Abstract The objective of this dissertation is to identify how to make business ecosystem formation more efficient and how to evaluate ecosystem success capabilities. Business ecosystem formation consists of transition of a front-end phase ecosystem into an operational ecosystem. How the formation takes place and how it can be governed is approached through five formation elements: dynamics, strategy, governance, behaviour and evolution. The elements are defined based on literature review as the dissertation body of knowledge. Through inductive case studies and defined body of knowledge this dissertation presents as a synthesis a multidimensional model to support healthy business ecosystem formation. The model describes how ecosystem formation should be driven by key end customer requirements and how those contribute to ecosystem planning. Based on the key end customers it is possible to define initial joint value proposals and core service providers. This dissertation introduces roles of anchoring and moderator actors to business ecosystem discussion as actors leading the ecosystem formation and maintaining the ecosystem structure through strong relationships. The dissertation proposes conceptual models to assess ecosystem health and stakeholder’ salience. Ecosystem health can be assessed with sustainability, resilience, innovativeness and renewal capabilities. Importance of actors and their impact probability can be identified with salience assessment. Both assessment models enable ecosystem planners to monitor the formation progress and to focus governance activities. This dissertation is qualitative and inductive based on literature review and conducting empirical case studies in multiple business ecosystem type of environments in Finland and Taiwan. The dissertation consists of five academic publications and synthetization of them into this compilation book. The principal results of this dissertation include more detailed insights to support business ecosystem definition and scoping. Ecosystem formation expands the earlier contributions on business ecosystem evolution. Roles of anchoring and moderator actors complement the ecosystem roles enhancing planning. The assessment models provide for both practitioners and academics framework for evaluating ecosystem status. / Tiivistelmä Tämän väitöskirjan tavoitteena on tunnistaa kuinka liiketoimintaekosysteemin muodostumista voidaan tehostaa ja kuinka ekosysteemin kestävyyttä voidaan arvioida. Liiketoimintaekosysteemin muodostuminen käsittelee alkuvaiheen ekosysteemin muutosta toiminnalliseksi ekosysteemiksi. Ekosysteemin muodostumista ja muodostumisen hallinnointia käsitellään viidessä elementissä: dynamiikan, strategian, käyttäytymisen sekä evoluution kautta. Kirjallisuusperustaiset elementit muodostavat väitöskirjan tutkimusperustan. Induktiivisten tapaustutkimusten sekä tutkimusperustan pohjalta väitöskirja syntetisoi mallin joka tukee kestävän liiketoimintaekosysteemin muodostumista. Malli kuvaa kuinka muodostumisen tulee perustua valikoitujen loppuasiakkaiden vaatimuksiin ja kuinka nämä vaatimukset vaikuttavat ekosysteemin suunnitteluun. Loppuasiakkaiden perusteella määritetään ekosysteemin alustavat yhteiset arvoehdotukset sekä avainpalveluntarjoajat. Väitöskirja lisää ankkuri- ja moderaattoritoimijoiden roolit liiketoimintaekosysteemiä käsittelevään keskusteluun toimijoina, jotka edistävät ekosysteemin muodostumista ja ylläpitävät ekosysteemiä vahvojen suhteiden kautta. Väitöskirja esittää konseptuaaliset mallit ekosysteemin kestävyyden ja sidosryhmien merkittävyyden arviointiin. Ekosysteemin kestävyyttä arvioidaan jatkuvuuden, joustavuuden, innovatiivisuuden sekä uudistumiskyvyn kautta. Toimijoiden vaikutusvaltaa ja vaikutustodennäköisyyttä arvioidaan merkittävyysarvioinnilla. Ekosysteemin suunnittelutahot voivat hyödyntää malleja muodostumisen seurantaan sekä hallinnollisten toimien keskittämiseen. Väitöskirjatutkimus on kvalitatiivien ja induktiivinen perustuen kirjallisuuskatsaukseen sekä soveltuviin tapaustutkimuksiin Suomessa ja Taiwanissa. Väitöskirja koostuu viidestä tutkimusartikkelista ja niiden synteesinä laaditusta kirjasta. Väitöskirjan päätulokset sisältävät yksityiskohtaisia löydöksiä tukemaan ekosysteemin määrittämistä ja rajaamista. Ekosysteemin muodostuminen laajentaa aiempia tutkimustuloksia ekosysteemin evoluutiosta. Ankkuri- ja moderaattoritoimijoiden roolit täydentävät ekosysteemi roolivalikoimaa ja tukevat suunnittelua. Arviointimallit tarjoavat lähtökohdat sekä akateemiseen, että käytännölliseen liiketoimintaekosysteemin tilan arviontiin.

