Parallel nonconvex generalized Benders decomposition for natural gas production network planning under uncertainty

A scenario-based two-stage stochastic programming model for gas production network planning under uncertainty is usually a large-scale nonconvex mixed-integer nonlinear programme (MINLP), which can be efficiently solved to global optimality with nonconvex generalized Benders decomposition (NGBD). This paper is concerned with the parallelization of NGBD to exploit multiple available computing resources. Three parallelization strategies are proposed, namely, naive scenario parallelization, adaptive scenario parallelization, and adaptive scenario and bounding parallelization. Case study of two industrial natural gas production network planning problems shows that, while the NGBD without parallelization is already faster than a state-of-the-art global optimization solver by an order of magnitude, the parallelization can improve the efficiency by several times on computers with multicore processors. The adaptive scenario and bounding parallelization achieves the best overall performance among the three proposed parallelization strategies.

Étude de la distribution de Salmonella comme un descripteur des enjeux de biosécurité dans un réseau de production: élevages et abattoir de porcs.

La production porcine a fait l’objet de plusieurs études visant à réduire la prévalence de Salmonella sur les carcasses à l’abattoir. Ces études ont ciblé l’élevage comme une source de la contamination observée. Malgré la multitude de facteurs de risques identifiés dans les travaux antérieurs, des étapes restent à investiguer dans le réseau de production primaire porcin. L’objectif de ce projet était de décrire la contamination à l’interface du réseau de production porcin: entre la ferme et l’abattoir. Pour ce faire, un réseau composé de dix fermes et un abattoir a été choisi incluant les trasporteurs. Trente visites de fermes, 36 suivis de camions lors du chargement - livraison et 18 investigations de la cour arrière de l’abattoir ont été réalisés au cours des 13 mois de la phase terrain du projet. De ces 738 échantillons, les résultats ont démontré des profils spécifiques de fermes cumulant 9 sérovars de Salmonella et 4 lysotypes différents de S. Typhimurium. Le quai de chargement à la ferme présentait 34,21% d’échantillons positifs. Des isolats non différenciables de S. Derby contaminaient ce site pour quatre fermes distinctes. Dans la cour d’abattoir, Salmonella a été retrouvée abondamment sur tous les trajets de circulation des camions (67% n=144). L’existence d’un lien dynamique de contamination par le camion de livraison des porcs lors des opérations de livraison à l’interface élevage- abattoir a été documentée. Cette interface représente un réservoir de Salmonella et donc un risque permanent de contamination croisée du réseau de production vers l’abattoir mais aussi de retour vers l’élevage

Analyse de la distribution d'Escherichia coli, utilisée comme un marqueur microbiologique, dans un réseau de production porcin.

La présence d’Escherichia coli pathogènes en élevages porcins entraine des retards de croissance et la mortalité. La transmission des E. coli pathogènes entre les élevages et l'abattoir d’un même réseau de production n'est pas bien décrite. La détection des gènes de virulence des E. coli pathogènes pourrait permettre d’identifier un marqueur de contamination dans le réseau. L’objectif de cette étude a été d’identifier un marqueur de contamination E. coli dans un réseau de production porcine défini afin de décrire certains modes de transmission des E. coli pathogènes. Pour ce faire, une région géographique comprenant 10 fermes d’engraissement, un abattoir et un réseau de transport a été sélectionnée. Trois lots de production consécutifs par ferme ont été suivis pendant 12 mois. Des échantillons environnementaux ont été prélevés à l’intérieur et à l’extérieur des fermes (3 visites d’élevage), dans la cour de l’abattoir (2 visites lors de sorties de lot) et sur le camion de transport. La détection des gènes de virulence (eltB, estA, estB, faeG, stxA, stx2A, eae, cnf, papC, iucD, tsh, fedA) dans les échantillons a été réalisée par PCR multiplexe conventionnelle. La distribution temporelle et spatiale des gènes de virulence a permis d’identifier le marqueur de contamination ETEC/F4 défini par la détection d’au moins un gène d’entérotoxine ETEC (estB, estA et eltB) en combinaison avec le gène de l’adhésine fimbriaire (faeG). La distribution des échantillons positifs ETEC/F4 qualifie la cour de l’abattoir comme un réservoir de contamination fréquenté par les transporteurs, vecteurs de contamination entre les élevages. Ceci suggère le lien microbiologique entre l’élevage, les transporteurs et l’abattoir jouant chacun un rôle dans la dissémination des microorganismes pathogènes et potentiellement zoonotiques en production porcine.

