Uppsatsen beskriver arbetet och undersökning för hur deduplicering i filsystemet ZFS påverkar effektförbrukningen. En större mängd redundant data förekommer i centraliserade lagringssystem som förser virtualiserade servrar med lagringsutrymme. Deduplicering kan för den typen av lagringsmiljö eliminera redundant data och ger en stor besparing av lagringsutrymme. Frågan som undersökningen avsåg att besvara var hur ett lagringssystem påverkas av det extra arbete som det innebär att deduplicera data i realtid.Metoden för att undersöka problemet var att utföra fem experiment med olika typer av scenarion. Varje scenario innebar att filer kopierades till ett lagringssystem med eller utan deduplicering för att senare kunna analysera skillnaden. Dessutom varierades mängden deduplicerbar data under experimenten vilket skulle visa om belastningen på hårddiskarna förändrades.Resultatet av experimenten visar att deduplicering ökar effektförbrukning och processorbelastning medan antalet I/O-operationer minskar. Analysen av resultatet visar att med en stigande andel deduplicerbar data som skrivs till hårddiskarna så stiger också effektförbrukning och processorbelastning. / This report describes the process and outcome of the research on how the power consumption is affected by deduplication in a ZFS file system. A large amount of redundant data exists in centralized storage systems that provide virtualized servers with storage space. Deduplication can be used to eliminate redundant data and give an improved utilization of available space in this kind of storage environment. The question that the study sought to answer was how a storage systems power consumption is affected by the extra workload deduplication introduces.The method used to investigate the problem was to perform five experiments with different types of scenarios. The difference in each scenario was that the data was written to a storage system with or without deduplication to later analyze the difference. Each scenario had a varied amount deduplicatable data during the experiments which would show if the load on disks changed.The results show that deduplication increases the power consumption and CPU load while the I/O-operations decrease. The analysis of the result shows that increasing the deduplicatable data also increases the power consumption and CPU load.

State management is the key component of a stateful stream processing system. Normally a stream processing system supports either an embedded state backend or an external backend. An embedded backend will store the data locally on the computing node. It is efficient to read and write but will lose the capability to scale out the system. An external backend could solve the problem but the performance will be compromised since the operations on the data have to go over the network. This project aims to find an approach combining the advantages of both embedded and external backend, a tiered storage system has been proposed to solve this issue at the cost of more storage space. The proposed solution consists of three layers, ephemeral layer, embedded layer, and external layer. The ephemeral layer and embedded layer reside on the local node while the external layer resides on an external node to make the system reconfigurable. The application will always retrieve data from the ephemeral layer first for different kinds of operations, then the embedded layer will be consulted if no result is found in the ephemeral layer, and finally the external layer will be visited. Based on this design principle, the operations in the state will be conducted locally as much as possible to be efficient. This point has been proved in the project by evaluating the performance with different key distributions. The experiments result shows the tiered storage system can provide good performance with the capability of system reconfiguration. / Tillståndshantering är nyckelkomponenten i ett tillståndsbestämt strömbehandlingssystem. Normalt stöder ett strömbehandlingssystem antingen en inbäddad tillståndsbackend eller en extern backend. En inbäddad backend kommer att lagra data lokalt på datornoden. Det är effektivt att läsa och skriva men kommer att förlora förmågan att skala ut systemet. En extern backend kan lösa problemet men prestandan kommer att äventyras eftersom operationerna på datan måste gå över nätverket. Detta projekt syftar till att hitta ett tillvägagångssätt som kombinerar fördelarna med både inbäddad och extern backend, ett lagringssystem i nivåer har föreslagits för att lösa detta problem till priset av mer lagringsutrymme. Den föreslagna lösningen består av tre lager, kortvarigt lager, inbäddat lager och externt lager. Det tillfälliga lagret och det inbäddade lagret finns på den lokala noden medan det externa lagret finns på en extern nod för att göra systemet omkonfigurerbart. Applikationen kommer alltid att hämta data från det efemära lagret först för olika typer av operationer, sedan kommer det inbäddade lagret att konsulteras om inget resultat hittas i det efemära lagret och slutligen kommer det externa lagret att besökas. Utifrån denna designprincip kommer verksamheten på staten att bedrivas lokalt så mycket som möjligt för att vara effektiv. Denna poäng har bevisats i projektet genom att utvärdera prestandan med olika nyckelfördelningar. Experimentresultatet visar att det nivåbaserade lagringssystemet kan ge bra prestanda med möjlighet till systemomkonfigurering.

