The Detector Control Systems for the CMS Resistive Plate Chamber at LHC

The RPC Detector Control System (RCS) is the main subject of this PhD work. The project, involving the Lappeenranta University of Technology, the Warsaw University and INFN of Naples, is aimed to integrate the different subsystems for the RPC detector and its trigger chain in order to develop a common framework to control and monitoring the different parts. In this project, I have been strongly involved during the last three years on the hardware and software development, construction and commissioning as main responsible and coordinator. The CMS Resistive Plate Chambers (RPC) system consists of 912 double-gap chambers at its start-up in middle of 2008. A continuous control and monitoring of the detector, the trigger and all the ancillary sub-systems (high voltages, low voltages, environmental, gas, and cooling), is required to achieve the operational stability and reliability of a so large and complex detector and trigger system. Role of the RPC Detector Control System is to monitor the detector conditions and performance, control and monitor all subsystems related to RPC and their electronics and store all the information in a dedicated database, called Condition DB. Therefore the RPC DCS system has to assure the safe and correct operation of the sub-detectors during all CMS life time (more than 10 year), detect abnormal and harmful situations and take protective and automatic actions to minimize consequential damages. The analysis of the requirements and project challenges, the architecture design and its development as well as the calibration and commissioning phases represent themain tasks of the work developed for this PhD thesis. Different technologies, middleware and solutions has been studied and adopted in the design and development of the different components and a big challenging consisted in the integration of these different parts each other and in the general CMS control system and data acquisition framework. Therefore, the RCS installation and commissioning phase as well as its performance and the first results, obtained during the last three years CMS cosmic runs, will be

Kuka suunnittelee mainokset? Tutkimus mainosalan kulisseista,yhteistyökäytännöistä ja ristiriidoista. Mainonnan suunnittelijan näkökulma

