Educating Pulp and Paper Engineers for the Global Forest Industry

Vol.23, No. 5, pp. 1024-1037, 2007.

On the Condition Monitoring of Induction machines

The research of condition monitoring of electric motors has been wide for several decades. The research and development at universities and in industry has provided means for the predictive condition monitoring. Many different devices and systems are developed and are widely used in industry, transportation and in civil engineering. In addition, many methods are developed and reported in scientific arenas in order to improve existing methods for the automatic analysis of faults. The methods, however, are not widely used as a part of condition monitoring systems. The main reasons are, firstly, that many methods are presented in scientific papers but their performance in different conditions is not evaluated, secondly, the methods include parameters that are so case specific that the implementation of a systemusing such methods would be far from straightforward. In this thesis, some of these methods are evaluated theoretically and tested with simulations and with a drive in a laboratory. A new automatic analysis method for the bearing fault detection is introduced. In the first part of this work the generation of the bearing fault originating signal is explained and its influence into the stator current is concerned with qualitative and quantitative estimation. The verification of the feasibility of the stator current measurement as a bearing fault indicatoris experimentally tested with the running 15 kW induction motor. The second part of this work concentrates on the bearing fault analysis using the vibration measurement signal. The performance of the micromachined silicon accelerometer chip in conjunction with the envelope spectrum analysis of the cyclic bearing faultis experimentally tested. Furthermore, different methods for the creation of feature extractors for the bearing fault classification are researched and an automatic fault classifier using multivariate statistical discrimination and fuzzy logic is introduced. It is often important that the on-line condition monitoring system is integrated with the industrial communications infrastructure. Two types of a sensor solutions are tested in the thesis: the first one is a sensor withcalculation capacity for example for the production of the envelope spectra; the other one can collect the measurement data in memory and another device can read the data via field bus. The data communications requirements highly depend onthe type of the sensor solution selected. If the data is already analysed in the sensor the data communications are needed only for the results but in the other case, all measurement data need to be transferred. The complexity of the classification method can be great if the data is analysed at the management level computer, but if the analysis is made in sensor itself, the analyses must be simple due to the restricted calculation and memory capacity.

Spatial predictions of land-use transitions and associated threats to biodiversity: the case of forest regrowth in mountain grasslands

Question Can we predict where forest regrowth caused by abandonment of agricultural activities is likely to occur? Can we assess how it may conflict with grassland diversity hotspots? Location Western Swiss Alps (4003210m a.s.l.). Methods We used statistical models to predict the location of land abandonment by farmers that is followed by forest regrowth in semi-natural grasslands of the Western Swiss Alps. Six modelling methods (GAM, GBM, GLM, RF, MDA, MARS) allowing binomial distribution were tested on two successive transitions occurring between three time periods. Models were calibrated using data on land-use change occurring between 1979 and 1992 as response, and environmental, accessibility and socio-economic variables as predictors, and these were validated for their capacity to predict the changes observed from 1992 to 2004. Projected probabilities of land-use change from an ensemble forecast of the six models were combined with a model of plant species richness based on a field inventory, allowing identification of critical grassland areas for the preservation of biodiversity. Results Models calibrated over the first land-use transition period predicted the second transition with reasonable accuracy. Forest regrowth occurs where cultivation costs are high and yield potential is low, i.e. on steeper slopes and at higher elevations. Overlaying species richness with land-use change predictions, we identified priority areas for the management and conservation of biodiversity at intermediate elevations. Conclusions Combining land-use change and biodiversity projections, we propose applied management measures for targeted/identified locations to limit the loss of biodiversity that could otherwise occur through loss of open habitats. The same approach could be applied to other types of land-use changes occurring in other ecosystems.

