Vi lever i ett samhälle som ständigt digitaliseras och det påverkas oss alla i olika stor utsträckning. För tillverkande organisationer innebär detta ett paradigmskifte i form av en övergång från Industri 3.0 till Industri 4.0. Industri 4.0 berikar produktionen med digitala sammankopplingar, automatiserade lösningar, big data och artificiell intelligens (AI). Digitala tvillingar utgör en viktig del av Industri 4.0 och beskrivs som lösningen på många av dagens problem. Att hantera övergången och skapa digitala tvillingar har visat sig vara en utmaning för många av dagens tillverkande organisationer. Hur den praktiska tillämpningen kan ske har inte behandlats i någon större utsträckning i tidigare forskning. Denna studie har för avsikt att fylla detta forskningsgap och således skapades studiens forskningsfråga: ”Hur kan en tillverkande organisation skapa, implementera och integrera en digital tvilling över materialflödet för att utveckla ett effektivare arbetssätt?” För att besvara forskningsfrågan genomfördes en fallstudie på BAE Systems Hägglunds, Örnsköldsvik. Organisationen har en tillverkning som till största del utgörs av kundspecifika produkter som ofta tillverkas i korta serier. Studien utgick från beprövade metoder och verktyg gällande kartläggning. Kartläggningen genomfördes med hjälp av intervjuer, observationer och samtal med medarbetarna vid organisationen. Genom tidigare forskning, intervjuer och observationer skapades en processmodell över hur en tillverkande organisation kan gå till väga för att skapa en digital tvilling övermaterialflödet för att därefter implementera och integrera den i sin befintliga verksamhet. Resultatet av studien visar att det krävs teknisk kunskap och praktisk erfarenhet för att skapa, implementera och integrera en digital tvilling över materialflödet för att utveckla ett effektivare arbetssätt. Inledningsvis så visar studien att det krävs en förståelse för nuläget. Därutöver krävs det en samsyn gällande vad en digital tvilling är för organisationen samt vilken funktion den ska fylla. Vidare visar studien att det krävs en datainsamlingsmetod som återger korrekt information i realtid. Studien visar även att information och utbildning i den digitala tekniken kan vara avgörande faktorer för att lyckas med implementeringen och integreringen. Slutligen bidrar studien med praktiska rekommendationer på hur en tillverkande organisation kan skapa, implementera och integrera en digital tvilling i sin befintliga verksamhet. Dessa presenteras i processmodellen som studien ämnar bidra med.

Bygg- och fastighetsbranschen präglas av långsam digitaliserings takt där bristande dokumentation förekommer och i vissa fall försvårar beslutsfattningsmoment. Digitala tvillingar är kända för att effektivisera fastighetsförvaltning och bidra till bättre beslutsfattning. Trots det är det många som inte har hört talas om digitala tvillingar. Mot bakgrund av att det är ett outforskat område undersöker denna studie beslutsfattningsmomentet med digital tvilling inom bygg- och fastighetsbranschen. Studiens resultat baseras på intervjuer med ett stort byggföretag och en digital-tvilling-leverantör. Det framgår att en digital tvilling kan bestå av en eller flera av delarna: 3D- scanning, sensorer samt tilläggsfunktioner såsom analyser, styrning och olika applikationer, varav definitionen av en digital tvilling varierar. Resultatet visar att 3D scanning är särskilt lämpligt när det kommer till ombyggnationer och relationshandlingar (det verkliga utförandet av byggnaden), varav sensorer är användbara inom beslutsfattning utifrån prediktivt underhåll, mätning av nyttjande och energiuppföljning. Vidare framkommer det att tillägg av analyser kan föreslå lämpliga beslut och att styrning kan möjliggöra digital fastighetsskötsel, medan AI moduler kan ersätta den mänskliga beslutsfattningen. Utifrån det empiriska materialet som framkom tillämpades situationsmedvetenhet som teoretiskt ramverk för att förklara hur digitala tvillingar kan bidra med dokumentation som leder till bättre uppfattning och förståelse för omgivningen, vilket möjliggör mer välgrundade beslut. Slutligen konstaterar studien att utformningen av digitala tvillingar och dess funktioner avgör hur de kan användas vid beslutsfattning, något som gör kravställningen av dessa till en avgörande aspekt. / The construction and real estate industry is characterized by a slow rate of digitization and lack of documentation, which in some cases makes decision-making difficult. Digital twins are known to contribute to more efficient property management and better decision-making. Despite this, many people have not heard of digital twins. Since it is an unexplored area, this study examines the decision-making with digital twins in the construction and real estate industry. The study's results are based on interviews with a large construction company and a digital twin supplier. It appears that a digital twin can consist of one or more of the parts: 3D scanning, sensors and additional functions such as analyses, control and various applications, where the definition of a digital twin varies. The result shows that 3D scanning is particularly suitable when it comes to reconstruction and as-built documents. Sensors appear to be useful in decision-making according to predictive maintenance, measurement of utilization and energy follow-up. Furthermore, it appears that digital twin analyses can suggest appropriate decisions and that control can enable digital property management, while AI modules can replace human decision-making. Based on the empirical material, situational awareness was applied as a theoretical framework to explain how digital twins can contribute with documentation that leads to a better perception and understanding of the environment, enabling more informed decisions. The study thus states that the design of digital twins determine how they can be used in decision-making, something that makes the requirements of these a vital aspect.

