Digitaalisia tartuntoja : liikettä ja elämää verkossa

Kirjallisuusarvostelu

Arvio Anna Hallikaisen väitöskirjasta

Kirjallisuusarvostelu

Oliopohjainen konenäkösovelluskehys

Monet teollisuuden konenäkö- ja hahmontunnistusongelmat ovat hyvin samantapaisia, jolloin prototyyppisovelluksia suunniteltaessa voitaisiin hyödyntää pitkälti samoja komponentteja. Oliopohjaiset sovelluskehykset tarjoavat erinomaisen tavan nopeuttaa ohjelmistokehitystä uudelleenkäytettävyyttä parantamalla. Näin voidaan sekä mahdollistaa konenäkösovellusten laajempi käyttö että säästää kustannuksissa. Tässä työssä esitellään konenäkösovelluskehys, joka on perusarkkitehtuuriltaan liukuhihnamainen. Ylätason rakenne koostuu sensorista, datankäsittelyoperaatioista, piirreirrottimesta sekä luokittimesta. Itse sovelluskehyksen lisäksi on toteutettu joukko kuvankäsittely- ja hahmontunnistusoperaatioita. Sovelluskehys nopeuttaa selvästi ohjelmointityötä ja helpottaa uusien kuvankäsittelyoperaatioiden lisää mistä.

Numeerisia menetelmiä Java-kielellä

Java-kieli on ottanut paikkansa web-ohjelmoinnin alueella, mutta tieteellisissä laskentatehtävissä se on lyhyehkön historiansa aikana jäänyt muiden ohjelmointikielten varjoon. Tutkielmassa selvitettiin, miten kieli soveltuu matemaattisten ongelmien ratkaisuun. Tutkimusta varten kehitettiin esimerkkiohjelmia eri numeerisen matematiikan osaalueille, kuten integrointiin, derivointiin, interpolointiin ja juurenhakuun; painopiste oli lineaarialgebran sovelluksissa. Eri matriisihajotelmien käyttöön perustuvia esimerkkejä tehtiin useampia. Kaikki ohjelmat toteutettiin siten, että niitä on mahdollista käyttää verkossa erilaisilla tietokonekokoonpanoilla. Tämä on kiinteä osa Java-kielen ideologiaa. Tutkielmaan kuuluvalla web-sivustolla kaikki ohjelmat lähdekoodeineen ovat kiinnostuneiden käytettävissä. Sivustoa on mahdollista kehittää ja laajentaa entisestään, sillä monet numeriikan osa-alueet jäivät vielä käsittelemättä. Ohjelmat lähdekoodeineen sekä kaikkien valmiiden luokkien lähdekoodit löytyvät myös tutkielman mukana tulevalta CD-ROM-levyltä. Esimerkkien pohjalta saatujen kokemusten perusteella todettiin, että Java-kielellä on mahdollista toteuttaa matemaattisia ohjelmia, vaikka kielellä onkin puutteensa; esimerkiksi Javan omat matemaattiset luokat ovat sellaisenaan riittämättömät vaativiin sovelluksiin. Tämä saattaa osittain selittää laimean kiinnostukseen kielen mahdollisuuksiin tieteellisessä käytössä. Java on kuitenkin vielä kehittyvä kieli, joten tulevaisuudessa aukeavat mahdollisuudet jäävät nähtäväksi.

Uudistumiskyvyn ja innovatiivisuuden kehittäminen muutoshaasteena

Tämän Pro Gradun tavoitteena oli selvittää organisaation uudistumiskyvyn ja innovatiivisuuden kehittämisprosessiin liittyviä kriittisiä menestystekijöitä konsultin näkökulmasta. Työn toisena tavoitteena oli tuottaa karkea malli konsultointimetodista, jota erityisesti uudistumiskyvyn ja innovatiivisuuden kehittämisen parissa työskentelevät voisivat hyödyntää. Aluksi työssä tarkastellaan, mitä konsultointiprojektin menestyksen kannalta kriittisiä tekijöitä aiemmissa tutkimuksissa on havaittu. Tutkimuksen empiirisessä osassa kerättiin konsulttien näkemyksiä kriittisistä tekijöistä sekä siitä, kuinka uudistumiskyvyn ja innovatiivisuuden kehittämisen konsultointi poikkeaa muusta konsultoinnista. Tämän tutkimuksen tärkein tulos oli havainto, että selkeä ja toimijoiden kesken yhtenevä näkemys haasteista sekä kohdeorganisaation jäsenten laaja osallistaminen diagnoosi-, suunnittelu- ja toimeenpanovaiheen kaikissa toimissa edesauttavat hyvää ja kestävää lopputulosta. Konsultin keskeisin tehtävä on toimia jäsentelijänä, sparraajana, valmentajana sekä toteutuksen tukijana ja varmistajana.

