Accélérer la dégradation anaérobie des déchets enfouis, optimiser la production de biogaz et diminuer le temps et le coût de surveillance sont les enjeux principaux d'installation de stockage des déchets non dangereux (ISDND)-bioactives, ainsi que, plus classiquement, minimiser leurs impacts sanitaires et environnementaux. L'une des méthodes les plus efficaces pour atteindre ces objectifs est la recirculation de lixiviat et l'augmentation de l'humidité des déchets. Les objectifs du bioréacteur ne seront pas atteints sans une connaissance rationnelle des phénomènes hydrauliques, biologiques et thermiques qui s'y développent et de l'influence de l'un de ces phénomènes sur les autres. Les observations in situ, les expérimentations en laboratoire ainsi que les modèles numériques permettent ensemble une approche rationnelle de ces phénomènes. C'est ce qui constitue le corps de ce travail de thèse, où nous avons étudié le comportement hydro-thermo-biologique des déchets dans la phase anaérobie en laboratoire, sur site à partir de données hydro-thermiques de deux bioréacteurs situés en France et en développant un modèle numérique pour simuler ce comportement couplé des bioréacteurs. Les travaux en laboratoire nous ont permis d'étudier l'effet de la saturation et de la densité (compactage des déchets) sur la dégradation anaérobie des déchets ménagers et l'influence de ces paramètres sur la production de biogaz. Les données hydrauliques et thermiques in-situ des bioréacteurs nous ont permis de connaître les variations des paramètres essentiels comme la température et la saturation dans les déchets, à différentes profondeurs, et estimer d'autres paramètres qui sont difficile à déterminer expérimentalement. Le modèle numérique nous a permis d'étudier le comportement couplé, hydro-thermo-biologique, des bioréacteurs à long terme (pendant une dizaine d'années) aussi bien qu'à court terme pendant la recirculation de lixiviat. L'interdépendance des différents paramètres qui influent la dégradation des déchets est la principale raison nous ayant conduits à développer un modèle de couplage qui nous permette d'étudier chaque paramètre en fonction des autres. Les travaux en laboratoire et les données thermiques de site nous ont conduits à développer un modèle d'écoulement diphasique du liquide et du gaz dans les déchets, considérant les phénomènes biologiques, en fonction des paramètres clés de la dégradation comme la température et la saturation, pour aboutir à la production de biogaz et de chaleur. Les trois parties de ce travail, les expérimentations en laboratoire, le développement d'un modèle numérique et l'analyse des données de site ont été effectuées en parallèle de façon complémentaire. Les expérimentation de laboratoire tout comme l'analyse des données de site, nous ont montré l'importance des paramètres qu'il faut considérer dans le modèle et en retour le modèle numérique nous a aidé à diriger les expérimentations en laboratoire et montré la nécessité de conduire certaines analyses sur les pilotes expérimentaux, comme l'analyse de la biomasse, de la DCO et des AGV. L'analyse des données hydrauliques et thermiques de sites de bioréacteur nous a permis de caler les paramètres hydrauliques, biologiques et thermiques des déchets qui sont difficile à définir sur le site sans le perturber (comme la conductivité hydraulique, la saturation, la conductivité thermique, la capacité calorifique, la concentration en biomasse et en AGV). Le travail réalisé dans la thèse a permis de développer un modèle couplé hydro-thermo-biologique et de tester sa capacité à prévoir le comportement thermique d'un bioréacteur, la production totale et le taux de production de méthane. Nous avons montré qu'il était adopté à l'étude du comportement à long terme d'un bioréacteur, aussi bien qu'à court terme pendant la réinjection de lixiviat, là où les techniques de mesure et le temps sont limitants en laboratoire ou sur site

The thesis has been performed in cooperation with a Swedish manufacturing company. The manufacturing site of the company is currently implementing a new machine layout in one of its workshops. The new layout will increase the product flow to another workshop on the site. The goal of the thesis was to evaluate the current transportation system and suggest viable alternatives for the future product flow. By means of discrete event simulation these alternative solutions would be modelled and subsequently optimized to determine if their performance is satisfactory. An approximated investment cost of the solutions would also be estimated. By performing a literature review and creating a frame of reference, a set of relevant methodologies were selected to provide a foundation to the project. Following these methodologies, the current state of