Tutkimus kuvaa tapahtumia mainonnan suunnittelun kulissien takana ja niiden vaikutusta suunnittelutyöhön mainonnan suunnittelijan näkökulmasta. Lähestymistapa on systeemiteoreettinen: tutkimuksessa tarkastellaan sekä mainostoimiston suunnittelijoiden, projektijohtajien ja muiden mainonnan suunnitteluun osallistuvien keskinäistä vuorovaikutusta että mainostoimiston ja mainoksia tilaavan asiakkaan vuorovaikutuksen asettamia rajoja ja mahdollisuuksia. Keskeinen työväline on Kurt Lewinin kentän käsite. Tutkimuksessa se konkretisoituu esitystavaksi mainonnan suunnittelun olennaisista piirteistä, jotka ovat toisistaan riippuvaisia. Tutkimusta pohjustaa ajatus mainonnan suunnittelun perusrakenteesta, joka on riippumaton taloudellisista, yhteiskunnallisista tai mainostoimialan liiketoimintaympäristön muutoksista. Mainostoimistossa työtä tehdään usein ryhmässä. Ydinryhmä muodostuu kirjoittavan ja visuaalisen suunnittelijan työparista, mutta projektijohtaja on avainasemassa hoitaessaan yhteydenpitoa mainostoimiston asiakkaaseen. Tutkimustyötä viitoittivat kysymykset mainonnan suunnittelijoiden tehtävästä ja asemasta, työssä koetuista haasteista sekä osuudesta ja vastuusta lopullisissa töissä. Keskiössä ovat suunnittelutyötä raamittavat haasteet, jotka ohjaavat suunnittelijoiden kykyjä ja haluja toteuttaa luovuuttaan. Tutkimus ammentaa teoreettisia aineksia työnjaon ja tiimityön käsitteiden ohella vallan tilanteisuudesta ja suhteista sekä sosiaalisen pääoman ja luottamuksen moniaineksisuudesta. Tutkimuksen aineisto kerättiin syksyllä 2008 ja alkuvuodesta 2009 haastattelemalla suomalaisten mainostoimistojen suunnittelijoita. Haastatteluaineisto koostuu kymmenestä ryhmähaastattelusta, johon kuhunkin osallistui 3–4 suunnittelijaa. Muu aineisto sisältää toimialan tilastoja ja julkaisuja sekä yksityisiä sähköpostikirjeenvaihtoja ja keskusteluja mainosammattilaisten kanssa. Haastatteluaineisto analysoitiin Milesin ja Hubermannin aineistolähtöisen sisällönanalyysin avulla ja sitä täydennettiin retorisella diskurssianalyysilla. Analyysin alkuvaiheessa koemetodina sovellettiin Straussin ja Corbinin aineistolähtöisen teorian (grounded theory) kolmivaiheista koodausta. Tutkimuksen tuloksena on malli mainonnan suunnittelun kentän jännitteistä, jotka johtavat toimimaan tietyllä tavalla. Mainonnan suunnittelijan tehtävinä näyttäytyvät vaikuttaminen, asiakkaan tarpeiden tunnistaminen ja tyydyttäminen sekä omakohtainen menestyminen. Suunnittelijan asema näyttää työssä koettujen haasteiden kautta häilyvän asiantuntijuuden ja alihankkijuuden välimaastossa. Työn henkilökohtaisina haasteina piirtyvät tarmokkuuden ja jatkuvan oivaltamisen vaateet. Ulkoisina tekijöinä talouden, teknologian ja sen myötä median murros sekä haastaa että kehittää: alituiseen kiireeseen näytetään verhoavan pulmia, joiden todellinen alkuperä paikantuu muualle. Keskeiset ristiriidat ja toiminnan edellytykset ilmenevät juuri yhteistyössä: mainostoimiston sisäinen yhteistyö ja asiakkaan antama palaute ovat merkittäviä tekijöitä luottamuksen taustalla. Siten avoin ja vastavuoroinen kommunikaatio piirtyy olennaiseksi asetettujen tavoitteiden saavuttamisessa ja asiakkaan menestymisessä. Mainonnan suunnittelussa tärkeäksi kysymykseksi nousevat portinvartijoiden roolit. Mainostoimiston sisäisessä työskentelyssä projektijohtajat hallinnoivat suunnitteluresursseja, välittävät tietoa asiak kaalta suunnittelijalle ja päinvastoin sekä tekevät tärkeimmät päätökset. Asiakkaan puolella mainoksia tilaava asiakashenkilö hallinnoi valjastamiaan resursseja, mutta varsinainen päätöksenteko tapahtuu tämän esimiehen toimesta. Tulosten valossa on perusteltua uskoa, että mainonnan suunnittelijat kokevat oman työnsä arvon alentuneen ja päätösvaltansa vähentyneen. Mainostoimialan murroksen kannalta tutkimus tuo esiin uudenlaisen tiimityön ymmärtämisen ja korostaa yksilöiden vahvuuksien tunnistamisen merkitystä. Kiristyvässä taloudessa se suuntaa huomion sekä mainostoimistojen että niiden asiakasyritysten sisäisten ja ulkoisten resurssien tehokkaaseen ja tuottavaan hyödyntämiseen ja organisoimiseen. Sosiologisesti tutkimus tarjoaa yhdenlaisen näkökulman ryhmätyön ulottuvuuksiin ja työelämän yhteistyöhaasteiden pohtimiseen. Siten tutkimuksen tuloksilla voi nähdä arvoa myös muiden kuin mainosalan yhteistyökäytäntöjentarkasteluun.

Tiedonhallintajärjestelmän käyttöönotto ja sovellusten integrointi prosessiteollisuuden suunnittelu- ja konsultointiyrityksessä

