A Monte Carlo approach to the inverse problem of diffuse pollution risk in agricultural catchments

The hydrological and biogeochemical processes that operate in catchments influence the ecological quality of freshwater systems through delivery of fine sediment, nutrients and organic matter. Most models that seek to characterise the delivery of diffuse pollutants from land to water are reductionist. The multitude of processes that are parameterised in such models to ensure generic applicability make them complex and difficult to test on available data. Here, we outline an alternative - data-driven - inverse approach. We apply SCIMAP, a parsimonious risk based model that has an explicit treatment of hydrological connectivity. we take a Bayesian approach to the inverse problem of determining the risk that must be assigned to different land uses in a catchment in order to explain the spatial patterns of measured in-stream nutrient concentrations. We apply the model to identify the key sources of nitrogen (N) and phosphorus (P) diffuse pollution risk in eleven UK catchments covering a range of landscapes. The model results show that: 1) some land use generates a consistently high or low risk of diffuse nutrient pollution; but 2) the risks associated with different land uses vary both between catchments and between nutrients; and 3) that the dominant sources of P and N risk in the catchment are often a function of the spatial configuration of land uses. Taken on a case-by-case basis, this type of inverse approach may be used to help prioritise the focus of interventions to reduce diffuse pollution risk for freshwater ecosystems. (C) 2012 Elsevier B.V. All rights reserved.

Kysyntävaihteluihin varautuminen metalliteollisuuden alihankintayrityksessä

Raportissa esitetään keinoja kysynnän vaihteluiden ehkäisemiseksi sekä vaihteluihin varautumiseksi metalliteollisuudessa alihankintayrityksessä. Keinot on jaoteltu sisäisiin ja ulkoisiin toimenpiteisiin. Sisäiset toimenpiteet on toteutettu yrityksen omassa tuotannossa ja niiden tarkoitus on kehittää valmistusprosesseja kokonaisuutena. Ulkoiset toimenpiteet on suunniteltu kehittämään kohdeyrityksen ja sen suurimman asiakkaan välistä yhteistyötä. Ratkaisukeinoja kehitettäessä raportissa tutustutaan prosessien merkitykseen toiminnan kuvaamisessa sekä ajan rooliin tilausohjautuvassa toiminnassa. Myös tilauksen kytkentäpisteen merkitystä toiminnan kehittämisessä pohditaan. Kysyntävaihteluiden perimmäisiä syitä analysoidaan ja esitellään toimintavaihtoehtoja kysyntävaihteluiden vähentämiseksi tai poistamiseksi. Kehitetyt toimenpiteet muodostavat kaksitasoisen ja kahdeksan pykäläisen ratkaisumallin. Ratkaisuista ulkoisia ovat toimintavastuiden uudelleenmäärittely, tilauskäytäntöjen kehittäminen, tiedon jakaminen sekä siirtyminen keskitettyihin toimitusratkaisuihin. Sisäiset ratkaisut ovat tuotantomuotojen uudelleenorganisointi, läpäisyajan parantaminen, resurssien tehokkaampi hyödyntäminen sekä prosessipohjaiset tuotannonohjausmenetelmät. Toimenpiteiden myötä kohdeyritys on tulevaisuudessa paremmin varautunut kohtaamaan vaihteluita kysynnässä. Yritys on sisäisesti joustavampi ja tehokkaampi ja omaa myös tehokkaita ulkoisia valmiuksia kysyntävaihteluiden varalle.

