Deciphering neuron-glia compartmentalization in cortical energy metabolism.

Energy demand is an important constraint on neural signaling. Several methods have been proposed to assess the energy budget of the brain based on a bottom-up approach in which the energy demand of individual biophysical processes are first estimated independently and then summed up to compute the brain's total energy budget. Here, we address this question using a novel approach that makes use of published datasets that reported average cerebral glucose and oxygen utilization in humans and rodents during different activation states. Our approach allows us (1) to decipher neuron-glia compartmentalization in energy metabolism and (2) to compute a precise state-dependent energy budget for the brain. Under the assumption that the fraction of energy used for signaling is proportional to the cycling of neurotransmitters, we find that in the activated state, most of the energy ( approximately 80%) is oxidatively produced and consumed by neurons to support neuron-to-neuron signaling. Glial cells, while only contributing for a small fraction to energy production ( approximately 6%), actually take up a significant fraction of glucose (50% or more) from the blood and provide neurons with glucose-derived energy substrates. Our results suggest that glycolysis occurs for a significant part in astrocytes whereas most of the oxygen is utilized in neurons. As a consequence, a transfer of glucose-derived metabolites from glial cells to neurons has to take place. Furthermore, we find that the amplitude of this transfer is correlated to (1) the activity level of the brain; the larger the activity, the more metabolites are shuttled from glia to neurons and (2) the oxidative activity in astrocytes; with higher glial pyruvate metabolism, less metabolites are shuttled from glia to neurons. While some of the details of a bottom-up biophysical approach have to be simplified, our method allows for a straightforward assessment of the brain's energy budget from macroscopic measurements with minimal underlying assumptions.

Predictors of mortality from pump failure and sudden cardiac death in patients with systolic heart failure and left ventricular dyssynchrony: results of the CARE-HF trial.

BACKGROUND: Determining a specific death cause may facilitate individualized therapy in patients with heart failure (HF). Cardiac resynchronization therapy (CRT) decreased mortality in the Cardiac Resynchronization in Heart Failure trial by reducing pump failure and sudden cardiac death (SCD). This study analyzes predictors of specific causes of death. METHODS AND RESULTS: Univariate and multivariate analyses used 8 baseline and 3-month post-randomization variables to predict pump failure and SCD (categorized as "definite," "probable," and "possible"). Of 255 deaths, 197 were cardiovascular. There were 71 SCDs with a risk reduction by CRT of 0.47 (95% confidence interval 0.29-0.76; P = .002) with similar reductions in SCD classified as definite, probable, and possible. Univariate SCD predictors were 3-month HF status (mitral regurgitation [MR] severity, plasma brain natriuretic peptide [BNP], end-diastolic volume, and systolic blood pressure), whereas randomization to CRT decreased risk. Multivariate SCD predictors were randomization to CRT 0.56 (0.53-0.96, P = .035) and 3-month MR severity 1.82 (1.77-2.60, P = .0012). Univariate pump failure death predictors related to baseline HF state (quality of life score, interventricular mechanical delay, end-diastolic volume, plasma BNP, MR severity, and systolic pressure), whereas randomization to CRT and nonischemic cardiomyopathy decreased risk; multivariate predictors of pump failure death were baseline plasma BNP and systolic pressure and randomization to CRT. CONCLUSION: CRT decreased SCD in patients with systolic HF and ventricular dyssynchrony. SCD risk was increased with increased severity of MR (including the 3-month value for MR as a time-dependent covariate) and reduced by randomization to CRT. HF death was increased related to the level of systolic blood pressure, log BNP, and randomization to CRT. These results emphasize the importance and interdependence of HF severity to mortality from pump failure and SCD.

Survival-time analysis of white spruce during spruce budworm defoliation

Abstract

Longer term clinical and virological outcome of sub-Saharan African participants on antiretroviral treatment in the Swiss HIV Cohort Study.

