This master’s thesis deals with analysis of the gearbox housing of forwarder LVS 511. Theme is designed by Strojírna Novotný s.r.o. Objective of the work is to perform strain stress analysis of gear housing and main transmission shaft. The main part of the thesis is focused on creating of finite element model and evaluation in NX I-Deas software.

Swedish forest industry is relying on the cut-to-length method for logging and there has always been a constant quest to make it more efficient and sustainable. Reduction of forest soil damage and operator vibration dosages are crucial steps that could facilitate meeting the above stated targets. In this context Skogforsk- The Swedish Forest Research Institute has decided to explore the potential usage of caterpillar tracks on conventional wheeled forwarders. An efficient way to perform this study is to use multi body simulations to evaluate the performance of the tracked forwarder concept over different terrains. This thesis work aims to model and simulate a tracked forwarder in Adams ATV module. As part of the thesis a conventional wheeled forwarder was selected and a track unit was conceptualised to fit it. The concept was modelled and simulate with Adams ATV for various ground conditions. An effort was also made to identify the performance parameters required to improve traction, handling, and ride performance. Based on this some results were selected and studied and inferences were made. The results from the thesis work could provide a guideline on the methodology to be followed and a a deliverable is also a multi-body dynamics model for future design research. / Svensk skogsindustri jobbar efter kortvirkesmetoden för trädavverkning. Det finns en strävan efter att göra denna metod mer effektiv och samtidigt mer ekologiskt hållbar, exempelvis en minskad markpåverkan reduktion av de helkroppsvibrationer som operatören utsätts för. Motivet till detta examensarbete är att utforska möjligheten att ersätta dagens hjulbaserade skogsmaskiner med banddrivna. Det överordnade syftet för examensarbetet är att utveckla en modelleringsmetodik för dynamiska systemsimuleringar. Metoden för detta är att modellera och simulera en banddriven skotare med Adams ATV-modul och att beskriva ett rekommenderat tillvägagångssätt och möjliga resultat. Som en del av arbetet har en traditionell skotare valts och en konceptuell bandenhet har skapats och anpassats för att passa till skogsmaskinen. Konceptet modellerades och simulerades med Adams ATV för olika markunderlag. Ytterligare arbete lades på att identifiera de parametrar som är viktiga för grepp, fordonskontroll och framkomlighet. Baserat på några av resultaten valdes några för en fördjupad studie. Resultatet från examensarbetet kan ge riktlinjer för val av lämplig metodik för denna typ av prestandastudier. En konkret leverabel från projektet är också en dynamisk flerkroppsmodell, som kan utgöra en bas för fortsatta konstruktions- och prestandastudier.

Forests represent one of the biggest terrestrial ecosystems of Earth, that can produce important raw renewable materials such as wood with the help of sun, air and water. To efficiently extract these raw materials, the tree harvesting process is highly mechanized in developed countries, meaning that advanced forestry machines are continuously used to fell, to process and to transport the logs and biomass obtained from the forests. However, working with these machines is demanding both mentally and physically, which are known factors to negatively affect operator productivity. Mental fatigue is mostly due to the manual operation of the on-board knuckleboom crane, which requires advanced cognitive work with two joystick levers, while the most serious physical strains arise from cabin vibrations. These vibrations are generated from knuckleboom crane vibrations as a result of aggressive manual operation. To enhance operator workload, well-being, and to increase productivity of the logging process, semi-automation functions are suggested, which are supervised automatic executions of specific work elements. Some of the related issues are addressed in the current thesis. Therefore, the content is divided into: (1) the design and development of a semi-automation function focused only on the base joint actuator (slewing actuator) of a knuckleboom crane, and (2) active vibration damping solutions to treat crane structure vibrations induced by the main lift cylinder (inner boom actuator). The considered reference machine is a downsized knuckleboom crane of a forwarder machine, which is used to pick up log assortments from a harvesting site. The proposed semi-automation function presented in the first part could be beneficial for operators to use during log loading/unloading scenarios. It consists from a closed-loop position control architecture, to which smooth reference slewing trajectories are provided by a trajectory planner that is automated via operator commands. The used trajectory generation algorithms are taken from conventional robotics and adapted to semi-automation context with proposed modifications that can be customizable by operators. Further, the proposed active vibration damping solutions are aimed to reduce vibrations of the knuckleboom crane excited by the inner boom actuator due to aggressive manual commands. First, a popular input shaping control technique combined with a practical switching logic was investigated to deal with the excited payload oscillations. This technique proved to be useful with a fixed crane pose, however it did not provide much robustness in terms of different link configurations. To tackle this problem an H2-optimal controller is developed, which is active in the pressure feedback-loop and its solely purpose is to damp the same payload oscillations. During the design process, operator commands are treated and explained from input disturbance viewpoint. All of the hypothesis throughout this thesis were verified with extensive experimental studies using the reference machine.