Loanword Phonology, Lexical Exceptions, Morphologically Driven Underapplication, and the Nature of Positionally Biased Constraints

In this paper we provide a formal account for underapplication of vowel reduction to schwa in Majorcan Catalan loanwords and learned words. On the basis of the comparison of these data with those concerning productive derivation and verbal inflection, which show analogous patterns, in this paper we also explore the existing and not yet acknowledged correlation between those processes that exhibit a particular behaviour in the loanword phonology with respect to the native phonology of the language, those processes that show lexical exceptions and those processes that underapply due to morphological reasons. In light of the analysis of the very same data and taking into account the aforementioned correlation, we show how there might exist a natural diachronic relation between two kinds of Optimality Theory constraints which are commonly used but, in principle, mutually exclusive: positional faithfulness and contextual markedness constraints. Overall, phonological productivity is proven to be crucial in three respects: first, as a context of the grammar, given that «underapplication» is systematically found in what we call the productive phonology of the dialect (including loanwords, learned words, productive derivation and verbal inflection); second, as a trigger or blocker of processes, in that the productivity or the lack of productivity of a specific process or constraint in the language is what explains whether it is challenged or not in any of the depicted situations, and, third, as a guiding principle which can explain the transition from the historical to the synchronic phonology of a linguistic variety.

Teollisuusyrityksen ekstranet –ratkaisut asiakaspalvelutoiminnan kehittämiseksi

Työssä tarkastellaan sähköisen liiketoiminnan ja asiakaspalvelutoiminnan työvälineenä käytettävän ekstranet–verkon sovellus- ja hyötypotentiaalia teollisuusyrityksissä. Lisäksi selvityksen kohteena ovat ekstranet –palvelu-kanavien strateginen suunnittelu ja kehitys yrityksissä sekä niiden liike-toiminnalliset vaikutukset. Tarkastelun kohteena on esimerkkiyrityksen ekstranet–palvelujärjestelmä ja siinä toimivat sovellukset toiminta-ominaisuuksineen. Lähitarkastelussa on yrityksen yhden ekstranet –moduulin konseptin kehittäminen, joka liittyy uuden sovelluksen pilottikehitys-hankkeeseen, jossa asiakkaalle on tarkoitus tarjota teknistä tukea ns. etädiagnostiikan avulla. Etäseurannan kohteena tässä moduulissa ovat asiakkaan liimausprosessin parametrit, jotka kuvaavat toimittajan liima-aineiden käyttäytymistä asiakkaan prosessissa. Parametritietojen siirtämisen relevanttiutta sekä asiakkaan prosessin problematiikkaa on selvitetty haastattelemalla yrityksen tuotekehityksen ja teknisen asiakaspalvelun avainhenkilöitä. Välittämällä asiakkaan prosessia koskevia tietoja ekstranetiin ja hyväksikäyttämällä niitä päästään merkittäviin molemminpuolisiin tehokkuus- ja kilpailuetuihin sekä kasvavaan asiakasuskollisuuteen. Työn tuloksena on esitetty kehitettävän sovelluksen konsepti, joka voi määritellä ennakkotiedot sitä rakentavalle ASP-toimittajalle sekä toimia vakiomallina sovelluksen käyttökohteita laajennettaessa.

Hankintatoimen päätöksentekomallin kehittäminen rakennus-teollisuudessa

Työn tarkoituksena on kehittää omaperustaiseen toimitilarakentamiseen soveltuva hankintatoimen päätöksentekomalli. Keskeisintä on ohjata päätöksentekoprosessia pois osaoptimointipäätöksistä kohti yhteisiä tavoitteita tukevia päätöksiä. Hankintatoimen vaikutusmahdollisuus koko hankkeen onnistumiseen ja sujumiseen on keskeinen. Työssä analysoitiin nykyinen hankintaprosessi ja nykyiset hankintatoimeen vaikuttavat tekijät. Tieto kerättiin haastattelemalla hankintahenkilökuntaa, yhtä suurta toimittajaa sekä tutustumalla aiheesta tehtyihin kirjallisiin tutkimuksiin. Suurimpina ongelmien aiheuttajana on hankkeen eri osapuolten yhteistyön ohuus, hankkeen prosessien puutteellinen linkitys, kyvyttömyys vaikuttaa päätöksiin oikealla hetkellä, suunnittelun ohjaus ja johtaminen, lyhytjänteisyys eri osapuolten kesken ja hankinnassa käytettävien kriteereiden suppeus. Työn tuloksena muodostettiin hankintatoimen päätöksentekomalli, jossa hanke on jaettu ajallisesti neljään osittain päällekkäiseen vaiheeseen. Vaiheet ovat ideavaihe, suunnitteluvaihe, joka on myös prosessien päätöksentekovaihe, rakentamisvaihe, joka on prosessien ohjausvaihe, sekä jälkihoitovaihe. Vaiheiden sisältämät tehtävät, tehtävien tavoitteet, käytettävät keinot, tehtävän vastuut ja osallistujat sekä tehtävään liittyvän päätöksenteon kriteerit sisältyvät malliin. Keskeisimpiä asioita tehokkaan hankintatoimen rakentamisessa on toimiva ja strategisesti johdettu hankintaorganisaatio, toimittajasuhteiden syvyys ja suunnittelun johtamisen sekä ohjaamisen hallinta.

