The current boilers at the Brunna plant were installed in 1979 using oil and solvents to produce steam for the production and heating of the plant. To reduce the carbon dioxide emissions in compliance with Fresenius Kabi strategy a new biofuel boiler is about to be installed. Since the steam demand has been reduced during the years and it’s expensive to install a new boiler this study has been performed to calculate the actual steam demand for the plant at different scenarios. A smaller boiler requires a lower investment, achieves higher efficency and contributes to reduced carbon dioxide emissions. This report is intended to supply the management with information so that a decision regarding investments and employees can be made. The result is presented as different possible scenarios that are of great importance when deciding which boiler effect that is needed. Destillation, heating and the production have a major impact and must be considered when installing a new boiler. The results show that a boiler should be between 2-4 MW net effect depending on which scenario that is most likely to occur.

The development in additive manufacturing methods has cleared the path for topology optimizationby making it possible to produce complex geometries, which would not be possible to produce bytraditional manufacturing methods. Topology optimization uses iterative structural computations tond an optimal material distribution given a maximum optimization domain, load cases and/or otherstructural criteria. The relation between retained mass and structural performance of a swing armfor the vehicle BvS10 was examined for two different materials. The first material was an estimate of an additive manufactured material and the other for a high structural steel. Given the extreme load cases, the geometrical limits of the swing arm and by specifying how much mass was to be retained the stiffness was to be maximized. The optimization was performed using an elastic material model in thecommercial software ANSYS. This elastic material models was based on standard material parameters of steel. Three geometries were generated, namely OG100, OG90 and OG80, which corresponded to 101 %, 87 % and 81 % of the mass of the original swing arm, respectively. The optimization procedurewas combined with geometry modications in SpaceClaim to simplify the obtained geometries. All these geometries consisted of a hollow geometry with a greater width compared to the original geometry. The geometries were then evaluated using multilinear plastic material models based on respective material. Using the additive manufactured material model no generated geometry could perform structurally better than the original swing arm. This indicates that greater material properties must be obtainedin order to be able to reduce the weight of the swing arm. By using the material properties of the highstructural steel, it was found that at least 31.3 kg per vehicle could be reduced by using the optimizedgeometry OG80, and still not perform structurally worse than of the original swing arm. / Utvecklingen inom additiv tillverkning har öppnat vägen för topologioptimering genom att kunna producera komplexa geometrier, som inte skulle vara möjliga att tillverka med hjälp av traditionella tillverkningsmetoder. Topologioptimering använder iterativa hållfasthetsberäkningar för att finna den optimala materialfördelning givet en maximal optimeringsdomän, lastfall och/eller andra strukturella kriterier. Relationen mellan bibehållen massa och strukturella prestationer hos en pendelarm till fordonet BvS10 har undersökts för två olika material. Det ena materialet var en uppskattning av ett additivt tillverkat material och det andra materialet var ett höghållfasthetsstål. Givet dem extrema lastfall, geometriska begränsningar hos pendelarmen och genom specficera hur mycket massa som skulle behållas så skulle styvheten maximeras. Optimeringarna utfördes med en elastisk materialmodell i den kommersiellamjukvaran ANSYS. Denna elastiska materialmodell var baserad på klassiska materialparametrarfor stål. Tre geometrier genererades. Optimeringsproceduren användes i kombination med geometriska modikationer i SpaceClaim för att förenkla de optimierade geometrierna. Dessa var OG100, OG90 och OG80, vilka motsvarade 101 %, 87 % och 81 % av pendelarmens originalvikt. Alla geometrier bestod av en ihålig geometri med större bredd än originalarmens. Geometrierna utvärderades sedan med hjälp av multilinjära plastiska materialmodeller baserat på respektive material. Ingen av dessa geometrier kunde prestera bättre än originalarmen när det additivt tillverkade materialet användes. Detta indikerar att bättre materialegenskaper måste uppnås för att kunna reducera vikten hos pendelarmen. Genom attanvända höghållfasthetsstålet upptäcktes att åtminstone 31.3 kg per fordon kunde reduceras genom attanvända OG80, och fortfarande inte prestera sämre än originalarmen.

