Systemaattinen layout-suunnittelu

Layout-suunnittelu on tyypillisesti aikaa vievä prosessi, jossa joudutaan huomioimaan useita erilaisia muuttujia. Tässä työssä esitellään layout-suunnittelun helpottamiseksi kehitettyjä systemaattisia menetelmiä, ja arvioidaan niiden käyttömahdollisuuksia.

Demand forecasting process design and methods in medium sized enterprise

The purpose of this thesis was to study the design of demand forecasting processes and management of demand. In literature review were different processes found and forecasting methods and techniques interviewed. Also role of bullwhip effect in supply chain was identified and how to manage it with information sharing operations. In the empirical part of study is at first described current situation and challenges in case company. After that will new way to handle demand introduced with target budget creation and how information sharing with 5 products and a few customers would bring benefits to company. Also the new S&OP process created within this study and organization for it.

Context-specific independence in graphical models

The theme of this thesis is context-speci c independence in graphical models. Considering a system of stochastic variables it is often the case that the variables are dependent of each other. This can, for instance, be seen by measuring the covariance between a pair of variables. Using graphical models, it is possible to visualize the dependence structure found in a set of stochastic variables. Using ordinary graphical models, such as Markov networks, Bayesian networks, and Gaussian graphical models, the type of dependencies that can be modeled is limited to marginal and conditional (in)dependencies. The models introduced in this thesis enable the graphical representation of context-speci c independencies, i.e. conditional independencies that hold only in a subset of the outcome space of the conditioning variables. In the articles included in this thesis, we introduce several types of graphical models that can represent context-speci c independencies. Models for both discrete variables and continuous variables are considered. A wide range of properties are examined for the introduced models, including identi ability, robustness, scoring, and optimization. In one article, a predictive classi er which utilizes context-speci c independence models is introduced. This classi er clearly demonstrates the potential bene ts of the introduced models. The purpose of the material included in the thesis prior to the articles is to provide the basic theory needed to understand the articles.

Production planning and optimization of a pulp mill: introduction of the optimisation based scheduling software for pulp industry

The objective of this project was to introduce a new software product to pulp industry, a new market for case company. An optimization based scheduling tool has been developed to allow pulp operations to better control their production processes and improve both production efficiency and stability. Both the work here and earlier research indicates that there is a potential for savings around 1-5%. All the supporting data is available today coming from distributed control systems, data historians and other existing sources. The pulp mill model together with the scheduler, allows what-if analyses of the impacts and timely feasibility of various external actions such as planned maintenance of any particular mill operation. The visibility gained from the model proves also to be a real benefit. The aim is to satisfy demand and gain extra profit, while achieving the required customer service level. Research effort has been put both in understanding the minimum features needed to satisfy the scheduling requirements in the industry and the overall existence of the market. A qualitative study was constructed to both identify competitive situation and the requirements vs. gaps on the market. It becomes clear that there is no such system on the marketplace today and also that there is room to improve target market overall process efficiency through such planning tool. This thesis also provides better overall understanding of the different processes in this particular industry for the case company.

Operatiivisen tason suorituskyvyn mallimittariston kehittäminen logistiikkapalveluyritykselle

Tutkimuksen tavoitteena oli kehittää mallimittaristo logistiikkapalvelualalla toimivan yrityksen operatiivisen tason suorituskyvyn seurantaan ja toiminnanohjausta varten, päivittäisen johtamisen tueksi. Tutkimus suoritettiin pääosin toiminta-analyyttisena, yhden yrityksen empiirisenä tapaustutkimuksena. Tutkimuksen kohdeyrityksen toiminnanmittaus perustuu tällä hetkellä pääasiassa taloudellisiin mittareihin ja muutamaan kyselyyn. Toiminnanohjauksen ja – kehittämisen, päätöksenteon tueksi tarvitaan, taloudellisten mittareiden lisäksi, mittareita, joilla pystytään seuraamaan suorituskyvyn taustalla vaikuttavien tekijöiden kehittymistä. Tutkimuksen kohdeyrityksen operatiivisen tason suorituskyvyn mallimittariston suunnittelussa haluttiin varmistaa, että jatkossa mittaamisella vaikutettaisiin seuraustekijöiden lisäksi myös syytekijöihin, selkiyttää liiketoiminnan tavoitteet, operatiivisen tason näkökulmasta, ja mittaamisen tavoite. Tutkimuksessa esitelty mallimittaristo on suunniteltu, tasapainotetun mittariston viitekehyksen avulla. Mittariston näkökulmiksi valittiin: talous, sidosryhmä (asiakas), prosessi ja henkilöstö. Mittariston tuottaman tiedon tavoitteena on toiminnanohjauksen, -kehittämisen ja päätöksenteon tukeminen, kun mittaustulokset ja trendi ovat yhdessä paikassa, on tiedonhaku ja - hyödyntäminen helpompaa. Mallimittaristoa ei testattu eikä käyttöönotettu tutkimuksessa.

