Tapio Markkanen : Paratiisista katsoen

Kirjallisuusarvostelu

Neljä fyysikkoa tiedettä vastaan

Kirjallisuusarvostelu

Yrityspelin Kehittäminen Ongelmalähtöisen Oppimisen Välineeksi

Työn tavoitteena on luoda poikkileikkaus ongelmalähtöiseen pedagogiikkaan ja erityisesti sen käyttömahdollisuuksiin Yrityspeli-kurssin opettamisessa oppimislähtöisen opetustavan tukena. Toisena tavoitteena on kurssin pelisovelluksen dokumentointi käyttökelpoiseksi viiteteokseksi. Lopuksi työssä tutkitaan sovelluksen keskeisten parametrien ja pelistrategioiden vaikutusta kysyntään. Ongelmalähtöistä oppimista on tutkittu lähinnä kirjallisuuteen perustuen ja täydennetty tietämystä haastattelututkimuksella. Sovelluksen rakenne on havainnoitu käyttämällä sovellusta. Sovelluksen kriittisiä ominaisuuksia on saatu selville ajamalla sovellusta tarkoitusta varten valikoidulla numeerisella aineistolla. Ongelmalähtöinen pedagogiikka osoittautui soveltuvin osin hyväksi opetusmenetelmäksi Yrityspeli-kurssilla mallintamisen ja käytännön ongelmanratkaisutaitojen kehittämisessä. Kurssin pelisovellus näyttäisi toimivan luotettavasti, tosin se ei ole rakenteeltaan erityisen joustava. Sovelluksen keskeisistä parametreista hinnan vaikutus kysyntään on huomattavasti markkinointipanosta suurempi. Testien mukaan pelissä on mahdollista pärjätä niin kustannusjohtajan kuin hintadifferoijankin strategialla.

Metallien kompleksinmuodostus liuosfaasissa

Liuoksessa metallit muodostavat erilaisia koordinatioyhdisteitä epäorgaanisten ja orgaanisten anionien ja neutraalien molekyylien kanssa. Erityisesti siirtymämetalleilla on voimakas taipumus kompleksiyhdisteiden muodostamiseen elektroneja sisältävien 3-, 4-, ja 5d orbitaaliensa johdosta. Samassa liuoksessa voi samanaikaisesti esiintyä useita erilaisia, mutta samoista lähtöaineista muodostuneita, kompleksiyhdisteitä. Kompleksinmuodostusreaktiot ovat tasapainoreaktioita. Usein tasapainovakiot on esitetty termodynaamisina tasapainovakioina eli ne ovat päteviä standarditilassa. Standarditilan tasapainovakioista voidaan johtaa missä tahansa liuoksessa pätevät vakiot erilaisten Debye-Hückel-teoriasta johdettujen laskentamenetelmien avulla. Metalli-ligandiparin jakautuminen erilaisiksi kompleksiyhdisteiksi voidaan mallintaa kun tunnetaan muodostumisreaktioiden tasapainovakiot. Muodostumisreaktioiden tasapainovakioiden yhtälöistä voidaan johtaa epälineaarinen yhtälöryhmä, joka voidaan ratkaista jollakin numeerisella ratkaisimella. Esimerkiksi Matlab-ohjelmiston sisältämä fsolve-ratkaisin soveltuu tällaiseen tehtävään. Osana tätä työtä on kirjoitettu Matlab-sovellus, jolla voidaan mallintaa kationi-ligandiparin jakautumista koordinaatioyhdisteiksi tunnettujen tasapainovakioiden perusteella.

