High-performance payload data handling system for Gaia

Gaia is the most ambitious space astrometry mission currently envisaged and is a technological challenge in all its aspects. We describe a proposal for the payload data handling system of Gaia, as an example of a high-performance, real-time, concurrent, and pipelined data system. This proposal includes the front-end systems for the instrumentation, the data acquisition and management modules, the star data processing modules, and the payload data handling unit. We also review other payload and service module elements and we illustrate a data flux proposal.

Idea Screening in Telecom Business

Diplomityö on tehty Telecom Business Research Centerissä Lappeenrannassa. Toimialalle tyypillistä on tekniikan ja globaalien markkinoiden nopea kehitys, mikä edellyttää alan tuotekehitykseltä panostamista oikeisiin ideoihin, sekä niiden nopeaa ja joustavaa kehittämistä tuotteiksi. Tuotekehityksen alkuvaihe on johtamisen kannalta erityisen suuri haaste, koska ideoita on runsaasti, mutta resurssit tehdä niihin liittyviä selvityksiä ovat rajalliset. Diplomityön tavoitteena oli tuotekehityksen alkuvaiheen ymmärtäminen ja tutkia kuinka ideoita pystytään seulomaan. Tutkimus perustuu tuotekehityskirjallisuuteen ja haastatteluihin Telecom-teollisuudessa. Työn tuloksena ideoiden seulontaa kirjallisuudessa ja Telecom-teollisuudessa kuvataan ja niiden perusteella esitetään toimivia käytäntöjä tuotekehitysideoiden seulontaan toimialalla. Ehdotettujen käytäntöjen tavoitteena on saada parempia ideoita tehokkaammin tuotekehityksen alkuvaiheesta varsinaiseksi tuotekehitysprojektiksi.

Virtausjakauman kokeellinen määritys levylämmönsiirtimissä

Diplomityön tavoitteena oli kokeellisen tutkimuksen keinoin selvittää juotettujen levylämmönsiirtimien levypakkarakenteessa virtausten käyttäytyminen ja jakautuminen sekä löytää ideoita ja kehitysehdotuksia levylämmönsiirtimen levypakan ja levyprofiilin kehittämiseksi. Kokeellinen tutkimus suoritettiin Oy Danfoss Ab LPM:n levylämmönsiirtimien tutkimuslaboratoriossa. Virtausjakauman tutkimusta varten suunniteltiin ja valittiin tutkimuslaitteisto, joka koostui termoelementtiantureista, tiedonkeruulaitteistosta sekä ohjelmistosta. Lämmönsiirtimistä mitattiin ensiö- ja toisiopuolen tilavuusvirrat ja painehäviöt sekä lämpötilat ennen ja jälkeen lämmönsiirtimen. Tutkimuslaitteiston avulla mitattiin lämpötiloja lämmönsiirtimen sisältä levyväleistä. Mittaukset suoritettiin neljällä levypakkarakenteella useilla massavirran arvoilla. Mittaustuloksista määritettiin levylämmönsiirtimien lämpö- ja virtaustekniset ominaisuudet nesteen Reynoldsin luvun funktiona sekä selvitettiin nesteen virtausjakaumat. Mittaustuloksien perusteella laskettuja virtausjakauman arvoja verrattiin teorian mukaan laskettuihin jakaumiin. Mitatuista siirtimistä lasketut massavirrat viittaavat siihen, että suurin osa nesteestä virtaa siirtimien keskeltä tai lähempää loppupäätä kuin alkupäästä. Teorian mukaan suurin nestemäärä virtaisi siirtimen alkupäästä vähentyen tasaisesti kohti levypakan loppupäätä. Teorian mukaiselle virtausjakaumalle ja lasketuille jakaumille ei löydetty yhteyttä. Tutkimuksessa havaittiin suuria, jopa yli 20 asteen, lämpötilaeroja levyväleistä ulostulevissa virtauksissa. Levyvälien virtauksen käyttäytymisen ja jakautumisen tutkiminen nähdäänkin levypakan pitkittäistä kehittämistä suurempana mielenkiinnon ja kehittämisen kohteena.

