Purpose: This thesis aims to describe how to design and implement an IoT-Based digital twin framework for environmental monitoring in the indoor environment.  To fulfill the purpose of the study, the following research question is answered. How to create a digital twin solution utilizing AWS to establish interaction and convergence between the physical environment in a classroom and the virtual environment?  Method: As a research method, the research has conducted design science research (DSR). DSR is a new method, and it is an effective tool for enhancing engineering education research methods.  Results: The study describes in detail the steps required to create the framework. The framework enabled interaction and convergence between the physical and virtual environments in a particular location.  Implications: The research contributes to broadening the knowledge on using the Internet of things (IoT), digital twin (DT), and Amazon web services (AWS). The study provides future research with reference data and a framework to build upon.  Research Limitation: Due to time constraints, the study's scope and limitations are limited to the technologies that the participating company, Knowit, provides. Knowit AB is a Swedish IT consulting company that supports companies and organizations with services in digital transformation and system development. The study aims to create an AWS-based IoT framework, not improve the digital twin concept. The framework was implemented at Jönköping University. This work is also limited to temperature and light intensity as environmental parameters.

Digital twins (DTs) are digital copies of a physical system that incorporates the system environment, interactions, etc. to mirror the system accurately in real time. As effective decision support systems (DSS) in complex multivariate situations, DTs could be the next step in the digitalization of water management. This study is done in cooperation with the Open Waters project group at the Swedish environmental research institute (IVL). The aim of the project group is to investigate the possibility to realize DTs with the use of open data (OD), and shared design (SD), in Swedish water management while also promoting ecosystems for innovation in virtual environments. This study will aid the project group by bridging the gap between project stakeholders and water managers. A DSS developed by IVL for automatic dosage of coagulants in water treatment which is based on the same industry 4.0 technology as DTs will be evaluated as a possible starting point for DTs, OD, and SD. In depth interviews were held with representatives from water management, and experts in DTs, OD, and SD. This was to identify key opportunities and threats, and to understand water managers perception and opinion of the project. This is complimented by a brief review of Swedish water management, and the international state of DTs. There were 4 main opportunities and threats. Challenges and goals are very similar between different WTPs    Water managers are already collaborating to reach common goals    WTPs are unique in terms of treatment steps and composition/properties of raw water WTPs are objects of national security which raises questions regarding safety when digitalization is discussed. / Digitala tvillingar (DT) är digitala kopior av fysiska system som inkluderar systemets miljö, interaktioner, etc. för att noggrant spegla systemet i realtid. Som effektiva beslutsunderlag i komplexa, multivariabla situationer har DT fått uppmärksamhet inom vattensektorn och kan vara nästa steg i industrins digitalisering. Denna studie utförs i samarbete med svenska miljöinstitutets (IVLs) projektgrupp Open Waters. Syftet är att utforska möjligheten att förverkliga DT med hjälp av öppna data (OD) och delad design (SD) i den svenska vattensektorn, samt att främja innovationsekosystem i virtuella miljöer. Målet med denna studie är att överbygga klyftan mellan projektgruppen och dess målgrupp. Till hjälp kommer den IVL utvecklade DOS-modellen för automatisk dosering av fällningskemikalier för vattenrening. Denna är baserad på samma industri 4.0 teknologi som DT och ses som en startpunkt för DT, OD, och SD. Djupintervjuer hölls med representanter inom vattensektorn, såväl som experter inom DT, OD, och SD. Målet med detta var att identifiera centrala möjligheter och hot för projektet, samt för att förstå vattensektorns bild och åsikt av DT. Detta kompletteras med en övergripande genomgång av den svenska vattensektorn, och DT. 4 huvudsakliga möjligheter och hot identifierades.    Utmaningar och mål är väldigt lika mellan olika vattenverk    Det sker redan samarbeten i vattensektorn när gemensamma mål identifieras    Vattenverk är unika i förhållande till reningssteg och råvatten Vattenverk är skyddsobjekt vilket höjer frågor gällande informationssäkerhet när digitalisering diskuteras.

Yes / Underpinned by a contemporary view of automotive systems as cyber-physical systems, characterised by progressively open architectures increasingly defined by their interaction with the users and the smart environment, this paper provides a critical and up-to-date review of automotive Integrated Vehicle Health Management (IVHM) systems. The paper discusses the challenges with prognostics and intelligent health management of automotive systems, and proposes a high-level framework, referred to as the Automotive Healthcare Analytic Factory, to systematically collect and process heterogeneous data from across the product lifecycle, towards actionable insight for personalised healthcare of systems. / Jaguar Land Rover funded research “Intelligent Personalised Powertrain Healthcare” 2016-2019

Das Dokument ist ein Corrigendum zu dem veröffentlichten Paper ”Data-Driven Digital Twins in Surgery utilizing Augmented Reality and Machine Learning”. Es enthält Korrekturen zu den fehlerhaften Abschnitten des Originalpapers. / This document is a corrigendum for the published paper 'Data-Driven Digital Twins in Surgery utilizing Augmented Reality and Machine Learning'. It contains corrections for faulty sections of the original paper.