Advances in UAS for forest fire fighting

Peer reviewed

Project SKY-EYE: applying UAVs to forest fire fighter support and monitoring

Peer reviewed

Mobile ERP in the use of maintenance operations of forest industry

Toiminnanohjausjärjestelmien käyttö on muuttanut metsäteollisuuden kunnossapidon työntekijän toimenkuvaa kunnossapidon perustoiminnoista itseohjautuvampaan tietojen käsittelyyn ja jalostamiseen. Työn tavoitteena oliselvittää mobiilin työtilausjärjestelmän vaikutuksia metsäteollisuuden kunnossapidon kenttätyössä. Mobiilin työtilausjärjestelmän käyttö metsäteollisuuden kunnossapidossa mahdollistaa tärkeän kunnossapitotiedon keräämisen ja tarkentamisen kentällä, jossa se usein on ajanmukaisinta ja tarkinta. Haasteellisinta on oikeanlaisen teknologian löytäminen ja standardoiminen kunnossapidon toimintaympäristöihin. Myös organisaation toimintoprosessien on oltava selkeät ennen kuin prosesseja voidaan tehostaa teknologisin keinoin.

Bayesian classification of forest ecological type from satellite data

The main objective of this study was todo a statistical analysis of ecological type from optical satellite data, using Tipping's sparse Bayesian algorithm. This thesis uses "the Relevence Vector Machine" algorithm in ecological classification betweenforestland and wetland. Further this bi-classification technique was used to do classification of many other different species of trees and produces hierarchical classification of entire subclasses given as a target class. Also, we carried out an attempt to use airborne image of same forest area. Combining it with image analysis, using different image processing operation, we tried to extract good features and later used them to perform classification of forestland and wetland.

Insights into the biogeographical history of the Lower Guinea Forest Domain: evidence for the role of refugia in the intraspecific differentiation of Aucoumea klaineana.

Determining the biogeographical histories of rainforests is central to our understanding of the present distribution of tropical biodiversity. Ice age fragmentation of central African rainforests strongly influenced species distributions. Elevated areas characterized by higher species richness and endemism have been postulated to be Pleistocene forest refugia. However, it is often difficult to separate the effects of history and of present-day ecological conditions on diversity patterns at the interspecific level. Intraspecific genetic variation could yield new insights into history, because refugia hypotheses predict patterns not expected on the basis of contemporary environmental dynamics. Here, we test geographically explicit hypotheses of vicariance associated with the presence of putative refugia and provide clues about their location. We intensively sampled populations of Aucoumea klaineana, a forest tree sensitive to forest fragmentation, throughout its geographical range. Characterizing variation at 10 nuclear microsatellite loci, we were able to obtain phylogeographic data of unprecedented detail for this region. Using Bayesian clustering approaches, we demonstrated the presence of four differentiated genetic units. Their distribution matched that of forest refugia postulated from patterns of species richness and endemism. Our data also show differences in diversity dynamics at leading and trailing edges of the species' shifting distribution. Our results confirm predictions based on refugia hypotheses and cannot be explained on the basis of present-day ecological conditions.

Scenario method in anticipating future opportunities of e-business in the forest industry

Tutkimuksen tavoitteena on ennakoida liiketoimintaprosessien sähköistymisen kehittymistä käyttämällä skenaariomenetelmää, yhtä laajimmin käytetyistä tulevaisuuden tutkimisen menetelmistä. Tarkastelun kohteena ovat erityisesti tulevaisuuden e-business -ratkaisut metsäteollisuudessa. Tutkimuksessa selvitetään skenaariomenetelmän ominaisuuksia, skenaariosuunnittelun periaatteita sekä menetelmän sopivuutta teknologian ja toimialan muutosten tarkasteluun. Tutkimuksen teoriaosassa selvitetään teknologian muutoksen vaikutusta toimialojen kehitykseen. Todettiin, että teknologisella muutoksella on vahva vaikutus toimialojen muutoksiin, ja että jokainen toimiala seuraa tietynlaista kehitystrajektoria. Yritysten tulee olla tietoisia teknologisen muutoksen nopeudesta ja suunnasta, ja seurata toimialansa kehityksen sääntöjä. Metsäteollisuudessa muutosten radikaali luonne sekä ICT-teknologian nopea kehitys asettavat haasteita liiketoimintaprosessien sähköistämisen kentässä. Empiriaosuudessa luotiin kolme erilaista skenaariota e-busineksen tulevaisuudesta metsäteollisuudessa. Skenaariot perustuvat pääosin aiheen asiantuntijoiden tämän hetkisiin näkemyksiin, joita koottiin skenaariotyöpajassa. Skenaarioiden muodostamisessa yhdistettiin kvalitatiivisia ja kvantitatiivisia elementtejä. Muodostetut kolme skenaariota osoittavat, että e-busineksen vaikutukset tulevaisuudessa nähdään pääosin positiivisina, ja että yritysten tulee kehittyä aktiivisesti ja joustavasti pystyäkseen hyödyntämään sähköisiä ratkaisuja tehokkaasti liiketoiminnassaan.