Creating capabilities in local environments and production networks

Includes bibliography

Boundaries of firms and catching up by latecomers in global production networks : the case of a Mexican auto-parts manufacturer

For manufacturing firms in developing countries, there are high barriers to entry and to catching up with competitors in their global production networks (GPNs). This paper examines the case of a Mexican auto-parts manufacturer that succeeded in catching up in the automotive GPN. The author proposes that the door to GPNs is open thanks to frequent changes in the boundaries of firms, and also stresses the importance of the necessary conditions that generate opportunities, including institutional settings that facilitate market entry and catching up, and capability building by firms hopeful of entry.

Analyse de la distribution d'Escherichia coli, utilisée comme un marqueur microbiologique, dans un réseau de production porcin

La présence d’Escherichia coli pathogènes en élevages porcins entraine des retards de croissance et la mortalité. La transmission des E. coli pathogènes entre les élevages et l'abattoir d’un même réseau de production n'est pas bien décrite. La détection des gènes de virulence des E. coli pathogènes pourrait permettre d’identifier un marqueur de contamination dans le réseau. L’objectif de cette étude a été d’identifier un marqueur de contamination E. coli dans un réseau de production porcine défini afin de décrire certains modes de transmission des E. coli pathogènes. Pour ce faire, une région géographique comprenant 10 fermes d’engraissement, un abattoir et un réseau de transport a été sélectionnée. Trois lots de production consécutifs par ferme ont été suivis pendant 12 mois. Des échantillons environnementaux ont été prélevés à l’intérieur et à l’extérieur des fermes (3 visites d’élevage), dans la cour de l’abattoir (2 visites lors de sorties de lot) et sur le camion de transport. La détection des gènes de virulence (eltB, estA, estB, faeG, stxA, stx2A, eae, cnf, papC, iucD, tsh, fedA) dans les échantillons a été réalisée par PCR multiplexe conventionnelle. La distribution temporelle et spatiale des gènes de virulence a permis d’identifier le marqueur de contamination ETEC/F4 défini par la détection d’au moins un gène d’entérotoxine ETEC (estB, estA et eltB) en combinaison avec le gène de l’adhésine fimbriaire (faeG). La distribution des échantillons positifs ETEC/F4 qualifie la cour de l’abattoir comme un réservoir de contamination fréquenté par les transporteurs, vecteurs de contamination entre les élevages. Ceci suggère le lien microbiologique entre l’élevage, les transporteurs et l’abattoir jouant chacun un rôle dans la dissémination des microorganismes pathogènes et potentiellement zoonotiques en production porcine.

Competence–Based Support of Interaction between Business Network Members

In a complicated business network finding a supplier can be a very time consuming task. The technology of competence management is aimed to support such kind of tasks. The paper presents an approach to support interaction between business network members based on such technologies as competence management and knowledge management. The conceptual models of the context-driven competence management system and production network member competence profile are described. The usage of the competence management system is illustrated via an example from automotive industry.

