Kaukolämpöverkoston laskentaohjelmiston uudistaminen

Diplomityön tavoitteena on kehittää Komartek Oyj:n kaukolämpöverkoston laskentaohjelmistoa. Tarkoituksena on kehittää laskentaohjelmiston nykyisiä ominaisuuksia sekä lisätä ohjelmistoon uusia ominaisuuksia. Diplomityön alussa tutustuttiin laskentaohjelmistoon ja sen toiminta raportointiin. Tämän jälkeen aloitettiin uusien ominaisuuksien määrittäminen ja lisääminen ohjelmistoon. Diplomityössä käsitellään kaukolämpöverkoston virtauslaskennan teoriaa yleisesti sekä kaukolämpöverkostossa olevien laskennallisten elementtien huomioiminen verkostolaskennnassa.

TRIZ – Systemaattinen teknisten ongelmien ratkaisumenetelmä

Tämän kandidaatintyön tavoitteena on kartoittaa TRIZ-menetelmää teknisen ongelmanratkaisuprosessin työkaluna, sekä antaa lukijalle yleiskatsaus menetelmän työkaluista ja hyödyistä esimerkkien avulla. Työ vastaa kysymyksiin: Soveltuuko TRIZ tekniseen ongelmanratkaisuun? Miten TRIZ:in koulutus tulisi toteuttaa? Työn teoria pohjautuu alan julkaisuihin sekä yritysten raportoimiin tuloksiin. Havainnollistavina esimerkkeinä on käytetty kirjallisuudesta löytyneitä, sekä itse havaittuja ongelmia ratkaisuineen. Työ on toteutettu kirjallisuustyönä. Työn tuloksena toteamme, että TRIZ soveltuu hyvin tekniseen ongelmanratkaisuun tarjoten perinteistä ongelmanratkaisua tehokkaammat menetelmät. TRIZ korostaa ongelmia aiheuttavien ristiriitojen etsimistä, analysointia ja täydellistä poistamista. Menetelmällä voidaan lisätä ja nopeuttaa innovaatioiden syntyä, koska ristiriidan ratkaisussa voidaan hyödyntää jo muissa patenteissa käytettyjä ratkaisumalleja.

Aerodynamical instability of web

Diplomityön tavoitteena oli tutkia miten ilman turbulenttisuus vaikuttaa tasaisesti liikkuvan rainan tilaan. Yhtenä sovelluskohteena teollisuudessa voidaan mainita esimerkiksi leiju-kuivain. Tiedetään, että konenopeuksien kasvu ja siitä johtuva ilmavirran nopeuden kasvu aiheuttaa voimavaikutuksia rainaan ja voi aiheuttaa lepatusta. Lepatus johtaa dynaamiseen epästabiilisuuteen, joka voidaan havaita, kun lineaarinen systeemi tulee epävakaaksi ja joh-taa epälineaariseen, rajoitettuun värähtelyyn. Lepatus huonontaa tuotteiden laatua ja voi johtaa ratakatkoihin. Työssä on esitetty tietoa ilman ja rainan vuorovaikutuksesta, jota hyödyntämällä voidaan kehittää yksinkertaistettu malli, jonka avulla liikkuvaa rainaa voidaan simuloida kuivaimes-sa. Kaasufaasin virtausyhtälöt on ratkaistu eri turbulenttimalleja käyttäen. Myös viskoelas-tisen rainan muodonmuutosta on tarkasteltu. Koska rainalle ei ole kirjallisuudesta saatavilla tarkkoja fysikaalisia ja mekaanisia arvoja, näitä ominaisuuksia testattiin eri arvoilla, jotta rainan käyttäytymistä jännityksen alaisena voidaan tarkastella. Näiden ominaisuuksien tun-teminen on ensiarvoisen tärkeää määritettäessä rainan aeroviskoelastista käyttäytymistä. Virtaussimulointi on kallista ja aikaa vievää. Tämä tarkoittaa uusien tutkimusmenetelmien omaksumista. Tässä työssä vaihtoehtoisena lähestymistapana on esitetty yksinkertaistettu malli, joka sisältää ilman ja rainan vuorovaikutusta kuvaavat ominaisuudet. Mallin avulla saadaan tietoa epälineaarisuuden ja turbulenssin vaikutuksesta sekä monimutkaisesta yh-teydestä stabiilisuuden ja ulkoisesti aikaansaadun värähtelyn sekä itse aiheutetun värähtelyn välillä. Työn lopussa on esitetty havainnollinen esimerkki, jolla voidaan kuvata olosuhteita, jossa rainan tasainen liike muuttuu epävakaaksi. Kun turbulenttisuudesta johtuva painevaih-telu ylittää tietyn rajan, rainan värähtely kasvaa muuttuen satunnaisesta järjestäytyneeksi. Saaduttulokset osoittavat, että turbulenttisuudella on suuri vaikutus eikä sitä voi jättää huomioimatta. Myös rainan viskoelastiset ominaisuudet tulee huomioida, jotta rainan käyt-täytymistä voidaan kuvata tarkasti.

