on the quality of a final system. Since application of formal methods may increase the complexity of a system, it may impact its maintainability, and thus quality. Our goal is to leverage quality of a system via metrics and measurements, as well as generic refinement patterns, which are applied to a model and a specification. We argue that they can facilitate the process of creating software systems, by e.g. controlling complexity and providing the modelling guidelines. Moreover, we find them as additional mechanisms for quality control and improvement, also for rigorous approaches. The main contribution of this thesis is to provide the metrics and measurements that help in assessing the impact of rigorous approaches on developments. We establish the techniques for the evaluation of certain aspects of quality, which are based on structural, syntactical and process related characteristics of an early-stage development artefacts, i.e. specifications and models. The presented approaches are applied to various case studies. The results of the investigation are juxtaposed with the perception of domain experts. It is our aspiration to promote measurements as an indispensable part of quality control process and a strategy towards the quality improvement.

Effectiveness of Pilotage

The objective of the pilotage effectiveness study was to come up with a process descrip-tion of the pilotage procedure, to design performance indicators based on this process description, to be used by Finnpilot, and to work out a preliminary plan for the imple-mentation of the indicators within the Finnpilot organisation. The theoretical aspects of pilotage as well as the guidelines and standards used were determined through a literature review. Based on the literature review, a process flow model with the following phases was created: the planning of pilotage, the start of pilo-tage, the act of pilotage, the end of pilotage and the closing of pilotage. The model based on the literature review was tested through interviews and observation of pilotage. At the same time an e-mail survey directed at foreign pilotage organisations, which included a questionnaire concerning their standards and management systems, operations procedures, measurement tools and their attitude to the passage planning, was conducted. The main issues in the observations and interviews were the passage plan and the bridge team co-operation. The phases of the pilotage process model emerged in both the pilotage activities and the interviews whereas bridge team co-operation was relatively marginal. Most of the pilotage organisations, who responded to the query, also use some standard-based management system. All organisations who answered the survey use some sort of a pilotage process model. According to the query, the main measuring tools for pilotage are statistical information concerning pilotage and the organisations, the customer feedback surveys, and financial results. Attitudes to-wards passage planning were mostly positive among the organisations. A workshop with pilotage experts was arranged where the process model constructed on the basis of the literature review was tuned to match practical pilotage. In the workshop it was determined that certain phases and the corresponding tasks, through which pilo-tage can be described as a process, were identifiable in all pilotage. The result of the workshop was a complemented process model, which separates incoming and outgoing traffic, as well as the fairway pilotage and harbour pilotage from each other. Addition-ally indicators divided according to the data gathering method were defined. Data con-cerning safety and traffic flow is gathered in the form of customer feedback. The pilot's own perceptions of the pilotage process are gathered through self-assessment. The measurement data which is connected to the phases of the pilotage process is generated e.g. by gathering statistics of the success of the pilot dispatches, the accuracy of the pi-lotage and the incidents that occurred during the pilotage, near misses, deviations and accidents. The measurement data is collected via the PilotWeb at the closing of the pilo-tage. A separate project and a project group with pilots also participating will be established for the deployment of the performance indicators. The phases of the project are: the definition phase, the implementation phase and the deployment phase. The purpose of the definition phase is to prepare questions for ship commanders concerning the cus-tomer feedback questionnaire and also to work out the self-assessment queries and the queries concerning the process indicators.

