This thesis aims to produce a control strategy that minimizes the energy usage of the pumps in the sewer system of Växjö City. The pumps are located in a small number of pumping stations. These are connected by a network of pipes in a way that requires the control of the pumps to be coordinated, both within and between the pumping stations. A model of the system based on fluid mechanics is proposed and from this an optimization problem is constructed for the control problem. When the optimization problem is reformulated as a hierarchy of smaller problems these problems can be solved sequentially and the computational requirements are low. The resulting control strategy gives an optimal control at each flow rate to the waste water treatment plant, and the results show that an optimal control can yield significant energy savings. The control strategy is also shown to be stable with regards to errors in the model. / Detta arbete syftar till att beräkna en energieffektiv styrstrategi för pumpar i spillvattensystemet i Växjö stad. Pumparna finns i ett fåtal pumpstationer som är sammankopplade via ett rörsystem så att styrningen av pumparna behöver koordineras, både inom och mellan pumpstationerna. Utifrån en framtagen fysikalisk modell av systemet formuleras ett optimeringsproblem för att finna en energieffektiv styrning. Detta problem kan lösas på korta beräkningstider genom att det delas upp i en hierarki av mindre delproblem som löses sekventiellt. Den resulterande styrstrategin ger en optimal styrning för olika totala flöden i spillvattensystemet, och resultaten visar att en effektiv styrstrategi kan ge påtagliga besparingar i pumparnas energiförbrukning. Styrstrategin har även studerats gällande känslighet för viss osäkerhet i modellen och uppvisar stabilitet.

Optimization by a compiler can be executed with many different methods. The defence company Saab provided us with a mission, to see if we could optimize their code with the help of the GCC compiler and its optimization flags. For this thesis we have conducted a study of the optimization flags to decrease the worst case execution time. The first step to assemble an effective base of flags was reading the documentation for the flags. We then tested the different flags and analysed them. In the end we ended up with four chosen sets that we saw fitted to be discussed and analyzed further. The results did not live up to our expectations, as we thought the flags would optimize the execution time. The flags int he majority of cases gave an, although small, increase of the execution time. We only had one set where the flags gave us a decrease, which we called the Expensive Optimization.With these results we can conclude that Saab do not need to change their existing set of optimization flags to optimize their compiler further.

Nowadays, the forestry industry still uses heavy machinery damaging both the forest and the soil. The start-up AirForestry is currently developing a sustainable way to thin and harvest trees. With their 6.2m wide electric drone carrying a harvesting tool, they can reach, thin, cut and carry trees without the need for access roads. Naturally, the drone needs to be as lightweight as possible to increase its endurance and operation range. Therefore, the first version of the drone was manufactured before the thesis with a carbon fibre laminate.  The purpose of this thesis is to study and optimize the composite structure of the drone. The first step is to characterize the existing design through experiments and simulations using the software ANSYS. Static bending loads, free vibrations, and forced vibrations are investigated against a set of predefined design requirements. This study shows that the contact surfaces between each arm and with the motor holders have high-stress concentrations compared to the rest of the arm. This means that most of the arm can be made thinner to lessen the weight with some extra reinforcement on those problematic areas.  The second step is to optimize the laminate to decrease the weight of the structure. A preliminary optimization was made and manufactured at the beginning of the thesis with strict limitations on the choice of the lamina or available thicknesses. Similar bending and vibration experiments and simulations are conducted on the new design to compare it with the older model. While the mass was expected to decrease by about 30 $\%$, the final measured weight of the arms indicates a drop of only 15 $\%$ of the mass. The model is then optimized further with more freedom in the design variables. Several variables are successively optimized: the material choice for the laminae, the thickness then of the laminae, and the angles of the plies. The mass of the structure with the final laminate has an expected decrease in mass of 45$\%$, saving more than 12kg in total / I dag använder skogsindustrin fortfarande tunga maskiner som skadar både skogen och marken. Det nystartade företaget AirForestry utvecklar för närvarande ett hållbart system för att gallra och skörda träd: en 6,2 meter breda elektriska drönare som bär ett avverkningsverktyg. Med den kan de nå, gallra, avverka och bära träd utan att behöva använda tillfartsvägar. Naturligtvis måste drönaren vara så lätt som möjligt för att öka dess uthållighet och räckvidd. Därför tillverkades den första versionen av drönaren före examensarbetet med ett kolfiberlaminat.  Syftet med detta arbete är att studera och optimera drönarens kompositstruktur. Det första steget är att karakterisera den befintliga konstruktionen genom experiment och simuleringar med hjälp av programvaran ANSYS. Statiska böjningsbelastningar, fria vibrationer och påtvingade vibrationer undersöks med avseende på en uppsättning fördefinierade konstruktionskrav. Det andra steget är att optimera laminatet för att minska strukturens vikt. En preliminär optimering gjordes och tillverkades i början av arbetet med strikta begränsningar för valet av lamina eller tillgängliga tjocklekar. Liknande böjnings- och vibrationsexperiment och simuleringar utförs på den nya konstruktionen för att jämföra den med den äldre modellen. Även om massan förväntades minska med cirka 30 $\%$, visar den slutliga uppmätta vikten på armarna att den endast minskat med 15 $\%$. Modellen optimeras sedan ytterligare med större frihet i konstruktionsvariablerna. Flera variabler optimeras successivt: materialvalet för lamellerna, lamellernas tjocklek och vinklarna på skikten. Strukturen med det slutliga laminatet får då en förväntad minskning av massan med 45 $\%$, vilket innebär en total besparing på mer än 12 kg.