Kilpailukykyisyyden säilyttäminen alati kehittyvillä markkinoilla vaatii ajanmukaisten tietojärjestelmien käyttöä. Eräs tärkeimmistä tällaisista järjestelmistä on organisaatiossa käytössä oleva tiedonhallintajärjestelmä, jota käytetään yrityksessä kulutettavan ja tuotettavan tiedon hallitsemiseen. Käytössä olevan tiedonhallintajärjestelmän vaihtaminen modernimpaan on monimutkainen prosessi, joka alkaa uuden järjestelmän valinnasta ja jatkuu järjestelmän käyttöönottamisella. Käyttöönottoon kuuluu tarpeellisten vanhojen sovellusten integroiminen osaksi uutta järjestelmää sekä käyttäjien kouluttaminen uuden järjestelmän vaatimiin työtapoihin. Diplomityössä on perehdytty uuden ALMAtiedonhallintajärjestelmän käyttöönottoon prosessiteollisuuden suunnittelu- ja konsultointiyritys CTS Engtec Oy:ssä. Työn puitteissa liitettiin kaksi CTS:llä käytössä olevaa sovellusta, CTS Pine ja PMMATE, osaksi uutta tiedonhallintajärjestelmää. Lisäksi työssä on tutustuttu tiedonhallintajärjestelmiin liittyviin käsitteisiin.

Toiminnanohjausjärjestelmä tarrapainolle

Tämä diplomityö on selostus tarraetikettejä valmistavalle yritykselle talon sisäisesti toteutetusta toiminnanohjausjärjestelmän kehitysprojektista. Projektissa luotiin ohjelmisto tukemaan yrityksen keskeisimpiä toimintoja, kuten myyntiä, asiakkuuksien hallintaa, tuotantoa, materiaalihallintoa sekä johdon päätöksentekoa. Työssä tarkastellaan ensin yrityksen menettelytapoja ja valmistusmenetelmiä, ja kerätään niistä konkreettisia vaatimuksia järjestelmälle. Nämä yhdistetään muista tutkimuksista kerättyihin toiminnanohjausjärjestelmien mahdollisuuksiin ja riskeihin sekä laaditaan näistä projektin tavoitteet. Seuraavaksi käydään läpi toteutuksessa tehdyt suunnitteluratkaisut ja niihin johtaneet seikat. Toteutetut toiminnot ja ominaisuudet esitellään perusteluineen. Lopuksi analysoidaan projektin onnistumista peilaten sitä muihin aiheeseen liittyviin tutkimustuloksiin. Käyttöönottoprosessin vaiheet ja siinä esiintyneet ongelmat käydään myös lyhyesti läpi.

Future trends of Finnish cement based construction

The construction material sector, as a capital intensive industry, is highly vulnerable to rapid fluctuations in the economic cycles. In Finland this was witnessed especially during the late 2000s, as in 2007 and 2008 the demand for several construction materials exceeded their supply and right after this, in 2009 the demand collapsed fast as a result of an international recession. These factors brought about the need to study the future trends of the market place of the commissioning company, Finnsementti Oy. As reliable short term market forecasts for the sector are difficult to compose, the study concentrates primarily in examining and identifying the trends that are likely to affect the Finnish cement industry, and as an extension, the concrete industry in a frame of 10 to 15 years. The study’s scope comprehends also the examination of the domestic construction sector, as it represents the end user industry of both cement and concrete. These motives for the study produce the research problem, which is to conduct a trend analysis for cement based building in the Finnish market area in the 2020s. The theoretical frame for composing a trend analysis in the case of this study is twofold. This is due to the fact that both, the macro and micro environments of the examined industries are studied. The main methods used are the PESTE-model (macro) and Porter’s five forces model (micro). The study applies a qualitative approach and the data is gathered by interviewing a group of experts from the cement, concrete and construction industries. The result of the paper is an overall trend analysis for the Finnish cement based building sector, which is based on ‘sub trend analyses’ concerning four identified sub-sectors of the Finnish construction industry. The results are a combination of findings from these sub-sectors and the analyzed data that deals with the studied sector’s macro and micro environment. The conclusions provide an overall picture of the examined sectors’ potential future as a whole and by defined sub-sectors of the construction industry. The recognition of future trends in different areas of the construction industry can be applied as a means for an industry actor’s decision making and in estimating the types of construction that are likely to grow or decline. Finally, based on the analyzed data and conclusions, the commissioning company is provided with a brief SWOT analysis, that provides additional tools for decision making and planning processes regarding the future.