Siirtohinnoitteluperiaatteet johtamisen apuvälineenä: case-tutkimus

Tämä tutkimus tarkastelee siirtohinnoittelun periaatteita ja sen taustalla vaikuttavia tekijöitä. Tutkielman tavoitteena on tutkia kohdeyrityksen nykyistä siirtohinnoittelua ja laatia sille periaatteet sen yksiköiden väliselle sisäiselle kaupalle. Tarkoituksena on kehittää siirtohinnoitteluperiaatteet, jotka auttavat johtoa liiketoiminnan eteenpäin viemisessä niin, että nuo periaatteet ovat samalla oikeudenmukaiset kohdeyrityksen eri osapuolille. Tutkimus on luonteeltaan kvalitatiivinen, teoreettinen ja kuvaileva case-tutkimus. Se tuo esille teoriaosuudessa eri siirtohinnoitteluvaihtoehtoja ja pohtii analyyttisesti niiden hyötyjä ja haittoja. Teoriaosuus perustuu kattavalle kirjallisuudelle, jonka avulla otetaan huomioon tekijöitä, jotka vaikuttavat siirtohinnoitteluprosessin taustalla. Tutkielman empiirinen aineisto kerättiin haastattelemalla kohdeyrityksen ylintä johtoa. Haastatteluiden rakenne oli luonteeltaan puolistrukturoitu. Lisäksi käytiin aiheeseen liittyvää keskustelua useaan otteeseen kohde-yrityksen talouspäällikön kanssa sekä tehtiin tutustumiskäynti erääseen osuuskuntaan, jossa kohdeyritys on osakkaana. Vierailu perustui osuuskunnan talouspäällikön pitämään esitykseen ja sen aikana käytyyn keskusteluun. Haastattelut tehtiin kevään 2012 aikana. Tutkimuksen perusteella siirtohinnoittelu on monimutkainen prosessi, jossa samanaikaisesti ei voida saavuttaa kaikkia siltä vaadittuja tavoitteita. Siirtohinnoitteluperiaatteita laadittaessa tulee ottaa etenkin huomioon 1) organisaation liiketoiminnan luonne 2) yksiköiden luonne, 3) vaihdettavien tuotteiden luonne, 4) erilaisten hintojen saatavuus sekä 5) suorituskyvyn mittaus ja arviointi. Tämä tutkimus suosittelee kohdeyrityksen tulos-yksiköille yleisesti mukautetun markkinaperusteisen siirtohinnoittelu-vaihtoehdon käyttöönottoa. Jalostustoimintaa vaativien tuotteiden sisäiselle kaupalle tutkimus suosittelee kustannusperusteisen vaihtoehdon noudattamista.

Scheduling of guarded command based models

Formal methods provide a means of reasoning about computer programs in order to prove correctness criteria. One subtype of formal methods is based on the weakest precondition predicate transformer semantics and uses guarded commands as the basic modelling construct. Examples of such formalisms are Action Systems and Event-B. Guarded commands can intuitively be understood as actions that may be triggered when an associated guard condition holds. Guarded commands whose guards hold are nondeterministically chosen for execution, but no further control flow is present by default. Such a modelling approach is convenient for proving correctness, and the Refinement Calculus allows for a stepwise development method. It also has a parallel interpretation facilitating development of concurrent software, and it is suitable for describing event-driven scenarios. However, for many application areas, the execution paradigm traditionally used comprises more explicit control flow, which constitutes an obstacle for using the above mentioned formal methods. In this thesis, we study how guarded command based modelling approaches can be conveniently and efficiently scheduled in different scenarios. We first focus on the modelling of trust for transactions in a social networking setting. Due to the event-based nature of the scenario, the use of guarded commands turns out to be relatively straightforward. We continue by studying modelling of concurrent software, with particular focus on compute-intensive scenarios. We go from theoretical considerations to the feasibility of implementation by evaluating the performance and scalability of executing a case study model in parallel using automatic scheduling performed by a dedicated scheduler. Finally, we propose a more explicit and non-centralised approach in which the flow of each task is controlled by a schedule of its own. The schedules are expressed in a dedicated scheduling language, and patterns assist the developer in proving correctness of the scheduled model with respect to the original one.

Kasvatus on kasvamaan saattamista. Kasvatusfilosofinen tutkimus J. A. Hollon sivistyskasvatusajattelusta

