Plattrambron är Sveriges vanligaste typ av bro och utgör nästan hälften av Sveriges brobestånd. I den här studien har det utförts en jämförelse mellan två produktionssätt för plattrambroar utifrån ett livscykelperspektiv. Studien bygger på att jämföra olika produktionsmetoder utifrån kostnad- och miljösynpunkt där förslag till förbättringar redogörs för att förenkla valet av produktionsmetod. Fokus mot hållbar infrastruktur ökar och att ur ett livscykelperspektiv jämföra olika produktionssätt kan leda till minskad miljöpåverkan och vinster ur ett kostnadsperspektiv. Denna fallstudie visar att prefabricerat produktionssätt kan ge stora besparingar med hänsyn till klimat och ekonomi. Fallstudien omfattas av kvalitativa interjuver med aktörer i branschen och beräkningar har utförts enligt livscykelkostnad- och livscykelanalysers normer. Möjlighet till ytterligare materialbesparingar finns för båda produktionssätten om ändring av kraven för brobyggande sker, då krav på utformning hämmar möjligheten till nya och bättre lösningar. Studiens resultat visar att det genom rätt val av produktionsmetod är möjligt att sänka emission av koldioxid, minska energiåtgång och sänka kostnader för infrastrukturen. Ytterligare vinster kan erhållas om ändringar av kraven utförs. / Flat frame bridges are the most common type of bridge in Sweden and constitutes almost half of all bridges in Sweden. In this study, a comparison between two production methods of flat frame bridges from a lifecycle perspective has been conducted. The study is built on comparing production methods from cost and environmental viewpoints where suggestions for improvements are presented to facilitate the choice of production method. Focus on environmentally sustainable constructions is increasing and by comparing different production methods from a lifecycle perspective it is possible to decrease environmental impact and increase cost-efficiency. The results of this case-study show that prefabricated production method offers greater savings regarding environment as well as economy. The possibility of further material savings exists for both production methods, prefabricated and site-cast, if changes of the regulations regarding bridge construction are made, as current regulations on design inhibits possibilities of new and better solutions. The result of the study shows that by choosing the right production method it is possible to decrease emissions of carbon dioxide, reduce energy consumption and costs for the infrastructure. Further gains can be made if regulations are changed.

Detta examensarbete har gjorts direkt mot båda författarnas inriktning inommaskiningenjörsprogrammet. Inriktningen är produktionsutveckling ochexamensarbetet har inneburit utveckling av ett paketeringssystem från grundenbaserat på ett enklare befintligt system. Det nuvarande systemet som finns påKvibilles mejeri har föråldrad utrustning och dålig kapacitet, vilket mejeriet villeförbättra. Projektet har gett författarna möjlighet att testa och utvidga sina kunskaperinom sitt utbildningsområde. Det som utförts i projektet har inneburit mycket informationssökande, teorin bakominnefattar bl.a. produktionssystem, arbetsplatsergonomi, modeller förproduktionsutveckling, direktiv, regler och utvärderingsmetoder samt givetvis dataom de maskiner och den utrustning som varit intressant för projektet. Det harförutom informationssökning inneburit kontakt med en rad olika maskinleverantörerför att få information och priser. Metodiken som används bestämdes under projektets förstudie, metoden är utveckladav Bellgran & Säfsten (2005) och är en ren produktionsutvecklingsmetod. Metodenhar följts till de delar som varit intressanta och vissa delar såsom driftsättning harförbisetts då resultatet av projektet inte realiserats. Metoden innebar bl.a. en studie avnuvarande och liknande produktionssystem samt intervjuer med dess operatörer. Projektets gång ledde till ett antal koncept för en helt ny paketeringslinje som inte harmånga likheter med den nuvarande linjen och dess arbetssätt. Författarna är mycketnöjda med det resulterande slutgiltiga konceptet och de fördelar konceptet innebärsom är av både teknisk och ekonomisk karaktär. Huvudresultaten inkluderar 50%ökad kapacitet och minskade manuella tunga moment som lett till minskat behov avoperatörer. / This thesis is in line with the two author’s orientation within the mechanicalengineering program. The orientation is production development and the project hasbeen to develop a new packaging line based on a simple existing one. The existingsystem is located in a dairy plant and have old equipment and low capacity which theplant want to improve. The project has given the authors opportunity to use andwiden their knowledge within their area of education.The project includes a lot of research, the theory behind the project is amongst otherthings; production systems, evaluation systems, work ergonomics, models forproduction development, directives, rules and data for the machines and equipmentneeded for the project. Contact has been made with several machine suppliers to findinformation and to get prices. The method used was decided during the projects background study, the method isdeveloped by Bellgran & Säften (2005) and is a method designed purely forproduction development. Only applicable parts of the method has been used whichmeans that some parts where left out such as the part for deployment since theproject won’t be realized as of now. The method included a study of the currentsystem and similar production systems as well as interviews with the staff. This project has led to a number of concepts for a new production system that worksvery different compared to the old system. The authors are very pleased with theresulting new final concept and the improvements it lead to which is technical andeconomical. The main results is 50% improved capacity and reduced heavy manualtasks which has resulted in less need of line operators.

