Aaltoenergiavoimalaitoksen sähkötehontuottoyksikön testilaitteen suunnittelu

Wave energy means producing electricity from ocean waves. After decades of reseach, and a multitude of prototype devices installed, this renewable energy source is still globally untapped, despite its high energy production potential. One of the design challenges in wave energy converters is the marine environment. Installing and testing devices in their actual domain is difficult and expensive. To mitigate this, the devices must be tested on dry land before deployment. Simulations and small scale experiments are vital in this process, but can only go so far. Especially, the product development of a hydraulic power take-off unit without a full scale test device is almost impossible. This work presents the test bench of a wave energy converter called WaveRoller, and proposes a new control algorithm for the test bench. The test bench is used in the power take-off unit product development and the commercialization of the wave energy converter. In its task, it has been a vital help. 350 kW marine version of the wave energy converter and its power take-off module developed using the test bench is under construction, and will be commissioned in Peniche, Portugal during 2017. The findings of this thesis will be used to further refine the test bench, and the improved test bench will be used to develop new models of power take-off units.Aaltoenergialla tarkoitetaan sähkön tuottamista meren aaltoliikkeestä. Vuosikymmenten tutkimuksen ja monien testilaitteiden jälkeen tämä uusiutuvan energian muoto on maailmanlaajuisesti vielä hyödyntämättä, huolimatta korkeasta potentiaalisesta energiantuotantokapasiteetista. Eräs merkittävä aaltoenergian suunnitteluhaaste on meriympäristö. Laitteiden asennus ja testaus oikeassa toimintaympäristössään on vaikeaa ja kallista. Tämän vuoksi laitteita tulee testata mahdollisimman pitkälle kuivalla maalla. Simulaatioilla ja pienen mittakaavan testeillä voidaan päästä pitkälle, mutta etenkin hydraulisen sähkötehontuotantoyksikön tuotekehitys on lähes mahdotonta ilman täyden mittakaavan koelaitetta. Tämä työ esittelee WaveRoller-nimisen aaltoenergiavoimalaitoksen sähköntuotantoyksikön täysikokoisen koelaitteen testipenkin, ja kehittää sitä varten uuden säätöalgoritmin. Testipenkin tarkoitus on auttaa aaltoenergiavoimalaitoksen tuotekehityksessä. Testipenkin tulee mallintaa mahdollisimman tarkasti voimia, joita aallot aiheuttavat laitteeseen, ja tässä tehtävästä se suoriutuu hyvin. 350 kW:n mereen asennettava versio sähkötehontuottoyksiköstä on rakenteilla, ja se tullaan asentamaan 2017 Portugalin Penicheen. Tämän työn löydöksiä tullaan hyödyntämään uusien laitemallien suunnittelussa

Vanha ja uusi tieteenhistoria avain Thomas S. Kuhnin ymmärtämiseen

Tieteenhistoriallisen tutkimuksen ammatillistumisen murros ja tieteenhistorian vakiintuminen itsenäisenä, omia laitoksiaan, oppituolejaan ja muita virkojaan, omia metodejaan, teorioitaan ja tutkimustekniikoitaan, aikakauskirjojaan, kansainvälisiä kokouksiaan ja järjestöjään edellyttävänä tieteenalana on itse asiassa verrattain tuore asia. Sen juuret juontavat 1930-luvulle, mutta varsinaisesti sen voi sanoa toteutuneen vasta toisen maailmansodan jälkeisinä vuosina

Realisti Wienin piirin väittelyissä

Karrikoitu ja silti luultavasti varsin yleinen kuva Eino Kailasta sisältää sen, että Kaila meni vuosina 1929-1934 useampia kertoja Wieniin, osallistui Moritz Schlickin johtaman, sittemmin kuuluisaksi tulleen filosofisen Wienin piirin kokouksiin ja omaksui niistä loogisen empirismin, uuspositivismin, jota hän kehitti edelleen ja jonka hän juurrutti Suomeen. Kuvassa on paikkansapitävää se, että Kaila todellakin teki mainittuina vuosina matkoja Wieniin. Kaikilta muilta osin todellisuus kuitenkin oli tarua koko lailla mutkikkaampi

Positivismin kriitikosta positivistiksi

Puhe Wienin piirin ”jäsenistä” on metaforien käyttöä. Jäsenkirjoja ei tunnettu, jollei sellaiseksi katsota Schlickiltä saatua kutsua torstaiseminaariin. Kaikkiaan Wienin piiri ja looginen empirismi olivat olennaisia erikantaisuuksia ja muuttuvia käsityksiä sisältäviä prosesseja, vain eräänlainen verkosto, kuten nykyisin sanottaisiin. Tässä verkostossa Kaila oli kiistatta mukana. Siihen hän halusi vetää oppilaansakin

