Performance Measurement for Highway Winter Maintenance Operations, TR-491, 2009

The goal of this research project was to develop a method to measure the performance of a winter maintenance program with respect to the task of providing safety and mobility to the travelling public. Developing these measures required a number of steps, each of which was accomplished. First, the impact of winter weather on safety (crash rates) and mobility (average vehicle speeds were measured by a combination of literature reviews and analysis of Iowa Department of Transportation traffic and Road Weather Information System data. Second, because not all winter storms are the same in their effects on safety and mobility, a method had to be developed to determine how much the various factors that describe a winter storm actually change safety and mobility. As part of this effort a storm severity index was developed, which ranks each winter storm on a scale between 0 (a very benign storm) and 1 (the worst imaginable storm). Additionally a number of methods of modeling the relationships between weather, winter maintenance actions and road surface conditions were developed and tested. The end result of this study was a performance measure based on average vehicle speed. For a given class of road, a maximum expected average speed reduction has been identified. For a given storm, this maximum expected average speed reduction is modified by the storm severity index to give a target average speed reduction. Thus, if for a given road the maximum expected average speed reduction is 20 mph, and the storm severity for a particular storm is 0.6, then the target average speed reduction for that road in that storm is 0.6 x 20 mph or 12 mph. If the average speed on that road during and after the storm is only 12 mph or less than the average speed on that road in good weather conditions, then the winter maintenance performance goal has been met.

Estimating dominant upper-limb segments during daily activity.

A new method of evaluation for functional assessment of the shoulder during daily activity is presented. An ambulatory system using inertial sensors attached on the humerus was used to differentiate a dominant from a non-dominant shoulder. The method was tested on 31 healthy volunteers with no shoulder pathology while carrying the system during 8h of their daily life. Shoulder mobility based on the angular velocities and the accelerations of the humerus were calculated and compared every 5s for both sides. Our data showed that the dominant arm of the able bodied participants was more active than the non-dominant arm for standing (+20% for the right handed, +15% for the left handed) and sitting (+24% for the right handed, +32% for the left handed) posture, while for the walking periods the use of the right and left side was almost identical. The proposed method could be used to objectively quantify upper-limb usage during activities of daily living in various shoulder disorders.

System identification using a linear combination of cumulant slices

In this paper we develop a new linear approach to identify the parameters of a moving average (MA) model from the statistics of the output. First, we show that, under some constraints, the impulse response of the system can be expressed as a linear combination of cumulant slices. Then, thisresult is used to obtain a new well-conditioned linear methodto estimate the MA parameters of a non-Gaussian process. Theproposed method presents several important differences withexisting linear approaches. The linear combination of slices usedto compute the MA parameters can be constructed from dif-ferent sets of cumulants of different orders, providing a generalframework where all the statistics can be combined. Further-more, it is not necessary to use second-order statistics (the autocorrelation slice), and therefore the proposed algorithm stillprovides consistent estimates in the presence of colored Gaussian noise. Another advantage of the method is that while mostlinear methods developed so far give totally erroneous estimates if the order is overestimated, the proposed approach doesnot require a previous estimation of the filter order. The simulation results confirm the good numerical conditioning of thealgorithm and the improvement in performance with respect to existing methods.

Laivan hitsattujen runkorakenteiden ainettarikkomattoman tarkastuksen ohjauksen ja valvonnan kehittäminen

Laivan rungonvalmistuksen laadunvarmistuksessa käytetään viranomaisten valvomia NDT-tarkastuksia vaatimustenmukaisuuden varmistamiseksi. Yleisimmin käytettävät NDT-tarkastusmenetelmät laivanrakennuksessa ovat visuaali-, röntgen-, ultraääni-, magneettijauhe- ja tunkeumanestetarkastukset. Diplomityön tavoitteena oli kehittää laivan hitsattujen runkorakenteiden ainettarikkomattoman tarkastuksen ohjausta ja valvontaa Aker Finnyards:n Turun telakalla. Työn alussa selvitettiin NDT-tarkastuksen ohjauksen ja valvonnannykytila ja tunnistettiin kehityskohteita. Tutkimusmenetelminä käytettiin työnmittausta ja havainnointitutkimusta. Merkittävimmiksi kehityskohteiksi havaittiinyleinen epätietoisuus NDT-tarkastuksista laivan runkoprosessissa, selkeän NDT-tarkastusten ohjausjärjestelmän puuttuminen sekä puutteellinen valvonta. Kehityskohteiden tunnistamisen perusteella luotiin toimintamalli NDT-tarkastusten ohjauksen ja valvonnan kehittämiseksi. Toimintamallissa on kuvattuna NDT-tarkastusprosessin tekijät ja informaatiovirrat. Toimintamalli on tarvittaessa päivitettävissä.