Tutkimukseni käsittelee J. A. Hollon (1885–1967) sivistyskasvatusajattelua. Hollo oli monitoiminen kulttuurivaikuttaja, joka toimi kriitikkona, kirjailijana, suomentajana ja kasvatustieteilijänä. Häntä voidaan pitää J. V. Snellmanin rinnalla yhtenä merkittävimpänä suomalaisena kasvatusajattelijana. Hänen kasvatusajattelustaan ei ole kuitenkaan aiemmin tehty väitöskirjatason tutkimusta. Tutkimuskysymykseni ovat seuraavat: 1. Millainen on Hollon näkemys kasvatuksesta, kasvatuksen maailmasta ja kasvatuksen teoriasta? 2. Mikä on Hollon käsitys kasvattajan ja kasvatettavan merkityksestä kasvatustapahtumassa? 3. Mitä asioita sisältyy sivistyskasvatuksen eli kasvamaan saattamisen elementteihin? Tutkimukseni on kasvatusfilosofinen. Tutkimusmenetelmäni on systemaattinen analyysi ja lähestymistapani on hermeneuttinen. Tutkimukseni pääaineistona ovat Hollon kasvatusta koskevat kirjoitukset, joista tärkeimmät ovat Mielikuvitus ja sen kasvattaminen I-II (1918, 1919), Kasvatuksen maailma (1927), Kasvatuksen teoria (1927) ja Itsekasvatus ja elämisen taito (1931). Hollon mukaan kasvatuksen maailma on suhteellisen itsenäinen elämänmuoto (Lebensform), jolla on oma ontologinen erityislaatunsa, so. sui generis. Kasvatusoppia ei pidä redusoida psykologiaan tai filosofiaan, koska sillä tavoin se menettää tieteellisen itsenäisyytensä. Hollon mielestä kasvatuksen teoria on teoria käytäntöä varten. Kasvatuksen teorian luomisessa tulee ottaa huomioon kasvatuksen maailman erityispiirteenä oleva kokonaisvaltainen näkökulma ja elämän palvelemisen päämäärä. Kasvattaminen on aina myös eettistä toimintaa. Kasvatuksen tavoitteena on hyvä elämä. Hollon mukaan kasvattajan tehtävä on luoda kasvatettavalleen eheä sivistyksellinen perusta. Tämä voi tapahtua vain laaja-alaisen sivistyskasvatuksen avulla, jonka runkona on antiikin humanistinen sivistysperinne. Sivistyskasvatukseen kuuluvat älyllinen, eettinen, uskonnollinen, esteettinen ja toiminnallinen kasvatus. Mielikuvituksen avulla kasvattaja voi yhdistää kasvatuksen osa-alueet eheäksi kokonaisuudeksi. Ilman mielikuvitusta erilaiset ilmiöt olisivat pirstaleisina, toisistaan erillisinä osina ihmisen mielessä. Opettajan persoona on merkittävä tekijä kasvatuksessa. Se tulee ottaa huomioon opettajankoulutuksen eli kasvattajan kasvattamisen valinnoissa. Opettaja-kasvattajan on tärkeää opiskella laajasti humanistisia opintoja, koska kasvatuksessa on kysymys ihmisestä. Ennen kaikkea kasvattajan eettistä ja esteettistä kykyä tulee harjoituttaa. Näin hän oppii käyttämään mielikuvitustaan kasvatustapahtumassa siten, että hän tulee kasvatuksellisesti näkeväksi kasvamaan saattajaksi, joka ymmärtää sen, mikä kussakin tilanteessa vaatii erityistä huomiota. Tutkimukseni osoittaa, että Hollon henkitieteellinen ja fenomenologis-hermeneuttinen kasvatusnäkemys ei ole vain vastaparadigma empiiriselle kasvatustieteelle, vaan myös nykyajan teknis-taloudelliselle eetokselle, joka yhtäältä uhkaa välineellistää kasvatuksen ja toisaalta väärällä tavoin tieteellistää kasvatuksen tutkimuksen. Tämän takia kasvatusoppi kysymyksineen uhkaa siirtyä kasvatuskeskustelussa syrjemmälle, jopa hävitä kokonaan. Kasvatuksen ja kasvatuksen tutkimuksen vaarana on niiden liiallinen sitouttaminen tuotantoelämän jatkeeksi, minkä seurauksena on ihmisyyden toteuttamisen vaikeutuminen. Tutkimuksen lopuksi esitän ideaalikoulunäkemykseni, joka perustuu osittain Hollon kasvatusnäkemykseen. Hollon näkemys on yhä ajankohtainen ja merkittävä kontribuutio kasvatusta, sen teoriaa ja käytäntöä koskevaan keskusteluun.

