Puunkäsittelykoneen simulointi ja mekaaniset häviöt

Diplomityö on osa Savonia-amk:n koneosaston TOVI-projektia, jossa metsä-konevalmistaja Ponsse Oyj on mukana. Työssä tutkittiin Ponsse Oyj:n metsäkoneen harvesteripäätä. Tavoitteena oli harvesteripään puun syöttöliikkeessä syntyvien mekaanisten häviöiden selvittäminen. Mekaanisilla häviöillä tarkoitamme karsintaterien kitkavoimia ja syöttörullien vierintävastusta.Edellisten lisäksi tavoitteena oli tutkia puun syöttöliikkeen simuloitavuutta monikappaledynamiikkaan perustuvalla simu-lointiohjelmistolla. Työ toteutettiin mittaamalla harvesteripään hydraulisten toimilaitteiden paineita, puun syötön aikana. Mittasimme myös puun ja harvesteripään välistä liikematkaa, nopeutta, kiihtyvyyttä, sekä puun paksuutta. Mittausten lisäksi harvesteripäästä rakennettiin simulointimalli. Mitattujen paineiden avulla laskettiin vastaavien toimilaitteiden synnyttämät voimat ja momentit. Simulointimallilla toistettiin mittaustapahtumat, käyttäen mittausten avulla laskettuja voimia ja momentteja. Mallin kitkakertoimien ja vierintävastusten avulla simuloidut ja mitatut liikematkat haettiin yhteneviksi. Toisin sanoen, simulointimalli verifioitiin todellisuutta vastaavaksi, jolloin simulointimallista voitiin lukea syntyneet häviöt.

Visual measurement of laser-arc hybrid welding

Tässä työssä raportoidaan hybridihitsauksesta otettujen suurnopeuskuvasarjojen automaattisen analyysijärjestelmän kehittäminen.Järjestelmän tarkoitus oli tuottaa tietoa, joka avustaisi analysoijaa arvioimaan kuvatun hitsausprosessin laatua. Tutkimus keskittyi valokaaren taajuuden säännöllisyyden ja lisäainepisaroiden lentosuuntien mittaamiseen. Valokaaria havaittiin kuvasarjoista sumean c-means-klusterointimenetelmän avullaja perättäisten valokaarien välistä aikaväliä käytettiin valokaaren taajuuden säännöllisyyden mittarina. Pisaroita paikannettiin menetelmällä, jossa yhdistyi pääkomponenttianalyysi ja tukivektoriluokitin. Kalman-suodinta käytettiin tuottamaan arvioita pisaroiden lentosuunnista ja nopeuksista. Lentosuunnanmääritysmenetelmä luokitteli pisarat niiden arvioitujen lentosuuntien perusteella. Järjestelmän kehittämiseen käytettävissä olleet kuvasarjat poikkesivat merkittävästi toisistaan kuvanlaadun ja pisaroiden ulkomuodon osalta, johtuen eroista kuvaus- ja hitsausprosesseissa. Analyysijärjestelmä kehitettiin toimimaan pienellä osajoukolla kuvasarjoja, joissa oli tietynlainen kuvaus- ja hitsausprosessi ja joiden kuvanlaatu ja pisaroiden ulkomuoto olivat samankaltaisia, mutta järjestelmää testattiin myös osajoukon ulkopuolisilla kuvasarjoilla. Testitulokset osoittivat, että lentosuunnanmääritystarkkuus oli kohtuullisen suuri osajoukonsisällä ja pieni muissa kuvasarjoissa. Valokaaren taajuuden säännöllisyyden määritys oli tarkka useammassa kuvasarjassa.