XML-tekniikoihin perustuva ajurimalli LabView-pohjaiseen testausympäristöön

XML-muotoista tiedonesitystapaa hyödynnetään yhä enemmän esitettäessä rakenteellista tietoa. Tarkoituksena on antaa yleishyödyllinen ja uudelleenkäytettävä tapa jakaa yleistä tietoa erilaisten rajapintojen yli. XML-tekniikoita käytetään myös korjaamaan aiemmin tehdyissä sovellutuksissa esiintyneitä puutteita ja parantamaan niiden toimintaa. Tässä diplomityössä esitellään Telestelle LabView-pohjaiseen testaussovellusympäristöön suunniteltava ajuriuudistus. Työssä paranneltiin aiempaa ajurimallia soveltamalla siihen XML-tekniikoita hyödyntäviä toimintoja. Tarkoituksena oli vähentää testaussovelluskehityksessä vaadittavaa ohjelmointityötä korvaamalla sovelluksiin kovakoodatut ominaisuudet XML-pohjaisilla konfiguraatiotiedostoilla. Järjestelmän pohjana on yleiskäyttöinen ajuri, joka käyttää Telesten omaa EMS-protokollaa kommunikoinnissaan testattavien tuotteiden kanssa. Ajurimalli käyttää XML-pohjaisia konfiguraatiotiedostoja määrittelemään testattavien tuotteiden ominaisuuksia. XML-skeematiedostoilla esitetään ajurin käyttämän kommunikaatioprotokollan viestityypit ja niiden rakenteet. Työn tuloksena onnistuttiin luomaan uudenlainen XML-tekniikoita hyödyntävä ajurimalli. Yhteen yhteiseen ajuriin perustuva malli yhdenmukaistaa testaussovelluksien toteuttamista ja vähentää tarvittavaa ohjelmointityötä. Ajurin käyttöä helpotettiin toteuttamalla testaussovelluksien kehitysympäristöön erityinen editori, jolla voidaan helposti luoda ajuria käyttäviä toimintoja.

”Kui mää tääl asu?” asukasnäkökulmia kehittyvään lähiöön

Turun yliopiston maisemantutkimuksessa käynnistyi kesällä 2009 ympäristöministeriön ja Asumisen rahoitus- ja kehittämiskeskus ARAn rahoittama tutkimushanke porilaisista lähiömaisemista. Humanistit tutkivat lähiöasukkaiden paikkakokemuksia ja osallistamista asuinalueittensa kehittämiseen. Syksyllä hanke sai vielä lisärahoituksen neljää osahanketta varten, joissa käsiteltiin jokaisessa omalla tavallaan porilaislähiöiden yhteyttä muuhun kaupunkirakenteeseen. Osahankkeissa työskenteli kulttuurituotannon ja maisemantutkimuksen koulutusohjelman maisteriopiskelijoita. Pasi Salmen osuudessa tarkasteltiin kulttuuripalveluiden saavutettavuutta lähiössä kartoittamalla vapaita kerhotiloja, jotka soveltuisivat kulttuuritoiminnoille. Vuokko Kemppi toteutti yhdessä läänintaiteilija Hanna Elon kanssa Arkkitehtuurisillat-hankkeen, jossa keväällä 2010 pystytetyn näyttelyn avulla testattiin asukkaiden osallistamismenetelmää. Pormestarinluodon yhteyttä keskustaan tarkasteltiin Kaisu Ryynäsen ja Arja Sato-Ettalan puistovyöhykehankkeessa, jossa alueet yhdistävää rantapuistoa tutkittiin sekä historiallis-maisemallisena kokonaisuutena että asukasnäkökulmasta ja esitettiin suuntaviivoja sen kehittämiselle. Pihlavassa toteutettiin Jukka Vuorion osahankkeena asukaskysely, joka täydensi Vuokko Kempin päähankkeessa Pormestarinluodon asukkaille tekemää kyselyä. Turun yliopiston lähiöhankkeen lähtökohtana on ollut Porin lähiöiden erityisyys verrattuna suuriin kasvukeskuksiin, joissa lähiöiden asukasprofiilit, ikärakenne ja vaihtuvuus ovat toisenlaiset. Osahankkeet nostivat esiin sekä porilaislähiöiden keskinäiset erot että osallistamismenetelmien kirjon. Kaavoitukseen liittyvän ”virallisen” osallistamisen ongelmana on usein ollut asukkaiden heikko sitoutuminen. Osahankkeiden perusteella näkyy hyvin, miten tavoitteelliseen toimintaan liittyvä osallistaminen tavoittaa sellaisiakin ryhmiä, joilla ei riitä kiinnostusta esimerkiksi asukastilaisuuksiin tai kyselyihin vastaamiseen. Tämä osahankkeiden yhteisjulkaisu toimii lähiöhankkeen väliraporttina. Jatkossa hankkeessa kehitellään edelleen osallistamismenetelmiä ja seurataan, miten osallistamisen tulokset vaikuttavat suunnitteluprosessiin ja miten tämä vaikuttaa asukkaiden osallistumismotivaatioon. Hankkeen lopulliset tulokset julkaistaan sen päätyttyä vuoden 2011 lopussa. Toivottavasti myös jotkin osahankkeissa esitetyistä kehittämisideoista saavat tuulta siipien alle.