Epiroc har åtnjutit en längre period av kraftig tillväxt samtidigt som flertalet effektiviseringsprojekt har genomförts med syfte att öka produktionsvolymen för att möta marknadens efterfrågan. Detta genom att bland annat implementera en variant av Lean production – The Way We Produce. En av dessa förändringar är en takad flödesorienterad montering med just-in-time sekvenserad materialförsörjning. Detta har i sin tur ökat kraven på materialförrådet Logistikcenter (LC) där ledningen nu börjat undersöka möjliga effektiviseringsåtgärder. Därav är studiens syfte till att ta fram realiserbara förbättringsförslag för logistikverksamheten vid Logistikcenter tillhörande Epiroc Rock Drills AB i Örebro för att öka effektiviteten och leveranssäkerheten. Studien har genomförts i två faser; identifieringsfasen och fördjupningsfasen. Under identifieringsfasen genomfördes en kartläggning av nuläget i LC, där underlaget för kartläggningen baserar sig på intervjuer, observationer och analyser. Genom en rotorsaksanalys, med målet att identifiera källor till ineffektivitet, kunde nio förbättringsområden identifieras varav en av dessa vidare skulle utredas i fördjupningsfasen. Dessa utvärderades utifrån en effekt-insats matris för att välja det förbättringsområde med störst effektiviseringspotential i förhållande till den förväntande insatsen. Analysmodellen för effekt-insats matrisen var de åtta slöserierna i Lean (Petersson, et al., 2015), dess förväntade påverkan på effektiviteten samt den förväntade komplexiteten av en implementation. Resultatet från rotorsaksanalysen gav artikelklassificering som det primära förbättringsområdet där den undersökta åtgärden var en alternativ tillämpning av frekvensläggning för att minimera rörelsetiden mellan lagerplatser vid plock. Under fördjupningsfasen undersöktes den nuvarande artikelklassificeringen och frekvensläggningen genom syntes av en alternativ modell för klassificeringen av artiklar och lagerplatser utifrån en fördjupad litteraturstudie. För att undersöka om en alternativ klassificering kan öka effektiviteten utvecklades en utvärderingsmodell som modellerar rörelsetiden för historiskt data från plocklistor. Den användes för att testa vilken kombination av storlekar på artikelklasserna som gav den minsta möjliga totala rörelsetiden. En kombination av 60/30/10 % (A/B/C) av det ackumulerade antalet plock gav den lägsta totala rörelsetiden för en plockhistorik på 15 månader med en reduktion av rörelsetiden motsvarande 33 % (1760 h) jämfört mot nuläget. Vidare undersöktes en alternativ sortering av plocklistorna för automathissar respektive pallställage med utvärderingsmodellen som gav en reduktion på 4 % respektive 11 % mot nuläget. Slutligen undersöktes olika former på zonerna för klassificering av lagerplatser i pallställage W3, där utlämningsplatsen är placerad halvvägs in i ställaget. En tyngdpunkt placerat centralt mellan ingången och utlämningsplatsen gav det bästa simuleringsresultatet. Sammanfattningsvis fastställdes artikelklassificering som det förbättringsområde med störst realiserbar effektiviseringspotential med lägst komplexitet utifrån en rotsorsaksanalys. Epiroc rekommenderas att implementera klassificeringsmodellen med tre klasser av storleken 60/30/10 % (A/B/C) av den ackumulerade antalet plockrader, samt att implementera att den alternativa sorteringen av plockrader på plocklistor för pallställage. / Epiroc has had a long period of strong growth, where several efficiency projects have been implemented to increase production volume in order to meet market demand. A variant of Lean production has been implemented over several years – called The Way We Produce by Epiroc. A large part of that change has been the implementation of sequenced flow-oriented assembly with just-in-time sequenced material deliveries to the assembly floor. This, in turn, has increased the requirements for the warehouse Logistic Center (LC) and management has now begun to investigate ways to improve efficiency at LC. Hence, the aim of the study is to develop realistic improvement proposals for the logistics operations at Logistics Center of Epiroc Rock Drills AB at Örebro to increase efficiency and delivery reliability. The study has been conducted in two phases; the identification phase and the in-depth phase. During the identification phase, a mapping of the current situation in LC was carried out, where the basis for the survey is based on interviews, observations and analyzes. Through a root cause analysis, with the goal of finding sources of inefficiency, nine areas of improvement could be identified, one of which would be chosen for further investigation in the in-depth phase. The areas of improvement were evaluated with an effect-input matrix to choose the area of improvement that provides the greatest efficiency potential in relation to the expected effort. The analysis