transportation was identified and mapped using Value Stream Mapping. Necessary data from the current flow was identified and collected from the company computer systems. This data was deemed partly inaccurate and further verification was needed. To this end, a combination of Genchi Genbutsu, assistance from onsite engineers and a time study was used to verify the unreliable data points. The data sets from the time study and the company data which was deemed valid were represented by statistical distributions to provide input for the simulation models. Two possible solutions were picked for evaluation, an automated guided vehicle system and a tow train system. With the help of onsite personnel, a Kaizen Event was performed in which new possible routing for the future flow was evaluated. A set of simulation models portraying the automated guided vehicle system and the tow train system were developed with the aid of simulation software. The results from these models showed a low utilization of both systems. A new set of models were developed, which included all the product flows between the workshops. The new flows were modelled as generic pallets with the arrival distribution based on historical production data. This set of models were then subject for optimization with regard to the work in process and lead time of the system. The results from the optimization indicates the possibility to reduce the overall work in process by reducing certain buffer sizes while still maintaining the required throughput. These solutions were not deemed to be ready for implementation due to the low utilization of the transportation systems. The authors instead recommend expanding the scope of the system and including other product flows to reach a high utilization.

<div>Smart warehouses have become more popular in these days, with Automated Guided Vehicles (AGVs) being used for order pickups. They also allow efficient cost management with optimized storage and retrieval. Moreover, optimization of resources in these warehouses is essential to ensure maximum efficiency. In this thesis, we consider a three dimensional smart warehouse system equipped with heterogeneous AGVs (i.e., having different speeds). We propose scheduling and placement policies that jointly consider all the different design parameters including the scheduling decision probabilities and storage assignment locations. In order to provide differentiated service levels, we propose a prioritized probabilistic scheduling and placement policy to minimize a weighted sum of mean latency and latency tail probability (LTP). Towards this goal, we first derive closed-form expressions for the mean latency and LTP. Then, we formulate an optimization problem to jointly optimize a weighted sum of both the mean latency and LTP. The optimization problem is solved efficiently over the scheduling and decision variables. For a given placement of the products, scheduling decisions of customers’ orders are solved optimally and derived in closed forms. Evaluation results demonstrate a significant improvement of our policy (up to 32%) as compared to the state of other algorithms, such as the Least Work Left policy and Join the Shortest Queue policy, and other competitive baselines.</div>

Accélérer la dégradation anaérobie des déchets enfouis, optimiser la production de biogaz et diminuer le temps et le coût de surveillance sont les enjeux principaux d'installation de stockage des déchets non dangereux (ISDND)-bioactives, ainsi que, plus classiquement, minimiser leurs impacts sanitaires et environnementaux. L'une des méthodes les plus efficaces pour atteindre ces objectifs est la recirculation de lixiviat et l'augmentation de l'humidité des déchets. Les objectifs du bioréacteur ne seront pas atteints sans une connaissance rationnelle des phénomènes hydrauliques, biologiques et thermiques qui s’y développent et de l’influence de l'un de ces phénomènes sur les autres. Les observations in situ, les expérimentations en laboratoire ainsi que les modèles numériques permettent ensemble une approche rationnelle de ces phénomènes. C’est ce qui constitue le corps de ce travail de thèse, où nous avons étudié le comportement hydro-thermo-biologique des déchets dans la phase anaérobie en laboratoire, sur site à partir de données hydro-thermiques de deux bioréacteurs situés en France et en développant un modèle numérique pour simuler ce comportement couplé des bioréacteurs. Les travaux en laboratoire nous ont permis d’étudier l’effet de la saturation et de la densité (compactage des déchets) sur la dégradation anaérobie des déchets ménagers et l’influence de ces paramètres sur la production de biogaz. Les données hydrauliques et thermiques in-situ des bioréacteurs nous ont permis de connaître les variations