Factors Affecting the Forecasting Accuracy of Diffusion Models

Tutkielman tavoitteena oli tarkastella innovaatioiden leviämismallien ennustetarkkuuteen vaikuttavia tekijöitä. Tutkielmassa ennustettiin logistisella mallilla matkapuhelinliittymien leviämistä kolmessa Euroopan maassa: Suomessa, Ranskassa ja Kreikassa. Teoriaosa keskittyi innovaatioiden leviämisen ennustamiseen leviämismallien avulla. Erityisesti painotettiin mallien ennustuskykyä ja niiden käytettävyyttä eri tilanteissa. Empiirisessä osassa keskityttiin ennustamiseen logistisella leviämismallilla, joka kalibroitiin eri tavoin koostetuilla aikasarjoilla. Näin tehtyjä ennusteita tarkasteltiin tiedon kokoamistasojen vaikutusten selvittämiseksi. Tutkimusasetelma oli empiirinen, mikä sisälsi logistisen leviämismallin ennustetarkkuuden tutkimista otosdatan kokoamistasoa muunnellen. Leviämismalliin syötettävä data voidaan kerätä kuukausittain ja operaattorikohtaisesti vaikuttamatta ennustetarkkuuteen. Dataan on sisällytettävä leviämiskäyrän käännöskohta, eli pitkän aikavälin huippukysyntäpiste.

Rullaavan ennustamisen kehittäminen CASE: ABB Oy Service

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

A Method for Estimating Short-term Profitability, Case Stora Enso Packaging Boards

Tutkimuksen tavoitteena oli rakentaa case yritykselle malli lyhyen aikavälin kannattavuuden estimointia varten. Tutkimusmetodi on konstruktiivinen, ja malli kehitettiin laskentaihmisten avustuksella. Teoriaosassa käytiin kirjallisuuskatsauksen avulla läpi kannattavuutta, budjetointia sekä itse ennustamista. Teoriaosassa pyrittiin löytämään sellaisia menetelmiä, joita voitaisiin käyttää lyhyen aikavälin kannattavuuden estimoinnissa. Rakennettavalle mallille asetettujen vaatimusten mukaan menetelmäksi valittiin harkintaan perustuva menetelmä (judgmental). Tutkimuksen mukaan kannattavuuteen vaikuttaa myyntihinta ja –määrä, tuotanto, raaka-aineiden hinnat ja varaston muutos. Rakennettu malli toimii kohdeyrityksessä kohtalaisen hyvin ja huomattavaa on se, että eri tehtaiden ja eri koneiden väliset erot saattavat olla kohtuullisen suuret. Nämä erot johtuvat pääasiassa tehtaan koosta ja mallien erilaisuudesta. Mallin käytännön toimivuus tulee kuitenkin parhaiten selville silloin, kun se on laskentaihmisten käytössä. Ennustamiseen liittyy kuitenkin aina omat ongelmansa ja uudetkaan menetelmät eivät välttämättä poista näitä ongelmia.

Financial Modeling to Support Organizational Control

Tutkimus tarkastelee taloudellisia mallintamismahdollisuuksia metsäteollisuuden liiketoimintayksikössä. Tavoitteena on suunnitella ja luoda taloudellinen malli liiketoimintayksikölle, jonka avulla sen tuloksen analysoiminen ja ennustaminen on mahdollista. Tutkimusta tarkastellaan konstruktiivisen tutkimusmenetelmän avulla. Teoreettinen viitekehys tarkastelee olemassa olevan informaation muotoilemista keskittyen tiedon jalostamisen tarpeisiin, päätöksenteon asettamiin vaatimuksiin sekä mallintamiseen. Toiseksi, teoria esittää informaatiolle asetettavia vaatimuksia organisatorisen ohjauksen näkökulmasta.Empiirinen tieto kerätään osallistuvan havainnoinnin avulla hyödyntäen epävirallisia keskusteluja, tietojärjestelmiä ja laskentatoimen dokumentteja. Tulokset osoittavat, että liikevoiton ennustaminen mallin avulla on vaikeaa, koska taustalla vaikuttavien muuttujien määrä on suuri. Tästä johtuen malli täytyykin rakentaa niin, että se tarkastelee liikevoittoa niin yksityiskohtaisella tasolla kuin mahdollista. Testauksessa mallin tarkkuus osoittautui sitä paremmaksi, mitä tarkemmalla tasolla ennustaminen tapahtui. Lisäksi testaus osoitti, että malli on käyttökelpoinen liiketoiminnan ohjauksessa lyhyellä aikavälillä. Näin se luo myös pohjan pitkän aikavälin ennustamiselle.