Natural ventilation is the dominating ventilation process in ancient buildings like churches, and also in most domestic buildings in Sweden and in the rest of the world. These buildings are naturally ventilated via air infiltration and airing. Air infiltration is the airflow through adventitious leakages in the building envelope, while airing is the intentional air exchange through large openings like windows and doors. Airing can in turn be performed either as single-sided (one opening) or as cross flow ventilation (two or more openings located on different walls). The total air exchange affects heating energy and indoor air quality. In churches, deposition of airborne particles causes gradual soiling of indoor surfaces, including paintings and other pieces of art. Significant amounts of particles are emitted from visitors and from candles, incense, etc. Temporary airing is likely to reduce this problem, and it can also be used to adjust the indoor temperature. The present study investigates mechanisms and prediction models regarding air infiltration and open-door airing by means of field measurements, experiments in wind tunnel and computer modelling. In natural ventilation, both air infiltration and airing share the same driving forces, i.e. wind and buoyancy (indoor-outdoor temperature differences). Both forces turn out to be difficult to predict, especially wind induced flows and the combination of buoyancy and wind. In the first part of the present study, two of the most established models for predicting air infiltration rate in buildings were evaluated against measurements in three historical stone churches in Sweden. A correction factor of 0.8 is introduced to adjust one of the studied models (which yielded better predictions) for fitting the large single zones like churches. Based on field investigation and IR-thermography inspections, a detailed numerical model was developed for prediction of air infiltration, where input data included assessed level of the neutral pressure level (NPL). The model functionality was validated against measurements in one of the case studies, indicating reasonable prediction capability. It is suggested that this model is further developed by including a more systematic calibration system for more building types and with different weather conditions. Regarding airing, both single-sided and cross flow rates through the porches of various church buildings were measured with tracer gas method, as well as through direct measurements of the air velocity in a porch opening. Measurement results were compared with predictions attained from four previously developed models for single‑sided ventilation. Models that include terms for wind turbulence were found to yield somewhat better predictions. According to the performed measurements, the magnitude of one hour single-sided open-door airing in a church typically yields around 50% air exchange, indicating that this is a workable ventilation method, also for such large building volumes. A practical kind of diagram to facilitate estimation of suitable airing period is presented. The ability of the IDA Indoor Climate and Energy (IDA-ICE) computer program to predict airing rates was examined by comparing with field measurements in a church. The programs’ predictions of single-sided airflows through an open door of the church were of the same magnitude as the measured ones; however, the effect of wind direction was not well captured by the program, indicating a development potential. Finally, wind driven air flows through porch type openings of a church model were studied in a wind tunnel, where the airing rates were measured by tracer gas. At single-sided airing, a higher flow rate was observed at higher wind turbulence and when the opening was on the windward side of the building, in agreement with field measurements. Further, the airing rate was on the order of 15 times higher at cross flow than at single-sided airing. Realization of cross flow thus seems highly recommendable for enhanced airing. Calibration constants for a simple equation for wind driven flow through porches are presented. The measurements also indicate that advection through turbulence is a more important airing mechanism than pumping.   