Electrical Machines' Market in Russia

Venäjän valtion osuus maailmantaloudesta on pieni verrattuna sen maantieteelliseen kokoon, väkilukuun ja luonnonvaroihin. Sitä pidetään kuitenkin yhtenä tulevaisuuden merkittävistä kasvumarkkinoista. Venäjällä on tyypillisesti teollisuutta, joka hyödyntää luonnonvaroja ja tuottaa raaka-aineita sekä kotimaan että ulkomaiden markkinoille. Tällaisia tyypillisiä teollisuudenaloja Venäjällä ovat kaivos- ja metsäteollisuus sekä kemikaalien- kaasun- ja öljyntuotanto. Myös näiden teollisuusalojen tarvitsemien tuotantolaitteiden ja koneiden valmistusta on Venäjällä. Näitä koneita viedään Venäjältä entisiin neuvostovaltioihin ja päinvastoin. Tässä diplomityössä tutkitaan sähkömoottorien markkinapotentiaalia ja kilpailutilannetta Venäjällä. Venäjän osalta perehdytään sen kansantalouden tilaan ja tutkitaan sähkökonemarkkinoiden kokoa segmenteittäin monien erilähteiden avulla. Venäjän arvioidaan olevan erittäin potentiaalinen ja kasvava markkina-alue. Diplomityössä selvitetään ostoprosessia Venäjällä ja sähkökonemarkkinoiden ominaisuuksia kyseisellä alueella.

KPI definition for measuring customer extranet benefits for a forest company

Tutkimuksen tavoitteena oli määrittää hyötyjä, joita Stora Enso on saavuttanut ottamalla käyttöön extranet-järjestelmän, jonka avulla asiakkaat voivat seurata toimitusketjuaan. Tässä tutkimuksessa keskityttiin taloudellisten hyötyjen määrittämiseen ja aineettomien hyötyjen tutkiminen rajattiintyön ulkopuolelle. Samalla tuli kehittää mittarit itsepalveluasteiden laskemiseksi tietyille toiminnoille, joita asiakkaat voivat hyödyntää järjestelmässä. Myös toiminnot, joita järjestelmässä pääasiassa käytetään, tuli määrittää kvantitatiivisen tutkimuksen avulla. Myyntihenkilöstön haastattelut toimivat apuna laskettaessa taloudellisia hyötyjä. Teoriaosuudessa käsitellään yleisesti sähköisiä palveluita erityisesti yritysten välistä kaupankäyntiä koskevalla alueella. Myös toimitusketjua ja tunnusluku mittareiden rakentamista on esitelty yleisellä tasolla teoriaosassa. Työn keskeisimmät tulokset ovat itsepalveluasteiden mittarit, niiden avulla lasketut itsepalveluasteet sekä taloudelliset hyödyt, joita yrityson saavuttanut järjestelmän käyttöönoton jälkeen.