Toimittajaverkoston luominen projektiohjautuvassa tuotannossa

Tämän diplomityön tavoitteena on luoda Vaahto Group -konsernin projektiohjautuvalle sekoitinvalmistukselle verkostoitunut valmistusympäristö. Tutkimuksen alussa valmistus siirrettiin Vaahto Group -konsernin tytäryhtiöstä Japrotek Oy:stä Pietarsaaresta Vaahto Oy:n Componets-tehtaalle Hollolaan. Valmistusfilosofia muutettiin omasta osavalmistuksesta verkostoituneeseen valmistukseen. Tutkimuksen päätavoitteet olivat toimittajaverkoston luominen, tuotannon läpimenoaikojen lyhentäminen, toimitusvarmuuden nostaminen, kustannustehokkuuden kasvattaminen sekä joustavuuden parantaminen. Tutkimuksen tuloksena syntyi uusi verkostovetoinen sekoitinvalmistus, missä oman valmistuksen osuus on vain kokoonpanoa. Uuden valmistuskonseptin avulla lyhennettiin läpimenoaikoja, parannettiin merkittävästi toimitusvarmuutta sekä lisättiin valmistuksen joustavuutta. Kustannustehokkuus parani. Lisäksi asiakasreklamaatiot vähenivät.

Yritysten väliset verkostot tietojohtamisen näkökulmasta – Case Imatran Seudun Koivukeskus

Alueellinen yrityskeskittymä sisältää monenlaisia yhteistyöverkostoja siinä toimivien yritysten välillä. Olemassa olevien verkosto- ja tietojohtamisteorioiden pohjalta yhteistyöverkostot jaettiin niiden perustehtävän mukaan kolmeen eri päätyyppiin, jotka ovat tuottaja-, kehittäjä- ja innovaatioverkosto. Tutkimusongelmana oli määrittää, voidaanko verkostoja eritellä niiden perustehtävän mukaan ja näkyykö perustehtävän erilaisuus niiden organisoitumis- ja kommunikointitavassa. Tutkimuskohteena oli kasvava puualan keskittymä, Imatran Seudun Koivukeskus. Tutkimusmenetelmänä käytettiin tapaustutkimusta ja aineistonkeruumenetelmänä teemahaastattelua. Aineistoa käsiteltiin käyttämällä menetelmänä profilointia ja teemoittelua. Tutkimuksen perusteella voitiin alueelta erottaa selvästi kolme verkostojen päätyyppiä, jotka toimivat alueella tietoa luovana, välittävänä ja soveltavana tasona. Päätyyppien välillä havaittiin eroja, kun kriteereinä käytettiin verkostojen suhteita, osaamista, tiedonkulkua ja johtajuutta. Koivukeskukselle erityisen tärkeänä verkostotyyppinä pidettiin kehittäjäverkostoa, sillä se toimii alueen sosiaalisen pääoman kasvualustana ja täten auttaa muiden verkostotyyppien kehittymistä. Mikäli kaikki päätyypit saadaan toimi-maan tehokkaasti, alueen innovaatioverkostossa syntyvät uudet prosessi- ja tuoteinnovaatiot ovat välittömästi siirrettävissä tehostamaan tuotantoa. Alueellinen yrityskeskittymä sisältää kaikkia edellä mainittuja verkostotyyppejä, ja yksittäinen toimija voi kuulua samanaikaisesti kaikkiin verkostotyyppeihin. Johtopäätöksenä esitettiin, että alueellisen yrityskeskittymän kilpailuetu syntyy alueen sisälle muodostuvien tuottaja-, kehittäjä- ja innovaatioverkoston kautta. Alueellisen yrityskeskittymän verkostopohjaisen kehittämisen avuksi kehitettiin yksinkertainen työkalu.

Regional potential for collaborative implementation of small CHP plants in bioenergy technology

This thesis is a preliminary study targeting South-Eastern Finland. The objective was to find out the financial and functional readiness and willingness of the small and medium-sized enterprises of the region to manufacture and sell distributed bioenergy solutions collaboratively as a business network. In this case these solutions mean small-scale (0.5 - 3 MW) woodchips-operated combined heat and power (CHP) plants. South-Eastern Finland has suffered from a decline in the recent years, mostly due to the problems of the traditionally strong industrial know-how area of the region, the paper industry. Local small and medium-sized companies will have to find new ways to survive the toughening competition. A group of 40 companies from suitable industries were selected and financial and comparative analysis was performed on them. Additionally 19 managing directors of the companies were selected for an interview to find out their views on networking, its requirements, advantages and the general interest in it. The studied companies were found to be generally in fairly good financial condition and in that sense, fit for networking activities. The interviews revealed that the companies were capable of producing all the needed elements for the plants in question, and the managers appeared to be very interested in and have a positive attitude towards such business networks. Thus it can be said that the small and medium-sized companies of the region are capable of and interested in manufacturing small bio-CHP plants as a production network.