En central del i reningsverkens behandling av avloppsvatten är att dosera fällningskemikalier i syfte att reducera halten fosfor samt organiskt material. Under fällningsprocessen är det viktigt att det sker en snabb och fullständig inblandning av fällningsmedlet i avloppsvattnet för att uppnå goda reningsresultat. På Henriksdals reningsverk i Stockholm undersöks möjligheten att tillämpa en doseringsanordning som med hjälp av tryckluft doserar fällningskemikalien genom ett perforerat rör från kanalens botten för att på detta vis åstadkomma en effektiv inblandning. Anordningen, en doserramp, är tänkt att utnyttjas som extra fällningssteg under högflödesrening, vilket förekommer när det inkommande flödet överskrider reningsverkets hydrauliska kapacitet och uppstår vanligtvis vid kraftiga skyfall eller snösmältningsperioder. Under dessa perioder bräddas avloppsvattnet förbi den biologiska behandlingen, antingen till sandfiltreringen eller direkt till recipienten vilket resulterar i utsläpp av avloppsvatten med förhöjda föroreningshalter. Projektet utgick efter befintlig design och modell för dosering av fällningsmedel med tryckluft. Genom pilotförsök har sedermera en egenutvecklad doserramp utformats, utvärderats och optimerats i ändamål att kunna implementeras i verksamheten på Henriksdals reningsverk. Pilotförsöken kompletterades med teoretiska beräkningar av de resulterande tryckförlusterna genom rörsystemet via Darcy-Weisbachs ekvation. Tester utfördes på en doserramp i fullstor skala med två olika rördimensioner, DN50 (innerdiameter 50 mm) respektive DN25 (innerdiameter 25 mm) med en horisontell rörlängd på 4 m. Som vätskemedium användes vatten från reningsverket. Resultaten från experimenten med båda rördimensionerna visade att bäst prestanda uppnåddes när en korrigerad hålbild med avtagande centrumavstånd mellan luftningshålen implementerades i kombination med att luftningshålen vinklades vertikalt nedåt. Vid experiment med den större rördimensionen DN50 uppmättes bäst prestanda när den horisontella rördelen fylldes med fyllkroppar vilka fyllde funktionen att finfördela luft- och vätskeblandningen och samtidigt bibehålla en hög turbulens längs det horisontella röret. Den resulterande tryckförlusten genom doserrampen beräknades till 4–8 bar beroende på vätskekälla och ingående lufttryck.

I agroforestry brukas marken genom att kombinera vedartade växter, perenner och annueller.Skogsträdgårdar, som är en typ av agroforestry, vilka besitter flera olika nyttoegenskaper som tillexempel bevarandet av biologiska mångfalden, är en markanvändning av delvis eller endast perennaväxter, som ibland kompletteras av annueller. Några av skogsträdgårdars positiva egenskaper är attväxterna gynnar varandra och producerar/bidrar med livsmedelsproduktion, kolbindning ochkvävefixering. Intressant är att ta reda på huruvida livsmedlen som en skogsträdgård i Sverige kanbidra med kan täcka en människas dagliga näringsintag och även hur växternas kulinariskaegenskaper fungerar. Genom att besöka och samla in växter från två av tretton skogsträdgårdar, medgemensam odlingsdesign, som deltagit i forskningsprojektet Hållbar livsmedelsproduktion – attodla och äta från perenna system har näringsvärdena med avseende på kolhydrater, proteiner ochfett undersökts. Med hjälp av optimeringsmodellen dietproblemet visade det sig att gårdarna kantäcka en vuxen människas dagliga intag med avseende på energi, fett, kolhydrater och protein sålänge växterna ger tillräckligt, minst 600 gram skörd per dygn. Hasselnöt (Corylus avellana),bärhäggmispel (Amelanchier alnifolia), frön från sibirisk ärtbuske (Caragana arborescens) och frönfrån lungrot (Chenopodium bonushenricus) är de mest energitäta och därmed nyckelarterna. Detfinns stort behov av att utveckla beståndet av skogsodlingar för att se ytterligare se potentialen hosperenna växter i Sverige som livsmedelskälla.

