Abstract Optimizing the use of resources plays an important role in today’s modern manufacturing and service organizations. Scheduling, involving setup times and costs, leads to better allocation of resources over time to perform a collection of required tasks. This compilation dissertation examines how the learning effect of workers and a combination of setup activities can be used to optimize resource utilization in manufacturing systems and maintenance services. The learning effect is a technique that can model improvement in worker’s ability as a result of repeating similar tasks. By considering the learning effect, setup times will be reduced, and a schedule can be determined to place jobs that share similar tools and fixtures next to each other. The purpose is to schedule a set of jobs in a hybrid flow shop environment while minimizing two criteria that represent the manufacturers’ and consumers’ concerns: namely maximum completion time (makespan) and total tardiness. Combining setup activities can also reduce setup times and costs. In the maintenance of systems consisting of multiple components, costs can be saved when several components are jointly maintained. By using this technique, a schedule can be determined to minimize the total cost of maintenance and renewal projects for various components and their relevant setup activities. Mathematical programming models that incorporate these aspects of the problem are developed in this research and the performance of the proposed models are tested on a set of problem instances. The results of this work show that the proposed techniques perform well in reducing setup times and costs and eliminate the need for setups through scheduling. This work proposes several exact, heuristic, and meta-heuristic methods to solve the developed models and compare their efficiency. This study contributes to the theoretical discussion of multi-criteria production and maintenance scheduling. For practitioners, this dissertation work provides optimization techniques and tools through scheduling that can help keep costs down and allow companies to operate according to time and budget constraints. / Tiivistelmä Resurssien käytön optimoinnilla on tärkeä rooli nykypäivän tuotanto- ja palveluympäristöissä. Joukko tehtäviä voidaan toteuttaa resurssitehokkaammin niille varatussa ajassa huomioimalla aikataulutuksessa asetusajat ja –kustannukset. Tämä kokoomaväitöskirja tarkastelee, kuinka työntekijöiden oppimisefektin mallinnus ja asetustoimien yhdistäminen tukevat resurssien optimointia tuotantojärjestelmissä ja kunnossapitopalveluissa. Oppimisefekti on tekniikka, jolla voidaan mallintaa työntekijän osaamisen kehittymistä samankaltaisia työtehtäviä toistettaessa. Huomioimalla oppimisefekti asetusaikoja voidaan pienentää, ja töille luoda aikataulu jossa samankaltaiset työkalut ja laitteet ovat lähellä toisiaan. Osana väitöskirjaa esitetään työerän aikataulutus tietyssä yksittäistuotantoympäristössä minimoiden kahta kriteeriä: valmistajan tavoite kokonaisläpimenoaika ja asiakkaan tavoite yksittäisten töiden aikataulussa valmistuminen. Toinen väitöskirjassa esitetty tekniikka asetusaikojen ja –kustannusten pienentämiseen on asetustöiden yhdistely. Useista komponenteista koostuvassa systeemissä kustannussäästöjä voidaan saavuttaa huoltamalla useita komponentteja yhtä aikaa. Tämän yhdistelyn avulla voidaan luoda aikataulu, joka minimoi useiden komponenttien ylläpidon, uusimisen, ja asetuskustannusten kokonaiskustannuksen. Työssä mallinnetaan näitä tekniikoita matemaattisen ohjelmoinnin keinoin, ja luotuja malleja testataan joukolla esimerkkiongelmia. Väitöskirjan tulokset osoittavat, että ehdotetuilla tekniikoilla voidaan vähentää asetusaikoja ja –kustannuksia, tai poistaa asetustöistä aiheutuvia kustannuksia kokonaan. Siinä esitetään useita eksakteja, heuristisia ja metaheuristisia menetelmiä kehitettyjen mallien ratkaisuun ja niiden suorituskyvyn vertailuun. Työn tulokset edistävät tieteellistä keskustelua monikriteeriskeduloinnin alalla, erityisesti liittyen tuotanto- ja kunnossapitosysteemeihin. Käytännön toimijoille väitöskirja tarjoaa optimointitekniikoita- ja työkaluja aikataulutukseen ja sen kautta taloudellisissa ja ajallisissa rajoitteissa toiminnan mahdollistamiseen.