Integration in project business : mechanisms for integrating customers and the project network during the life-cycle of industrial projects

This thesis focuses on integration in project business, i.e. how projectbased companies organize their product and process structures when they deliver industrial solutions to their customers. The customers that invest in these solutions run their businesses in different geographical, political and economical environments, which should be acknowledged by the supplier when providing solutions comprising of larger and more complex scopes than previously supplied to these customers. This means that the suppliers are increasing their supply range by taking over some of the activities in the value chain that have traditionally been handled by the customer. In order to be able to provide the functioning solutions, including more engineering hours, technical equipment and a wider project network, a change is needed in the mindset in order to be able to carry out and take the required responsibility that these new approaches bring. For the supplier it is important to be able to integrate technical products, systems and services, but the supplier also needs to have the capabilities to integrate the cross-functional organizations and departments in the project network, the knowledge and information between and within these organizations and departments, along with inputs from the customer into the product and process structures during the lifecycle of the project under development. Hence, the main objective of this thesis is to explore the challenges of integration that industrial projects meet, and based on that, to suggest a concept of how to manage integration in project business by making use of integration mechanisms. Integration is considered the essential process for accomplishing an industrial project, whereas the accomplishment of the industrial project is considered to be the result of the integration. The thesis consists of an extended summary and four papers, that are based on three studies in which integration mechanisms for value creation in industrial project networks and the management of integration in project business have been explored. The research is based on an inductive approach where in particular the design, commissioning and operations functions of industrial projects have been studied, addressing entire project life-cycles. The studies have been conducted in the shipbuilding and power generation industries where the scopes of supply consist of stand-alone equipment, equipment and engineering, and turnkey solutions. These industrial solutions include demanding efforts in engineering and organization. Addressing the calls for more studies on the evolving value chains of integrated solutions, mechanisms for inter- and intra-organizational integration and subsequent value creation in project networks have been explored. The research results in thirteen integration mechanisms and a typology for integration is proposed. Managing integration consists of integrating the project network (the supplier and the sub-suppliers) and the customer (the customer’s business purpose, operations environment and the end-user) into the project by making use of integration mechanisms. The findings bring new insight into research on industrial project business by proposing integration of technology and engineering related elements with elements related to customer oriented business performance in contemporary project environments. Thirteen mechanisms for combining products and the processes needed to deliver projects are described and categorized according to the impact that they have on the management of knowledge and information. These mechanisms directly relate to the performance of the supplier, and consequently to the functioning of the solution that the project provides. This thesis offers ways to promote integration of knowledge and information during the lifecycle of industrial projects, enhancing the development towards innovative solutions in project business.

Imagining a New Society: Public Painting as Politics in Postwar Finland

The thesis is the first comprehensive study on Finnish public painting, public artworks generally referred to as murals or monumental paintings. It focuses on the processes of production of public paintings during the post-WWII decades in Finland and the complex relationships between the political sphere and the production of art. The research studies the networks of agents involved in the production of public paintings. Besides the human agents—artists, assistants, commissioners and viewers—also public paintings were and are agents in the processes of production and in their environments. The research questions can be grouped into three overlapping series of questions: First, the research investigates the production public paintings: What kinds of public paintings were realised in postwar Finland—how, where, by whom and for what purposes? Second, it discusses the publicness of these paintings: How were public paintings defined, and what aspects characterised them as “public”? What was their relation to public space, public authorities, and audience? And third, it explores the politics of public paintings: the relationship between Finnish public painting, nationalism, and the memory of war. To answer these questions, extensive archival work has been performed, and over 200 public paintings have been documented around Finland. The research material has been studied in a sociological framework and in the context of the political and economic history of Finland, employing critical theories on public space and public art as well as theories on the building of nationalism, commemoration, memory, and forgetting. An important aim of this research was to open up a new field of study and position public painting within Finnish art history, from which it has been conspicuous by its absence. The research indicates that public painting was a significant genre of art in postwar Finland. The process of creating a national genre of public painting participated in the defining of municipal and state art politics in the country, and paintings functioned as vehicles of carrying out the agenda of the commissioning bodies. In the formation of municipal art policies in Finland in the 1950s, public painting connected to the same tendency of democratising art as the founding of public art museums. Public painting commissions also functioned as an arena of competition and a means of support for the artists. Public paintings were judged and commissioned within the realm of political decision-making, and they suggested the values of the decision-making groups, generally conveyed as the values of the society. The participation of official agents in the production allocated a position of official art to the genre. Through the material of this research, postwar public painting is seen as an agent in a society searching for a new identity. The postwar public painting production participated in the creation of the Finnish welfare society as indications of a humane society. It continued a tradition of public art production that had been built on nationalist and art educational ideologies in the late 19th and early 20th century. Postwar public paintings promoted the new national narrative of unification by creating an image of a homogeneous society with a harmonious communal life. The paintings laid out an image of Finnishness that was modern but rooted in the agrarian past, of a society that was based on hard work and provided for its members a good life. Postwar public painting was art with a mission, and it created an image of a society with a mission.

