Three essays on major trends in a slow clockspeed industry : the case of industrial automation

The motivation for this research initiated from the abrupt rise and fall of minicomputers which were initially used both for industrial automation and business applications due to their significantly lower cost than their predecessors, the mainframes. Later industrial automation developed its own vertically integrated hardware and software to address the application needs of uninterrupted operations, real-time control and resilience to harsh environmental conditions. This has led to the creation of an independent industry, namely industrial automation used in PLC, DCS, SCADA and robot control systems. This industry employs today over 200'000 people in a profitable slow clockspeed context in contrast to the two mainstream computing industries of information technology (IT) focused on business applications and telecommunications focused on communications networks and hand-held devices. Already in 1990s it was foreseen that IT and communication would merge into one Information and communication industry (ICT). The fundamental question of the thesis is: Could industrial automation leverage a common technology platform with the newly formed ICT industry? Computer systems dominated by complex instruction set computers (CISC) were challenged during 1990s with higher performance reduced instruction set computers (RISC). RISC started to evolve parallel to the constant advancement of Moore's law. These developments created the high performance and low energy consumption System-on-Chip architecture (SoC). Unlike to the CISC processors RISC processor architecture is a separate industry from the RISC chip manufacturing industry. It also has several hardware independent software platforms consisting of integrated operating system, development environment, user interface and application market which enables customers to have more choices due to hardware independent real time capable software applications. An architecture disruption merged and the smartphone and tablet market were formed with new rules and new key players in the ICT industry. Today there are more RISC computer systems running Linux (or other Unix variants) than any other computer system. The astonishing rise of SoC based technologies and related software platforms in smartphones created in unit terms the largest installed base ever seen in the history of computers and is now being further extended by tablets. An underlying additional element of this transition is the increasing role of open source technologies both in software and hardware. This has driven the microprocessor based personal computer industry with few dominating closed operating system platforms into a steep decline. A significant factor in this process has been the separation of processor architecture and processor chip production and operating systems and application development platforms merger into integrated software platforms with proprietary application markets. Furthermore the pay-by-click marketing has changed the way applications development is compensated: Three essays on major trends in a slow clockspeed industry: The case of industrial automation 2014 freeware, ad based or licensed - all at a lower price and used by a wider customer base than ever before. Moreover, the concept of software maintenance contract is very remote in the app world. However, as a slow clockspeed industry, industrial automation has remained intact during the disruptions based on SoC and related software platforms in the ICT industries. Industrial automation incumbents continue to supply systems based on vertically integrated systems consisting of proprietary software and proprietary mainly microprocessor based hardware. They enjoy admirable profitability levels on a very narrow customer base due to strong technology-enabled customer lock-in and customers' high risk leverage as their production is dependent on fault-free operation of the industrial automation systems. When will this balance of power be disrupted? The thesis suggests how industrial automation could join the mainstream ICT industry and create an information, communication and automation (ICAT) industry. Lately the Internet of Things (loT) and weightless networks, a new standard leveraging frequency channels earlier occupied by TV broadcasting, have gradually started to change the rigid world of Machine to Machine (M2M) interaction. It is foreseeable that enough momentum will be created that the industrial automation market will in due course face an architecture disruption empowered by these new trends. This thesis examines the current state of industrial automation subject to the competition between the incumbents firstly through a research on cost competitiveness efforts in captive outsourcing of engineering, research and development and secondly researching process re- engineering in the case of complex system global software support. Thirdly we investigate the industry actors', namely customers, incumbents and newcomers, views on the future direction of industrial automation and conclude with our assessments of the possible routes industrial automation could advance taking into account the looming rise of the Internet of Things (loT) and weightless networks. Industrial automation is an industry dominated by a handful of global players each of them focusing on maintaining their own proprietary solutions. The rise of de facto standards like IBM PC, Unix and Linux and SoC leveraged by IBM, Compaq, Dell, HP, ARM, Apple, Google, Samsung and others have created new markets of personal computers, smartphone and tablets and will eventually also impact industrial automation through game changing commoditization and related control point and business model changes. This trend will inevitably continue, but the transition to a commoditized industrial automation will not happen in the near future.

