Conflict-based Method for Conceptual Process Synthesis

The changing business environment demands that chemical industrial processes be designed such that they enable the attainment of multi-objective requirements and the enhancement of innovativedesign activities. The requirements and key issues for conceptual process synthesis have changed and are no longer those of conventional process design; there is an increased emphasis on innovative research to develop new concepts, novel techniques and processes. A central issue, how to enhance the creativity of the design process, requires further research into methodologies. The thesis presentsa conflict-based methodology for conceptual process synthesis. The motivation of the work is to support decision-making in design and synthesis and to enhance the creativity of design activities. It deals with the multi-objective requirements and combinatorially complex nature of process synthesis. The work is carriedout based on a new concept and design paradigm adapted from Theory of InventiveProblem Solving methodology (TRIZ). TRIZ is claimed to be a `systematic creativity' framework thanks to its knowledge based and evolutionary-directed nature. The conflict concept, when applied to process synthesis, throws new lights on design problems and activities. The conflict model is proposed as a way of describing design problems and handling design information. The design tasks are represented as groups of conflicts and conflict table is built as the design tool. The general design paradigm is formulated to handle conflicts in both the early and detailed design stages. The methodology developed reflects the conflict nature of process design and synthesis. The method is implemented and verified through case studies of distillation system design, reactor/separator network design and waste minimization. Handling the various levels of conflicts evolve possible design alternatives in a systematic procedure which consists of establishing an efficient and compact solution space for the detailed design stage. The approach also provides the information to bridge the gap between the application of qualitative knowledge in the early stage and quantitative techniques in the detailed design stage. Enhancement of creativity is realized through the better understanding of the design problems gained from the conflict concept and in the improvement in engineering design practice via the systematic nature of the approach.

Studies on coordination of systems development process

This thesis examines coordination of systems development process in a contemporary software producing organization. The thesis consists of a series of empirical studies in which the actions, conceptions and artifacts of practitioners are analyzed using a theory-building case study research approach. The three phases of the thesis provide empirical observations on different aspects of systemsdevelopment. In the first phase is examined the role of architecture in coordination and cost estimation in multi-site environment. The second phase involves two studies on the evolving requirement understanding process and how to measure this process. The third phase summarizes the first two phases and concentrates on the role of methods and how practitioners work with them. All the phases provide evidence that current systems development method approaches are too naïve in looking at the complexity of the real world. In practice, development is influenced by opportunity and other contingent factors. The systems development processis not coordinated using phases and tasks defined in methods providing universal mechanism for managing this process like most of the method approaches assume.Instead, the studies suggest that managing systems development process happens through coordinating development activities using methods as tools. These studies contribute to the systems development methods by emphasizing the support of communication and collaboration between systems development participants. Methods should not describe the development activities and phases in a detail level, butshould include the higher level guidance for practitioners on how to act in different systems development environments.

The biological basis of the aging process

El procés biològic bàsic subjacent de l’envelliment va ésser avançat per la teoria de l’envelliment basada en els radicals lliures l’any 1954: la reacció dels radicals lliures actius, produïts fisiològicament en l’organisme, amb els constituents cel·lulars inicia els canvis associats a l’envelliment. La implicació dels radicals lliures en l’envelliment està relacionada amb el seu paper clau en l’origen i l’evolució de la vida. La informació disponible avui en dia ens mostra que la composició específica de les macromolècules cel·lulars (proteïnes, àcids nucleics, lípids i carbohidrats) en les espècies animals longeves tenen intrínsicament una resistència elevada a la modificació oxidativa, la qual cosa probablement contribueix a la longevitat superior d’aquestes espècies. Les espècies longeves també mostren unes taxes reduïdes de producció de radicals lliures i de lesió oxidativa. D’altra banda, la restricció dietària disminueix la producció de radicals lliures i la lesió molecular oxidativa. Aquests canvis estan directament associats a la reducció de la ingesta de proteïnes dels animals sotmesos a restricció, que alhora sembla que són deguts específicament a la reducció de la ingesta de metionina. En aquesta revisió s’emfatitza que una taxa baixa de generació de lesió endògena i una resistència intrínsecament elevada a la modificació de les macromolècules cel·lulars són trets clau de la longevitat de les espècies animals.

