Application of virtual certification techniques to vehicle design and track maintenance

Virtual certification partially substitutes by computer simulations the experimental techniques required for rail vehicle certification. In this paper, several works were these techniques were used in the vehicle design and track maintenance processes are presented. Dynamic simulation of multibody systems was used to virtually apply the EN14363 standard to certify the dynamic behaviour of vehicles. The works described are: assessment of a freight bogie design adapted to meter-gauge, assessment of a railway track layout for a subway network, freight bogie design with higher speed and axle load, and processing of the data acquired by a track recording vehicle for track maintenance.

A facilities maintenance management process based on degradation prediction using sensed data

Energy efficiency and user comfort have recently become priorities in the Facility Management (FM) sector. This has resulted in the use of innovative building components, such as thermal solar panels, heat pumps, etc., as they have potential to provide better performance, energy savings and increased user comfort. However, as the complexity of components increases, the requirement for maintenance management also increases. The standard routine for building maintenance is inspection which results in repairs or replacement when a fault is found. This routine leads to unnecessary inspections which have a cost with respect to downtime of a component and work hours. This research proposes an alternative routine: performing building maintenance at the point in time when the component is degrading and requires maintenance, thus reducing the frequency of unnecessary inspections. This thesis demonstrates that statistical techniques can be used as part of a maintenance management methodology to invoke maintenance before failure occurs. The proposed FM process is presented through a scenario utilising current Building Information Modelling (BIM) technology and innovative contractual and organisational models. This FM scenario supports a Degradation based Maintenance (DbM) scheduling methodology, implemented using two statistical techniques, Particle Filters (PFs) and Gaussian Processes (GPs). DbM consists of extracting and tracking a degradation metric for a component. Limits for the degradation metric are identified based on one of a number of proposed processes. These processes determine the limits based on the maturity of the historical information available. DbM is implemented for three case study components: a heat exchanger; a heat pump; and a set of bearings. The identified degradation points for each case study, from a PF, a GP and a hybrid (PF and GP combined) DbM implementation are assessed against known degradation points. The GP implementations are successful for all components. For the PF implementations, the results presented in this thesis find that the extracted metrics and limits identify degradation occurrences accurately for components which are in continuous operation. For components which have seasonal operational periods, the PF may wrongly identify degradation. The GP performs more robustly than the PF, but the PF, on average, results in fewer false positives. The hybrid implementations, which are a combination of GP and PF results, are successful for 2 of 3 case studies and are not affected by seasonal data. Overall, DbM is effectively applied for the three case study components. The accuracy of the implementations is dependant on the relationships modelled by the PF and GP, and on the type and quantity of data available. This novel maintenance process can improve equipment performance and reduce energy wastage from BSCs operation.

Virtual Enterprise Process Management: An Application to Industrial Maintenance

Part 2: Behaviour and Coordination

Previsão de avarias em transformadores de potência através da análise de ensaios físico-químicos

Os Transformadores de potência são máquinas de elevada importância ao nível dos Sistemas Elétricos de Energia (SEE) uma vez que são estas máquinas que possibilitam a interligação dos diferentes níveis de tensão da rede e a transmissão de energia elétrica em Corrente Alternada (CA). Geralmente, estas máquinas são de grandes dimensões e de elevado nível de complexidade construtiva. Caracterizam-se por possuírem períodos de vida útil bastante elevados (vinte a trinta anos) e preços elevados, o que conduz a um nível de exigência de fiabilidade muito elevada, uma vez que não e viável a existência de muitos equipamentos de reserva nos SEE. Com o objetivo de tentar maximizar o período de vida útil dos transformadores de potência e a sua fiabilidade, tenta-se, cada vez mais, implementar conceitos de manutenção preventiva a este tipo de máquinas. No entanto, a gestão da sua vida útil e extremamente complexa na medida em que, estas máquinas têm vários componentes cruciais e suscetiveis de originar falhas e, quase todos eles, encontram-se no interior de uma cuba. Desta forma, não e possível obter uma imagem do seu estado, em tempo real, sem colocar o transformador fora de serviço, algo que acarreta custos elevados. Por este motivo, desenvolveu-se uma técnica que permite obter uma indicação do estado do transformador, em tempo real, sem o retirar de serviço, colhendo amostras do óleo isolante e procedendo a sua análise físico-química e Analise Gases Dissolvidos (DGA). As análises aos óleos isolantes tem vindo a adquirir uma preponderância muito elevada no diagnóstico de falhas e na analise do estado de conservação destes equipamentos tendo-se desenvolvido regras para interpretação dos parâmetros dos óleos com carácter normativo. Considerando o conhecimento relativo a interpretação dos ensaios físico-químicos e DGA ao oleol, e possível desenvolver ferramentas capazes de otimizar essas mesmas interpretações e aplicar esse conhecimento no sentido de prever a sua evolução, assim como o surgimento de possíveis falhas em transformadores, para assim otimizar os processos de manutenção. Neste campo as Redes Neuronais Artificiais (RNAs) têm um papel fundamental