Classification and inventory management of abnormal demand items

The main objective of the study is to form a framework that provides tools to recognise and classify items whose demand is not smooth but varies highly on size and/or frequency. The framework will then be combined with two other classification methods in order to form a three-dimensional classification model. Forecasting and inventory control of these abnormal demand items is difficult. Therefore another object of this study is to find out which statistical forecasting method is most suitable for forecasting of abnormal demand items. The accuracy of different methods is measured by comparing the forecast to the actual demand. Moreover, the study also aims at finding proper alternatives to the inventory control of abnormal demand items. The study is quantitative and the methodology is a case study. The research methods consist of theory, numerical data, current state analysis and testing of the framework in case company. The results of the study show that the framework makes it possible to recognise and classify the abnormal demand items. It is also noticed that the inventory performance of abnormal demand items differs significantly from the performance of smoothly demanded items. This makes the recognition of abnormal demand items very important.

Combining Advanced Forecasting Methods with System Dynamics - the Case of Finnish Seaports

Seaports play an important part in the wellbeing of a nation. Many nations are highly dependent on foreign trade and most trade is done using sea vessels. This study is part of a larger research project, where a simulation model is required in order to create further analyses on Finnish macro logistical networks. The objective of this study is to create a system dynamic simulation model, which gives an accurate forecast for the development of demand of Finnish seaports up to 2030. The emphasis on this study is to show how it is possible to create a detailed harbor demand System Dynamic model with the help of statistical methods. The used forecasting methods were ARIMA (autoregressive integrated moving average) and regression models. The created simulation model gives a forecast with confidence intervals and allows studying different scenarios. The building process was found to be a useful one and the built model can be expanded to be more detailed. Required capacity for other parts of the Finnish logistical system could easily be included in the model.

Hankinnan ja toimittajien suorituskyvyn kehittäminen

Tutkimuksen tavoitteena on luoda yksinkertaistettu malli, jota voidaan hyödyntää olemassa olevien toimittajien suorituskyvyn analysoinnissa ja sen perusteella tehtävässä kehitystyön pohjana. Tutkimuksen case-osuuden tavoitteena on testata mallin toimivuus ja käyttää sitä toimittajayhteistyön kehittämisessä. Tutkimuksen teoriaosuudessa esitellään ennustamiseen, hankintaan, hankintaprosessiin, toimittajahallintaan, suorituskykyyn ja toimittajayhteistyöhön liittyviä näkökohtia ja menetelmiä. Toimittajahallinnan tärkeänä näkökohtana on toimittajien analysointi ja segmentointi niiden tärkeyden ja kriittisyyden perusteella. Hankinnan suorituskyvyllä on tärkeä merkitys yrityksen tavoitteiden saavuttamisessa. Toimittajien suorituskyky vaikuttaa hankinnan suorituskykyyn ja luo tarpeen toimittajayhteistyön kehittämiselle. Kommunikointi ja sitoutuminen ovat tärkeät näkökohdat hankinnan ja toimittajan välisen yhteistyön kehittämisessä. Yhteistyötä voidaan kehittää tutkimuksessa luodun toimittajayhteistyön analysoinnin ja kehittämisen –mallin avulla. Johtopäätöksenä voidaan todeta, että yritykselle on erittäin tärkeää tehdä yhteistyötä tärkeiden ja kriittisten toimittajien kanssa suorituskyvyn parantamiseksi. Hankinta voi saavuttaa omat tavoitteensa tekemällä yhteistyötä toimittajiensa kanssa ja tällöin se edesauttaa koko yritystä saavuttamaan tavoitteensa. Toimittajayhteistyön analysoinnin ja kehittämisen -mallin avulla kehitystyöstä tulee järjestelmällistä ja vaikuttavaa. Se auttaa hankintaa ja toimittajaa ymmärtämään kehitystyön tärkeys ja merkitys.