Bioreactors are used to carry out bioprocesses and are commonly used in e.g. biogas production and wastewater treatment. Two common hydraulic models of bioreactors are the continuous stirred tank reactor (CSTR) and the plug-flow reactor (PFR). In this paper, a differential equation system that describes the substrate, biomass and inert biomass in the bioreactors is presented. It is used in a steady-state analysis and design of CSTRs in series. Monod kinetics were used to describe the specific growth rate and the decay of biomass was included. Using the derived systems of differential equations, two optimization problems were formulated and solved for both CSTRs in series and for a CSTR+PFR. The first optimization problem was to minimize the effluent substrate level given a total volume, and the second was to minimize the total volume needed to obtain a certain substrate conversion. Results show that the system of differential equations presented can be used to find optimal volume distributions that solves the optimization problems. The optimal volume for N CSTRs in series decreases as N increases, converging towards a configuration of a CSTR followed by a PFR. Analyzing how the decay rate affects the results showed that when the total volume was kept constant, increasing the decay rate caused less difference between the configurations. When the total volume was minimized, increasing the decay rate caused the configurations to diverge from each other. The presented model can be used to optimally divide reactors into smaller zones and thereby increasing the substrate conversion, something that could be of interest in e.g. existing wastewater treatment plants with restricted space. A fairly accurate approximation to the optimal design of N CSTRs in series is to use the optimal volume for the CSTR in the configuration with a CSTR+PFR and equally distribute the remaining volumes. / Bioreaktorer används för att utföra olika biologiska processer och används vanligen inom biogasproduktion eller för rening av avloppsvatten. Två vanliga hydrauliska modeller som används vid modellering av bioreaktorer är helomblandad bioreaktor (på engelska continuous stirred tank reactor, CSTR) eller pluggflödesreaktor (på engelska plug-flow reactor, PFR). I den här rapporten presenteras ett system av differentialekvationer som används för att beskriva koncentrationerna av substrat, biomassa och inert biomassa i både CSTR och PFR. Ekvationssystemet används för analys och design av en serie CSTRs vid steady-state. Tillväxten av biomassa beskrivs av Monod-kinetik. Avdödning av biomassa är inkluderat i studien. Från ekvationssystemet formulerades två optimeringsproblem som löstes för N CSTRs i serie och för CSTR+PFR. Det första optimerinsproblemet var att minimera substrathalten i utflödet givet en total volym. I det andra minimerades den totala volymen som krävs för att nå en viss substrathalt i utflödet. Resultaten visade att ekvationssystemet kan användas för att hitta den optimala volymsfördelningen som löser optimeringsproblemen. Den optimala volymen för N CSTRs i serie minskade när antalet CSTRs ökade. När N ökade konvergerade resultaten mot de för en CSTR sammankopplad med en PFR. En analys av hur avdödningshastigheten påverkade resultaten visade att en ökad avdödningshastighet gav mindre skillnad mellan de två olika konfigurationerna när den totala volymen hölls konstant. När den totala volymen istället minimerades ledde en ökad avdödningshastighet till att de två konfigurationerna divergerade från varandra. Modellen som presenteras i studien kan användas för att fördela en total reaktorvolym i mindre zoner på ett optimalt sätt och på så vis öka substratomvandlingen, något som kan vara av intresse i exempelvis befintliga avloppsreningsverk där utrymmet är begränsat. En relativt bra approximation till den optimala designen av N CSTRs i serie är att optimera volymerna för en CSTR+PFR, använda volymen för CSTR som första volym i konfigurationen med N CSTR i serie, och sedan fördela den kvarvarande volymen lika mellan de övriga zonerna.