Kestomagneettitahtikoneen emulointi digitaalisella signaaliprosessorilla

Sähkökäytön suunnittelussa säätöä voidaan testata useassa tapauksessa reaaliaikasimulaattorilla todellisen laitteiston sijaan. Monet reaaliaikasimulaatioiden perustana käytetyt algoritmit soveltuvat täysinohjatulle invertterisillalle. Eräissä sovelluksissa halutaan kuitenkin käyttää puoliksiohjattua siltaa. Puoliksiohjattulla sillalla mallin kausaalisuus voi kääntyä, mitä perinteiset reaaliaikasimulaattorit eivät pysty simuloimaan Tässä työssä oli tavoitteena kehittää reaaliaikasimulaattori puoliksiohjatulle kestomagneettitahtikonekäytölle. Emulaattoriin mallinnettiin todellisen käytön kestomagneettitahtikone ja invertterisilta. Simulaattori toteutettiin digitaaliselle signaaliprosessorille (DSP) ja mittauksiin liittyvät oheislaitteet mallinnettiin FPGA-piirille. Emulaattoriin liitettiin erillinen säätäjä, jota käytettiin myös todellisen sähkökäytön säätämiseen. Emulaattorilla ja todellisella käytöllä tehtyjä mittauksia verrattiin ja emuloimalla saadut tulokset vastasivat melko hyvin todellisesta käytöstä mitattuja.

Uudisrakennusalueen lämmitysratkaisujen valinta – tulevaisuuden haasteet ja niihin vastaaminen

Matalaenergiarakentaminen asettaa uudenlaisia haasteita ja mahdollisuuksia lämpöenergian tuotannolle. Lämmitysjärjestelmien mitoitustehot eivät laske samassa suhteessa kuin lämmitysenergiankulutus, mikä suosii alhaisia investointeja muuttuvien kulujen kustannuksella. Työssä tutkittiin viittä vaihtoehtoista tapaa tuottaa kohdealueen rakennuskannan vuotuinen lämpöenergiantarve. Kohdealue koostui pääasiallisesti matalaenergiakerrostaloista. Neljä vaihtoehtoa perustui kaukolämpöön ja yksi matalaenergiaverkkoon varustettuna kiinteistökohtaisilla lämpöpumpuilla. Lähialueen jätevedenpuhdistamolle sijoitettu keskitetty lämpöpumppuratkaisu muodostui kokonaiskustannuksiltaan edullisimmaksi vaihtoehdoksi tuottaa kohdealueen rakennuskannan lämpöenergiantarve. Haketta polttoaineenaan käyttävä pien-CHPlaitos omasi vastaavasti pienimmän hiilijalanjäljen, mutta oli kustannusrakenteeltaan epäedullinen. Kohdealue ja vaihtoehtoiset lämmitysjärjestelmät mallinnettiin GaBi 4.3 elinkaarimallinnusohjelmistolla vaihtoehtojen hiilijalanjälkien selvittämiseksi.