Formal development and quantitative verification of dependable systems

-

Reusable formal architectures for networked systems

Today's networked systems are becoming increasingly complex and diverse. The current simulation and runtime verification techniques do not provide support for developing such systems efficiently; moreover, the reliability of the simulated/verified systems is not thoroughly ensured. To address these challenges, the use of formal techniques to reason about network system development is growing, while at the same time, the mathematical background necessary for using formal techniques is a barrier for network designers to efficiently employ them. Thus, these techniques are not vastly used for developing networked systems. The objective of this thesis is to propose formal approaches for the development of reliable networked systems, by taking efficiency into account. With respect to reliability, we propose the architectural development of correct-by-construction networked system models. With respect to efficiency, we propose reusable network architectures as well as network development. At the core of our development methodology, we employ the abstraction and refinement techniques for the development and analysis of networked systems. We evaluate our proposal by employing the proposed architectures to a pervasive class of dynamic networks, i.e., wireless sensor network architectures as well as to a pervasive class of static networks, i.e., network-on-chip architectures. The ultimate goal of our research is to put forward the idea of building libraries of pre-proved rules for the efficient modelling, development, and analysis of networked systems. We take into account both qualitative and quantitative analysis of networks via varied formal tool support, using a theorem prover the Rodin platform and a statistical model checker the SMC-Uppaal.

Real-time Image-based RGB-D Camera Motion Tracking and Environment Mapping

In this work, image based estimation methods, also known as direct methods, are studied which avoid feature extraction and matching completely. Cost functions use raw pixels as measurements and the goal is to produce precise 3D pose and structure estimates. The cost functions presented minimize the sensor error, because measurements are not transformed or modified. In photometric camera pose estimation, 3D rotation and translation parameters are estimated by minimizing a sequence of image based cost functions, which are non-linear due to perspective projection and lens distortion. In image based structure refinement, on the other hand, 3D structure is refined using a number of additional views and an image based cost metric. Image based estimation methods are particularly useful in conditions where the Lambertian assumption holds, and the 3D points have constant color despite viewing angle. The goal is to improve image based estimation methods, and to produce computationally efficient methods which can be accomodated into real-time applications. The developed image-based 3D pose and structure estimation methods are finally demonstrated in practise in indoor 3D reconstruction use, and in a live augmented reality application.

Paperitehtaan arkittamon kokonaistehokkuuden nostaminen kunnossapitoa kehittämällä

Tämän diplomityön tavoitteena oli tutkia, miten UPM:n Kymin tehtaan A4- arkittamon kunnossapitotoimintaa pystyttäisiin kehittämään niin, että tuotantolaitoksen kokonaistehokkuutta saataisiin kasvatettua. Työssä on pohdittu keinoja nykyisen, pääasiallisesti korjaavan kunnossapitotoiminnan muuttamiseksi suunnitelmalliseksi eri teorialähtökohtien pohjalta. Keskeinen teoria, johon työn tulokset pohjautuvat, on kokonaisvaltainen tuottava kunnossapito (TPM). Kirjallisuuslähteisiin tukeutuvaa tutkimusta täydensivät useat haastattelut, A4-valmistajille suunnattu laitteiden kuntokartoituskysely ja tuotannon- ja toiminnanohjausjärjestelmistä kerätty mittausaineisto. Työn merkittävimmät tulokset osoittavat, että A4-arkittamon kunnossapitotoimintaa tulisi suunnata nykyistä enemmän käyttökunnossapitolähtöiseksi. Käyttökunnossapito perustuu tuotannon operaattoreiden osallistumiseen kunnossapitotoimiin varsinaisen kunnossapitohenkilöstön ohella. Tuotantooperaattoreilla on työnsä vuoksi parhaat mahdollisuudet käyttämiensä laitteiden kunnonvalvontaan ja näin ollen mahdollisten vikaantumisten ennakointiin jo varhaisessa vaiheessa. Ennakoimalla pystyttäisiin parantamaan kunnossapidon suunnitelmallisuutta, minkä ansiosta laitteiden käytettävyys ja sitä kautta tuotantolaitoksen kokonaistehokkuus olisivat nykyistä korkeampia.

