Käytöstä poistettujen tietokoneiden kustannusedullisin jatkokäsittely puolustusvoimissa

Puolustushallinto on suuri materiaalin käyttäjä ja hankkija, se tuottaa huomattavan määrän atk-romua, joka luokitellaan ongelmajätteeksi. Laitteiden poistaminen jää tulosyksikön vastuulle ja sen on huolehdittava niiden asianmukaisesta jatkokäsittelystä. Tietoteknisten laitteiden hävittämisestä aiheutuvat vuotuiset kulut ovat mittavia, ja tästä syystä vaihtoehtoisia tapoja hävittää materiaalia on pohdittava. Tutkielma esittelee eri jatkokäsittelyprosesseja, joilla käytöstä poistetut tietokoneet voidaan hyötykäyttää ja selvittää kustannusedullisimman vaihtoehdon. Lisäksi tutkimuksessa ilmenee kiertoprosesseista saatavat hyödyt ja haitat. Tutkimusmenetelmänä on kirjallisuustutkimus ja teemahaastattelut. Tutkimuksessa on pyritty lähdeaineiston avulla esittelemään jatkokäsittelyprosesseja yksinkertaisessa muodossa. Kirjallisuuteen ja teemahaastatteluihin perustuen on kartoitettu kustannusedullisin jatkokäsittelyprosessi. Tutkimuksessa ilmeni, kustannusedullisimmaksi vaihtoehdoksi tietokoneiden myynti uusien laitehankintojen yhteydessä. Jatkokäsittelytapa kuitenkin poikkeuksetta vaatii uusien laitteiden hankinnan yhteistyökumppanilta. Tämän vuoksi on tarkasteltava tietokonelaitteiden hintojen kilpailukykyisyys verrattuna muihin laitetoimittajiin.

Testaus käytettävyyden tutkimisessa : tapaus Mesta-portaali

Opinnäytetyömme koostuu Helsingin ammattikorkeakoulu Stadian Mesta-portaalille vuoden 2006 aikana tehdyn käytettävyystutkimuksen raportista sekä sen toteuttamista ja tuloksia esittelevästä kirjallisesta osasta. Sekä käytettävyystestaus että opinnäytetyö on toteutettu parityönä. Mesta on Stadian verkkopalvelujen portaali, joka lanseerattiin joulukuussa 2006 Stadian opettajien, opiskelijoiden ja henkilökunnan käyttöön. Mesta sisältää Stadian tärkeimmät tietojärjestelmät ja verkkopalvelut, kuten sähköpostin ja tilanvarausjärjestelmän, sekä tarjoaa uusia palveluja. Näitä ovat esimerkiksi työtilat ja keskustelualueet. Käytettävyys on tuotteen ominaisuus, joka määrittelee sen, kuinka sujuvaa, tehokasta ja opittavaa sen käyttö on. Käytettävyystutkimuksilla voidaan selvittää, kuinka hyvin käytettävyyden tavoitteissa on onnistuttu. Käytettävyydellä on yhä suurempi merkitys verkkopalveluissa ja erilaisissa laitteissa, sillä ne ovat tulleet erittäin laajaan käyttöön ja niiltä osataan odottaa käyttömukavuutta. Vaikeasti käytettävä tuote menettää merkittävän kilpailuedun. Mestalle päätettiin tehdä käytettävyystestaukset, sillä käytettävyydeltään onnistuneen portaalin ajateltiin houkuttelevan käyttäjiä. Testauksen tavoitteena oli antaa järjestelmän kehittäjille informaatiota, jonka avulla he voisivat parantaa portaalin käytettävyyttä. Haasteena oli portaalin laaja käyttäjäkunta, jolla on hyvin erilaista osaamista tietokoneiden ja verkkopalvelujen käyttämisestä. Tästä huolimatta portaalin tuli palvella heitä tasapuolisesti. Testaukset toteutettiin seitsemällä testihenkilöllä siten, että he suorittivat palvelussa heille annettuja tehtäviä samalla kun testitilannetta tarkkailtiin sekä paikan päällä että videoiden. Tehtävien avulla etsittiin portaalin käyttöliittymän ongelmakohtia ja löydetyt ongelmat kirjoitettiin testausraportiin kehitysehdotuksiksi. Näitä ehdotuksia syntyi 55 kappaletta ja niistä suurin osa otettiin käyttöön Mesta-portaalissa.

