Tarkkoihin matkustajatietoihin perustuva hissiohjausjarjestelma

Työssä esitetään geneettisten algoritmien käyttöön perustuva hissiohjausjärjestelmä, jossa ohjauspaatosten tekemisessä hyödynnetään tarkkoja matkustajatietoja. Tämä hissiohjausjärjestelmä soveltuu käytettäväksi muun muassa kohde-allokointiin perus-tuvassa hissijärjestelmässä, jossa matkustajat antavat hissikutsun yhteydessä kohde-kerrostietonsa. Esitetty ohjausjärjestelmä soveltuu käytettäväksi ulkokutsun välittömään tai jatkuvaan allokointiin perustuvassa hissijärjestelmässä. Työn kirjallisessa osuudessa esitetään parannuksia aiemmin esitettyihin hissiohjausjärjestelmiin ja käydään läpi erilaisia kohde-allokointiin perustuvia hissijärjestelmiä. Työssä kuvataan uusi matkustaja-ohjaustapa, joka vähentää matkustajan tekemän hissikutsun välittömään palveluun liittyviä hissiohjausongelmia. Tarkkoja matkustajatietoja hyödyntämällä hissijärjestelmä kykenee sekä tarjoamaan matkustajille yksilöllistä palvelua että kuljettamaan matkustajia tehokkaasti.

In-Vessel Penetrator -käärmerobotin mallinnus ADAMS-ohjelmistolla

Työn tavoitteena oli muodostaa virtuaaliprototyyppi fuusioreaktorin huollossa käytettävästä IVP-robotista. Työssä mallinnettiin robotin mekaniikka joustavana sekä toimilaitteiden ja käyttöjen dynaamiset ominaisuudet valmistajien esitietojen ja mitoitustietojen perusteella. Käyttöjen ja mekaniikan mallit yhdistettiin ADAMS-ohjelmistossa. Mekaanisten joustojen mallinnuksessa sekä verifioinnissa käytettiin apuna ANSYS –ohjelmistoa. Virtuaaliprototyypin toimivuudesta varmistuttiin vertaamalla sitä robotin suunnittelutietoihin ja fyysiseen prototyyppiin. Robotin ohjauksessa käytettävän P-säätäjän vaikutusta tutkittiin eri vahvistuksen arvoilla sekä verrattiin mekaanisia vasteita fyysisen prototyypin dynaamisiin testeihin. Esimerkkinä robotin käyttäytymisestä todellisessa tilanteessa simuloitiin sen ajoa reaktoriin. Toteutetun simulointimallin todettiin vastaavan rakenteeltaan sekä siinä esiintyvien voimien osalta suunnitelmien mukaista konstruktiota. Käytetyillä parametreilla se toteutti hyvin robotille asetetut nopeusvaatimukset.

Using music as a signal for biofeedback

Studies on the potential benefits of conveying biofeedback stimulus using a musical signal have appeared in recent years with the intent of harnessing the strong effects that music listening may have on subjects. While results are encouraging, the fundamental question has yet to be addressed, of how combined music and biofeedback compares to the already established use of either of these elements separately. This experiment, involving young adults (N = 24), compared the effectiveness at modulating participants' states of physiological arousal of each of the following conditions: A) listening to pre-recorded music, B) sonification biofeedback of the heart rate, and C) an algorithmically modulated musical feedback signal conveying the subject's heart rate. Our hypothesis was that each of the conditions (A), (B) and (C) would differ from the other two in the extent to which it enables participants to increase and decrease their state of physiological arousal, with (C) being more effective than (B), and both more than (A). Several physiological measures and qualitative responses were recorded and analyzed. Results show that using musical biofeedback allowed participants to modulate their state of physiological arousal at least equally well as sonification biofeedback, and much better than just listening to music, as reflected in their heart rate measurements, controlling for respiration-rate. Our findings indicate that the known effects of music in modulating arousal can therefore be beneficially harnessed when designing a biofeedback protocol.