The thesis deals with air cargo transport and its use by a chosen company. The theoretical part gives detailed information on air cargo transport and its providers. The practical part focuses on the use of air cargo transport by a specific company. It describes a system for orders processing and dispatching. The system is demonstrated on an example of a consignment transported by air to Bolivia. The possible improvements of the system are suggested. The practical part also analyses the transport of all consignments within the specific period. The data are used for introducing the company to several transport companies aiming to enter cooperation. The offers received from the transport companies are compared and evaluated.

Syfte – En förstudie på fallföretaget identifierade ett problem som ledde till att syftet och frågeställningarna formulerades. Studien syfte innebär att undersöka hur underhåll av en leverantörsrelation kan påverka ett speditörföretag. För att svara på studiens syfte har det brutits ner i två frågeställningar: Hur arbetar ett speditörföretag med sina leverantörsrelationer? Vilka är möjligheterna till att förbättra en leverantörsrelation? Metod – Studien är genomförd som en fallstudie med enfallsdesign. Empiri är insamlat med intervjuer, dokumentstudier och litteraturstudier. Litteraturstudien utgör grunden för studiens teoretiska ramverk som innehåller teorier inom leverantörssegmentering, interaktionsmodellen, Customer Relationship Management (CRM) och Key Account Management (KAM). Resultat – Studiens resultat innefattar att underhåll av leverantörsrelationer med hjälp av leverantörssegmentering, interaktionsmodellen, Customer Relationship Management (CRM) och Key Account Management (KAM) på ett fördelaktigt sätt bidrar till ett bra underhåll av leverantörsrelationer och förbättringsmöjligheter till tätare relationer. Implikationer – Med hjälp av befintliga teorier inom relationshantering bidrar studien med att underhålla och förbättra leverantörsrelationer. Studien riktar sig emot ett mindre utforskat område för transport- och speditörföretags underhåll och förbättringar av leverantörsrelationer. Begränsningar – Studien är utförd enbart på ett speditörföretag vilket begränsar studiens generaliserbarhet vilket påverkar studiens resultat. Studien har inte tagit hänsyn till kostnader för implementering för förbättringsåtgärder i arbete för bättre relationer samt att leverantörens synvinkel inte är undersökt. / Purpose – A pilot study at the case company identified a problem that lead to the purpose and research questions. The purpose of this study is to investigate how maintenance of a supplier relationship can affect a forwarder company. To answer the study's purpose, it has been broken down into two research questions: How does a freight forwarding company work with its supplier relationships? What are the opportunities to improve a supplier relationship? Method - The study is conducted as a case study with one-case design. Data is collected with interviews, document studies and literature studies. With the literature study, the basis for the study's theoretical framework contains theories in supplier segmentation, the interaction model, Customer Relationship Management (CRM) and Key Account Management (KAM). Results - The study's results include that maintenance of supplier relationships by means of supplier segmentation, the interaction model, Customer Relationship Management (CRM) and Key Account Management (KAM) in a beneficial way contributes to good maintenance of supplier relationships and improvement opportunities for closer relationships. Implications - Using existing relationship management theories, the study helps to maintain and improve supplier relationships. The study targets a less explored area for transport and freight forwarding companies' maintenance and improvements in supplier relationships. Limitations - The study is conducted only at one freight forwarding company which limits the generalizability of the study which affects the study's results. The study has not taken into account the costs of implementation for improvement measures in work for better relationships and that the supplier's point of view has not been examined.

