Dieselmoottorin esisuunnittelun kehittäminen simuloimalla

Diplomityö tehtiin Wärtsilä Finland Oy:n toimeksiannosta. Työ kohdistui yrityksen suunnittelemien keskinopeudella pyörivien nelitahti dieselmoottoreiden esisuunnittelun kehittämiseen. Esisuunnittelun osuus koko tuotesuunnittelussa on merkittävä, minkä vuoksi esisuunnitteluprosessin tehostaminen vaikuttaa koko tuotesuunnitteluprosessiin ja sen lopputuloksiin. Tällä hetkellä esisuunnitteluprosessi on jakautunut useaan eri vaiheeseen ja eri tiimeille, mikä aiheuttaa ongelmia esisuunnittelun läpiviemisessä. Työn tavoitteena oli tutkia nykyaikaisen kaupallisen simulointiohjelmiston soveltuvuutta kohdeyrityksessä esisuunnitteluprosessin eri vaiheiden yhdistämiseen. Työssä selvitettiin esisuunnittelun alussa käytettäviä suunnitteluparametreja, ja niiden hyödyntämistä suunniteltaessa simulointimallia kaupalliseen ohjelmistoon. Vaatimuksena oli, että ohjelmiston on toimittava parametreilla, jotka jo nyt ovat yrityksessä käytössä. Lisäksi simulointimallin antamat tulokset oli oltava hyödynnettävissä yksiselitteisesti yrityksen myöhemmissä tuotesuunnitteluvaiheissa. Myös mallin luomiseen tarvittavien parametrien määrä tuli pitää mahdollisimman pienenä. Esisuunnittelumallin toteuttamisessa tutkittiin kaupallisen AVL Excite Designer - ohjelmiston soveltuvuutta. Ohjelmisto ei soveltunut täysin tuottamaan halutun muotoisia tuloksia annetuilla parametreilla. Ohjelmiston muokkaaminen vaatimuksia vastaavaksi osoittautui työmäärältään suureksi. Yhtenä ratkaisuna olisi kaupallisen ohjelmiston käyttämisen sijaan suunnitella kyseiseen ongelmaan paremmin soveltuva oma ohjelmisto, jolloin toimivuus ja pitkän tähtäimen käyttövarmuus paranisi.

Etelä-Karjalan energiaselvitys ja maakunnan energiatalouden tulevaisuus

Diplomityössä on selvitetty Etelä-Karjalan maakunnan energian käyttöä nyt ja tulevaisuudessa. Tavoitteena on selvittää eri energialähteiden hankintavaihtoehtoja, sekä eri energialähteiden käytön kehittymissuunnat seuraavan 10 - 20 vuoden kuluessa. Diplomityö on tehty Etelä-Karjalan liiton toimeksiannosta ja sitä tullaan käyttämään taustaselvityksenä maakuntakaavan laadinnassa sekä maakunnan aluevarauksia määriteltäessä. Tarkoituksena on arvioida miten energiahuollon rakenne tulee muuttumaan tulevaisuudessa ja mikä merkitys tulevaisuuden energiaratkaisuilla on alueiden käyttöön ja aluerakenteeseen liittyen. Etelä-Karjala on osa Euroopan suurinta metsäteollisuuskeskittymää ja maakunta on Suomen suurimpia teollisuuden energian- ja sähkönkäyttäjiä. Etelä-Karjalan vahva metsäteollisuus ja sen käyttämät puupolttoaineet sekä sijainti Venäjän maakaasuvarojen läheisyydessä ja kattava maakaasuverkko vaikuttavat merkittävästi maakunnan energiataseeseen. Vuonna 2007 Etelä-Karjalan primäärienergiankäyttö oli 24,3 TWh, tästä uusiutuvien energialähteiden osuus oli 68 % ja fossiilisten energialähteiden osuus 22 %. Etelä-Karjalan energiatalouden tulevaisuuteen vaikuttaa merkittävästi maakunnan metsäteollisuuden tulevaisuus. Tiukentuvan energia- ja ilmastopolitiikan ja ympäristömääräysten myötä maakunnan energiatehokkuutta on parannettava kaikilla sektoreilla. Maakunnan energiankulutusta voidaan vähentää tehostamalla energiantuotantoa, tiivistämällä yhdyskuntarakennetta ja lisäämällä bioenergian käyttöä energiantuotannossa. Etelä-Karjalassa on myös potentiaalia lisätä vaihtoehtoisten energialähteiden osuutta maakunnan energiatalouden tulevaisuudessa.