Finnish Critical Industries, Maritime Transport Vulnerabilities and societal Implications

Maritime transports are very essential for Finland as over 80% of the foreign trade in the country is seaborne and possibilities to carry out these transports by are limited. Any disruption in maritime transports has negative consequences to many sectors in the Finnish economy. Maritime transport thus represents critical infrastructure for Finland. This report focuses on the importance of maritime transports on security of supply in Finland and for the so called critical industries in particular. The report summarizes the results of the Work Package 2 of the research project STOCA – “Study of cargo flows in the Gulf of Finland in emergency situations”. The aim of the research was to analyze the cargo flows and infrastructure that are vital for maintaining security of supply in Finland, as well as the consequences of disruptions in the maritime traffic for the Finnish critical industries and for the Finnish society. In the report we give a presentation of the infrastructure and transport routes which are critical for maintaining security of supply in Finland. We discuss import dependency of the critical industries, and the importance of the Gulf of Finland ports for Finland. We assess vulnerabilities associated with the critical material flows of the critical industries, and possibilities for alternative routings in case either one or several of the ports in Finland would be closed. As a concrete example of a transport disruption we analyze the consequences of the Finnish stevedore strike at public ports (4.3.–19.3.2010). The strike stopped approximately 80% of the Finnish foreign trade. As a result of the strike Finnish companies could not export their products and/or import raw materials, components and spare parts, or other essential supplies. We carried out personal interviews with representatives of the companies in Finnish critical industries to find out about the problems caused by the strike, how companies carried out they transports and how they managed to continue their operations during the strike. Discussions with the representatives of the companies gave us very practical insights about companies’ preparedness towards transport disruptions in general. Companies in the modern world are very vulnerable to transport disruptions because companies regardless of industries have tried to improve their performance by optimizing their resources and e.g. by reducing their inventory levels. At the same time they have become more and more dependent on continuous transports. Most companies involved in foreign trade have global operations and global supply chains, so any disruption anywhere in the world can have an impact on the operations of the company causing considerable financial loss. The volcanic eruption in Iceland in April 2010 stopping air traffic in the whole Northern Europe and most recently the earth quake causing a tsunami in Japan in March 2011 are examples of severe disruptions causing considerable negative impacts to companies’ supply chains. Even though the Finnish stevedore strike was a minor disruption compared to the natural catastrophes mentioned above, it showed the companies’ vulnerability to transport disruptions very concretely. The Finnish stevedore strike gave a concrete learning experience of the importance of preventive planning for all Finnish companies: it made them re-think their practical preparedness towards transport risks and how they can continue with their daily operations despite the problems. Many companies realized they need to adapt their long-term countermeasures against transport disruptions. During the strike companies did various actions to secure their supply chains. The companies raised their inventory levels before the strike began, they re-scheduled or postponed their deliveries, shifted customer orders between production plants among their company’s production network or in the extreme case bought finished products from their competitor to fulfil their customers’ order. Our results also show that possibilities to prepare against transport disruptions differ between industries. The Finnish society as a whole is very dependent on imports of energy, various raw materials and other supplies needed by the different industries. For many of the Finnish companies in the export industries and e.g. in energy production maritime transport is the only transport mode the companies can use due to large volumes of materials transported or due to other characteristics of the goods. Therefore maritime transport cannot be replaced by any other transport mode. In addition, a significant amount of transports are concentrated in certain ports. From a security of supply perspective attention should be paid to finding ways to decrease import dependency and ensuring that companies in the critical industries can ensure the continuity of their operations.