Management of Soft Information in Sales and Operations Planning

With a Sales and Operations Planning (S&OP) process, a company aims to manage the demand and supply by planning and forecasting. The studied company uses an integrated S&OP process to improve the company's operations. The aim of this thesis is to develop this business process by finding the best possible way to manage the soft information in S&OP, whilst also understanding the importance and types (assumptions, risks and opportunities) of soft information in S&OP. The soft information in S&OP helps to refine future S&OP planning, taking into account the uncertainties that affect the balance of the long-term demand and supply (typically 12-18 months). The literature review was used to create a framework for soft information management process in S&OP. There were not found a concrete way how to manage soft information in the existing literature. In consequence of the poor literature available the Knowledge Management literature was used as the base for the framework creation, which was seen in the very same type of information management like the soft information management is. The framework created a four-stage process to manage soft information in S&OP that included also the required support systems. First phase is collecting and acquiring soft information in S&OP, which include also categorization. The categorization was the cornerstone to identify different requirements that needs to be taken into consideration when managing soft information in S&OP process. The next phase focus on storing data, which purpose is to ensure the soft information is managed in a common system (support system) in a way that the following phase makes it available to users in S&OP who need by help of sharing and applications process. The last phase target is to use the soft information to understand assumptions and thoughts of users behind the numbers in S&OP plans. With this soft management process the support system will have a key role. The support system, like S&OP tool, ensures that soft information is stored in the right places, kept up-to-date and relevancy. The soft information management process in S&OP strives to improve the relevant soft information documenting behind the S&OP plans into the S&OP support system. The process offers an opportunity to individuals to review, comment and evaluate soft information in S&OP made by their own or others. In the case company it was noticed that without a properly documented and distributed soft information in S&OP it was seen to cause mistrust towards the planning.

Operations management in courts of justice - outlining functions, challenges and development possibilities

Professional services are an increasingly important group of economy and related to them there has been identified a fairly new concept called professional service operations management. However professional service operations management is still quite under-researched area which needs further research especially in specific contexts. This study aims to respond to that need by examining courts as an environment for operations management. As a result there is a preliminary structured description of what operations management is and could be in courts. The study also aims to inspire and tentatively classify possible areas for future research. Courts are examined based on three common perspectives for typical characteristics of professional services which can be identified in literature: the nature of customer role, the nature of professional work and the nature of process and product. The examination is based on research data from several research projects conducted in Finland and other European countries. Based on the examination it can be said that the operational environment of courts is highly complex and demanding because the case as an object of operations management tasks is challenging, the process sets strict requirements to the handling of the cases and the workforce is hard to direct.

