Evolutionary computing in search-based software engineering

This master’s thesis aims to study and represent from literature how evolutionary algorithms are used to solve different search and optimisation problems in the area of software engineering. Evolutionary algorithms are methods, which imitate the natural evolution process. An artificial evolution process evaluates fitness of each individual, which are solution candidates. The next population of candidate solutions is formed by using the good properties of the current population by applying different mutation and crossover operations. Different kinds of evolutionary algorithm applications related to software engineering were searched in the literature. Applications were classified and represented. Also the necessary basics about evolutionary algorithms were presented. It was concluded, that majority of evolutionary algorithm applications related to software engineering were about software design or testing. For example, there were applications about classifying software production data, project scheduling, static task scheduling related to parallel computing, allocating modules to subsystems, N-version programming, test data generation and generating an integration test order. Many applications were experimental testing rather than ready for real production use. There were also some Computer Aided Software Engineering tools based on evolutionary algorithms.

Assessing e-procurement System for Improving the Purchasing Operations

Diplomityön tavoitteena oli luoda suunnitelma elektronisen hankintatoimen aloittamiseksi, analysoimalla nykyisiä ostoprosesseja ja konsernin laajuista elektronista hankintajärjestelmää. Työ pohjautuu yritysten väliseen elektroniseen kauppaan, elektroniseen hankintatoimeen ja systeemisuunnitteluun liittyvään kirjallisuuteen. Työssä tehdyn suunnitelman tarkoituksena on auttaa Siemens Oy:tä siirtymään uuteen elektroniseen ostotoimintaan. Elektroniselle ostotoiminnalle suunniteltiin tavoitteet ja näitä vastaavat vaatimukset. Elektronisen hankintajärjestelmän analysointi perustuu kirjallisuudessa esitettyihin järjestelmän elinkaari-mallin vaiheisiin. Analysoinnin tarkoituksena oli saada selville järjestelmän soveltuvuus Siemens Oy: n liiketoimintaympäristöön, prosesseihin ja vaatimuksiin. Elektronisen hankintatoiminnan etuja ovat liiketoiminta prosessien johtamisen parantuminen, kustannusten väheneminen sekä taloudellisen suorituskyvyn lisääntyminen. Elektronisen hankintatoiminnan aloittaminen vaatii kuitenkin huolellista suunnittelua. Työssä tehdyt suunnitelmat ja analysoinnit auttavat arvioidessa järjestelmän sopivuutta Siemens Oy: n vaatimuksiin. Oikean ja toimivan järjestelmän valinta ei kuitenkaan takaa elektronisesta hankintatoiminnasta hyötymistä. Tärkeimpiä jatkotoimenpiteitä onkin suorittaa kustannus/hyöty analyysi ja arvioida toimittajien halukkuutta ja kykyjä osallistua markkinapaikkaan.

Climate change impacts on lakes: an integrated ecological perspective based on a multi-faceted approach, with special focus on shallow lakes

Freshwater ecosystems and their biodiversity are presently seriously threatened by global development and population growth, leading to increases in nutrient inputs and intensification of eutrophication-induced problems in receiving fresh waters, particularly in lakes. Climate change constitutes another threat exacerbating the symptoms of eutrophication and species migration and loss. Unequivocal evidence of climate change impacts is still highly fragmented despite the intensive research, in part due to the variety and uncertainty of climate models and underlying emission scenarios but also due to the different approaches applied to study its effects. We first describe the strengths and weaknesses of the multi-faceted approaches that are presently available for elucidating the effects of climate change in lakes, including space-for-time substitution, time series, experiments, palaeoecology and modelling. Reviewing combined results from studies based on the various approaches, we describe the likely effects of climate changes on biological communities, trophic dynamics and the ecological state of lakes. We further discuss potential mitigation and adaptation measures to counteract the effects of climate change on lakes and, finally, we highlight some of the future challenges that we face to improve our capacity for successful prediction.