Optimizing the Testing Process in Module Testing – Functional Testing Interface

Today's business environment has become increasingly unexpected and fast changing because of the global competition. This new environment requires the companies to organize their control differently, e.g. by logistic process thinking. Logistic process thinking in software engineering applies the principles of production process to immaterial products. Processes must be optimized, so that every phase adds value to the customer, and the lead times can be cut shorter to meet the new customer requirements. The purpose of this thesis is to examine and optimize the testing processes of software engineering concentrating on module testing, functional testing and their interface. The concept of logistic process thinking is introduced through production process, value added model and process management. Also theory of testing based on literature is presented, concentrating on module testing and functional testing. The testing processes of the Case Company are presented together with the project models in which they are implemented. The real life practices in module testing and functional testing and their interface are examined through interviews. These practices are analyzed against the processes and the testing theory, through which ideas for optimizing the testing process are introduced. The project world of the Case Company is also introduced together with two example testing projects in different life cycle phases. The examples give a view of how much effort of the project is put in different types of testing.

Optimization of KOH etching process to obtain textured substrates suitable for heterojunction solar cells fabricated by HWCVD

In this work, we have studied the texturization process of (100) c-Si wafers using a low concentration potassium hydroxide solution in order to obtain good quality textured wafers. The optimization of the etching conditions have led to random but uniform pyramidal structures with good optical properties. Then, symmetric heterojunctions were deposited by Hot-Wire CVD onto these substrates and the Quasi-Steady-State PhotoConductance technique was used to measure passivation quality. Little degradation in the effective lifetime and implicit open circuit voltage of these devices (< 20 mV) was observed in all cases. It is especially remarkable that for big uniform pyramids, the open-circuit voltage is comparable to the values obtained on flat substrates.

Friedman's Excess energy and the McMillan-Mayer theory of solutions:Thermodynamics

In his version of the theory of multicomponent systems, Friedman used the analogy which exists between the virial expansion for the osmotic pressure obtained from the McMillan-Mayer (MM) theory of solutions in the grand canonical ensemble and the virial expansion for the pressure of a real gas. For the calculation of the thermodynamic properties of the solution, Friedman proposed a definition for the"excess free energy" that is a reminder of the ancient idea for the"osmotic work". However, the precise meaning to be attached to his free energy is, within other reasons, not well defined because in osmotic equilibrium the solution is not a closed system and for a given process the total amount of solvent in the solution varies. In this paper, an analysis based on thermodynamics is presented in order to obtain the exact and precise definition for Friedman"s excess free energy and its use in the comparison with the experimental data.

Integrating Group Support Systems to innovation process of a forest company

The objective of this study was to analyze the effects of Group Support Systems (GSS) to overall efficiency of innovation process. Overall efficiency was found to be a sum of meeting efficiency, product effectiveness, and learning efficiency. These components were studied in various working situations common in early stages of innovation process. In the empirical part of this study, the suitability of GSS at the forest company was assessed. The basics for this study were idea generation meetings held at LUT and results from the surveys done after the sessions. This data combined with the interviews and theoretical background was used to analyze suitability of this technology to organizational culture at the company. The results of this study are divided to theory and case level. On theory level GSS was found to be a potentially valuable tool for innovation managers, especially at the first stages of the process. On case level, GSS was found to be a suitable tool at Stora Enso for further utilization. A five step implementation proposal was built to illustrate what would be the next stages of GSS implementation, if technology was chosen for further implementation.

The Optimization of Flotation Process Parameters in the Deinking Plant

Tämän diplomityön tavoitteena oli sekundäärisen esiflotaation optimointi Stora Enso Sachsen GmbH:n tehtaalla. Optimoinnin muuttujana käytettiin vaahdon määrää ja optimointiparametreinä ISO-vaaleutta, saantoja sekä tuhkapitoisuutta. Lisäksi tutkittiin flotaatiosakeuden vaikutusta myös muihin tehtaan flotaatioprosesseihin. Kirjallisuusosassa tarkasteltiin flotaatiotapahtumaa, poistettavien partikkeleiden ja ilmakuplien kontaktia, vaahdon muodostumista sekä tärkeimpiä käytössä olevia siistausflotaattoreiden laiteratkaisuja. Kokeellisessa osassa tutkittiin flotaatiosakeuden pienetämisen vaikutuksia tehtaan flotaatioprosesseihin tuhkapitoisuuden, ISO-vaaleuden, valon sironta- ja valon absorpiokerrointen kannalta. Sekundäärisen esiflotaation optimonti suoritettiin muuttamalla vaahdon määrää kolmella erilaisella injektorin koolla, (8 mm, 10 mm ja 13 mm), joista keskimmäinen kasvattaa 30 % massan tilavuusvirtaa ilmapitoisuuden muodossa. Optimonnin tarkoituksena oli kasvattaa hyväksytyn massajakeen ISO-vaaleutta, sekä kasvattaa kuitu- ja kokonaissaantoa sekundäärisessä esiflotaatiossa. Flotaatiosakeuden pienentämisellä oli edullisia vaikutuksia ISO-vaaleuteen ja valon sirontakertoimeen kussakin flotaatiossa. Tuhkapitoisuus pieneni sekundäärisissä flotaatioissa enemmän sakeuden ollessa pienempi, kun taas primäärisissä flotaatiossa vaikutus oli päinvastainen. Valon absorptiokerroin parani jälkiflotaatioissa alhaisemmalla sakeudella, kun taas esiflotaatioissa vaikutus oli päinvastainen. Sekundäärisen esiflotaation optimoinnin tuloksena oli lähes 5 % parempi ISO-vaaleus hyväksytyssä massajakeessa. Kokonaissaanto parani optimoinnin myötä 5 % ja kuitusaanto 2 %. Saantojen nousu tuottaa vuosittaisia säästöjä siistauslaitoksen tuotantokapasiteetin noustessa 0,5 %. Tämän lisäksi sekundäärisessä esiflotaatiossa rejektoituvan massavirran pienentyminen tuottaa lisäsäästöjä tehtaan voimalaitoksella.