Mathematical modeling and optimal control of malaria

Malaria continues to infect millions and kill hundreds of thousands of people worldwide each year, despite over a century of research and attempts to control and eliminate this infectious disease. Challenges such as the development and spread of drug resistant malaria parasites, insecticide resistance to mosquitoes, climate change, the presence of individuals with subpatent malaria infections which normally are asymptomatic and behavioral plasticity in the mosquito hinder the prospects of malaria control and elimination. In this thesis, mathematical models of malaria transmission and control that address the role of drug resistance, immunity, iron supplementation and anemia, immigration and visitation, and the presence of asymptomatic carriers in malaria transmission are developed. A within-host mathematical model of severe Plasmodium falciparum malaria is also developed. First, a deterministic mathematical model for transmission of antimalarial drug resistance parasites with superinfection is developed and analyzed. The possibility of increase in the risk of superinfection due to iron supplementation and fortification in malaria endemic areas is discussed. The model results calls upon stakeholders to weigh the pros and cons of iron supplementation to individuals living in malaria endemic regions. Second, a deterministic model of transmission of drug resistant malaria parasites, including the inflow of infective immigrants, is presented and analyzed. The optimal control theory is applied to this model to study the impact of various malaria and vector control strategies, such as screening of immigrants, treatment of drug-sensitive infections, treatment of drug-resistant infections, and the use of insecticide-treated bed nets and indoor spraying of mosquitoes. The results of the model emphasize the importance of using a combination of all four controls tools for effective malaria intervention. Next, a two-age-class mathematical model for malaria transmission with asymptomatic carriers is developed and analyzed. In development of this model, four possible control measures are analyzed: the use of long-lasting treated mosquito nets, indoor residual spraying, screening and treatment of symptomatic, and screening and treatment of asymptomatic individuals. The numerical results show that a disease-free equilibrium can be attained if all four control measures are used. A common pitfall for most epidemiological models is the absence of real data; model-based conclusions have to be drawn based on uncertain parameter values. In this thesis, an approach to study the robustness of optimal control solutions under such parameter uncertainty is presented. Numerical analysis of the optimal control problem in the presence of parameter uncertainty demonstrate the robustness of the optimal control approach that: when a comprehensive control strategy is used the main conclusions of the optimal control remain unchanged, even if inevitable variability remains in the control profiles. The results provide a promising framework for the design of cost-effective strategies for disease control with multiple interventions, even under considerable uncertainty of model parameters. Finally, a separate work modeling the within-host Plasmodium falciparum infection in humans is presented. The developed model allows re-infection of already-infected red blood cells. The model hypothesizes that in severe malaria due to parasite quest for survival and rapid multiplication, the Plasmodium falciparum can be absorbed in the already-infected red blood cells which accelerates the rupture rate and consequently cause anemia. Analysis of the model and parameter identifiability using Markov chain Monte Carlo methods is presented.

Teollinen öljyn erotus koalesenssisuodatuksella väliaineessa

Koalesenssi on ilmiö, jossa dispergoidun faasin pisarat pyrkivät muodostamaan suurempia pisaroita kunnes erotettava faasi muodostuu. Koalesenssi tapahtuu kolmessa päävaiheessa, jotka ovat lähestyminen, kiinnittyminen ja irrotus. Lähestymiseen vaikuttavat mekanismit ovat muuan muassa sieppaus, diffuusio, törmäysvaikutus, sedimentaatio, sähköiset repul-siovoimat ja van der Waalsin voimat. Kiinnittymisvaiheessa dispergoidun faasin pisarat syrjäyttävät väliaineen nestekalvon samalla kostuttaen väliaineen pinnan. Irrotusvaiheessa pisaran hydrodynaaminen voima voittaa pisaran ja väliaineen välisen adheesiovoiman. Koalesenssin tehokkuuteen vaikuttavat useat eri parametrit kuten virtausnopeus, pedin ominaisuudet, väliaineen ominaisuudet sekä emulsion ominaisuudet. Nämä kaikki asiat tulee ottaa huomioon koalesenssisuodatuksen suunnittelussa. Koalesenssisuodatus lukeutuu syväsuodatusmenetelmiin, jotka on ollut käytössä jo yli 100 vuotta. Koalesenssisuodatusmenetelmä on tehokas menetelmä pienten pisaroiden erottami-seen. Menetelmää käytetään esimerkiksi öljyisten jätevesien puhdistuksessa. Teollisen öljyn syväsuodatuksen etuihin kuuluu muun muassa sen kompakti koko, alhaisemmat käyt-tökustannukset, korkea erotusaste, kyky erotella pienetkin pisarat sekä helppo operointi, automatisointi ja huolto. Suurin haittapuoli on kuitenkin väliaineen tukkeutuminen, joten prosessi vaatii puhdistuksen tai väliaineen uusimisen. Tämän kandidaatintyön tarkoituksena oli koota kirjallisuustyö öljyn koalesenssisuodatuk-sesta. Työssä kartoitettiin koalesenssisuodatuksen lähtökohdat, teoria, tärkeimmät teolli-suuden sovellukset sekä väliaineet.