OBJECTIVES: Persons from sub-Saharan Africa (SSA) are increasingly enrolled in the Swiss HIV Cohort Study (SHCS). Cohorts from other European countries showed higher rates of viral failure among their SSA participants. We analyzed long-term outcomes of SSA versus North Western European participants. DESIGN: We analyzed data of the SHCS, a nation-wide prospective cohort study of HIV-infected adults at 7 sites in Switzerland. METHODS: SSA and North Western European participants were included if their first treatment combination consisted of at least 3 antiretroviral drugs (cART), if they had at least 1 follow-up visit, did not report active injecting drug use, and did not start cART with CD4 counts >200 cells per microliter during pregnancy. Early viral response, CD4 cell recovery, viral failure, adherence, discontinuation from SHCS, new AIDS-defining events, and survival were analyzed using linear regression and Cox proportional hazard models. RESULTS: The proportion of participants from SSA within the SHCS increased from 2.6% (<1995) to 20.8% (2005-2009). Of 4656 included participants, 808 (17.4%) were from SSA. Early viral response (6 months) and rate of viral failure in an intent-to-stay-on-cART approach were similar. However, SSA participants had a higher risk of viral failure on cART (adjusted hazard ratio: 2.03, 95% confidence interval: 1.50 to 2.75). Self-reported adherence was inferior for SSA. There was no increase of AIDS-defining events or mortality in SSA participants. CONCLUSIONS: Increased attention must be given to factors negatively influencing adherence to cART in participants from SSA to guarantee equal longer-term results on cART.

Myocardial tolerance to ischemia-reperfusion injury, training intensity and cessation.

Training has been shown to induce cardioprotection. The mechanisms involved remain still poorly understood. Aims of the study were to examine the relevance of training intensity on myocardial protection against ischemia/reperfusion (I/R) injury, and to which extent the beneficial effects persist after training cessation in rats. Sprague-Dawley rats trained at either low (60% [Formula: see text]) or high (80% [Formula: see text]) intensity for 10 weeks. An additional group of highly trained rats was detrained for 4 weeks. Untrained rats served as controls. At the end of treatment, rats of all groups were split into two subgroups. In the former, rats underwent left anterior descending artery (LAD) ligature for 30 min, followed by 90-min reperfusion, with subsequent measurement of the infarct size. In the latter, biopsies were taken to measure heat-shock proteins (HSP) 70/72, vascular endothelial growth factor (VEGF) protein levels, and superoxide dismutase (SOD) activity. Training reduced infarct size proportionally to training intensity. With detraining, infarct size increased compared to highly trained rats, maintaining some cardioprotection with respect to controls. Cardioprotection was proportional to training intensity and related to HSP70/72 upregulation and Mn-SOD activity. The relationship with Mn-SOD was lost with detraining. VEGF protein expression was not affected by either training or detraining. Stress proteins and antioxidant defenses might be involved in the beneficial effects of long-term training as a function of training intensity, while HSP70 may be one of the factors accounting for the partial persistence of myocardial protection against I/R injury in detrained rats.

Continuous assessment of electrical epileptic activity in acute stroke.

OBJECTIVE: To determine the incidence and risk factors of electrical seizures and other electrical epileptic activity using continuous EEG (cEEG) in patients with acute stroke. METHODS: One hundred consecutive patients with acute stroke admitted to our stroke unit underwent cEEG using 10 electrodes. In addition to electrical seizures, repetitive focal sharp waves (RSHWs), repetitive focal spikes (RSPs), and periodic lateralized epileptic discharges (PLEDs) were recorded. RESULTS: In the 100 patients, cEEG was recorded for a mean duration of 17 hours 34 minutes (range 1 hour 12 minutes to 37 hours 10 minutes). Epileptic activity occurred in 17 patients and consisted of RSHWs in seven, RSPs in seven, and PLEDs in three. Electrical seizures occurred in two patients. On univariate Cox regression analysis, predictors for electrical epileptic activity were stroke severity (high score on the National Institutes of Health Stroke Scale) (hazard ratio [HR] 1.12; p = 0.002), cortical involvement (HR 5.71; p = 0.021), and thrombolysis (HR 3.27; p = 0.040). Age, sex, stroke type, use of EEG-modifying medication, and cardiovascular risk factors were not predictors of electrical epileptic activity. On multivariate analysis, stroke severity was the only independent predictor (HR 1.09; p = 0.016). CONCLUSION: In patients with acute stroke, electrical epileptic activity occurs more frequently than previously suspected.

Termination of pregnancy among teenagers - why more surgical terminations?