The work performed in this thesis explores new ways of reducing the drag of ground vehicles. Specifically, the effect of plasma actuators are investigated numerically with the intention to delay separation around a half-cylinder, a geometry chosen to represent a simplified A-pillar of a truck. The plasma actuators have to be included in turbulent flow simulations. Therefore, emphasis is first put on finding a numerical model that can reproduce the effect of the plasma without increasing the computational cost. This effect is modeled through a body force term added to the Navier-Stokes equations. To determine the strength and spatial extent of this body force, optimization was performed to minimize the difference between experimental and simulated profiles of plasma induced velocity.  The plasma actuator model is thereafter used in Large Eddy Simulations (LES) of the flow around a half-cylinder at Reynolds number Re=65*10^3 and Re=32*10^3. Two types of actuation cases are performed. In the first case, a single actuator is used. In the second case, a pair of consecutive actuators are used, and their position on the half-cylinder is changed. It is found that a drag reduction of up to 10% is achievable. Moreover, the ideal location for actuation is determined to be near the separation point of the non-actuated flow.  Finally, dynamic mode decomposition (DMD) is investigated as a tool to extract coherent dynamic structures from a turbulent flow field. The DMD is first used to analyze a channel flow where pulsations are imposed at a known frequency. It is found that DMD gives similar results to phase averaging done at the oscillation frequency. However, the presence of turbulence noise hinders the ability to identify modes at higher harmonics. The DMD is also used to post-process the half-cylinder flow case. There, it is found that the spectrum of the wake is broadband. Nevertheless, modes within distinct frequency ranges are found to be located in distinct spatial regions. / Arbetet som utförts i denna avhandling undersöker nya sätt att minska luftmotstånd hos markfordon. Speciellt undersöks numeriskt effekten av plasmaaktuatorer med avsikten att uppnå fördröjd separation av strömningen kring en halvcylinder, en geometri vald för att representera en förenklad A-stolpe på en lastbil.  För att kunna utföra studien behöver plasmaaktuatorer kunna ingå i beräkningar av turbulenta strömningsfält. Därför undersöks först sätt för att hitta en numerisk modell som kan reproducera effekten av plasma utan att öka beräkningskostnad. Plasmaaktuatorn  modelleras i detta arbete genom att ett källterm adderas till Navier-Stokes ekvationer. För att bestämma styrkan och den rumsliga utbredningen hos källtermen, utförs en optimering för att minimera skillnaden mellan experimentella och simulerade profiler av plasma inducerad strömningshastighet.  Plasmaaktuatormodellen används därefter i Large Eddy Simulations (LES) för att beräkna strömningen kring en halvcylinder med Reynolds tal Re=65*10^3 och Re=32*10^3. Två typer av fall studeras. I det första fallet används en enda aktuator. I det andra fallet, är ett par på varandra följande aktuatorer placerade, där aktuatorernas position på halvcylinder ändras. Resultaten visar att en luftmotståndsminskning på upp till 10% kan erhållas. Den idealiska platsen för aktuatorn bedöms vara nära den punkt där strömningen utan aktuator separerar. Slutligen undersöks Dynamic Mode Decomposition (DMD) som ett verktyg för att extrahera koherenta dynamiska strukturer i en turbulent strömning. DMD används först för att analysera pulserande kanalströmning där pulsationen har en känd frekvens. Resultaten visar att DMD ger liknande resultat som då fas-medelvärdesbildning görs vid oscillationsfrekvensen. Förekomsten av turbulens buller hindrar dock möjligheten att identifiera moder vid högre övertoner. DMD används också för att analysera strömningen kring halv-cylindern. I avhandlingen visas att spektrat i vaken är bredbandigt men att även moder inom distinkta frekvensintervall fanns vara belägna i avgränsade områden i vaken. / <p>QC 20170117</p>