Koulutuspalveluyrityksen kansainvälinen laajentuminen

Tämän tutkimuksen tarkoituksena on tarkastella kansallisen palveluyrityksen laajentumista uusille kansainvälisille markkinoille. Kohdemaana oli Venäjä. Päähuomio keskittyy ylimmän johdon toimiin, heidän rooliinsa laajentumisessa ja kuinka luoda onnistunut laajentumisstrategia. Tutkimuksen lähtökohdat poikkeavat perinteisistä laajentumistutkimuksista, sillä tässä tutkimuksessa keskitytään yhteen erityiseen tapaukseen ja laajentuminen tapahtuu Venäjän riskialttiille markkinoille. Yritys operoi myös tuotealan sijaan palvelualalla. Tutkimuksen tulokset osoittavat, että laajentuminen uudelle markkina-alueelle on laaja ja monimutkainen prosessi, jota ei tule väheksyä. Partnerin kanssa toimiminen vähentää suoraa riskiä, mutta toisaalta nostaa esiin toisenlaisia haasteita kuten kulttuurien välisiä näkemyseroja johtajuuteen tai jokapäiväiseen toimenpiteiden suorittamiseen. Uudelle markkina-alueelle vaaditaan ympäristöön sopiva strategia ja sen luominen entuudestaan tuntemattomalle alueelle vaatii uusia valmiuksia. Keskeistä on johtaa aktiivisesti halutun strategian toteuttamiseksi muistaen selkeän viestinnän ja realistisen aikataulusuunnittelun. Kilpailijoiden analysointia ei saa unohtaa ja sitä pitää toteuttaa jatkuvalla aikataululla. Toisin kuin useimmat markkinalaajentumista käsittelevät tutkimukset, tämä tutkimus keskittyy ylimmän johdon toimintaan.

Sisäisen logistiikan prosessien ja materiaalivirtojen tehostaminen

Työn tavoitteena on löytää kohdeyrityksen sisäisen logistiikan prosessien ja materiaalivirtojen tehostamiskohteita. Sisäisen logistiikan ja materiaalienohjauksen toimivuutta halutaan tutkittavan lähtötiedoksi prosessien ja materiaalivirtojen parantamiselle. Materiaalivirtojen tutkimisella saadaan selville tutkimuksen aikana suoritettavan kehitysprojektin aiheuttamat muutokset. Tutkimuksen aikana kehitetään kustannustyökalu, jolla voidaan määrittää materiaaliensiirroista aiheutuvia kustannuksia. Tutkimus suoritettiin käyttäen sekä kvantitatiivisia että kvalitatiivisia tutkimusmenetelmiä. Haastattelut ja keskustelut antoivat lähtötiedot materiaalivirtojen tutkimiselle, jonka vuoksi ne tukevat toinen toisiaan. Taustatiedoksi syvennytään kirjallisuudessa ilmenneisiin ohjeisiin prosessien ja materiaalivirtojen analysoimisesta, mittareista sekä kehitettävän kustannustyökalun kannalta toimintolaskennan menetelmistä. Tutkimuksen tuloksena pystyttiin havaitsemaan prosessien toimintoihin liityviä haasteita sekä turhia materiaalivirtoja. Materiaalivirta-analyysillä pystyttiin arvioimaan materiaalivirtojen merkitystä sekä kehitysprojektin aiheuttamien muutoksien luomia vaatimuksia. Lisäksi materiaalivirta-analyysin pohjalta pystyttiin muodostamaan skenaarioita materiaalivirtojen tehostamiseksi.

Viestintäteknologian kehityksen vaikutus organisaation toimintatapoihin ja esimiestyöhön

Tutkimuksen tavoitteena oli selvittää, millä tavoin viestintäteknologian kehitys, globalisaatio sekä organisaatiomuodot ovat suhteessa keskenään sekä miten ne vaikuttavat esimiestyöhön hajautuneessa organisaatiossa. Tutkimuskohteena olivat kymmenen eri asiantuntijaorganisaatiossa esimiesasemassa työskentelevää henkilöä. Tutkimus toteutettiin laadullisin tutkimusmenetelmin. Tutkimusaineisto hankittiin puolistrukturoitujen teemahaastattelujen sekä avoimien haastatteluiden avulla. Tutkimuksen teoreettinen viitekehys rakennettiin hajautuneen organisaation määrittelyn ohella johtamisteorioista sekä organisaation viestinnän teorioista. Tutkimuksen tulosten perusteella hajautuneet organisaatiomuodot yleistyvät uusille toimialoille ja työaika ja –paikka käsitteet muuttuvat. Esimiestyö on sosiaalinen prosessi. Vuorovaikutteinen ja päätösvaltaa jakava esimiestyö on tehokkaan ja joustavan organisaation edellytys. Verkostoituminen on yleistynyt ja on organisaatioiden kannalta järkevämpi tapa saada tarvittava osaaminen käyttöön kuin rekrytoiminen. Tutkimuksen mukaan organisaatiot pyrkivät edesauttamaan verkostoitumista mahdollistamalla työajasta ja –paikasta riippumattoman työn tekemisen. Useimmat organisatioissa käyettävät sovellukset ja järjestelmät toimivat tietoliikenneverkon kautta tai pilvipalveluissa. Työntekijöitä kannustetaan voimakkaasti muodostamaan sekä löytämään omaa ja organisaation osaamista tukevia osaamiskeskuksia. Lisäksi tutkimus vahvistaa aiempien tutkimustulosten mukaisesti, että nykymuotoinen esimiestyö ei toimi työaikaja työpaikkarajoituksista vapautuneessa, hajautuneissa organisaatioissa. Tämän vaikutuksesta myös alaisten rooli muuttuu hajautuneissa organisaatioissa.