Asiantuntijan suorituskykyyn vaikuttavien tekijöiden mittaaminen

Tutkimuksen tavoitteena oli tutkia asiantuntijaorganisaation henkilöstön työmotivaatioon vaikuttavia tekijöitä. Konkreettisena tavoitteena oli kehittää asiantuntijaorganisaation olemassa olevaan suorituskykymittaristoon uusia mittareita, joiden avulla yrityksessä pyritään luomaan asiantuntijoille mahdollisimman motivoiva työskentelyilmapiiri. Tutkimus toteutettiin kvalitatiivisena tapaustutkimuksena. Tutkimuksen teoreettisessa osuudessa tutkittiin asiantuntijan työmotivaatioon vaikuttavia tekijöitä sekä aineettoman pääoman mittaamista. Empiirisessä osuudessa tutkittiin pienen asiantuntijaorganisaation työskentelyolosuhteita. Aineistonkeruumenetelmänä toimi vanha tutkimustieto, puolistrukturoidun haastattelun piirteitä omaavat teemahaastattelut sekä tutkijan oma havainnointi. Asiantuntijan motivaatioon vaikuttaa erityisen paljon henkilökohtainen kasvu, autonomisuus, merkityksellinen työ, haasteelliset ja vaihtelevat työtehtävät sekä työstä saatu palaute. Vähemmän merkittäviä motivaattoreita ovat raha, työsuhteen jatkuvuus, ystävälliset työtoverit, kunnioitus ja oikeudenmukainen kohtelu. Urakehitystä asiantuntija ei koe erityisen motivoivana asiana. Tutkimuksen kohdeyrityksen haasteiksi ilmeni erityisesti palautteen antaminen, osaamisen ja koulutuksen johtaminen, autonomian vähyys projektin käyttöönotto vaiheessa sekä työn kuormittavuuden jakautuminen. Uudet mittarisuoritukset kohdeyrityksessä ovat: projektipalautteen antaminen, positiivisen palautteen määrä, projektien edistymispalaverit, projektikatselmukset, suunnittelun tuntiarviot, sisäisten kehitysideoiden toteutuminen, työntekijöiden kuormituksen jakautuminen sekä koulutuksen ja osaamisen jakautuminen.