Esituotannon aikainen konseptien verifiointi muovituotteen valmistusessa

 Diplomityön tavoitteena on tutkia ja kehittää muovituotteen valmistuskonseptien verifiointimenetelmiä ja luoda malli, jolla saadaan esituotantovaiheestalähtien parannettu tuotantoprosessi massatuotannon aloittamiseen (ramp up). Työn tavoitteena on myös toimia viestintäkeinona lisäämässä organisaation tietoisuutta esituotantovaiheen tärkeydestä. Työ pohjautuu tekijän aikaisempaan tutkimukseen "esituotantoprosessista oppimisen vaikutukset massatuotannon aloitukseen", joka on tehty erikoistyönä v.2006. Tutkimus menetelminä on käytetty pääasiassa prosessien kuvaamista, benchmarkingia, asiantuntijoiden haastatteluja sekä analysoitu toteutuneita projekteja. Lopputuloksena on saatu toimintamalli, joka vastaa hyvin pitkälle prosessien kuvausten aikana syntynyttä mallia. Keskeisenä ajatuksena on valmistuskonseptin verifioinnin kytkeminen tuotteen mekaniikkasuunnittelun kypsyyteen. Koko projektia koskevien tavoitteiden määrittäminen johdetaan ramp up tavoitteista. Verifioitavaksi valitaan kriittisin tuote ja prosessi. Tähän on teoreettisena viitekehyksenä käytetty Quality Function Deployment (QFD) menetelmää. Jatkotoimenpiteiksi esitetään ramp up tavoitteiden ja mittareiden kehittämistä, joilla pystytään seuraamaan ja ohjaamaan projektia jo heti alusta alkaen. Lisätutkimusta tarvitaan myös esituotannon aikaisten prosessiparametrien suunnitteluun ja optimointiin.

Kromatografisen erotusfaasin huokoskoon karakterisointi

Työssä tutkittiin sulfonoitujen polystyreenidivinyylibentseenirunkoisten geeli-, meso- ja makrohuokoistenioninvaihtohartsien rakennetta käyttäen useita eri karakterisointimenetelmiä. Lisäksi työssä tutkittiin hartsien huokoskoon vaikutusta aminohappojen kromatografisessa erotuksessa. Työn pääpaino oli hartsien huokoskoon ja huokoisuuden määrittämisessä. Sen selvittämiseksi käytettiin hyväksi elektronimikroskopiaa, typpiadsorptiomittauksia, sekä käänteistä kokoekskluusiokromatografiaa. Parhaat tulokset saatiin käänteisellä kokoekskluusiokromatografialla, joka perustuu erikokoisten dekstraanipolymeerien käyttöön mallimolekyyleinä. Menetelmä sopii meso- ja makrohuokoisuuden tutkimiseen, mutta sen heikkoutena on erittäin pitkä mittausaika. Menetelmä antaa myös huokoskokojakauman, mutta yhden hartsin mittaaminen voi kestää viikon. Menetelmää muutettiin siten, että käytettiin määritettävää huokoskokoaluetta kuvaavien kahden dekstraanipolymeerin seosta. Kromatografiset ajo-olosuhteet optimoitiin sellaisiksi, että injektoidussa seoksessa olevien dekstraanien vastehuiput erottuivat toisistaan. Tällöin voitiin luotettavasti määrittää tutkittavan stationaarifaasin suhteellinen huokoisuus. Tätä työssä kehitettyä nopeaa käänteiseen kokoekskluusiokromatografiaan perustuvaa menetelmää kutsutaan kaksipistemenetelmäksi. Hartsien sulfonihapporyhmien määrää ja jakautumista tutkittiin määrittämällä hartsien kationinvaihtokapasiteetti sekä tutkimalla hartsin pintaa konfokaali-Raman-spektroskopian avulla. Sulfonihapporyhmien ioninvaihtokyvyn selvittämiseksi mitattiin K+-muotoon muutetusta hartsista S/K-suhde poikkileikkauspinnasta. Tulosten perusteella hartsit olivat tasaisesti sulfonoituneet ja 95 % rikkiatomeista oli toimivassa ioninvaihtoryhmässä. Aminohappojen erotuksessa malliaineina oli lysiini, seriini ja tryptofaani. Hartsi oli NH4+-muodossa ja petitilavuus oli 91 mL. Eluenttina käytettiin vettä, jonka pH oli 10. Paras tulos saatiin virtausnopeudella 0,1 mL/min, jolla kaikki kolme aminohappoa erottuivat toisistaan Finex Oy:n mesohuokoisella KEF78-hartsilla. Muilla tutkituilla hartseilla kaikki kolme aminohappoa eivät missään ajo-olosuhteissa erottuneet täysin.