Yrityksen sisäisen kilpailun ja yhteistyön innovaatiovaikutus ja johtaminen t&k-toiminnassa

Tiedon luomiseen ja hyödyntämiseen perustuvassa liiketoiminnassa yrityksen kyky luoda tietoa ja käyttää hallussaan olevaa tietoa muodostaa perustan kilpailukyvylle ja kilpailueduille. Tutkielmassa rakennetaan konstruktiivista tutkimusotetta käyttäen innovaatioiden synnyn johtamiseen soveltuva toimintamalli Teecen tietoprosesseihin, Nonakan tiedonkonversioprosesseihin ja Ståhlen tietoympäristöihin perustuen. Tietoa syntyy esimerkiksi innovaatioissa. Innovaatioiden voidaan katsoa syntyvän vastakkaisten voimien jatkuvassa vuorovaikutuksessa. Tämä innovaatioita tuottava mekanismi rakentuu tietoa lisäävistä ja tietoa järjestävistä prosesseista, joita voidaan kuvata sekä seci-prosessin että kolmitasoisen tietoympäristön avulla. Sisäinen kilpailu ja yhteistyö vaikuttavat tämän mekanismin toimintaan. Yhteistyö lisää tiedon jakamista ja mahdollistaa radikaalien innovaatioiden ja tuoteinnovaatioiden synnyn. Kilpailun lisääminen vähentää keskinäistä tiedon jakamista ja siirtää innovaatioita fokuksen mukaisiin prosessi-innovaatioihin. Kilpailun ja yhteistyön määrään ja keskinäiseen suhteeseen voidaan vaikuttaa kolmitasoisesta tietoympäristömallista johdettujen kolmen erillisen, joskin toisiinsa vaikuttavan, johtamistavoitteen avulla. Mahdollistava johtaminen rakentaa luottamuksen ja yrityksen toiminnan perustaa. Valtuuttava johtaminen houkuttaa yhteistyöhön mahdollistaen tiedon lisääntymisen. Ohjaavan johtamisen prosessit vievät yritystä strategian mukaiseen suuntaan hyödyntäen sisäistä kilpailua.

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.

Effectiveness of a primary care-based intervention to reduce sitting time in overweight and obese patients (SEDESTACTIV): a randomized controlled trial; rationale and study design

Background: There is growing evidence suggesting that prolonged sitting has negative effects on people's weight, chronic diseases and mortality. Interventions to reduce sedentary time can be an effective strategy to increase daily energy expenditure. The purpose of this study is to evaluate the effectiveness of a six-month primary care intervention to reduce daily of sitting time in overweight and mild obese sedentary patients. Method/Design: The study is a randomized controlled trial (RCT). Professionals from thirteen primary health care centers (PHC) will randomly invite to participate mild obese or overweight patients of both gender, aged between 25 and 65 years old, who spend 6 hours at least daily sitting. A total of 232 subjects will be randomly allocated to an intervention (IG) and control group (CG) (116 individuals each group). In addition, 50 subjects with fibromyalgia will be included. Primary outcome is: (1) sitting time using the activPAL device and the Marshall questionnaire. The following parameters will be also assessed: (2) sitting time in work place (Occupational Sitting and Physical Activity Questionnaire), (3) health-related quality of life (EQ-5D), (4) evolution of stage of change (Prochaska and DiClemente's Stages of Change Model), (5) physical inactivity (catalan version of Brief Physical Activity Assessment Tool), (6) number of steps walked (pedometer and activPAL), (7) control based on analysis (triglycerides, total cholesterol, HDL, LDL, glycemia and, glycated haemoglobin in diabetic patients) and (8) blood pressure and anthropometric variables. All parameters will be assessed pre and post intervention and there will be a follow up three, six and twelve months after the intervention. A descriptive analysis of all variables and a multivariate analysis to assess differences among groups will be undertaken. Multivariate analysis will be carried out to assess time changes of dependent variables. All the analysis will be done under the intention to treat principle. Discussion: If the SEDESTACTIV intervention shows its effectiveness in reducing sitting time, health professionals would have a low-cost intervention tool for sedentary overweight and obese patients management.