Hitsaustuotannon kehittäminen tuulivoimalan tornin valmistuksessa

Tuulivoima on Euroopassa nopeimmin kasvava energian tuotantomuoto. Tuulivoimateollisuuden arvioidaan kasvavan Suomessa huomattavasti lähivuosien aikana ennakoidun syöttötariffipäätöksen myötä, jolloin kilpailu alalla tulee kasvamaan. Tavoitteena oli kehittää tuulivoimalan tornin valmistusta Levator Oy:ssä hitsaustuotantoa tehostamalla ja tuotannon ohjattavuutta parantamalla. Kehitystyöhön kuului toisen hitsauslinjan käyttöönoton suunnittelu ja ohjeiston laatiminen työnjohdolle. Toisen hitsauslinjan käyttöönoton suunnittelun tarkoituksena oli suunnitella muutokset nykyiseen tuotantoon uuden linjan käyttöönoton mahdollistamiseksi. Suunnittelu aloitettiin valitsemalla hitsausprosessit, jonka jälkeen suunniteltiin laitetarpeet työvaihe-analyysien pohjalta. Tuotantolayout muutettiin nykyisestä funktionaalisesta tuotannosta tuotantosoluista koostuvaksi tuotantolinjaksi, jolloin materiaalien virtautus parani huomattavasti. Tuotannon ohjaustavaksi valittiin kapeikko-ohjaus. Ohjeiston laatimisen tarkoituksena oli kerätä ja dokumentoida kaikki tuotannossa tarvittava tieto. Ohjeiston sisältää laadunohjaus, materiaalivirtojen ohjaus ja työnohjaus osiot, joiden tarkoituksena on helpottaa työnjohtamista. Ohjeisto määrittelee yhtenäiset tuotannon toimintatavat, jolloin tuotannon ohjattavuus helpottuu. Tavoitteet täyttyivät, kun toisen tuotantolinjan käyttöönoton vaatimat muutokset aloitettiin suunnitelmien mukaisesti syyskuussa 2009. Ohjeiston sisältö saatiin määriteltyä ja eri osioiden pilotit saatiin valmiiksi joulukuun aikana. Tuotannon ohjattavuus kehittyi huomattavasti ja samalla tuottavuus parani merkittävästi.

Säilöntämenetelmien parantaminen höyryvoimaprosessissa

Lahti Energia Oy:n kivihiiltä polttavan Kymijärvi I voimalaitoksen vuotuiset käyttötunnit ovat vähentyneet. Syy vähennykseen on ollut uuden kaasutusvoimalaitoksen käyttöönotto vuonna 2012, jolloin vanhan voimalaitoksen käytölle ei ole ollut tarvetta kesäkuukausina. Seisonta-aikana voimalaitoksen höyryvoimaprosessi tulee säilöä. Säilönnällä tarkoitetaan toimenpiteitä, joilla estetään korroosio-olosuhteiden syntyminen voimalaitoksen laitteisiin. Säilöntätavasta riippuen estetään joko hapen tai kosteuden esiintyminen. Tässä diplomityössä tutkitaan eri säilöntämenetelmien ominaisuuksia tavoitteena löytää sopivin vaihtoehto vanhalle kivihiilivoimalaitokselle. Työssä perehdytään teorian kautta kolmeen menetelmään voimalaitoksen kattilan säilönnässä. Typpi- ja märkäsäilönnässä estetään hapen ja kuivailmasäilönnässä kosteuden esiintyminen. Työssä on myös tutkittu kattilan säilöntämenetelmien vaikutuksia muihin laitteistoihin ja järjestelmiin. Tuloksien perusteella voidaan todeta, että kuivailmasäilöntä on toimivin ratkaisu voimalaitoksen viimeisille käyttövuosille. Voimalaitoksen jäädessä varavoimalaitokseksi on typpisäilöntä kustannustehokkain vaihtoehto.

Asiakkuudenhallinnan kehittäminen

Opinnäytetyön toimeksiantaja on suomalainen maatalouskonekaupan moniosaaja, jonka pääasiallisiin liiketoimiin kuuluu maatalouskoneiden maahantuonti, niiden myynti edelleen Suomessa sekä kannattavan rehuntekoketjun tarjoaminen asiakkailleen periaatteella ”nurmesta maitolasiin”. Työn tavoitteena oli avustaa perheyritystä sen asiakashallintaohjelmiston käyttöön ottamisessa. Työn ensimmäinen tavoite oli määrittää yrityksen asiakkuudenhallintaohjelmiston vaatimukset. Toinen tavoite oli selvittää yrityksen asiakashallinnan tämänhetkinen tila. Kolmas tavoite oli selvittää jo nykyisin käytössä olevan ohjelmiston taipuisuutta ja sen soveltuvuutta asiakkuudenhallintaohjelmistona. Työ on toteutettu kvalitatiivista tutkimusta apuna käyttäen, ja analyysiaineisto on kerätty sekundaarisista lähteistä, lähinnä kirjallisista teoksista sekä internetistä. Yrityksen henkilöstö on ollut sisäisen tiedon lähteenä. Opinnäytetyö auttaa toimeksiantajayritystä CRM – projektin tavoitteiden, mahdollisuuksien sekä mahdollisten hidasteiden selvittämisessä. Työn tuloksien avulla projektijohto voi määrittää ohjelmiston CRM – osuuden käyttöönottoon sekä aikatauluun vaadittavat resurssit.