Detta masterprojekt genomfördes på Rolls-Royce AB (nu känt som Kongsberg Maritime per 1 april 2019) i Kristinehamn, Sverige. Avhandlingen fokuserar på att utveckla en jordningsutrustning för propelleraxlar som kräver lågt underhåll till företagets nya poddrivna framdrivningssystem. Många elektriska maskiner med roterande axlar utsätts för skador på grund av flödet av elektriska laddningar genom axeln och komponenter med hög resistanselektrisk kontakt. Det är därför viktigt att mildra denna inducerad axelspänning, antingen genom isolering eller genom att ändra urladdningsvägen. Avhandlingen syftar till att identifiera konceptlösningar för jordning av propelleraxlar som är kostnadseffektiva, kräver lågt underhåll och uppfyller prestandakraven fastställda av företaget. En systematisk utvecklingsprocess används över hela projektet som består av fyra huvudaktiviteter. Den första aktiviteten är att skapa en kravspecifikation baserat på information från kunder, förstudie och kunskapssökning. Förundersökningen genererade en grundläggande kunskapsbas för olika jordningsmetoder och de tribologiska aspekterna för glidande elektrisk kontakt. Den andra aktiviteten består av att generera koncept genom att ta fram huvudlösningar och dellösningar för varje genererat koncept baserat på kriterierna i den framtagna kravspecifikationen. För att underlätta processen är huvuduppgiften för enheten indelad i två kategorier, en med fokus på kontaktmetod och den andra montering av enheten. Den tredje aktiviteten är utvärdering och poängsättning av utvecklade lösningar för att göra det slutliga konceptet. Den fjärde och sista aktiviteten är att skapa en produktbeskrivning av det valda konceptet baserat på layout och detaljerade tekniska aspekter. De slutliga resultaten av avhandlingen är en produktbeskrivning av ett "Multiple fiber brushes" jordningsenhetskoncept, med en lösning på hur man optimerar design och prestanda parametrar för en viss specifik slitstyrka. En grundläggande konstruktionslösning presenteras med optimerade prestandaparametrar som är lämpliga för prestandakraven i företagets nya poddrivna framdrivningssystem. Tre framtida projekt kan tas fram från resultaten av denna avhandling. Dessa potentiella projekt kan mer ingående titta på den strukturella utformningen av jordningsanordningen, val av komponentmaterial och praktisk prestationstestning av en fiberborste prototyp. / This master thesis project has been done at Rolls-Royce AB (now known as Kongsberg Maritime as of April 1st2019) located in Kristinehamn, Sweden. The focus of the thesis is to develop a low maintenance propeller shaft earthing device for the company’s new podded propulsion system. Many electrical machines with a rotating shaft are exposed to damage due to the flow of electrical charges through the shaft and components with high resistance electrical contact. It is therefore important to mitigate this induced shaft voltage either by insulation or by altering the discharge path.  The thesis purpose is to identify concept solutions for earthing of propeller shafts that are cost effective, requires low levels of maintenance and fulfills performance requirements. A systematic development process is used throughout the project, which consists of four main activities. The first activity is to create a requirement specification from customer input, pre-study and knowledge search. The pre-study generated a fundamental base of knowledge for different earthing methods and the tribological aspects for sliding electrical contact.  The second activity is generating concepts by deriving main solutions and sub-solutions for each generated concept based on the criteria in the developed requirement specification. To make the process easier the main function of the device is divided into two categories, one focusing on contact method and the other assembly.  The third activity is evaluation and scoring of developed solutions to make the final concept selection. The fourth and final activity is to create a product description of the selected concept based on layout and detailed engineering aspects. The final results of the thesis is a product description of a  “multiple fiber brushes” earthing device concept, with a solution on how to optimize design and performance parameters for a certain specific wear rate. A fundamental construction solution is presented with optimized performance parameters suitable for the performance demands of the company’s new podded propulsion system. Three future projects could be extracted from the results of this thesis. These potential projects will in more detail focus on the structural design of the earthing device, component material selection and practical performance testing of a fiber brush prototype.