Jakelulogistiikan kustannustehokkuuden kehittäminen

Tämän diplomityön päätavoite on selvittää keinoja Woikoski Oy:n jakelulogistiikan kustannustehokkuuden kehittämiseksi. Päätavoite voidaan jakaa osatavoitteisiin, joita ovat varastonohjauksen kehittäminen ja jakelun kuljetustoimintojen tehostaminen. Varastoinnin nykytilaa arvioitiin ABC-analyysin avulla. Saatujen tulosten pohjalta määritettiin luokkakohtaiset varastonohjaussäännöt ja kiertonopeustavoitteet, jotka yhdessä muodostavat yritykselle varastopolitiikan. Havaitut ongelmat kulminoituivat jatkuvan varastoseurannan puuttumiseen, suuriin varastotasoihin sekä kysynnänhallinnan puutteisiin. Toimenpidesuosituksina yrityksen tulee investoida tehokkaaseen varastonhallintajärjestelmään sekä aloittaa systemaattinen kysynnän ennustaminen. Kuljetuksiin liittyviksi toimenpiteiksi ehdotetaan runko- ja jakelukuljetusten reittien sekä jakelualueiden optimointia ja tuloksena saadun jakelumallin käyttöönottoa. Nykyistä jakelurahtien hinnoittelua suositellaan tarkennettavaksi siten, että jakelukustannuksia ja toimitusmääriä eritellään nykyistä tarkemmin ja asiakkaille kohdistetaan rahtikustannuksia todenmukaisin perustein. Lisäksi logistiikkatoimintaa tulee yhtenäistää eri toimipaikkojen kesken ja toimintojen mittaamista on tehostettava organisaatiossa.

Heat transfer in superheaters of the bubbling fluidized bed boiler conversions

It is often reasonable to convert old boiler to bubbling fluidized bed boiler instead of building a new one. Converted boiler consists of old and new heat surfaces which must be fitted to operate together. Prediction of heat transfer in not so ideal conditions sets challenges for designers. Two converted boilers situated in Poland were studied on the grounds of acceptance tests and further studies. Calculation of boiler process was performed with boiler design program. Main interest was heat transfer in superheaters and factors affecting it. Theory for heat transfer is presented according to information found from literature. Results obtained from experimental studies and calculations have been compared. With correct definitions calculated parameters corresponded well to measured data at boiler maximum design load. However overload situations revealed to be difficult to model at least without considering changes in the combustion process which requires readjustments to the design program input values.

Eliminating Software Failures - A Literature Survey

Software faults are expensive and cause serious damage, particularly if discovered late or not at all. Some software faults tend to be hidden. One goal of the thesis is to figure out the status quo in the field of software fault elimination since there are no recent surveys of the whole area. Basis for a structural framework is proposed for this unstructured field, paying attention to compatibility and how to find studies. Bug elimination means are surveyed, including bug knowhow, defect prevention and prediction, analysis, testing, and fault tolerance. The most common research issues for each area are identified and discussed, along with issues that do not get enough attention. Recommendations are presented for software developers, researchers, and teachers. Only the main lines of research are figured out. The main emphasis is on technical aspects. The survey was done by performing searches in IEEE, ACM, Elsevier, and Inspect databases. In addition, a systematic search was done for a few well-known related journals from recent time intervals. Some other journals, some conference proceedings and a few books, reports, and Internet articles have been investigated, too. The following problems were found and solutions for them discussed. Quality assurance is testing only is a common misunderstanding, and many checks are done and some methods applied only in the late testing phase. Many types of static review are almost forgotten even though they reveal faults that are hard to be detected by other means. Other forgotten areas are knowledge of bugs, knowing continuously repeated bugs, and lightweight means to increase reliability. Compatibility between studies is not always good, which also makes documents harder to understand. Some means, methods, and problems are considered method- or domain-specific when they are not. The field lacks cross-field research.