The development of forestry machines is currently heading towards new solutions that reduce their impact on the environment and in particular on the soft forest soil in which the machines operate. The terrain conditions that forestry machines encounter in their regular duties can be very rough, and if the vehicle-ground interaction is not properly controlled cumulative damage can progressively aggravate these conditions and potentially render a route or a zone impracticable, apart from causing a detrimental effect in the forest environment. In addition, new machine solutions must be considerably less damaging, both physically and mentally, to operators. There are certain imposed limits to the whole body vibrations to which industrial workers are exposed daily, which are very hard to fulfil in the context of wood harvesting operations with the current technological state of the machines. Chassis-suspended solutions in the market of forestry vehicles are practically inexistent. Multiple wheeled tracks and/or bogies are current solutions that improve dynamic performance and ground contact area of forestry vehicles, but they do not include suspension elements. Cab and seat suspensions are also used to reduce whole body vibrations, but they are only effective up to a certain degree, due to their relatively short stroke length and directional limitations. The implementation of chassis suspensions in forestry machines is therefore a very interesting open area of research in forestry technology. In this context the XT28, a forwarder prototype with active pendulum arm suspension, is currently being developed by Extractor AB in collaboration with Skogforsk; the Forestry Research Institute of Sweden. The present project focuses in analysis and comparison of the performance that active, semi-active and passive suspension systems with pendulum arm architecture would present, by studying their application in the XT28 machine. These systems have the potential to significantly improve forestry vehicle performance in terms of terrain friendliness and whole body vibrations over an unsuspended system. The task is carried out with the help of Multi-Body Dynamics simulation software along with other simulation and computational tools. Additionally, a general method to optimize and analyse forestry vehicle suspension performance is proposed and applied to the case of the XT28, which provides a fair and standardized way to compare the performance of the different suspensions. Keywords: Forestry machine, suspension, multi-objective optimization, forwarder, pendulum arm, active, semi-active, passive, XT28, Multibody Dynamics, soil-friendly, off-road. / Utvecklingen av skogsmaskiner är för närvarande på väg mot nya lösningar som minskar deras påverkan på miljön och i synnerhet på mjuk skogsmark. Skogsmaskinerna verkar ofta i mycket oländig och ojämn terräng, och om interaktionen mellan fordon och mark är alltför okontrollerad, så kan interaktionen ge upphov till kumulativa markskador som gradvis förvärras efter flera passager och eventuellt göra en rutt eller en zon oframkomlig, bortsett från att de orsaka skador på skogsmiljön. Dessutom måste nya maskinlösningar vara skonsammare, både fysiskt och mentalt, för förarna. Det finns nya gränser för maximala helkroppsvibrationer och maximala dagliga vibrationsdoser, som är mycket svåra att uppfylla vid skogsavverkning med dagens skogsmaskinsteknik. Chassidämpade lösningar är praktiskt taget obefintliga på dagens skogsmaskiner. Band och/eller boggier är aktuella lösningar som i viss mån förbättrar maskinernas dynamisk interaktion med marken, men de innehåller inga dämpelement, utan det är enbart däckens flexibilitet som ger maskinen en dämpfunktion. Hytt-och stolsdämpning används också för att minska helkroppsvibrationer, men de är endast effektiva till en viss grad, på grund av deras relativt korta slaglängd och riktningsbegränsningar. Införande av chassidämpning för skogsmaskiner är därför ett mycket intressant skogstekniskt forskningsområde. För närvarande utvecklas en skotare med aktivt dämpade pendelarmar av Extractor AB i samarbete med Skogforsk. Maskinen går under beteckningen XT28. Detta projekt fokuserar på att analysera och jämföra prestandan hos aktivt, semi-aktivt och passivt dämpade pendelarmlösningar, genom att implementera dessa i XT28-maskinen. Dessa system har potential att avsevärt förbättra skogsmaskinernas framkomlighet i oländig terräng och att minska helkroppsvibrationerna, jämfört med ofjädrade system. Uppgiften genomförs med hjälp av dynamiksimuleringsprogram i kombination med andra simulerings- och beräkningsverktyg. Dessutom föreslås en generell metodik för att optimera och analysera prestandan hos chassidämpningslösningar för skogsmaskiner. Metodiken tillämpas sedan på en XT28, som då, i detta fall, får fungera som en demonstrator för att jämföra prestandan hos olika chassidämplösningar. Nyckelord: Skogsmaskin, fjädring, optimering, skotare, pendelarm, aktiv, semi-aktiv, passiv, XT28, flerkroppsdynamik, markvänlig, off-road.

