Structural and operational optimisation : applications in energy systems

In this work mathematical programming models for structural and operational optimisation of energy systems are developed and applied to a selection of energy technology problems. The studied cases are taken from industrial processes and from large regional energy distribution systems. The models are based on Mixed Integer Linear Programming (MILP), Mixed Integer Non-Linear Programming (MINLP) and on a hybrid approach of a combination of Non-Linear Programming (NLP) and Genetic Algorithms (GA). The optimisation of the structure and operation of energy systems in urban regions is treated in the work. Firstly, distributed energy systems (DES) with different energy conversion units and annual variations of consumer heating and electricity demands are considered. Secondly, district cooling systems (DCS) with cooling demands for a large number of consumers are studied, with respect to a long term planning perspective regarding to given predictions of the consumer cooling demand development in a region. The work comprises also the development of applications for heat recovery systems (HRS), where paper machine dryer section HRS is taken as an illustrative example. The heat sources in these systems are moist air streams. Models are developed for different types of equipment price functions. The approach is based on partitioning of the overall temperature range of the system into a number of temperature intervals in order to take into account the strong nonlinearities due to condensation in the heat recovery exchangers. The influence of parameter variations on the solutions of heat recovery systems is analysed firstly by varying cost factors and secondly by varying process parameters. Point-optimal solutions by a fixed parameter approach are compared to robust solutions with given parameter variation ranges. In the work enhanced utilisation of excess heat in heat recovery systems with impingement drying, electricity generation with low grade excess heat and the use of absorption heat transformers to elevate a stream temperature above the excess heat temperature are also studied.

Standing before a sentence : Moore’s paradox and a perspective from within language

Med avstamp i ett satsbegrepp som inspirerats av Ludwig Wittgenstein, där sats och kontext betraktas som internt förbundna och där den verkliga användningen av en sats är central för dess mening, visar avhandlingen hur filosofers olika uppfattning om den filosofiska terminologins roll och möjligheter har följder för deras sätt att uppfatta och behandla filosofiska frågeställningar. Moores paradox fungerar som testfall. Denna kända filosofiska frågeställning har diskuterats sedan 1940-talet och kretsar kring hävdandet av satsen ”Jag tror att det regnar och det regnar inte”. Problemet är att det vore märkligt för en talare att hävda satsen om sig själv: det verkar finnas ett logiskt hinder för att hävda en sats även om den är välformad, kunde vara sann och inte på ett entydigt sätt innehåller en kontradiktion. Moores paradox behandlas genom att granska några lösningsförslag (framförda av bl.a. G.E. Moore, J. L. Austin, J. Searle) och de uppfattningar om språket som de förutsätter. Genom att kontrastera dessa med ett användarperspektiv där språkets användning i meningsfulla sammanhang förväntas spela en central roll i behandlingen av paradoxen visar författaren hur också den intellektuella kontext inom vilken en filosof betraktar paradoxen spelar en avgörande roll för vilka mått som krävs för att upplösa den. Istället för att föreslå en egen lösning presenteras en behandling av paradoxen genom en diskussion och utredning av de grundvillkor som leder till att den uppstår. Här intar satsbegreppet en central plats. Avhandlingen är författad inom traditionen efter den senare Wittgenstein (närmare bestämt den gren som ansluter sig till en s.k. terapeutisk filosofisyn) men går i dialog med filosofiskt arbete som ligger utanför traditionen. Författaren strävar både till att medla mellan, sammanföra och särskilja olika temata som behandlats på ett sätt inom traditionen och på andra sätt utanför den och använder sig här av metaforen att filosofera inifrån i kontrast till utanför språket. Avhandlingens huvudsakliga bidrag är till metafilosofin genom dess fokus på filosofins metod. ------------------------------------------------------------ Mooren paradoksi on tunnettu filosofinen ongelma, josta on keskusteltu 1940-luvulta alkaen. Paradoksin keskeisenä osana esiintyy väitelause ”Uskon, että ulkona sataa, mutta ulkona ei sada”. Ongelman lähtökohta on, että olisi merkillistä jos puhuja esittäisi lauseen itseään koskevana väitteenä: väite näyttää olevan loogisesti mahdoton esittää, vaikka se on hyvinmuodostettu, mahdollisesti tosi, eikä yksiselitteisellä tavalla sisällä kontradiktiota. Tässä väitöskirjassa Mooren paradoksi esiintyy esimerkkinä filosofisesta ongelmasta, jossa mm. lausekäsitteellä on keskeinen rooli ja jonka avulla voidaan muodostella ns. kielensisäinen filosofinen näkökulma. Mooren paradoksia käsitellään tarkastelemalla muutamia ratkaisuehdotuksia (mm. G.E. Mooren, J.L. Austinin, J. Searlen esittämät) ja niitä kielikäsityksiä joita nämä ratkaisuehdotukset edellyttävät. Asettamalla vastakkain ratkaisuehdotukset ja käyttäjänäkymä, jossa kielenkäyttö mielekkäissä konteksteissa asetetaan keskeiseen asemaan paradoksin käsittelyssä, kirjoittaja osoittaa miten myös paradoksin filosofisen tarkastelun intellektuaalinen konteksti on hyväksyttävien toimenpiteiden löytämisen kannalta ratkaisevaa. Uuden ratkaisun sijaan kirjoittaja ehdottaa paradoksin terapeuttista käsittelyä: keskustelua ja selontekoa niistä perusehdoista, jotka johtavat sen syntyyn. Tässä käsittelyssä lausekäsite on keskipisteenä – erityisesti Ludwig Wittgensteinin inspiroima lausekäsitys, jossa lauseen mielekkyyden kannalta sen todellinen käyttö mielekkäässä kontekstissa on ratkaiseva tekijä. Väitöskirja liittyy myöhäisiwittgensteinilaiseen perinteeseen, johon kuuluu ns. terapeuttinen filosofiankäsitys, mutta teos keskustelee myös tradition ulkopuolisten ajattelijoiden kanssa yrittäen yhdistää, sovitella ja myös eritellä teemoja, joita käsitellään yhdellä tavalla tradition sisällä ja toisella tavalla sen ulkopuolella. Väitöskirjan pääasiallinen panos sijoittuu metafilosofiaan, koska sen mielenkiinnon kohteena ovat erityisesti filosofian menetelmät.

