4987 research outputs found
Sort by
Communication Infrastructure Enabling Participation of SOA Driven Manufacturing Enterprises in Demand Response Programs
Get PDFEnergy is a necessary element for all industrial process and the demand for energy is inevitable. The difference between energy use and energy consumption focus the industrial users to decrease their baseline energy consumption based on their demand.
Demand Response program is one such technique which allows the industrial consumers to curtail the energy consumption from their normal energy usage. Therefore, explicating a communication infrastructure for demand response program will allow the manufacturing industries for seamless communication between the demand response program participants. This in turn helps the production planner to optimize their production plan accordingly, thereby reducing the total electricity cost for the manufacturing facilities and optimize their productivity.
At first, this paper describes the available Demand Response standards and harmonization between them. Secondly, a model for DR participants will be done followed by a layered approach for constructing the communication infrastructure. On the other hand, the information to be exchanged and protocols used for exchanging this information between the DR participants will be discussed. Finally, the developed communication infrastructure would be demonstrated in a conceptual platform
Optimization of radio signal transmission in glass structures
No full textEuroopan unionin sekä ympäristöministeriön asettamat tiukentuneet energiatehokkuusmääräykset ovat johtaneet tilanteeseen, jossa uusia rakennuksia rakennettaessa käytetään enemmän metallia sisältäviä rakennusmateriaaleja. Ikkunarakenteissa on siirrytty käyttämään metallipinnoitteisia eristyslaseja lämpösäteilyn läpäisyn estämiseksi, jolla tavoitellaan lämmitykseen tai jäähdytykseen tarvittavan energiamäärän vähentämistä. Nämä niin kutsutut matalan emissiviteetin lasit ovat optisesti läpinäkyviä ja heijastavat hyvin lämpösäteilyä, mutta muodostavat huomattavan esteen radiosignaalien etenemiselle. Erityisesti asukkaan päivittäiseen elämään vaikuttava tekijä on matkaviestinsignaalien heikentynyt kuuluvuus. Kuuluvuutta voidaan parantaa usein eri tavoin, joista eräitä ovat esimerkiksi toistimet ja sisäverkot. Näillä ratkaisuilla rakennuksen ulkopuolella toimivan matkaviestinverkon kuuluvuus saadaan siirrettyä sisätiloihin, mutta haittoina voivat olla verkon lisääntynyt kompleksisuus ja kustannukset. Julkisissa kohteissa tai suurissa rakennuksissa tällaiset ratkaisut voivat tosin olla perusteltuja.
Eräs mahdollisuus kuuluvuusongelmien ratkaisuun on käyttää laseissa taajuusselektiivisiä pintoja, jotka ovat erilaisista geometrisistä muodoista koostuvia jaksollisia rakenteita. Erilaiset geometriat toimivat eri tavoin ja mahdollistavat esimerkiksi ylipäästö-, alipäästö-, sekä kaistanesto- tai kaistanpäästötyyppisiä rakenteita. Taajuusselektiivinen rakenne voidaan valmistaa kuvioimalla johdinmateriaaliin aukkoja eli poistamalla pinnoitetta halutuista kohdista tai tämän komplementtina, jolloin kuviointi muodostuu johtavista elementeistä. Taajuusselektiivisyys ikkunarakenteessa saavutetaan poistamalla lasin kokonaispinta-alaan nähden varsin pieni osa pinnoitteesta, jolloin lasin lämmöneristävyys ei merkittävästi huonone, mutta lasirakenne päästää haluttuja taajuusalueita paremmin lävitseen.
Diplomityössä esitellään keskeisiä tajuusselektiivisen kuvioinnin suunnitteluperiaatteita keskittyen matalaemissiviteettilasin pintaan valmistettavan kuvioinnin ominaisuuksiin. Erityiseksi tutkimuskohteeksi työssä valikoitiin kuusikulmion ja neliön muotoisten renkaiden tyyppiset geometriat, joiden mitoitusta ja toimintaa tarkastellaan teorian, tietokonesimulaatioiden ja käytännön läpäisyvaimennusmittausten kautta. Kuvioinnit todettiin simulointien ja mittauksien perusteella toimiviksi. Niillä saavutettiin mittauksissa matkaviestintaajuuksilla parhaimmillaan noin 15 dB parannus signaalin läpäisyyn, jos vertailukohtana käytetään yksittäistä metallipinnoitettua ruutua, jonka vaimennukseksi mitattiin keskimäärin noin 23 dB. Kokonaisen kolminkertaisen matalan emissiviteetin laseilla toteutetun rakenteen osalta vaimennuksen voidaan arvioida olevan noin 30–40 dB, jolloin korvattaessa lasit kuvioiduilla laseilla, voidaan myös odottaa merkittävää parannusta
Energy efficiency comparison between 2.1 GHz and 28 GHz based communication networks
Get PDFMobile communications have revolutionized the way we communicate around the globe, making communication easier, faster and cheaper. In the first three generations of mobile networks, the primary focus was on voice calls, and as such, the traffic on the networks was not as heavy as it currently is. Towards the fourth generation however, there was an explosive increase in mobile data traffic, driven in part by the heavy use of smart phones, tablets and cloud services, that is in turn increasing heavy energy consumption by the mobile networks to meet increased demand. Addition of power conditioning equipment adds on to the overall energy consumption of the base stations, necessitating deployment of energy efficient solutions to deal with the impacts and costs of heavy energy consumption.