The correct classification of a logs assortment is crucial for the economic output within a fully mechanized timber harvest. This task is especially for unexperienced but also for professional machine operators mentally demanding. This paper presents a method towards an assistance system for machine operators for an automated log quality and assortment estimation. Therefore, machine vision methods for object detection are combined with machine learning approaches for estimating the logs weight based on a Convolutional Neural Network (CNN). Based on the dimensions oft he object ´log, a first categorisation into a specific assortment is done. By comparing the theoretical weight of a healthy log of such dimensions to the real weight estimated by the CNN-based crane scale, quality reducing properties such as beetle infestation or red rod can be detected. In such cases, the assistance system displays a visual warning to the operator to check the loaded log.

This thesis work has been the result of a five-year Industrial Design Engineering education at Luleå University of Technology. The project has investigated the possibilities of teleoperating forest machines using a human-centered design approach. The work has been conducted for Skogforsk, which is the Swedish institute for forestry. The project’s objective was to present ideas on how future teleoperation can improve the work as a forwarder operator. The aim was to identify the forwarder operators’ specific needs and explore how the development of a teleoperated workstation can address those needs. The project has been carried out using three phases; Inspiration, Ideation, and Impleentation. During the first phase, the project investigated how the work is carried out today and what needs a forwarder operator has. The operators’ needs can be summarised in three different areas; transporting the machine, loading and unloading, and planning. Two kinds of operators can be seen today, the ones who are motivated primarily by working in the forest, and the ones who are motivated by the production and self-competitiveness. During the Inspiration phase, the project also tested what problems exist today with operating a forwarder using teleoperation with the system implemented in the Truedsson Forestry Lab in Uppsala. It was identified that screens are an essential complement to using head-mounted displays such as VR-goggles while not offering the same amount of precision and presence in work as the goggles. It was also identified that the operators did not feel that the machine being an extension of them due to lost feedback of motion and sound. Perceived and actual control of the machine differed, and the operators did not identify the machines’ behavior during transportation. Apart from these issues, the current view did not offer a complete overview of the area around the machine. Neither did it offer visuals on the sides of the machine, and the logs sortings. Along with the identified issues, opportunities for improvement guided the explorational work through creative workshops to solutions presented and tested in either an operational test or in a video test. The ideas included the implementation of sound focusing on the gripper, which was appreciated by the operators. The precision using screens was improved by projecting the gripper’s position on the ground plane. For control of the transportation work, the project proposed solutions for indicators on tilt, roll, and the wheels of the machine. Nevertheless, it proposed an idea of projected tracks improving the work to become more proactive by highlighting obstacles and the near term position of the machine. The project also tested overview improving ideas such as drone views, and a 360 degrees view which may have potential in the future teleoperation work. Several other ideas were tested and can be seen in the Results chapter. For future work, the project proposes more tests of various ideas in a more reality-based setting. The project also proposes future work focusing on defining the future user better. For the individual operators reading this thesis work, I hope this paper can show the potentials of teleoperation, as well as prove that the development is aware of both the difficulties and the possibilities with teleoperating forest machines. For the forestry industry, I hope this paper can inspire future work to use the technology to favor the operators’ needs, and not only adapt the current cabin to work being carried out remotely. It is important to note that work in the cabin and work carried out remotely will have a significant difference in what advantages to offer. We will most definitely see operators working in the forest for many years ahead, and the future operators of teleoperation will probably not be the ones that are motivated by work in the forest today. This means that a new kind of user will emerge supplementing the current users rather than replacing them. / Detta examensarbete är resultatet