Abstract Context: Software startups are new companies that aim at developing innovative software-intensive products that stand out from those of other companies in the target market. A successful startup tries to scale its business rapidly, which in turn leads to job creation and an increase number in local products. Product development is an essential aspect of a software startup’s business, and therefore it is important to have a suitable startup ecosystem around a startup to support a new product idea from conception to development to a minimum viable product (MVP) and finally to a full-fledged product. Objective: The objective of this doctoral research is to understand the effect of the startup ecosystem elements on an initial MVP development in software startups and thereby assist startup companies in developing successful products. Method: To achieve the objective, two multivocal literature reviews and multiple empirical studies were conducted to examine: a) the elements in a startup ecosystem, b) initial MVP development in software startups, and c) the effects of startup ecosystem elements on the initial MVP development phase. Results: This doctoral research identified eight main elements in the startup ecosystem that affect the startup and its product development. Additionally, it was found that a product idea is based on a problem experienced by customers or on an unserved customer need. The requirements for developing an initial MVP from the product idea usually come from internal sources, and the elicited requirements are stored in text documents and prioritized based on their value to customers and stakeholders. These requirements are converted into product features, of which some can be used to develop a prototype that can act as an initial MVP. Furthermore, it was observed that the startup ecosystem elements can influence the initial MVP development phase. For instance, supporting organizations such as incubators and accelerators affect initial MVPs by assisting inexperienced founders with training and mentoring during MVP development. Conclusion: A prototype can be used as an initial MVP. Also, experienced founders prefer to develop an initial MVP by themselves, while, inexperienced founders need support from supporting organizations in a startup ecosystem during initial MVP development. / Tiivistelmä Konteksti: Ohjelmistoalan startup-yritykset ovat uusia yrityksiä, jotka pyrkivät kehittämään innovatiivisia tuotteita monille eri kohdemarkkinoille. Uuden yrityksen menestyksekkään käynnistämisen tavoitteena on nopea kasvu, mikä puolestaan luo työpaikkoja ja nostaa kotimaista tuotetarjontaa markkinoilla. Koska tuotekehitys on tärkeä osa ohjelmiston käyttöönottoa, on tärkeää, että uuden yrityksen ympärillä on olemassa sopiva ekosysteemi, joka tukee uutta tuoteideaa konseptista pienimmän toimivan tuotteen kehittämiseen ja edelleen täyteen tuotteeseen. Tavoite: Tämän tutkimuksen tavoitteena on ymmärtää startup-ekosysteemin roolia ensimmäisen pienimmän toimivan tuotteen kehittämisessä ohjelmistoalan startup-yrityksissä ja sen kautta auttaa startup-yrityksiä menestyvien tuotteiden kehittämisessä. Menetelmät: Tutkimustavoitteen saavuttamiseksi tehtiin kaksi kirjallisuuskatsausta sekä useita tapaustutkimuksia, joissa tarkasteltiin a) startup-ekosysteemin elementtejä, b) ensimmäisen pienimmän toimivan tuotteen kehittämistä ja c) startup-ekosysteemin elementtien vaikutusta ensimmäisen pienimmän toimivan tuotteen kehittämisvaiheessa. Tulokset: Tutkimuksessa tunnistettiin kahdeksan tärkeää elementtiä startup -ekosysteemissä, jotka voivat vaikuttaa suoraan tai välillisesti yrityksen käynnistämiseen ja sen tuotekehitykseen. Lisäksi selvitettiin, että tuoteidea perustuu asiakkaiden kokemiin ongelmiin tai täyttymättömiin tarpeisiin. Pienimmän toimivan tuotteen vaatimukset ovat yleensä peräisin yrityksen sisäisistä lähteistä. Vaatimukset on tallennettu tekstidokumentteihin, ja ne priorisoidaan asiakkaille ja sidosryhmille syntyvän arvon mukaan. Vaatimukset muutetaan tuoteominaisuuksiksi, joista osaa voidaan käyttää, kun kehitetään prototyyppiä ensimmäiseksi pienimmäksi toimivaksi tuotteeksi. Edelleen havaittiin, että startup-ekosysteemin elementit voivat vaikuttaa pienimmän toimivan tuotteen kehittämisvaiheeseen. Esimerkiksi tukiorganisaatiot, kuten yrityshautomot ja -kiihdyttämöt, vaikuttavat pienimpiin toimiviin tuotteisiin kouluttamalla ja mentoroimalla kokemattomia perustajia. Päätelmät: Yksinkertaista prototyyppiä voidaan käyttää pienimpänä toimivana tuotteena. Lisäksi, kokeneet perustajat haluavat kehittää ensimmäisen pienimmän toimivan tuotteen itse, kun taas kokemattomat perustajat tarvitsevat tukea ulkopuolisilta organisaatioilta pienimmän toimivan tuotteen kehittämisessä.