Methods for Region Based Paper Surface Roughness Measurement

Paperin pinnan karheus on yksi paperin laatukriteereistä. Sitä mitataan fyysisestipaperin pintaa mittaavien laitteiden ja optisten laitteiden avulla. Mittaukset vaativat laboratorioolosuhteita, mutta nopeammille, suoraan linjalla tapahtuville mittauksilla olisi tarvetta paperiteollisuudessa. Paperin pinnan karheus voidaan ilmaista yhtenä näytteelle kohdistuvana karheusarvona. Tässä työssä näyte on jaettu merkitseviin alueisiin, ja jokaiselle alueelle on laskettu erillinen karheusarvo. Karheuden mittaukseen on käytetty useita menetelmiä. Yleisesti hyväksyttyä tilastollista menetelmää on käytetty tässä työssä etäisyysmuunnoksen lisäksi. Paperin pinnan karheudenmittauksessa on ollut tarvetta jakaa analysoitava näyte karheuden perusteella alueisiin. Aluejaon avulla voidaan rajata näytteestä selvästi karheampana esiintyvät alueet. Etäisyysmuunnos tuottaa alueita, joita on analysoitu. Näistä alueista on muodostettu yhtenäisiä alueita erilaisilla segmentointimenetelmillä. PNN -menetelmään (Pairwise Nearest Neighbor) ja naapurialueiden yhdistämiseen perustuvia algoritmeja on käytetty.Alueiden jakamiseen ja yhdistämiseen perustuvaa lähestymistapaa on myös tarkasteltu. Segmentoitujen kuvien validointi on yleensä tapahtunut ihmisen tarkastelemana. Tämän työn lähestymistapa on verrata yleisesti hyväksyttyä tilastollista menetelmää segmentoinnin tuloksiin. Korkea korrelaatio näiden tulosten välillä osoittaa onnistunutta segmentointia. Eri kokeiden tuloksia on verrattu keskenään hypoteesin testauksella. Työssä on analysoitu kahta näytesarjaa, joidenmittaukset on suoritettu OptiTopolla ja profilometrillä. Etäisyysmuunnoksen aloitusparametrit, joita muutettiin kokeiden aikana, olivat aloituspisteiden määrä ja sijainti. Samat parametrimuutokset tehtiin kaikille algoritmeille, joita käytettiin alueiden yhdistämiseen. Etäisyysmuunnoksen jälkeen korrelaatio oli voimakkaampaa profilometrillä mitatuille näytteille kuin OptiTopolla mitatuille näytteille. Segmentoiduilla OptiTopo -näytteillä korrelaatio parantui voimakkaammin kuin profilometrinäytteillä. PNN -menetelmän tuottamilla tuloksilla korrelaatio oli paras.

Miniaturized bacterial biosensor system for arsenic detection holds great promise for making integrated measurement device.

Combining bacterial bioreporters with microfluidics systems holds great promise for in-field detection of chemical or toxicity targets. Recently we showed how Escherichia coli cells engineered to produce a variant of green fluorescent protein after contact to arsenite and arsenate can be encapsulated in agarose beads and incorporated into a microfluidic chip to create a device for in-field detection of arsenic, a contaminant of well known toxicity and carcinogenicity in potable water both in industrialized and developing countries. Cell-beads stored in the microfluidics chip at -20°C retained inducibility up to one month and we were able to reproducibly discriminate concentrations of 10 and 50 μg arsenite per L (the drinking water standards for European countries and the United States, and for the developing countries, respectively) from the blank in less than 200 minutes. We discuss here the reasons for decreasing bioreporter signal development upon increased storage of cell beads but also show how this decrease can be reduced, leading to a faster detection and a longer lifetime of the device.