Nowadays, it has become crucial to transform company production processes in order to reduce carbon emissions. Therefore, the company LKAB is working to make the production process of iron ore pellets fossil-free. In particular, this thesis project focuses on the pellet induration stage and addresses the mathematical optimization of the process. In particular, the idea is to combine state-of-the-art optimization algorithms with simulation software. This thesis aims to address the problem of multi-objective optimization within the context of simulation-based scenarios, i.e., the aim is to study Simulation-Based Multi-Objective Optimization Problems. The primary focus of this thesis is to thoroughly investigate and compare three different algorithms applied to two distinct problem formulations. By doing so, we aim to gain valuable insights into the suitability of different approaches and evaluate the algorithms' performance in achieving the desired objectives. / Nuförtiden har det blivit mycket viktigt att förändra företagens produktionsprocesser för att minska koldioxidutsläppen. Företaget LKAB arbetar för att göra produktionsprocessen av järnmalmspellets fossilfri. Detta examensarbete fokuserar på pelletiseringsfasen och behandlar den matematiska optimeringen av processen. Mer specifikt, tanken är att kombinera toppmoderna optimeringsalgoritmer med simuleringsprogramvara. Syftet med examensarbetet är att studera problem med flermålsoptimering inom ramen för simuleringsbaserade scenarier, dvs. syftet är att studera ett simuleringsbaserat flermålsoptimeringsproblem. Det primära fokuset i examnesarbetet är att grundligt undersöka och jämföra tre olika algoritmer som tillämpas på två distinkta problemformuleringar. Genom att göra detta vill vi få värdefull insikt om lämpligheten av de olika strategierna och utvärdera algoritmernas prestanda för att uppnå de önskade målen.

Studie som genomförts på Husqvarna AB. Syftet med studien var att genomföra en kartläggning och analys på Husqvarnas distribution år 2022 för att kunna presentera förbättringsförslag kopplade till transportkostnader och tullkostnader. För att analysera distributionskedjan utvecklades en optimerings modell. Med hjälp av optimeringsmodellen kunde olika experiment genomföras och sedan analyseras. De resultat som genererades från optimeringsmodellen gav olika indikationer som Husqvarna kan nyttja i sitt vidareutveckling av distributionskedjan. Resultaten säger bland annat att Husqvarna bör använda sitt lager i kina till en större grad än i dagsläget samt att de bör använda direct shipment , transport direkt från fabrik till kund, då de kan skicka med containrar med hög fyllnadsgrad. / <p>Examensarbetet är utfört vid Institutionen för teknik och naturvetenskap (ITN) vid Tekniska fakulteten, Linköpings universitet</p>