Optimization and Measuring Techniques for Collect-and-Place Machines in Printed Circuit Board Industry

This thesis considers optimization problems arising in printed circuit board assembly. Especially, the case in which the electronic components of a single circuit board are placed using a single placement machine is studied. Although there is a large number of different placement machines, the use of collect-and-place -type gantry machines is discussed because of their flexibility and increasing popularity in the industry. Instead of solving the entire control optimization problem of a collect-andplace machine with a single application, the problem is divided into multiple subproblems because of its hard combinatorial nature. This dividing technique is called hierarchical decomposition. All the subproblems of the one PCB - one machine -context are described, classified and reviewed. The derived subproblems are then either solved with exact methods or new heuristic algorithms are developed and applied. The exact methods include, for example, a greedy algorithm and a solution based on dynamic programming. Some of the proposed heuristics contain constructive parts while others utilize local search or are based on frequency calculations. For the heuristics, it is made sure with comprehensive experimental tests that they are applicable and feasible. A number of quality functions will be proposed for evaluation and applied to the subproblems. In the experimental tests, artificially generated data from Markov-models and data from real-world PCB production are used. The thesis consists of an introduction and of five publications where the developed and used solution methods are described in their full detail. For all the problems stated in this thesis, the methods proposed are efficient enough to be used in the PCB assembly production in practice and are readily applicable in the PCB manufacturing industry.

Tuotekehitysprosessin suorituskyvyn parantaminen pienikokoisessa tuotekehitysorganisaatiossa

Tutkimuksen tavoite on selvittää tuotekehitysprosessin vaiheet ja niihin vaikuttavia tekijöi-tä sekä löytää keinoja, joilla parantaa pienikokoisen tuotekehitysorganisaation tuotekehi-tysprosessia ja tuotekehitystoimintaa. Tutkimuksessa selvitettiin, miten hyvin kohdeor-ganisaation tuotekehitysprosessi vastaa teoriamääritelmiä dokumenttitarkasteluna. Lisäksi kartoitettiin kohdeorganisaation tuotekehitystoiminnan nykytilaa ja haastattelemalla henkilökuntaa. Tutkimusote on toiminta-analyyttinen. Kohdeorganisaatiolla on dokumentoitu tuotekehitysprosessi, josta käy ilmi vaiheet, kriteerit ja vastuut. Prosessi vastaa teoriamääritelmiä sitä paremmin, mitä lähemmäksi prosessin loppua siirrytään. Haastatteluista tuli ilmi, että kohdeorganisaation vahvuudet ovat työntekijöiden osaamisessa ja asenteessa sekä työilmapiirissä. Suurimpia kehityskohtia ovat resurssitilanne ja tuotemäärittelyjen taso. Kohdeorganisaatiossa on liian vähän teki-jöitä tehtävämäärään nähden ja tuotemäärittelyt muuttuvat usein prosessin aikana. Seu-rauksena on mm. aikataulujen venyminen ja suunnittelun laadun heikkeneminen. Tuote-kehitystoiminta nähtiin pääasiassa tuotteiden tuotteistamisessa, ei tuoteideoiden kehittä-misessä. Tuotekehitysprosessin tuntemus vaihtelee ja asiakastarpeet eivät ole tuotekehi-tykselle selvät. Lisäksi henkilökunta ei tunne täysin suorituskyvyn mittareita ja menossa olevia kehityshankkeita. Prosessin kriteerien päivitys ja painotus etupään tehtäviin parantaisi prosessia etenkin prosessin loppupään toiminnoissa. Toiminnan parantamiseksi resursointitilannetta pitää parantaa ja tuotemäärittelyjen analysointiin tulee panostaa enemmän. Lisäksi koulutus prosessista, asiakastarpeista, mittaamisesta ja kehityshankkeista parantaisi kokonaisku-van ymmärtämistä ja näin ollen toiminnan taso parantuisi. Innovaatiotoiminnan ja ideoin-nin lisäämiseksi tulisi tutkia, mitä mahdollisuuksia toiminnan lisäämiseksi on.