Suunnitelma Ethernet-pohjaisen TCP/IP-verkon toteuttamiseksi prosessitietoliikenteen tarpeisiin Helsingin Energiassa

Prosessitietoliikenneverkko toimii mm. energian tuotannon, siirron ja jakelun käytönvalvontajärjestelmien tiedonsiirron alustana. Tietoliikenneverkkojen rooli osana yrityksen operatiivisia prosesseja kasvaa järjestelmäuusintojen myötä ja järjestelmien tehokas hyödyntäminen vaatii luotettavat sekä nopeat tietoverkot. Uusittavien järjestelmien tietoliikenneratkaisut perustuvat pääsääntöisesti Ethernetpohjaiseen TCP/IP-verkkotekniikkaan. Tällä hetkellä prosessijärjestelmien tiedonsiirtoyhteydet kenttälaitteiden ja valvomojärjestelmien välillä on pääsääntöisesti toteutettu PCM-siirtojärjestelmällä tai kiinteän yhteyden modeemeilla. Käytössä oleva PCM-tekniikka on elinkaarensa loppupuolella ja tiedonsiirtonopeudet sekä liityntärajapinnat eivät täytä nykyaikaisten prosessijärjestelmien tiedonsiirto¬vaatimuksia. Työssä käytiin läpikeskeisimmät Ethernet-tekniikkaan ja TCP/IP-protokollaperheeseen liittyvät standardit ja verkon aktiivilaitteet. Vaatimusmäärittelyissä selvitettiin Helsingin Energian eri liiketoimintayksiköiden tarpeita sekä energia-alan lainsäädännön vaatimuksia prosessitietoliikenneverkolle. Tarpeiden ja vaatimusten pohjalta verrattiin kolmea eri vaihtoehtoista verkkotekniikkaa: kytkintekniikkaa, reititintekniikkaa ja MPLS-tekniikkaa. Vertailun perusteella valitulla verkkotekniikalla tehtiin suunnitelma avoimesta, valmistajasta riippumattomasta standardeihin perustuvasta yritystason Ethernet-pohjaisesta TCP/IP prosessiverkkoratkaisusta. Johtopäätöksissä pohditaan valitun ratkaisun käytettävyyttä, tietoturvaa sekä toimenpiteitä niiden kehittämiseksi.

Visualització i gestió de missatges curts en un monitor mitjançant una aplicació per a mòbils Android

L’objectiu d’aquest projecte és desenvolupar una aplicació per a mòbils Android que permeti visualitzar missatges curts en un monitor d’ordinador o TV. Els missatges es gestionaran a partir d’una aplicació de mòbil que inclourà la generació, gestió i transmissió dels missatges al monitor

Tietokantakäyttäjän autentikoinnin ja auktorisoinnin hallinnointi Active Directory -ympäristössä

Usean nykypäivän yrityksen tietojärjestelmäinfrastruktuuri on muotoutunut heterogeeniseksi ympäristöksi, jossa eri käyttöjärjestelmä- ja laitealustoilla toimii usean eri valmistajan toimittamia järjestelmiä. Heterogeenisen ympäristön hallitsemiseksi yritykseltä vaaditaan keskitettyä tietovarastoa, johon on tallennettu tietoa käytetystä järjestelmäympäristöstä sekä sen komponenteista. Tähän tarkoitukseen Microsoft toi markkinoille vuonna 1999 Active Directory 2000 -hakemistopalvelun. Heterogeenisessa ympäristössä käyttäjien autentikointi ja auktorisointi on erittäin vaativaa. Pahimmassa tapauksessa käyttäjällä voi olla kymmeniä käyttäjätunnus-salasana-yhdistelmiä yrityksen eri tietojärjestelmiin. Lisäksi jokaisessa tietojärjestelmässäon ylläpidettävä käyttäjäkohtaisia toimintavaltuuksia. Niin käyttäjän kuin ylläpitäjänkin näkökulmasta tällainen skenaario on painajainen. Tässä diplomityössä kartoitetaan mahdollisuuksia Oracle-tietokantojen käyttäjien autentikoinnin sekä auktorisoinnin keskittämiseksi Active Directory -hakemistopalveluun. Työssä tarkastellaan tarkoitukseen soveltuvia valmiita kaupallisia ratkaisuja sekä tutkitaan mahdollisuuksia oman ratkaisumallin toteuttamiseksi umpäristöstä löytyvien ohjelmointirajapintojen avulla.