Behovet av att minska klimatpåverkan genom optimering av armerade betongkonstruktioner har på senaste årtiondet väckt stort intresse. I traditionell dimensionering av betongkonstruktioner övervägs endast ett fåtal utformningar. På senare tid har en metod där flera möjliga lösningar genereras och som möjliggör sena förändringar växt fram, metoden är en så kallad set-based design (SBD). För att utvärdera implementeringen av denna typ av designprocedur utvecklades ett beräkningsskript.  Det primära syftet med denna studie är att med hjälp av ett beräkningsscript, baserat på SBD och parametrisk optimering kunna identifiera den bästa utformningen för ett påldäck med hänsyn taget till kriterierna klimatpåverkan och viljan att standardisera konstruktionen och underlätta produktionen. En del av syftet i studien kommer också vara att på en detaljerad nivå undersöka hur man kan implementera armeringsutformningen i beräkningsscriptet och vilken effekt det ger på optimeringen mot det undersökta kriteriet. På grund av att beräkningsskriptet begränsas av ofullständiga funktioner hos programutvecklaren resulterade det i att en del av datagenereringen fick ske manuellt för att uppnå önskat resultat. Resultatet genererades genom en manuellt genomförd parametrisk studie där utvalda modeller med olika kombinationer av variabler analyserades. Parametrar av betydelse för konstruktionens armeringsutformning och utvärderingskriterier identifierades genom jämförelse av data för olika beräkningsfall. Dessutom jämfördes resultat från flera olika kombinationer av variabler för att se vilka som var av betydelse. De genomförda undersökningarna visade att god armeringsutformning uppnås genom att tillåta parametrar variera fritt. Att erbjuda en lösning där valmöjligheter på ingående parametrar definieras för varje studerad riktning och tillåta variationer i armeringsutformningen för konstruktion leder till en mer noggrann armeringsutformning utifrån önskat resultat. Med parametrisk optimering och dataanalys kan olika lösningar identifieras för effektiv användning av material och bidra till god byggbarhet. Genom studien har det konstaterats att det finns ett stort intresse hos programutvecklare att hjälpa dess användare med att ta fram de funktioner som efterfrågas, och ta åt sig av den input som kommer från dess användare. Detta tyder på en vilja att implementera nya funktioner i dimensioneringsprocessen och en vilja att föra utvecklingen av automatiserade beräkningar vidare.

Introduction: Additive manufacturing (AT) also known as 3D printing has become a more widespread technology in various industries. The manufacturing method has increased the efficiency of manufacturing industries in producing products with technically challenging properties. Through continuous research and development, AT could compensate for traditional working methods and strive to reduce material and time loss as well as manufacturing costs. Purpose: The project aims to investigate how additive manufacturing can be used to create molds with accuracy and precision. It will also be explored how these molds will result in injection molding with high precision and accuracy. To obtain relevant data, a suitable material must be selected for injection molding. To realize this, it is necessary to define which parameters are required and how a mold should be constructed. The goal of the project has resulted in the formulation of two research questions: Q1: How can Additive Manufacturing (AT) be applied to make molds? Q2: Which parameters can be identified to optimize the quality of the mold and thereby achieve good precision and accuracy of the injection molded product? Method: Within the work, both qualitative and quantitative research has been conducted. The information gathered is based on scientific articles, relevant literature, and the execution of a case study in collaboration with Mälardalen industrial Technology Center (MITC). An abduction approach was used where data from both the literature and the case study were found continuously. During the process, the writers were allowed to develop a deeper understanding of the area which enabled the generation of new data from the literature and articles. By using these two data types in an iterative process to verify information, it increases validity and reliability. Conclusion: Within the case study, it was observed that SLA 3D printing was not completely accurate and produced unexpected results. The distinction between the geometry of CAD design and 3D printing can be accurately evaluated based on the positioning of the component in the 3D printer. Both the precision and accuracy of the geometry and design that is 3D printed by SLA can vary due to several factors such as shrinkage, deformation, and volume. To improve the precision and accuracy of injection molding results for components, it is crucial to adapt the mold to manage injection molding. In addition to the recommended material, the mold design needs features such as cooling systems and ventilation channels, which can be optimized using CAD tools. The mold cavity is designed with rounded corners, even wall thicknesses, no protruding details, and specifically adapted release angles. / Introduktion: Additiv tillverkning (AT) även känd som 3D-printning har blivit en alltmer utbredd teknologi inom olika industrier. Framställningsmetoden har ökat effektiviteten för tillverkningsindustrier när det gäller att producera produkter med tekniskt utmanande egenskaper. Genom kontinuerlig forskning och utveckling har AT potentialen att ersätta traditionella arbetssätt och sträva efter att reducera material-och tidsförlust samt kostnader på tillverkning.  Syftet: Projektet syftar till att undersöka hur additiv tillverkning kan användas för att skapa gjutformar med hög noggrannhet och precision. Det ska även utforskas hur dessa gjutformar kommer att resultera i formsprutningar med hög precision och noggrannhet. För att erhålla relevant data ska ett lämpligt material väljas för formsprutning. För att förverkliga detta är det nödvändigt att definiera vilka parametrar som erfordras och hur en gjutform bör konstrueras. Målet med projektet har resulterat i formulering av två forskningsfrågor: F1: På vilket sätt kan Additiv Tillverkning (AT) tillämpas för att tillverka gjutformar? F2: Vilka parametrar kan identifieras för att optimera gjutformens kvalitet och därmed uppnå god precision och noggrannhet på formsprutad produkt? Metod: Inom arbetet har både kvalitativ och kvantitativ forskning utförts. Informationen som har samlats in är baseras på vetenskapliga artiklar, relevant litteratur samt utförande av en fallstudie i samarbete med Mälardalen Industrial Technology Center (MITC). En abduktionsansats användes, där data från både litteratur och fallstudien löpande integrerades. Under processens gång utvecklade skribenterna en djupare förståelse av området som, vilket möjliggjorde generering av nya data från litteratur och artiklar. Genom att använda dessa två data typer i en iterativ process för att verifiera information, ökas studiens validitet och reliabilitet.  Slutsats: I fallstudien framkom det att SLA 3D-printning inte var helt noggrann och ger oväntade resultat. Skillnaden mellan CAD-konstruktion och 3D-printning kan vara effektiv att beräkna beroende på positioneringen av komponenten i 3D-skrivaren. Både precisionen och noggrannheten kan variera på grund av flera faktorer som bland annat krympning, deformation och volym.  För att förbättra precisionen och noggrannheten i resultatet av formsprutningar av komponenter är det viktigt att anpassa gjutformen för att hantera formsprutningar. Utöver rekommenderat material bör formen bland annat konstrueras med kylsystem och avluftningskanaler, vilka kan optimeras med CAD-verktyg. Gjutformens kavitet bör även konstrueras med avrundade hörn, jämna väggtjocklekar, inga utskjutna detaljer och specifikt anpassade släppvinkel.