Particle detector link system modifications in RE1/1 sector

The large hadron collider constructed at the European organization for nuclear research, CERN, is the world’s largest single measuring instrument ever built, and also currently the most powerful particle accelerator that exists. The large hadron collider includes six different experiment stations, one of which is called the compact muon solenoid, or the CMS. The main purpose of the CMS is to track and study residue particles from proton-proton collisions. The primary detectors utilized in the CMS are resistive plate chambers (RPCs). To obtain data from these detectors, a link system has been designed. The main idea of the link system is to receive data from the detector front-end electronics in parallel form, and to transmit it onwards in serial form, via an optical fiber. The system is mostly ready and in place. However, a problem has occurred with innermost RPC detectors, located in sector labeled RE1/1; transmission lines for parallel data suffer from signal integrity issues over long distances. As a solution to this, a new version of the link system has been devised, a one that fits in smaller space and can be located within the CMS, closer to the detectors. This RE1/1 link system has been so far completed only partially, with just the mechanical design and casing being done. In this thesis, link system electronics for RE1/1 sector has been designed, by modifying the existing link system concept to better meet the requirements of the RE1/1 sector. In addition to completion of the prototype of the RE1/1 link system electronics, some testing for the system has also been done, to ensure functionality of the design.

Kehitystoiminnan (RTD) systematisointi vaiheittaisen etenemisen ja portfoliojohtamisen avulla

Kehitystoimintaan liittyvä termi, innovaatio, voidaan määritellä monella eri tavalla. Riippumatta tarkasta määritelmästä innovaatioiden johtaminen voidaan määritellä prosessiksi, jossa eri suoritusvaiheet seuraavat toisiaan. Olennaista on erottaa innovaatioprosessin alkupää ja varsinainen kehitysprojekti toisistaan. Innovaatioprosessin alkupää mielletään usein sumeaksi ja vaikeasti hallittavaksi, kun taas kehitysprojektin johtamiseen on kehitetty systemaattisia menetelmiä, esimerkiksi Stage-Gate-prosessi. Kehitysprojektien johtamisessa ongelmaksi muodostuu resurssien riittämättömyys mahdollisiin projekteihin nähden. Tämä liittää kehitystoiminnan kiinteästi portfoliojohtamiseen. RTD-toiminnalla tarkoitetaan UPM Timberissä kehitystoimintaa, joka sisältää tuotekehityksen lisäksi myös prosessien ja teknologian kehitystoiminnot. UPM Timberiltä on puuttunut systemaattinen toimintamalli RTD-projektien läpiviemiseksi eikä niiden valintaan ja resurssien allokointiin ole ollut järjestelmää. Tutkimuksessa määritetään RTD-toiminnan kriittiset menestystekijät sekä muodostetaan UPM Timberille RTD-toiminnan kehityshaasteet. Niiden perusteella luodaan UPM Timberille systemaattinen toimintamalli, RTD-prosessikuvaus, RTD-projektien läpiviemiseksi sekä integroidaan portfoliojohtaminen toimintamalliin.

Offering planning process development: Bridging the Offering Gaps and Consolidating Top Priority Needs in Product Offering

The aim of this Thesis is to study how to manage the front-end of the offering planning process. This includes actual process development and methods to gather and analyze information to achieve the best outcome in customer oriented product offering. Study is carried out in two parts: theoretical part and company related part. Theoretical framework is created introducing different types of approaches to manage product planning processes. Products are seen as platforms and they are broken down to subsystems to show different parts of the development. With the help of the matrix-based approaches product platform related information is gathered and analyzed. In this kind of analysis business/market drivers and cus-tomer/competitor information are connected with product subsystems. This gives possibilities to study product gaps/needs and possible future ideas/scenarios in different customer segments. Company related part consists of offering planning process development in real company environment. Process formation includes documents and tools that guide planning from the information gathering to the prioritization and decision making.