Satamayhteisön informaatiokeskus tiedonvälityksen tehostajana

Merikuljetukset ovat ylivoimaisesti tärkein kuljetusmuoto sekä maailman että Suomen tavaraliikenteessä. Tämä tekee satamista tärkeän osan globaaleja toimitusketjuja. Satamien tehtävänä on toimia solmukohtina erilaisille tavaratoimituksille ja kuljetusmuodoille. Maailmankaupan kasvun ja siitä seuranneen tavaraliikenteen lisääntymisen myötä satamat voivat muodostua pullonkauloiksi tavaratoimituksille. Tavaratoimitusten läpivienti satamien kautta edellyttää lukuisia toimijoita ja työvaiheita. Satamissa toimitusketjujen hallinnan merkitys korostuu toimijoiden ja prosessien heterogeenisyydestä johtuen. Erityisesti informaatiovirtojen hallinta on haasteellista monitahoisessa satamatoimintaympäristössä. Turun yliopiston Merenkulkualan koulutus- ja tutkimuskeskuksen (MKK) Kotkan yksikön (Merenkulun logistiikan tutkimus) Mobiilisatama-hankkeessa etsitään keinoja satamasidonnaisen meri- ja maaliikenteen hallinnan tehostamiseksi satamasidonnaista tiedonvaihtoa ja siihen osana kuuluvia tietojärjestelmiä kehittämällä. Tämä tutkimusraportti on Mobiilisatama-hankkeen ensimmäinen väliraportti. Raportissa esitetään kuvaus tyypillisestä satamasidonnaisesta tavaratoimitusprosessista erityisesti tiedonvälityksen näkökulmasta sekä kuvataan prosessiin liittyviä keskeisiä pullonkauloja ja ongelmakohtia. Raportissa on kootusti esitelty myös keskeiset Suomen satamatoimintaympäristössä nykyisin käytössä olevat informaatiojärjestelmät. Osana tutkimusta tehtiin kartoitus maailmanlaajuisesti satamien käytössä olevista Port Community System (PCS) - järjestelmistä eli satamayhteisön informaatiokeskusratkaisuista. Kartoituksella pyrittiin saamaan tietoa PCS-järjestelmien maailmanlaajuisesta määrästä, maantieteellisestä sijoittumisesta, palveluista, teknisistä toteutuksista, hyödyistä ja parhaista käytännöistä. Empiirisenä osiona raportissa kuvataan haastattelututkimuksessa esiin nousseita suomalaiseen satamasidonnaiseen tiedonvälitykseen liittyviä kehittämisideoita ja haasteita. Kirjallisuus- ja haastattelututkimuksen pohjalta raportissa analysoidaan satamayhteisön informaatiokeskuksen soveltuvuutta Suomen satamatoimintaympäristöön sekä pohditaan Suomeen soveltuvan informaatiokeskuksen sisältöä ja palveluja. Tutkimuksen tulosten perusteella satamasidonnaisessa tiedonvaihdossa on löydettävissä pullonkauloja, jotka paitsi hidastavat tavaratoimitusten käsittelyä myös kuluttavat turhia resursseja. Pullonkauloja aiheuttavat muun muassa hitaiden viestintätekniikoiden ja -tapojen käyttäminen, asiakirjojen/viestien suuri lukumäärä ja kirjavuus sekä eri toimijoiden toimintatapojen ja tietojärjestelmien yhteensopimattomuus. Satamasidonnaisten toimitusketjujen tiedonvälityksen tehostamiseksi useisiin maailmalla oleviin satamiin on perustettu kokonaisvaltaisia satamayhteisön informaatiokeskuksia (eng. Port Community System tai Port Community Information System, PCS), jotka yhdistävät satamasidonnaiset toimijat toisiinsa mahdollistaen tehokkaan tiedonvälityksen eri toimijoiden kesken (Single Window -ratkaisu). Informaatiokeskuksia on perustettu käytännössä jokaiseen globaalin kaupankäynnin piirissä olevaan maanosaan. PCS-järjestelmät näyttävät keskittyvän suuriin satamiin ja varsinkin paljon kontteja käsitteleviin satamiin (≥1 milj. TEU:ta vuodessa). Informaatiokeskuksia on perustettu erityisen paljon Länsi- Euroopassa sekä Aasian etelä-, itä- ja kaakkoisosissa sijaitseviin satamiin, joihin myös suuret konttisatamat ovat keskittyneet. Itämeren alueella PCS-järjestelmiksi luokiteltavia sataman tietojärjestelmiä vaikuttaisi olevan käytössä melko vähäisesti eikä järjestelmähankkeitakaan näyttäisi olevan juuri suunnitteilla. Kartoituksen perusteella ensimmäiset maailmalla olevat informaatiokeskukset on perustettu jo noin 30 vuotta sitten, mistä johtuen eri satamissa käytössä olevat PCS-ratkaisut eroavat toisistaan sekä tekniseltä toteutukseltaan että palvelusisällöltään. Informaatiokeskusten taustalla vaikuttavat myös kansalliset hallintokulttuurit, lait ja asetukset sekä kaupankäyntitavat, jotka ovat osaltaan vaikuttamassa eri informaatiokeskusten toimintamalliin. Suomen satamatoimintaympäristössä on viimeisten parinkymmenen vuoden sisällä otettu käyttöön lukuisia merenkulkua ja satamatoimintoja helpottavia ja tehostavia tietojärjestelmiä. Monet näistä järjestelmistä ovat merenkulkuun liittyviä viranomaisjärjestelmiä, joiden tarkoituksena on muun muassa mahdollistaa turvalliset tavarakuljetukset Itämerellä alusten ja tavaralastien seurannan avulla. Tämän lisäksi yrityksillä ja muilla satamasidonnaisilla toimijoilla on käytössä kaupallisia toiminnanohjausjärjestelmiä ja muita informaatioratkaisuja. Suomen satamayhteisössä käytössä olevista kehittyneistä informaatiojärjestelmistä huolimatta informaatiopalvelut ovat asiakkaan näkökulmasta varsin pirstoutuneet. Suomesta puuttuu G2G-, B2G- ja B2B-palvelut sekä maaliikennepuolen palvelut yhteen kokoava yhden luukun periaatteella toimiva satamayhteisön informaatiokeskusratkaisu (Port Community System, PCS). Tutkimuksessa on hahmoteltu Suomeen mahdollisesti tulevaisuudessa toteutettavissa olevalle PCS-ratkaisulle asetettavia vaatimuksia ja järjestelmän palvelusisältöä. Suomeen visioidun satamayhteisön informaatiokeskusratkaisun tulisi olla olemassa olevia satamasidonnaisia tietojärjestelmiä ja niistä saatavia tietoja hyödyntävä järjestelmä. PCS-ratkaisun tulisi myös tukea olemassa olevia yrityskohtaisia informaatioratkaisuja. Tämän lisäksi tulevaisuuden järjestelmäratkaisun tulisi kyetä tuottamaan satamayhteisöä palvelevia lisäarvopalveluja, joita nykyiset järjestelmät eivät tuota ollenkaan tai ne ovat nykyisellään hajanaisesti löydettävissä. Mobiilisatama-hankkeen osapuolia ovat Turun yliopiston Merenkulkualan koulutus- ja tutkimuskeskuksen Kotkan yksikön ohella Kymenlaakson ammattikorkeakoulun Kymi Technology T&K -osaamiskeskittymä sekä Lappeenrannan teknillisen yliopiston Kouvolan yksikkö. Rahoittajina hankkeessa toimivat Euroopan aluekehitysrahasto ja Tekes sekä yrityksistä Cursor Oy, Kotkan Satama Oy, KYMP Oy, SE Mäkinen Oy, Steveco Oy, Suomen 3C Oy, Oy TransPeltola Ltd ja VR-Yhtymä Oy.