Review of water electrolysis technologies and design of renewable hydrogen production systems

An electric system based on renewable energy faces challenges concerning the storage and utilization of energy due to the intermittent and seasonal nature of renewable energy sources. Wind and solar photovoltaic power productions are variable and difficult to predict, and thus electricity storage will be needed in the case of basic power production. Hydrogen’s energetic potential lies in its ability and versatility to store chemical energy, to serve as an energy carrier and as feedstock for various industries. Hydrogen is also used e.g. in the production of biofuels. The amount of energy produced during hydrogen combustion is higher than any other fuel’s on a mass basis with a higher-heating-value of 39.4 kWh/kg. However, even though hydrogen is the most abundant element in the universe, on Earth most hydrogen exists in molecular forms such as water. Therefore, hydrogen must be produced and there are various methods to do so. Today, the majority hydrogen comes from fossil fuels, mainly from steam methane reforming, and only about 4 % of global hydrogen comes from water electrolysis. Combination of electrolytic production of hydrogen from water and supply of renewable energy is attracting more interest due to the sustainability and the increased flexibility of the resulting energy system. The preferred option for intermittent hydrogen storage is pressurization in tanks since at ambient conditions the volumetric energy density of hydrogen is low, and pressurized tanks are efficient and affordable when the cycling rate is high. Pressurized hydrogen enables energy storage in larger capacities compared to battery technologies and additionally the energy can be stored for longer periods of time, on a time scale of months. In this thesis, the thermodynamics and electrochemistry associated with water electrolysis are described. The main water electrolysis technologies are presented with state-of-the-art specifications. Finally, a Power-to-Hydrogen infrastructure design for Lappeenranta University of Technology is presented. Laboratory setup for water electrolysis is specified and factors affecting its commissioning in Finland are presented.

Lauhdevoimakapasiteetin ennenaikaisen poistumisen energiataloudelliset vaikutukset

Tässä diplomityössä on tutkittu lauhdekapasiteetin ennenaikaisen markkinoilta poistumisen energiataloudellisia vaikutuksia. Tarkastelu toteutettiin sähkömarkkinamallinnuksen avulla luomalla kaksi erilaista lauhdekapasiteettiskenaariota perustuen arvioituun lauhdekapasiteetin poistumiseen sekä vastavuoroisesti sen säilymiseen markkinoilla. Skenaarioiden vaikutuksia tutkittiin myös herkkyystarkasteluin ja tuloksia analysoitiin energiataloudellisesta näkökulmasta. Työn tavoitteena oli selvittää lauhdekapasiteetin ennenaikaisen poistumisen energiataloudellista kustannusta. Viime vuosien pitkittynyt talouden taantuma on hillinnyt kysynnän ennakoitua kehitystä johtaen alhaiseen sähkön markkinahintatasoon. Samalla tiukentuneet energiatuotannon ympäristövaatimukset asettavat investointirasitteita perinteisille voimalaitoksille heikentäen niiden taloudellisen kannattavuuden edellytyksiä. Markkinasähkön alhainen hintataso yhdessä investointirasitteiden kanssa asettaa haasteita etenkin usein rajatuotantomuotona toimiville lauhdelaitoksille. Alhaisen kannattavuuden seurauksena lauhdekapasiteettia arvioidaan poistuvan ennen teknisen käyttöiän täyttymistä markkinoilta merkittävästi lähivuosina. Kapasiteetin poistuminen kasvattaa oman tuotannon ja kysynnän välistä tehovajetta, minkä vuoksi sähköjärjestelmän nähdään tiukentuvan merkittävästi ennen rakenteilla olevan ydinvoimalaitoksen valmistumista. Työssä toteutettujen mallinnusten perusteella lauhdekapasiteetin väheneminen nostaa sähkön hintatasoa sekä lisää korkeiden hintapiikkien esiintymistä merkittävästi suhteessa korkeamman kapasiteetin tuloksiin. Sähköjärjestelmä on hyvin tiukka ennen rakenteilla olevan ydinvoimalaitoksen käyttöönottoa, minkä vuoksi lauhdekapasiteetin eroavaisuuksien vaikutukset ovat merkittävä etenkin poikkeuksellisen kylmänä vuotena. Lauhdekapasiteetin merkitys pienenee selvästi 2020-luvulla, kun oma tuotantokapasiteetti kasvaa. Työn tulosten perusteella lähivuosina alhaisemman lauhdekapasiteetin aiheuttama vuotuinen energiataloudellinen kustannus on huomattavasti korkeampi kuin laitosten kannattavan ylläpidon vaatima kustannus.