Abstract This thesis has been made within the European Industrial Doctorate (EID) project called Mathematics and Materials Science for Steel Production and Manufacturing, abbreviated as MIMESIS, which has five partners: EFD Induction in Norway; SSAB, Outokumpu, and the University of Oulu in Finland; and Weierstrass Institute for Applied Analysis and Stochastics (WIAS) in Germany. The main aim of this work was to develop a steel composition and processing route suitable for making a slurry transportation pipeline with the aid of induction hardening, and to characterize the phase transformations and microstructures involved in the various stages of the processing route. A novel steel chemistry was designed based on metallurgical principles assisted by computational thermodynamics and kinetics. The designed composition is a medium-carbon, low-alloy steel microalloyed with niobium, in wt.% 0.40 C, 0.20 Si, 0.25 Mn, 0.50 Mo, 0.90 Cr, and 0.012 Nb. This was subsequently cast, thermomechanically rolled on a laboratory rolling mill to two bainitic microstructures, and finally subjected to the thermal cycles predicted to be encountered with the internal induction hardening of a typical pipe geometry. The phase transformations and microstructures found at various stages of the simulated production process have been characterized and algorithms developed to enable the optimization of microstructure and hardness through the pipe wall thickness. / Tiivistelmä Tämä väitöskirja on tehty osana Euroopan teollisuustohtori (European Industrial Doctorate, EID) -ohjelmaa projektissa eli Matematiikka ja materiaalitiede teräksen valmistuksessa ja käytössä (Mathematics and Materials Science for Steel Production and Manufacturing, MIMESIS). Ohjelmassa on viisi partneria: EFD Induction Norjasta; SSAB, Outokumpu ja Oulun yliopisto Suomesta; ja Weierstrass Institute for Applied Analysis and Stochastics (WIAS) Saksasta. Työn päätavoitteina oli kehittää teräksen koostumusta ja prosessointireittiä, jotka soveltuvat lietteen kuljetusputken valmistukseen induktiokarkaisun avulla, sekä karakterisoida prosessin eri vaiheiden aikana tapahtuvat faasimuutokset ja mikrorakenteet. Uusi teräskoostumus suunniteltiin metallurgisten periaatteiden pohjalta hyödyntämällä laskennallista termodynamiikkaa ja kinetiikkaa. Suunniteltu teräs on niobilla mikroseostettu, matalaseosteinen ja keskihiilinen, eli painoprosentteina 0,40 C, 0,20 Si, 0,25 Mn, 0,50 Mo, 0,90 Cr ja 0,012 Nb. Teräs valettiin, valssattiin ja jäähdytettiin termomekaanisesti laboratoriovalssaimella kahdeksi bainiittiseksi mikrorakenteeksi ja lopulta altistettiin lämpösykleille, joiden ennustettiin olevan tyypillisiä sisäisesti induktiokarkaistulle teräsputkelle. Simuloidun tuotantoprosessin eri vaiheissa havaitut faasimuutokset ja mikrorakenteet on karakterisoitu. Sen lisäksi on kehitetty algoritmit, jotka mahdollistavat mikrorakenteen ja kovuuden optimoinnin putken seinämän paksuuden läpi.