av en femårig civilingenjörsutbildning inom Teknisk Design på Luleå Tekniska Universitet. Projektet har utforskat möjligheter för fjärrstyrning av skogsmaskiner genom en användarcentrerad designprocess indelad i tre faser; Inspiration, Ideation, och Implementation. Arbetet har genomförts på uppdrag av Skogforsk som är det svenska forskningsinstitutet för utveckling av det svenska skogsbruket. Målet med projektet har varit att presentera idéer kring hur framtidens fjärrsyrning kan förbättra arbetet som skotarförare. Syftet med projektet har varit att identifiera skotarförarens behov och utforska hur utvecklingen av fjärrstyrning kan ta hänsyn till dessa behov. Under den första fasen undersöktes arbetet som det ser ut idag och skotarförarens behov fastställdes genom intervjuer och observationer. Behoven kan sammanfattas till tre huvudsakliga delar; transport av maskin, av och pålastning, samt planering av arbete. I dagsläget kan två olika användare ses, de vars största motivation är arbetet i skogen, och de som motiveras främst av hög produktion och egenutveckling. Under första fasen så undersöktes problem med fjärrstyrning genom test med en fjärrstyrd skotare i Truedsson Forestry Lab i Uppsala. Det identifierades att skärmar är ett nödvändigt komplement till VR-glasögon trots att de idag inte erbjuder samma precision och närhetskänsla. Det identifierades också att förare uppgav att de inte fick samma koppling till maskinen som ljud och vibrationer annars erbjuder i hytten. Uppfattad och verklig kontroll över maskinen skiftade mellan styrning i maskin, och på distans. Förarna uppmärksammade inte slirning, glid, eller lutningsförändringar vid fjärrstyrning. Förutom dessa problem så erbjöd det befintliga systemet inte kontinuerlig överblick runt om maskinen. Lastens uppbyggnad saknades och inte heller visuell blick av området nedanför lastutrymmet kunde erhållas. Med utgångspunkt ur identifierade problem med fjärrstyrning och möjligheter för utveckling av dagens arbete, utforskades idéer genom kreativa workshops under andra fasen. Under tredje fasen valdes idéer ut, utvecklades, och testades genom antingen ett fysiskt operatörstest, eller ett videotest. En av idéerna testade implementering av ljud med fokus på gripen vilket uppskattades av alla testförare. Skärmarnas precision förbättrades genom projicering av gripens position på horisontella ytor. För att förbättra kontroll av maskin utforskade projektet implementering av olika indikatorer kring lutning och hjulbeteende. En idé kring projicerande hjulspår med fokus på proaktivt uppmärksammande av maskinens position och potentiella hinder, utforskades i syfte att förbättra arbetet. Projektet undersökte även diverse vyer för överblick, som drönarvyer, och en 360 graders vy som kan ha potential för framtida fjärrstyrningsarbete. Andra idéer som testades kan ses i Resultat kapitlet. För framtida arbete rekommenderas fler, och mer verklighetsbaserade tester. Det rekommenderas även att framtidens användare definieras bättre för att styra utvecklingen i rätt riktning. För den individuella föraren som läser detta arbete hoppas jag denna examensrapport kan visa på potential för framtida fjärrstyrningsarbete. Jag hoppas även att rapporten kan visa på att utvecklingen är medveten om såväl svårigheter som möjligheter. För skogsindustrin hoppas jag denna rapport kan inspirera framtida arbete att fokusera på fördelar med fjärrstyrningstekniken med utgångspunkt i förarnas behov, och inte bara anpassa dagens arbete i hytten att ske på distans. Det är viktigt att märka på att arbete på distans och i hytten kommer erbjuda olika fördelar. Vi kommer antagligen se förare i skogen i många år framöver och det är troligt att framtidens operatörer inte är de som motiveras av arbete i skogen. Det innebär att en ny typ av användare kommer växa fram som kommer komplettera dagens förare snarare än att byta ut dem.

An analysis of a transport operator´s job description My degree work is centred on the problems of a transport operator´s job in a forwarding agency. The introduction provides an explanation of a term of "dispatch service" and explains why logistics is so important in transport. Then there is a description of the transport development after 1990 and the changes transport had to undergo in the time of globalization. The main part of the work deals with the operator´s working procedure from an offer to a demand, an order and other actions to the final realization. A model example is given to represent an actual transporting process. The work also states conditions under which transport is executed, for example payment terms and terms of delivery. Next chapters outline the way of calculation, give a detailed description of collecting service (which is implemented within the bounds of CS Expres system) and of storing problems including the introduction of bar codes in stores and possibilities of logistic service extension. The conclusion is focused on the firm developing strategy.