Full-scale biological phosphorus removal: quantification of storage polymers, microbial performance and metabolic modelling

Dissertação para obtenção do Grau de Doutor em Engenharia Química e Bioquímica

The effect of key process operational conditions on enhanced biological phosphorus removal from wastewater

Enhanced biological phosphorus removal (EBPR) is the most economic and sustainable option used in wastewater treatment plants (WWTPs) for phosphorus removal. In this process it is important to control the competition between polyphosphate accumulating organisms (PAOs) and glycogen accumulating organisms (GAOs), since EBPR deterioration or failure can be related with the proliferation of GAOs over PAOs. This thesis is focused on the effect of operational conditions (volatile fatty acid (VFA) composition, dissolved oxygen (DO) concentration and organic carbon loading) on PAO and GAO metabolism. The knowledge about the effect of these operational conditions on EBPR metabolism is very important, since they represent key factors that impact WWTPs performance and sustainability. Substrate competition between the anaerobic uptake of acetate and propionate (the main VFAs present in WWTPs) was shown in this work to be a relevant factor affecting PAO metabolism, and a metabolic model was developed that successfully describes this effect. Interestingly, the aerobic metabolism of PAOs was not affected by different VFA compositions, since the aerobic kinetic parameters for phosphorus uptake, polyhydroxyalkanoates (PHAs) degradation and glycogen production were relatively independent of acetate or propionate concentration. This is very relevant for WWTPs, since it will simplify the calibration procedure for metabolic models, facilitating their use for full-scale systems. The DO concentration and aerobic hydraulic retention time (HRT) affected the PAO-GAO competition, where low DO levels or lower aerobic HRT was more favourable for PAOs than GAOs. Indeed, the oxygen affinity coefficient was significantly higher for GAOs than PAOs, showing that PAOs were far superior at scavenging for the often limited oxygen levels in WWTPs. The operation of WWTPs with low aeration is of high importance for full-scale systems, since it decreases the energetic costs and can potentially improve WWTP sustainability. Extended periods of low organic carbon load, which are the most common conditions that exist in full-scale WWTPs, also had an impact on PAO and GAO activity. GAOs exhibited a substantially higher biomass decay rate as compared to PAOs under these conditions, which revealed a higher survival capacity for PAOs, representing an advantage for PAOs in EBPR processes. This superior survival capacity of PAOs under conditions more closely resembling a full-scale environment was linked with their ability to maintain a residual level of PHA reserves for longer than GAOs, providing them with an effective energy source for aerobic maintenance processes. Overall, this work shows that each of these key operational conditions play an important role in the PAO-GAO competition and should be considered in WWTP models in order to improve EBPR processes.