Die Verbindung von Robotern mit Virtual Reality (VR) zur Echtzeitvisualisierung stellt eine erhebliche Programmierherausforderung dar. Dieser Vortrag zeigt einen vereinfachten Ansatz unter Verwendung des Robot Operating System (ROS), einer Open-Source-Plattform, die diese Aufgabe erleichtert. Durch den Einsatz von ROS kann der Programmieraufwand deutlich reduzieren werden, indem vorhandene Pakete für eine nahtlose Integration von Robotern und VR genutzt werden. In dieser Präsentation wird schrittweise erläutert, wie diese Verbindung realisiert wird, was neue Möglichkeiten in der Visualisierung und Steuerung von Robotern mit minimalem Programmieraufwand erschließt. Diese Methode ebnet den Weg für innovative Anwendungen in Robotik und VR und bietet praktische Einblicke für Entwickler und Forscher. / Connecting robots with Virtual Reality (VR) for real-time visualization poses a significant programming challenge. This presentation demonstrates a simplified approach using the Robot Operating System (ROS), an open-source platform that facilitates this task. By utilizing ROS, the programming effoit can be significantly reduced by leveraging existing packages for seamless robot-VR integration. This presentation will explain step-by-step how this connection can be realized, opening new possibilities in visualization and control of robots with minimal programming effort. This method paves the way for innovative applications in robotics and VR, providing practical insights for developers and researchers.

Background. In today’s fast-paced business world, there is a notable shift from product-centric to solution-centric approaches driven by discussions around sustainability. This shift underscores the increasing demand for Product-Service systems as companies strive to adapt to evolving customer needs. Digital Twin-based approaches have emerged as a potential tool in this landscape, providing new methods for gathering customer insights. The construction industry is a crucial sector vital to economic growth, accounting for approximately 10 percent of the gross domestic product of many countries. However, it faces several challenges, including low productivity, unpredictability, and slow innovation. Objectives. The aim of this thesis is to propose a system that improves through-life support in heavy construction equipment. Additionally, the potential benefit of utilizing a Digital Twin for the development of Product-Service Systems will be suggested based on the developed system. Methods. In this thesis, the design approach was chosen to be Design Thinking to provide a structured framework that fits the uncertain and iterative process that the project demands. Furthermore, the tools and methods from Design Thinking were utilized to ensure the final solution was developed with creative support and constant concept feedback to address the user’s needs. Results. This thesis results in three potential areas of improvement in the through-life support of construction equipment, concepts that could address these, and the problem that is stopping their realization. Furthermore, a proposed solution to this problem has been developed that could enable the implementation of Digital Twins in construction equipment. Conclusions. This thesis finds that data collection issues prevent the implementation of Digital Twins in construction equipment. It also presents several potential strengths and weaknesses of Digital Twins in Product-Service System development.Additionally, it presents some future directions in Digital Twins and Product-Service Systems that need further work. / Bakgrund. I dagens snabba och skiftande affärsvärld sker en märkbar flytt från produktcentrerade till lösning-centrerade tillvägagångssätt, drivna av diskussioner kring hållbarhet. Denna förändring framhäver den ökande efterfrågan på Produkt-Tjänstesystem för företag som strävar efter att anpassa sig till det ändrande kundbehovet. Digital Tvilling-baserade tillvägagångssätt har framträtt som ett potentiellt verktyg i detta sammanhang, och erbjuder nya metoder för att samla kunskap om kunderna. Byggindustrin är en avgörande sektor för ekonomisk tillväxt och står för cirka 10 procent av många länders bruttonationalprodukt. Dock står den inför flera utmaningar som låg produktivitet, oförutsägbarhet och långsam innovation. Syfte. Syftet med detta examensarbete är att föreslå ett system som förbättrar service genom hela livscykeln för anläggningsmaskiner. Dessutom kommer de potentiella fördelarna med att använda en Digital Tvilling för utvecklingen av Produkt- Tjänstesystem att föreslås baserat på det utvecklade systemet. Metod. I detta arbete valdes designmetoden Design Thinkin för att tillhandahålla en strukturerad ram som passar den osäkra och iterativa processen som projektet kräver. Dessutom användes verktyg och metoder från Design Thinking för att säkerställa att den slutliga lösningen utvecklades med kreativt stöd och konstant konceptfeedback för att vara riktat mot användarens behov. Resultat. Examensarbetet resulterar i tre potentiella förbättringsområden inom service genom hela livscykeln för anläggningsmaskiner, koncept som kan adressera dessa och det problem som hindrar deras förverkligande. Dessutom har en föreslagen lösning på detta problem utvecklats som kan möjliggöra implementeringen av Digitala Tvillingar i anläggningsmaskiner. Slutsatser. Arbetet konstaterar att problem med datainsamling förhindrar implementeringen av Digitala Tvillingar i anläggningsmaskiner. Det presenterar också flera potentiella styrkor och svagheter hos Digitala Tvillingar i utvecklingen av Produkt-Tjänstesystem. Dessutom presenteras några områden inom Digitala Tvillingar och Produkt-Tjänstesystem som behöver ytterligare arbete.