Liiketoiminnan ohjausraportoinnin kehittäminen

Tämän tutkimuksen tavoitteena oli määritellä kohdeyrityksen, Paroc Oy Ab:n, liiketoimintaprosessiin liittyvät keskeiset alueet ja mahdolliset ongelmakohdat sekä kehittää ennakointia mahdollistavaa raportointia. Päätavoite jaettiin kolmeen keskeiseen aihealueeseen. Ensimmäinen aihealue käsitti kokonaistoimintaprosessin kuvauksen ohjattavuuden näkökulmasta, liiketoimintaprosessissa toiminnan sujumiseen keskeisimmin vaikuttavien kohtien kuvauksen ja raportoinnin kytkeytymisen näihin kohtiin. Toinen aihealue käsitti Rakennuseristeiden kotimaan myynnin raportoinnin ja kolmas aihealue raporttikartan ja sen kehittämisen. Tutkimus toteutettiin pääosin konstruktiivisella tutkimusotteella, vaikka alussa tehtiinkin käsitemäärittelyjä työn vaatimassa laajuudessa. Tutkimukseen liittyy osittain toiminta-analyyttisen tutkimusotteen piirteitä.Työn teoreettinen osa tehtiin kirjallisuustutkimuksena. Teoreettisessa osassa käytiin työhön liittyen läpi seuraavat käsitteet: liiketoimintaprosessi, logistiikka, ohjaus, raportointi ja kannattavuus. Teoreettisessa osassa luodun viitekehyksen tarkoitus oli tukea tutkimuksen empiiristä osaa.Empiirinen osa toteutettiin case-tutkimuksena. Sen yhteydessä käytiin kohdeyrityksen sisäiseen ja ulkoiseen käyttöön tarkoitettua materiaalia läpi sekä tehtiin kysely Rakennuseristeiden eri toiminnoissa työskenteleville henkilöille. Kyselyn avulla tutkittiin päätöksentekotilanteita ja tiedontarvetta, ongelmatilanteita, raportointia sekä mahdollisia puutteita.Tutkimuksessa on tarkasteltu kohdeyrityksen liiketoimintaprosessiin liittyviä toimintoja ja tietojärjestelmiä sekä budjetointiprosessia. Rakennuseristeiden kotimaan myynnin raportoinnin osalta on tutkittu teknistä toteutusta, raporttien hyväksikäyttöä, poikkeamien analysointia ja myynnin tasoon vaikuttavia tekijöitä. Raporttikartan kehittämisen yhteydessä on tutkittu päätöksentekoon liittyvää tiedon tarvetta sekä raportointia. Näiden perusteella on esitetty kehittämiskohteita ja mahdollisia jatkotutkimuksen aiheita.Keskeisimmiksi kehittämiskohteiksi nostettiin myynnin perusraportoinnin laajentaminen, tietojärjestelmien välisen tiedon kulun parantaminen ja tietojärjestelmiä koskevan integraation kehittäminen sekä eri toiminnoissa työskentelevien henkilöiden välisen yhteistyön parantaminen. Näitä kehittämällä parannetaan ennakointia mahdollistavaa ohjausraportointia johdon päätöksenteon tueksi.

Nonlinear prediction based on score function

The linear prediction coding of speech is based in the assumption that the generation model is autoregresive. In this paper we propose a structure to cope with the nonlinear effects presents in the generation of the speech signal. This structure will consist of two stages, the first one will be a classical linear prediction filter, and the second one will model the residual signal by means of two nonlinearities between a linear filter. The coefficients of this filter are computed by means of a gradient search on the score function. This is done in order to deal with the fact that the probability distribution of the residual signal still is not gaussian. This fact is taken into account when the coefficients are computed by a ML estimate. The algorithm based on the minimization of a high-order statistics criterion, uses on-line estimation of the residue statistics and is based on blind deconvolution of Wiener systems [1]. Improvements in the experimental results with speech signals emphasize on the interest of this approach.