Genetic investigation of the functions of c-Myc and N-Myc in Hematopoietic stem cells

Résumé : c-Myc, le premier facteur de transcription de la famille Myc a été découvert il y a maintenant trente ans. Il reste à l'heure actuelle parmi les plus puissants proto-oncogènes connus. c-Myc est dérégulé dans plus de 50% des cancers, où il promeut la prolifération, la croissance cellulaire, et la néoangiogenèse. Myc peut aussi influencer de nombreuses autres fonctions de par sa capacité à activer ou à réprimer la transcription de nombreux gènes, et à agir globalement sur le génome à travers des modifications épigénétiques de la chromatine. La famille d'oncogènes Myc comprend, chez les mammifères, trois protéines structurellement proches: c-Myc, N-Myc et L-Myc. Ces protéines ont les mêmes proprietés biochimiques, exercent les mêmes fonctions mais sont le plus souvent exprimées de façon mutuellement exclusive. Myc a été récemment identifié comme un facteur clef dans la maintenance des cellules souches embryonnaires et adultes ainsi que dans la réacquisition des proprietés des cellules souches. Nous avons précédemment démontré que l'élimination de c-Myc provoque une accumulation de cellules souches hématopoïétiques (CSH) suite à un défaut de différenciation lié à la niche. Les CSH sont responsables de la production de tous les éléments cellulaires du sang pour toute la vie de l'individu et sont définies par leur capacité à s'auto-renouveler tout en produisant des précurseurs hématopoïétiques. Afin de mieux comprendre la fonction de Myc dans les CSH, nous avons choisi de combiner l'utilisation de modèles de souris génétiquement modifiées à une caractérisation systématique des schémas d'expression de c-Myc, N-Myc et L-Myc dans tout le système hématopoïétique. Nous avons ainsi découvert que les CSH les plus immatures expriment des quantités équivalentes de transcrits de c-myc et N-myc. Si les CSH déficientes en N-myc seulement ont une capacité d'auto-renouvellement à long-terme réduite, l'invalidation combinée des gènes c-myc et N-myc conduit à une pan-cytopénie suivie d'une mort rapide de l'animal, pour cause d'apoptose de tous les types cellulaires hématopoïétiques. En particulier, les CSH en cours d'auto-renouvelemment, mais pas les CSH quiescentes, accumulent du Granzyme B (GrB), une molécule fortement cytotoxique qui provoque une mort cellulaire rapide. Ces données ont ainsi mis au jour un nouveau mécanisme dont dépend la survie des CSH, à savoir la répression du GrB, une enzyme typiquement utilisée par le système immunitaire inné pour éliminer les tumeurs et les cellules infectées par des virus. Dans le but d'évaluer l'étendue de la redondance entre c-Myc et N-Myc dans les CSH, nous avons d'une part examiné des souris dans lesquelles les séquences codantes de c-myc sont remplacées par celles de N-myc (NCR) et d'autre part nous avons géneré une série allèlique de myc en éliminant de façon combinatoire un ou plusieurs allèles de c-myc et/ou de N-myc. Alors que l'analyse des souris NCR suggère que c-Myc et N-Myc sont qualitativement redondants, la série allélique indique que les efficiences avec lesquelles ces deux protéines influencent des procédés essentiels à la maintenance des CSH sont différentes. En conclusion, nos données génétiques montrent que l'activité générale de MYC, fournie par c-Myc et N-Myc, contrôle plusieurs aspects cruciaux de la fonction des CSH, notamment l'auto-renouvellement, la survie et la différenciation. Abstract : c-Myc, the first Myc transcription factor was discovered 30 years ago and is to date one of the most potent proto-oncogenes described. It is found to be misregulated in over 50% of all cancers, where it drives proliferation, cell growth and neo-angiogenesis. Myc can also influence a variety of other functions, owing to its ability to activate and repress transcription of many target genes and to globally regulate the genome via epigenetic modifications of the chromatin. The Myc family of oncogenes consists of three closely related proteins in mammals: c-Myc, N-Myc and L-Myc. These proteins share the same biochemical properties, exert mostly the same functions, but are most often expressed in mutually exclusive patterns. Myc is now emerging as a key factor in maintenance of embryonic and adult stem cells as well as in reacquisition of stem cell properties, including induced reprogramming. We previously showed that c-Myc deficiency can cause the accumulation of hematopoietic stem cells (HSCs) due to a niche dependent differentiation defect. HSCs are responsible for life-long replenishment of all blood cell types, and are defined by their ability to self-renew while concomitantly giving rise to more commited progenitors. To gain further insight into the function of Myc in HSCs, in this study we combine the use of genetically-modified mouse models with the systematic characterization of c-myc, N-myc and L-myc transcription patterns throughout the hematopoietic system. Interestingly, the most immature HSCs express not only c-myc, but also about equal amounts of N-myc transcripts. Although conditional deletion of N-myc alone in the bone marrow does not affect steady-state hematopoiesis, N-myc null HSCs show impaired long-term self-renewal capacity. Strikingly, combined deficiency of c-Myc and N-Myc results in pan-cytopenia and rapid lethality, due to the apoptosis of most hematopoietic cell types. In particular, self-renewing HSCs, but not quiescent HSCs or progenitor cell types rapidly up-regulate and accumulate the potent cytotoxic molecule GranzymeB (GrB), causing their rapid cell death. These data uncover a novel pathway on which HSC survival depends on, namely repression of GrB, a molecule typically used by the innate immune system to eliminate tumor and virus infected cells. To evaluate the extent of redundancy between c-Myc and N-Myc in HSCs, we examined mice in which c-myc coding sequences are replaced by that of N-myc (NCR) and also generated an allelic series of myc, by combinatorially deleting one or several c-myc and/or N-myc alleles. While the analysis of NCR mice suggests that c-Myc and N-Myc are qualitatively functionally redundant, our allelic series indicates that the efficiencies with which these two proteins affect crucial HSC maintenance processes are likely to be distinct. Collectively, our genetic data show that general "MYC" activity delivered by c-Myc and N-Myc controls crucial aspects of HSC function, including self-renewal, survival and niche dependent differentiation.