Ballistisen simuloinnin liikeidean kehittämismahdollisuudet

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

Muuttuvaan kysyntään sopeutuva varastonohjausmalli

Tutkimuksen päätavoitteena oli muodostaa varastonhallinnantueksi, muuttuvaan kysyntään sopeutettavien varastonhallintaparametrien ohjaamisen viitekehys, joka olisi helposti toteutettavista tyypillisillä ja vapaasti saatavissa olevilla nykypäivän ICTtyökaluilla (Information and communication technologies). Viitekehyksellä tavoiteltiin mallia, jolla puskurivarastot voidaan sopeuttaa muuttuvaan kysyntään välttäen kuitenkin samalla tuotantoprosessien katkoja, varastojen riitosta johtuvista syistä. Mallilla pyritään takaamaan tuotantoprosessin katkeamattomuuden, eikä mallissa näin ollen ensisijaisesti tavoitella puskurivarastojen ja varastoon sitoutuvan pääoman minimointia, vaan tarkoituksena on pyrkiä takaamaan tuotantoprosessin jatkuvuus, ennakoimalla kysyntämuutoksien vaikutuksia nimikekohtaiseen tarpeeseen nähden. Ideologisesti sopeutuva varastonohjausmalli perustuu tuotekohtaiseen kysyntäprofiilin malliin ja tämän mallin sovittamiseen vallitsevaan ja ennakoituun näkymään markkinatilanteesta. Näin pyritään muodostamaan kysynnän ennakkotietoa lähitulevaisuuden tarvetiedon malliksi ja sopeuttaa varastotasot vastaamaan ennakoitua tarvetta. Tutkimuksessa keskityttiin erityisesti sellaisiin nimikkeisiin, joiden kysyntä on vaihtelevaa ja joissa tämä vaihtelu on tunnistettavissa olevaa (esimerkiksi kysyntä on kausittaista, mutta kysynnän määrissä esiintyy kuitenkin epävarmuutta). Tutkimuksen ulkopuolelle on rajattu MRO-nimikkeiksi (Maintenance, repair and operations) luokiteltavat tuotteet, kyseisten tuotteiden erityisluonteen takia, sekä siksi että tutkimushankkeissa eri tapaustutkimuskohteilla oli vaihtelevasti tai ei ollenkaan MRO-tuotteita varastotuotteina. Lisäksi läheskään kaikissa tutkimustapauksissa ei olisi ollut saatavilla yhdenmukaista tietoa siitä, kuinka MRO-tuotteiden osalta varastoja käytännössä hallitaan tutkituissa yritystapauksissa. Viitekehyksessä yhdistyy sekä lyhyen, että pitkän aikajänteen historiatiedon hyödyntäminen, osana kysynnän ennakkotiedon muodostusprosessia. Kokonaisuutena kehitetyllä viitekehyksellä on pyritty luomaan sellainen varastonohjaamisen tukityökalu, jolla tilausprosessiin sitoutuisi pitkällä aikajänteellä vähemmän ihmisen suorittamaa työtä, ohjausprosessia yksinkertaistamalla. Ohjausmallissa pyritään vapauttamaan käytettävässä oleva työaika yksinkertaisten päätösten tekemisestä koskemaan sellaisia tuotteita, joissa tarvitaan vankkaa alaosaamista ja kokonaiskuvan hahmottamista. Tähän tavoitteeseen pääsemiseksi, viitekehys on rakennettu siten, että sen toteuttaminen käytännön työkaluksi on mahdollista vapaasti saatavilla olevilla ohjelmistoilla. Samalla pyrittiin siihen, että sopeuttamiseen tarvittavien parametrin määrä pysyy vähäisenä (esimerkiksi tilauspisteen ja määrän määrittäminen), jolloin myös ideologian integrointi olemassa oleviin järjestelmiin säilyy yksinkertaisena. Lisäksi ideologian perusajatuksena on olla sellainen, että se on helposti varastonohjauksesta vastaavien henkilöiden ymmärrettävissä ja tarvittaessa myös monipuolisesti mukautettavissa. Tämän kokonaisuuden saavuttamiseksi, menetelmässä pyrittiin alun alkaen mahdollisimman vähäiseen syöteparametrien määrään. Tutkimusprosessissa ja käytännön tutkimustyössä on yhdistetty kvalitatiivista ja kvantitatiivista tutkimusta. Metodologisesti työ on tapaustutkimuspohjainen ja tutkimustyypiltään tämä tutkimus luokitellaan kvantitatiiviseksi tutkimukseksi. Tutkimusmetodeihin kuuluu mm. nykytila-analyysi (kenttätutkimus ja yrityshaastattelut), numeerinen data (data annettiin tutkimuskäyttöön tutkimustapauksina toimineiden yritysten puolesta), kysynnän profiloiminen, sekä ideologian kenttätestaaminen käytännön yritysympäristössä. Tutkimuksen empiiriset tulokset osoittavat kuinka kysyntään sopeuttamisella voidaan saavuttaa selkeitä etuja toimitusketjulle sekä taloudellisessa mielessä että toiminnan varmuuden näkökannalta asiaa tarkastellen. Tieteellisesti työ kontribuoi erityisesti tieteelliseen keskusteluun, jossa tarkastellaan tilaus-toimitusketjuja ja varastonohjaus politiikkoja ja toimintamalleja. Tutkimus nostaa esille niitä piirteitä joihin kysyntään sopeutuvalla ohjauksella voidaan vastata, että niitä osa-alueita, joilla perinteiset mallit ovat paremmin käytäntöön sopivia ja helpommin toteutettavia. Väitöskirjan tulokset ovat käytäntöön sovellettavissa, niin operatiivisella tasolla (mm. parametristonohjauksessa), kuin myös taktisen tason päätöksissäkin (esim. tuoteryhmätason ohjaus- ja varastointipäätöksissä). Kysyntään sopeutuvaa ohjausmallia voidaan toteuttaa yhtä hyvin yrityksen sisällä omana prosessinaan, kuin verkostotasolla verkoston tilaus-toimitusprosessien sopeuttamisessa (esim. välittämällä kysynnän ennakkotietoa läpinäkyvästi koko verkoston tasolla). Erityisesti sellaisissa käytännön tapauksissa, joissa logistiikka ja varastojen sovittaminen kysyntään mielletään tärkeäksi kilpailutekijäksi, väitöskirjatyön tuloksia voidaan hyödyntää viitekehyksenä rakennettaessa rutiininomaisen varastonohjauksen kokonaisuutta. Väitöskirjan teoreettinen uutuusarvo rakentuu aiemmin tutkittujen, rajattujen tutkimustulosten, yhdistämisestä käytännön haasteisiin ja rajoitteisiin kysyntää ennakoivan mallin muodostamiseksi yhden viitekehyksen alla, poissulkien MRO-nimikkeiden ohjaamisen.