Abstract Integrins are a large family of αβ-heterodimeric cell adhesion receptors of which the cell type specific expression defines the extracellular matrix (ECM) binding properties of different adherent cell types. In addition to various growth factors and their receptors, epithelial morphogenesis is also executed by dynamic changes in the chemical composition and physical properties of the ECM that controls the shape and behavior of the associated cells via integrin mediated adhesion and signalling. Epithelial cell polarity and contractility are central mechanisms of epithelial shape determination and are established upon spatially, mechanically and chemically sensitive integrin signals of the microenvironment. The functional hierarchy between different integrin heterodimers and their ECM ligands in organizing these tasks has not been systematically addressed. In order to study the relative roles of different integrins, we set up a loss-of-function screen of co-expressed integrin subunits in the Madin-Darby canine kidney (MDCK) epithelial cell line. By analyzing MDCK cystogenesis in three-dimensional (3D) ECMs, we were able to establish a model of how epithelial polarity is organized: cell adhesion either by α2β1- or α6β4-integrins defines the orientation of cell polarity and coordinated functions of α2β1- and α3β1-integrins mediate the establishment of epithelial lumens via cavitation and hollowing, respectively. By analyzing the spreading of MDCK cells, we established that epithelial cell contractility is based on synergistic functions of β1-integrins that mediate cell adhesion and αV-integrins that facilitate ECM rigidity sensing. We also discovered that the hemidesmosomal integrin α6 and integrin β4 did not require heterodimerization to be transported to the plasma membrane (PM) and that integrin β4 may support laminin assembly to the basement membrane (BM) independently of integrin α6. / Tiivistelmä Integriinit ovat suuri molekyyliperhe αβ-heterodimeerisiä adheesioreseptoreja. Integriinit ilmentyvät eri tavoin eri solutyypeissä, ja tämä säätelee sitä, miten solut tarttuvat ja reagoivat erilaisiin soluväliaineisiin. Tällä tavalla integriinit ja soluväliaine osallistuvat myös epiteelimorfogeneesiin lukuisten kasvutekijöiden ja niiden reseptoreiden lisäksi. Epiteelimorfogeneesissä etenkin solujen polarisaatio ja solujen supistuminen ovat tärkeitä tapahtumia, joiden ohjaukseen integriinit ja soluväliaine osallistuvat. Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää eri integriinien ja niiden soluväliaineligandien toiminnallista hierarkiaa epiteelimorfogeneesissä, etenkin solujen polarisaatiossa ja supistumisessa. Integriinien keskinäisten roolien selvittämiseksi hiljensimme ilmentyvät integriinialayksiköt yksitellen munuaisen epiteelisolulinjasta RNA-häirinnän avulla. Mallina epiteelimorfogeneesille käytimme hyväksi munuaisepiteelisolujen kykyä muodostaa rakkularakenteita kolmiulotteisessa soluväliaineessa viljeltyinä. Näitä rakenteita analysoimalla pystyimme muodostamaan mallin siitä, miten polarisoitunut epiteelirakenne organisoituu: α2β1- tai α6β4-integriinien välittämä adheesio tarvitaan solujen polariteetin orientoimiseen ja α2β1- ja α3β1-integriinien yhteistoiminta tarvitaan epiteelisen rakkulan tyhjän sisäosan muodostumiseen, joko apoptoosin tai polarisoituneen kalvokuljetuksen kautta. Tutkimalla solujen levittäytymistä jäykälle kaksiulotteiselle alustalle pystyimme määrittämään, että epiteelisolun supistuminen pohjautuu β1-integriinien välittämän adheesion ja αV-integriinien välittämän väliaineen jäykkyyttä aistivien signaalien yhteistoimintaan. Havaitsimme myös, että hemidesmosomaalisten integriinien α6 ja β4 sekretioon ei tarvittu näiden keskinäistä heterodimerisaatiota ja integriini β4:llä saattaa olla integriini α6:sta riippumaton rooli laminiinin kokoamisessa tyvikalvoon.