Korkeakappa-massan suotatuvuus

Työn tarkoituksena oli tutkia korkeakappa-massan suotautuvuutta sekä etsiä uusia analyysimenetelmiä korkeakappa-massan karakterisoimiseksi. Työssä pyrittiin määrittämään tekijöitä, jotka vaikuttavat korkeakappa-massan suotautumiseen. Työn kirjallisessa osassa tarkasteltiin aluksi yleisesti keiton teoriaa, minkä jälkeen käsiteltiin jauhatusta ja tarkemmin korkeakappa-massan hienovaraisempaa jauhatusta eli kuidutusta. Seuraavaksi käsiteltiin suodatusta ja sen teoriaa sekä suodatukseen vaikuttavia tekijöitä. Massan pesusta esitettiin perusteet ja teoriaa. Lopuksi tarkasteltiin massan karakterisointia eri lähestymistavoilla sekä kuitujen perusominaisuuksia. Kokeellisessa osassa verrattiin LTY:n koesuodatuslaitteistolla tehdyillä suodatuskokeilla korkeakappa-massaisen sellukakun suotautuvuutta eri paine-eroilla, suodoksen eri hienoainepitoisuuksilla sekä ennen ja jälkeen sellutehtaallatapahtuneen kuidutuksen. Savonlinnassa sijaitsevalla laitteistolla tehtiin syrjäytystestejä ennen ja jälkeen kuidutusta otetuilla sellumassoilla. Lisäksi ennenja jälkeen kuidutusta otettuja sellumassanäytteitä karakterisoitiin mm. kuituanalysaattorilla, huokoskoko- ja ominaispinta-ala-analyyseillä sekä SEM-kuvilla. Suodatuskokeissa hienoainepitoisuudella ei ollut merkitystä permeabiliteettiin mitattujen suodosvirtausten perusteella. Kuten Darcyn lain perusteella voitiin olettaa, kakun paine-eron kasvaessa permeabiliteetti kasvoi. Vaikutus ei ollut kuitenkaan lineaarinen paine-eroon verrattuna vaan kakun permeabiliteetti kasvoi enemmän tietyllä paine-erovälillä. Tämä paine-eroväli vaihteli hieman riippuen oliko sellumassa otettu ennen vai jälkeen kuidutusta. Lappeenrannassa tehdyissä suodatuskokeissa ei ennen ja jälkeen kuidutusta otetuilla näytteillä ollut selvää eroa permeabiliteeteissa, mutta Savonlinnan syrjäytystesteissä ero syrjäytymisnopeudessa oli selvä. Ennen ja jälkeen kuidutusta otettujen sellumassojen kuituanalysaattorituloksissa ja SEM-kuvissa ei havaittu eroa näytteiden välillä, mutta massojen huokoskoko muuttui kuidutuksen vaikutuksesta.

THE IMPACT OF ARCHITECTURAL DESIGN ON SOFTWARE DEVELOPMENT

Tässä työssä tutkitaan ohjelmistoarkkitehtuurisuunnitteluominaisuuksien vaikutusta erään client-server –arkkitehtuuriin perustuvan mobiilipalvelusovelluksen suunnittelu- ja toteutusaikaan. Kyseinen tutkimus perustuu reaalielämän projektiin, jonka kvalitatiivinen analyysi paljasti arkkitehtuurikompponenttien välisten kytkentöjen merkittävästi vaikuttavan projektin työmäärään. Työn päätavoite oli kvantitatiivisesti tutkia yllä mainitun havainnon oikeellisuus. Tavoitteen saavuttamiseksi suunniteltiin ohjelmistoarkkitehtuurisuunnittelun mittaristo kuvaamaan kyseisen järjestelmän alijärjestelmien arkkitehtuuria ja luotiin kaksi suunniteltua mittaristoa käyttävää, työmäärää (komponentin suunnittelu-, toteutus- ja testausaikojen summa) arvioivaa mallia, joista toinen on lineaarinen ja toinen epälineaarinen. Näiden mallien kertoimet sovitettiin optimoimalla niiden arvot epälineaarista gloobaalioptimointimenetelmää, differentiaalievoluutioalgoritmia, käyttäen, niin että mallien antamat arvot vastasivat parhaiten mitattua työmäärää sekä kaikilla ominaisuuksilla eli attribuuteilla että vain osalla niistä (yksi jätettiin vuorotellen pois). Kun arkkitehtuurikompenttien väliset kytkennät jätettiin malleista pois, mitattujen ja arvoitujen työmäärien välinen ero (ilmaistuna virheenä) kasvoi eräässä tapauksessa 367 % entisestä tarkoittaen sitä, että näin muodostettu malli vastasi toteutusaikoja huonosti annetulla ainestolla. Tämä oli suurin havaitu virhe kaikkien poisjätettyjen ominaisuuksien kesken. Saadun tuloksen perusteella päätettiin, että kyseisen järjestelmän toteutusajat ovat vahvasti riippuvaisia kytkentöjen määrästä, ja näin ollen kytkentöjen määrä oli mitä todennäköisemmin kaikista tärkein työmäärään vaikuttava tekijä tutkitun järjestelmän arkkitehtuurisuunnittelussa.