Yhtiöittämisen näkyminen työtyytyväisyydessä muutosprosessin eri vaiheissa

Tutkimuksessa tarkastellaan kunnallisten toimintojen muuttamista osakeyhtiömuotoon eli yhtiöittämistä henkilöstön työtyytyväisyyden näkökulmasta. Kyseessä on tapaustutkimus, jossa ilmiötä kuvataan tyypillisten tapausten avulla. Tarkastelun kohteena on neljä Lappeenranta-konserniin kuuluvaa osakeyhtiötä, joiden omistaja on Lappeenrannan kaupunki. Tutkimuksen aineisto kerättiin puolistrukturoiduilla teemahaastatteluilla. Tutkimus on tehty Lappeenrannan kaupungin tarkastuslautakunnan toimeksiannosta. Tutkimustulokset osoittavat, että työtyytymättömyyttä aiheuttavat liiallinen työn määrä, johtaminen, tiukka omistajaohjaus, riittämätön tiedottaminen sekä useat peräkkäiset muutokset. Työtyytyväisyyden pääasiallinen tuottaja on haasteelliset ja mielekkäät työtehtävät, jotka tarjoavat onnistumisen mahdollisuuksia sekä hyvä yhteishenki työpaikalla. Myös yksilön omalla asennoitumisella muutoksiin on ratkaiseva merkitys muutoksista selviytymisessä ja siten työtyytyväisyydessä.

Liiketoimintaprosessien mittaaminen ja mallintaminen

Tutkimuksessa tutkitaan mallintamista ja mittaamista osana liiketoimintaproses-sien parantamista, sekä näiden asioiden kuvaamista soveltuvalla työkalulla. Ensin esitetään teoreettinen viitekehys siihen, kuinka prosesseja voidaan mitata ja mal-lintaa. Sitten raportoidaan käytännössä suoritettu kehitystyö, jolle on määritetty lähtö- ja tavoitetila. Työn onnistumista mitataan johtajahaastatteluin ja saatuja tuloksia verrataan teoriaan. Tutkimuksessa yhdistettiin analyyttinen mallinrakennus, tieteellinen ongelman-ratkaisutoiminta sekä konsultointi tarkoituksena saada aikaan kohde organisaati-olle sopiva konstruktio esitettyyn ongelmaan. Johtajahaastattelut analysoitiin ja suoritettiin kvalitatiivinen tarveanalyysi. Haastatteluja täydennettiin muulla kerä-tyllä aineistolla ja analyysin tarkkuutta pyritään kasvattamaan eri lähdeaineistojen ristivertailuilla. Yrityksissä on niin liiketoiminnalle elintärkeitä ydinprosesseja kuin niitä tukevia tukiprosessejakin. Niiden toiminta perustuu ennalta suunniteltuihin ja uudelleen-käytettäviin menetelmiin. Prosessit tulee sopeuttaa yrityksen arkkitehtuuriin ja niitä on jatkuvasti kehitettävä. Kehittäminen voidaan toteuttaa suurilla kertamuu-toksilla, jatkuvalla laadun parantamisella tai niiden yhdistelmänä. Mallintamisella ja mittaamisella on tärkeä tehtävä liiketoimintaprosessien kehit-tämisessä. Niiden avulla voidaan helpottaa erityisesti prosessien suunnittelua luomalla konkreettisia malleja ja mittareita prosesseista. Toteutuksessa käytettiin prototyyppilähestymistapaa ja työn onnistumista arvioivat yhtiön johtajat. Tutki-muksen tuloksia ovat eri tason prosessimallit, joiden luomisessa käytettiin eri mallintamistekniikoita, sekä mittaristot mittaamaan yrityksen tuottavuutta ja te-hokkuutta.

Experiences of Organising the Master of Science Programme in Packaging Technology

Organising the PT- programme for full-time working adult students is a challenging task as it is an international programme with both domestic and foreign students with different educational background. The purpose of this project work is to provide both student and lecturer feedback for improving Master Of Science Degree Programme in Packaging Technology to meet better the requirements of part-time studying. The objective of this work is in accordance with the Lappeenranta University of Technology’s strategy to improve continuously degree programmes and courses and to use student feedback in this development work of education. Matters, such as lecture schemes, distance material distribution, distance assignment handling, course assessments, and guidance of thesis work will be under scrutiny.