Juutalaisen valistusajattelijan väitöskirjan hylkääminen Helsingin yliopistossa

Israel-Jakob Schurin aiottu väitöskirja oli merkittävä juutalaisen valistuksen saavutus, mutta Helsingin yliopiston vuoden 1937 ilmapiirissä se hylättiin. Jatkona edellisessä numerossa (Tieteessä tapahtuu 1/2009) julkaistulle kirjoitukselle tässä selvitetään, miten ja millaiset perusteet hylkäämiselle löydettiin

Ympärileikkaus maagisena vastakeinona paikallisjumalille ja yön demoneille Israel-Jakob Schurin väitöskirjassa

Helsingin yliopistossa vuonna 1937 hylätty väitöskirja on äskettäin noussut kiistelyn kohteeksi. Suomessa on hellitty sellaista käsitystä, että juutalaisia ei täällä 1930-luvulla syrjitty. Se tiedetään, että lehdistössä esiintyi juutalaisvastaisuutta. Yksilötasolle ei aiheen tutkimusta ollut viety ennen kuin Simo Muir julkaisi merkittävän kirjoituksensa Israel-Jakob Schurin väitöskirjan hylkäämiseen johtaneesta ajatustapojen konfliktista. Muir on taustoittanut alustavasti ne monet motiivit, jotka tiivistyivät Schurin kohtaamassa asiattomassa kohtelussa, mutta edelleen arvoitukselliseksi on jäänyt, mitkä olivat Schurin ilmaisemat ajatukset ja mihin tarkemmin vastustajat niissä kävivät kiinni

Kaila ja kahden tunnistamistavan ero

Eino Kaila kamppaili koko ikänsä yrittäen sovittaa yhteen hyvin erilaisia katsantokantoja. Hän ei ollut suorasta puusta veistetty filosofi. Hänen emotionaaliset ja intellektuaaliset motivaationsa eivät useinkaan kohdanneet ja niiden jatkuvasta jännitteestä syntyi se, mikä oli hänen filosofinen elämänsä. Asianmukaisen kuvan saaminen Kailan filosofisesta kehityksestä edellyttää kuitenkin hänen varhaiskautensa tutkimista. Monelle on yllätys, että Kaila itse tuli vanhoilla päivillään näkemään parhaiten tunnetun loogisen empirisminsä vain kymmenisen vuotta kestäneenä syrjäpolkuna, jolta hän tosiasiassa palasi 1920-luvun luonnonfilosofisiin kysymyksenasetteluihinsa, tosin tietysti koko lailla aikaisempaa oppineempana