Abstract Energy is essential for our lives and underpins all the key functions of society. However, our energy systems today are undergoing substantial changes. The growing energy demand and our dependence on fossil fuels have become an important issue faced by countries around the globe. Besides the technological developments in the field of renewables and smart grids for future smart energy, a significant weakness of our energy systems is their lack of social and economic perspectives, even though energy systems are often defined as techno-social systems. Through an extensive literature review of extant studies related to various aspects of energy and business model studies, this study has identified a major gap in that the business model and the value perspective have not been conceptualized with well-defined and holistic theoretical frameworks. Particularly, there is little understanding of the creation of open business models in digitalized industries, although the phenomenon is widespread in the real world. The main purpose of this research is to explore and understand the creation of open business models from the value perspective in the emerging smart energy ecosystem with a specific focus on value configurations. The study utilizes a system- and design-oriented action research approach and takes an energy innovation project funded by the European Union (EU) as the main data source. The results of the study are that: 1) the study proposes a holistic framework for the value perspective for (open) business models including value spaces, value configuration, and value complementarity. This is a major contribution to business model and management studies, and for the first time, it unifies the value thinking scattered throughout the existing literature; 2) the research provides an insight into how practitioners can conceptualize and approach the creation of open business models that are often enabled through digitalization; 3) the study contributes to the EU’s 2020 and 2030 energy and environmental targets. The research on new business models for the energy industry can assist in the implementation of new energy market development, policy instruments, and market regulations that promote the creation of smart grids, all of which are currently boosting jobs, economic growth, and environmental sustainability in Europe and elsewhere. / Tiivistelmä Nykyinen fossiilisista energianlähteistä riippuvainen energiajärjestelmämme on globaalissa muutoksessa energian kysynnän kasvaessa. Tulevaisuuden älykkäissä sähköverkoissa – ja koko energiajärjestelmässä – uusiutuvien energialähteiden rooli kasvaa huomattavasti. Vaikka energiajärjestelmät usein ymmärretäänkin sosio-teknisinä järjestelminä, ovat taloudelliset ja sosiaaliset näkökulmat jääneet aikaisemmassa tutkimuksessa usein teknisten näkökulmien varjoon. Tässä tutkimuksessa keskitytäänkin arvonluontiin ja liiketoimintamalleihin tulevaisuuden älykkäissä sähköverkoissa. Tutkimuksessa tehdyn ja energialiiketoimintaan kohdistuneen kirjallisuusanalyysin tuloksena voitiin todeta, että aikaisemmassa tutkimuksessa sovelletut liiketoimintamalli- tai arvonluonnin näkökulmat eivät muodosta riittävää ja kokonaisvaltaista viitekehystä älykkäiden sähköverkkojen tutkimukseen. Erityiseksi tutkimusaukoksi havaittiin avoimien ja digitaalisten liiketoimintamallien luominen energia-alalla. Tämän tutkimuksen tarkoituksena onkin ymmärtää, erityisesti arvon luonnin näkökulmasta, kuinka uusissa ja esiin nousevissa energiaekosysteemeissä syntyy ja luodaan avoimia liiketoimintamalleja ja arvokonfiguraatioita. Tutkimuksessa sovelletaan systeemi- ja suunnitteluorientoitunutta toimintatutkimusmetodologiaa, ja sen tutkimusaineisto on kerätty osana EU Horizon 2020 -ohjelmasta rahoitettua P2P-Smartest -hanketta. Tutkimuksen tuloksena esitetään 1) kokonaisvaltainen viitekehys avoimien liiketoimintamallien ymmärtämiseen arvonluonnin näkökulmasta. Viitekehys sisältää arvon luonnin alueen (value space), arvokonfiguraation (value configuration) ja arvon täydentävyyden (value complementarity) ulottuvuudet ekosysteemisessä kontekstissa. Lisäksi työssä esitetään näkökulmia, kuinka 2) käytännössä voidaan konseptoida ja luoda avoimia digitaalisia liiketoimintamalleja älykkäiden sähköverkkojen kontekstiin. Toteutetun liiketoimintamallitutkimuksen tulokset tukevat myös 3) EU:n vuosille 2020 ja 2030 asetettujen energia- ja ympäristötavoitteiden saavuttamista erityisesti energiamarkkinan, markkinaregulaation ja -politiikkojen kehittämisessä sekä älykkäiden sähköverkkojen käyttöön ottamisessa.