Fyysikko Katja Honkavaara ja vapaaelektronilaser, joka teki historiaa

Kirjoitus perustuu suurilta osin Katja Honkavaaran haastatteluun ja DESYn raportteihin.

[Uusia kirjoja]

Kirjallisuusarvostelu

Menetelmiä joukon elektronisen aktiivisuuden arvioimiseksi : informaatioteoreettinen näkökulma

Sähkömagneettista spektriä hyödynnetään laajasti erilaisten tietoliikenne- ja sensorijärjestelmien lähettämän datan siirtotienä. Tätä siirrettävää dataa hyödynnetään sotilasjoukon johtamisessa ja tilannekuvan muodostamisessa. Siinä, missä sotilasjoukko saa merkittävää hyötyä sähkömagneettisen spektrin käytöstä, se myös samalla tuottaa informaatiota joukon toiminnasta kiinnostuneen tiedustelijan ulottuville. Tiedustelija pyrkii elektronisen tiedustelun menetelmin havaitsemaan ja hyödyntämään mahdollisimman tehokkaasti ulottuvilleen päätyvän informaation. Sotilasjoukon on kyettävä kontrolloimaan omaa elektronista aktiivisuuttaan siten, että tiedustelujärjestelmän kyky tuottaa tilannekuvaa voidaan kiistää tai ainakin tiedustelijan ulottuville päätyvän informaation määrä on ennakoitavissa. Ennakointia ja erilaisten olosuhteiden vertailua varten tarvitaan menetelmiä, joilla kyetään yksiselitteisesti ja mitallisesti arvioimaan joukon sisältämän ja tuottaman sekä tiedustelijan saataville päätyvän informaation määrää. Näiden menetelmien kehittäminen on tämän tutkimuksen päämäärä. Informaatioteoria tarjoaa työkaluja informaation määrän arvioimiseksi ja on näin ollen varsin luonnollinen valinta tutkimuksen näkökulmaksi. Tuloksina esitellään neljä erillistä menetelmää, joita voidaan hyödyntää joukon elektronisen aktiivisuuden ja elektronisen suojautumisen tason arvioinnissa. Menetelmistä kaksi mittaa joukon sisältämää informaatiota eli organisaatioon sijoitettujen lähettimien jakautumista ja erottuvuutta ympäristöstään. Kaksi muuta menetelmää keskittyvät analysoimaan joukon tuottaman (lähettimien käyttötapoihin liittyvää) informaation määrää ja sen päätymistä tiedustelijan ulottuville erilaisissa olosuhteissa. Kehitetyt menetelmät perustuvat entropian, ehdollisen entropian, yhtenäisinformaation, suhteellisen entropian ja informaation yhteenlaskettavuuden määritelmiin ja ominaisuuksiin. Oleellinen osa työtä on joukon lähettimien käytön mallintaminen stokastisten prosessien avulla sekä erilaisten häiriöiden huomioiminen. Menetelmien hyödynnettävyyden osalta voidaan osoittaa, että menetelmät tarjoavat selkeitä mitallisia ja entistä monipuolisempia mahdollisuuksia arvioida erilaisia olosuhteita elektronisen suojautumisen kannalta. Vaikka menetelmät jäävä varsin teoreettiselle asteelle, on varsin selkeästi havaittavissa niiden tarjoamat mahdollisuudet tuottaa lisäarvoa joukon toimintavaihtoehtojen vertailuun ja operaatioanalyyttisiin tarkasteluihin. Käytännöllisten työkalujen kehittäminen vaatii kuitenkin jatkotutkimusta ja kehitystyötä.