Inclusion and empowerment in public art and urban design

To involve citizens in developing the processes of city making is an objective that occupies part of the agenda of political parties in the context of the necessary renewal in representative democracy. This paper aims to provide some answers to the following questions: Is it possible to overcome the participatory processes based exclusively on the consultation? Is it possible to"train" residents to take an active role in decision-making? How can we manage, proactively, the relationship between public actors, technicians and politicians, in a participatory process? We analyse the process development for creating the Wall of Remembrance in the Barcelona neighbourhood of Baró de Viver, a work of public art, created and produced by its neighbours, in the context of a long participatory process focused on changing the image of the neighbourhood and the improvement of public space. This result and this process have been possible in a given context of cooperation among neighbours, local government and the research team (CR-Polis, Art, City, Society at the University of Barcelona). The development of a creative process of citizen participation between 2004 and 2011 made possible the direct management of decision making by the residents on the field of the design of public space in the neighbourhood. However, the material results of the process does not overshadow the great achievement of the project: the inclusion of a neighbourhood in taking informed decisions because of their empowerment in public space design and management of their remembrances.

Metsäteollisuuden kaatopaikkatoiminnan kehittäminen

Metsäteollisuuden kaatopaikoille läjitetään vuosittain jätteitä yli 400 000 kuiva-ainetonnia. Pääosa jätteestä on peräisin kemiallisen massan valmistuksesta sekä energiantuotannosta. Kaatopaikoille läjitetyn jätteen laatu on muuttunut huomattavasti vuosikymmenien kuluessa. Aikaisemmin kaatopaikoille on läjitetty runsain määrin bioperäistä jätettä, joka anaerobisesti hajotessaan aiheuttaa nykyisin huomattavia biokaasupäästöjä. Inerttien, biohajoamattomien ainesten osuus metsäteollisuuden kaatopaikoille läjitettävän jätteen määrästä on tällä hetkellä noin 75 % ja niiden osuus tullee kasvamaan edelleen. Metsäteollisuuden kaatopaikkakuormitusta pyritään tulevaisuudessa vähentämään prosesseja tehostamalla sivutuotteiden hyötykäyttömahdollisuuksia lisäämällä. Vuonna 1997 voimaan tulleen valtioneuvoston päätöksen mukaan kaatopaikoilla muodostuva biokaasu tulee kerätä ja käsitellä. Tämä koskee kaikkia kaatopaikkoja. Lainsäädäntö antaa kuitenkin mahdollisuuden toteuttaa nämä vaatimukset hieman eri tavoin kaatopaikkojen yksilölliset erot huomioiden. Tässä diplomityössä on kartoitettu voimassaolevaa kaatopaikkalainsäädäntöä ja siinä lähivuosina mahdollisesti tapahtuvia muutoksia. Työssä on esitelty metsäteollisuuden kaatopaikoilla syntyvien päästöjen syntymekanismit ja vertailtu päästöjen hallinnassa käytettäviä vaihtoehtoisia tekniikoita. Tässä työssä on erityisesti keskitytty kaatopaikoilla syntyviin kaasumaisiin päästöihin sekä vertailtu kaasumaisten päästöjen aktiivista ja passiivista käsittelyä. Biokaasun passiivisen käsittelyjärjestelmän aiheuttamat investointi- ja käyttökustannukset ovat vain murto-osa aktiivisen järjestelmän vastaavista kustannuksista. Diplomityön kokeellisessa osuudessa mitattiin erään passiivisen biokaasunkäsittelyjärjestelmän toimivuutta. Saatujen mittaustulosten mukaan biokaasun sisältämä metaani hapettui lähes täysin metrin paksuisessa kuorikerroksessa. Kaasunjakoa parantamalla voidaan kuoripatjan metaaninhapetustehokkuutta vielä hieman nostaa. Mittaustulosten mukaan biokaasun passiivinen käsittely toimii kyseisessä rakenteessa ja on siten varteenotettava vaihtoehto aktiivisille biokaasunkeräily- ja käsittelyjärjestelmille.