Introduction: In 2012, a study by K. Chatziioannidou and S-C. Renteria showed that teenagers chose to undergo a surgical termination of pregnancy (TOP) more often than a medical TOP (mifepristone followed by misoprostol) when they decided to terminate a pregnancy. It also showed that the teenagers' choice for a medical versus surgical method is inversely proportional to the adults' choice although the efficiency of the medical method showed even better results for teenagers than for adults. According to the hypothesis made, the reasons for this choice might be influenced by the following facts: (i) the belated call to make an appointment, the medical procedure not being available after 9 weeks of gestation; (ii) the imperative request for confidentiality; (iii) the beliefs and subjective appreciation of the medical staff. Objectives: The aim of this retrospective and qualitative study is to analyse the reasons why, in case of a TOP, teenagers chose the surgical method more often than their adult counterparts. Material: (i) All teenagers who were admitted for an abortive procedure during 2011 in the in- or outpatient ward. (ii) The professional team (midwives and sexual and reproductive counsellors) in charge in the case of a TOP request. Methods: The information about the patient's history and the biopsycho- social data was retrieved from the patient files filled out by midwives and sexual and reproductive health counsellors during the first appointment for a TOP request or during its process. The professionals' appreciation was evaluated by means of a semi-structured questionnaire. Results: Concerning the choice of the method for a pregnancy termination, the results of our research show that: (i) Out of 47 teenagers, 27 chose the surgical method and 17 the medical method. (ii) Three had a second trimester abortion (which includes use of the medical method). (iii) Fifteen teenagers out of the 27 who chose a surgical method consulted between the 9th and 14th weeks of amenorrhoea and therefore did not have any other choice. The reasons for their 'late arrival' will be explained in detail. The 12 teenagers who arrived before the 8th week of amenorrhoea and chose to undertake abortion by suction & curettage under general anaesthesia did it for the following reasons: (i) Four were afraid of bleeding and pain. (ii) Five thought that the organisation of the surgical procedure was easier. (iii) Two did not trust the abortion pill. (iv) One was taken to her mother's gynaecologist where she had a D&C. Confidentiality was requested nine times out of 27 when choosing the surgical method, and six times out of 17 when choosing the medical method. Therefore, although confidentiality concerns a third of the teenagers' pregnancy termination requests, it does not seem to be a significant element for the choice of the method. As for the subjective appreciation of the professionals, the first results of the discussions seem to show that teenagers were reluctant or resistant towards the medical method. Conclusion: This study shows that the reasons why teenagers still prefer the use of the surgical over the medical method compared to adults, seem to include the late request for an appointment, fear of pain and bleeding and organisational issues. Confidentiality does not seem to greatly influence the teenagers' choice. Nonetheless, medical professionals seem to favour the suction curettage procedure performed under anesthesia because they associate young age with vulnerability and psychological frailty and consequently diminished ability to cope with pain and emotional distress during the medical procedures.

Neonatal lupus erythematosus with congenital heart block and severe heart failure due to myocarditis and endocardititis of the mitral valve.

We report a case of neonatal lupus erythematosus (NLE) with congenital heart block and severe myocardial failure, which was followed from the 25th week of gestation because of fetal bradycardia. The child was delivered at the 37th week of gestation by elective cesarean section because of echocardiographically documented heart enlargement, pericardial effusion and moderate insufficiency of the mitral and tricuspid valves. In spite of immediate pacing, intubation and supportive treatment, the newborn developed progressive heart failure. Echocardiography showed endocarditis of the mitral valve and diffuse myocarditis. The heart failure resolved under steroid treatment. Our experience supports the early use of steroids in treating myocarditis due to NLE. Intrauterine steroid treatment in the presence of fetal hydrops and congenital heart block is discussed.

Increased interleukin-10 production by ASC-deficient CD4(+) T cells impairs bystander T-cell proliferation.