des paramètres essentiels comme la température et la saturation dans les déchets, à différentes profondeurs, et estimer d’autres paramètres qui sont difficile à déterminer expérimentalement. Le modèle numérique nous a permis d’étudier le comportement couplé, hydro-thermo-biologique, des bioréacteurs à long terme (pendant une dizaine d’années) aussi bien qu’à court terme pendant la recirculation de lixiviat. L’interdépendance des différents paramètres qui influent la dégradation des déchets est la principale raison nous ayant conduits à développer un modèle de couplage qui nous permette d'étudier chaque paramètre en fonction des autres. Les travaux en laboratoire et les données thermiques de site nous ont conduits à développer un modèle d'écoulement diphasique du liquide et du gaz dans les déchets, considérant les phénomènes biologiques, en fonction des paramètres clés de la dégradation comme la température et la saturation, pour aboutir à la production de biogaz et de chaleur. Les trois parties de ce travail, les expérimentations en laboratoire, le développement d'un modèle numérique et l’analyse des données de site ont été effectuées en parallèle de façon complémentaire. Les expérimentation de laboratoire tout comme l’analyse des données de site, nous ont montré l'importance des paramètres qu'il faut considérer dans le modèle et en retour le modèle numérique nous a aidé à diriger les expérimentations en laboratoire et montré la nécessité de conduire certaines analyses sur les pilotes expérimentaux, comme l’analyse de la biomasse, de la DCO et des AGV. L'analyse des données hydrauliques et thermiques de sites de bioréacteur nous a permis de caler les paramètres hydrauliques, biologiques et thermiques des déchets qui sont difficile à définir sur le site sans le perturber (comme la conductivité hydraulique, la saturation, la conductivité thermique, la capacité calorifique, la concentration en biomasse et en AGV). Le travail réalisé dans la thèse a permis de développer un modèle couplé hydro-thermo-biologique et de tester sa capacité à prévoir le comportement thermique d'un bioréacteur, la production totale et le taux de production de méthane. Nous avons montré qu'il était adopté à l'étude du comportement à long terme d'un bioréacteur, aussi bien qu'à court terme pendant la réinjection de lixiviat, là où les techniques de mesure et le temps sont limitants en laboratoire ou sur site / The main objectives of bioreactor landfills are to accelerate anaerobic degradation of waste in order to minimize the environmental impacts, to optimize biogas production and to minimize the time of waste stabilization as well as the costs and time of monitoring of landfill sites after operation. One of the most important and cost-effective method to achieve these objectives is liquid addition and management. The objectives of bioreactor landfills could not be achieved without enough knowledge of its hydraulic, thermal and biological parameters and processes and the effects of each of them on the others. Site observations and data and laboratory experiments as well as numerical models could help to develop the knowledge of these phenomena and processes, which is the objective of this work. In this thesis we study the coupled hydro-thermo-biological behavior of bioreactor landfills in the anaerobic phase in the laboratory and using site data of two bioreactor landfills in France and developing a numerical coupled model. The laboratory experiments help us to know the effect of such important parameters as saturation and density of wastes on anaerobic degradation and biogas production. The site data help us to know the variations of saturation and temperature of wastes in a bioreactor landfill in different depths, as two key factors of anaerobic degradation and biogas production. Site analysis helps also to estimate some parameters as hydraulic and thermal conductivity of wastes, which are hard to measure in situ without disturbing the landfill site. The numerical model helps us to study the coupled behavior of bioreactor landfills during leachate recirculation, as well as on the long term during many years. The interdependence of various parameters which influence waste degradation and thermo-biological phenomena in a bioreactor landfills is the main reason of development of this coupled model. This model makes it possible to study each key parameter, as saturation and temperature, as a function of other parameters. Laboratory experiments and site data analysis lead to develop a biological model of degradation to be coupled with a two-phase flow model of liquid and gas. The three parts of this thesis, laboratory experiments, site data analysis and development of the numerical coupled model were carried out in parallel and in a complementary