Sales and Operations Planning Implementation

The master’s thesis focused on implementing a sales and operations planning process. The main objectives were to create planning methods and tools for the implementation. The ultimate goal of the process, beyond this master’s thesis, is to balance the supply of products with customer demand, with optimized profitability. The theoretical part focused on giving a thorough view on the sales and operations planning process. The basis for a monthly planning cycle was identified. Methods, tools, and metrics for demand forecasting and operations planning were also introduced. Based on the theoretical part, a method for forecasting, a forecast spreadsheet, and a forecast accuracy metric were designed. A spreadsheet tool and methods were also designed for the monthly planning of production volumes, capacity, and inventory. The implementation progress was reviewed for two product families for three months. The sales and operations planning process was able to successfully identify a demand peak for the product families. Suggestions for the future of sales and operations planning were also made.

Toimitusketjun hallinnan kehittäminen tekstiiliteollisuudessa

Due to the outsourcing of manufacturing, Finlayson Oy now has a need to develop its supply chain management as its new ability. This requires development of efficient and flexible procedures and models in order to efficiently manage the company’s floating assets without affecting the reliability of delivery promised for the customer. In this thesis we discuss Finlayson’s supply chain management with a focus on the operations between Finlayson and its suppliers. The aim is to develop these operations and increase the reaction speed of the supply chain in order to response to the changes in demand. In order to do this we discuss different product analysis, material and inventory management and demand forecasting. In the research part of the thesis we design strategies for different products based on product classification analysis. Market behavior of different products will be modeled with demand forecasting methods and inventory control systems will be designed for different product groups based on the nature of their supplier. We will also optimize the costs and resource needs for different suppliers’ order-deliver processes.

Kysynnän ennakointiprosessin kehittäminen leipomoyrityksessä

Tämän työn tarkoituksena on kehittää lyhyen tähtäimen kysynnän ennakointiprosessia VAASAN Oy:ssä, jossa osa tuotteista valmistetaan kysyntäennakoiden perusteella. Valmistettavien tuotteiden luonteesta johtuva varastointimahdollisuuden puuttuminen, korkea toimitusvarmuustavoite sekä tarvittavien ennakoiden suuri määrä asettavat suuret haasteet kysynnän ennakointiprosessille. Työn teoriaosuudessa käsitellään kysynnän ennustamisen tarvetta, ennusteiden käyttökohteita sekä kysynnän ennustamismenetelmiä. Pelkällä kysynnän ennustamisella ei kuitenkaan päästä toimitusketjun kannalta optimaaliseen lopputulokseen, vaan siihen tarvitaan kokonaisvaltaista kysynnän hallintaa. Se on prosessi, jonka tavoitteena on tasapainottaa toimitusketjun kyvykkyydet ja asiakkaiden vaatimukset keskenään mahdollisimman tehokkaasti. Työssä tutkittiin yrityksessä kolmen kuukauden aikana eksponentiaalisen tasoituksen menetelmällä laadittuja ennakoita sekä ennakoijien tekemiä muutoksia niihin. Tutkimuksen perusteella optimaalinen eksponentiaalisen tasoituksen alfa-kerroin on 0,6. Ennakoijien tilastollisiin ennakoihin tekemät muutokset paransivat ennakoiden tarkkuutta ja ne olivat erityisen tehokkaita toimituspuutteiden minimoimisessa. Lisäksi työn tuloksena ennakoijien käyttöön saatiin monia päivittäisiä rutiineja helpottavia ja automatisoivia työkaluja.