Raportointitietokannan suorituskyvyn parantaminen

Tietokoneiden tallennuskapasiteetin ja sekä tietokoneiden että verkkojen nopeuden kasvaessa myös käyttäjien odotukset kasvavat. Tietoa talletetaan yhä enemmän ja näistä tiedoista laaditaan yhä monimutkaisempia raportteja. Raporttien monimutkaisuuden kasvaessa niiden tarvitseman tiedon keräämiseen kuluva aika ei kuitenkaan saisi oleellisesti kasvaa. Tämän työn tarkoituksena on tutkia ja parantaa kansainvälisen metsäteollisuusyrityksen myynnin ja logistiikan järjestelmän raportointitietokannan tehokkuutta etenkin raporttien tietojen keräämiseen kuluvalla ajalla mitattuna. Työssä keskitytään kartoittamaan nykyisen järjestelmän pullonkauloja ja pyritään parantamaan järjestelmän suorituskykyä. Tulevaisuudessa suorituskykyä tarvitaan kuitenkin lisää, joten työssä tarkastellaan myös nykyisen, yleiskäyttöisen tietokannan, korvaamista erityisesti raportointia varten suunnitellulla tietokannalla. Työn tuloksena järjestelmän raporttien tietojen keräämiseen kuluvaa aikaa pystyttiin pienentämään ja pahimmat pullonkaulat selvittämään. Käyttäjämäärän kasvaessa tietokannan suorituskyvyn rajat tulevat kuitenkin pian vastaan. Tietokanta joudutaan tulevaisuudessa vaihtamaan erityisesti raportointitietokannaksi suunniteltuun.

Jatkuvavaletun teräksen leikkaussuunnitelman optimointi

Teollisuuden tuotannon eri prosessien optimointi on hyvin ajankohtainen aihe. Monet ohjausjärjestelmät ovat ajalta, jolloin tietokoneiden laskentateho oli hyvin vaatimaton nykyisiin verrattuna. Työssä esitetään tuotantoprosessi, joka sisältää teräksen leikkaussuunnitelman muodostamisongelman. Valuprosessi on yksi teräksen valmistuksen välivaiheita. Siinä sopivaan laatuun saatettu sula teräs valetaan linjastoon, jossa se jähmettyy ja leikataan aihioiksi. Myöhemmissä vaiheissa teräsaihioista muokataan pienempiä kokonaisuuksia, tehtaan lopputuotteita. Jatkuvavaletut aihiot voidaan leikata tilauskannasta riippuen monella eri tavalla. Tätä varten tarvitaan leikkaussuunnitelma, jonka muodostamiseksi on ratkaistava sekalukuoptimointiongelma. Sekalukuoptimointiongelmat ovat optimoinnin haastavin muoto. Niitä on tutkittu yksinkertaisempiin optimointiongelmiin nähden vähän. Nykyisten tietokoneiden laskentateho on kuitenkin mahdollistanut raskaampien ja monimutkaisempien optimointialgoritmien käytön ja kehittämisen. Työssä on käytetty ja esitetty eräs stokastisen optimoinnin menetelmä, differentiaalievoluutioalgoritmi. Tässä työssä esitetään teräksen leikkausoptimointialgoritmi. Kehitetty optimointimenetelmä toimii dynaamisesti tehdasympäristössä käyttäjien määrittelemien parametrien mukaisesti. Työ on osa Syncron Tech Oy:n Ovako Bar Oy Ab:lle toimittamaa ohjausjärjestelmää.

Spektrikuvien tiivistäminen itseorganisoituvan kartan avulla.

Vuosi vuodelta kasvava tietokoneiden prosessointikyky on mahdollistanut harmaataso- ja RGB-värikuvia tarkempien spektrikuvien käsittelyn järjellisessä ajassa ilman suuria kustannuksia. Ongelmana on kuitenkin, ettei talletus- ja tiedonsiirtomedia ole kehittynyt prosessointikyvyn vauhdissa. Ratkaisu tähän ongelmaan on spektrikuvien tiivistäminen talletuksen ja tiedonsiirron ajaksi. Tässä työssä esitellään menetelmä, jossa spektrikuva tiivistetään kahdessa vaiheessa: ensin ryhmittelemällä itseorganisoituvan kartan (SOM) avulla ja toisessa vaiheessa jatketaan tiivistämistä perinteisin menetelmin. Saadut tiivistyssuhteet ovat merkittäviä vääristymän pysyessä siedettävänä. Työ on tehty Lappeenrannan teknillisen korkeakoulun Tietotekniikan osaston Tietojenkäsittelytekniikan tutkimuslaboratoriossa osana laajempaa kuvantiivistyksen tutkimushanketta.