Apoptosis-associated speck-like protein containing a caspase recruitment domain (ASC) is an important component of the inflammasome, functioning as an adaptor protein that facilitates the recruitment and activation of procaspases that in turn promote the maturation of interleukin-1β (IL-1β) and IL-18. Despite initial focus on the inflammatory properties of ASC there is emerging evidence that highlights the importance of ASC in facilitating adaptive immune responses. However, the cellular and molecular basis for the involvement of ASC in adaptive immunity remains largely unexplored. We have previously demonstrated that activated ASC-deficient T cells have dampened proliferative responses. We have therefore explored the underlying cellular mechanism(s) by which ASC regulates T-cell proliferation. We show that under activating conditions (anti-CD3/CD28 stimulation) in bulk T-cell cultures the presence of ASC(-/-)  CD4(+) T cells is sufficient to suppress the proliferative responses of neighbouring T cells. Furthermore, ASC(-/-)  CD4(+) T cells upon activation exhibit a suppressive cytokine profile, with elevated production of IL-10 and reduced secretion of T helper type 1 cytokines, interferon-γ and IL-2. This increase in IL-10 secretion within the activated ASC(-/-)  CD4(+) T-cell compartment was not associated with a proportional increase in conventional Foxp3(+) regulatory T (Treg) cells. Interestingly, when equal numbers of fluorescence-activated cell sorted ASC(+/+) and ASC(-/-) Treg cells (CD4(+)  CD44(intermediate/high)  CD25(+) ) were activated in vitro, the ASC(-/-) fraction produced significantly more IL-10 than their wild-type counterparts, suggesting that ASC(-/-) Treg cells have greater suppressive capacity. Collectively, these results imply that the ASC may influence the development and functioning of Treg cells.

Role of forkhead transcription factor FOXC2 in lymphatic vascular developement

Le système vasculaire lymphatique est le second réseau de vaisseaux du corps humain. Sa fonction principale est de retourner le fluide interstitiel excédentaire au système cardiovasculaire. Il est également impliqué dans la défense immunitaire de l'organisme, ainsi que dans le transport initial des graisses alimentaires. De multiples pathologies sont associées au dysfonctionnement du développement vasculaire lymphatique, dont les lymphoedèmes. Un des gènes clés dans le contrôle de l'étape de maturation du système lymphatique est le facteur de transcription FOXC2. De précédentes études utilisant des modèles génétiques mutins déficients en Foxc2 ont montré son rôle dans la régulation du processus de spécification des vaisseaux lymphatiques en capillaires versus vaisseaux collecteurs, ainsi que dans la formation des valves lymphatiques. Chez l'homme, les mutations dans le gène FOXC2 causent le syndrome lymphoedème- distichiasis. Dans ce travail, nous avons étudié les mécanismes moléculaires qui régulent l'expression et l'activité de FOXC2 dans les vaisseaux lymphatiques. Nous avons découvert que la fonction de FOXC2 est régulée par phosphorylation de la protéine, qui détermine son activité transcriptionnelle au niveau génomique, jouant ainsi un rôle important dans le développement vasculaire in vivo. Les vaisseaux lymphatiques sont soumis à des forces de stress générées par le flux de la lymphe (FSS). Nous avons donc testé l'hypothèse que ces forces contribuent à la morphogenèse et à l'organisation des vaisseaux lymphatiques. In vitro, les cellules endothéliales lymphatiques répondent aux forces mécaniques, qui induisent l'expression de FOXC2, activent la voie de signalisation Ca2+/calcineurin/NFATcl et régulent l'expression de la protéine de jonction gap connexin37. Nous avons également montré que le stress de flux mécanique, FOXC2, calcineurin/NFATcl et connexin37 coopèrent dans le contrôle de la maturation des vaisseaux lymphatiques in vivo. En dernier lieu, nous avons cherché à identifier les récepteurs de surface cellulaires permettant le transfert du signal de stress mécanique qui induit l'expression de FOXC2. Nous présentons ici des données préliminaires, qui suggèrent le rôle de la voie de signalisation TGFß ainsi que l'implication des jonctions adhérentes dans ce processus. En conclusion, la présente étude met en lumière les mécanismes de l'activité de FOXC2 dans les cellules endothéliales lymphatiques et l'importance du rôle des forces mécaniques de flux dans le contrôle de son l'expression, ainsi que dans le développement et la fonction du système vasculaire lymphatique. - The lymphatic vascular system is a second vascular system of human body. Its main fonction is to transfer excess interstitial fluid back to cardiovascular system. In addition, it is involved in immune defense and responsible for the uptake of dietary fat. A number of pathologies called lymphedemas are associated with lymphatic vascular system dysfunction. Hereditary lymphedemas are caused by mutations in genes controlling lymphatic vascular development. One of the key genes responsible for lymphatic vascular maturation is forkhead transcription factor FOXC2. Previous studies of Foxc2 knockout mice showed that Foxc2 controls the process of lymphatic capillary versus collecting vessel fate specification and formation of lymphatic valves. Importantly, mutations in FOXC2 cause human lymphedema-distichiasis syndrome. In this work we investigated the molecular mechanisms regulating the expression and activity of FOXC2 in lymphatic vasculature. We discovered that FOXC2 function is regulated by phosphorylation. We describe how phosphorylation controls FOXC2 transcriptional activity on a genome-wide level and show that FOXC2 phosphorylation plays an important role in vascular development in vivo. Lymphatic vessels are subjected to fluid shear stress (FSS). Therefore we investigated whether mechanical forces contribute to lymphatic vascular patterning and morphogenesis. We found that FSS induces the expression of FOXC2, activates Ca2+/calcineurin/NFATcl signaling and induces the expression of gap junction protein connexin37 in lymphatic endothelial cells in vitro. Importantly, we were able to show that shear stress, FOXC2, calcineurin/NFATcl and connexin37, control maturation of lymphatic vessels in vivo. Finally, we searched for cell surface receptors that mediate the induction of FOXC2 by shear stress, and we present some preliminary data, suggesting the role of TGF-beta signaling and adherens junctions in this process. In conclusion, the present study sheds light on the mechanisms of FOXC2 activity and suggests an important role of mechanical forces in controlling FOXC2 expression as well as lymphatic system development and function.