Pinta-aluksen kyky havaita kohti ammuttu meritorjuntaohjus

Tutkimus on luonteeltaan teoreettinen ja se tuottaa suuntaa antavat arvot pinta-aluksen kyvylle havaita kohti ammuttu meritorjuntaohjus aluksen S -alueen valvontatutkalla sekä kohti ammutun meritorjuntaohjuksen Ku -alueen hakeutumistutka aluksen ESM –järjestelmällä. Tutkimusongelmien perusteella on laadittu kirjallisuusselvitys, jossa on määritetty pintaaluksen, sen sensoreiden sekä meritorjuntaohjuksen ja sen hakeutumistutkan geneeriset ominaisuudet. Sen jälkeen on skenaarioanalyysin avulla määritetty tutkittavat skenaariot ja niiden matemaattinen arviointitapa. Matemaattisessa arvioinnissa on käytetty kirjallisuusselvityksen avulla saatuja laskenta-arvoja järjestelmien parametreille ja skenaarioiden muuttujille. Tutkimus on pidetty tietoturvaluokitukseltaan julkisena käyttämällä arvioinnissa geneerisiä arvoja. Kohti ammutun meritorjuntaohjuksen havaitseminen riippuu ensisijaisesti ohjuksen lentokorkeudesta ja ajankohdasta, jolloin se käynnistää hakeutumistutkansa maalin etsintää ja siihen lukittumista varten. Ohjus lähestyy maalia matalalla lentäen, jolloin se ei ole havaittavissa pinta-aluksen valvontatutkalla. Matkalentovaiheen aikana ohjuksen hakeutumistutka on sammutettu eikä sitä kyetä havaitsemaan. Ohjus nousee 30 - 40 kilometrin etäisyydellä maalista tutkahorisontin yläpuolelle, jolloin se on havaittavissa pinta-aluksen valvontatutkalla. Samalla ohjus käynnistää hakeutumistutkansa, joka puolestaan havaitaan aluksen ESM – järjestelmällä. Aliääniohjukset voivat suorittaa maalihaun ja lukituksen jopa 20 kilometrin päässä maalista. Lukituttuaan maaliin, laskeutuu ohjus noin viiden metrin lentokorkeuteen ja etenee kohti maalia pysyen pääosin pinta-aluksen valvontatutkan ja ESM –järjestelmän seurannassa. Pinta-alus kykenee havaitsemaan kohti ammutun meritorjuntaohjuksen viimeistään ohjuksen kasvattaessa lentokorkeuttaan maalin etsintää ja siihen lukitusta varten noin 35 kilometrin etäisyydellä pinta-aluksesta. Tämän jälkeen ohjusta kyetään seuraamaan aluksen valvontatutkalla osumishetkeen asti. ESM –järjestelmä kykenee seuraamaan ohjusta vain ohjuksen hakeutumistutkan ollessa käynnissä. Havainto kohti ammutusta meritorjuntaohjuksesta tehdään liki samanaikaisesti pinta-aluksen valvontatutkalla ja ESM –järjestelmällä. Sensorien integrointiasteesta ja maalifuusion tasosta riippuu, miten nopeasti valvontatutkan havaitsemaan maaliin kyetään yhdistämään ESM - järjestelmän tekemä tunnistus uhkasignaalista ja edelleen aloittamaan ohjuksen torjunta aluksen ase- ja omasuojajärjestelmillä. Kohti ammutun yliääniohjuksen (nopeus: 1 M) havaitsemisesta osumishetkeen kuluva aika on noin 2,1 minuuttia. Jos aliääniohjuksen nopeus on 800 km/h, on havainnosta osumishetkeen kuluva aika noin 2,6 minuuttia. Tässä ajassa havainto on kyettävä luokittelemaan, tunnistamaan ja käynnistämään vastatoimet. Pintaaluksen kannalta on tärkeää saada havainto kohti ammutusta ohjuksesta mahdollisimman nopeasti, jolloin torjunnan käynnistämiseen on enemmän aikaa. Hyökkääjän näkökulmasta on edullista tuoda meritorjuntaohjus tutkahorisontin alapuolella mahdollisimman lähelle maalia kuitenkin siten, että se vielä kykenee tutkahorisontin yläpuolelle noustuaan hakeutumistutkalla etsimään maalin ja lukittumaan siihen. Etäisyyden, jolta ohjus maalinsa hakee, on riippuvainen maalinvalintakriteerien onnistumisesta ja toisaalta ohjuksen lentonopeudesta, joka märittää miten paljon aikaa maalin etsintään ja hyökkäysvaiheeseen mahdollisine maalin vaihtoineen on käytettävissä.