Abstract Radio spectrum is a scarce natural resource whose efficient management has been the source of contentious debate for over a century. The mobile communication ecosystem has created a tremendous business that is reliant on the availability of spectrum for wireless networks. The growth of mobile communications has increased the rivalry between the different wireless ecosystems that compete over gaining access rights to radio spectrum. Due to the scarcity of unallocated spectrum bands without incumbent users, sharing-based governance models for spectrum management have gained increasing attention in regulation, industry and academia. Spectrum sharing allows two or more wireless systems to operate in the same spectrum band. These systems often come from different wireless ecosystems that have conflicting goals. Spectrum sharing, and specifically the development of new sharing-based governance models for more efficient management of the scarce resource, is a strategic management topic that calls for the development of rules and conditions by regulators that are agreeable to all involved stakeholders. This thesis presents a novel framework for the development of upcoming sharing-based spectrum governance models that bring together stakeholders from different wireless business ecosystems with conflicting goals. The framework is built upon the theoretical basis of governance models, stakeholder analysis, and business ecosystems. Spectrum management is here seen as governance of common pool resources, and the tool of stakeholder analysis from strategic management is formally introduced into the development of new sharing-based spectrum governance models where different business ecosystems collide. The developed three-step stakeholder analysis is applied to two case studies for mobile communications including the future use of the ultra-high frequency (UHF) band, and the licensed shared access (LSA) concept. For the UHF band case study, the thesis identifies the stakeholders, analyses their relations and saliences to reach long-term compromises between broadcasting and mobile communication ecosystems. For the LSA case study, the thesis identifies the stakeholders and their relations, and develops management actions through a work flow for the main phases and stakeholders’ tasks. It then presents the world’s first live field trial with mobile communication systems, where the conflicting requirements of all stakeholders were considered. The developed stakeholder analysis model formally introduces the strategic management of stakeholders into the spectrum management domain, and it provides regulators, industry and academia a new tool for reaching long-term compromises in spectrum management through sharing. / Tiivistelmä Radiotaajuudet muodostavat rajallisen luonnonvaran, jonka tehokas hallinta on ollut vuosikymmenten ajan kiistanalainen keskustelunaihe. Matkaviestinnän ekosysteemi on luonut suurta liiketoimintaa saamalla käyttöönsä radiotaajuuksia, joilla matkaviestinverkot voivat toimia. Matkaviestinnän kasvu on lisännyt eri langattomien järjestelmien ekosysteemien välistä kilpailua radiotaajuuksien saatavuudesta. Taajuuksien yhteiskäyttöön perustuvat hallintamallit ovat herättäneet kasvavaa kiinnostusta taajuushallinnoissa, teollisuudessa ja tutkimusmaailmassa, koska lähes kaikki radiotaajuudet on jo annettu erilaisten langattomien järjestelmien käyttöön. Taajuuksien yhteiskäyttö mahdollistaa kahden tai useamman