Rullaavan ennustamisen kehittäminen CASE: ABB Oy Service

Tutkimuksen tavoitteena oli kehittää rullaavan ennustamisen toimintaa, jotta se tuottaisi relevanttia informaatiota tapausyrityksen ohjaukselle. Tutkimuksessa sovellettiin konstruktiivista tutkimusotetta, joka on ratkaisumenetelmä liikkeenjohdollisiin ongelmiin. Tutkimustulos eli ratkaisukonstruktio innovoitiin tutkijan luoman viitekehyksen ja empiirisen tutkimuksen havaintojen avulla. Tutkimustuloksien perusteella analyyttisen rullaavan ennustamisen tarkoituksena on tyydyttää eri ohjaustasojen informaatiotarpeita ja tukea asiakaslähtöisen tapausyrityksen liiketoimintaympäristöön sopeutumista. Tutkimuksen mukaan rullaava ennustaminen on suunnittelua, joka pyrkii organisatoriseen oppimiseen. Kehittämiseen liittyviä näkökulmia, organisatorisia ja järjestelmällisiä tekijöitä löydettiin useita. Nämä eivät rajoittuneet ainoastaan johdon laskentatoimen alueelle.

Lineaarisen hammashihnaservokäytön tilasäätö

Tuotantotehokkuus näyttelee yhä suurempaa roolia teollisuudessa, minkä vuoksi myös pakkauslinjas­toille joudutaan asettamaan suuria vaatimuksia. Usein leik­kaus- ja kappaleensiirtosovelluksissa käyte­tään lineaarisia ruuvikäyttöjä, jotka voitaisiin tietyin edellytyksin korvata halvemmilla ja osittain suori­tuskykyisimmillä hammashihnavetoisilla johteilla. Yleensä paikkasäädetty työsolu muodostuu kahden tai kolmen eri koordinaatisto­akselin suuntaan asen­netuista johteista. Tällaisen työsolun paikoitustarkkuuteen vaikuttavat muun muassa käytetty säätöra­kenne, moottorisäätöketjun viiveet, sekä laitteiston eri epälineaarisuudet, kuten kitka. Tässä työssä esitetään lineaarisen hammashihnaservokäytön dynaamista käytöstä kuvaava matemaatti­nen malli ja laaditaan mallin pohjalta laitteen simulointimalli. Mallin toimivuus varmistetaan käytän­nön identifiointitesteillä. Lisäksi työssä tut­kitaan, kuinka hyvään suorituskykyyn lineaarinen hammas­hihnaservokäyttö kyke­nee, jos teollisuudessa paikoitussäätörakenteena tyypillisesti käytetty kaskadira­kenne tai PID-rakenne korvataan kehittyneemmällä mallipohjaisella tilasäädinra­kenteella. Säädön toi­mintaa arvioidaan simulointien ja koelaitteistolla suoritetta­vien mittaus­ten perusteella.