Performance measurement oforder-delivery chain in SMEs: Case study

Tutkimus pyrkii selvittämään, kuinka tehokas suorituskykymittaristo voidaan parhaiten suunnitella pk-yrityksessä. Tutkimuksen tavoitteena on luoda suorituskykymittaristo pienen kohdeyrityksen johtajien tarpeisiin. Päähuomion kohteena on yrityksen tilaus-toimitusketju ja arvoverkko. Työ on luonteeltaan kvalitatiivinen toimintatutkimus, joka noudattaa toiminta-analyyttista tutkimusotetta. Työn teoriaosassa selvitetään, kuinka suorituskyvyn mittaaminen sekä materiaali-, tieto- ja rahavirtojen hallinta on kehittynyt viime vuosina pk-yrityksen näkökulmasta. Mittariston suunnittelu aloitetaan kohdeyrityksen perusteellisella analyysilla. Tämän pohjalta määritellään yrityksen kriittiset menestystekijät, joista lopulta johdetaan suorituskykymittarit. Tutkimuksen perusteella voidaan todeta, että yleinen asenne mittaamista kohtaan, strategian huomioinnin puute sekä tietojärjestelmien rajoitteet ovat päähaasteita pk-yrityksen suorituskyvyn mittaamisessa. Mittareiden tuleekin olla melko yksinkertaisia ja helppoja käyttää, jotta mittaamisen ei koettaisi kuluttavan rajallisia resursseja liikaa. Mittariston tulee kuitenkin antaa kokonaisvaltainen kuva yrityksen suorituskyvystä, johon vaikuttavat kaikki arvoverkon osapuolet ja heidän yhteistyö toistensa kanssa.

Ability of different adiposity indicators to identify children with elevated blood pressure.

OBJECTIVE: Body composition measured by dual-energy X-ray absorptiometry (DXA) is believed to be superior to crude measures such as BMI or waist circumference (WC) to assess health risks associated with adiposity in adults. We compared the ability of BMI, WC, waist-to-height ratio (WHtR), percentage body fat from skinfold thickness, and measures of total and central fat assessed by DXA to identify children with elevated blood pressure (BP). STUDY DESIGN: The QUALITY Study follows 630 Caucasian families (father, mother, and child originally aged 8-10 years). BP, height, weight, WC, and skinfold thickness were measured according to standardized protocols. Elevated BP was defined as systolic or diastolic BP at least 90th age, sex, and height-specific percentile. Total and central fat were determined with DXA. The area under the receiver operating characteristic (ROC) curve (AUC) statistic was computed from logistic models that adjusted for age, sex, height, Tanner stage, and physical activity. RESULTS: All adiposity indicators were highly correlated. WC and WHtR did not show superior ability over BMI to identify children with elevated SBP (P = 0.421 and 0.473). Measures of total and central fat from DXA did not show an improved ability over BMI or WC to identify children with elevated SBP (P = 0.325-0.662). CONCLUSION: Results support the use of BMI in clinical and public health settings, at least in this age group. As all indicators had a limited ability to identify children with elevated BP, results also support measurement of BP in all children of this age independent of a weight status.

The Role and Measurement of Social Capital in New Technology-Based Start-up Context

Tämän Pro gradu-tutkielman tavoitteena olirakentaa esiymmärrys sosiaalisen pääoman roolista ja mittaamisesta uuden teknologian start-up yrityksissä. Pääasiallisena tarkoituksena tässä tutkimuksessa olilöytää sosiaalisen pääoman ja start-up yrityksen tuloksellisuuden välille yhdistävä tekijä. Tutkimuksen empiirinen aineisto kerättiin pääasiallisesti kuuden OKO Venture Capitalin sijoitusportfolioon sisältyvien case-yritysten kvalitatiivisten teemahaastatteluiden sekä kvantitatiivisten kyselylomakkeiden avulla. Kvalitatiivisten haastatteluiden tulosten perusteella sosiaalisen pääoman ja tuloksellisuuden välille löytyi yhdistävä tekijä, jota käytettiin myöhemmin hyväksi kvantitatiivisessa kyselylomakkeessa. Tämän tutkielman tulokset osoittivat, että startegisen päätöksenteon kautta sosiaalinen pääoma vaikuttaa osittain start-up yritysten tuloksellisuuteen. Manageriaalisesti tärkempi löydös tässä tutkimuksessa oli kuitenkin se, että sosiaalista pääomaa voidaan käyttää hyväksi ennustettaessa uuden teknologian start-up yritysten tulevaisuuden kassavirtoja.