DnaSP Version 5. DNA Sequence Polymorphism

DnaSP, DNA Sequence Polymorphism, is a software package for the analysis of nucleotide polymorphism from aligned DNA sequence data. DnaSP can estimate several measures of DNA sequence variation within and between populations (in noncoding, synonymous or nonsynonymous sites, or in various sorts of codon positions), as well as linkage disequilibrium, recombination, gene flow and gene conversion parameters. DnaSP can also carry out several tests of neutrality: Hudson, Kreitman and Aguadé (1987), Tajima (1989), McDonald and Kreitman (1991), Fu and Li (1993), and Fu (1997) tests. Additionally, DnaSP can estimate the confidence intervals of some test-statistics by the coalescent. The results of the analyses are displayed on tabular and graphic form.

STACK OVERWRITING ATTACKS AND DEFENCES IN UNIX ENVIRONMENT

Työn tarkoituksena on tutkia pinon ylikirjoitukseen perustuvien hyökkäysten toimintaa ja osoittaa kokeellisesti nykyisten suojaustekniikoiden olevan riittämättömiä. Tutkimus suoritetaan testaamalla miten valitut tietoturvatuotteet toimivat eri testitilanteissa. Testatut tuotteet ovat Openwall, PaX, Libsafe 2.0 ja Immunix 6.2. Testaus suoritetaan pääasiassa RedHat 7.0 ympäristössä testiohjelman avulla. Testeissä mitataan sekä tuotteiden kyky havaita hyökkäyksiä että niiden nopeusvaikutukset. Myös erityyppisten hyökkäysten ja niitä vastaan kehitettyjen metodien toimintaperiaatteet esitellään seikkaperäisesti ja havainnollistetaan yksinkertaistetuilla esimerkeillä. Esitellyt tekniikat sisältävät puskurin ylivuodot, laittomat muotoiluparametrit, loppumerkittömät merkkijonot ja taulukoiden ylivuodot. Testit osoittavat, etteivät valitut tuotteet estä kaikkia hyökkäyksiä, joten lopuksi perehdytään myös vahinkojen minimointiin onnistuneiden hyökkäysten varalta.

EPC-projektin hallinta ja johtaminen

Tämän diplomityön tavoitteena oli tutkia erään projektiliiketoimintaa harjoittavan yrityksen toimintajärjestelmää. Työn lähtökohtana oli yrityksen toimittamien projektien laajuuden nopea kasvu lähivuosien aikana. Työssä tutkittiin yrityksen nykyistä toimintajärjestelmää ja sen ohjeistusta nimen omaan EPC (engineering procurement construction) projekteissa. Toimintajärjestelmän ohjeistusta tutkittiin yrityksessä tehdyillä henkilöhaastatteluilla sekä vertaamalla olemassa olevia ohjeita ja kuvauksia projektin hallinnan ja johtamisen teorioihin. Teoriat, joihin yrityksen toimintajärjestelmää työssä verrattiin olivat Project Management Institute:n, Project Management Body of Knowledge ja International standard ISO 10006, Quality Management guidelines to quality in project management. Työn teoriaosassa käsiteltiin projektin hallintaa ja johtamista, projektin eri vaiheita, projektin organisointia ja ositusta sekä projektikulttuuria. Työn tuloksena luotiin käsitys siitä, mitä osaprosesseja EPC-projektin hallintaan ja johtamiseen kohdeyrityksessä liittyy. Prosesseja tutkimalla muodostettiin käsitys yrityksen toimintajärjestelmän ohjeistuksen tasosta ja esitettiin tältä pohjalta mahdollisuuksia toimintajärjestelmän kehittämiseksi. Yhtenä työn keskeisimmistä tuloksista esitettiin EPC-projektin projektikuvaus.