model for the effect-input matrix was the eight wastes of Lean based on Petersson et al. (2015), its expected impact on efficiency and the expected complexity of an implementation. The result of the root cause analysis gave article classification as the primary area of improvement, where the measure is an alternative slotting strategy to minimize the movement time between storage locations. During the in-depth phase, the current article classification and frequency setting were examined by synthesis of an alternative model for the classification of articles and storage locations based on an in-depth literature study. To investigate whether an alternative classification can increase efficiency, an evaluation model was developed that models the movement time from historical data from pick lists. It was used to test which combination of sizes for the article classes gave the smallest possible total movement time. A combination of 60/30/10% (A/B/C) gave the lowest total movement time for a picking history of 15 months with a reduction corresponding to 33% (1760 h) compared to the current situation. Furthermore, an alternative sorting of the pick lists for the vertical lift modules and pallet racking was examined with the evaluation model, which gave a reduction of 4% and 11% respectively. Finally, various forms for the zones were examined for the classification of storage locations in pallet rack W3, where the delivery site is located three-quarter way into the pallet rack. A center of gravity for the for the A-class placed between the entrance and the delivery point gave the best simulation result. In summary, the article classification improvement area was established with the greatest realizable efficiency potential with the least effort based on the root cause analysis. Epiroc is recommended to implement the classification model with three classes of size 60/30/10 % (A/B/C) of the accumulated number of picking rows, and to implement that alternative sorting of pick rows on picklists for pallet racking.

Lagerhantering avser aktiviteter som mottagning av varor, inlagring, lagring, orderplockning, omlagring, sortering och frakt. Enligt tidigare studier, av bland annat Drury (1988), uppstår 55% - 60% av lagrets kostnader i orderplockning och omlagring. Idag finns teorier och modeller om hur lagerhantering kring orderplockning och omlagring kan optimeras. Dock behandlas bulklager sällan i forskning eller litteratur. Detta arbete hade således i syfte att undersöka vedertagen teoris anpassningsförmåga på en verksamhet med bulklager. Studien har uppfyllt syftet genom en fall- och litteraturstudie med både kvalitativa och kvantitativa tillvägagångssätt i form av intervjuer och observationer. Lagerutformning och lagerstyrning kan med fördel ses som grundläggande metoder som förutsätter effektivitetsutveckling inom plockning och omlagring i bulklager. Metoder som MUDA och 5S skapar förutsättningarna att identifiera, upprätthålla och genomföra effektivitetsförbättringar.  De vedertagna metoderna som studerats kunde genom observation och intervju konstateras som implementerbar eller icke implementerbar. Som sammanfattning kunde en övergripande mall av metoderna sammanställas där det gemensamt och separat kunde bidra till effektivisering. Fallföretaget kunde förses med förbättringsförslag som rekommenderas att införas i både mindre etapper och under större, mer omfattande projekt. / Inventory management refers to activities such as receiving goods, storing, in storage, order picking, rearranging, sorting and shipping. According to previous studies, by Drury (1988), 55% - 60% of the warehouse costs incur in order picking and rearrangement. Today there are theories and models on how inventory management around order picking and rearrangement can be optimized. However, bulk stocks are rarely addressed in research or literature. Thus, this work was aimed at examining the adaptive theory of customary methods in a business with bulk storage. The study has fulfilled its purpose through a case and literature study with both qualitative and quantitative approaches in the form of interviews and observations. Inventory design and inventory control can advantageously be seen as basic methods that require efficiency development in picking and rearranging in bulk storages. Methods such as MUDA and 5S create the conditions for identifying, maintaining and implementing efficiency improvements. The customary methods studied could, through observation and interview, be found to be implementable or non-implementable. In summary, an overall template of the methods could be compiled where they could jointly and separately contribute to efficiency improvements. The studied company could be provided with improvement proposals that are recommended to be introduced in both smaller stages and during larger, more extensive projects.