Commodity Price Driven Risk Management from Viewpoint of High Grade Steel Alloys

The study of price risk management concerning high grade steel alloys and their components was conducted. This study was focused in metal commodities, of which nickel, chrome and molybdenum were in a central role. Also possible hedging instruments and strategies for referred metals were studied. In the literature part main themes are price formation of Ni, Cr and Mo, the functioning of metal exchanges and main hedging instruments for metal commodities. This section also covers how micro and macro variables may affect metal prices from the viewpoint of short as well as longer time period. The experimental part consists of three sections. In the first part, multiple regression model with seven explanatory variables was constructed to describe price behavior of nickel. Results were compared after this with information created with comparable simple regression model. Additionally, long time mean price reversion of nickel was studied. In the second part, theoretical price of CF8M alloy was studied by using nickel, ferro-chrome and ferro-molybdenum as explanatory variables. In the last section, cross hedging possibilities for illiquid FeCr -metal was studied with five LME futures. Also this section covers new information concerning possible forthcoming molybdenum future contracts as well. The results of this study confirm, that linear regression models which are based on the assumption of market rationality, are not able to reliably describe price development of metals at issue. Models fulfilling assumptions for linear regression may though include useful information of statistical significant variables which have effect on metal prices. According to the experimental part, short futures were found to incorporate the most accurate information concerning the price movements in the future. However, not even 3M futures were able to predict turning point in the market before the faced slump. Cross hedging seemed to be very doubtful risk management strategy for illiquid metals, because correlations coefficients were found to be very sensitive for the chosen time span.

Luottamuksen vaikutus tiedon jakamiseen ja yhteistyöhön

Tutkielman tarkoituksena oli tutkia teoreettisesti ja empiirisesti luottamuksen vaikutusta organisaatioyksiköiden väliseen tiedon jakamiseen ja yhteistyöhön. Luottamuksen näkökulmasta tarkasteltiin henkilöityvän ja ei-henkilöityvän luottamuksen vaikutusta yhdessä ja erikseen. Tiedon jakamisessa tarkasteltiin hiljaisen sekä käsitteellisen tiedon jakamista. Luottamuksen vaikutusta tiedon jakamiseen on yleisesti tutkittu, mutta tutkielman tavoitteena oli tutkia ilmiötä pankki- ja vakuutusliiketoimintaa harjoittavan kohdeorganisaation näkökulmasta. Tutkimustulokset analysoitiin kvantitatiivisilla tutkimusmenetelmillä, joista mukana oli faktorianalyysi ja lineaarinen regressio. Tämän tutkimuksen perusteella luottamuksella oli positiivinen vaikutus tiedon jakamiseen. Henkilöityvän luottamuksen vaikutus oli merkittävästi voimakkaampi kuin ei-henkilöityvän luottamuksen. Luottamuksen vaikutus yhteistyöhön oli myös positiivinen, jossa henkilöityvän ja ei-henkilöityvän luottamuksen vaikutus ja voimakkuus olivat yhtäläisiä.

Väsymiskestävyyden määritys murtumismekaanisilla särönmallinnusohjelmilla

Tässä työssä tutkitaan Wärtsilä Oyj:n moottorin ja ABB Oy:n generaattorin muodostaman aggregaatin väsymiskestävyyttä lineaarisen murtumismekaniikan avulla. Työn tavoitteena on selvittää ABAQUS/XFEM- ja FRANC3D-ohjelman soveltuvuus kuormitukseltaan ja geometrialtaan vaativan generaattorirungon suunnittelutyökaluksi. Generaattorirungon kuormitukset aiheutuvat aggregaatin käynnin sekä käynnistys- ja sammutusvaiheen aikai-sista syntyvistä värähtelyistä. Tutkimuksessa tarkastellaan generaattorirungon väsymistä käynninaikaisella kuormituksella. Työssä mallinnettiin generaattorirungosta valittu hitsausdetalji alimallinnustekniikalla, jolloin alimallin reunaehdot voitiin määrittää aggregaatille tehdyn vastelaskennan perus-teella. Alimallista tutkittiin kahta erilaista hitsiliitostyyppiä, joihin mallinnettiin XFEM- ja FRANC3D-ohjelmilla erikokoisia säröjä hitsiliitosten rajaviivalle sekä juuren puolelle. Tutkittavilla ohjelmilla saatujen jännitysintensiteettikertoimien avulla säröille voitiin las-kea ekvivalentti jännitysintensiteettikerroin, jota verrattiin kokeellisesti saatuun jännitysin-tensiteettikertoimen kynnysarvoon. XFEM- ja FRANC3D-ohjelmia vertailtiin käytön helppouden, tulosten tarkkuuden sekä laskenta-aikojen perusteella. Käytettävyyden ja laskenta-aikojen perusteella XFEM-ohjelma soveltui paremmin käytettäväksi teollisuudessa suunnittelu- ja kehitystyön apu-työkaluna. FRANC3D taas antoi XFEM-ohjelmaa luotettavampia tuloksia, mutta laskenta-ajat olivat moninkertaiset.

