Virtuaalitodellisuuslaboratorion laiteympäristön kehittäminen - ohjaimet ja ohjelmistot

Tämä diplomityö on tehty osana HumanICT-projektia, jonka tavoitteena on kehittää uusi, virtuaalitekniikoita hyödyntävä, työkoneiden käyttäjäliityntöjen suunnittelumenetelmä. Työn tarkoituksena oli kehittää VTT:n Tuotteet ja tuotanto tutkimusyksikköön kuluvan Ihminen-kone-turvallisuus ryhmän nykyistä virtuaalitodellisuuslaboratoriota siten, että sitä voidaan käyttää työkoneiden suunnittelussa sekä monipuolisissa ergonomiatarkasteluissa. Itse ympäristön kehittäminen pitää sisällään uuden ohjainjärjestelmän suunnittelun sekä sen implementoinnin nykyisin käytössä olevaan virtuaaliympäristöön. Perinteisesti ohjaamosimulaattorit ovat olleet sovelluskohteisiin räätälöityjä, joten ne ovat kalliita ja niiden konfiguroinnin muuttaminen on vaikeaa, joskus jopa mahdotonta. Tämän työntarkoituksena oli kehittää PC-tietokoneeseen ja yleiseen käyttöjärjestelmään perustuva ohjainjärjestelmä, joka on nopeasti kytkettävissä erilaisiin virtuaaliympäristön sovelluksiin, kuten ohjaamomalleihin. Työssä tarkasteltiin myös tapoja mallintaa fysikaalisia ilmiöitä reaaliaikasovelluksissa, eli on-line simuloinnissa. Tämän tarkastelun perusteella etsittiin ja valittiin jatkokäsittelyyn ohjelmistoja, joiden reaaliaikaisen dynamiikan simulointialgoritmitolivat kaikkein kehittyneimpiä ja monipuolisia.

Business Intelligence -ohjelmistot päätöksenteon tukena

Työn tavoitteena on tutkia Business Intelligence -ohjelmistojen käyttöä päätöksenteon tukena. Lisäksi tutkitaan näiden ohjelmistojen merkitystä yrityksille. Työssä tarkastellaan myös mahdollisia tulevaisuuden näkymiä. Työ on kirjallisuustyö, joka pohjautuu lähdeaineistoon. Työn tuloksena on huomattu, kuinka tärkeitä Business Intelligence -ohjelmistot ovat yritysten päätöksenteossa. Suuren tietomäärän vuoksi on tärkeää, että yrityksellä on työkalu, jonka avulla kaikki merkityksellinen tieto saadaan välitettyä päätöksentekijöille. Business Intelligence -ohjelmistot tuottavat monenlaisia analyyseja, joiden avulla voidaan tehdä onnistuneita päätöksiä. Mitä tarkempia analyyseja tehdään, sitä enemmän voidaan myös saavuttaa kilpailuetua. Business Intelligence -ohjelmistojen avulla yrityksillä on mahdollisuus saavuttaa monia erilaisia hyötyjä. Hyötyjen mittaaminen on kuitenkin haastavaa, koska osa hyödyistä on aineettomia. Hyötyjen ja liikearvon mittaamiseen on kehitetty mittareita, joiden avulla on tarkoitus pystyä perustelemaan Business Intelligence -ohjelmistoihin investointia. Tulevaisuudessa Business Intelligence -ohjelmistojen merkitys yrityksille kasvaa. Yritysten muuttuvia tarpeita varten kehitetään uudenlaisia Business Intelligence -sovelluksia. Teknologia ja ohjelmistojen innovatiivinen käyttö muokkaavat BI-ohjelmistoja tehokkaammiksi. Jatkuva uusien sovellusten kehittäminen luo myös haasteita ennen niiden laajempaa käyttöönottoa.