Projektien jälkilaskenta kunnossapitoyrityksessä

Tutkimuksen päätavoitteena on määrittää kohdeyritykseen soveltuvat menetelmät, joiden avulla voidaan suorittaa alueurakoiden jälkilaskenta. Jälkilaskelmien tavoite on selvittää alueurakoiden tarjousvaiheen kustannusarvioiden ja toteutuneiden kustannusten merkittävimmät erot nykyisin saatavissa olevan informaation avulla. Työ rajataan käsittelemään viittä kohdeyrityksen alueurakkaa. Tutkimuksen toinen tavoite on määrittää kohdeyrityksen kustannusseurannan keskeisimmät ongelmat jälkilaskennan näkökulmasta ja esittää kehitystoimenpiteet näiden ongelmien ratkaisemiseksi. Tutkimuksen tutkimusote on konstruktiivinen, joka sisältää myös toimintaanalyyttisiä piirteitä. Tutkimus jakautuu teoreettiseen kirjallisuusselvitykseen ja empiiriseen ongelmanratkaisuosioon. Tarjouslaskennan ja toteutuneiden kustannusten vertailu edellyttää alueurakoiden sisältömuutosten ja hinnantarkistusten huomioimista sekä apukustannuspaikkojen kustannusten kohdistamista varsinaisille kunnossapitotehtäville. Suoritetun jälkilaskennan tuloksena havaitaan merkittäviä eroja tarjouslaskennan ja toteutuneiden kustannusten välillä kaikissa urakoissa. Jälkilaskennan suorittamisen näkökulmasta kohdeyrityksen kustannusseurannan heikkouksia ovat tiedon hajanainen sijainti eri järjestelmissä ja muutamat kustannusten rekisteröinnin yksityiskohdat. Ratkaisuksi ehdotetaan kaikkien jälkilaskennan kannalta oleellisten tietojen keskittämistä yrityksen käyttämään talousseurantajärjestelmään. Kustannusten rekisteröinnin kehittämiseen ehdotetaan tiettyjen kustannuspaikkojen jakamista pienempiin osiin ja toisten sisältämien tehtävien tarkempaa määrittelyä.

The effect of institutional settings on accounting conservatism – Empirical evidence from the Nordic countries and the transitional economies of Europe

The purpose of the dissertation is to investigate how different institutional settings affect accounting conservatism. These aspects are of interest because prior studies show that accounting quality is influenced not only by accounting standards, but also by incentives from the financial reporting environment. Accounting quality could be defined as the usefulness of financial reporting to investors and other parties in contractual relationships with the firm. In this thesis it is measured by a single, but important attribute, accounting conservatism. Conservatism is understood as asymmetric timeliness of loss and gain recognition. The study examines the role and the users of financial statements, and how changes in both respectively affect accounting conservatism. These two questions are explored in two different research environments, the Nordic countries and the transitional economies of Europe. The results of the dissertation indicate that the degree of accounting conservatism increases the closer the financial statement comes to fulfilling the informational role of financial reporting. Secondly, it is also implied that foreign investors demand conservative accounting numbers in order to mitigate the problem of information asymmetry. Overall, the findings suggest that earnings conservatism is useful and increases the quality of financial information for the purpose of decision-making and contracting. These results are of relevance to managers, investors and other users of financial reporting information, as well as to standard setters.

Costs and Benefits of a Shared Digital Long-Term Preservation System

Paper presented at the 40th Annual Conference of LIBER (Ligue des Bibliothèques Européennes de Recherche - Association of European Research Libraries) on July 1st, 2011; with the slides used at the presentation.