Technical Aspects of Internet-Shopping, Comparative study in Finland/Russia

Isot ja keskikokoiset yritykset harkitsevat sähköistä kaupankäyntiä Internetissä, Internet - kauppojen muodossa. Organisaatiot pyrkivät kilpailukykyiseen ja moderniin tyyliin kaupankäynnissä sekä yrityksen eri prosessien automatisointiin. Yrityksen on onnistuttava uusimpien tekniikoiden ja työkalujen omaksumisessa kilpailukykynsä parantamiseksi. Sähköinen kaupankäynti on suhteellisen uusi tekniikka, joka mahdollistaa kaupankäynnin esittämisen uudessa, sähköisessä muodossa. Tämä työ sisältää katsauksen yrityksen mahdollisiin sähköisen kaupankäynnin eri muotoihin. Työ sisältää mahdollisia ratkaisuja Internet-kaupan rakentamiseen, sähköisen kaupankäynnin hallintaan sekä erityyppisten Internet- kauppojen kuvauksia. Sähköisen kaupankäynnin ongelmat ovat myös tarkastelussa. Välttämättömät asiat sähköisen kaupankäynnin perustamiseksi on lueteltu. Työn kokeellinen osuus sisältää vertailututkimusta sähköisen kaupankäynnin muodoista Suomessa ja Venäjällä. Sähköisen kaupankäynnin ongelmat, niiden mahdolliset ratkaisut, eroavaisuudet sekä samankaltaisuudet molempien maiden välillä on esitetty tässä työssä. Työssä on arvioitu Internet-kaupan kehittämistä sekä edistämistä esimerkein. Tutkimuksen tulokset on esitetty.

Disentangling the formation of contrasting tree line physiognomies combining model selection and Bayesian parameterization for simulation models.

Alpine tree-line ecotones are characterized by marked changes at small spatial scales that may result in a variety of physiognomies. A set of alternative individual-based models was tested with data from four contrasting Pinus uncinata ecotones in the central Spanish Pyrenees to reveal the minimal subset of processes required for tree-line formation. A Bayesian approach combined with Markov chain Monte Carlo methods was employed to obtain the posterior distribution of model parameters, allowing the use of model selection procedures. The main features of real tree lines emerged only in models considering nonlinear responses in individual rates of growth or mortality with respect to the altitudinal gradient. Variation in tree-line physiognomy reflected mainly changes in the relative importance of these nonlinear responses, while other processes, such as dispersal limitation and facilitation, played a secondary role. Different nonlinear responses also determined the presence or absence of krummholz, in agreement with recent findings highlighting a different response of diffuse and abrupt or krummholz tree lines to climate change. The method presented here can be widely applied in individual-based simulation models and will turn model selection and evaluation in this type of models into a more transparent, effective, and efficient exercise.