Alzheimer Disease Diagnosis based on Automatic Spontaneous Speech Analysis

Alzheimer’s disease (AD) is the most prevalent form of progressive degenerative dementia and it has a high socio-economic impact in Western countries, therefore is one of the most active research areas today. Its diagnosis is sometimes made by excluding other dementias, and definitive confirmation must be done trough a post-mortem study of the brain tissue of the patient. The purpose of this paper is to contribute to improvement of early diagnosis of AD and its degree of severity, from an automatic analysis performed by non-invasive intelligent methods. The methods selected in this case are Automatic Spontaneous Speech Analysis (ASSA) and Emotional Temperature (ET), that have the great advantage of being non invasive, low cost and without any side effects.

Experience-based Auditory Predictions Modulate Brain Activity to Silence as Do Real Sounds.

Interactions between stimuli's acoustic features and experience-based internal models of the environment enable listeners to compensate for the disruptions in auditory streams that are regularly encountered in noisy environments. However, whether auditory gaps are filled in predictively or restored a posteriori remains unclear. The current lack of positive statistical evidence that internal models can actually shape brain activity as would real sounds precludes accepting predictive accounts of filling-in phenomenon. We investigated the neurophysiological effects of internal models by testing whether single-trial electrophysiological responses to omitted sounds in a rule-based sequence of tones with varying pitch could be decoded from the responses to real sounds and by analyzing the ERPs to the omissions with data-driven electrical neuroimaging methods. The decoding of the brain responses to different expected, but omitted, tones in both passive and active listening conditions was above chance based on the responses to the real sound in active listening conditions. Topographic ERP analyses and electrical source estimations revealed that, in the absence of any stimulation, experience-based internal models elicit an electrophysiological activity different from noise and that the temporal dynamics of this activity depend on attention. We further found that the expected change in pitch direction of omitted tones modulated the activity of left posterior temporal areas 140-200 msec after the onset of omissions. Collectively, our results indicate that, even in the absence of any stimulation, internal models modulate brain activity as do real sounds, indicating that auditory filling in can be accounted for by predictive activity.

Adoption of an E-service Innovation and its Effects on Customer Service Processes in Forest Industry

Tämän tutkielman tavoitteena oli selvittää miten asiakkaille suunnattu Internet –pohjainen palvelu muuttaa asiakaspalvelua metsäteollisuudessa, ja mitkä tekijät vaikuttavat tällaisen palvelun omaksumiseen. Tutkimuksesta ilmenee että muutokset asiakaspalvelussa ovat olleet asiakkaiden mielestä pääasiassa positiivisia. Selvisi, että uuden sovelluksen laatuun ollaan tyytyväisiä, mutta että kaikki asiakkaat eivät pidä sen etuja huomattavina verrattuna vanhoihin toimintatapoihin. Esimerkkiyrityksen oma henkilöstö ei keskimäärin koe sovellusta kovin hyödylliseksi oman työnsä kannalta. Jotta sovelluksen käyttöä ja mahdollisia hyötyjä esimerkkiyritykselle saataisiin lisättyä, on sovellukseen tehtävien parannusten lisäksi panostettava tehokkaampaan kommunikointiin ja lisäkoulutukseen asiakkaille. Lisäksi on löydettävä keinoja, joiden avulla asiakkaat kokisivat sovelluksen käytön itselleen edullisemmaksi kuin pitäytymisen vanhoissa toimintatavoissa. Edellä mainitun saavuttaminen edellyttää esimerkkiyrityksen asiakaspalvelu-henkilöstön ja operatiivisen johdon sitoutumista sovelluksen aktiiviseen markkinointiin asiakkaiden suuntaan. Tutkimuksen aineisto kerättiin haastatteluilla ja asiakkaille suunnatulla kyselylomakkeella käyttäen pääasiassa kvalitatiivisia menetelmiä. Haastatteluja tehtiin kahdessa esimerkkiyrityksen yksikössä, kolmessa myyntikonttorissa sekä kahden asiakasyrityksen yhteensä neljässä eri yksikössä. Kyselylomake lähetettiin 215 asiakaskäyttäjälle, joista 30 palautti lomakkeen. Palautusprosentiksi tuli 14.