manner. Laboratory experiments as well as site data analysis showed us the importance of some parameters to be considered in the numerical model and coupled behavior. In return numerical model showed the importance of considering the temperature dependence behavior of microbial activity and the necessity of biomass, VFA and COD analysis in laboratory experiments. The analysis of hydraulic and thermal site data led to estimate parameters which are hard to measure in situ or in the laboratory, as hydraulic and thermal conductivity of waste, saturation, thermal conductivity of cover layer and heat capacity of waste. The numerical coupled hydro-thermo-biological model seems to be efficient enough to predict biogas and methane production in bioreactor and classical landfills and to reproduce their correct behavior

Based on the description and definition of technology and processes falling within the vision of the fourth industrial revolution with the aim of creating intelligent factories, this diploma thesis deals with the principles of the Industry 4.0 concept in Hilti's production plant with a focus on transport and supply of production equipment. The aim of the work is to create a comprehensive proposal that takes into account all the necessary aspects associated with upgrading the existing state of inter-operational transport in a particular production line to fully automated, flexible and autonomous transport of materials and products in the context of Industry 4.0. A prerequisite for creating a design is the connection of automatically guided vehicles (AGVs) serving individual transport orders. The selection of the vehicle was made taking into account the safety of movement, the method of charging, the system and network integrity of existing and proposed technologies and components. The intention is not only to automate the inter-operational service, but also on the basis of the created automation concept, the ability to autonomously procure the flow of material and products. The mathematical calculation of capacity planning in the production line helped to determine the total load and the number of vehicles needed for continuous procurement of transport requirements. The result of the design part is also the design of specific transport routes and transport conditions that AGV vehicles must comply with in order to maintain a high level of safety. Transparency and a constant overview of transported products is provided by the presented scheme for identification of production batches, Auto-ID system. The financial efficiency of the whole project elaborated in the diploma thesis is evaluated as payable after 4 years from the implementation of the proposal. The financial efficiency of the whole project elaborated in the diploma thesis is evaluated as payable after 4 years from the implementation of the proposal due to high labor costs.

An Automated Guided Vehicle (AGV) must follow protective regulations to avoidcrashing into people when autonomously driving in industries. These safety norms require AGVs to enable protective fields, which perform hard braking when objects enter aspecific area in front of the vehicle. Warning fields, or warning systems, are similar fieldsthat decrease the speed of the AGV before objects enter the protective fields to enable asteadier driving. Today at Toyota Material Handling Manufacturing Sweden (TMHMS),warning systems have been implemented but the systems are too sensitive to objects outside of the AGVs path.The purpose of this thesis is to develop a predictive warning system based on empiricaldata from previous driving scenarios. By storing previous positions, the warning systemcould estimate a trajectory based on simple statistics and deploy speed limiting decisionsif objects appear in the upcoming predicted path.The predictive warning system was compared to the current warning system and adeactivated warning system setup in driving performance and driving dynamics. Performance was measured by measuring time to finish an industry-like test track and dynamicswas subjectively rated from a group of experienced AGV developers from TMHMS. Results showed that a predictive warning system drove the test track faster and with betterdynamics than the current warning system and the no warning system setup.Key findings are that a predictive warning system based on empirical data performedbetter in most cases but has some extra requirements to function. Firstly, the method require the AGV to mostly drive on previously driven paths to produce good results. Secondly the warning system requires a somewhat powerful on board computer to handlethe computations. Finally, the warning system requires spatial awareness of pose for thevehicle, as well as structure and shape for deployed protective fields.