Kylmätilojen kuljetinkäyttöjen energiatehokkuus

We study how conveyor drives in refrigerating rooms affect total energy costs. Studied conveyor drives are different types of gear motor drives. Energy efficiencies of the conveyor drives are determined by using direct torque measurement and energy costs of the conveyor drives are approximated from these results. From the measurement results and the approximated total costs it can be seen how the energy efficiency of a conveyor drive has a considerable influence on the total costs, especially, with large operating hours. An energy efficient conveyor drive can minimize the total energy costs by reducing the energy consumption of the conveyor motor while cooling costs in refrigerated rooms are also reduced.

Utilizing online demand generation in an engineering company

Työn tarkoituksena on selvittää miten sähköistä kysynnän herättämistä voidaan hyödyntää Mantsinen Group Ltd Oy:ssä siten, että sillä pystytään tukemaan myyntiä. Lisäksi sähköisen kysynnän herättämisen tehokkuutta tutkitaan, jotta saadaan selville onko se kannattavaa ja kuinka hyvin se sopii yritykselle. Kysynnän herättämisjärjestelmän käyttö on määritelty kirjallisuuteen perustuen ja sen jälkeen järjestelmän käyttö on aloitettu. Sähköisen kysynnän herättämisen tehokkuus mitataan kolmen kuukauden tarkastelujakson todellisella datalla. Sähköisen kysynnän herättämisen sopivuutta arvioidaan perustuen sen kustannustehokkuuteen ja tuloksiin. Työn tulokset osoittavat, että sähköinen kysynnän herättäminen on kannattavaa ja se sopii yritykselle. Sillä voidaan parhaiten tukea myyntiä järjestelmän tuottaessa laadukkaita myyntimahdollisuuksia tasaisena virtana myynnille. Myös aiemmin manuaalisesti tehtyjä työtehtäviä voidaan automatisoida ja näin vähentää myyjien työtaakkaa.