Myynnin raportoinnin kehittäminen kassajärjestelmähankkeen yhteydessä

Raportointi liittyy kiinteänä osana yrityksen jokapäiväiseen toimintaan. Raportoinnin sisältö ja muoto vaihtelevat organisaatiotasosta riippuen päivittäisen toiminnan tarkkailusta kuukausittaiseen tulosraportointiin. Raportointi voidaan toteuttaa operatiivisten järjestelmien kautta tai nykyisin entistä suositumpana vaihtoehtona on keskitetty raportointi. Uuden raportointijärjestelmän hankintaprojekti on usein koko yritystä koskeva investointi. Jos raportointijärjestelmällä on tarkoitus raportoida sekä operatiivista toimintaa että johdon tarpeita, on sen mukauduttava moneen tarkoitukseen. Aluksi on tärkeää määritellä tietotarpeet ja tavoitteet projektille unohtamatta riskien- ja projektinhallintaa sekä investointilaskelmia. Jos raportoidaan myös yrityksen ulkopuolelle, tulee ottaa huomioon mahdolliset säädökset sekä tietoturvallisuusnäkökulmat. Myös yrityksen toimintatapoja ja – prosesseja on syytä tarkastella kriittisesti ennen järjestelmähankintaa jolloin voidaan havaita uusia raportointikohteita, tai toimintatapoja voidaan uudelleen organisoida parhaan toimintatavan saavuttamiseksi. Raportointijärjestelmää hankittaessa turvaudutaan usein ulkopuoliseen ohjelmistotoimittajaan, joka integroi ja räätälöi järjestelmän yrityksen omiin tarpeisiin soveltuvaksi. Raportointijärjestelmän hankintaprojekti ei lopu käyttöönottoon vaan projektin alussa on huomioitava myös järjestelmän huomattavasti pisin elinkaari eli käyttö ja ylläpito. Raportointi-, kuten ei moni muukaan tietojärjestelmä, ole ikinä valmis sillä tarpeet ja toimintatavat muuttuvat ajan kuluessa ja käyttäjien tietoisuus lisääntyy.

Projecte Android App

El projecte realitzat procura una aproximació real al desenvolupament amb dispositius Android. La funció principal de l'aplicació desenvolupada és consultar les dades meteorològiques utilitzant un web service i l'actual posició GPS.

Disseny i implementació d'un clúster high performance computing

Clúster format per una màquina principal HEAD Node més 19 nodes de càlcul de la gama SGI13 Altix14 XE Servers and Clusters, unides en una topologia de màster subordinat, amb un total de 40 processadors Dual Core i aproximadament 160Gb de RAM.

RTOS Framework for Real-Time Control System

This thesis is done as a complementary part for the active magnet bearing (AMB) control software development project in Lappeenranta University of Technology. The main focus of the thesis is to examine an idea of a real-time operating system (RTOS) framework that operates in a dedicated digital signal processor (DSP) environment. General use real-time operating systems do not necessarily provide sufficient platform for periodic control algorithm utilisation. In addition, application program interfaces found in real-time operating systems are commonly non-existent or provided as chip-support libraries, thus hindering platform independent software development. Hence, two divergent real-time operating systems and additional periodic extension software with the framework design are examined to find solutions for the research problems. The research is discharged by; tracing the selected real-time operating system, formulating requirements for the system, and designing the real-time operating system framework (OSFW). The OSFW is formed by programming the framework and conjoining the outcome with the RTOS and the periodic extension. The system is tested and functionality of the software is evaluated in theoretical context of the Rate Monotonic Scheduling (RMS) theory. The performance of the OSFW and substance of the approach are discussed in contrast to the research theme. The findings of the thesis demonstrates that the forged real-time operating system framework is a viable groundwork solution for periodic control applications.

Gestió de pressupostos per a la construcció

En els últims anys el sector de la construcció ha experimentat un creixement exponencial. Aquest creixement ha repercutit sobre molts aspectes: des de la necessitat de tenir més personal a les obres, la implantació d’unes oficines per a poder gestionar la compatibilitat i portar un control sobre les obres fins a la necessitat d’haver de disposar de programes informàtics específics que ajudin a realitzar la feina de la manera més còmode i àgil possible. El projecte que s’ha dut a terme consisteix a cobrir una d’aquestes necessitats, que és la de la gestió dels pressupostos en les diferents obres que els constructors realitzen. Utilitza la base de dades de l’ITEC (institut de Tecnologia de la Construcció de Catalunya) sobre la qual treballen la immensa majoria dels arquitectes quan dissenyen les obres, però també permet entrar les pròpies dades que el constructor vulgui. L’usuari de l’aplicació podrà fer pressupostos per obres de nova construcció, reformes ... agrupant cada una d’elles per capítols. Aquests capítols els podem entendre com les diferents fases a dur a terme, per exemple: la construcció dels fonaments, l’aixecament de les parets o fer la teulada. Dins dels capítols hi trobem les partides, que és un conjunt de materials i hores de feina i maquinària per a dur a terme una part de l’obra, com per exemple seria fer un envà de separació entre habitacions. En aquest cas hi tindríem els diferents materials que necessitaríem, totxanes, morter; les hores de manobre necessàries per aixecar-la, el transport de tot el material fins a l’obra... Tots aquests paràmetres (materials, hores, transport...) s’anomenen articles i van inclosos a dins de les partides. Aquesta aplicació està dissenyada per funcionar en un entorn client/servidor, utilitzant com a servidor un Linux OpenSuse 10.2 i com a clients estacions de treball amb Windows XP, tot i que també podríem utilitzar d’altres versions dels sistemes operatius de Microsoft. L’entorn de desenvolupament utilitzat és el del llenguatge FDS , el qual ja porta integrat un gestor de fitxers que és el que es farà servir.