Building a Research Data Registry for the UK

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

Tag Cloud of Search Queries for Repository System

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

Testing FCM technique for the wind energy scenarios in Finland

In the latter days, human activities constantly increase greenhouse gases emissions in the atmosphere, which has a direct impact on a global climate warming. Finland as European Union member, developed national structural plan to promote renewable energy generation, pursuing the aspects of Directive 2009/28/EC and put it on the sharepoint. Finland is on a way of enhancing national security of energy supply, increasing diversity of the energy mix. There are plenty significant objectives to develop onshore and offshore wind energy generation in country for a next few decades, as well as another renewable energy sources. To predict the future changes, there are a lot of scenario methods developed and adapted to energy industry. The Master’s thesis explored “Fuzzy cognitive maps” approach in scenarios developing, which captures expert’s knowledge in a graphical manner and using these captures for a raw scenarios testing and refinement. There were prospects of Finnish wind energy development for the year of 2030 considered, with aid of FCM technique. Five positive raw scenarios were developed and three of them tested against integrated expert’s map of knowledge, using graphical simulation. The study provides robust scenarios out of the preliminary defined, as outcome, assuming the impact of results, taken after simulation. The thesis was conducted in such way, that there will be possibilities to use existing knowledge captures from expert panel, to test and deploy different sets of scenarios regarding to Finnish wind energy development.

From emerging opportunities to successful business networks – evidence from bioenergy

Increasing renewable energy utilization is a challenge that is tried to be solved in different ways. One of the most promising options for renewable energy is different biomasses, and the bioenergy field offers numerous emerging business opportunities. The actors in the field have rarely all the needed know-how and resources for exploiting these opportunities, and thus it is reasonable to seize them in cooperation. Networking is not an easy task to carry out, however, and in addition to its advantages for the firms engaged, it sets numerous challenges as well. The development of a network is a result of several steps firms need to take. In order to gain optimal advantage of their networks, firms need to weigh out with whom, why and how they should cooperate. In addition, everything does not depend on the firms themselves, as several factors in the external environment set their own enablers and barriers for cooperation. The formation of a network around a business opportunity is thus a multiphase process. The objective of this thesis is to depict this process via a step-by-step analysis and thus increase understanding on the whole development path from an entrepreneurial opportunity to a successful business network. The empirical evidence has been gathered by discussing the opportunities of animal manure refinement to biogas and forest biomass utilization for heating in Finland. The thesis comprises two parts. The first part provides an overview of the study, and the second part includes five research publications. The results reveal that it is essential to identify and analyze all the steps in the development process of a network, and several frameworks are used in the thesis to analyze these steps. The frameworks combine the views of theory and practical experiences of empirical study, and thus give new multifaceted views for the discussion on SME networking. The results indicate that the ground for cooperation should be investigated adequately by taking account of the preconditions in all the three contexts in which the actors operate: the social context, the region and the institutional environment. In case the project advances to exploitation, the assets and objectives of the actors should be paired off, which sets a need for relationships and sub-networks differing in breadth and depth. Different relationships and networks require different kinds of maintenance and management. Moreover, the actors should have the capability to change the formality or strategy of the relationships if needed. The drivers for these changes come along with the changing environment, which causes changes in the objectives of the actors and this way in the whole network. Bioenergy as the empirical field of the study represents well an industrial field with many emerging opportunities, a motley group of actors, and sensitivity for fast changes.

pp-Blast: a "pseudo-parallel" Blast

We have developed a software called pp-Blast that uses the publicly available Blast package and PVM (parallel virtual machine) to partition a multi-sequence query across a set of nodes with replicated or shared databases. Benchmark tests show that pp-Blast running in a cluster of 14 PCs outperformed conventional Blast running in large servers. In addition, using pp-Blast and the cluster we were able to map all human cDNAs onto the draft of the human genome in less than 6 days. We propose here that the cost/benefit ratio of pp-Blast makes it appropriate for large-scale sequence analysis. The source code and configuration files for pp-Blast are available at http://www.ludwig.org.br/biocomp/tools/pp-blast.