Software Process Modeling with Eclipse Process Framework

The software development industry is constantly evolving. The rise of the agile methodologies in the late 1990s, and new development tools and technologies require growing attention for everybody working within this industry. The organizations have, however, had a mixture of various processes and different process languages since a standard software development process language has not been available. A promising process meta-model called Software & Systems Process Engineering Meta- Model (SPEM) 2.0 has been released recently. This is applied by tools such as Eclipse Process Framework Composer, which is designed for implementing and maintaining processes and method content. Its aim is to support a broad variety of project types and development styles. This thesis presents the concepts of software processes, models, traditional and agile approaches, method engineering, and software process improvement. Some of the most well-known methodologies (RUP, OpenUP, OpenMethod, XP and Scrum) are also introduced with a comparison provided between them. The main focus is on the Eclipse Process Framework and SPEM 2.0, their capabilities, usage and modeling. As a proof of concept, I present a case study of modeling OpenMethod with EPF Composer and SPEM 2.0. The results show that the new meta-model and tool have made it possible to easily manage method content, publish versions with customized content, and connect project tools (such as MS Project) with the process content. The software process modeling also acts as a process improvement activity.

Performance analysis of software run-time behaviour using 3D-visualisation

Monimutkaisen tietokonejärjestelmän suorituskykyoptimointi edellyttää järjestelmän ajonaikaisen käyttäytymisen ymmärtämistä. Ohjelmiston koon ja monimutkaisuuden kasvun myötä suorituskykyoptimointi tulee yhä tärkeämmäksi osaksi tuotekehitysprosessia. Tehokkaampien prosessorien käytön myötä myös energiankulutus ja lämmöntuotto ovat nousseet yhä suuremmiksi ongelmiksi, erityisesti pienissä, kannettavissa laitteissa. Lämpö- ja energiaongelmien rajoittamiseksi on kehitetty suorituskyvyn skaalausmenetelmiä, jotka edelleen lisäävät järjestelmän kompleksisuutta ja suorituskykyoptimoinnin tarvetta. Tässä työssä kehitettiin visualisointi- ja analysointityökalu ajonaikaisen käyttäytymisen ymmärtämisen helpottamiseksi. Lisäksi kehitettiin suorituskyvyn mitta, joka mahdollistaa erilaisten skaalausmenetelmien vertailun ja arvioimisen suoritusympäristöstä riippumatta, perustuen joko suoritustallenteen tai teoreettiseen analyysiin. Työkalu esittää ajonaikaisesti kerätyn tallenteen helposti ymmärrettävällä tavalla. Se näyttää mm. prosessit, prosessorikuorman, skaalausmenetelmien toiminnan sekä energiankulutuksen kolmiulotteista grafiikkaa käyttäen. Työkalu tuottaa myös käyttäjän valitsemasta osasta suorituskuvaa numeerista tietoa, joka sisältää useita oleellisia suorituskykyarvoja ja tilastotietoa. Työkalun sovellettavuutta tarkasteltiin todellisesta laitteesta saatua suoritustallennetta sekä suorituskyvyn skaalauksen simulointia analysoimalla. Skaalausmekanismin parametrien vaikutus simuloidun laitteen suorituskykyyn analysoitiin.