Estudi de software lliure en diferents entorns

El software lliure està tenint últimament un pes cada cop més important en les empreses, però encara és el gran desconegut per a molta gent. Des de la seva creació als anys 80 fins ara, hi ha hagut un creixement exponencial de software lliure de gran qualitat, oferint eines per a tot tipus de necessitats, eines ofimàtiques, gestors de correu, sistemes de fitxer, sistemes operatius…. Tot aquest moviment no ha passat desapercebut per a molts usuaris i empreses, que s’han aprofitat d’ell per cobrir les seves necessitats. Pel que fa a les empreses, cada cop n’hi ha més que en petita o gran mesura, utilitzen el software lliure, ja sigui per el seu menor cost d’adquisició, o bé per la seva gran fiabilitat o per que és fàcilment adaptable o per no establir cap lligam tecnològic, en definitiva per tenir més llibertat. En el moment de la creació d’una nova empresa, on es parteix de zero en tota la tecnologia informàtica, és el moment menys costòs d’implementar l’arquitectura informàtica amb software lliure, és quan l’impacte que té sobre l’empresa, usuaris i clients és menor. En les empreses que ja tenen un sistema informàtic, caldrà establir un pla de migració, ja sigui total o parcial. La finalitat d’aquest projecte no és la de dir quin software és millor que l’altre o de dir quin s’ha d’instal•lar, sinó el de donar a conèixer el món del software lliure, mostrar part d’aquest software, fer alguna comparativa de software lliure amb software propietari, donant idees i un conjunt de solucions per a empreses, per què una empresa pugui agafar idees d’implementació d’algunes de les solucions informàtiques exposades o seguir algun dels consells proposats. Actualment ja hi ha moltes empreses que utilitzen software lliure. Algunes només n’utilitzen una petita part en les seves instal•lacions, ja que el fet de que una empresa funcioni al 100% amb software lliure, tot i que n’hi comença ha haver, de moment ho considero una mica arriscat, però que en poc temps, aquest fet serà cada cop més habitual.

Teclat virtual amb predicció del llenguatge

L'objectiu de la realització d'aquest treball és la creació d'un teclat virtual destinat a ajudar a persones amb mobilitat reduïda, que no poden utilitzar el teclat físic de l'ordinador, a escriure intentant aconseguir una velocitat d'escriptura raonable per a textos de qualsevol mida. Per aconseguir aquesta velocitat d'escriptura raonable s'ha implementat un sistema de predicció del llenguatge que té dos aspectes. D'una banda es prediuen paraules segons la seva freqüència d'ús en un determinat diccionari i, d'altra banda, es prediuen paraules seguint les regles d'escriptura de la gramàtica catalana. Un altre aspecte important era que el programa creat es pogués utilitzar en diferents sistemes operatius ja que només hi havia versions específiques per a cada un d'ells. El programa creat es pot executar en els sistemes operatius Windows XP, Mac OS i Ubuntu Linux. El programa creat pretén ser una base per a posteriors millores i ampliacions en diferents parts del seu conjunt. No obstant això, com a resultat s'ha obtingut un programa que permet escriure raonablement ràpid i permet a l'usuari gestionar diccionaris i els dos tipus de predicció que s'han implementat.

Visualització i gestió de missatges curts en un monitor mitjançant una aplicació per a mòbils Android

L’objectiu d’aquest projecte és desenvolupar una aplicació per a mòbils Android que permeti visualitzar missatges curts en un monitor d’ordinador o TV. Els missatges es gestionaran a partir d’una aplicació de mòbil que inclourà la generació, gestió i transmissió dels missatges al monitor