High-speed railways provide fast, comfortable and environmentally friendly transportation for passengers. However, they are fraught with high investment costs that decrease the willingness of governments to construct new lines. This thesis proposes a new way of building high-speed railways to decrease investment costs, where power from overhead wire is, for the majority of a journey, substituted with power from batteries located on the train sets. Not only can the construction and maintenance costs for the overhead wire itself be reduced; as tunnels can be narrowed when no overhead wire is needed, tunnelling costs decrease as well. An algorithm using dynamic programming is devised which calculates the optimal placement of overhead wire given a velocity and altitude profile of a journey, which is then applied on the planned Swedish high-speed line Ostlänken. The cost savings amount in total to approximately 5.689 billion SEK. It is a significant reduction in absolute terms, but is likely even higher, as the cost estimates for electrification are conservative. More studies on this aspect is needed to obtain more exact estimates. / Höghastighetståg erbjuder snabba, bekväma och miljövänliga passagerartransporter. Dock kräver dess banor höga investeringskostnader som kan avskräcka för nybyggnationer. För att minska dessa kostnader föreslår denna uppsats ett nytt sätt att bygga höghastighetsbanor på, där kontaktledning byggs på endast delar av sträckan. Där kontaktledning inte byggs drivs tågen av batterier placerade ombord. Utöver lägre kostnader för konstruktion och underhåll av själva kontaktledningen kan också kostnaden för tunneldrivning reduceras, då diametern på tunnlar kan minskas när ingen kontaktledning krävs. I rapporten presenteras en metod med dynamisk programmering för att beräkna den optimala placeringen av kontaktledningssträckor givet en hastighets- och höjdkurva för en bana. Metoden appliceras på den planerade höghastighetsbanan Ostlänken, där kostnadsbesparingarna beräknas uppgå till ungefär 5,689 miljarder SEK. Det är en signifikant besparing i absoluta mått som troligen är ännu större i verkligheten, eftersom de uppskattade kostnaderna för elektrifiering är konservativa. Det behövs fler studier kring dessa kostnader för att kunna erhålla mer exakta uppskattningar av kostnadsbesparingar.