PK-YRITYKSET INNOVAATTOREINA : Satunnaisista parannuksista kohti innovaatioiden virtaa. Yhteenveto tutkimusraportista, 3/2009

Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää, minkälaisia innovaatioita eri toimialojen pienissä yrityksissä on kehitetty ja minkälaisia kyvykkyyksiä se on edellyttänyt. Lisäksi tavoitteena oli selvittää, kuinka suotuisana ympäristönä yritykset kokivat oman alueensa ja miten alueiden kehittämistyö on vaikuttanut yritysten kykyyn kilpailla. Teoreettiset oletukset perustuvat aikaisempiin tutkimuksiin innovaatiojohtamisen, yrittäjyyden ja pk-yritysten liiketoiminnan kehittämisen alueilta. Empiirinen aineisto on kerätty sähköpostikyselyllä tuottaen 733 kriteerit täyttävää vastausta. Kyselytutkimusta edelsi neljän alueen tapaustutkimus, jonka aikana luotiin teoreettinen rakennelma pienten yritysten innovaatiokyvykkyyden arvioimiseksi. Tämän tutkimuksen aineisto ei tue yleistä väitettä, jonka mukaan innovaatiotoiminta olisi harvinaisempaa tai vähäisempää kooltaan pienemmissä yrityksissä. Kokoa enemmän näyttäisi vaikuttavan innovaatiotoiminnan luonne ja siihen kytkeytyvä kyvykkyys. Yritysten innovaatio-toiminnan luonteen ja laajuuden perusteella tuloksista nousee neljä erilaista innovaattoriprofiilia: satunnainen parantaja, jatkuva parantaja, radikaali uudistaja ja monipuolinen kehittäjä. Innovaatiokyvykkyyttä tutkittiin seitsemän eri osatekijän suhteen. Eri profiilit omaavien yritysten kyvykkyyden tasot erosivat toisistaan merkittävästi. Tulokset vahvistavat käsityksiä siitä, että yksittäisen kyvykkyystekijän sijaan kyvykkyyskombinaatio vaikuttaa enemmän innovatiotoiminnan monipuolisuuteen. Innovaatiotoiminnan lisääntyessä ja monipuolistuessa, yritysten kyvykkyys-vaatimukset kasvavat kaikkien osatekijöiden suhteen. Yritykset ovat tiedostaneet innovaatio-kyvykkyyden kehittämisen tarpeet. Kyvykkyys on ajuri, jonka kyydissä pienet ja suuret innovaatiot syntyvät. Tämä tutkimus suosittelee, että innovaatiokyvykkyyden kehittäminen nostetaan näkyväm-mäksi tavoitteeksi. Pienissä yrityksissä luontevin tapa vahvistaa kyvykkyyksiä on integroida se yrityksen kehittämistoimintaan johtaen itse itseään ruokkivaksi prosessiksi. Haasteelliset kehittämis-tavoitteet edellyttävät monipuolista kyvykkyyksien vahvistamista ja vahvistuneet kyvykkyydet mahdollistavat entistä haastavampien kehittämistavoitteiden asettamisen. Parhaimmillaan tämä prosessi johtaa pienelle yritykselle soveltuvaan onnistumisen spiraaliin, joka samanaikaisesti kiihdyttää sekä kyvykkyyksien että innovaatioiden kehittämistä - tuotoksena jatkuva ja monipuolinen innovaatioiden virta. Tulokset vahvistavat ensimmäisessa vaiheessa toteutetun tapaustutkimuksen havaintoja siitä, että alueiden kehittämistyöstä hyötyvät yritykset, joiden kyvykkyystekijät ovat entuudestaan korkeaa tasoa. Pitkälle tuotteistetut julkiset palvelut soveltuvat parhaiten suuremmille yrityksille, joissa kehittämistoiminta on projektoitu ja kehittämistyö tehdään erillisten resurssien turvin. Sitä vastoin, valtaosassa pieniä yrityksiä kehittämistyö tapahtuu tavanomaisen liiketoiminnan ohessa ja samoilla resursseilla. Alueet tarjoavat varsin runsaasti luonteeltaan epäjatkuvia palveluja kohdistuen yksittäisten kyvykkyystekijöiden parantamiseen tai prosessin yksittäiseen vaiheeseen, usein innovaatioprosessin alkupäähän radikaalin innovaation kehittämiseksi. Tämän kyselyn tulokset suosittelevat myös toista reittiä: vahvistetaan ensin yritysten innovaatiokyvykkyyttä jatkuvaan pieniä askelia ottavaan innovaatiotoimintaan, josta matka jatkuu radikaalien uudistusten kautta moni-puoliseksi kehittämiseksi.