Kiinteistön investointi- ja elinkaarikustannusten hallinnan työkalut

Tämän työntavoitteena oli tutkia kiinteistöjen investointi- ja elinkaarikustannusten hallinnan tilannetta. Tavoitteeseen pääsemiseksi pyrin selvittämään, missä määrin rakennusala käyttää erilaisia ohjelmistoja, mitä nämä ohjelmistot ovat ja minkälaiset ovat mahdollisuudet kehittää tähän tarkoitukseen sopiva ohjelmistotyökalu. Teoriaosa koostuu kiinteistöliiketoimintaan liittyvistä peruskäsitteistäsekä laskentamenetelmistä. Empiirisessä osassa esitellään tutkimusmenetelmät jaanalysoidaan tulokset. Tutkimus toteutettiin käyttämällä kirjallista kyselyä sekä asiantuntijahaastatteluita. Kirjallinen kysely toimi runkona haastatteluille. Kyselyllä kartoitettiin olemassa olevien ohjelmistotyökalujen lukumäärä. Haastattelujen avulla pyrittiin saamaan selville, mitkä ohjelmistojen osiot ja ominaisuudet olisivat käyttäjän kannalta olennaisia. Tutkimuksen tärkeimpänä tuloksena voidaan pitää sitä, että olemassa olevien työkalujen lisäksi ei näyttänyt olevan juurikaan tarvetta kehittää uusia työkaluja kiinteistökustannusten hallintaan. Ohjelmistotyökaluja löydettiin kolmetoista, joista kaksitoista soveltui elinkaarikustannusten laskentaan. Sellaisia ohjelmatyökaluja, jotka olisivat vastanneet asiantuntijahaastateltavien tarpeita, ei löytynyt. Tutkimustulokset osoittavat kuitenkin selvästi, että kehitysmahdollisuudet ovat olemassa ja ongelmaon helposti ratkaistavissa yhdistelemällä eri ohjelmistojen ominaisuuksia.

Tuotantotiedon hallinnan tietotekniset ratkaisut

Tiedonhallinta on yritykselle yhtä tärkeää kuin esimerkiksi materiaalien- tai henkilöstönhallinta. Tällä hetkellä yritykset eivät kuitenkaan vieläusein hyödynnä kaikkia tietotekniikan tarjoamia mahdollisuuksia. Useat valmistajat tekevät laitteita jotka on suunniteltu toimimaan vaativissa olosuhteissa. Myös tuotannonohjaus-ohjelmistoissa on alettu kiinnittää entistä enemmän huomiota niiden ulottumisessa tuotantotyöntekijöiden käyttöön asti. Tietoteknisten ratkaisuiden suorituskyky ei enää aseta rajoituksia tuotantotiedon hallinnan kehittämiselle. Työssä kartoitettiin valmistavan teollisuuden tuotantotiedon hallinnan tietoteknisiä ratkaisuja ja niiden tarjoamia mahdollisuuksia tiedon keräämiseen, käsittelyyn ja välittämiseen oikeaan paikkaan oikeaan aikaan.Erityistä huomiota kiinnitettiin ratkaisujen ulottuvuudesta tuotantotyöntekijöille asti. Tutkimus on osa Tuotantotiedon Hallinta-tutkimushanketta ja työn toteutuksessa huomioitiin tutkimushankkeessa mukana olevien yritysten tarpeita tuotantotiedon hallinnan apuvälineille. Tietoteknisten ratkaisuiden perustekniikka on jo kypsää ja se ei aseta rajoituksia pilottihankkeen toteutukselle. Työssä kartoitettiin myös pilottihankkeeseen soveltuvia, markkinoilla olevia tuotannonohjausohjelmistoja. Ohjelmistot vaativat kuitenkin vielä jatkokehitystä täyttääkseen kaikki hankkeen tavoitteet.

Muon Detector Link System Test Setup Software

Euroopan hiukkastutkimuslaitoksen CERNin rakenteilla olevan LHC-hiukkaskiihdyttimen CMS-koeasema on tarkoitettu erityisesti myonin ilmaisuun. Tässä työssä on esitelty CMS-koeaseman RPC-ilmaisintyypin linkkijärjestelmä ja sen testaamiseen tarkoitetut laitteet sekä laitteiden testaamiseen tarvittavat ohjelmistot. Työssä on selvitetty ohjelmien toimivuus ja keskinäinen yhteensopivuus.