Virtuaalinen käyttöönottoympäristö automaatiojärjestelmälle

Valmistavan teollisuuden kiristyvät vaatimukset suunnittelusta markkinoille -ajassa (engl. time-to-market), laadussa, kustannustehokkuudessa ja turvallisuudessa luovat paineita uusien toimintatapojen etsimisessä. Usein laitteiston ohjausalgoritmeja ei ole mahdollista testata todellisen laitteiston kanssa, vaan ainoaksi ennakoivaksi vaihtoehdoksi jää todellisen laitteiston virtuaalinen mallintaminen. Eräs uusista toimintavoista on virtuaalinen käyttöönotto, jossa tuotantolinja tai laitteisto mallinnetaan ja sen käyttäytymistä simuloidaan ohjausalgoritmien parantamista ja todentamista varten. Tämän diplomityön tavoitteena oli toteuttaa virtuaalinen käyttöönottoympäristö, jolla laitteiston 3D-mallinnettua virtuaalista mallia voidaan ohjata reaaliajassa todellisen laitteiston ohjauslaitteistolla. Käyttöönottoympäristön toteuttamisen lopullisena tavoitteena on tutkia, millaisia hyötyjä sillä voidaan saavuttaa Outotec (Finland) Oy:n automaatiojärjestelmien suunnittelussa ja käyttöönotossa kiristyvien vaatimusten täyttämiseksi. Työssä toteutetulla käyttöönottoympäristöllä pystytään simuloimaan 3D-mallinnetun laitteiston osan toimintaa reaaliajassa. Todellisen laitteiston ominaisuuksista määritettyjä vaatimuksia ei kustannussyistä täytetty, sillä ennen sitä haluttiin varmistua valitun alustan ominaisuuksista, toimivuudesta ja soveltuvuudesta. Toteutuksen katsotaan kuitenkin täyttävän pehmeän reaaliaikaisuuden kriteerin noin 40 ms aikatasolla ja 80 ms reaktioajalla. Toteutettu virtuaalinen käyttöönottoympäristö osoittautui toimivaksi ja soveltuvaksi, sekä sen todettiin tuovan potentiaalisia hyötyjä Outotec (Finland) Oy:lle, esimerkiksi kosketusnäyttöjen visualisoinnin parannus, hybridikäyttöönottomahdollisuus sekä automaatio-ohjauksien kehittäminen. Työn perusteella arvioidaan onko Outotec:lla tarvetta jatkaa valitulla alustalla todellisen laitteiston aikavaatimukset täyttävään reaaliaika-toteutukseen, jota työssä esitellään.

Port Weller Dry Docks collection, 1959-1967

Port Weller Dry Docks Limited was officially established on April 25, 1946, near Lock 1 of the Welland Canal. Charles A. Ansell was the company’s first President and General Manager. Initially, the company focused on repairing ships, but in June, 1951, built their first ship, the Scott Misener. In 1956, the Upper Lakes and St. Lawrence Transportation Co. purchased all of the shares of Port Weller Dry Docks Limited. In the mid-eighties, ULS (Upper Lakes Shipping) International (which owned the Port Weller dry docks), and Canada Steamship Lines, merged their operations. As a result, the Port Weller Dry Docks became a division of this newly formed company, known as Canadian Shipbuilding and Engineering Limited. In 2007, Seaway Marine & Industrial Inc. took over ownership of the Port Weller Dry Docks, but declared bankruptcy in July 2013.