This thesis investigates the energy efficiency performance of mobile networks in various scenarios in a dense urban environment. Consideration is given to the future deployment of 5G networks, and simulations are carried out at 2.1 GHz and 28 GHz frequencies with a channel bandwidth of 20 MHz in the 2.1 GHz simulation and 20 MHz in 28 GHz scenario. The channel bandwidth of the 28 GHz system is then increased ten-fold and another system performance evaluation is then done. Parameters used for evaluating the system performance include the received signal strength, signal-to-interference-plus-noise-ratio, spectral efficiency and power efficiency are also considered.
The results suggest that deployment of networks using mmWave frequencies with the same parameters as the 2.1 GHz does not improve the overall performance of the system but improves the throughput when a bandwidth of 200 MHz band is allocated. The use of antenna masking with down tilting improves the gains of the system in all three systems. The conclusion drawn is that if all factors are the same, mmWave systems can be installed in the same site locations as 2.1 GHz systems. However, to achieve better performance, some significant modifications would need to be considered, like the use of antenna arrays and beam steering techniques. This simulation has considered outdoor users only, with indoor users eliminated. The parameters in a real network deployment might differ and the results could change, which in turn could change the performance of the system
Benefits and challenges of a role of full-stack designer in agile development
Get PDFDiplomityön tavoitteena oli selvittää full-stack -suunnittelijan roolin hyötyjä ja haasteita ketterässä ohjelmistokehityksessä. Full-stack -suunnittelijan rooli oli työn toteuttamisen aikaan vielä melko tutkimaton, eikä roolin termi ja määritelmä olleet vielä vakiintuneet. Työn tarkoituksena oli myös kerätä mielipiteitä full-stack -suunnittelijan roolin hyödyistä ja haasteista sekä ratkaisuehdotuksia rooliin liittyviin haasteisiin. Lisäksi työssä oli tarkoitus selvittää työn aloitushetkellä roolista käytössä olleen termin ja määritelmän paikkansapitävyyksiä.
Diplomityössä toteutettiin tutkimus kirjallisuusselvitysten, verkkoaineistoanalyysin ja kyselyn avulla. Kirjallisuusselvityksellä perehdyttiin aiempiin tutkimuksiin käyttäjäkokemussuunnittelijoiden työstä ohjelmistokehitysprojekteissa. Verkkoaineistoanalyysin avulla etsittiin tietoa full-stack -suunnittelijan roolista, sen termistä sekä määritelmästä. Verkkoaineisto piti sisällään ammattilaisten blogeja aiheesta sekä aiheeseen liittyviä muita keskustelupalstoja ja verkkosivuja. Kyselyn avulla kartoitettiin ketteriä menetelmiä käyttävien suomalaisten ohjelmistoyritysten työntekijöiden mielipiteitä käyttäjäkokemussuunnittelu- ja ohjelmistokehitysprosessista tutkimushetkellä, yleisesti full-stack -suunnittelijan roolista, sen hyödyistä ja haasteista, sekä kerättiin ehdotuksia sille, kuinka esiin tulleita haasteita voitaisiin ratkaista.
Eräs tutkimuksessa esiin nousut asia oli se, että kyselyyn vastanneet työntekijät kokivat, että full-stack -suunnittelijan roolin määritelmään sopivia ihmisiä on vaikeaa löytää. Kuitenkin saman kyselyn tutkimuksessa myös selvisi, että suuri osa kyselyyn vastanneista toimi täysin tai osittain full-stack -suunnittelijan roolin määritelmän mukaisesti projekteissa.