A User-Centric Perspective on Parallel Programming with Focus on OpenMP

The process of developing software that takes advantage of multiple processors is commonly referred to as parallel programming. For various reasons, this process is much harder than the sequential case. For decades, parallel programming has been a problem for a small niche only: engineers working on parallelizing mostly numerical applications in High Performance Computing. This has changed with the advent of multi-core processors in mainstream computer architectures. Parallel programming in our days becomes a problem for a much larger group of developers. The main objective of this thesis was to find ways to make parallel programming easier for them. Different aims were identified in order to reach the objective: research the state of the art of parallel programming today, improve the education of software developers about the topic, and provide programmers with powerful abstractions to make their work easier. To reach these aims, several key steps were taken. To start with, a survey was conducted among parallel programmers to find out about the state of the art. More than 250 people participated, yielding results about the parallel programming systems and languages in use, as well as about common problems with these systems. Furthermore, a study was conducted in university classes on parallel programming. It resulted in a list of frequently made mistakes that were analyzed and used to create a programmers' checklist to avoid them in the future. For programmers' education, an online resource was setup to collect experiences and knowledge in the field of parallel programming - called the Parawiki. Another key step in this direction was the creation of the Thinking Parallel weblog, where more than 50.000 readers to date have read essays on the topic. For the third aim (powerful abstractions), it was decided to concentrate on one parallel programming system: OpenMP. Its ease of use and high level of abstraction were the most important reasons for this decision. Two different research directions were pursued. The first one resulted in a parallel library called AthenaMP. It contains so-called generic components, derived from design patterns for parallel programming. These include functionality to enhance the locks provided by OpenMP, to perform operations on large amounts of data (data-parallel programming), and to enable the implementation of irregular algorithms using task pools. AthenaMP itself serves a triple role: the components are well-documented and can be used directly in programs, it enables developers to study the source code and learn from it, and it is possible for compiler writers to use it as a testing ground for their OpenMP compilers. The second research direction was targeted at changing the OpenMP specification to make the system more powerful. The main contributions here were a proposal to enable thread-cancellation and a proposal to avoid busy waiting. Both were implemented in a research compiler, shown to be useful in example applications, and proposed to the OpenMP Language Committee.

En analys av testprocesser med TMap som testmetod

Today there are many system development projects that break both budget and time plan. Often this depends on defects in the information systems that could have been prevented. The cost of test can in some cases be as high as 50 % of the projects total cost and it's at the same time an important part of development. Test as such has moved its focus from the software it self and its faults to a wider perspective on whole infrastructures of information systems where assure a good quality is important. Sogeti in the Netherlands have developed a test method called TMap (Test Management approach) that can be used for structured testing of information systems. TMap haven't been used as much as desired in the office in Borlänge. Because Microsoft is releasing a new version of their platform Visual Studio Team System (VSTS 2010) some colleges at Sogeti in the Netherlands are about to develop a template that can support the use of TMap in VSTS 2010. When we write this the template is still in development. The goal for Sogeti was to find out the differences between the test functionality in VSTS 2008 and 2010. By using the purpose with this essay, which was to analyze the test process in VSTS 2008 with TMap against the test process in VSTS 2010 together with the template we got much help to achieve the goal. The analysis was done with four different aspects: The TPI and TMMi models, problem and strength analyses and a few question formulations. The TPI and TMMi models where used to analyses and evaluate the test process. The analysis showed that there were differences between the both test processes. VSTS 2010 together with the template gave a better support to use TMap and perform test. In VSTS 2010 the test tool Camano is connected to TFS and the tool is also to make the execution and logging of tests easier. This leads to a test process that is easier to handle and has a better support for TMap.

Passive MVC och MVVM designmönster i Android : En jämförelse av kodkomplexitet mellan Passive MVC och MVVM

Det mobila operativsystemet Android är idag ett ganska dominerande operativsystem på den mobila marknaden dels på grund av sin öppenhet men också på grund av att tillgängligheten är stor i och med både billiga och dyra telefoner finns att tillgå. Men idag har Android inget fördefinierat designmönster vilket leder till att varje utvecklare får bestämma själv vad som ska användas, vilket ibland kan leda till onödigt komplex kod i applikationerna som sen blir svårtestad och svårhanterlig. Detta arbete ämnar jämföra två designmönster, Passive Model View Controller (PMVC) och Model View View-Model (MVVM), för att se vilket designmönster som blir minst komplext med hjälp av att räkna fram mätvärden med hjälp av Cyclomatic Complexity Number (CCN). Studien är gjord utifrån arbetssättet Design & Creation och ämnar bidra med: kunskap om vilket mönster man bör välja, samt om CCN kan peka ut vilka delar i en applikation som kommer att ta mer eller mindre lång tid att testa. Under studiens gång tog vi även fram skillnader på om man anväder sig av den så kallade Single Responsibilyt Principle (SRP) eller inte. Detta för att se om separerade vyer gör någon skillnad i applikationernas komplexitet. I slutändan så visar studien på att komplexiteten i små applikationer är väldigt likvärdig, men att man även på små applikationer kan se skillnad på hur komplex koden är men också att kodkomplexitet på metodnivå kan ge riktlinjer för testfall.