The Innovation Process – Aiming towards Innovativeness in a Construction Company

The bachelor’s thesis concentrates on the innovativeness in the construction industry. The purpose of the thesis is to define the innovation as a concept reflected on a context of the construction industry. The second objective is to examine how the construction companies could foster and increase the innovativeness. The third objective was to find out tools, methods and phases of the front-end of the innovation process. The construction industry is often considered as a traditional and an old-fashioned manufacturing industry. The innovation or the innovativeness rarely linked to the construction industry. Productivity is a common problem in the construction industry. The construction industry needs to increase the productivity to compete in a globalized world. The productivity can be increased by the innovation. The thesis based on a literature review. The findings from the literature include a description of the innovation as a concept, the innovative culture and the innovation process as a context of the construction industry. The phases of the front-end of the innovation process were explained. Customers centered approach was taken into account in the innovation process. The required tools and methods for managing the front-end of the innovation process were illustrated. The thesis ensures the importance of the innovation facing challenges of the construction industry. Managing the front-end of the innovation is the most important aspect to stand out from the less innovative companies. To take a full advantage of the innovation companies cannot fear of changes. The innovation process requires a full support of the top management of the company. Taking into consideration a theoretical aspect of the thesis a further research is required to respond practical needs of the company. Tools and methods should be considered according the company’s needs and activities. Company’s existing state and culture should be examined before implementing the front-end of the innovation process to ensure the functionality.

Low dark count geiger mode avalanche photodiodes fabricated in conventional CMOS technologies

Avalanche photodiodes operated in the Geiger mode present very high intrinsic gain and fast time response, which make the sensor an ideal option for those applications in which detectors with high sensitivity and velocity are required. Moreover, they are compatible with conventional CMOS technologies, allowing sensor and front-end electronics integration within the pixel cell. Despite these excellent qualities, the photodiode suffers from high intrinsic noise, which degrades the performance of the detector and increases the memory area to store the total amount of information generated. In this work, a new front-end circuit that allows low reverse bias overvoltage sensor operation to reduce the noise in Geiger mode avalanche photodiode pixel detectors is presented. The proposed front-end circuit also enables to operate the sensor in the gated acquisition mode to further reduce the noise. Experimental characterization of the fabricated pixel with the conventional HV-AMS 0.35µm technology is also presented in this article.

Innovative Culture – Searching for Innovativeness in a Construction Company

The purpose of the thesis is to study innovativeness in a context of the construction industry especially the front-end of the innovation process. The construction industry is often considered an old-fashioned manufacturing industry. Innovations and innovativeness are rarely linked to the industry. The construction industry, as well as other industries in Finland, is facing challenges such as productivity, the climate change and internationalization. The meaning of innovations is greater than ever in continuously changing markets, for standing out from competitors or increasing the competitiveness. Traditional production methods, tight building regulations, unique buildings, one-of-a-kind project organizations and highlighting the cheapest price in building contracts are particular challenges in the construction industry. The research questions of the thesis were: - What kind of factors shift the existing company culture towards innovativeness? - What are the phases of the front-end of the innovation process? - What kind of tools and methods enable managing the front-end of the innovation process? The theoretical part of the thesis bases on the literature review. The research methodology of the empirical part was the action research and qualitative approach. Empirical data was collected by the theme interviews from three companies. The results were practical methods and experiences from innovation activities of the companies. The results of the thesis can be clarified as follows: enhancement of the innovation activities requires support and commitment of the top management, innovative culture and innovation strategy. Innovativeness can be promoted by systematical methods for example collecting ideas from employees. Controlling and managing the front-end phase is essential to succeeding. Despite that managing the front-end is the most challenging part of the innovation process, development and management of that save companies’ money, resources and prevents useless investments. Further clarification and studies are needed to find out furthermore functional tools and methods to manage innovations and implementing them to the culture of the companies.