Yhtenäistetyn mallinnuskielen hyödyntäminen betoniaseman ohjausjärjestelmän kehityksessä

Yhtenäistetty mallinnuskieli, Unified Modeling Language (UML), on saavuttanut ohjelmistoteollisuudessa defacto standardin mallinnuskielen aseman. UML:n pääasiallinen käyttökohde on ollut ohjelmistojärjestelmien mallinnus, mutta sitä on sovellettu myös muillakin ongelma-alueilla, kuten erilaisten prosessien mallinnuksessa. Tässä diplomityössä mallinnetaan eräs betoniaseman ohjausjärjestelmä käyttäen UML:ää. Työssä perehdytään alan kirjallisuuden avulla siihen, miten teollisuus on hyödyntänyt UML:ää prosessien ohjausjärjestelmien mallinnuksessa. Kirjallisuudesta saatua tietoa sovelletaan betoniaseman ohjausjärjestelmän mallinnuksessa. Luotua mallia analysoidaan sen oikeellisuuden ja käytettävyyden perusteella. Työssä havaittiin, että UML soveltuu hyvin betoniaseman ohjausjärjestelmän kaltaisen teollisuusprosessin ohjauksen mallinnukseen. UML-mallilla voidaan kuvata järjestelmän rakenne ja toiminta kattavasti. Luotua mallia voidaan hyödyntää suoraan ohjausjärjestelmän jatkokehityksessä. Julkista tutkimustietoa aiheesta on kuitenkin niukasti saatavilla, joten lisätarve julkiselle tutkimukselle on olemassa.

Tilauspisteen ja tilauseräkoon määrittäminen osana ostoprosessin kehittämistä tukkukaupassa

Varastojen hallinta sisältää yksinkertaisimmillaan varastotasojen, tilauspisteiden ja tilauseräkokojen määrittämiseen liittyviä päätöksiä ja toimenpiteitä. Perinteisesti näitä päätöksiä on tarkasteltu ainoastaan yhden ohjauspisteen sisäisestä näkökulmasta. Ostoprosessin ja siihen liittyvien toimittajasuhteiden kehittämisen merkitystä varastojen hallinnassa ei ole sen sijaan täysin ymmärretty. Tässä työssä tarkastellaan sekä perinteisiä varastonohjausjärjestelmiä että ostoprosessin kehittämistä teoreettisen viitekehyksen ja empiirisen case-tutkimuksen kautta. Tutkimuksen päätarkoitus on esittää varastonimikkeiden tilausajankohdan ja –eräkoon määrittämiseen liittyviä menetelmiä. Tutkimuksen teoriaosassa muodostetaan viitekehys tuotteiden luokitteluun perustuville varastojen hallinnan menettelytavoille. Varastojen hallinnan päätöksiin vaikuttavia tekijöitä ovat mm. ostoprosessin vaiheiden operatiivinen kehittäminen, toimittajayhteistyön parantaminen toimitusketjun hallinnan ja partnership-suhteiden kautta sekä nimikkeiden kysynnän, toimitusaikojen, varastojen hallinnan kustannusten ja mittarien määrittäminen. Lisäksi kuvataan tukkukauppaan liittyviä erityispiirteitä em. seikkojen osalta. Empiirisessä osassa tarkastellaan ensin terästuotteiden tukkukaupan Oy Kontino Ab:n ostotoiminnan ja varastojen hallinnan nykytilaa. Haastatteluaineiston perusteella esitetään optimaalisia varastotäydennysmenetelmiä luokitelluille nimikkeille. Tutkimuksen mukaan varaston palvelukyvyn mittaaminen on välttämätöntä optimaalisen tilauspisteen ja –eräkoon määrittämisessä. Tukkukaupan varastojen hallintaan soveltuu parhaiten kiinteän tilausvälin järjestelmä, jossa tilaushetki on kiinteä ja eräkoko sekä tilauspiste vaihtelevat. Tutkimuksesta voidaan päätellä, että myös tukkukaupan on pyrittävä varastotasojen alentamiseen parantaakseen varastoinnin tehokkuutta ja palvelukykyä. Parannukset voidaan toteuttaa vain ymmärtämällä varastojen hallinnan ja ostoprosessin välinen läheinen yhteys ja kehittämällä strategista toimittajayhteistyötä.

Verkostoitumisen vaikutus yrityksen taloudenohjaukseen

Tapaustutkimuksen tavoitteena on selvittää verkostoitumisen vaikutusta yrityksen taloudenohjaukseen. Tutkielmassa tarkastelun kohteena on suuri metallialan yritys, joka on ulkoistanut tehtaan kunnossapitotoiminnon. Yrityksen taloudenohjausta tarkastellaan prosessien kautta muuttuneessa liiketoimintaympäristössä, joka asettaa vaatimuksia yrityksen johtamisjärjestelmälle. Verkostoitumista tarkastellaan transaktiokustannusteorian perusteella sekä pohditaan yritysjohdon roolia verkostoitumisessa ja verkosto-organisaatiossa. Verkostoitumishankkeen prosessointia varten luotiin ylemmän tason prosessimalli, jonka perusteella verkostoitumisen vaikutuksia yrityksen operatiiviseen ja strategiseen taloudenohjaukseen tarkastellaan.