R&D Performance Analysis: Case Studies on the Challenges and Promotion of the Evaluation and Measurement of R&D

Due to the intense international competition, demanding, and sophisticated customers, and diverse transforming technological change, organizations need to renew their products and services by allocating resources on research and development (R&D). Managing R&D is complex, but vital for many organizations to survive in the dynamic, turbulent environment. Thus, the increased interest among decision-makers towards finding the right performance measures for R&D is understandable. The measures or evaluation methods of R&D performance can be utilized for multiple purposes; for strategic control, for justifying the existence of R&D, for providing information and improving activities, as well as for the purposes of motivating and benchmarking. The earlier research in the field of R&D performance analysis has generally focused on either the activities and considerable factors and dimensions - e.g. strategic perspectives, purposes of measurement, levels of analysis, types of R&D or phases of R&D process - prior to the selection of R&Dperformance measures, or on proposed principles or actual implementation of theselection or design processes of R&D performance measures or measurement systems. This study aims at integrating the consideration of essential factors anddimensions of R&D performance analysis to developed selection processes of R&D measures, which have been applied in real-world organizations. The earlier models for corporate performance measurement that can be found in the literature, are to some extent adaptable also to the development of measurement systemsand selecting the measures in R&D activities. However, it is necessary to emphasize the special aspects related to the measurement of R&D performance in a way that make the development of new approaches for especially R&D performance measure selection necessary: First, the special characteristics of R&D - such as the long time lag between the inputs and outcomes, as well as the overall complexity and difficult coordination of activities - influence the R&D performance analysis problems, such as the need for more systematic, objective, balanced and multi-dimensional approaches for R&D measure selection, as well as the incompatibility of R&D measurement systems to other corporate measurement systems and vice versa. Secondly, the above-mentioned characteristics and challenges bring forth the significance of the influencing factors and dimensions that need to be recognized in order to derive the selection criteria for measures and choose the right R&D metrics, which is the most crucial step in the measurement system development process. The main purpose of this study is to support the management and control of the research and development activities of organizations by increasing the understanding of R&D performance analysis, clarifying the main factors related to the selection of R&D measures and by providing novel types of approaches and methods for systematizing the whole strategy- and business-based selection and development process of R&D indicators.The final aim of the research is to support the management in their decision making of R&D with suitable, systematically chosen measures or evaluation methods of R&D performance. Thus, the emphasis in most sub-areas of the present research has been on the promotion of the selection and development process of R&D indicators with the help of the different tools and decision support systems, i.e. the research has normative features through providing guidelines by novel types of approaches. The gathering of data and conducting case studies in metal and electronic industry companies, in the information and communications technology (ICT) sector, and in non-profit organizations helped us to formulate a comprehensive picture of the main challenges of R&D performance analysis in different organizations, which is essential, as recognition of the most importantproblem areas is a very crucial element in the constructive research approach utilized in this study. Multiple practical benefits regarding the defined problemareas could be found in the various constructed approaches presented in this dissertation: 1) the selection of R&D measures became more systematic when compared to the empirical analysis, as it was common that there were no systematic approaches utilized in the studied organizations earlier; 2) the evaluation methods or measures of R&D chosen with the help of the developed approaches can be more directly utilized in the decision-making, because of the thorough consideration of the purpose of measurement, as well as other dimensions of measurement; 3) more balance to the set of R&D measures was desired and gained throughthe holistic approaches to the selection processes; and 4) more objectivity wasgained through organizing the selection processes, as the earlier systems were considered subjective in many organizations. Scientifically, this dissertation aims to make a contribution to the present body of knowledge of R&D performance analysis by facilitating dealing with the versatility and challenges of R&D performance analysis, as well as the factors and dimensions influencing the selection of R&D performance measures, and by integrating these aspects to the developed novel types of approaches, methods and tools in the selection processes of R&D measures, applied in real-world organizations. In the whole research, facilitation of dealing with the versatility and challenges in R&D performance analysis, as well as the factors and dimensions influencing the R&D performance measure selection are strongly integrated with the constructed approaches. Thus, the research meets the above-mentioned purposes and objectives of the dissertation from the scientific as well as from the practical point of view.