Régulation juridique du travail, pouvoir stratégique et précarisation des emplois dans les réseaux : trois études de cas sur les réseaux de services d’aide à domicile au Québec

L’expansion de l’organisation de la production des biens et services sous forme de réseau, découlant de la recherche de flexibilité face à une concurrence économique accrue, soulève des enjeux importants pour les relations industrielles. Notre thèse s’intéresse au processus de précarisation des emplois dans les segments externalisés des réseaux de production. Elle se base sur trois études de cas portant sur les réseaux de services publics et privés d’aide à domicile au Québec. Les études en droit critique ont montré que le droit du travail, fondé sur le modèle de l’entreprise intégrée et de la relation d’emploi bipartite, ne parvient pas à identifier comme employeurs certaines organisations dont l’action a pourtant un effet déterminant sur les conditions de travail dans les réseaux. Notre thèse visait donc à mettre en lumière la réalité empirique des relations de pouvoir qui traversent les réseaux et leurs effets et ce à partir d’un modèle analytique transdisciplinaire intégrant les dimensions juridiques et sociologiques. Les résultats nous amènent d’abord à constater que l’employeur juridique des travailleuses employées par les prestataires privés intégrés aux réseaux – une majorité de femmes – est le plus souvent une agence de location de personnel, une entreprise d’économie sociale ou même l’usager-ère des services d’aide à domicile. Cet employeur est rarement identifié aux organismes publics, donc sous l’égide de l’État, qui exercent un pouvoir prépondérant dans ces réseaux. Le décalage entre la régulation juridique du travail et la réalité empirique du pouvoir intra-réseau entraîne une précarisation de la protection sociale et des conditions de travail de ces travailleuses. Ainsi, la faible protection de leurs droits de représentation et de négociation collectives facilite l’imposition de la « disponibilité permanente juste-à-temps », combinant les logiques du lean et du travail domestique, ainsi qu’une déqualification sexuée et racialisée de leurs emplois par rapport à la situation dans le secteur public. Notre étude montre néanmoins que certaines pratiques innovatrices d’action collective réticulaire ont pu influencer la dynamique de pouvoir, en particulier celles portées par des associations locales de personnes handicapées recourant aux services et par un syndicat de travailleuses d’agence.

Estudo de dosagem de tijolos de solo-cimento com adição de resíduos de construção e demolição

An evaluation of the composition of soil cement bricks with construction and demolition waste. Sustainable development requires the existence of a production network that includes the reuse of construction waste for new materials. Current analysis investigates an optimal soil-cement composition made up of construction and demolition waste for the manufacture of pressed bricks. Soil-cement bricks were manufactured from construction and demolition wastes (CDW), A-4 classified fine sandy soil and cement CP II Z 32. Laboratory tests, comprising test compaction, optimum water content and maximum dry specific weight, consistency limits, grain size distribution and linear shrinkage, were made to characterize the materials researched. Compressive strength and absorption tests were also undertaken in different combinations of composition. Results showed that the application of CDW improved soil-cement qualities and reduced shrinkage of the material used.

Shock Transmission Mechanism of the Economic Crisis in East Asia : An Application of International Input-Output Analysis

This paper investigates the impacts of the 2008 economic crisis on industries in East Asia. By using the updated Asian international input-output table for 2008, the paper attempts to identify the transmission mechanism and the magnitude of impact of the crisis on industries in East Asia. The analyses reveal that the crisis significantly affected industrial output of the nine East Asian countries. In particular, the countries which are deeply involved in production networks were affected most seriously. Moreover, the analyses show that the impact was transmitted to East Asian industries considerably through the “triangular trade”, in which China imports parts and components from neighboring East Asian countries and then exports final products to the U.S. and EU markets.

Tracing CO2 emissions in global value chains

This paper integrates two lines of research into a unified conceptual framework: trade in global value chains and embodied emissions. This allows both value added and emissions to be systematically traced at the country, sector, and bilateral levels through various production network routes. By combining value-added and emissions accounting in a consistent way, the potential environmental cost (amount of emissions per unit of value added) along global value chains can be estimated. Using this unified accounting method, we trace CO2 emissions in the global production and trade network among 41 economies in 35 sectors from 1995 to 2009, basing our calculations on the World Input–Output Database, and show how they help us to better understand the impact of cross-country production sharing on the environment.