Alkylointiyksikön neutralointi- ja puhdistusprosessin kehittäminen

Tämä diplomityö käsittelee Neste Oilin Porvoon jalostamon HF-alkylointiyksikön alasajon ja huoltopysäytyksen rajapintaa. Työssä tarkastellaan erilaisia vaihtoehtoja alasajon aikaisen neutralointi- ja puhdistusprosessin kehittämiseen huomioiden materiaalitekninen näkökulma. Työn alkuosassa esitellään alkyloinnin perusperiaate, huoltopysäytysprosessi sekä eri neutralointi- ja puhdistusprosessit, joista tarkemmin nykyisin jalostamolla käytettävä EnvTech:n prosessi. Työssä on myös kerrottu alkyloinnin erityisvaatimukset materiaaleille, joista tarkemmin on esitelty perusmateriaaleina käytettävät hiiliteräs A106 sekä Monel® 400. Näiden perusmateriaalien kohdalla on myös esitelty kirjallisuuden pohjalta niiden käyttäytyminen fluorivety-ympäristössä. Työn loppuosassa on esitelty eri vaihtoehtoja, jotta käyttövarmuutta voitaisiin kehittää yhdessä mahdollisesti kasvavien tuotantomäärien kanssa. Putkistojen kohdalla työssä on käsitelty kehityskohteeksi valittua erästä pääkolonni-osaan kuuluvaa linjastoa. Eri vaihtoehtoja on vertailtu teknistaloudelliselta näkökulma ja putkiston kohdalla on työssä päädytty geometrian muuttamiseen sekä koon kasvattamiseen. Työssä on myös esitetty kuumatypetysvaiheen uudelleen aikataulutusta alasajovaiheen nopeuttamiseksi sekä jatkotutkimusehdotuksia putkiston passivoimisesta, rautafluoridikalvon paikalleen jättämiseksi ja huoltopysäytyssyklin kehittämiseksi.

Algorithmic Solutions for Combinatorial Problems in Resource Management of Manufacturing Environments

This thesis studies the use of heuristic algorithms in a number of combinatorial problems that occur in various resource constrained environments. Such problems occur, for example, in manufacturing, where a restricted number of resources (tools, machines, feeder slots) are needed to perform some operations. Many of these problems turn out to be computationally intractable, and heuristic algorithms are used to provide efficient, yet sub-optimal solutions. The main goal of the present study is to build upon existing methods to create new heuristics that provide improved solutions for some of these problems. All of these problems occur in practice, and one of the motivations of our study was the request for improvements from industrial sources. We approach three different resource constrained problems. The first is the tool switching and loading problem, and occurs especially in the assembly of printed circuit boards. This problem has to be solved when an efficient, yet small primary storage is used to access resources (tools) from a less efficient (but unlimited) secondary storage area. We study various forms of the problem and provide improved heuristics for its solution. Second, the nozzle assignment problem is concerned with selecting a suitable set of vacuum nozzles for the arms of a robotic assembly machine. It turns out that this is a specialized formulation of the MINMAX resource allocation formulation of the apportionment problem and it can be solved efficiently and optimally. We construct an exact algorithm specialized for the nozzle selection and provide a proof of its optimality. Third, the problem of feeder assignment and component tape construction occurs when electronic components are inserted and certain component types cause tape movement delays that can significantly impact the efficiency of printed circuit board assembly. Here, careful selection of component slots in the feeder improves the tape movement speed. We provide a formal proof that this problem is of the same complexity as the turnpike problem (a well studied geometric optimization problem), and provide a heuristic algorithm for this problem.

Integrating user experience into early phases of software development

The value and benefits of user experience (UX) are widely recognized in the modern world and UX is seen as an integral part of many fields. This dissertation integrates UX and understanding end users with the early phases of software development. The concept of UX is still unclear, as witnessed by more than twenty-five definitions and ongoing argument about its different aspects and attributes. This missing consensus forms a problem in creating a link between UX and software development: How to take the UX of end users into account when it is unclear for software developers what UX stands for the end users. Furthermore, currently known methods to estimate, evaluate and analyse UX during software development are biased in favor of the phases where something concrete and tangible already exists. It would be beneficial to further elaborate on UX in the beginning phases of software development. Theoretical knowledge from the fields of UX and software development is presented and linked with surveyed and analysed UX attribute information from end users and UX professionals. Composing the surveys around the identified 21 UX attributes is described and the results are analysed in conjunction with end user demographics. Finally the utilization of the gained results is explained with a proof of concept utility, the Wizard of UX, which demonstrates how UX can be integrated into early phases of software development. The process of designing, prototyping and testing this utility is an integral part of this dissertation. The analyses show statistically significant dependencies between appreciation towards UX attributes and surveyed end user demographics. In addition, tests conducted by software developers and industrial UX designer both indicate the benefits and necessity of the prototyped Wizard of UX utility. According to the conducted tests, this utility meets the requirements set for it: It provides a way for software developers to raise their know-how of UX and a possibility to consider the UX of end users with statistical user profiles during the early phases of software development. This dissertation produces new and relevant information for the UX and software development communities by demonstrating that it is possible to integrate UX as a part of the early phases of software development.