Association of electrocardiogram abnormalities and incident heart failure events.

Unless effective preventive strategies are implemented, aging of the population will result in a significant worsening of the heart failure (HF) epidemic. Few data exist on whether baseline electrocardiographic (ECG) abnormalities can refine risk prediction for HF. METHODS: We examined a prospective cohort of 2,915 participants aged 70 to 79 years without preexisting HF, enrolled between April 1997 and June 1998 in the Health, Aging, and Body Composition (Health ABC) study. Minnesota Code was used to define major and minor ECG abnormalities at baseline and at year 4 follow-up. Using Cox models, we assessed (1) the association between ECG abnormalities and incident HF and (2) the incremental value of adding ECG to the Health ABC HF Risk Score using the net reclassification index. RESULTS: At baseline, 380 participants (13.0%) had minor, and 620 (21.3%) had major ECG abnormalities. During a median follow-up of 11.4 years, 485 participants (16.6%) developed incident HF. After adjusting for the Health ABC HF Risk Score variables, the hazard ratio (HR) was 1.27 (95% CI 0.96-1.68) for minor and 1.99 (95% CI 1.61-2.44) for major ECG abnormalities. At year 4, 263 participants developed new and 549 had persistent abnormalities; both were associated with increased subsequent HF risk (HR 1.94, 95% CI 1.38-2.72 for new and HR 2.35, 95% CI 1.82-3.02 for persistent ECG abnormalities). Baseline ECG correctly reclassified 10.5% of patients with HF events, 0.8% of those without HF events, and 1.4% of the overall population. The net reclassification index across the Health ABC HF risk categories was 0.11 (95% CI 0.03-0.19). CONCLUSIONS: Among older adults, baseline and new ECG abnormalities are independently associated with increased risk of HF. The contribution of ECG screening for targeted prevention of HF should be evaluated in clinical trials.

Säätöventtiilin virtaustekniset ominaisuudet

Virtauslaskennan käyttö jokapäiväisessä insinöörityössä on lisääntynyt viime vuosina nopeaa vauhtia. Virtauslaskennan avulla voidaan tutkia säätöventtiilin virtauskenttää, mikä antaa suunnittelijalle mahdollisuuden korjata virtauskanavan ongelmakohtia jo tuotekehityksen alkuvaiheessa. Tämändiplomityön tavoitteena on määrittää uuden säätöventtiilin mitoituskertoimet jatutkia virtauslaskennan käytettävyyttä säätöventtiilisuunnittelussa. Teoreettisessa tarkastelussa on käsitelty venttiilivirtaukselle ominaisia virtausteknisiä yhtälöitä ja ilmiöitä, säätöventtiilin standardin määräämiä mitoitusyhtälöitä sekä neste- että kaasumelua. Lisäksi kerrotaan yleisimmistä säätöventtiilisovellutuksista ja esitellään suunnitteilla oleva uusi säätöventtiili. Virtauslaskennan avulla tutkittiin venttiilin kapasiteettiaja virtauskenttää. Alustavaa laskentaa tehtiin venttiilin paineenpalautumiskertoimen ja alkavan kavitaation määrittämiseksi. Virtauslaskenta tehtiin Fluent ja Cfdesign -virtauslaskentaohjelmilla. Virtauslaskennan antamia tuloksia verrattiin laboratoriossa saatuihin mittaustuloksiin. Laboratoriokokeiden avulla määritettiin uuden säätöventtiilin mitoituskertoimet. Lisäksi mitattiin säätöventtiilin aiheuttamaa neste- ja kaasumelua.