Muuttuvaan kysyntään sopeutuva varastonohjausmalli

Tutkimuksen päätavoitteena oli muodostaa varastonhallinnantueksi, muuttuvaan kysyntään sopeutettavien varastonhallintaparametrien ohjaamisen viitekehys, joka olisi helposti toteutettavista tyypillisillä ja vapaasti saatavissa olevilla nykypäivän ICTtyökaluilla (Information and communication technologies). Viitekehyksellä tavoiteltiin mallia, jolla puskurivarastot voidaan sopeuttaa muuttuvaan kysyntään välttäen kuitenkin samalla tuotantoprosessien katkoja, varastojen riitosta johtuvista syistä. Mallilla pyritään takaamaan tuotantoprosessin katkeamattomuuden, eikä mallissa näin ollen ensisijaisesti tavoitella puskurivarastojen ja varastoon sitoutuvan pääoman minimointia, vaan tarkoituksena on pyrkiä takaamaan tuotantoprosessin jatkuvuus, ennakoimalla kysyntämuutoksien vaikutuksia nimikekohtaiseen tarpeeseen nähden. Ideologisesti sopeutuva varastonohjausmalli perustuu tuotekohtaiseen kysyntäprofiilin malliin ja tämän mallin sovittamiseen vallitsevaan ja ennakoituun näkymään markkinatilanteesta. Näin pyritään muodostamaan kysynnän ennakkotietoa lähitulevaisuuden tarvetiedon malliksi ja sopeuttaa varastotasot vastaamaan ennakoitua tarvetta. Tutkimuksessa keskityttiin erityisesti sellaisiin nimikkeisiin, joiden kysyntä on vaihtelevaa ja joissa tämä vaihtelu on tunnistettavissa olevaa (esimerkiksi kysyntä on kausittaista, mutta kysynnän määrissä esiintyy kuitenkin epävarmuutta). Tutkimuksen ulkopuolelle on rajattu MRO-nimikkeiksi (Maintenance, repair and operations) luokiteltavat tuotteet, kyseisten tuotteiden erityisluonteen takia, sekä siksi että tutkimushankkeissa eri tapaustutkimuskohteilla oli vaihtelevasti tai ei ollenkaan MRO-tuotteita varastotuotteina. Lisäksi läheskään kaikissa tutkimustapauksissa ei olisi ollut saatavilla yhdenmukaista tietoa siitä, kuinka MRO-tuotteiden osalta varastoja käytännössä hallitaan tutkituissa yritystapauksissa. Viitekehyksessä yhdistyy sekä lyhyen, että pitkän aikajänteen historiatiedon hyödyntäminen, osana kysynnän ennakkotiedon muodostusprosessia. Kokonaisuutena kehitetyllä viitekehyksellä on pyritty luomaan sellainen varastonohjaamisen tukityökalu, jolla tilausprosessiin sitoutuisi pitkällä aikajänteellä vähemmän ihmisen suorittamaa työtä, ohjausprosessia yksinkertaistamalla. Ohjausmallissa pyritään vapauttamaan käytettävässä oleva työaika yksinkertaisten päätösten tekemisestä koskemaan sellaisia tuotteita, joissa tarvitaan vankkaa alaosaamista ja kokonaiskuvan hahmottamista. Tähän tavoitteeseen pääsemiseksi, viitekehys on rakennettu siten, että sen toteuttaminen käytännön työkaluksi on mahdollista vapaasti saatavilla olevilla ohjelmistoilla. Samalla pyrittiin siihen, että sopeuttamiseen tarvittavien parametrin määrä pysyy vähäisenä (esimerkiksi tilauspisteen ja määrän määrittäminen), jolloin myös ideologian integrointi olemassa oleviin järjestelmiin säilyy yksinkertaisena. Lisäksi ideologian perusajatuksena on olla sellainen, että se on helposti varastonohjauksesta vastaavien henkilöiden ymmärrettävissä ja tarvittaessa myös monipuolisesti mukautettavissa. Tämän kokonaisuuden saavuttamiseksi, menetelmässä pyrittiin alun alkaen mahdollisimman vähäiseen syöteparametrien määrään. Tutkimusprosessissa ja käytännön tutkimustyössä on yhdistetty kvalitatiivista ja kvantitatiivista tutkimusta. Metodologisesti työ on tapaustutkimuspohjainen ja tutkimustyypiltään tämä tutkimus luokitellaan kvantitatiiviseksi tutkimukseksi. Tutkimusmetodeihin kuuluu mm. nykytila-analyysi (kenttätutkimus ja yrityshaastattelut), numeerinen data (data annettiin tutkimuskäyttöön tutkimustapauksina toimineiden yritysten puolesta), kysynnän profiloiminen, sekä ideologian kenttätestaaminen käytännön yritysympäristössä. Tutkimuksen empiiriset tulokset osoittavat kuinka kysyntään sopeuttamisella voidaan saavuttaa selkeitä etuja toimitusketjulle sekä taloudellisessa mielessä että toiminnan varmuuden näkökannalta asiaa tarkastellen. Tieteellisesti työ kontribuoi erityisesti tieteelliseen keskusteluun, jossa tarkastellaan tilaus-toimitusketjuja ja varastonohjaus politiikkoja ja toimintamalleja. Tutkimus nostaa esille niitä piirteitä joihin kysyntään sopeutuvalla ohjauksella voidaan vastata, että niitä osa-alueita, joilla perinteiset mallit ovat paremmin käytäntöön sopivia ja helpommin toteutettavia. Väitöskirjan tulokset ovat käytäntöön sovellettavissa, niin operatiivisella tasolla (mm. parametristonohjauksessa), kuin myös taktisen tason päätöksissäkin (esim. tuoteryhmätason ohjaus- ja varastointipäätöksissä). Kysyntään sopeutuvaa ohjausmallia voidaan toteuttaa yhtä hyvin yrityksen sisällä omana prosessinaan, kuin verkostotasolla verkoston tilaus-toimitusprosessien sopeuttamisessa (esim. välittämällä kysynnän ennakkotietoa läpinäkyvästi koko verkoston tasolla). Erityisesti sellaisissa käytännön tapauksissa, joissa logistiikka ja varastojen sovittaminen kysyntään mielletään tärkeäksi kilpailutekijäksi, väitöskirjatyön tuloksia voidaan hyödyntää viitekehyksenä rakennettaessa rutiininomaisen varastonohjauksen kokonaisuutta. Väitöskirjan teoreettinen uutuusarvo rakentuu aiemmin tutkittujen, rajattujen tutkimustulosten, yhdistämisestä käytännön haasteisiin ja rajoitteisiin kysyntää ennakoivan mallin muodostamiseksi yhden viitekehyksen alla, poissulkien MRO-nimikkeiden ohjaamisen.