This paper presents a comprehensive study on the implementation of real-time digital twins for industrial cobots, with a focus on the ABB GoFa CRB 15000 cobot. It highlights the relevance of digital twins in the context of Industry 4.0 and their ability to improve operational efficiency by representing physical processes in virtual models. The project's primary objective is to develop a real-time digital twin system to develop the bidirectional monitoring and control of industrial cobots, particularly in assembly tasks. This paper addresses the challenges encountered and the proposed solution, which include offline and online programming, the adoption of the OPC UA protocol for communication, and the use of ABB RobotStudio for simulation. A framework for understanding the implementation is provided, followed by a detailed analysis of the results obtained, as well as discussion and conclusions. An exploration of possible future work is also included, providing a comprehensive view of the project and its importance in the field of industrial robotics and digital twin technology.

Die Nutzung von Augmented Reality (AR) stellt eine Vielzahl von Lösungsansätzen für Herausforderungen unterschiedlicher Bereiche, z.B. der Industrie, Medizin, Unterhaltungsmedien und Bildung, zur Verfügung. Speziell werden hier die Möglichkeiten von AR in der Fertigungsindustrie, genauer bei der Abnahme elektrischer Antriebe der Siemens AG, betrachtet. Dabei werden unter anderem messbare Größen wie Drehmoment, Ankerstrom, -spannung, Drehzahl, Schwingungen, Fertigungstoleranzen etc. gemessen, aber auch nicht quantifizierbare Größen wie Sichtprüfungen von Schweißnähten und Lackierung in Betracht gezogen. Angestrebt wird eine Methode, welche es zukünftig ermöglicht, die Inbetriebnahme ortsunabhängig zu verfolgen und Inspektionen aus der Ferne durchzuführen. Die Herausforderung liegt dabei darin, eine zumindest gleichwertige, wenn nicht sogar verbesserte Erfahrung und Prüfergebnisvalidität für die Beteiligten gegenüber der vor Ort Abnahme zu erzeugen. Im Rahmen des Forschungsvorhabens wurde in interdisziplinärer Zusammenarbeit zwischen Ingenieur/-innen und Sozialwissenschaftler/-innen ein Demonstrator-Konzept für eine ortsunabhängige Maschinenabnahme entwickelt.

The Master’s thesis deals with design of digital twins of machine tools and application of designed procedure on a case study – digital twin of the machine tool MCV 754 Quick. In the first part are described current roles of digital twins in the field of machine tools and also hardware and software options for creating them. Software and hardware tools by Siemens (Mechatronics Concept Designer and SIMIT) are used for the case study. The complex procedure of creating the digital twin is designed in the second part, starting with preparation of a model, ending with the virtual commissioning of the machine tool MCV 754 Quick. The procedure is described in detail, including preparation of 3D model of the machine tool, assignment of physical properties and joints, preparation of PLC, connection all the elements of the whole system: Sinumerik – SIMIT – Mechatronics Concept Designer and controlling the twin via CNC automation system. Output of the thesis is the virtually commissioned machine tool, capable of being controlled by Sinumerik 840D sl. This is the first step in development of the full-fledged digital twin of machine tool, which can be used for testing the functionality and capability of this new technology in industry.

Den här rapporten behandlar ett projekt utfört i kandidatkursen TDDD96 - Kandidatprojekt i programvaruutveckling. Projektet är utfört av åtta studenter från datateknik- ochmjukvaruteknikprogrammen på Linköpings universitet (LiU) för kunden från institutionen för medicinsk teknik (IMT) på LiU. Syftet med projektet var att ta fram en prototypmed ett grafiskt gränssnitt för uppvisning och simulering av hur kroppen påverkas av t.ex.träning, sömn och kostintag. Modellerna som simulerats är framtagna av forskningsgrup-pen integrativ system biologi för institutionen för medicinsk teknik LiU och resultatet är i form av dataändringar och grafer i programmets gränssnit.