Rullaavan ennustamisen kehittäminen CASE: ABB Oy Service

Tutkimuksen tavoitteena oli kehittää rullaavan ennustamisen toimintaa, jotta se tuottaisi relevanttia informaatiota tapausyrityksen ohjaukselle. Tutkimuksessa sovellettiin konstruktiivista tutkimusotetta, joka on ratkaisumenetelmä liikkeenjohdollisiin ongelmiin. Tutkimustulos eli ratkaisukonstruktio innovoitiin tutkijan luoman viitekehyksen ja empiirisen tutkimuksen havaintojen avulla. Tutkimustuloksien perusteella analyyttisen rullaavan ennustamisen tarkoituksena on tyydyttää eri ohjaustasojen informaatiotarpeita ja tukea asiakaslähtöisen tapausyrityksen liiketoimintaympäristöön sopeutumista. Tutkimuksen mukaan rullaava ennustaminen on suunnittelua, joka pyrkii organisatoriseen oppimiseen. Kehittämiseen liittyviä näkökulmia, organisatorisia ja järjestelmällisiä tekijöitä löydettiin useita. Nämä eivät rajoittuneet ainoastaan johdon laskentatoimen alueelle.

Quality in services marketing in infocom sector in Finland

Tutkielman tavoitteena oli selvittää, mikä on palvelun laadun taso infocom sektorilla Suomessa, ja miten sitä voidaan parantaa. Teoriaosassa tavoitteeseen pyrittiin muodostamalla teoriakirjallisuuteen, tieteellisiin julkaisuihin sekä aikaisempaan aihealuetta sivuavaan tutkimukseen perustuva viitekehysmalli. Empiirisessä osassa tavoitetta lähestyttiin tutkimalla infocom sektorin kunkin toimialueen (telekommunikaatio, informaatio teknologia ja sisältötuotanto) palvelujen laatua case-kuvausten muodossa. Tutkielman empiirinen osuus toteutettiin kvalitatiivisena multiple case -tutkimuksena teemahaastattelu-menetelmää soveltaen. Case-analyysi suorittiin käyttäen ns. explanation- building -menetelmää. Teoreettiset ja empiiriset tutkimustulokset yhdistettiin erityisiksi infocom sektorille soveltuviksi toimenpidesuosituksiksi. Tutkielman empiirinen osuus antoi tukea teoreettisen osuuden pohjalta kehitetylle viitekehykselle. Tutkimuksen tavoitteena oli case-analyysi- menetelmän mukaisesti luoda perusta syvemmälle aihepiiriä käsittelevälle jatkotutkimukselle ja luoda kuva infocom sektorin tämän hetkisestä laadullisesta tilasta. Yhteenvetona voidaan sanoa, että laatu palvelujen markkinoinnissa infocom sektorilla on suhteellisen heikkoa, vaikka tutkimusaineiston mukaan laatu arvostetaan hyvin korkealle. Yritysten tämänhetkiset panostukset laatuun liittyvät lähinnä liiketoiminnan tukifunktioihin ja prosessien ohjausmenetelmiä koskeviin järjestelmiin. Tutkimuksen pohjalta tehtävät varsinaiset toimenpidesuositukset liittyvät laadun sisäistämiseen jo strategiaa luotaessa, asiakaslähtöisyyteen, laatujohtamiseen, laatukoulutukseen ja kokonaisvaltaisen laatukulttuurin luomiseen organisaatioissa. Turbulentissa, nopeasti kansainvälistyvässä ja erittäin voimakkaasti kilpaillussa liiketoimintaympäristössä nämä ovat elintärkeitä menestymisen kriteerejä.