Metsäteollisuuden prosessien suunnittelu simulointiympäristössä

Prosessisimulointiohjelmistojen käyttö on yleistynyt paperiteollisuuden prosessien kartoituksessa ja kyseiset ohjelmistot ovat jo pitkään olleet myös Pöyry Engineering Oy:n työkaluja prosessisuunnittelussa. Tämän työn tavoitteeksi määritettiin prosessisimulointiohjelmistojen käytön selvittäminen suomalaisissa paperitehtaissa sekä prosessisimuloinnin tulevaisuuden näkymien arviointi metsäteollisuuden suunnittelupalveluissa liiketoiminnan kehittämiseksi. Työn teoriaosassa selvitetään mm. seuraavia asioita: mitä prosessisimulointi on, miksi simuloidaan ja mitkä ovat simuloinnin hyödyt ja haasteet. Teoriaosassa esitellään yleisimmät käytössä olevat prosessisimulointiohjelmistot, simulointiprosessin eteneminen sekä prosessisimuloinnin tuotteistamisen vaatimuksia. Työn kokeellisessa osassa selvitettiin kyselyn avulla prosessisimulointiohjelmistojen käyttöä Suomen paperitehtaissa. Kysely lähetettiin kaikille Suomen tärkeimmille paperitehtaille. Kyselyn avulla selvitettiin mm, mitä ohjelmia käytetään, mitä on simuloitu, mitä pitää vielä simuloida ja kuinka tarpeellisena prosessisimulointia pidetään. Työntulokset osoittavat, että kaikilla kyselyyn vastanneilla suomalaisilla paperitehtailla on käytetty prosessisimulointia. Suurin osa simuloinneista on tehty konelinjoihin sekä massa- ja vesijärjestelmiin. Tulevaisuuden tärkeimpänä kohteena pidetään energiavirtojen simulointia. Simulointimallien pitkäjänteisessä hyödyntämisessä ja ylläpidossa on kehitettävää, jossa simulointipalvelujen hankkiminen palveluna on tehtaille todennäköisin vaihtoehto. Johtopäätöksenä on se, että tehtailla on tarvetta prosessisimuloinnille. Ilmapiiri on kyselytuloksien mukaan suotuisa ja simulointi nähdään tarpeellisena työkaluna. Prosessisimuloinnin markkinointia, erillispalvelutuotteen lisäksi, kannattaisi kehittää siten, että simulointimallin ylläpito jatkuisi projektin jälkeen lähipalveluna. Markkinointi pitäisi tehdä jo projektin alkuvaiheessa tai projektin aikana. Simulointiohjelmien kirjosta suunnittelutoimiston kannattaa valita simulointiohjelmistoja, jotka sopivat sille parhaiten. Erityistapauksissa muiden ohjelmien hankintaa kannattaa harkita asiakkaan toivomusten mukaisesti.

Hakukoneoptimointi internetmarkkinoinnin tukena

Yhä useampi etsii nykyään tietoa tuotteista ja palveluista internetin kautta. Vastapainoisesti lähes jokainen yritys käyttää internetsivujaan markkinointikanavana. Mietittäessä markkinoinnin peruskysymyksiä kuten kohdesegmentin saavuttamista tai kampanjan tuottoastetta ei vastausta usein osaa internetsivujen osalta antaa niin markkinointiosasto kuin IT-osastokaan. Hakukoneoptimointi on yksi hakukonemarkkinoinnin muoto, jonka avulla internetsivujen saavutettavuutta voidaan parantaa. Kehityksen toteamiseksi on oltava mittareita, joina internetsivuilla voidaan käyttää internetsivuille tarkoitettuja kävijäseurantaohjelmistoja. Tässä työssä käsitellään hakukoneoptimointia ja sen mahdollisuuksia parantaa sivustojen näkyvyyttä internetin hakukoneissa. Hakukoneoptimoinnilla tarkoitetaan sivustojen teknisen toteutuksen muokkaamista hakukoneystävälliseksi ja sisällön muokkaamista niin, että sivustotsijoittuvat halutuin hakusanoin hakutulosten kärkipäähän. Onnistumisen mittaamiseksi työssä perehdytään kävijäseurannan mahdollisuuksiin ja toteutukseen. Työn tavoitteena oli tuoda Primesoft Oy:lle riittävä tietotaito hakukoneoptimoinnista, toteuttaa hakukoneoptimointipalvelu ja muokata yrityksen ohjelmistot hakukoneoptimointia tukeviksi. Työn tavoitteet saavutettiin pääosin ja tutustuminen hakukoneoptimointiin avasi portin koko internetmarkkinoinnin maailmaan. Palvelun toimivuutta testattiin Primesoftin omilla sivuilla ja tulokset osoittautuivat varsin rohkaiseviksi. Jatkossa hakukoneoptimointia voidaan tarjota palveluna asiakkaille.