Meesauunin polttovyöhykkeen lämmönsiirron ja palamisen mallinnus

Tälle diplomityölle on antanut alkusysäyksen tarve kehittää käytössä olevaa meesauunin simulointiohjelmaa. Simulointiohjelma mallintaa meesauunin stationaaritilan toimintaa. Sillä voidaan tutkia uunin konstruktion muutosten vaikutuksia uunin toimintaan. Ohjelma on tehty 1980-luvun alkupuolella. Sen aikaisten tietokoneiden laskentatehojen vuoksi ohjelman käyttämään laskentamalliin on jouduttu tekemään joukko erilaisia yksinkertaistuksia laskenta-ajan lyhentämiseksi. Tässä diplomityössä keskityttiin tutkimaan meesauunin polttovyöhykkeen lämmönsiirron ja palamisen mallinnusta. Työssä luotiin aluksi tarvittavat massa- ja energiataseet sekä esitettiin tarvittavat lämmönsiirtoyhtälöt. Sen jälkeen kehitettiin uusi polttoaineen 1D-palamismalli. Palamismalli tehtiin VTT:n tekemien 3D-mallinnusten perusteella. Polttoaineina käytettiin maakaasua ja polttoöljyä. Uusi palamismalli lisättiin simulointiohjelmaan. Lisäksi simulointiohjelmasta muutettiin savukaasun emissiviteetin laskenta ja lämmönsiirto uunin ulkopinnasta ympäristöön. Tuloksena saatiin aikaan uusi tarkempi kuvaus lämmönsiirrosta ja palamisesta meesauunissa.

Kohinan poisto spektrikuvista epälineaaristen suodattimien avulla

Tietokoneiden vuosi vuodelta kasvanut prosessointikyky mahdollistaa spektrikuvien hyö- dyntämisen harmaasävy- ja RGB-värikuvien sijaan yhä useampien ongelmien ratkaisemi- sessa. Valitettavasti häiriöiden suodatuksen tutkimus on jäänyt jälkeen tästä kehityksestä. Useimmat menetelmät on testattu vain harmaasävy- tai RGB-värikuvien yhteydessä, mut- ta niiden toimivuutta ei ole testattu spektrikuvien suhteen. Tässä diplomityössä tutkitaan erilaisia menetelmiä bittivirheiden poistamisessa spektrikuvista. Uutena menetelmänä työssä käytetään kuutiomediaanisuodatinta ja monivaiheista kuutio- mediaanisuodatinta. Muita tutkittuja menetelmiä olivat vektorimediaanisuodatus, moni- vaiheinen vektorimediaanisuodatus, sekä rajattu keskiarvosuodatus. Kuutiosuodattimilla pyrittiin hyödyntämään spektrikuvien kaistojen välillä olevaa korrelaatiota ja niillä pääs- tiinkin kokonaisuuden kannalta parhaisiin tuloksiin. Kaikkien suodattimien toimintaa tutkittiin kahdella eri 224 komponenttisella spektriku- valla lisäämällä kuviin satunnaisia bittivirheitä.

Tasasähköjakelu ja kiinteistöjen tasasähköverkot

Perinteisesti sähkönjakelu on toteutettu vaihtosähköjärjestelmänä, mutta varsinkin tehoelektroniikan kehittymisen ja halpenemisen myötä on paljon keskusteltu tasasähköisistä jakelujärjestelmistä. Tässä työssä on tutkittu ja koetettu tuoda esille tasasähkön hyödyntämismahdollisuuksia sähkönjakelussa, sekä erityisesti kiinteistöjen kuten kotien ja toimistojen sähköverkoissa. DC-verkko parantaa mm. järjestelmän luotettavuutta ja jännitteenlaatua. Myös hajautetun energiantuotannon ja energiavarastojen lisääminen sähkövoimajärjestelmään olisi yksinkertaisempaa tasasähköiseen verkkoon. Monet nykyajan kotien ja toimistojen sähkölaitteista olisi nykyiselläänkin ilman modifikaatioita liitettävissä DC-verkkoon. Monien laitteiden sisäinen käyttöjännite on nykyään tasajännitettä kuten esimerkiksi tietokoneiden ja viihde-elektroniikan. Näiden laitteiden tarvitsemissa lukuisissa tasasuuntaajissa hukataan paljon energiaa. Yhdistämällä laitteet DC-verkkoon voitaisiin suuntauksista luopua, jolloin järjestelmän kokonaishyötysuhde paranisi. Lisäksi kiinteistöissä tasajännitteellä voitaisiin hyödyntää entistä paremmin muun muassa aurinkoenergiaa, polttokennoja ja energiavarastoja eli uusiutuvia ja ympäristöystävällisiä energialähteitä.