Laadullinen tutkimus ohjelmistotestauksen tehokkuuteen vaikutavista tekjöistä

Tutkimuksen tavoitteena oli selvittää ohjelmistotestauksen tehokkuuteen vaikuttavia tekijöitä tutkimalla yritysten ohjelmistotestausta, hyviä toimintatapojasekä toiminnan ongelmia. Tutkimalla yritysten ohjelmistotestausta on mahdollista kehittää ohjelmistotestauksen tehokkuutta parantavia toimenpiteitä ja malleja. Tutkimuksen ensimmäisessä vaiheessa oli mukana 26 yritystä, joista valittiin viisi case-yritystä tutkimuksen jatkovaiheisiin. Työn teoriaosuudessa esitetään sekä ohjelmistotestauksen teoria että käytetyn tutkimusmenetelmän teoriaa. Tässä diplomityössä keskitytään valittuihin viiteen case-yritykseen. Näiden viiden yrityksen sekä aiemman vaiheen 26 yrityksen kohdalla tehtiin kvalitatiivinen tutkimus käyttäen grounded-teorian mukaista tutkimusmenetelmää. Tämän kvalitatiivisen eli laadullisen tutkimuksen näkökulmat perustuivat aiempiin teknologiaselvitysvaiheen tuloksiin. Tämän diplomityön näkökulmana oli prosessien kehittäminen. Työn tuloksena löytyi tekijöitä, joilla näyttää olevan vaikutuksia testauksen tehokkuuteen. Tulosten avulla pystytään muodostamaan parannusehdotuksia testauksen tehokkuuden parantamiseksi yhdessä tutkimushankkeen muiden osa-alueiden tulosten kanssa. Testauksen tehokkuuteen vaikuttavatprosessinäkökulmasta mm. aikataulupaineet, lisääntyvä monimutkaisuus sekä ulkoahankittujen ohjelmiston osien testaamisen hankaluus. Ongelmia voidaan ratkaistatestauksen aikaisella mukanaololla projekteissa, ohjelmistotuotannon luonteen huomioimisella testauksessa, testauksen priorisoinnilla sekä ulkoisten komponenttien testattavuuden parantamisella.

Laadullinen tutkimus metsäteollisuuden ohjelmistotoimittajista Kaakkois-Suomessa: Nykytilanne

Tutkimuksen tavoitteena on selvittää paikallisten metsäteollisuuteen toimittavien pienten ja keskisuurten ohjelmistoyritysten nykytilannetta, hyviä käytäntöjä ja toiminnan ongelmia. Tunnistamalla pienten ja keskisuurten ohjelmistoyritysten nykytilanne on mahdollista suunnitella konkreettisia yrityksille suunnattavia kehittämistoimenpiteitä. Työssä on keskitytty tutkimaan metsäteollisuuteen toimittavia kaakkoissuomaisia pieniä ja keskisuuria ohjelmistoyrityksiä. Työn viitekehyksenä esitellään metsäteollisuuden nykytilannetta, kehitystrendejä sekä kehitystrendien vaikutusta metsäteollisuusyritysten tietojärjestelmätarpeisiin. Lisäksi työn viitekehyksessä esitellään tutkimuksessa käytetyt kvalitatiiviset tutkimusmenetelmät.Tutkimus on luonteeltaan kvalitatiivinen eli laadullinen ja tutkimusotteeltaan deskriptiivinen eli kuvaileva. Tutkimusaineisto koostui 19 asiantuntijahaastattelusta ja dokumenttiaineistosta. Tutkimusaineiston analysoinnissa käytin aineistopohjaista meneelmää ja tapaustutkimusta. Tutkimustulosten perusteella pystyttiinkuvaamaan tutkimuksessa mukana olleille 10 paikalliselle pienelle ja keskisuurelle ohjelmistoyritykselle yhteisiä ominaisuuksia. Tämän lisäksi pystyttiin tunnistamaan ohjelmistoyrityksistä kolme erilaista tyyppiä ja luonnehtimaan kunkin tyypin nykytilannetta, hyviä käytäntöjä ja toiminnan ongelmia. Tunnistetut paikallisten pienten ja keskisuurten ohjelmistoyritysten tyypit ovat: erikoistuja, ennakoija ja keräilijä. Tutkimustulokset antavat hyvän lähtökohdan tulevaisuuden kehitystrendien tunnistamisessa ja toiminnankehitystoimenpiteiden suunnittelussa.