Abstract The blast furnace – basic oxygen furnace route remains the most utilised process route in the production of steel worldwide. Coke is the main fuel of the blast furnace process, however, coke producers and blast furnace operators are facing significant challenges due to increased demands on coke quality and decrease of prime coking coals. The estimation of coke performance in the industrial process through accurate laboratory analyses is of increasing importance. In this doctoral thesis, the aim was to study phenomena related to coke properties and its analysis methods in blast furnace simulating conditions. A new method was introduced to measure the hot strength of coke using a Gleeble 3800 thermomechanical simulator. The hot strengths of industrial cokes were determined at various temperatures and several coke properties, which were believed to affect hot strength, were determined. The effect of H₂ and H₂O in the blast furnace shaft gas were determined in relation to coke reactivity, threshold temperature, and the gasification mechanism. The results obtained by this thesis show that the Gleeble device is suitable for study of coke hot strength. The coke strength was significantly decreased for all three coke grades at temperatures of 1600 °C and 1750 °C when compared to room temperature or 1000 °C. The deformation behaviour of coke was fragile up to 1000 °C, but became at least partially plastic at 1600 °C, and the plasticity further increased at 1750 °C. Notable changes were observed in the deformation behaviour between coke grades at high temperatures. The presence of H₂ and H₂O in the BF shaft gas strongly increased coke reactivity and changed the reaction mechanism of coke to be more surface centric in a specific temperature range. The reactivity of coke in the conditions 100 vol-% CO₂ did not directly correlate with reactivity in a simulated blast furnace shaft gas, which suggest that the widely utilised CRI test does not accurately estimate coke reactivity in the industrial blast furnace process. / Tiivistelmä Masuuni – konvertteri yhdistelmä on edelleen käytetyin prosessireitti teräksen tuotantoon ympäri maailman. Koksi on masuunin tärkein polttoaine. Koksintuottajat ja masuunioperaattorit ovat suurten haasteiden edessä johtuen koksin kasvaneista laatuvaatimuksista ja parhaiden koksautuvien kivihiilten ehtymisestä. Koksin suoriutumisen arviointi masuunin olosuhteissa tarkoilla laboratorioanalyyseillä on yhä merkittävämmässä roolissa. Tässä väitöskirjassa tavoitteena oli tuottaa uutta tietoa koksin ominaisuuksista ja sen analyysimenetelmistä simuloiduissa masuunin olosuhteissa. Uusi metodi esitettiin koksin kuumalujuuden määrittämiseksi Gleeble 3800 termomekaanisella simulaattorilla. Teollisten koksilaatujen kuumalujuuksia määritettiin eri lämpötiloissa ja useita koksin mitattiin, joilla uskottiin olevan vaikutus kuumalujuuteen. Lisäksi työssä tutkittiin masuunin kuilun kaasuatmosfäärissä H2 ja H2O kaasujen vaikutusta koksin kemialliseen reaktiivisuuteen, kaasuuntumisen kynnyslämpötilaan ja reaktiomekanismiin. Tässä työssä esitetyt tulokset osoittavat että Gleeble soveltuu koksin kuumalujuuden määritykseen. Koksin lujuus aleni merkittävästi kaikilla kolmella koksilaadulla kuumennettaessa 1600 ja 1750 °C lämpötiloihin verrattuna huoneenlämpötilaan tai 1000 °C lämpötilaan. Koksin muodonmuutos oli haurasta aina 1000 °C lämpötilassa, mutta muuttui osittain plastiseksi 1600 °C lämpötilassa ja plastisuus kasvoi kun lämpötilaa nostettiin 1750 °C:een. Huomattavia eroja havaittiin eri koksilaatujen muodonmuutoskäyttäytymisessä korkeissa lämpötiloissa. H₂ ja H₂O kaasujen läsnäolo kuilun kaasuatmosfäärissä kasvatti voimakkaasti koksin reaktiivisuutta ja muutti kaasuuntumismekanismia pintakeskisemmäksi rajatulla lämpötila-alueella. Koksin reaktiivisuus 100 % CO₂ kaasussa ei korreloinut suoraan simuloidun masuunin kuilun kaasuatmosfäärin kanssa. Tämä tulos indikoi sitä että maailmalla yleisesti käytetty CRI testi ei ennusta tarkasti koksin reaktiivisuutta masuunissa.