Tiedonjaon ongelmat globaalissa jakeluketjussa

Työ on kirjallisuustutkimus ja sen tavoitteena on määrittää globaalin jakeluketjun tiedonjaon ongelmat sekä niiden ratkaisu- ja ehkäisymenetelmiä. Työ sisältää seitsemän eri ongelmatyyppiä, joihin löydettiin kolme ratkaisumenetelmää ja kolme ehkäisymenetelmää. Lisäksi työssä käsitellään ongelmia case-yrityksen näkökulmasta. Case-esimerkki toteutettiin haastatteluna. Tiedonjaon ongelmat johtuvat joko inhimillisistä tai teknisistä virheistä. Vakavimmat ongelmat johtuvat usein inhimillisistä syistä eikä tietojärjestelmän uusiminen välttämättä korjaa näitä ongelmia. Tietojärjestelmien oikeaoppinen käyttöönotto ja sisäistäminen antavat yritykselle huomattavia parannuksia tiedonjakoon jakeluketjussa. Tiedonjaon ongelmia ratkaistaessa täytyy usein hyödyntää useampia ratkaisumenetelmiä ja yrityksen liiketoimintamalli täytyy ottaa huomioon. Case-yrityksessä vakavimmat ongelmat liittyivät luottamukseen, kommunikointietiketin puutteeseen, tiedon hukkumiseen ja odottamattomiin tiedonkulun häiriöihin.

Aktiivisella tutkalla hakeutuvan ohjuksen väistäminen silppujen edesauttamana

Tämän tutkimuksen tarkoituksena on selvittää, miten ohjaajan tulee käyttää omasuojajärjestelmiään, sen eri moodeja ja liikehtiä väistääkseen konettaan uhkaavan aktiivisella tutkalla hakeutuvan ohjuksen. Aihe pohjautuu aktiivisten tutkaohjusten yleistymiseen ilmataistelussa ja siihen, että niiden väistämisestä löytyy julkisissa lähteissä vähemmän tietoa suhteessa eri järjestelmien teknisiin ominaisuuksiin. Tutkaohjusten yleistymisen lisäksi Ilmavoimien mahdollinen osallistuminen kansainvälisiin operaatioihin voi lisätä todennäköisyyttä sille, että ohjaaja joutuu ohjushyökkäyksen kohteeksi taistelulennolla. Tutkimus toteutettiin kahdessa vaiheessa. Aluksi luotiin teknisten lähteiden pohjalta aineisto, jossa käsiteltiin sisällönanalyysin avulla ohjusten ja omasuojajärjestelmien tärkeimpiä ominaisuuksia ja toimintaperiaatteita. Aineiston luomisessa tärkeimpinä lähteinä käytettiin Jane’sin tietokantoja, teknistä kirjallisuutta, Internet-artikkeleita sekä valmistajien tuottamaa materiaalia. Toisessa vaiheessa tarkasteltiin tapaustutkimuksena yksinkertaista ilmataistelua edellä luotua aineistoa hyödyntäen. Tällä menetelmällä saatiin loogisella päättelyllä johdettua järjestelmien teknisten ominaisuuksien pohjalta tilanteeseen sopivia ohjaajan toimenpiteitä. Tutkimuksessa otettiin kantaa vain välittömästi tutkaohjuksia vastaan suunniteltuihin omasuojajärjestelmän osiin ja niiden käyttöön painopisteen ollessa silpuissa, eri heitinmoodeissa sekä liikehtelyssä. Tapaustutkimuksen pohjalta voidaan johtopäätöksenä todeta, että nykyaikaisen tutkalla hakeutuvan ohjuksen väistäminen vaatii omasuojajärjestelmien käytön yhdistämistä puolustukselliseen liikehtelyyn. Omasuojajärjestelmän moodeista automaattinen ja puoliautomaattinen vaikuttavat tarjoavan tehokkaimman suojan aktiivista hakupäätä vastaan ilmataistelussa. Lisäksi hektisessä ilmataistelussa voidaan pitää tärkeänä järjestelmien toiminnan korkeaa automaation tasoa sekä omasuojaohjelmien muokkaamista tehtävänsuunnitteluohjelmilla uhan mukaiseksi jo taistelulentoa suunnitellessa. Tutkimuksen tuloksia liikehtelyn ja järjestelmien ominaisuuksien osalta voidaan pitää melko luotettavina. Omasuojajärjestelmän käyttöön liittyvät tekijät vaativat vielä vahvistusta tulevissa tutkimuksissa. On huomattava, että tutkimuksen tulokset ovat vain yksi esimerkki ohjaajan toiminnasta käsitellyssä tapauksessa, koska ilmataistelu on vaikeasti ennustettavissa ja tuskin koskaan yhtä lineaarinen kuin tutkitussa tapauksessa. Tästä huolimatta tärkeimmät ohjuksen väistämisen periaatteet silppujen edesauttamana saatiin tuotua esiin.