Terrestrial Trunked Radio - verkossa toimivan reaaliaikaisen Short Data Service - viesteihin perustuvan telemetriasovelluksen ohjelmistokehitys

Tämä diplomityö tarkastelee TETRA-verkon soveltuvuutta turvallisuusviranomaisille tarkoitettuun telemetriasovellukseen, jossa erilaiset mittausdatat ja hälytystiedot kulkevat verkon yli SDS-viestiliikenteenä. Diplomityön tarkoituksena on tehdä kaksi sulautettua ohjelmistoa sekä yksi PCohjelmisto, joita käytetään rakennettavassa demolaitteistossa. Lisäksi selvitetään TETRA-verkon toimivuus ja rajoitukset sovelluksessa eri olosuhteissa ja eri kuormitustilanteissa. Diplomityön teoriaosassa käydään läpi työn määrittely ja ohjelmistonkehitysprosessin läpivienti eri osa-alueilla. Loppuosassa kuvataan tehdyt ohjelmistot erikseen ja yhdessä suunnittelusta toteutukseen, sekä lopullisen järjestelmän testaus.

DATA WAREHOUSING IN A GLOBAL METAL INDUSTRIAL COMPANY

Työn tavoittena oli selvittää, miten tietovarastointi voi tukea yrityksessä tapahtuvaa päätöksentekoa. Tietovarastokomponenttien ja –prosessien kuvauksen jälkeen on käsitelty tietovarastoprojektin eri vaiheita. Esitettyä teoriaa sovellettiin käytäntöön globaalissa metalliteollisuusyrityksessä, jossa tietovarastointikonseptia testattiin. Testauksen perusteella arvioitiin olemassa olevan tiedon tilaa sekä kahden käytetyn ohjelmiston toimivuutta tietovarastoinnissa. Yrityksen operatiivisten järjestelmien tiedon laadun todettiin olevan tutkituilta osin epäyhtenäistä ja puutteellista. Siksi tiedon suora yrityslaajuinen hyödyntäminen luotettavien ja hyvälaatuisten raporttien luonnissa on vaikeaa. Lisäksi eri yksiköiden välillä havaittiin epäyhtenäisyyttä käytettyjen liiketoiminnan käsitteiden sekä järjestelmien käyttötapojen suhteen. Testauksessa käytetyt ohjelmistot suoriutuivat perustietovarastoinnista hyvin, vaikkakin joitain rajoituksia ja erikoisuuksia ilmenikin. Työtä voidaan pitää ennen varsinaista tietovarastoprojektia tehtävänä esitutkimuksena. Jatkotoimenpiteinä ehdotetaan testauksen jatkamista nykyisillä työkaluilla kohdistaen tavoitteet konkreettisiin tuloksiin. Tiedon laadun tärkeyttä tulee korostaa koko organisaatiossa ja olemassa olevan tiedon laatua pitää parantaa tulevaisuudessa.

Ydinvoimalaitoksen primääripiiriä kuvaavan PACTEL-koelaitteiston mallinnus ja kelpoistus APROS 5 simulointiympäristössä.