Uuden tiedon luominen maakuntalehden skenaarioprosessissa

Työssä tarkastellaan skenaariomenetelmän toimivuutta uuden tiedon luomisen välineenä ja eri teoreettisten mallien kykyä kuvata tiedon luomista tässä kontekstissa. Tutkimusmenetelminä käytetään osallistuvaa havainnointia skenaarioistunnossa, lomakekyselyä ja haastatteluja. Uuden tiedon luomista tarkastellaan erilaisten teoreettisten mallien kautta. Mukana on Nonakan SECI-malli ja Ba-käsite, Scharmerin piilevän tiedon luomisen spiraali, Snowdenin Cynefin-malli ja von Kroghin huolenpidon käsite. Työssä havaittiin, ettei mikään edellä mainituista uuden tiedon luomisen malleista ollut täysin tunnistettavissa skenaarioprosessissa, eikä mikään niistä kyennyt kuvaamaan uuden tiedon luomista kattavasti tässä kontekstissa. Erityisen vaikeaa tutkimustilanteessa oli tunnistaa kaaoksesta pulppuavaa, ei vielä muotoutunutta tietoa. Skenaariomenetelmä toimikin parhaiten strategisen ajattelun apuvälineenä. Tiedon luomisen kannalta se loi ennen kaikkea uutta ymmärrystä. Uusi tieto oli luonteeltaan synteesiä olemassa olevasta tiedosta, joka auttoi hahmottamaan menneisyyttä, nykyisyyttä ja tulevaisuutta.

Investointi- ja leasinglaskelmien merkitys yritysajoneuvojen hallinnoinnin eri vaihtoehdoissa

Tutkielman aiheena on erilaisten kustannuslaskentamenetelmien vertailu ja niiden käytön merkitys yrityksien ajoneuvoinvestoinneissa. Tutkielmassa selvitetään, mikä osuus leasinglaskelmilla ja investointilaskelmilla on case-yrityksien ajoneuvohankintojen suunnittelussa ja päätöksenteossa. Samalla tarkastellaan case-yrityksien käytössä olevien laskentamenetelmien ominaisuuksia ja uuden IFRS -tilinpäätösmallin mahdollisia vaikutuksia ajoneuvoinvestointeihin. Tutkimus on toiminta-analyyttinen ja samalla kvalitatiivinen eli laadullinen tutkimus. Tutkimusmenettelynä on käytetty teoriaa sekä haastatteluja. Tutkimuksen tuloksien mukaan case-yrityksissä ajoneuvohankintojen yhteydessä leasingyhtiöiden tekemillä kustannuslaskelmilla on selvästi suurempi osuus kuin yrityksen itse tekemillä investointilaskelmilla. Leasingyhtiöiden laskenta-ajanjakso ei ole sama kuin yrityksien omistamien ajoneuvojen taloudellinen pitoaika. Tämä ero ohjaa yrityksiä käyttämään omia kustannuslaskentamenetelmiä ja tarjoaa mahdollisuuden myös muille perusteille päätettäessä yrityksen ajoneuvojen omistus- ja hallinnointimuodoista.