Implantació de la metodologia àgil SCRUM en el manteniment de sistemes CRM

L'objectiu d'aquest projecte és definir una metodologia de treball àgil en el manteniment de sistemes CRM basada en la metodologia de desenvolupament de software SCRUM. A partir de l'estudi d'aquesta metodologia i de la definició dels processos de manteniment d'un sistema CRM, el projecte adapta aquests processos i proposa una nova metodologia que millorarà el rendiment, l'eficiència i la satisfacció tant dels equips de treball que participen en l'execució d’aquests processos com dels clients finals.

Paperitehtaan kunnossapitoprosessien gap -analyysi

Tässä diplomityössä käsitellään paperitehtaan kunnossapitoprosessien hallintaa ja niiden uudistamista yrityksen strategisista lähtökohdista. Diplomityön tavoitteena on etsiä merkittävimmät poikkeamat toimintojen nykytilan ja strategiassa määritellyn tavoitetilan välillä, ja tämän perusteella esittää kehitysehdotuksia toimintojen parantamiseksi. Tutkimuksen kirjallisessa osassa tutkimusongelmaa käsitellään prosessien kuvaamisen, ydinprosessien määrittelemisen ja toimintamallimuutoksen käyttöönoton näkökulmasta. Lisäksi kirjallisissa lähteissä hyödynnetään kunnossapidon johtamisen ajatuksia. Diplomityön empiirisessä osassa toteutetaan haastattelututkimus kohdeyrityksen kunnossapito-organisaatiossa sekä benchmark -tyyppinen haastattelu ulkopuolisessa yrityksessä. Tutkimuksen tulokset osoittavat, että kunnossapitotoimintojen toteuttaminen on hajanaista niin yrityksen strategiaan kuin osastojen väliseen toimintaan suhteutettuna. Näiden tulosten perusteella suositellaan johdolle aktiivisempaa otetta toimintamallimuutoksen loppuunsaattamiseen.

Data Consistency by a Metadata Management Solution

This thesis consists of three main theoretical themes: quality of data, success of information systems, and metadata in data warehousing. Loosely defined, metadata is descriptive data about data, and, in this thesis, master data means reference data about customers, products etc. The objective of the thesis is to contribute to an implementation of a metadata management solution for an industrial enterprise. The metadata system incorporates a repository, integration, delivery and access tools, as well as semantic rules and procedures for master data maintenance. It targets to improve maintenance processes and quality of hierarchical master data in the case company’s informational systems. That should bring benefits to whole organization in improved information quality, especially in cross-system data consistency, and in more efficient and effective data management processes. As the result of this thesis, the requirements for the metadata management solution in case were compiled, and the success of the new information system and the implementation project was evaluated.