Lantmännen is a Swedish agricultural cooperative in agriculture, machinery, bioenergy and food. With over 10,000 employees and 5 divisions, Lantmännen is the Nordic region’s largest ethanol manufacturer. In the Energy division business area are Agroetanol, which produces sustainable ethanol that is used for, among other things, biofuels. To produce ethanol, grains such as wheat, barley, triticale, corn and rye are mixed. The grain is purchased through forward contracts for up to a year before it is used in production. Depending on which mixture of grain is used, the amount of ethanol that is produced differs. Therefore, is it of great importance which mixture is used. Agroetanol currently use mixtures based on what is available in the procured contracts and production stocks, without regard to ethanol yields. The purpose of the master thesis is to provide a basis for Lantmännen Agroetanol that can help the company choose which mixture of raw grain is most suitable in relation to the ethanol yield. The main goal of the thesis is to create a model for calculating the expected ethanol yield in the production of specific mixtures, as well as an optimization model to optimize which mixtures are to be used from available stocks at each quarter. To achieve the goal, a statistical model was created based on data from Agroetanol. The model was created using a regression analysis in several steps. The steps began with a literature search on similar studies to determine what form the predictable model would take. At the same time as the literature search was ongoing, several interviews were conducted with staff from Agroetanol. The interviews aimed to collect historical data regarding ethanol production at the plant, as well as a survey of how the production was carried out and how the plant functioned. Based on the historical data collected, a statistical model could be produced. The model can be used to estimate the expected ethanol yield of different combinations of raw grains. The standard error of the regression was 1.3898 percentage points. The model can be used to determine the amount of each grain to be procured, to have a high ethanol yield. Based on the regression model, a mathematical mixing model for grains (BMFS) was created with the goal to plan how the available grain should be distributed in different mixtures. BMFS was based on the information about Agroetanol’s processes and production facility obtained through interviews. The model’s solution consists of which grains are to be included in each mixture for each week, how much of each grain is to be included in the mixture, from which contract the grain is to be procured and in which silo at Agroetanol it is to be stored before it is used in production. BMFS was optimized in AMPL as an optimization model, with the BARON solver. The solution is time consuming and therefore EpsR is used to make the solution easier. The EpsR value means that Baron stops looking for better solutions if the objective functioan value does not become better than the EpsR value. With the help of the regression model and BMFS, Agroetanol can improve its long-term production planning. With the regression model, they can already, when buying grain, plan according to which mixtures give the highest ethanol content. The solution from BMFS means that Agroetanol can plan the ethanol production for the entire quarter before the quarter begins. / Lantmännen är ett svenskt lantbrukskooperativ inom lantbruk, maskin, bioenergi och livsmedel. Med över 10 000 anställda och 5 divisioner är Lantmännen Nordens största etanolproducent. I divisionen Energi finns affärsområdet Agroetanol där tillverkningen av hållbar etanol som används till bland annat biodrivmedel. För att tillverka etanol används spannmål såsom vete, korn, rågvete, majs och råg. Spannmålen inhandlas genom forwardkontrakt i upp till ett år innan de används i produktionen. Beroende på vilken blandning spannmål som används skiljer sig etanolhalten åt och därav är det av stor betydelse vilken blandning som används. I dagsläget väljer Agroetanol sina blandningar utefter vad som finns i tillgängligt i de upphandlade kontrakten och produktionslagren utan hänsyn till etanolutbytet. Syftet