Ketterien ohjelmistokehitysmenetelmien soveltaminen innovaatioprosessiin

Kandidaatin työmme tarkoitus on tutkia voisiko ketteriä ohjelmistokehitysmenetelmiä soveltaa innovaatioprosessiin. Innovaatioprosessissa on hyvin samankaltaiset vaiheet kuin perinteisessä ohjelmistokehitysprosessissa eli vesiputousmallissa. Vesiputousmallin ongelmia on ratkaistu ketterien menetelmien keinoin, joten päätimme lähteä tutkimaan löytyisikö perinteisen ohjelmistokehitysprosessin ja innovaatioprosessin ongelmista yhteneviä piirteitä. Oletimme, että jos ongelmat yhtenevät tarpeeksi, voisi ketteristä menetelmistä löytyä keinoja innovaatioprosessin ongelmien ratkaisemiseen. Tavoitteena on löytää innovaatioprosessin parannuskohteita, joihin ketteristä menetelmistä löytyisi ratkaisu joko kokonaan tai osittain. Aluksi tarkastellaan innovaatioprosessin historiaa, kehitystä ja ongelmia. Innovaatioprosessin tutkimisen jälkeen käydään läpi järjestelmäkehitysprosessin historiaa, kehitystä ja ongelmia. Järjestelmäkehitysprosessin jälkeen käydään läpi merkittävimmät ketterät menetelmät, jotka ovat ratkaisseet perinteisen ohjelmistokehitysprosessin keskeisiä ongelmia. Työmme lopussa on innovaatioprosessin ja järjestelmäkehitysprosessin synteesi. Synteesissä tutkitaan ongelmien yhtenevyyttä ja ketterien menetelmien ratkaisuja ongelmiin. Synteesissä myös pohdimme, mitä ketterien menetelmien työkaluista voisi soveltaa innovaatioprosessin. Työn johtopäätös on, että ketteristä menetelmistä löytyy sovellettavia työtapoja innovaatioprosessiin. Työn laajuus estää soveltamisen mahdollisuuksien tarkemman tutkimisen ja yksittäisten ketterien työtapojen soveltaminen osaksi innovaatioprosessia olisikin hyvä jatkotutkimuksen aihe.

Uuden liiketoiminnan kehittäminen: Näkökulmana alkuvaiheiden menestystekijät ja ideoiden hyödynnettävyys verkostoissa

Tavoitteena työssä oli tuottaa ja kerätä tietoa uuden liiketoiminnan kehittämistä tukevan toimintamallin suunnittelu- ja kehitystyötä varten. Tietoa kerättiin aikaisemmasta tutkimuksesta, kirjallisuudesta sekä empiirisistä lähteistä. Tutkimusta työssä tehtiin konstruktiivisen lähestymistapaa mukaillen. Empiirisen tiedon keräämis- ja tuottamistapoina käytettiin teemahaastattelua, verkkokyselyä ja työpajatyöskentelyä. Lisäksi työssä analysoitiin kaksi olemassa olevaa uuden liiketoiminnan kehittämisen toimintamallia. Teoriatarkastelu työssä keskityttiin innovaation alkupäähän, liiketoimintamalleihin, asiakasarvoihin, verkostoihin ja innovaation alkupään menestystekijöihin. Näiden pohjalta tuotettiin kehitelmä hyödynnettävyydestä sekä kuvaus uuden liiketoiminnan kehittämisen varhaisista vaiheista. Tätä kaikkea hyödyntäen koottiin suunnittelutiedon lisäksi jatkokehitystä tukeva konseptimainen toimintamalli. Tämän konseptimaisen vision tarkoituksena on toimia jatkossa suunnan näyttäjänä varsinaista toimintamallia rakennettaessa.

Utilisation of customer contacts: customer observation

Importance of customer as a source of knowledge and finding out the customer needs have both been emphasised both in business literature and in the interviews made for this study. Especially the latent customer needs are seen important for future competitiveness. However, the methods for finding out the customer needs concentrate on the present, clearly phrased needs. There is a need for rich customer based knowledge. Customer contacts are underutilised as a source of knowledge. The objective of this study is to find a method to utilise the customer contacts as a source of knowledge more efficiently. To reach this objective, the customer observation is presented. A concrete goal is the development of a general method of customer observation and its application to the needs of the case company Fastems. Fastems hopes that the method raises the amount of ideas that come to the product and service development processes and increases their customer orientation. The method is tested in practise in the piloting stage. The testing is done in service organisations of Fastems in several countries. The observations received during the piloting phase are analysed and feedback is given to the observers. An important part of the study is to find appropriate methods for motivating the observers. The successful implementation and sustenance of the method are seen as goals of high importance. Later on, the customer observation method is implemented throughout the company. The results of the piloting are promising and the described method has roused interest among other companies as well.