Maintenance process development for remote administration of network servers

Maintenance is a part of system development and it is possible to develop operation models for accomplishing maintenance tasks. These models can be applied to individual maintenance tasks, maintenance projects and version management. Beneficial operation models makes maintenance more effective and they assist in managing various changes. The purpose of this thesis was to develop a maintenance process which can be used to remote administer network servers. This consisted of defining those operation models and technical specifications which enable to set up, manage changes, maintain and monitor resources of information systems that are located in several different sites. At first in this thesis the needs of the process were determined and requirements were defined based on those needs. The meaning of processes in maintenance of information systems, maintenance workflows and challenges were studied. Then current practical problems and disadvantages of maintenance work were analyzed in order to focus the development to proper issues. Because available operation models did not cover all the recent needs, new maintenance process which fulfilled the requirements was developed.

Diverse set of Turing nanopatterns coat corneae across insect lineages.

Nipple-like nanostructures covering the corneal surfaces of moths, butterflies, and Drosophila have been studied by electron and atomic force microscopy, and their antireflective properties have been described. In contrast, corneal nanostructures of the majority of other insect orders have either been unexamined or examined by methods that did not allow precise morphological characterization. Here we provide a comprehensive analysis of corneal surfaces in 23 insect orders, revealing a rich diversity of insect corneal nanocoatings. These nanocoatings are categorized into four major morphological patterns and various transitions between them, many, to our knowledge, never described before. Remarkably, this unexpectedly diverse range of the corneal nanostructures replicates the complete set of Turing patterns, thus likely being a result of processes similar to those modeled by Alan Turing in his famous reaction-diffusion system. These findings reveal a beautiful diversity of insect corneal nanostructures and shed light on their molecular origin and evolutionary diversification. They may also be the first-ever biological example of Turing nanopatterns.

Varaosien tunnistuspalvelut sähköisessä liiketoimintaympäristössä

Työn tarkoituksena on ollut luoda varaosien tunnistukseen kehitysmalli, jota voidaan käyttää pohjana palveluiden kehityksessä. Saatavilla olevia tunnistusmenetelmiä parantamalla on mahdollista kehittää liiketoimintaprosesseja. Yrityksiin kohdistuu yhä enemmän vaatimuksia, jotka täyttääkseen on kyettävä luomaan kustomoitavissa olevia innovatiivisia palvelukokonaisuuksia. Yritysten tulisi kerätä yhteen kaikki saatavilla oleva tieto asiakkaiden hankkimista tuotteista ja palveluista tarjoten näiden kautta toimintamahdollisuuksia lähemmäs asiakasrajapintaan. Sähköisten tunnistuspalveluiden kehitys ja integrointi yhdeksi kokonaisuudeksi on keskeisessä asemassa yrityksen palvelutarjontaa kehitettäessä. Palveluihin voidaan antaa pääsy SOA (Service Oriented Architecture) -malliin perustuvien portaaleiden kautta. Uudet varaosien tunnistusmenetelmät tulee liittää web-palveluina portaaliin integrointimenetelmiä käyttäen. Varaosien tunnistuksen kannalta on keskeistä linkittää taustajärjestelmien tieto tukemaan tunnistusprosessia tuotteiden koko elinkaaren ajan. Case tapauksessa integroitiin varaosien tunnistuspalveluina IMB WebSphere Portal:n PDM (Product Data Management) -järjestelmän varaosadokumentaatio. Lisäksi luotiin varaosien tunnistusjärjestelmän vaatima datamalli, joka mahdollistaa PDMjärjestelmässä olevan as-built – varaosarakenteen hyväksikäytön portaaliin liitettävän graafisen varaosien tunnistusjärjestelmän kanssa. Tulevaisuuden kehitysmahdollisuuksina nähdään huoltojärjestelmien tiedon integrointi osaksi tunnistusmenetelmiä parantavaa kokonaisuutta, huoltotarpeen automaattinen seuranta ja analysointi, RFID:n käyttömahdollisuudet, mobiili-sovellusten kehitys, varaosien tunnistukseen perustuvien liiketoimintaprosessien automatisointi sekä jatkuva tiedonjaon kehittäminen.