Laadun kehittäminen suomalaisissa yrityksissä

Laadun ja sen kehittämisen sisältö on ollut jatkuvassa muutostilassa. Laatuajattelu on laajentunut käsittämään yhä suuremman osan organisaatioiden toiminnasta. Laadun kehittämisessä on jatkuvasti otettu käyttöön uusi kehittämiskeinoja. Laaja-alaisesti organisaation toimintaan kytkeytyvistä keinoista tunnetuimpia ovat erilaiset laadunhallintajärjestelmät ja itsearviointi eri kriteeristöjen avulla. Tämän tutkimuksen tavoitteina olivat: a) etsiä motiiveja, minkä vuoksi yritykset ovat alkaneet kehittää laatuaan, b) tutkia total quality management (TQM) -ajattelun soveltamisen syvällisyyden vaikutuksia, c) selvittää laadunkehittämistyön ajallisen keston vaikutuksia, ja d) saada kokonaiskuva keskeisimpien laadun kehittämiskeinojen toteutuksesta ja menestyksellisyydestä. Työn teoriaosassa paneuduttiin laatu-käsitteeseen yritystoiminnassa, laatu- ja TQM-ajattelun sisältöön sekä laadun kehittämisen johtamiseen. Lisäksi tutkittiin keskeisimpiä laadun kehittämisen keinoja, joita olivat mm. ihmisten toiminta, laadunhallintajärjestelmät, itsearvioinnit, toimintaprosessien kehittäminen, asiakas- ja toimittajayhteistyö. Tutkimuksen empiirisessä osassa tutkittiinem. laadun kehittämiseen liittyviä asioita suomalaisissa yrityksissä. Aineisto kerättiin haastattelemalla yritysten laadun kehittämisestä vastaavia henkilöitä 24 yrityksessä. Tulosten esittämisessä hyödynnettiin tilastollisia tutkimusmenetelmiä kvalitatiivisten menetelmien ohella. Tässä aineistossa asiakasvaatimukset ja oma kehityshalu nousivat yleisimmiksi tärkeimmistä laadun kehittämisen aloitusmotiiveista. Mikään tärkeimmistä aloitusmotiiveista ei ollutkuitenkaan johtanut selkeästi ylivoimaisimpaan menestymiseen myöhemmin. TQM-ajattelun laaja-alainen soveltaminen johti laadun kehittämisen kannalta positiiviseen suuntaan. Pisimpään laatuaan kehittäneet yritykset olivat suuria ja kansainvälisesti suuntautuneita. Pelkkä kehitystyön ajallinen kesto näkyi vain vähän kehittämisen eri osa-alueilla. Laadun kehittämistyön menetyksellisyyden kannalta positiivia asioita olivat: henkilöstön aktiivisuus, itsearviointien hyödyntäminen, toimintaprosessien kuvaaminen ja kehittäminen, sekä asiakas- ja toimittajayhteistyö. Laadun kehittämiseen kannattaa ottaa aktiivisesti mukaankoko organisaation henkilöstö. Itsearviointien käytöllä on mahdollista kehittääorganisaatiota laaja-alaisesti. Niin asiakkaat kuin toimittajat kannattaa ottaaaktiivisesti mukaan kehittämistoimintaan. Se on kaikkien osapuolien yhteinen etu.

The role of fibroblast growth factor (FGF) and type beta transforming growth factot beta (TGF beta1, beta2 and beta3) during rat craniofacial development

Growth factors seem to be part of a complex cellular signalling language, in which individual growth factors are the equivalents of the letters that compose words. According to this analogy, informational content lies, not in an individual growth factor, but in the entire set of growth factors and others signals to which a cell is exposed. The ways in which growth factors exert their combinatorial effects are becoming clearer as the molecular mechanisms of growth factors actions are being investigated. A number of related extracellular signalling molecules that play widespread roles in regulating development in both invertebrates and vertebrates constitute the Fibroblast Growth Factor (FGF) and type beta Transforming Growth Factor ((TGF beta). The latest research literature about the role and fate of these Growth factors and their influence in the craniofacial bone growth ad development is reviewed

The role of fibroblast growth factor (FGF) and type beta transforming growth factot beta (TGF beta1, beta2 and beta3) during rat craniofacial development