Ydinvoimalaitosten turvallisuusanalyysit tehdään nykyisin pääasiassa tietokoneohjelmistoilla. Turvallisuusanalyyseissä käytetyt ohjelmistot ja niillä tehdyt mallit pitää kelpoistaa, jotta mallilla saatuja tuloksia voidaan pitää luotettavina. PACTEL-koelaitteistolla tehdään turvallisuustutkimusta, joka palvelee erityisesti Loviisan VVER-440 -tyyppisiä voimalaitoksia. APROS-koodi kehitettiin Loviisan voimalaitoksen turvallisuusanalyysejä varten. Jotta APROS-koodi voitaisiin kelpoistaa rakennettiin PACTEL-koelaitteisto kokeellista termohydrauliikkatutkimusta varten. Koelaitteiston tuloksia käytettiin APROS ohjelmiston termohydraulisten mallien kehittämiseen. Vuonna 1999 aloitetun kansallisen FINNUS-projektin osatavoite on kehittää turvallisuustutkimuksissa käytettyjä tietokoneohjelmia, kuten APROSia. APROS on kehittynyt vuosien varrella niin laskenta-algoritmien kuin fysikaalisten mallienkin osalta. APROSiin oli kehitetty myös uusi käyttöliittymä GRADES, joka toimii Windows NT-ympäristössä. Diplomityön tavoitteena oli tehdä uudella GRADES-käyttöliittymällä uusi ja entistä tarkempi simulaatiomalli PACTEL-koelaitteistosta. Uusi simulaatiomalli kelpoistettiin kahden vanhan PACTEL-kokeen avulla, LOF-10 ja SBL-22. Laskentatuloksista voidaan päätellä laskeeko APROS oikein ja voidaanko APROSilla tehtyjä turvallisuusanalyysejä pitää luotettavina. Valmis kelpoistettu simulaatiomalli tuli VTT Energian kokeellisen lämpö- ja virtaustekniikan laboratorion käyttöön. Simulaatiomallilla voidaan laskea ja simuloida sekä vanhoja että uusia PACTEL-kokeita ja käyttää mallia tulevien PACTEL-kokeiden suunnitteluun.

Avoin lähdekoodi ohjelmistotalojen näkökulmasta

Tässä diplomityössä tarkastellaan avoimen lähdekoodin hyödyntämistä ohjelmistotalojen kolmen asiantuntijaryhmän näkökulmasta: teknologian edustajien, liiketoiminnan johdon ja lakimiesten. Työssä käydään läpi avoimen lähdekoodin historiaa ja OSI:n avoimen lähdekoodin määritelmä. Työssä esitellään myös neljä yleistä avoimen lähdekoodin lisenssiä: GPL, LGPL, BSD ja MPL. Tekninen näkökulma näkyy, kun työssä käydään läpi avoimen lähdekoodin vahvuudet ja heikkoudet. Suurin osa avoimen lähdekoodin tuotteista ei ole vielä tarpeeksi kehittyneitä kaupalliseen käyttöön, mutta joukosta löytyy myös muutama todellinen vaihtoehto. Työssä esitellään viisi tunnettua lähdekoodin tuotetta: Linux, Apache, MySQL, Perl ja PHP. Avoimen lähdekoodin mahdollistamat ansaintamallit tuovat esiin liiketoiminnan johdon kiinnostuksen kohteen. Työssä esitellään viisi yritystä, jotka ovat onnistuneet hyödyntämään näitä liiketoiminnan malleja: Red Hat, VA Software, JBoss, IBM ja Sun Microsystems. Juridisesta näkökulmasta suurin riski avoimen lähdekoodin tuotteiden käytössä on kolmansien osapuolien immateriaalioikeuksien loukkaaminen. Lähes kaikki avoimen lähdekoodin ohjelmistot on lisensoitu siten, etteivät ne anna minkäänlaista takuuta tai ota vastuuta. Työssä käsitellään myös sitä, kuinka avoimen lähdekoodin aiheuttamia riskejä vastaan voidaan suojautua. Työn tuloksena syntyy päätösprosessi, jota voidaan käyttää apuna tehdessä lopullista päätöstä avoimen lähdekoodin ohjelmiston käytöstä.