med examens-arbetet är att bidra med ett underlag för Lantmännen Agroetanol som kan hjälpa företaget att välja vilken blandning av spannmålsråvaror som är mest lämplig i förhållande till etanolutbytet. Examensarbetets huvudmål blev därmed att skapa en statistisk modell för att beräkna förväntad etanolutbyte, samt en matematisk blandningsmodell för att optimera vilka blandningar som ska användas utifrån de tillgängliga spannmålen vid varje kvartal. För att uppnå målet skapades en statistisk modell baserad på data från Agroetanol. Modellen skapades med hjälp av en regressionsanalys i flera steg. Stegen började med en litteratursökning kring liknande studier för att avgöra vilken form prediktormodellen skulle ha. Samtidigt som litteratursökningen pågick genomfördes flera intervjuer med personal från Agroetanol. Intervjuerna syftade till att samla in historisk data angående etanolproduktionen på anläggningen, samt en kartläggning över hur produktionen genomfördes och hur anläggningen fungerade. Baserat på den historiska data som samlades in kunde en regressionsmodell framställas. Modellen kan användas för att uppskatta förväntat etanolutbyte vid olika fördelningar av spannmålen i blandningarna. Regressionens standardavvikelse hamnade på 1,3898 procentenheter. Modellen kan användas för att avgöra vilken mängd av varje spannmål som ska införskaffas för att ge ett högt etanolutbyte. Utifrån regressionsmodellen skapades en matematisk blandningsmodell för spannmål (BMFS), vars mål är att planera hur det tillgängliga spannmålet ska fördelas i olika blandningar. BMFS baserades på information kring Agroetanols processer och produktionsanläggning som införskaffats genom intervjuer. Modellens lösning består av vilka spannmål som ska ingå i varje blandning för varje vecka, hur stor del av varje spannmål ska ingå i blandningen, från vilket kontrakt ska spannmålet införskaffas och i vilken silo hos Agroetanol det ska lagras innan det används i produktionen. BMFS optimerades i AMPL som en optimeringsmodell, med lösaren BARON. Lösningen är tidskrävande och därav används EpsR för att göra lösningen lättare. EpsR-värdet innebär att Baron slutar leta bättre lösningar ifall målfunktionsvärdet inte blir bättre än EpsR-värdet. Med hjälp av regressionsmodellen och BMFS kan Agroetanol planera sin produktion mer långsiktigt. Med hjälp av regressionsmodellen kan de redan vid inköp av spannmål planera utefter vilka blandningar som ger högst etanolhalt. BMFS lösning bidrar till att Agroetanol kan planera produktionen av etanol för ett helt kvartal, innan kvartalet påbörjas. / <p>Examensarbetet är utfört vid Institutionen för teknik och naturvetenskap (ITN) vid Tekniska fakulteten, Linköpings universitet</p>

Denna rapport behandlar kandidatprojektet Optily som utförts av 8 studenter på Tekniska högskolan vid Linköpings universitet. Hela processen från planering och utveckling till resultatet av den slutgiltiga produkten presenteras och diskuteras. Även erfarenheter som fångats upp av projektgruppen under denna process behandlas. Företaget Ionbond Sweden AB, som är kund i projektet, arbetar med ytbeläggning av rundskaftade föremål. För att underlätta planeringen av hur deras beläggningskammare ska packas har ett datorprogram kallat Optily utvecklats av projektgruppen. Detta har med framgång ökat effektiviteten i packningen av maskinerna vilket leder till ökad omsättning eftersom fler föremål kan köras tillsammans. Utöver ökad omsättning bidrar detta också till att hjälpa Ionbond Sweden AB att nå sina uppsatta miljömål. Programmet har även lyckats förbättra arbetssituationen för de anställda genom att på förhand visa hur maskinerna ska packas och vilka ordrar som då kommer få plats. Genom att integrera systemet med Ionbond Sweden AB:s nuvarande produktdatabas hanteras alla olika produkter som kan behöva ytbeläggas. Packningens utformning tas sedan fram genom att placera objekten med hjälp av en optimeringsalgoritm vilken når ett resultat som konsekvent är bättre än vad planeringsansvarig tidigare lyckats med. Resultatet av optimeringen visualiseras sedan med hjälp av en schematisk bild på hur objekten ska placeras i beläggningskammaren för att på bästa sätt utnyttja den tillgängliga volymen.