Supplier process development

Tämän diplomityön tarkoituksena on parantaa Timberjackin ja Timberjackin toimittajien välistä yhteistyötä ja saattaa Timberjackin toimintatavat toimittajien tietoisuuteen. Aiheen laajuuden vuoksi yksittäisten aihepiirien syvällinen tutkiminen jäi vähäiseksi. Monet globaalit yhtiöt ovat nykyisin ottaneet selkeäksi strategiakseen toimintojensa ulkoistamisen ja tällöin yhtiölle itselleen jää ainoastaan lopputuotteiden kokoonpanon työvaiheet. Tämä tarkoittaa, että ulkoisilta toimittajilta ostetaan entistä enemmän komponentteja ja tuotekokonaisuuksia. Toisaalta taas harvalla toimittajalla on vielä tarvittavaa tieto-taitoa tai resursseja vastata päämiehen lisääntyviin tarpeisiin. Tämä on syy miksi suuret maailmanluokan yhtiöt panostavat nykyisin huomattavia voimavaroja toimittajaketjun kehittämiseen. Diplomityön ensimmäisessä osiossa paneudutaan teoria-asioihin, jotka tulee olla tiedossa kehitettäessä yhteistyötä toimittajien kanssa. Toisessa osassa tutkitaan Timberjackin toimintatapoja, tuotantomallia ja nykyisiä toimittajia. Nämä tiedot ovat välttämättömiä, kun luodaan kokonaiskuvaa toimittajaprosessista ja kun kehitetään uusia työkaluja helpottamaan toimittajien ja Timberjackin välistä yhteistyötä. Työn tuloksena Timberjackilla on nyt toimittajakäsikirja, joka sisältää tietoja, jotka toimittajien tulee huomioida toimiessaan Timberjackin kanssa ja myös ohjeita siitä, kuinka toimittajat voivat kehittää omia prosessejaan.

Purchasing Process Performance Definition and Improvement in the Mechanical Wood Industry