Talouden ohjauksen ja organisaation muutostarpeet sähkömarkkinalain uudistuessa. Case: Kuopion Energia

Tutkimuksen tavoitteena oli selvittää, miten sähkömarkkinalain muutosehdotus vaikuttaa Kuopion Energian verkkoliiketoiminnan talouden ohjaukseen ja organisaatiorakenteeseen. Tarkastelussa keskeisenä tutkimuskohteena oli verkkoliiketoiminnan suhde hallintopalveluihin ja asennuspalveluihin. Tutkielman teoriaosissa perehdyttiin talouden ohjausjärjestelmään ja sen osa-alueisiin sekä Suomen sähkömarkkinoiden toimintaan. Ensin perehdyttiin talouden ohjauksen merkitykseen yrityksessä sekä ohjausjärjestelmän osa-alueisiin. Sähkömarkkinoiden toiminta ja niillä tapahtuvat uudistukset loivat pohjan case–yrityksen toiminnan ymmärtämiselle. Teoriaosat toimivat viitekehyksenä case–yritystä koskettavan muutoksen arvioinnissa. Tutkimuksessa käytettävä tutkimusote oli toiminta-analyyttinen. Tutkielman lopputuloksena esitettiin toimintavaihtoehtoja, joita voidaan hyödyntää suunniteltaessa verkkoliiketoiminnan tulevaisuuden strategisia linjauksia muutostilanteessa.

A Feedfordward Adaptive Controller to Reduce the Imaging Time of Large-Sized Biological Samples with a SPM-Based Multiprobe Station

The time required to image large samples is an important limiting factor in SPM-based systems. In multiprobe setups, especially when working with biological samples, this drawback can make impossible to conduct certain experiments. In this work, we present a feedfordward controller based on bang-bang and adaptive controls. The controls are based in the difference between the maximum speeds that can be used for imaging depending on the flatness of the sample zone. Topographic images of Escherichia coli bacteria samples were acquired using the implemented controllers. Results show that to go faster in the flat zones, rather than using a constant scanning speed for the whole image, speeds up the imaging process of large samples by up to a 4x factor.

DAI-DEPUR: an integrated and distributed architecture for wastewater treatment plants supervision

The activated sludge process - the main biological technology usually applied towastewater treatment plants (WWTP) - directly depends on live beings (microorganisms), and therefore on unforeseen changes produced by them. It could be possible to get a good plant operation if the supervisory control system is able to react to the changes and deviations in the system and can take thenecessary actions to restore the system’s performance. These decisions are oftenbased both on physical, chemical, microbiological principles (suitable to bemodelled by conventional control algorithms) and on some knowledge (suitable to be modelled by knowledge-based systems). But one of the key problems in knowledge-based control systems design is the development of an architecture able to manage efficiently the different elements of the process (integrated architecture), to learn from previous cases (spec@c experimental knowledge) and to acquire the domain knowledge (general expert knowledge). These problems increase when the process belongs to an ill-structured domain and is composed of several complex operational units. Therefore, an integrated and distributed AIarchitecture seems to be a good choice. This paper proposes an integrated and distributed supervisory multi-level architecture for the supervision of WWTP, that overcomes some of the main troubles of classical control techniques and those of knowledge-based systems applied to real world systems

Voimakkaasti kasvavan projektiyrityksen talousohjaus

Työn tarkoituksena oli tutkia kasvun vaikutuksia yrityksen talous-ohjaukseen. Yrityksen kasvun mandollisuuksia ja kasvuvaiheita tutkimalla pyrittiin löytämään ne keskeiset osa-alueet, joiden seuranta on tärkeää yrityksen kasvukyvykkyyden ja kasvun hallinnan kannalta nimenomaan talousohjauksen näkökulmasta. Tutkimus on toteutettu yhden tapauksen kvalitatiivisena tutkimuksena, jota on täydennetty myös kvantitatiivisin menetelmin. Tutkimusaineistoa kerättiin usealla eri metodilla. Tutkimustulokset osoittivat, että talousohjauksen rooli on erittäin tärkeä voimakkaasti kasvavassa yrityksessä. Talousohjauksen ensisijainen tehtävä kasvuyrityksessä on tukea johtoa muutostilanteessa luomalla yhtenäiset toimintatavat ja seurantajärjestelmät. Myös kannattavuuden ja rahoituksen seuranta on kasvuyritykselle tärkeää.

Salient Pole Synchronous Machine Modelling in an Industrial Direct Torque Controlled Drive Application