Soil penetration resistance analysis by multivariate and geostatistical methods

The penetration resistance (PR) is a soil attribute that allows identifies areas with restrictions due to compaction, which results in mechanical impedance for root growth and reduced crop yield. The aim of this study was to characterize the PR of an agricultural soil by geostatistical and multivariate analysis. Sampling was done randomly in 90 points up to 0.60 m depth. It was determined spatial distribution models of PR, and defined areas with mechanical impedance for roots growth. The PR showed a random distribution to 0.55 and 0.60 m depth. PR in other depths analyzed showed spatial dependence, with adjustments to exponential and spherical models. The cluster analysis that considered sampling points allowed establishing areas with compaction problem identified in the maps by kriging interpolation. The analysis with main components identified three soil layers, where the middle layer showed the highest values of PR.

Efficiency of distinct data mining algorithms for classifying stress level in piglets from their vocalization

Among the challenges of pig farming in today's competitive market, there is factor of the product traceability that ensures, among many points, animal welfare. Vocalization is a valuable tool to identify situations of stress in pigs, and it can be used in welfare records for traceability. The objective of this work was to identify stress in piglets using vocalization, calling this stress on three levels: no stress, moderate stress, and acute stress. An experiment was conducted on a commercial farm in the municipality of Holambra, São Paulo State , where vocalizations of twenty piglets were recorded during the castration procedure, and separated into two groups: without anesthesia and local anesthesia with lidocaine base. For the recording of acoustic signals, a unidirectional microphone was connected to a digital recorder, in which signals were digitized at a frequency of 44,100 Hz. For evaluation of sound signals, Praat® software was used, and different data mining algorithms were applied using Weka® software. The selection of attributes improved model accuracy, and the best attribute selection was used by applying Wrapper method, while the best classification algorithms were the k-NN and Naive Bayes. According to the results, it was possible to classify the level of stress in pigs through their vocalization.

Economic viability of retrofiting emitters in center pivot irrigation systems

Although several studies have been conducted to evaluate the uniformity of water application under center pivot irrigation systems, there are few studies concerning the economic perspective of such coefficient. The aim of this study is to present a methodology to accomplish an economic analysis as support for the decision-making to retrofit emitters in center pivot irrigation systems, and to attribute an economic meaning to the uniformity coefficient of water application taking into account the response function productivity to the amount of water applied and the sale price of the crops. In the hypothetic calculation example considering the variation of revenue of potato crop under center pivot irrigation system, it was verified that the area with uniformity coefficient of water application of 90% brought an income increase of BR$ 1,992.00, considering an area about 1,0 ha. Thus, it can be concluded that the methodology presented has met the objectives proposed in the study and made it possible to attribute an economical meaning to the coefficient of water uniformity application.

Soil sampling intensity and spatial distribution pattern of soils attributes and corn yield in no-tillage system

Taking into account that the sampling intensity of soil attributes is a determining factor for applying of concepts of precision agriculture, this study aims to determine the spatial distribution pattern of soil attributes and corn yield at four soil sampling intensities and verify how sampling intensity affects cause-effect relationship between soil attributes and corn yield. A 100-referenced point sample grid was imposed on the experimental site. Thus, each sampling cell encompassed an area of 45 m² and was composed of five 10-m long crop rows, where referenced points were considered the center of the cell. Samples were taken from at 0 to 0.1 m and 0.1 to 0.2 m depths. Soil chemical attributes and clay content were evaluated. Sampling intensities were established by initial 100-point sampling, resulting data sets of 100; 75; 50 and 25 points. The data were submitted to descriptive statistical and geostatistics analyses. The best sampling intensity to know the spatial distribution pattern was dependent on the soil attribute being studied. The attributes P and K+ content showed higher spatial variability; while the clay content, Ca2+, Mg2+ and base saturation values (V) showed lesser spatial variability. The spatial distribution pattern of clay content and V at the 100-point sampling were the ones which best explained the spatial distribution pattern of corn yield.