Paalinmuodostajien hydraulijärjestelmissä esiintyvien dynaamisten ongelmien ratkaiseminen

Diplomityön tehtävänä oli tutkia paalinmuodostajassa esiintyvien vikojen aiheuttajia ja antaa mahdollinen korjausehdotus vian aiheuttajan poistamiseksi. Tämä työ jakaantuu kolmeen osa-alueeseen: 1. hydraulisen toiminnan selvittäminen, 2. mittausten tekeminen, tulosten tulkinta ja vikahistoriatietojen tarkasteleminen, 3. ongelmakohtien selvittäminen ja parannusehdotuksien esittäminen ongelmien ratkaisemiseksi. Diplomityön pohjana käytettiinpiirustuksia sekä CMT-Solutionin ja Metson tekemiä kunnonvalvontamittauksia. Patruunatekniikalla toteutetun hydraulijärjestelmän vian perussyytä etsittäessä onselvitettävä komponenttien ja järjestelmän toiminta kunnonvalvontamittausten avulla. Paalinmuodostajien hydraulijärjestelmien tulisi olla toimivia, luotettaviaja taloudellisia. Hydraulijärjestelmässa käytettävien komponenttien tulisi ollamyös keskenään yhteensopivia, turvallisia ja luotettavia toiminnaltaan, helposti huollettavia sekä vaivattomasti saatavilla olevia. Komponenttien, joita mahdollisesti vaihdetaan on oltava yhteensopivia M-realin jo varastossa olevien komponenttien kanssa. Näin vältetään varastoon muodostumasta useita erilaisia komponenttiyhdistelmiä, jotka turhaan kuormittavat varastomääriä ja lisäävät sitoutuneenpääoman määrää. Työssäni pyrin myös parannusehdotuksia antaessani mahdollisimman yksinkertaiseen ja taloudelliseen ratkaisuun M-realin kannalta. Diplomityön tulosten pohjalta kokeiltiin muutamia muutoksia eri kohtiin hydraulijärjestelmässä. Osa alustavista muutoksista toteutettiin Metson ja STH-Service/Simo Suppasen toimesta. Nähtäväksi jää onko näillä toimenpiteillä ollut vaikutusta hydraulijärjestelmän luotettavuuteen.

Polttomoottorin sähkömekaaninen venttiilinohjaus

Työssä tarkastellaanpolttomoottorin venttiilitoimilaitteen toteuttamista sähkömekaanisesti. Tähän mennessä kehitetyt ratkaisut ja rakennetut prototyypit soveltuvat pääosin henkilöautojen vapaasti hengittävien ottomoottoreiden venttiilien ohjaukseen. Venttiilien sähkömekaanisen ohjauksen soveltuvuutta suuriin polttomoottoreihin kuten esimerkiksi voimalaitosdieseleihin on myös tarkasteltu, mutta ongelmaksi muodostuu riittävän suuren magneettisen voiman kehittäminen magneettivuon reitillä esiintyvän suuren ilmavälin takia. Työssä esitetään valmiita ja kehitteillä olevia ratkaisuja polttomoottorin venttiilien ohjaukseen sähkömekaanisesti. Lisäksi käsitellään parannusmahdollisuuksia jo valmiisiin ratkaisuihin ja käydään läpi sähkömekaanisen venttiilinohjauksen ongelmakohtia. Suomeksi ei ole kovin paljon julkaistua materiaalia polttomoottorin venttiilien sähkömekaanisesta ohjauksesta, joten työ tukeutuu pääosin Internetissä julkaistuihin artikkeleihin sekä sähköpostin välityksellä käytyihin keskusteluihin niiden tahojen kanssa, jotka tutkivat ja kehittävät polttomoottorinsähkömekaanista venttiilien ohjausta. Venttiilien sähkömekaanisen ohjauksen tutkiminen tällä hetkellä jakautuu pääpainotteisesti sähkömagneettisen osuuden ja säätöteknisen osuuden tutkimiseen ja kehittämiseen. Työssä ei mennä näiden aihepiirien syvälliseen analysointiin vaan esitetään tämän hetkisentutkimuksen painopisteet ja lähdeviitteet aihepiiriä syventäviin julkaisuihin.