Päätöksenteko innovaatioiden alkuvaiheessa teollisuusyrityksessä

Decision-making and the available information are important components of successful innovations. However, innovation-related decision-making in large and multinational industrial companies can be considered complex and challenging. The purpose of this study is to clarify what the innovation channels are, what kind of information is needed to make decisions and how the decision-making mechanism can be improved in Target Company. In addition, the current state of innovation management and decision-making are clarified and the suggestions for improving the current decision-making mechanism are presented in this study. The empirical study proves that the innovation-related decision-making has not been systematic and efficient, although the innovation culture and activity together with the management tool are on a good level. In order to improve the decision-making in Target Company, the importance of the most relevant decision-making criterions (business need, strategic fit, feasibility) need to be underlined during the idea gathering phase. In addition, business unit –specific decision-making in the front-end of innovations needs to be enhanced and developed.

Innovaatioprosessin alkupään toimintamalli ja päätöksenteko

Työn tavoitteena oli tutkia innovaatioita ja organisaation innovaatiokyvykkyyttä, innovaatiokyvykkyyden taustatekijöitä sekä innovaatioprosessin alkupään (Fuzzy Front End, FFE) sekä siinä tapahtuvan päätöksenteon johtamista. Lisäksi tavoitteena oli suunnitella innovaatioprosessin alkupään toimintamalli selkeyttämään toimintaa prosessin alkupäässä sekä antaa toimenpide-ehdotuksia ja suosituksia. Tutkimuksen teoriaosuus tehtiin kirjallisuustutkimuksena. Tutkimuksen empiirinen osuus suoritettiin case -analyysinä yrityksen henkilöhaastattelu- ja toimintatutkimuksen muodossa. Innovaatioprosessin alkupäähän on tunnistettu toimintamalleja, joilla selkeytetään ja tehostetaan prosessin alkupään vaiheita. Vaiheet ovat mahdollisuuksien tunnistaminen, mahdollisuuksien analysointi, ideointi, ideoiden valitseminen ja konsepti- ja teknologiakehitys. Innovaatioprosessin rinnalla kulkee päätöksenteon prosessi, jonka suhteen tunnistetaan selkeät päätöksentekokohdat ja kriteerit prosessissa etenemiselle. Innovaatio- ja päätöksentekoprosessiin osallistuu eri vaiheissa sekä yrityksen sisäiset, kuten henkilöstö, että ulkoiset, kuten asiakkaat, toimittajat ja verkostokumppanit, sidosryhmät. Lisäksi innovaatioprosessin toimintaan vaikuttavat johdon tuki ja sitoutuminen, osallistujien kyky luovuuteen sekä muut innovaatiokyvykkyyden taustatekijät. Kaikki nämä tekijät tulee huomioida innovaatioprosessin alkupään mallia suunniteltaessa. Tutkimus tehtiin tietoliikennealan yrityksen tarpeisiin. Yrityksessä on käytössä aloitetoimintaa, mutta sen ei koeta tarjoavan riittävästi ideoita yrityksen tuotekehityksen tarpeisiin. Yrityksen henkilöstön innovaatiopotentiaali on suuri, mikä halutaan hyödyntää paremmin suunnittelemalla yrityksen käyttöön soveltuva, innovaatioprosessin alkupään toimintaan ohjaava, vakioitu ja henkilöstöä ja muita yhteistyötahoja, kuten asiakkaita, osallistava toimintamalli. Toimenpide-ehdotuksina ja suosituksina esitetään innovaatioprosessin alkupään johtamisen toimintamallia. Esitetyssä mallissa määritellään vaiheet, menetelmät, päätöksenteko ja vastuut. Toimintamalli esitetään soveltuen yhdistettäväksi yrityksessä käytössä olevaan innovaatioprosessin loppupään, tuotekehitysprojektien läpiviemisen, malliin.