radiojärjestelmän toiminnan samalla taajuusalueella. Usein nämä järjestelmät edustavat erilaisia langattomia ekosysteemejä, joilla on ristiriitaiset tavoitteet. Taajuuksien yhteiskäyttö ja siihen liittyvien hallintamallien kehittäminen rajallisen luonnonvaran tehokkaamman käytön mahdollistamiseksi on strategisen johtamisen aihealue, joka edellyttää, että taajuushallinnot kehittävät säännöt ja ehdot, jotka ovat hyväksyttäviä sidosryhmille. Tämä väitöskirja esittelee uuden viitekehityksen taajuuksien yhteiskäyttöön perustuvien taajuuksien hallintamallien kehittämiselle tuomalla yhteen eri sidosryhmät, jotka edustavat erilaisia langattomia liiketoimintaekosysteemejä, joilla on ristiriitaiset tavoitteet. Kehitetyn viitekehyksen teoriapohja koostuu hallintomalleista, sidosryhmäanalyysistä sekä liiketoiminnan ekosysteemeistä. Tässä työssä taajuuksien hallinta nähdään yhteisresurssien (common pool resource, CPR) hallintana, ja strategisen johtamisen työkaluista sidosryhmäanalyysi on valittu taajuuksien yhteiskäyttömallien kehittämiseen erilaisten liiketoiminta-ekosysteemien kohtauspisteessä. Työssä kehitettyä kolmiaskelista sidosryhmäanalyysiä sovelletaan kahteen matkaviestinnän tapaustutkimukseen sisältäen UHF-taajuuden tulevaisuuden käytön sekä taajuuksien lisensioidun yhteiskäytön (licensed shared access, LSA). UHF-taajuuden tapaustutkimuksessa väitöskirjassa tunnistetaan sidosryhmät ja analysoidaan niiden riippuvuuksia ja painoarvoja pitkän tähtäimen kompromissin löytämiseksi yleisradioliikenteen ja matkaviestinnän ekosysteemien välille. LSA-tapaustutkimukselle väitöskirjassa tunnistetaan sidosryhmät ja niiden riippuvuudet sekä kehitetään johtamismalleja työnkulkukaavion avulla. Lisäksi työssä esitellään maailman ensimmäinen todellisella matkaviestinjärjestelmällä tehty kokeilu, joka ottaa huomioon eri sidosryhmien ristiriitaiset vaatimukset. Työssä kehitetty malli on ensimmäinen strategisen johtamisen sidosryhmäanalyysin sovellus taajuuksien hallintaan ja tuo taajuushallinnoille, teollisuudelle ja tutkimusmaailmalle uuden työkalun pitkän tähtäimen kompromissien löytämiseen taajuuksien hallinnalle yhteiskäytön avulla.

Abstract Human activities have increasingly altered freshwater ecosystems. Land use is a major driver of habitat loss and land use-related input of nutrients and other pollutants from agriculture, forestry and urbanization have deteriorated water quality. Freshwater research has mainly focused on lakes and streams while the effects of anthropogenic stressors on groundwater-dependent ecosystems (GDEs) are poorly known. Likewise, the effectiveness of ecological restoration in mitigating human disturbance in GDEs remains understudied. In this thesis, I studied the effects of two main anthropogenic stressors – land drainage and groundwater contamination – on boreal spring ecosystems and evaluated the recovery of spring biodiversity and ecosystem functioning after habitat restoration. I applied several structural (macroinvertebrates, bryophytes, leaf-decomposing fungi and groundwater bacteria) and functional (organic matter decomposition and primary productivity) measures to provide a comprehensive insight into these issues. Both stressors modified spring ecosystems. Land drainage reduced the key ecosystem processes. Long-term monitoring of drainage-impacted springs showed a marked biodiversity loss and change of spring-dwelling bryophytes, and no signs of recovery were observed after about 20 years since the