Varje investerare vill se sitt kapital växa så mycket som möjligt men samtidigt inte utsätta kapitalet för onödiga risker. Högre risk, högre avkastning är två synonymer inom den finansiella världen. Investerare världen över söker hela tiden nya möjligheter att öka sin avkastning utan att behöva höja sin risk. Optimering av portföljer för att skapa avkastning till låg risk är ett känt fenomen, ofta benämnt som modern portföljteori. Markowitz medel-variansmodell och Black-Litterman modellen är två olika modeller för att optimera en portfölj i aspekten minska risken men behålla avkastningen. En investerare som kan sänka risken på sin investering kan investera ett större kapital och på så sätt skapa större avkastning med tiden. Genom att skapa olika portföljer baserade på de två modellerna och sedan jämföra dem mot varandra samt mot OMXS30 index är syftet att få en inblick i huruvida en investerare kan slå index. Resultatet i studien visat att en investerare med hjälp av optimering kan slå index räknat i avkastning, baserat på historiska kurser. Resultatet visar även att det finns goda skäl till utveckling av modellerna för att få en större säkerhet i att de faktiskt slår index på den verkliga marknaden i realtid. / Every investor seeks to find a way of capital growth combined with the minimization of risk taken. Higher risk and higher reward are synonymous in the financial world. Investors across the globe seek new possibilities to increase their returns without having to take a higher risk. Portfolio optimization to create returns holding low risk is a well-known phenomenon, usually referred to as modern portfolio theory. Markowitz’s mean-variance model and the Black-Litterman model are two different models used to optimize a portfolio in the endeavor of keeping a good return with a lower risk. An investor who can lower risk is an investor who has more free capital to invest and therefore can create a larger return in the future. By creating different portfolios based on the models and then comparing them with one another and the OMXS30 index, the authors seek to get an insight if it’s possible for an investor to beat the index. The result of the study shows that an investor using portfolio optimization can beat the index, calculated in returns, based on historical prices. The results do also show that there are good reasons to develop the models in order to achieve greater security in beating the index on the market and in real-time.

Teletjänstcentraler används idag inom många områden för kundbetjäning av olika slag med målet att ge så bra service som möjligt. Problematiken är då flertalet instanser tillhandahåller samma tjänster men där dem ansvarar för ett eget geografiskt område. Ett ofta förekommande problem som uppstår är att belastningen mellan dessa teletjänstcentraler varierar drastiskt, vissa har allt för mycket att göra medans andra inte har något alls. Det är därför av intresse att analysera en samverkan mellan dessa centraler och granska eventuella förändringar i effektivitet. I dagsläget har 1177 vårdguiden ett system som hanterar samtalsflödet där ett telefonsamtal skickas till närmaste teletjänstcentral, inom samma region. Softronic fick tidigare i uppdrag att analysera och optimera 1177 Vårdguidens teletjänstsystem genom att effektivisera samt höja kvaliteten på samtalshanteringen. Detta genom snabbare svarstid och ökad samtalshantering inom samma region. Softronic har framtagit två modeller, med givande resultat, dock inte helt i linje med målen. Det är detta som ligger till grund för detta examensarbete. Efter en grundläggande analys användes 6 stycken unika modeller varav 3 av dessa utvecklades under examensarbetet. Dessa modeller är utformade enligt flertalet parametrar och tar hänsyn till bl.a. kompetens. Kompetens baseras på var ett samtal besvaras geografiskt samt hur länge samtalet varit placerad i kön. Dessa modeller simulerades med hjälp av ett verktyg som utvecklades för detta ändamål och dessa resultat jämfördes. Resultatet av dessa simuleringar visade att den bästa modellen var då en kombination av samverkan mellan en lokal och nationell kö. / Call centers are used today in many areas of customer service of various kinds with the objective of providing the best service possible. The problem is when multiple instances provide the same services, but where each instance is responsible for its own geographical area. A frequent problem that arises is that the load of these call centers varies drastically, some call centers might have too much to do while others will not have anything to do at all. It is therefore of interest to analyze the interaction between these centers and review any changes in efficiency. The solution of 1177 Vårdguiden system today is that the system handles the call flow in a fashion where a phone call is sent to the nearest call center, in the same region. Softronic had earlier a mission to analyze and optimize the call system of 1177 Vårdguiden by streamline and enhance the quality of call handling in the form of faster response times and calls answered in the same region they were calling from. Softronic has developed two models, with promising results, however not fully in line with the objectives. This is the basis for this thesis. After thorough analysis six unique models were used were 3 of these were developed in the thesis. These models were designed according to several parameters and took into account for example competence, which is based on where a call is answered geographically as well as how long a call is placed in the queue. These models were simulated using a tool developed for this purpose, and these results were compared. The results of these simulations revealed that the best model was with a combination of collaboration between a local and national queue.