Kirjallisuuden ja kyselyn pohjalta on esitetty tutkimuksessa selvinneet full-stack -suunnittelijan rooliin liittyvät hyödyt ja haasteet sekä yrityksen että työntekijöiden näkökulmasta. Lisäksi työ esittää ratkaisuehdotuksia tutkimuksessa olennaisimpiin löytyneisiin haasteisiin
Substation’s intelligent electronic device messages subscription and processing
Get PDFSähkönjakeluverkot ovat tärkeä osa nykyistä yhteiskuntaa ja sen päivittäistä toimintaa. Sähköverkko koostuu sähköntuotantolaitoksista, sähkölinjoista ja sähköasemista. Sähköverkon eri komponenttien avulla sähkö toimitetaan tuotantolaitoksista kuluttajille. Sähköasemat ja niiden automatisointi ovat tärkeässä osassa verkon yleisen toiminnan ja turvallisuuden takaamiseksi. Tässä diplomityössä keskitytään suunnittelemaan ja toteuttamaan hajautetun järjestelmän arkkitehtuuria hyödyntävä ohjelmistokomponentti. Komponentin on tarkoitus olla osa isompaa sähköasemiin liittyvää järjestelmää. Se tilaa tietoa sähköasemalta verkon yli ja jakaa sen järjestelmän muiden komponenttien kanssa. Sähköasemalta tuleva tieto sisältää esimerkiksi mittaustietoa, jota näytetään käyttöliittymässä.
Sähköasemilta tieto tilataan älykkäiltä elektroniikkalaitteilta (Intelligent Electronic Device, IED). IED:t ovat sähköaseman verkkoon kytkettyjä automaatiolaitteita, joista käytetään myös nimitystä suojarele. IED-laitteiden kommunikointiin liittyy maailmanlaajuinen IEC 61850 -standardi (International Electrotechnical Commission). Standardi määrittää kuinka IED-laitteet ja niihin yhteydessä olevat ohjelmat kommunikoivat verkon yli.
Ohjelmasta oli toteutettu demo ennen työn aloitusta, joka todisti osien toimivuuden. Demototeutuksessa oli ongelmia, jotka haittasivat sen jatkokehitystä. Tässä työssä demoa käytetään pohjana uuden version suunnittelulle. Demosta analysoidaan sen ongelmia ja mistä ne johtuivat. Näitä tietoja käytetään uuden komponentin tekniikan suunnitteluun.
Tuloksena on hajautetun järjestelmän arkkitehtuuria hyödyntävä ohjelmistokomponentti, joka kykenee tilaamaan viestejä IED-laitteelta IEC 61850 -standardin mukaisesti. Komponentti kykenee prosessoimaan ja jakamaan tilatut viestit järjestelmän muiden komponenttien kanssa
Process Modeling Optimization in Additive Manufacturing Using Artificial Neural Networks
Get PDFThe need for production has roots in human life and its history. This date back to primitive days of human life, where he or she had to apply surrounding materials in order to manufacture the tools necessary for survival and durability against any insecurity. This was legitimizing the use of any means in order to obtain the tools and reach the goals at any cost. However, with human development primarily within the knowledge and understanding domain and also with the desire of humanity for best, expectations have risen. This was the time not only the cost mattered but also the simplicity of design, massive production, and diversity, less waste, autonomy, and implementation within a shorter time gained a higher momentum.
On the other hand, the conventional manufacturing method was based on subtractive manufacturing with cutting and eliminating the unwanted sections or parts of an object. The disadvantage of such a method is that it requires a complicated production process design and is accompanied by waste. However, with the rise of additive manufacturing and three-dimensional printing equipment back in the 1980s, it became possible to build parts which could have almost any shape or geometry. Moreover, this also empowered the possibility of using digital and 3D models built by computer-aided design software.
Simultaneously, on the other side, the foundation and application of artificial intelligence were maturing. This was due to the demand for machines to assist human beings in the domain of knowledge reasoning, learning, and planning. These were the pillars for making machines autonomous and to benefit from such features.
Accordingly, this research work studies and overviews the applications and techniques of machine learning and artificial intelligence in the domain of additive manufacturing. It aims to determine the interaction of influential parameters on the process and to find the best solutions for improving the quality and mechanical features of manufactured parts.
Moreover, this research tends to enable the experts to grasp a better understanding of AM process during manufacturing and additionally intends to infuse the experts' knowledge in additive manufacturing field utilizing the artificial neural network and finally generate a model with the ability of prediction and selection for promising results
Task level robot programming: Background, methods and current state
Get PDFThe thesis is a literature review on task level robot programming. It has been researched from various point of views, starting from the history of robot programming in general to find the underlying motivations for more intuitive and abstract robot programming, which is followed by the methods and general structure of a task level programming environment. A survey on the state of the art is also presented in this paper, where currently available commercial robot programming systems and studies in literature are reviewed.