intial land drainage. Groundwater contamination, indicated by elevated nitrate and chloride concentrations, altered the structure of spring biota, reduced their taxonomic diversity and suppressed primary productivity in the most severely contaminated springs. Spring restoration improved habitat quality by reducing drainage-induced inflow of surface water, thus re-establishing groundwater-dominated hydrological conditions. Restoration increased abundance of habitat-specialist bryophytes and shifted macroinvertebrate composition towards natural conditions, despite the restoration actions being fairly recent. Anthropogenic activities can thus cause severe structural and functional degradation of spring ecosystems, and their self-recovery potential from these stressors seems low. Habitat restoration bears great promise as a cost-effective approach to mitigate drainage-induced impacts on spring ecosystems, but protection and co-management of groundwater resources are urgently needed to secure the role of springs as biodiversity hotspots in the boreal forest landscape. / Tiivistelmä Ihmistoiminta muuttaa yhä enemmän vesiekosysteemejä. Maankäyttö on johtanut elinympäristöjen häviämiseen, ja siihen liittyvä ravinne- ja haitta-ainekuormitus maa- ja metsätaloudesta sekä kaupunkiympäristöistä on merkittävästi huonontanut veden laatua johtaen maailmanlaajuiseen vesiluonnon monimuotoisuuden heikentymiseen. Vesiekosysteemien tutkimus on keskittynyt pääasiassa järvi- ja jokiympäristöihin, kun ihmistoiminnan vaikutukset pohjavesiriippuvaisiin ekosysteemeihin tunnetaan edelleen huonosti. Samoin kunnostusten merkitys pohjavesiriippuvaisten ekosysteemien tilan parantamiseksi on selvittämättä. Väitöskirjassani tarkastelin kahden keskeisen ihmistoiminnan – metsäojituksen ja pohjaveden laadun heikkenemisen – vaikutuksia lähde-ekosysteemeihin sekä arvioin elinympäristökunnostusten vaikutuksia niiden rakenteeseen ja toimintaan. Sovelsin työssäni rakenteellisia (pohjaeläimet, sammalet, lehtikariketta hajottavat sienet ja pohjavesibakteerit) ja toiminnallisia (eloperäisen aineksen hajoaminen ja perustuotanto) mittareita tuottamaan kattavan käsityksen tutkimuskysymyksiini. Sekä metsäojitukset että pohjaveden laadun heikkeneminen aiheuttavat muutoksia lähteiden rakenteessa ja toiminnassa. Metsäojitukset hidastavat keskeisiä ekosysteemitoimintoja ja johtavat lähdesammallajiston muutokseen ja monimuotoisuuden taantumiseen. Pohjaveden pilaantuminen, jota työssä ilmennettiin kohonneilla nitraatti- ja kloridipitoisuuksilla, heikentää lähdelajiston monimuotoisuutta, muuttaa lajikoostumusta ja johtaa perustuotannon laskuun voimakkaimmin kuormitetuissa lähteissä. Kunnostus parantaa lähde-elinympäristön laatua vähentämällä metsäojien aiheuttamaa pintavesivaikutusta palauttaen pohjavesivaltaisen hydrologisen tilan. Lähdekunnostusten myötä lähdesammaleet runsastuvat ja pohjaeläinyhteisön rakenne palautuu luonnontilaisten lähteiden kaltaiseksi, vaikka kunnostuksista on kulunut vasta muutamia vuosia. Väitöskirjan tulokset osoittavat, että ihmisen toiminta voi aiheuttaa muutoksia lähde-ekosysteemien rakenteessa ja toiminnassa ja lähteiden luontainen palautuminen häiriöstä on hidasta. Lähde-elinympäristöjen kunnostus vaikuttaa lupaavalta suojelutoimenpiteeltä metsäojitusten vaikutusten vähentämisessä, mutta lähteiden säilyttäminen monimuotoisena ja suojelullisesti arvokkaana luontotyyppinä edellyttää pohjavesivarojen hallinnan ja tilan suojelun tehostamista.