Synchronous motors are used mainly in large drives, for example in ship propulsion systems and in steel factories' rolling mills because of their high efficiency, high overload capacity and good performance in the field weakening range. This, however, requires an extremely good torque control system. A fast torque response and a torque accuracy are basic requirements for such a drive. For large power, high dynamic performance drives the commonly known principle of field oriented vector control has been used solely hitherto, but nowadays it is not the only way to implement such a drive. A new control method Direct Torque Control (DTC) has also emerged. The performance of such a high quality torque control as DTC in dynamically demanding industrial applications is mainly based on the accurate estimate of the various flux linkages' space vectors. Nowadays industrial motor control systems are real time applications with restricted calculation capacity. At the same time the control system requires a simple, fast calculable and reasonably accurate motor model. In this work a method to handle these problems in a Direct Torque Controlled (DTC) salient pole synchronous motor drive is proposed. A motor model which combines the induction law based "voltage model" and motor inductance parameters based "current model" is presented. The voltage model operates as a main model and is calculated at a very fast sampling rate (for example 40 kHz). The stator flux linkage calculated via integration from the stator voltages is corrected using the stator flux linkage computed from the current model. The current model acts as a supervisor that prevents only the motor stator flux linkage from drifting erroneous during longer time intervals. At very low speeds the role of the current model is emphasised but, nevertheless, the voltage model always stays the main model. At higher speeds the function of the current model correction is to act as a stabiliser of the control system. The current model contains a set of inductance parameters which must be known. The validation of the current model in steady state is not self evident. It depends on the accuracy of the saturated value of the inductances. Parameter measurement of the motor model where the supply inverter is used as a measurement signal generator is presented. This so called identification run can be performed prior to delivery or during drive commissioning. A derivation method for the inductance models used for the representation of the saturation effects is proposed. The performance of the electrically excited synchronous motor supplied with the DTC inverter is proven with experimental results. It is shown that it is possible to obtain a good static accuracy of the DTC's torque controller for an electrically excited synchronous motor. The dynamic response is fast and a new operation point is achieved without oscillation. The operation is stable throughout the speed range. The modelling of the magnetising inductance saturation is essential and cross saturation has to be considered as well. The effect of cross saturation is very significant. A DTC inverter can be used as a measuring equipment and the parameters needed for the motor model can be defined by the inverter itself. The main advantage is that the parameters defined are measured in similar magnetic operation conditions and no disagreement between the parameters will exist. The inductance models generated are adequate to meet the requirements of dynamically demanding drives.

Nucleus accumbens is involved in human action monitoring: evidence from invasive electrophysiological recordings

The Nucleus accumbens (Nacc) has been proposed to act as a limbic-motor interface. Here, using invasive intraoperative recordings in an awake patient suffering from obsessive-compulsive disease (OCD), we demonstrate that its activity is modulated by the quality of performance of the subject in a choice reaction time task designed to tap action monitoring processes. Action monitoring, that is, error detection and correction, is thought to be supported by a system involving the dopaminergic midbrain, the basal ganglia, and the medial prefrontal cortex. In surface electrophysiological recordings, action monitoring is indexed by an error-related negativity (ERN) appearing time-locked to the erroneous responses and emanating from the medial frontal cortex. In preoperative scalp recordings the patient's ERN was found to be signifi cantly increased compared to a large (n = 83) normal sample, suggesting enhanced action monitoring processes. Intraoperatively, error-related modulations were obtained from the Nacc but not from a site 5 mm above. Importantly, crosscorrelation analysis showed that error-related activity in the Nacc preceded surface activity by 40 ms. We propose that the Nacc is involved in action monitoring, possibly by using error signals from the dopaminergic midbrain to adjust the relative impact of limbic and prefrontal inputs on frontal control systems in order to optimize goal-directed behavior.

Real-Time Simulation of Mobile and Industrial Machines Using the Multibody Simulation Approach

This thesis introduces a real-time simulation environment based on the multibody simulation approach. The environment consists of components that are used in conventional product development, including computer aided drawing, visualization, dynamic simulation and finite element software architecture, data transfer and haptics. These components are combined to perform as a coupled system on one platform. The environment is used to simulate mobile and industrial machines at different stages of a product life time. Consequently, the demands of the simulated scenarios vary. In this thesis, a real-time simulation environment based on the multibody approach is used to study a reel mechanism of a paper machine and a gantry crane. These case systems are used to demonstrate the usability of the real-time simulation environment for fault detection purposes and in the context of a training simulator. In order to describe the dynamical performance of a mobile or industrial machine, the nonlinear equations of motion must be defined. In this thesis, the dynamical behaviour of machines is modelled using the multibody simulation approach. A multibody system may consist of rigid and flexible bodies which are joined using kinematic joint constraints while force components are used to describe the actuators. The strength of multibody dynamics relies upon its ability to describe nonlinearities arising from wearing of the components, friction, large rotations or contact forces in a systematic manner. For this reason, the interfaces between subsystems such as mechanics, hydraulics and control systems of the mechatronic machine can be defined and analyzed in a straightforward manner.