Optimal trading of wind power in the short term market

The energy reform, which is happening all over the world, is caused by the common concern of the future of the humankind in our shared planet. In order to keep the effects of the global warming inside of a certain limit, the use of fossil fuels must be reduced. The marginal costs of the renewable sources, RES are quite high, since they are new technology. In order to induce the implementation of RES to the power grid and lower the marginal costs, subsidies were developed in order to make the use of RES more profitable. From the RES perspective the current market is developed to favor conventional generation, which mainly uses fossil fuels. Intermittent generation, like wind power, is penalized in the electricity market since it is intermittent and thus diffi-cult to control. Therefore, the need of regulation and thus the regulation costs to the producer differ, depending on what kind of generation market participant owns. In this thesis it is studied if there is a way for market participant, who has wind power to use the special characteristics of electricity market Nord Pool and thus reach the gap between conventional generation and the intermittent generation only by placing bids to the market. Thus, an optimal bid is introduced, which purpose is to minimize the regulation costs and thus lower the marginal costs of wind power. In order to make real life simulations in Nord Pool, a wind power forecast model was created. The simulations were done in years 2009 and 2010 by using a real wind power data provided by Hyötytuuli, market data from Nord Pool and wind forecast data provided by Finnish Meteorological Institute. The optimal bid needs probability intervals and therefore the methodology to create probability distributions is introduced in this thesis. In the end of the thesis it is shown that the optimal bidding improves the position of wind power producer in the electricity market.