Globaalin hankintastrategian komponentit, case: Joptek Oy Composites

Viimeiset vuosikymmenet ovat olleet voimakasta kansainvälistymisen aikaa liiketoiminnassa, jonka myötä globaalista hankinnasta on tullut yhä enenevässä määrin hyvin merkittävä osa yritysten hankintastrategiaa. Kansainvälisten hankintapäätösten tekeminen vaatii yritykseltä kansainvälistymisen asteesta riippuen taloudellisia-, ajallisia- ja henkilöresursseja. Suhteessa näihin panoksiin nähden kansainvälisestä hankinnasta on saavutettavissa merkittäviä etuja, joista tärkeimpiä ovat kustannussäästöt, kilpailuetu sekä laatu- ja teknologiaedut. Projektiluontoisessa liiketoiminnassa hankintastrategian muodostamiseen ja hankintaprosesseihin vaikuttavat yksittäisten projektien ominaisuudet ja niille asetetut tavoitteet. Projektitoiminnassa hankintastrategian mukauttaminen kulloinkin vallitseviin olosuhteisiin, tavoitteisiin ja asiakkaiden tarpeisiin on projektien onnistumisen kannalta tärkeää. Tutkielman teoriaosassa tarkasteltiin projektihankintaprosesseja sekä projekteihin perustuvan liiketoiminnan ominaispiirteitä ja niiden vaikutuksia hankintaan. Teorian keskeisimpänä asiakokonaisuutena on kansain-välinen hankintastrategia osana yrityksen kokonaisvaltaista hankinta-strategiaa. Globaalia hankintastrategiaa on tarkasteltu investointien, kilpailuedun, strategian muodostuksen, motiivien ja esteiden sekä sen eri komponenttien osalta. Empiiriaosassa tutkittiin tutkielman case –yrityksen ja toimeksiantajan, Joptek Oy Compositesin hankinnan nykytilaa sekä kansainvälisen hankintastrategian eri osa-alueita. Haastattelun avulla suoritetun tutkimuksen mukaan Joptek Oy:n liiketoimintaympäristö edellyttää yrityksen entistä aktiivisempaa panostamista kansainväliseen hankintaan. Projektiliiketoiminnassa kansainvälisen hankintastrategian muodostamisessa on pyrittävä yrityksen tarpeisiin vastaaviin räätälöityihin ratkaisuihin, huomioiden erillisten projektien muutokset ja riskitekijät.

Regression-based techniques for statistical decision making in single-case designs

The present study evaluates the performance of four methods for estimating regression coefficients used to make statistical decisions regarding intervention effectiveness in single-case designs. Ordinary least squares estimation is compared to two correction techniques dealing with general trend and one eliminating autocorrelation whenever it is present. Type I error rates and statistical power are studied for experimental conditions defined by the presence or absence of treatment effect (change in level or in slope), general trend, and serial dependence. The results show that empirical Type I error rates do not approximate the nominal ones in presence of autocorrelation or general trend when ordinary and generalized least squares are applied. The techniques controlling trend show lower false alarm rates, but prove to be insufficiently sensitive to existing treatment effects. Consequently, the use of the statistical significance of the regression coefficients for detecting treatment effects is not recommended for short data series.

Carbon balance of Fibre-Based Package

Customers are more and more interested in the environmental impacts of the products they purchase. Different labels give the required environmental information to consumers and the labels might affect to the consuming decisions. The European Union has set a plan for sustainable consuming, which encourages industry and commerce to calculate carbon footprints for the products. A term “carbon footprint” means carbon dioxide emissions across the product lifecycle. In this thesis, carbon footprints are calculated for two different fibre-based packages. In the end, greenhouse gas emissions from fibre-package production are compared to greenhouse gas emissions from PET bottle production. The data for mill processes is exact and monitored in the mill. In addition, data was gathered from raw material and material suppliers, customers, official records, KCL-eco databases and literature. The data for PET bottle is sourced from literature. End-of-life operations affect greatly on the carbon footprint of a fibre-based package. The results show that the carbon footprint is smallest when used packages are recycled. Recycling saves also natural resources. If used packages are not recyclable for some reason, it is recommended to use them in energy production. Through waste incineration fossil fuels could be substituted and greenhouse gas emissions avoided.