Given the current state of input/output (I/O) and storage devices in petascale systems, incremental solutions would be ineffective when implemented in exascale environments. According to the "The International Exascale Software Roadmap", by Dongarra, et al. existing I/O architectures are not sufficiently scalable, especially because current shared file systems have limitations when used in large-scale environments. These limitations are: Bandwidth does not scale economically to large-scale systems, I/O traffic on the high speed network can impact on and be influenced by other unrelated jobs, and I/O traffic on the storage server can impact on and be influenced by other unrelated jobs. Future applications on exascale computers will require I/O bandwidth proportional to their computational capabilities. To avoid these limitations C. Filippidis, C. Markou, and Y. Cotronis proposed the IKAROS framework. In this thesis project, the capabilities of the publicly available elastic-transfer (eT) module which was directly derived from the IKAROS, will be expanded. The eT uses Google’s Gmail service as an utility for efficient meta-data management. Gmail is based on the IMAP protocol, and the existing version of the eT framework implements the Internet Message Access Protocol (IMAP) client-server connection through the ‘‘Inbox’’ module from the Node Package Manager (NPM) of the Node.js programming language. This module was used as a proof of concept, but in a production environment this implementation undermines the system’s scalability and there is an inefficient allocation of the system’s resources when a large number of concurrent requests arrive at the eT′s meta-data server (MDS) at the same time. This thesis solves this problem by adopting an asynchronous non-blocking event driven approach to implement the IMAP client-server connection. This was done by integrating and modifying the ‘‘Imap’’ NPM module from the NPM repository to suit the eT framework. Additionally, since the JavaScript Object Notation (JSON) format has become one of the most widespread data-interchange formats, eT′s meta-data scheme is appropriately modified to make the system’s meta-data easily parsed as JSON objects. This feature creates a framework with wider compatibility and interoperability with external systems. The evaluation and operational behavior of the new module was tested through a set of data transfer experiments over a wide area network environment. These experiments were performed to ensure that the changes in the system’s architecture did not affected its performance. / Givet det nuvarande läget för input/output (I/O) och lagringsenheter för system i peta-skala, skulle inkrementella lösningar bli ineffektiva om de implementerades i exa-skalamiljöer. Enligt ”The International Exascale Software Roadmap”, av Dongarra et al., är nuvarande I/O-arkitekturer inte tillräckligt skalbara, särskilt eftersom nuvarande delade filsystem har begränsningar när de används i storskaliga miljöer. Dessa begränsningar är: Bandbredd skalar inte på ett ekonomiskt sätt i storskaliga system, I/O-trafik på höghastighetsnätverk kan ha påverkan på och blir påverkad av andra orelaterade jobb, och I/O-trafik på lagringsservern kan ha påverkan på och bli påverkad av andra orelaterade jobb. Framtida applikationer på exa-skaladatorer kommer kräva I/O-bandbredd proportionellt till deras beräkningskapacitet. För att undvika dessa begränsningar föreslog C. Filippidis, C. Markou och Y. Cotronis ramverket IKAROS. I detta examensarbete utökas funktionaliteten hos den publikt tillgängliga modulen elastic-transfer (eT) som framtagits utifrån IKAROS. Den befintliga versionen av eT-ramverket implementerar Internet Message Access Protocol (IMAP) klient-serverkommunikation genom modulen ”Inbox” från Node Package Manager (NPM) ur Node.js programmeringsspråk. Denna modul användes som ett koncepttest, men i en verklig miljö så underminerar denna implementation systemets skalbarhet när ett stort antal värdar ansluter till systemet. Varje klient begär individuellt information relaterad till systemets metadata från IMAP-servern, vilket leder till en ineffektiv allokering av systemets resurser när ett stort antal värdar är samtidigt anslutna till eT-ramverket. Denna uppsats löser problemet genom att använda ett asynkront, icke-blockerande och händelsedrivet tillvägagångssätt för att implementera en IMAP klient-serveranslutning. Detta görs genom att integrera och modifiera NPM:s ”Imap”-modul, tagen från NPM:s katalog, så att den passar eT-ramverket. Eftersom formatet JavaScript Object Notation (JSON) har blivit ett av de mest spridda formaten för datautbyte så modifieras även eT:s metadata-struktur för att göra systemets metadata enkelt att omvandla till JSON-objekt. Denna funktionalitet ger ett bredare kompatibilitet och interoperabilitet med externa system. Utvärdering och tester av den nya modulens operationella beteende utfördes genom en serie dataöverföringsexperiment i en wide area network-miljö. Dessa experiment genomfördes för att få bekräftat att förändringarna i systemets arkitektur inte påverkade dess prestanda.