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.

Solid waste management is a global issue that affects everyone. The management of waste collection routes is a critical challenge in urban environments, primarily due to inefficient routing. This thesis investigates the use of real-time virtual replicas, namely Digital Twins to optimize waste collection routes. By leveraging the capabilities of digital twins, this study intends to improve the effectiveness and efficiency of waste collection operations. The ‘gap’ that the study aims to uncover is hence at the intersection of smart cities, Digital Twins, and waste collection routing. The research methodology comprises of three key components. First, an exploration of five widely used metaheuristic algorithms provides a qualitative understanding of their applicability in vehicle routing, and consecutively waste collection route optimization. Building on this foundation, a simple smart routing scenario for waste collection is presented, highlighting the limitations of a purely Internet of Things (IoT)-based approach. Next, the findings from this demonstration motivate the need for a more data-driven and intelligent solution, leading to the introduction of the Digital Twin concept. Subsequently, a twin framework is developed, which encompasses the technical anatomy and methodology required to create and utilize Digital Twins to optimize waste collection, considering factors such as real-time data integration, predictive analytics, and optimization algorithms. The outcome of this research contributes to the growing concept of smart cities and paves the way toward practical implementations in revolutionizing waste management and creating a sustainable future. / Sophantering är ett globalt problem som påverkar alla, och hantering av sophämtningsrutter är en kritisk utmaning i stadsmiljöer. Den här avhandlingen undersöker användningen av virtuella kopior i realtid, nämligen digitala tvillingar, för att optimera sophämtningsrutter. Genom att utnyttja digitala tvillingars förmågor, avser den här studien att förbättra effektiviteten av sophämtning. Forskningsmetoden består av tre nyckeldelar. Först, en undersökning av fem välanvända Metaheuristika algoritmer som ger en kvalitativ förståelse av deras applicerbarhet i fordonsdirigering och således i optimeringen av sophämtningsrutter. Baserat på detta presenteras ett enkelt smart ruttscenario för sophämtning som understryker bristerna av att bara använda Internet of Things (IoT). Sedan motiverar resultaten av demonstrationen nödvändigheten för en mer datadriven och intelligent lösning, vilket leder till introduktionen av konceptet med digitala tvillingar. Därefter utvecklas ett ramverk för digitala tvillingar som omfattar den tekniska anatomin och metod som krävs för att skapa och använda digitala tvillingar för att optimera sophämtningsrutter. Dessa tar i beaktning faktorer såsom realtidsdataintegrering, prediktiv analys och optimeringsalgoritmer. Slutsatserna av studien bidrar till det växande konceptet av smarta städer och banar väg för praktisk implementation i revolutionerande sophantering och för skapandet för en hållbar framtid.