The effects of selective estrogen receptor modulators on the death of breast cancer cells and osteoblastic cells

Selektiivisten estrogeenireseptorin muuntelijoiden (serm) vaikutus rintasyöpäsolujen ja luun solujen kuolemaan Selektiiviset estrogeenireseptorin muuntelijat (SERMit) ovat ryhmä kemialliselta rakenteeltaan erilaisia yhdisteitä jotka sitoutuvat solunsisäisiin estrogeenireseptoreihin toimien joko estrogeenin kaltaisina yhdisteinä tai estrogeenin vastavaikuttajina. Tamoksifeeni on SERM –yhdiste, jota on jo pitkään käytetty estrogeenireseptoreita (ER) ilmentävän rintasyövän lääkehoidossa. Tamoksifeeni sekä estää rintasyöpäsolujen jakaantumista että toisaalta aikaansaa niiden apoptoosin eli ohjelmoidun solukuoleman muuntelemalla ER-välitteisesti kohdesolun geenien ilmentymistä. Viimeaikaiset tutkimustulokset ovat kuitenkin osoittaneet tamoksifeenilla olevan myös nopeampia, nongenomisia vaikutusmekanismeja. Tässä väitöskirjatyössä tutkimme niitä nopeita vaikutusmekanismeja joiden avulla tamoksifeeni vaikuttaa rintasyöpäsolujen elinkykyyn. Osoitamme että tamoksifeeni farmakologisina pitoisuuksina aikaansaa nopean mitokondriaalisen solukuolemaan johtavan signallointireitin aktivoitumisen rintasyöpäsoluissa. Tämän lisäksi tutkimme myös tamoksifeenin aiheuttamaan mitokondriovaurioon johtavia tekijöitä. Tutkimustuloksemme osoittavat että ER-positiivisissa rintasyöpäsoluissa tamoksifeeni indusoi pitkäkestoisen ERK-kinaasiaktivaation, joka voidaan estää 17-beta-estradiolilla. Tamoksifeenin aikaansaama nopea solukuolema on pääosin ER:sta riippumaton tapahtuma, mutta siihen voidaan vaikuttaa myös ER-välitteisin mekanismein. Sen sijaan epidermaalisen kasvutekijäreseptorin (EGFR) voitiin osoittaa osallistuvan tamoksifeenin nopeiden vaikutusten välittämiseen. Tämän lisäksi vertailimme myös estradiolin ja eri SERM-yhdisteiden kykyä suojata apoptoosilta käyttämällä osteoblastiperäisiä soluja. Pytyäksemme vertailemaan ER-isotyyppien roolia eri yhdisteiden suojavaikutuksissa, transfektoimme U2OS osteosarkoomasolulinjan ilmentämään pysyvästi joko ERalfaa tai ERbetaa. Tulostemme mukaan sekä estradioli että uusi SERM-yhdiste ospemifeeni suojaavat osteoblastin kaltaisia soluja etoposidi-indusoidulta apoptoosilta. Sekä ERalfa että ERbeta pystyivät välittämään suojavaikutusta, joskin vaikutukset erosivat toisistaan. Lisäksi havaitsimme edellä mainitun suojavaikutuksen olevan yhteydessä muutoksiin solujen sytokiiniekspressiossa. Tietoa SERM-yhdisteiden anti-ja proapoptoottisten vaikutusmekanismeista eri kohdekudoksissa voidaan mahdollisesti hyödyntää kehiteltäessä uusia kudosspesifisiä SERM-yhdisteitä.