Tietoisuus tekoälysysteemeissä

Tietokoneiden teho on kasvanut eksponentiaalisesti siitä lähtien, kun ensimmäiset elektroniset tietokoneet rakennettiin. Eikä tähän ole odotettavissa muutosta. Koneista on tullut niin kykeneviä, että ne korvaavat ihmisen jo monissa asioissa. Tietokoneet itseasiassa päihittävät ihmisen monissa tehtävissä, jotka ovat aikaisemmin oletettu sellaisiksi, että vain ihminen kykenee ne ratkaisemaan. Sellaisessakin älykkyyttä vaativassa lajissa kuin šakkipelissä, on tietokone kyennyt voittamaan jopa lajin maailmanmestarin. Mutta mitä tuo tietokoneiden älykkyys on? Voidaanko sitä verrata ihmisälyyn? Erityisesti, voivatko koneet olla tietoisia? Tieteistarinat ovat jo pitkään kertoneet meille tietoisista koneista, jotka saattavat jopa syrjäyttää ihmislajin maapallolta. Mutta voiko tekoälytutkimus todella tuottaa koneita, jotka aidosti kykenevät samankaltaiseen tietoisuuteen, mikä ihmisillä on? Käsittelen tutkielmassa juuri näitä kysymyksiä. Aihe on hyvin filosofinen. Näiden kysymysten ratkaisemiseksi täytyy perehtyä hyvin perustavanlaatuisiin kysymyksiin maailman, tietoisuuden, ja laskennallisuuden luonteesta. Syvennynkin tutkielmassa nimenomaan tekoälyn filosofiseen puoleen, jättäen tekniset kysymykset vähemmälle huomiolle. Komputationalismi on filosofian näkemys, jonka mukaan tietoisuus on perimmäiseltä luonteeltaan laskentaa. Tämän näkemyksen mukaan siis ihmisaivotkin suorittavat pohjimmiltaan vain laskentaa. Aivot ovat vain monimutkainen tietokone. Tutkielman tutkimuskysymys voidaankin asettaa näin: onko komputationalismi tosi? Näkemyksen puolesta ja sitä vastaan on 1900-luvun puolesta välistä asti esitetty kirjallisuudessa ja tieteellisissä artikkeleissa hyvin paljon erilaisia argumentteja. Käsittelen tutkielmassa tärkeimpiä näistä argumenteista. Komputationalismilta on kysytty erityisesti sitä, miten tietokone voi saada tietoa merkityksistä. Tietokoneidenhan ajatellaan yleensä vain manipuloivan täysin merkityksettömiä bittejä: ykkösiä ja nollia. Miten näistä merkityksettömistä symboleista voi syntyä aitoja merkityksiä? Tutkimuskysymyksen ratkaisu riippuu hyvin paljon siitä, millaisia metafyysisiä oletuksia kysyjä on valmis hyväksymään. Tulen kuitenkin osoittamaan, että on hyviä perusteita sen puolesta, että komputationalismi todella on tosi, riippumatta oletuksista.

Patstat-tietokannan hyödyntäminen tutkimuskäytössä

Patenttitiedot sisältävät monenlaista tietoa joka on julkisesti saatavilla. Patenttien tietoja tutkimalla voidaan selvittää monenlaisia asioita, kuten yritysten tekemiä patenttimääriä, patenttiluokitusten jakautumista ja patenttien maantieteellistä jakaumaa. Vielä 1980-luvulla patenttitietojen analysoiminen suuremmissa määrin oli vaikeaa, sillä tietokoneiden laskentateho oli riittämätön. Nyt laskentatehon räjähdysmäisen kasvun ansiosta patentteja voidaan tutkia miljoonia kappaleita kerrallaan. Tässä työssä tutkitaan patenttitietokantoja, tietokantaserverin pystyttämistä ja tietojen hyödyntämistä jatkokäytössä.