A catalogue of Primitive Scenario-Types : The First Step to the Automation of Learning Scenarios

Peer-reviewed

Validation of plant dynamic model by online and laboratory measurements – a tool to predict online COD loads out of production of mechanical printing papers

COD discharges out of processes have increased in line with elevating brightness demands for mechanical pulp and papers. The share of lignin-like substances in COD discharges is on average 75%. In this thesis, a plant dynamic model was created and validated as a means to predict COD loading and discharges out of a mill. The assays were carried out in one paper mill integrate producing mechanical printing papers. The objective in the modeling of plant dynamics was to predict day averages of COD load and discharges out of mills. This means that online data, like 1) the level of large storage towers of pulp and white water 2) pulp dosages, 3) production rates and 4) internal white water flows and discharges were used to create transients into the balances of solids and white water, referred to as “plant dynamics”. A conversion coefficient was verified between TOC and COD. The conversion coefficient was used for predicting the flows from TOC to COD to the waste water treatment plant. The COD load was modeled with similar uncertainty as in reference TOC sampling. The water balance of waste water treatment was validated by the reference concentration of COD. The difference of COD predictions against references was within the same deviation of TOC-predictions. The modeled yield losses and retention values of TOC in pulping and bleaching processes and the modeled fixing of colloidal TOC to solids between the pulping plant and the aeration basin in the waste water treatment plant were similar to references presented in literature. The valid water balances of the waste water treatment plant and the reduction model of lignin-like substances produced a valid prediction of COD discharges out of the mill. A 30% increase in the release of lignin-like substances in the form of production problems was observed in pulping and bleaching processes. The same increase was observed in COD discharges out of waste water treatment. In the prediction of annual COD discharge, it was noticed that the reduction of lignin has a wide deviation from year to year and from one mill to another. This made it difficult to compare the parameters of COD discharges validated in plant dynamic simulation with another mill producing mechanical printing papers. However, a trend of moving from unbleached towards high-brightness TMP in COD discharges was valid.

Reduction and Analysis Methods of Indigo

Throughout history indigo was derived from various plants for example Dyer’s Woad (Isatis tinctoria L.) in Europe. In the 19th century were the synthetic dyes developed and nowadays indigo is mainly synthesized from by-products of fossil fuels. Indigo is a so-called vat dye, which means that it needs to be reduced to its water soluble leucoform before dyeing. Nowadays, most of the industrial reduction is performed chemically by sodium dithionite. However, this is considered environmentally unfavourable because of waste waters contaminating degradation products. Therefore there has been interest to find new possibilities to reduce indigo. Possible alternatives for the application of dithionite as the reducing agent are biologically induced reduction and electrochemical reduction. Glucose and other reducing sugars have recently been suggested as possible environmentally friendly alternatives as reducing agents for sulphur dyes and there have also been interest in using glucose to reduce indigo. In spite of the development of several types of processes, very little is known about the mechanism and kinetics associated with the reduction of indigo. This study aims at investigating the reduction and electrochemical analysis methods of indigo and give insight on the reduction mechanism of indigo. Anthraquinone as well as it’s derivative 1,8-dihydroxyanthraquinone were discovered to act as catalysts for the glucose induced reduction of indigo. Anthraquinone introduces a strong catalytic effect which is explained by invoking a molecular “wedge effect” during co-intercalation of Na+ and anthraquinone into the layered indigo crystal. The study includes also research on the extraction of plant-derived indigo from woad and the examination of the effect of this method to the yield and purity of indigo. The purity has been conventionally studied spectrophotometrically and a new hydrodynamic electrode system is introduced in this study. A vibrating probe is used in following electrochemically the leuco-indigo formation with glucose as a reducing agent.