IT and OT cybersecurity practises for Digirail

With digitalisation, the importance and relevance of cybersecurity is also increasing for industrial systems and environments. Railway environments are also going through a digitalisation and in Finland this is happening with the Digirail project. Since cybersecurity is a quite new topic for railways and there is not that much guidance about the topic, it is useful to research the topic and produce that needed guidance. This thesis aims to find the best parts of OT and IT cybersecurity practises that could be used for Digirail by using cybersecurity standards as guideline. The thesis divides into two parts from which the background is the first. The background part focuses on the Digirail project from more overall level and also gives an overview for cybersecurity in railway environments. IT and OT systems and their differences and aspects are also introduced in the background part. The other part of the thesis focuses on the actual research that contains the interviews and studying the three cybersecurity standards. As said before the research and the thesis focused on three cybersecurity standards. The first standard is TS50701 which is a cybersecurity standard specifically for railway environments released by CENELEC in 2021. It is also the standard that was the main focus point for this research. Other standards that were studied are IEC 62443 and ISO/IEC 27001. The IEC 62443 is a general cybersecurity standard for OT environments and the TS50701 standard is based on it. The ISO/IEC 27001 on the other hand is more for IT focused systems and it gives guidance for information security management. The thesis also included few interviews for different Digirail personnel. The point was to get better perspective for digirail environment overall and better understanding of cybersecurity for this kind of environment. There were four interviews in total, and they turned out be somewhat challenging but at the same time beneficial for this thesis and also interesting. The challenges with the interviews derived from the different backgrounds of the interviewees and how difficult it was to adapt the interview according to that. The research showed that the TS50701 standards is a quite well-made standard and it contains a lot of relevant and important cybersecurity guidance that could be used for Digirail. It is derived from the IEC 62443 standard series but it also gives railway specific additional guidance. There are topics however that are not covered well like incident management which could be studied further. The ISO/IEC 27001 and IEC 62443 give guidance that could be used as an additional information to support the TS50701. There are parts that overlap between the standards and there is a table that shows the most relevant parts of each standard at the end of this thesis. A bit of comparing is be done after the studying the standards. This thesis gives guidance for coherent cybersecurity management for Digirail that covers both IT and OT side. Other topics that were not included in this thesis could be studied also from the standards. The next steps could be trying to implement the guidelines form the standards into practise.Digitalisaation myötä myös raideliikenne on muuttumassa ja kyberturvallisuuden merkitys kasvamassa. Suomessa meneillä olevalla Digirata-hankkeella kehitetään raideliikenteen digitalisaatiota ja sen myötä myöskin kyberturvallisuuden merkitys kasvaa. Koska kyberturvallisuus on uusi asia raideliikenteessä, eikä valmiita ohjeistuksia ole vielä paljon, on tärkeää kehittää uusia ja yhtenäisiä ohjeistuksia. Tämän diplomityön tavoitteena on löytää parhaat IT ja OT kyberturvallisuuden keinot, joita voitaisiin hyödyntää Digiradassa. Tämä diplomityö koostuu kahdesta osasta, joista ensimmäinen on taustoitusta työlle. Taustoitus luvussa käsitellään Digirata-hanketta yleisesti, kyberturvallisuutta rautatiemaailmassa, sekä IT ja OT-ympäristöjä ja niiden eroavaisuuksia. Toinen osa diplomityöstä on itse tutkimusosio, joka sisältää haastattelut sekä kolmen kyberturvallisuuden standardin tutkimisen. Kuten aiemmin mainittiin, tässä työssä tutkitaan kolmea eri kyberturvallisuuden standardia. TS50701 on uusi CENELECin vuonna 2021 julkaisema raideliikenteelle tarkoitettu kyberturvallisuuden standardi, joka oli myöskin tässä diplomityössä tärkein ja päällimmäinen tutkimuksen kohde. TS50701:n lisäksi tutkittavana olivat standardit ISO/IEC 27001 ja IEC 62443. Ne ovat yleisempiä kyberturvallisuuden standardeja, joista ISO/IEC 27001 on enemmän IT-ympäristöön suunnattu ja IEC 62443 puolestaan OT-ympäristöön. Kuten mainittiin, työssä myös suoritettiin haastatteluita Digiradan kanssa työskenteleville henkilöille. Tarkoituksena oli kartoittaa Digiradan kokonaiskuvaa ja arkkitehtuuria ja kasvattaa ymmärrystä kyberturvallisuudesta Digiradan kaltaisessa ympäristössä. Haastattelut osoittautuivat hieman haasteellisiksi, mutta myös samalla hyödyllisiksi ja kiinnostavaksi. Haasteet johtuivat haastateltavien eri taustoista, ja siitä miten oli hankalaa sovittaa haastattelua niiden mukaan. Standardien tutkimisen perusteella havaittiin, että TS50701 on kattava standardi, joka sisältää paljon oleellista ohjeistusta, jota voidaan myös Digiradan tarpeita varten hyödyntää.TS50701 perustuu IEC 62243-standardisarjaan ja siinä onkin useita viittauksia siihen. Joitakin tärkeitä IT/OT-ympäristöön puuttuvia asioita, kuten poikkeustilanteiden hallinta standardista kuitenkin puuttuu. Tämä onkin esimerkki siitä, mitä voisi tutkia vielä tarkemmin. IEC 62443 ja ISO/IEC 27001 sisältävät ohjeistuksia näistä aiheista myös ja niitä voisi myös tarvittaessa soveltaa Digiradan ohjeistuksiin täydentämään TS50701 standardin ohjeistusta. IEC 62443 ja ISO/IEC 27001 standardit menevätkin jonkin verran päällekkäin TS50501 standardin ja työn lopussa on taulukko, jossa on jokaisen standardin oleellisimmat osat merkittynä. Tässä diplomityössä etsittiin yhtenäistä IT ja OT-puolet kattavaa kyberturvallisuuden ohjeistusta Digiradalle standardeja hyödyntäen. Muitakin asioita, joita tässä diplomityössä ei tarkasteltu voisi tutkia standardeista. Eräänä jatkokehityskohteena voisi olla selvittää, miten standardeista löytyneitä ohjeistuksia voidaan hyödyntää käytännössä