Task level robot programming makes robot programming more intuitive, faster and requires no programming expertise if done correctly. Small to medium sized enterprises with small batch sizes, frequently changing products and possibly underqualified staff with regard to programming skills would benefit most from intuitive human-robot interfaces by being enabled to access the production efficiency of robotics without programming expertise. Currently there are few commercial process specific robot programming systems, where robot programming is automatic and the user inputs only a task specification. Addition to the commercial systems, task level programming and intuitive human-machine interfaces such as multimodal-interaction or teaching by demonstration are emerging research topics
Kumeissa ja elastomeereissä käytettävät biopohjaiset ja uusituvat pehmittimet
No full textRubbers used in automotive and tire industries are typically plasticized with mineral oils, which are derived from dwindling fossil sources. Furthermore, the use of certain mineral oils that contain polycylic aromatic hydrocarbons have been restricted in the European Union in the 21st century.
Bio-based and renewable oils are considered as possible alternatives for petroleum plasticizers. An important class of bio-based oils are vegetable oils derived from plants and seeds of industrial crops. In addition to being renewable and bio-based, these vegetable oils have advantages of being well-known, their extraction methods are established at industrial scale and global production volumes are significant. Vegetable oils are triglycerides, which are esters derived from glycerol and fatty acids, and therefore give somewhat different properties in rubbers compared to mineral oils. Therefore, there has been significant research in the past decades to find how vegetable oils work as plasticizers, and what properties and advantages vegetable oils give in rubbers compared to mineral oils.
In this thesis, the recent literature is reviewed regarding the bio-based plasticizers and focus is mainly on the vegetable oils. The review revealed that vegetable oils cause some common effects on properties of rubbers when compared to mineral oils. However, it was also found crucial to consider each rubber formulation individually, as vegetable oils have difference in details of chemical structure and rubbers are complex mixtures of 5-15 chemicals. Despite the complexity of rubber formulation, there has been some success of using alternative vegetable oils in commercial rubbers like automotive tires, which indicates that the research to these alternative bio-based oils have economical and environmental benefits
Mock-ups as a tool for knowledge transfer in outsourcing
Get PDFOutsourcing is one of the key strategies that allows management to focus on core capabilities of a company. Thus, it helps companies to gain sustainable competitive advantage. However, outsourcing can bring much more benefits than that. On the other side, companies tend to fail in achieving these benefits because of many different reasons. Common problem that companies face during outsourcing is knowledge transferring process. Inter-organizational knowledge transfer is complex process which requests a lot of commitment and collaboration from both companies.
The objective of this thesis is to introduce mock-up as a tool for inter-organizational knowledge transfer, and to explain how it can improve communication between two companies and knowledge creation process. During knowledge transfer the knowledge flow usually goes in one direction from a donor firm to a recipient and it is difficult to communicate ideas in other direction. However, mock-ups can help to overcome this problem.
This study shows that a mock-up was an effective tool that help companies to improve their inter-organizational knowledge transfer during outsourcing process. In addition, it showed how mock-up helped in supporting ideas and claims
Verenkiertohäiriöiden kvantifiointi aivokuvista syväoppimismenetelmällä
Get PDFWhite matter hyperintensities (WMH) and lacunar infarcts are features of cerebral vessel disease. Together with cortical infarcts they are main causes of vascular dementia. Also, increased WMH volume is associated with the risk of Alzheimer’s disease. This is the reason why an accurate automatic WMH and infarct segmentation tool is highly desirable in order to improve dementia diagnosis.
In this thesis deep learning, more precisely, convolutional neural network called uResNet was used to segment WMH, lacunar infarcts and cortical infarcts from brain images. The study was done by training the network using multiple different input channel sets. Also, the amount of classes to be segmented varied. In total 21 different combinations were trained and tested including both 2D and 3D models.
The numerical and visual evaluation was performed by comparing result images to the expert annotaded images. Numerical evaluation included computation of Dice scores and correlation between the image sets. Also, for infarct detection sensitivities and amount of false positive segmentations were calculated. From the results can be deduced that proposed segmentation method is capable of accurate WMH segmentation (best achieved Dice score for WMH volumes was 0.774). However, further research is still needed in order to improve infarct segmentation results since sensitivity scores were surprisingly poor and the amount of false positive segmentations was high