Tämän tutkimuksen ensisijaisena tavoitteena oli määrittää Schauman Wood Oy:n ostoprosessin suorituskyvyn nykytila yrityksen Suomen yksiköissä. Nykytila-arviointi suoritettiin uusien ja käytössä olevien mittaustulosten avulla. Tutkimuksessa verrattiin kymmenen tuotantolaitoksen ostoprosesseja keskenään. Keskeinen tutkimusongelma oli ostoprosessin suorituseroja aikaansaavien tekijöiden selvittäminen eri yksiköissä. Tutkimuksen tavoitteena oli saavuttaa yhtenäisemmät toimintatavat yrityksessä sekä laajentaa konsernin osto-organisaation hyödyntämistä hankintatoimessa. Tavoitteena oli ostoprosessin virtaviivaistaminen ja tehokkaamman seurantajärjestelmän kehittäminen. Ostotoimintojen suorituskyvyn jatkuva parantaminen perustuu osittain uusien mittareiden avulla saatavaan informaatioon ja täsmällisempään seurantaan. Sisäistä benchmarkingia käytettiin työkaluna suorituskyky-eroavaisuuksien määrittelyssä. Tietoa erilaisista toimintatavoista kerättiin haastattelemalla yrityksen ostajia ja tehdaspalvelupäälliköitä eri tehdaspaikkakunnilla. Sisäisen benchmarkingin avulla määriteltiin toimintatapa eroavaisuudet sekä kehitettiin seurantakortti, jossa jokaista yksikköä verrataan parhaaseen ja eniten kehittyneeseen yksikköön. Työn tuloksina muodostui ehdotuksia ostotoiminnon uusiksi mittareiksi. Uudet mittarit ovat tehokkuusmittareita, jotka kuvaavat resurssien käytön tehokkuutta sekä auttavat seuraamaan ostoprosessin tilaa entistä paremmin. Uusien mittareiden tavoitteena on myös vähentää mittareiden manipulaatiomahdollisuutta. Työn ulkopuolelle rajattiin informaatioteknologiajärjestelmien tietotekninen osuus. Eräs yrityksen tuotantolaitoksista rajattiin myös työn ulkopuolelle, koska sen ostoprosessit ovat huomattavasti kehittymättömämpiä kuin Schauman Woodin muiden tehtaiden ostoprosessit. Kyseisen yksikön kehittämisen tulee lähteä aivan ruohonjuuritasolta. Tutkimuksen teoriaosuus on kerätty alan ammattikirjallisuudesta ja tutkimuksen aihetta käsittelevistä uudehkoista tieteellisistä alan artikkeleista. Teorian tarkoituksena on tukea empiiristä osuutta sekä antaa lukijalle uusia näkemyksiä ostotoiminnan monista mahdollisuuksista. Tutkimuksen tuloksia ovat nykytila-analyysi, ehdotukset uusista ostotoiminnan mittareista sekä ehdotus MRO-tuotteiden ulkoistamiskokeilusta. Yrityksen ostotoiminnan tulisi kehittyä operatiivisesta tasosta kohti strategisempaa oston tasoa. Johdon sitoutuminen hankintatoimen kehityshankkeisiin on erityisen tärkeää, lisäksi hankintatoimi tulisi nähdä strategisempana osa-alueena yrityksessä. Hankintatoimen kehittämisen avulla yrityksen kustannustehokkuutta voidaan lisätä merkittävästi.

Describing and Analyzing Information Technology through Total Quality Management and Process Management: Case Stora Enso Newsprint

Laatu on osaltaan vahvistamassa asemaansa liike-elämässä yritysten kilpaillessa kansainvälisillä markkinoilla niin hinnalla kuin laadulla. Tämä suuntaus on synnyttänyt useita laatuohjelmia, joita käytetään ahkerasti yritysten kokonais- valtaisen laatujohtamisen (TQM) toteuttamisessa. Laatujohtaminen kattaa yrityksen kaikki toiminnot ja luo vaatimuksia myös yrityksen tukitoimintojen kehittämiselle ja parantamiselle. Näihin lukeutuu myös tämän tutkimuksen kohde tietohallinto (IT). Tutkielman tavoitteena oli kuvata IT prosessin nykytila. Tutkielmassa laadittu prosessikuvaus pohjautuu prosessijohtamisen teoriaan ja kohdeyrityksen käyttämään laatupalkinto kriteeristöön. Tutkimusmenetelmänä prosessin nykytilan selvittämiseksi käytettiin teemahaastattelutta. Prosessin nykytilan ja sille asetettujen vaatimusten selvittämiseksi haastateltiin IT prosessin asiakkaita. Prosessianalyysi, tärkeimpien ala-prosessien tunnistaminen ja parannusalueiden löytäminen ovat tämän tutkielman keskeisemmät tulokset. Tutkielma painottui IT prosessin heikkouksien ja parannuskohteiden etsimiseen jatkuvan kehittämisen pohjaksi, ei niinkään prosessin radikaaliin uudistamiseen. Tutkielmassa esitellään TQM:n periaatteet, laatutyökaluja sekä prosessijohtamisen terminologia, periaatteet ja sen systemaattinen toteutus. Työ antaa myös kuvan siitä, miten TQM ja prosessijohtaminen niveltyvät yrityksen laatutyössä.

What can ecosystems learn? Expanding evolutionary ecology with learning theory.