Growth factors seem to be part of a complex cellular signalling language, in which individual growth factors are the equivalents of the letters that compose words. According to this analogy, informational content lies, not in an individual growth factor, but in the entire set of growth factors and others signals to which a cell is exposed. The ways in which growth factors exert their combinatorial effects are becoming clearer as the molecular mechanisms of growth factors actions are being investigated. A number of related extracellular signalling molecules that play widespread roles in regulating development in both invertebrates and vertebrates constitute the Fibroblast Growth Factor (FGF) and type beta Transforming Growth Factor ((TGF beta). The latest research literature about the role and fate of these Growth factors and their influence in the craniofacial bone growth ad development is reviewed

Vesi-metanolitislauskolonnin ikääntyminen ja siihen vaikuttavat tekijät

Tässä työssä tutkittiin Fortum Oyj:n MTBE -yksikön vesi metanolitislauskolonnin käyttö- ja tarkastushistoriaa sekä yleisestä syöpymisestä aiheutunutta seinämän ohenemaa. Oheneminen oli kiihtynyt viimeisten käyttövuosien aikana. Kolonni poistettiin käytöstä vuonna 2002. Kirjallisuusosassa käsitellään MTBE -prosessia, metallien korroosiota eri olosuhteissa sekä korroosiotutkimusmenetelmiä. Eri korroosiotutkimusmenetelmistä käsitellään sähkökemiallinen kohina -menetelmää, vastuslankamittausta sekä upotuskokeita. Kokeellisessa osassa käsitellään tuloksia käyttö- ja tarkastushistoriaselvityksistä ja korroosiokokeista, jotka tehtiin kirjallisuusosassa esitettyjen menetelmien mukaisesti. Koekappaleet olivat hiiliterästä, joka oli vastaavaa materiaalia kuin metanolin tislauskolonni. Korroosiokokeiden tuloksista havaittiin, että hiiliteräs syöpyy nopeammin vesimetanoliliuoksessa, jossa on 60 - 80 metanolia. Syöpymisnopeus kasvoi liuoksen pH:n laskiessa ja oli suurinta kun pH oli alle 4,0.

THE IMPACT OF ARCHITECTURAL DESIGN ON SOFTWARE DEVELOPMENT

Tässä työssä tutkitaan ohjelmistoarkkitehtuurisuunnitteluominaisuuksien vaikutusta erään client-server –arkkitehtuuriin perustuvan mobiilipalvelusovelluksen suunnittelu- ja toteutusaikaan. Kyseinen tutkimus perustuu reaalielämän projektiin, jonka kvalitatiivinen analyysi paljasti arkkitehtuurikompponenttien välisten kytkentöjen merkittävästi vaikuttavan projektin työmäärään. Työn päätavoite oli kvantitatiivisesti tutkia yllä mainitun havainnon oikeellisuus. Tavoitteen saavuttamiseksi suunniteltiin ohjelmistoarkkitehtuurisuunnittelun mittaristo kuvaamaan kyseisen järjestelmän alijärjestelmien arkkitehtuuria ja luotiin kaksi suunniteltua mittaristoa käyttävää, työmäärää (komponentin suunnittelu-, toteutus- ja testausaikojen summa) arvioivaa mallia, joista toinen on lineaarinen ja toinen epälineaarinen. Näiden mallien kertoimet sovitettiin optimoimalla niiden arvot epälineaarista gloobaalioptimointimenetelmää, differentiaalievoluutioalgoritmia, käyttäen, niin että mallien antamat arvot vastasivat parhaiten mitattua työmäärää sekä kaikilla ominaisuuksilla eli attribuuteilla että vain osalla niistä (yksi jätettiin vuorotellen pois). Kun arkkitehtuurikompenttien väliset kytkennät jätettiin malleista pois, mitattujen ja arvoitujen työmäärien välinen ero (ilmaistuna virheenä) kasvoi eräässä tapauksessa 367 % entisestä tarkoittaen sitä, että näin muodostettu malli vastasi toteutusaikoja huonosti annetulla ainestolla. Tämä oli suurin havaitu virhe kaikkien poisjätettyjen ominaisuuksien kesken. Saadun tuloksen perusteella päätettiin, että kyseisen järjestelmän toteutusajat ovat vahvasti riippuvaisia kytkentöjen määrästä, ja näin ollen kytkentöjen määrä oli mitä todennäköisemmin kaikista tärkein työmäärään vaikuttava tekijä tutkitun järjestelmän arkkitehtuurisuunnittelussa.