Abstract Industrial ecology provides the scientific and technological understanding upon which the increased environmental, economic and social efficiencies necessary to progress towards sustainability can be based. Industrial ecosystem is the creation of synergies between various industries, agriculture, and communities to profitably convert waste into valuable products or feedstock. Copper and nickel flash smelters developed by Outokumpu form the heart of the Harjavalta industrial ecosystem, which consists of thirteen different firms. The ideas found in Harjavalta industrial ecosystem consideration can be applied to carbon steelmaking and other related industry sectors to add product efficiency, improve energy utilization and start new local business, when different firms can concentrate to their own core know-how areas. When planning to add the amount of recycled material in steel production the waste oxides from steel industry, pyrite roasting residues and slags from the copper and nickel smelters are rich iron sources. When processing dusts, scales and sludge in the separate treatment plant, the main thing is that the primary production of the steel plant is not disturbed. The big problem when using secondary iron raw materials will be the contamination of steel by tramp elements similar to scrap based steel manufacture. Today's industry is facing significant change from the process related environmental thinking towards product based environmental thinking seen in the EU product policy. This will mean need for the research covering raw material acquisition, production, products, in-use phase, recycling and disposal. Steel has very unique properties, which can be improved, if steel manufacturers can concentrate on their core know-how area. The essential difference between the technical and natural systems is the human control. Based on the experiences of Harjavalta industrial ecosystem the occupational safety and accident security risk prevention should be included into the metaphor of industrial ecology. If we consider the human control in global scale the future development will depend on the ethical decisions made by humankind. / Tiivistelmä Teollisessa ekologiassa pyritään aine- ja energiavirtojen tutkimiseen siten, että jäljitellään luontoa lopullisena tavoitteena jätevirtojen eliminointi tai ainakin minimointi, jolloin se on osa kestävälle kehitykselle välttämätöntä ekologista, taloudellista ja sosiaalista toimintaa. Teollinen ekosysteemi on teollisuuslaitosten ja yhteiskunnan sekä mahdollisesti maatalouden synerginen liittymä, jonka avulla integroidaan tuotannon ja kulutuksen lohkot yhteen tavoitteena vähentää sekä raaka-aineiden kulutusta että ympäristöpäästöjä. Harjavallan teollinen ekosysteemi on syntynyt ja kehittynyt Outokummun kehittämän liekkisulatusmenetelmään perustuvien kupari- ja nikkelisulattojen ympärille. Harjavallan Suurteollisuuspuistosta saatuja ajatuksia ja kokemuksia voidaan soveltaa luovasti hiiliteräksen valmistukseen ja muihin vastaaviin teollisuuden haaroihin. Eri yritysten keskittyessä omalle ydinosaamisalueelleen voidaan parantaa raaka-aine- ja energiatehokkuutta sekä perustaa uutta paikallista teollisuutta. Terästeollisuuden hyödyntämättömät jäteoksidit, pyriitin pasuttamisesta saatavat pasutteet sekä nikkelin ja kuparin valmistuksen kuonat ovat potentiaalisia uusioraaka-aineita. Uusioraaka-aineille on kehitettävä hiiliteräksen valmistuksen pääprosessin viereen omat käsittelyratkaisut, sillä muuten rautapohjaisten poisteiden kierrätyksen ekologiset ja taloudelliset säästöt saatettaisiin menettää pääprosessin tuottavuuden laskuna. Ongelmallista on myös teräksen laatua haittaavien harmeaineiden kumuloituminen teräkseen, mitä tapahtuu myös käytettäessä romua uusioraaka-aineena. Kestävää kehitystä tavoiteltaessa täydennetään EU:n perinteistä prosessi- ja tuotantoyksikköperusteista ympäristölainsäädäntöä tuotelähtöisellä ympäristölainsäädännöllä. Säädöksissä huomioidaan laajemmin koko tuotteen elinkaari, jolloin tutkimuksen on katettava raaka-aineen hankinta, tuotanto, tuotteet, käyttö ja käytöstä poistoon liittyvä kierrätys tai sijoittaminen takaisin luontoon. Teräksen ainutkertaisia ominaisuuksia voidaan entisestään parantaa, jos teräksen valmistajat saavat keskittyä omalle ydinosaamisalueelleen. Teknisen järjestelmän sisältä löytyy aina ihminen suorittamassa tietoisen ohjauksen, mitä ei luonnonjärjestelmissä löydy. Harjavallan Suurteollisuuspuistosta saatujen kokemusten perusteella voidaan todeta, että työturvallisuus ja teollisuusonnettomuuksia ehkäisevä turvallisuustyö on otettava teollisen ekologian viitekehykseen. Jos tarkastellaan ihmisen vaikutusta globaalissa viitekehyksessä, voidaan todeta, että ihmisen vaikutus riippuu tulevaisuudessa tehtävistä eettisistä päätöksistä ja päätösten edellyttämistä toimenpiteistä.