Saab är ett ledande företag på marknaden inom försvar- och säkerhetslösningar. De levererar produkter, tjänster och lösningar inom både militärt försvar och civil säkerhet. Saab Aeronautics tillverkar och utvecklar stridsflygplanet JAS 39 Gripen. Saab har en pågående affär med det brasilianska flygvapnet som inkluderar produktion och utveckling av totalt 36 stycken stridsflygplan av modellerna Gripen E och Gripen F. Planering kan ske på strategisk, taktisk eller operativ nivå. Om leveranstiden till kunden är lång är det vanligt att den strategiska och taktiska nivån slås samman, vilket också är fallet på Saab där nivåerna slagits samman och benämns som huvudplanering. Huvudplaneringen har som uppgift att ta fram ett huvudprogram för produktion av Gripen med en planeringshorisont på tio år. För att produktionen ska vara effektiv är det viktigt att huvudprogrammet är så bra utformat som möjligt, samt att det inkluderar alla avtalade teknikutbyten. I dagsläget har huvudplaneringen inget optimeringsverktyg som på ett systematiskt vis inkluderar de faktorer som bör tas hänsyn till vid framtagandet av ett huvudprogram. Syftet med examensarbetet är att utreda vad som krävs för att huvudplaneringen ska kunna ta hänsyn till fler faktorer vid framtagande av huvudprogram. En matematisk modell för Saab togs fram och därefter var planen att implementera den i Excel, eftersom huvudplaneringen använder denna programvara i dagsläget. Under arbetets gång upptäcktes det att Excel har begränsningar som gjorde att det inte var möjligt att implementera den matematiska modellen enligt den matematiska notationen. En avvägning om att endera fokusera på implementerbarhet eller teknisk noggrannhet gjordes och implementerbarhet valdes. Ett verktyg som inkluderar de krav som anges i den matematiska modellen skapades i Excel. För att verifiera den matematiska modellen implementerades den i optimeringsverktyget AMPL. Därefter gjordes en jämförelse mellan de olika verktygen för att visa på eventuella skillnader i resultatet som de genererade. Arbetet resulterade i en matematisk modell för Saab och ett verktyg i Excel. Modellen tar hänsyn till olika typer av teknikutbyte, att ledtiden är inom tillåtet tidsspann för varje aktivitet och att glapptider minimeras. Verktyg i Excel tar hänsyn till faktorerna som inkluderades i den matematiska modellen. För att målet ska uppnås krävs djupare utredning kring befintliga programvaror eller att investera i en ny programvara. / Saab is a global company within defense and security, and they deliver products, services and solutions within military defense and civil security. The business area Aeronautics develop and produce the aircraft system JAS 39 Gripen. Saab has a contract with the Brazilian air force which includes development and production of 36 aircraft systems. There are three different levels of planning, strategical, tactical and operational. It is common to merge the strategical and tactical level if the delivery time is long. The strategical and tactical level at Saab is one unit and they are called Master Planning. The main task for Master Planning is to create a master production schedule with a planning horizon of ten years. It is important that the master production schedule includes all technological transfers and that the schedule is as efficient as possible. They do not use any technological tool that systematically includes all factors that needs to be taken into account when creating a schedule. The aim with this master thesis is to investigate how more factors can be integrated when developing the master production schedule. A mathematical model for Saab was created. Then the plan was to implement the mathematical model in Excel, since the Master Planning use this tool currently. During the implementation it was discovered that Excel has limitations that makes it impossible to implement the mathematical model according to the mathematical notation. A tradeoff was made, to either focus on implementability or technological accuracy, and implementability was chosen. Then a tool was created in Excel, which includes the requirements from the mathematical model. To verify the mathematical model, it was implemented in the optimization tool AMPL. Then a comparison between Excel and AMPL was made, to be able to show possible differences. The result of the master thesis is a mathematical model for Saab and a tool in Excel. The mathematical model includes different types of technological transfer, lead time requirements and minimization of gap time. The tool in Excel includes the requirements which is specified in the mathematical model. To be able to achieve the goal, an investigation must be done to find out if Saab can use any existing software at the company or if they need to invest in a new type of software.