As organisations adapt to the rigorous demands set by global markets, the supply chains that constitute their logistics networks become increasingly complex. This often has a detrimental effect on the supply chain visibility within the organisation, which may in turn have a negative impact on the core business of the organisation. This paper aims to determine how organisations can benefit in terms of improving their logistical supply chain visibility by implementing a Digital Twin — an all-encompassing virtual representation of the physical assets that constitute the logistics system. Furthermore, challenges related to implementation and the necessary steps to overcome these challenges were examined.  The results of the study are that Digital Twins may prove beneficial to organisations in terms of improving metrics of analytics, diagnostics, predictions and descriptions of physical assets. However, these benefits come with notable challenges — managing implementation and maintenance costs, ensuring proper information modelling, adopting new technology and leading the organisation through the changes that an implementation would entail.  In conclusion, a Digital Twin is a powerful tool suitable for organisations where the benefits outweigh the challenges of the initial implementation. Therefore, careful consideration must be taken to ensure that the investment is worthwhile. Further research is required to determine the most efficient way of introducing a Digital Twin to a logistical supply chain. / I takt med att organisationer anpassar sig till de hårda krav som ställs av den globala marknaden ökar också komplexiteten i deras logistiknätverk. Detta har ofta en negativ effekt på synligheten inom logistikkedjan i organisationen, vilken i sin tur kan ha en negativ påverkan på organisationens kärnverksamhet. Målet med denna studie är att utröna de fördelar som organisationer kan uppnå vad gäller att förbättra synligheten inom deras logistikkedjor genom att implementera en Digital Tvilling — en allomfattande virtuell representation av de fysiska tillgångar som utgör logistikkedjan.  Resultaten av studien är att Digitala Tvillingar kan vara gynnsamma för organisationer när det gäller att förbättra analys, diagnostik, prognoser och beskrivningar av fysiska tillgångar. Implementationen medför dock utmaningar — hantering av implementations- och driftskostnader, utformning av informationsmodellering, anammandet av ny teknik och ledarskap genom förändringsarbetet som en implementering skulle innebära.  Sammanfattningsvis är en Digital Tvilling ett verktyg som lämpar sig för organisationer där fördelarna överväger de utmaningar som tillkommer med implementationen. Därmed bör beslutet om en eventuell implementation endast ske efter noggrant övervägande. Vidare forskning behöver genomföras för att utröna den mest effektiva metoden för att introducera en Digital Tvilling till en logistikkedja.

Patients not responding to therapy as expected is one of the most pressing healthcare concerns of today. It causes economical, medical and societal issues along with suffering for patients. This project aimed to address this problem and evaluate how to find the best suited drug treatments for individual patients to treat Covid-19. This project was carried out in collaboration with the company AB Mavatar, that have two networks, one experimental and one predicted, which produce drug treatment rankings differently. Different methods are used to connect drug targets to disease associated genes and thus evaluate what drugs are best suited for specific patients to treat Covid-19. The aim of this project is to examine how network, method and drug category affect the ranking of a drug treatment for four mapped Covid-19 patients. Which drug category a drug belongs to did not seem to significantly affect the drug ranking. Yet, certain drug subcategories were closely correlated. However, these subcategories were not those that are typically associated with Covid-19. The method used to connect drug targets to disease associated genes heavily impacts the ranking of the drug treatment. The methods should be further evaluated to see if some should be excluded or weighted less in drug ranking calculations. The two networks are similar in how they rank different drugs, especially in severely ill patients. Through this project and the evaluation of the impact of method choice, one can start to figure out what should be prioritized among disease related changes. Also, important parameters for personalized treatment can be evaluated. / Patienter som inte svarar på terapi som förväntat är en av de största utmaningarna inom hälso- och sjukvård idag. Det orsakar ekonomiska, medicinska och samhälleliga problem samt lidande för patienter. Det här projektet adresserade detta problem och evaluerade hur man kan hitta det bäst lämpade läkemedlet för specifika patienter för att behandla Covid-19. Projektet gjordes tillsammans med företaget AB Mavatar, som har två interaktom, en experimentell och en datadriven, som rangordnar läkemedelsrekommendationer på olika sätt. Olika metoder används för att koppla samman läkemedelsmål med sjukdomsrelaterade gener och således evaluera vilka läkemedel som är bäst lämpade för specifika patienter för behandling av Covid-19. Syftet med projektet var att undersöka hur nätverk, metod och läkemedelskategori påverkar hur läkemedel rangordnas för fyra kartlagda Covid-19-patienter.  Vilken läkemedelskategori ett läkemedel tillhör tycks inte märkbart påverka läkemedelsrangordning. Trots detta var vissa läkemedelsunderkategorier nära korrelerade. Dock var dessa underkategorier inte typiskt associerade med Covid-19. Metoden för att koppla samman läkemedelsmål med sjukdomsassocierade gener påverkade läkemedelsrangordningen väsentligt. Metoderna borde dock evalueras ytterligare för att eventuellt exkludera eller vikta vissa mindre i uträkningar av läkemedelsrang. De två nätverken är lika i hur de rangordnar olika läkemedel, särskilt för svårt sjuka patienter. Genom detta projekt och genom evaluering av metodvalets påverkan kan man börja begripa hur man borde priorita bland sjukdomsrelaterade förändringar. Dessutom kunde viktiga parametrar inom personlig behandling evalueras.