Monitoimipystysorvin NC- ohjelmoinnin kehittäminen CAM käyttöönotolla

Diplomityön tavoitteena oli tehostaa venttiilipesien koneistuksessa käytettävän monitoimipystysorvin NC - ohjelmointia CAM - ohjelman käyttöönotolla. Tutkimus on osa laajempaa kokonaisuutta liittyen koneistusalihankinnan kehittämiseen ja yrityksen kilpailukyvyn ylläpitoon ja parantamiseen liiketoiminta-alueella, jolla on tällä hetkellä hyvät kasvunäkymät. Tavoite rajattiin yritykseen jo aiemmin hankitun WinCAM - ohjelman päivittämiseen ja hyödyntämiseen monitoimipystysorvin NC - ohjelmoinnissa. Tutkimuksen käytännön tavoitteena oli selvittää CAM - ohjelmoinnin käyttömahdollisuudet, sekä luoda CAM - ohjelmistoon pohjautuva, räätälöity NC - ohjelmointikonsepti pilottikohteeseen. Tutkimuksen kokeellisen osuuden muodostivat tällöin nykyisen tuotannon ongelmakohtien löytäminen, koneen ohjelmointitarpeiden kartoitus,sekä menetelmäkehitys. Tutkimuksen päämääränä oli tuotannon tasolla käytettävä järjestelmä, jolla koneen ohjelmointi olisi mahdollista myös vähemmällä konekohtaisella kokemuksella. Nykyisen toimintatavan ongelmina olivat yhtenäisen NC - ohjelmointikäytännön puute, niin valmiiden ohjelmien käytössä kuin uusienkin ohjelmien tekemisessä. Tähän olivat syynä NC - ohjauksen heikko käytettävyys erityisesti sorvauksen osalta. Nämä tekijät yhdistettynä monitoimityöstökoneessa tarvittavaan koordinaatiston hallintaan vaikeuttivat ohjelmointia. Työntekijäkohtaiset erot NC - ohjelmien käytössä, sekä laadultaan vaihtelevat valuaihiot aiheuttivat tuotannon läpäisyaikaan merkittävää vaihtelua. Siten myös koneen kuormituksen säätely oli vaikeaa. Uuden ohjelmointikonseptin toteutuksessa pidettiin etusijalla hyvää käytettävyyttä, sekä uuden menetelmän aukotonta liittymistä olemassa oleviin tuotantojärjestelmiin. Ohjelmointikonseptin toteutuksessa, osaperheestä haettiin selkeästi parametroitaviksi soveltuvat työvaiheet, jotka voitiin hallita yleiskäyttöisillä aliohjelmilla. Tuotteiden muidengeometrioiden hallintaan laadittiin geometriakirjasto, jota voitiin käyttää tavanomaisen graafisen ohjelmoinnin pohjana. Vanhaa toimintatapaa ja diplomityön aikana kehitettyä CAM - ohjelmointijärjestelmää vertailtiin perustuen NC - ohjelmien tehokkuuteen, jota tarkasteltiin saman työvaiheen työstöaikaan perustuen. Tämän lisäksi tärkeän tuloksen muodostavat myös kvalitatiivisetseikat, jotka liittyvät ohjelmointiympäristön käytettävyyteen. CAM - ohjelmoinnin kehittäminen ja käyttöönotto pilottikohteessa sujui pääosin hyvin ja laaditunsuunnitelman mukaisesti. Aiemmin hankalasti ohjelmoitavat työvaiheet, kuten erilaisten laippatasopintojen ja reikäpiirien ohjelmointi muutettiin makrokäyttöön soveltuviksi. Sorvauksessa ongelmia aiheuttaneen tiivistelilan koneistukseen sovellettiin graafista ohjelmointia. Koko tuotannon mittakaavassa NC - ohjelmoinninosuus oli kuitenkin vähäinen, mistä johtuen koneen tuottavuuteen ei tutkimuksenajanjaksolla voitu vaikuttaa. Sen sijaan tuotannon sujuvuuteen oleellisesti vaikuttavaa työtekijöiden 'hiljaisen tiedon' määrää voitiin vähentää vakioimalla ohjelmointia ja siirtämällä tehokkaiksi havaitut menetelmät ohjelmointijärjestelmään.