BACKGROUND: The structure and organisation of ecological interactions within an ecosystem is modified by the evolution and coevolution of the individual species it contains. Understanding how historical conditions have shaped this architecture is vital for understanding system responses to change at scales from the microbial upwards. However, in the absence of a group selection process, the collective behaviours and ecosystem functions exhibited by the whole community cannot be organised or adapted in a Darwinian sense. A long-standing open question thus persists: Are there alternative organising principles that enable us to understand and predict how the coevolution of the component species creates and maintains complex collective behaviours exhibited by the ecosystem as a whole? RESULTS: Here we answer this question by incorporating principles from connectionist learning, a previously unrelated discipline already using well-developed theories on how emergent behaviours arise in simple networks. Specifically, we show conditions where natural selection on ecological interactions is functionally equivalent to a simple type of connectionist learning, 'unsupervised learning', well-known in neural-network models of cognitive systems to produce many non-trivial collective behaviours. Accordingly, we find that a community can self-organise in a well-defined and non-trivial sense without selection at the community level; its organisation can be conditioned by past experience in the same sense as connectionist learning models habituate to stimuli. This conditioning drives the community to form a distributed ecological memory of multiple past states, causing the community to: a) converge to these states from any random initial composition; b) accurately restore historical compositions from small fragments; c) recover a state composition following disturbance; and d) to correctly classify ambiguous initial compositions according to their similarity to learned compositions. We examine how the formation of alternative stable states alters the community's response to changing environmental forcing, and we identify conditions under which the ecosystem exhibits hysteresis with potential for catastrophic regime shifts. CONCLUSIONS: This work highlights the potential of connectionist theory to expand our understanding of evo-eco dynamics and collective ecological behaviours. Within this framework we find that, despite not being a Darwinian unit, ecological communities can behave like connectionist learning systems, creating internal conditions that habituate to past environmental conditions and actively recalling those conditions. REVIEWERS: This article was reviewed by Prof. Ricard V Solé, Universitat Pompeu Fabra, Barcelona and Prof. Rob Knight, University of Colorado, Boulder.

The Genomic Signature of Population Reconnection Following Isolation: From Theory to HIV.

Ease of worldwide travel provides increased opportunities for organisms not only to colonize new environments but also to encounter related but diverged populations. Such events of reconnection and secondary contact of previously isolated populations are widely observed at different time scales. For example, during the quaternary glaciation, sea water level fluctuations caused temporal isolation of populations, often to be followed by secondary contact. At shorter time scales, population isolation and reconnection of viruses are commonly observed, and such events are often associated with epidemics and pandemics. Here, using coalescent theory and simulations, we describe the temporal impact of population reconnection after isolation on nucleotide differences and the site frequency spectrum, as well as common summary statistics of DNA variation. We identify robust genomic signatures of population reconnection after isolation. We utilize our development to infer the recent evolutionary history of human immunodeficiency virus 1 (HIV-1) in Asia and South America, successfully retrieving the successive HIV subtype colonization events in these regions. Our analysis reveals that divergent HIV-1 subtype populations are currently admixing in these regions, suggesting that HIV-1 may be undergoing a process of homogenization, contrary to popular belief.

Statistical Inversion Theory in X-ray Tomography

In this thesis the X-ray tomography is discussed from the Bayesian statistical viewpoint. The unknown parameters are assumed random variables and as opposite to traditional methods the solution is obtained as a large sample of the distribution of all possible solutions. As an introduction to tomography an inversion formula for Radon transform is presented on a plane. The vastly used filtered backprojection algorithm is derived. The traditional regularization methods are presented sufficiently to ground the Bayesian approach. The measurements are foton counts at the detector pixels. Thus the assumption of a Poisson distributed measurement error is justified. Often the error is assumed Gaussian, altough the electronic noise caused by the measurement device can change the error structure. The assumption of Gaussian measurement error is discussed. In the thesis the use of different prior distributions in X-ray tomography is discussed. Especially in severely ill-posed problems the use of a suitable prior is the main part of the whole solution process. In the empirical part the presented prior distributions are tested using simulated measurements. The effect of different prior distributions produce are shown in the empirical part of the thesis. The use of prior is shown obligatory in case of severely ill-posed problem.

Development of tender information process by business intelligence in a global company unit

The purpose of this Thesis was to study what is the present situation of Business Intelligence of the company unit. This means how efficiently unit uses possibilities of modern information management systems. The aim was to resolve how operative informa-tion management of unit’s tender process could be improved by modern information technology applications. This makes it possible that tender processes could be faster and more efficiency. At the beginning it was essential to acquaint oneself with written literature of Business Intelligence. Based on Business Intelligence theory is was relatively easy but challenging to search and discern how tender business could be improved by methods of Busi-ness Intelligence. The empirical phase of this study was executed as qualitative research method. This phase includes theme and natural interviews on the company. Problems and challenges of tender process were clarified in a part an empirical phase. Group of challenges were founded when studying information management of company unit. Based on theory and interviews, group of improvements were listed which company could possible do in the future when developing its operative processes.