Elinkaarimallinnuksen periaatteisiin perustuva prosessimalli paperikoneelle

Pääoman tuottavuuden merkitys kasvaa metsäteollisuuden tuottavuuden ja kilpailukyvyn varmistamisessa.Tuottavuuteen vaikuttavat tuotannon määrä sekä tuotannosta saatava hinta johon osaltaan vaikuttaa tuotteen laatu. Näitä tekijöitä voidaan mitata käyttämällä esimerkiksi mallia tuotannon kokonaistehokkuudesta. Tämä työ tarkastelee tuotto-kustannus -mallin soveltuvuutta paperikoneprosessin tuloksentekokyvyn arviointiin. Lisäksi tutkimuksen kohde on elinkaarimallinnuksen periaatteisiin perustuvan mallin tiedontarpeiden arvioinnissa sekä mallilla tuotettavien tulosten selvittämisessä. Työssä käsitellyn mallinnusperiaatteen mukainen prosessimalli mahdollistaa kokonaisnäkemyksen paperikoneprosessin tuottoja ja kustannuksia aiheuttavista tekijöistä. Mallilla saatavien tuloksien tarkkuus riippuu käytettävissä olevista lähtötiedoista. Työn esimerkkimallinnus listaa vähimmäistiedot, joilla paperikoneen tuottoja ja kustannustekijöitä tarkasteleva malli voidaan toteuttaa. Työ osoittaa, että paperikoneella on paljon tuotantoaikaan vaikuttavia häiriötekijöitä, joiden merkittävyys on analysoitava tarkemman mallin rakentamiseksi. Mallin kohdentaminen olemassa olevalle paperikoneelle antaisi riittävästi mittaustietoa ja kokemusperäistä tietoa mallin tarpeisiin. Yksityiskohtaisemman mallin rakentamisella saataneen myös yleisesti paperikoneprosessin tuotantohäiriöihin liittyvää tietoa.

Process Evaluation and Business Process Reengineering in Forest Industry

Pro gradu -tutkielman tavoitteena oli selvittää millaisia muutoksia uusi SAP-pohjainen järjestelmä aiheuttaa metsäteollisuusyrityksen hankinta-prosesseissa ja ostajien työssä. Tilannetta tarkasteltiin myös liiketoiminta-prosessien uudistamisprojektina. Tutkimus oli kvalitatiivinen case-tutkimus, jonka lähteinä olivat haastattelut ja prosessikuvaukset. Hankintaprosessit on pyritty standardisoimaan ja kuvaamaan tarkasti, koska järjestelmä on tarkoitus ottaa vähitellen käyttöön yrityksen kaikissa toimipisteissä. Teoriaosassa käsiteltiin globaalia hankintaa, erilaisia tilauksia, sähköistä liiketoimintaa ja uudistettujen liiketoimintaprosessien käyttöönottoa sekä siihen liittyviä haasteita. Yritys pyrkii kehittämään hankintatoimintaansa ja hyödyntämään kokonsa tuomia mittakaavaetuja, uusi järjestelmä on merkittävä osa tätä kehitystyötä. Haastattelujen perusteella uusi järjestelmä on toivottu ja siihen kohdistuu paljon odotuksia. Järjestelmän käyttöönotto tulee olemaanhaastava tehtävä, koska järjestelmän käyttäjiä on paljon ja loppukäyttäjät tekevät entistä enemmän tapahtumia järjestelmään tilausaloitteiden ja kotiinkutsujenmuodossa. Tehdasostajien roolissa tapahtuu muutoksia, rutiinitilaamisen vähentyessä he toimivat tietoa molempiin suuntiin jakavina linkkeinä keskitetyn hankinta-organisaation ja tehtaan välissä.

Assessing Strategic IT Investments of Forest Industry by Means of the Real Options Approach, Case: Stora Enso

Tutkimuksen päämääränä oli tutkia miten reaalioptiomenetelmä soveltuu metsäteollisuuden strategisten informaatioteknologiainvestointien arvioimiseen. Tässä tutkimuksessa muodostettiin mukautettu reaalioptiosovelluskehys, esiteltyjen reaalioptiosovelluskehyksien perusteella. Valitut investointiehdotukset arvioitiin muodostetun sovelluskehyksen avulla. Tutkimus oli luonteeltaan kvalitatiivinen. Pääasiallisia tiedonlähteitä olivat lehtiartikkelit, GDSS -istunnot ja haastattelut. Tutkimuksen tuloksena selvisi, että reaalioptiomenetelmä sopii metsäteollisuudenstrategisten informaatioteknologiainvestointien arvioimiseen. On kuitenkin huomioitava, että investoinnin suunnitteluprosessin kypsyysaste vaikuttaa reaalioptiomenetelmän soveltamiseen. Tutkimuksessa arvioidut investoinnit ovat investoinnin suunnitteluvaiheen varhaisessa vaiheessa.