Innovative LIDAR 3D dynamic measurement system to estimate fruit-tree leaf area

In this work, a LIDAR-based 3D Dynamic Measurement System is presented and evaluated for the geometric characterization of tree crops. Using this measurement system, trees were scanned from two opposing sides to obtain two three-dimensional point clouds. After registration of the point clouds, a simple and easily obtainable parameter is the number of impacts received by the scanned vegetation. The work in this study is based on the hypothesis of the existence of a linear relationship between the number of impacts of the LIDAR sensor laser beam on the vegetation and the tree leaf area. Tests performed under laboratory conditions using an ornamental tree and, subsequently, in a pear tree orchard demonstrate the correct operation of the measurement system presented in this paper. The results from both the laboratory and field tests confirm the initial hypothesis and the 3D Dynamic Measurement System is validated in field operation. This opens the door to new lines of research centred on the geometric characterization of tree crops in the field of agriculture and, more specifically, in precision fruit growing.

Postmortem measurement of human chorionic gonadotropin in vitreous humor and bile.

Postmortem human chorionic gonadotrophin (HCG) blood assay can confirm postmortem diagnosis of pregnancy or document situations in which HCG levels are elevated. In some cases, however, blood sampling is not possible at autopsy. In this study, HCG was quantified by enzyme-linked fluorescent assay (ELFA) in the bile (n = 5), vitreous humor (n = 4), and postmortem blood (n = 4) of five pregnant women. There were no false negatives in the pregnant subjects (n = 5) or false positives in controls (n = 34), enabling this test to be recommended for routine use in forensic contexts in which the detection of elevated HCG levels could be of interest.

Use of the heat dissipation method for sap flow measurement in citrus nursery trees1

Sap flow could be used as physiological parameter to assist irrigation of screen house citrus nursery trees by continuous water consumption estimation. Herein we report a first set of results indicating the potential use of the heat dissipation method for sap flow measurement in containerized citrus nursery trees. 'Valencia' sweet orange [Citrus sinensis (L.) Osbeck] budded on 'Rangpur' lime (Citrus limonia Osbeck) was evaluated for 30 days during summer. Heat dissipation probes and thermocouple sensors were constructed with low-cost and easily available materials in order to improve accessibility of the method. Sap flow showed high correlation to air temperature inside the screen house. However, errors due to natural thermal gradient and plant tissue injuries affected measurement precision. Transpiration estimated by sap flow measurement was four times higher than gravimetric measurement. Improved micro-probes, adequate method calibration, and non-toxic insulating materials should be further investigated.

Paper Surface Image Processing for Roughness Quality Measurement

Diplomityössä on käsitelty paperin pinnankarkeuden mittausta, joka on keskeisimpiä ongelmia paperimateriaalien tutkimuksessa. Paperiteollisuudessa käytettävät mittausmenetelmät sisältävät monia haittapuolia kuten esimerkiksi epätarkkuus ja yhteensopimattomuus sileiden papereiden mittauksissa, sekä suuret vaatimukset laboratorio-olosuhteille ja menetelmien hitaus. Työssä on tutkittu optiseen sirontaan perustuvia menetelmiä pinnankarkeuden määrittämisessä. Konenäköä ja kuvan-käsittelytekniikoita tutkittiin karkeilla paperipinnoilla. Tutkimuksessa käytetyt algoritmit on tehty Matlab® ohjelmalle. Saadut tulokset osoittavat mahdollisuuden pinnankarkeuden mittaamiseen kuvauksen avulla. Parhaimman tuloksen perinteisen ja kuvausmenetelmän välillä antoi fraktaaliulottuvuuteen perustuva menetelmä.