Abstract Our society relies increasingly on information technology (IT). In such a society, it is important that we, as citizens, trust and are satisfied with services utilizing IT. Unfortunately, IT problems in the use of services are part of our daily lives and, as such, are frequently reported by the mass media. While the information systems (IS) field has studied system and service acceptance, use, threats, and failures, we have found no studies that examine how these IT failures affect the system usage after a failure. This dissertation addresses this gap in research by studying users’ intentions after service degradation related to IT problems and providing a larger view of IT-based incidents in an information society from the viewpoints of the mass media and service providers. In order to do this, a newspaper survey was first conducted to ascertain a concept of the public perception of IT-based problems. Second, qualitative interviews were conducted to reach an understanding of service providers’ viewpoints of IT problems. Third, users’ attitudes and reactions to service degradation were studied through interviews. The main results reveal that most of the IT problems visible to society are the same ones that system and service providers perceive to be the most problematic. Our results suggest that, after service degradation, users are eager to use the service again if they receive relevant information. Compensation alone will not satisfy users when the incident creates unpredictability and uncertainty for them. If the system provider does not inform users directly after the incident, they readily rely on the mass media. Information and knowledge thus play a significant role in incidents. However, there are two service types where we found a different type of user reaction. First, telecommunications and computers seemed to be special cases, with more tolerance of problems in general. Second, the tolerance was low with regard to vital services, i.e., services related to children, health, and safety, for example. Nevertheless, in interviews it was seen that in both types of services the effect of real time and accurate information was influential, often more than any other activities in the failure recovery. The results of this study provide new views of IT-based incidents in an information society, as well as insights for service providers to better recover from service degradation. / Tiivistelmä Yhteiskuntamme on rakennettu informaatioteknologian (IT) varaan. Tällaisessa informaatioyhteiskunnassa kansalaisten tulisi voida luottaa käyttämiinsä palveluihin. Palvelujen käyttäjät kohtaavat kuitenkin päivittäin virheitä informaatioteknologiaan pohjautuvissa järjestelmissä. Media uutisoi usein näistä virheistä. Alan kirjallisuus on tutkinut esimerkiksi järjestelmien ja palvelujen vastaanottoa, käyttöä, uhkia ja häiriöitä. Kuitenkaan IT-palvelujen virheiden vaikutuksista järjestelmien käyttöön ei löytynyt kirjallisuutta. Tämä tutkimus pyrkii tältä osin täydentämään kirjallisuutta selvittämällä käyttäjien ajattelutapaa ja aikomuksia palvelun heikentymisen jälkeen, ja tutkimus myös hahmottelee laajemman kuvan informaatioyhteiskunnan IT-ongelmista erityisesti median ja palveluntuottajien näkökulmasta. Ongelmien julkisen kuvan saamiseksi tutkittiin ensin sanomalehtiuutisia IT-ongelmista. Seuraavaksi selvitettiin haastatteluin palveluntuottajien ja järjestelmätoimittajien näkemyksiä IT-ongelmista. Lopuksi tutkittiin vielä palveluiden käyttäjien mielipiteitä ja reaktioita häiriön sattuessa ja sen jälkeen haastattelujen avulla. Päätulokset osoittavat, kuinka yhteiskunnan näkyvimmät IT-ongelmat ovat samoja, joiden kanssa myös järjestelmätoimittajat ja palveluntarjoajat kamppailevat. Lisäksi tutkimustulosten mukaan käyttäjät palaavat herkemmin käyttämään palvelua mikäli he saavat asiaankuuluvaa tietoa tilanteesta. Pelkkä aineellinen korvaus ei riitä silloin kun IT-häiriö luo arvaamattomuutta ja epävarmuutta. Jos palveluntuottaja ei tiedota asiasta häiriön sattuessa, käyttäjät luottavat helposti massamedian tarjontaan. Tiedolla ja tietämyksellä on merkittävä rooli ongelmatilanteissa. Tutkimuksessa löytyi kuitenkin kaksi palvelutyyppiä, joissa käyttäjien käytös oli erilaista. Ensinnäkin tietoliikenteen ja tietokoneiden suhteen käyttäjät olivat pitkämielisiä virheiden sattuessa. Toiseksi taas elintärkeät palvelut, esimerkiksi terveyteen, lapsiin ja turvallisuuteen liittyvät, olivat palveluja joissa virheitä ei juurikaan siedetty. Kuitenkin myös näissä palvelutilanteissa tiedottamisella oli merkittävä rooli, usein jopa merkittävämpi kuin muilla toimilla palvelun korjaamisessa. Tutkimuksen tulokset tarjoavat uusia näkökulmia IT-pohjaisista häiriöistä informaatioyhteiskunnassa ja näkemyksiä palveluntarjoajille häiriöistä toipumiseen.