Kunnossapitomittariston määrittäminen ja kunnossapidon kehittäminen

Diplomityössä pyritään määrittämään Kaukaan sahan kunnossapidon vallitsevaan tilanteeseen sopiva mittaristo. Tavoitteena on kunnossapitoprosessien tehostaminen sekä sahan kokonaistehokkuuden nostaminen. Diplomityön kirjallisessa osassa tutkimusongelmaa käsitellään kunnossapidon sekä mittaristojen ja tunnuslukujen näkökulmasta. Teoriaosa on rakennettu tukemaan työn tutkimusosaa. Tutkimuksen empiirisessä osassa tehdään nykytila-analyysi Kaukaan sahan kunnossapidosta. Nykytila-analyysi koostuu kyselytutkimuksesta, mitattavista tunnusluvuista sekä top-analyysista. Kyselytutkimus tehtiin lisäksi kaikilla UPM-Kymmene Oyj:n sahoilla. Kyselytutkimuksen pohjalta tehdään benchmarking-analyysia Kaukaan sahan ja suomen teollisuuden sekä UPM:n sahojen välillä. Lopuksi eroanalyysilla analysoidaan kyselytutkimuksessa syntynyttä eroa Kaukaan sahan ja UPM:n sahateollisuuden parhaan kunnossapidon välillä. Tutkimustulokset paljastivat useita kehityskohteita. Työssä annetaan suositus kyseisten kehityskohteiden mittaamisesta. Mittareiden ohella annetaan suosituksia uusista toimintamalleista.

Teollisuuden kunnossapitopalveluiden kustannusmalli yritysverkostossa

Tämän tutkimuksen päätavoitteena oli luoda yleisellä tasolla teollisuuden kunnossapitopalveluille kustannusmalli käytännön päätöstilanteiden avuksi. Kustannusmallin tarkoitus oli, että sitä voidaan käyttää kaikissa päätöstilanteissa, joissa pyritään vaikuttamaan kunnossapidon aiheuttamiin kustannuksiin, joko kunnossapitopalveluiden tarjoajan tai asiakkaan tai molempien toimesta. Kustannusmalli eroaa perinteisistä kustannusmalleista näkökulmansa osalta. Aiemmin kehitetyissä teollisuuden kunnossapitopalveluiden kustannusmalleissa on esitetty palveluntarjoajan omat kustannukset tai asiakkaan kustannukset, mutta ei molempia kustannuksia samanaikaisesti. Kustannusmallia testattiin pienessä yritysverkostossa, johon kuului Sellutehdas, Kunnossapitoyhtiö ja Laitetoimittaja. Verkostossa kunnossapitoprosesseja tutkittiin tapaustutkimuksen keinoin. Tutkittuja tapauksia oli yhteensä kolme kappaletta, joista kaikki sijoittuivat sellun valmistusprosessin eri vaiheisiin ja ne olivat luonteeltaan hyvin erilaisia. Työn teoriaosa pohjautuu pääasiassa teollisuuden kunnossapitoa käsitteleviin artikkeleihin, tutkimuksiin ja kirjoihin. Lisäksi käsitellään hinnoittelun ja kustannuslaskennan teoriaa. Työn empiirinen osa perustuu haastatteluihin ja yrityksiltä saatuihin kustannustietoihin. Haastattelujen ja kustannustietojen avulla testattiin kustannusmallia. Testauksen jälkeen analysoitiin saatuja tuloksia ja kustannusmallia. Työn keskeiset tulokset liittyivät siihen, mitä kustannuksia tulee huomioida kustannusmallissa ja millainen on käyttökelpoinen kustannusmalli. Kustannusmallin käyttöön ja kehittämiseen liittyi myös ongelmia, jotka tuodaan työn loppuvaiheessa esille. Keskeinen ongelma mallin käytössä oli, että yritysverkoston osapuolet eivät halunneet avata euromääräisiä kustannustietojaan vielä toisilleen. Tämän vuoksi kustannusmallissa esitetään ainoastaan kustannuserien prosentuaalisia osuuksia yritysten aiheutuneista kunnossapidon kokonaiskustannuksista. Pelkkien prosentuaalisten kustannusten analysoiminen oli haasteellisempaa, koska esimerkiksi kustannusten suuruusluokka näkyy vain euroissa.

Automatic traffic sign inventory- and condition analysis

This thesis researches automatic traffic sign inventory and condition analysis using machine vision and pattern recognition methods. Automatic traffic sign inventory and condition analysis can be used to more efficient road maintenance, improving the maintenance processes, and to enable intelligent driving systems. Automatic traffic sign detection and classification has been researched before from the viewpoint of self-driving vehicles, driver assistance systems, and the use of signs in mapping services. Machine vision based inventory of traffic signs consists of detection, classification, localization, and condition analysis of traffic signs. The produced machine vision system performance is estimated with three datasets, from which two of have been been collected for this thesis. Based on the experiments almost all traffic signs can be detected, classified, and located and their condition analysed. In future, the inventory system performance has to be verified in challenging conditions and the system has to be pilot tested.

Verkkopalveluiden jatkuvan ylläpidon kehittäminen: Case Aucor Oy ja WordPress

Verkkopalveluiden ylläpitovaiheessa halutaan varmistua, etteivät palveluun tehdyt muutokset aiheuta verkkopalvelussa virhetilanteita ja palvelu toimii moitteetta. Muutoksen hyväksyntätestaus voidaan tehdä regressiotestauksena vertaamalla palvelun tilaa ennen ja jälkeen muutoksen. Sisältöpainotteisessa verkkopalvelussa testaaminen keskittyy loppukäyttäjälle esitetyn sivun semanttiseen sekä visuaaliseen oikeellisuuteen sekä erilaisiin toiminnallisiin testeihin. Työssä tarkastellaan etenkin suositulla WordPress-julkaisujärjestelmällä toteutettujen verkkopalveluiden ylläpitoa. Keskeisenä osana julkaisujärjestelmillä toteutettujen verkkopalveluiden ylläpitoa on julkaisujärjestelmän ja sitä täydentävien lisäosien päivittämistä ajantasaisiin versioihin. Nämä päivitykset paitsi tuovat uusia ominaisuuksia verkkopalvelun kehittäjille, myös paikkaavat järjestelmän tietoturvahaavoittuvuuksia sekä korjaavat aiemmissa versioissa esiintyneitä virheitä. Tässä työssä kehitettiin kohdeyrityksen aiempia verkkopalveluiden ylläpitoprosesseja niissä tunnistettujen kehityskohteiden perusteella. Uudistettu kokonaisuus jakautuu kahteen kokonaisuuteen: päivitystarpeen seurantaan sekä päivitysten tekemiseen. Päivitystarpeen seurantaa varten kehitettiin uusi työkalu helpottamaan kokonaiskuvan hahmottamista. Päivitysten tekemisen osalta työssä keskityttiin automatisoidun regressiotestauksen kehittämiseen, missä tärkeimpänä testauskeinona käytetään verkkopalvelusta tallennettujen kuvankaappausten vertailuun perustuvaa visuaalista testausta. Uusien ylläpitoprosesseille määriteltiin myös seurannan kohteet uudistuksen onnistumisen ja jatkokehityksen arviointia varten.

Concepções pedagógicas e método de ensino: o manual didático Processologia na Escola Primária

Esse artigo analisa o manual didático Processologia na Escola Primária, de autoria de Caio de Figueiredo Silva, publicado em 1956, com o objetivo de compreender o processo de incorporação das concepções pedagógicas da Escola Nova nas prescrições para a prática pedagógica. O método empregado foi a análise do discurso expresso na fonte primária aliada a um conjunto de referências bibliográficas de cunho historiográfico que possibilitaram comentar o processo de inovação e permanência na educação, ressaltando as influências de tradições já estabelecidas e a importância dos textos didáticos como instrumentos mediadores para a difusão e circulação de idéias.