The present work adds knowledge particularly to the issues of air infiltration and airing through doors, in large single zones. The results can be applicable also to other kinds of large single-zone buildings, like industry halls, atriums and sports halls. / Naturlig ventilation är den dominerande ventilationsprocessen i äldre byggnader såsom kyrkor, och även i de flesta småhus i Sverige och övriga delar av världen. Luftinfiltration och vädring utgör viktiga komponenter i naturlig ventilation, där luftinfiltration är luftflöde genom oavsiktliga läckage i byggnadsskalet, medan vädring är avsiktligt luftutbyte genom stora öppningar såsom fönster och dörrar/portar. Vädring kan i sin tur ske ensidigt (genom en öppning) eller som tvärdrag (genom två eller flera öppningar belägna på olika ytterväggar). Det totala luftutbytet påverkar värmeförluster och inomhusluftens kvalité. I kyrkor orsakar avsättning av luftpartiklar en gradvis nedsmutsning av invändiga ytor, inklusive väggmålningar och andra konstföremål. Betydande mängder partiklar avges från besökare, tända ljus, rökelse, o.d. Tillfällig vädring kan minska detta problem, men även användas för att justera innetemperaturen. Föreliggande studie analyserar mekanismer och predikteringsmodeller gällande luftinfiltration och dörrvädring genom fältmätningar, vindtunnelförsök och datorsimuleringar. Luftinfiltration och vädring har samma drivkrafter, d.v.s. vind och termik (inne‑ute temperaturskillnader). Båda dessa drivkrafter är svåra att predicera, särskilt vindinducerade flöden och kombinationen av termik och vind. Två av de mest etablerade modellerna för luftinfiltrationsprediktering i byggnader har utvärderats via mätningar i tre kulturhistoriska stenkyrkor i Sverige. En korrigeringsfaktor av 0,8 föreslås för bättre prediktion av den ena modellen (som gav bäst resultat) gällande höga en-zonsbyggnader såsom kyrkor. En detaljerad numerisk modell är utvecklad för luftinfiltrationsprediktering, där indata baseras på fältundersökningar, inkl. IR-termografering och uppmätt av neutrala tryckplanet (NPL). Modellens funktionalitet har validerats via mätningar i en av fallstudierna och pekar på tämligen god prediktionsprestanda. Vidare utveckling av modellen föreslås, inkl. ett mer systematiskt kalibreringssystem, för olika typer av byggnader och väderförhållanden. Gällande vädring mättes både ensidigt flöde och tvärdrag genom portar i olika kyrkobyggnader med hjälp av spårgas samt direkta lufthastighetsmätningar i portöppning. Mätresultaten jämfördes med erhållna prediktioner från fyra tidigare utvecklade modeller för ensidig ventilation. De modeller som tog hänsyn till vindturbulens gav något bättre resultat. Enligt utförda mätningar medför en timmes ensidig portvädring i en kyrka cirka 50 % luftutbyte, vilket indikerar att detta är en tillämpbar ventilationsmetod, även för så pass stora byggnadsvolymer. Ett särskilt vädringsdiagram presenteras, som syftar till att underlätta uppskattning av erforderlig vädringsperiod. Vidare studerades predikteringsprestanda hos IDA Indoor Climate and Energy (IDA-ICE) simuleringsprogram avseende vädring, där simuleringsdata jämfördes med fältmätningar i en kyrka. Programmets prediktion av ensidigt luftflöde genom en öppen kyrkport var av samma storlekordning som det uppmäta; dock klarade programmet inte av att hantera inverkan av vindriktning så väl, vilket pekar på en utvecklingspotential. Avslutningsvis undersöktes vinddrivet flöde igenom portöppningar i en kyrkmodell i vindtunnel, där luftomsättningen mättes med hjälp av spårgasmetoden. Vid ensidig vädring observerades högre flöde vid högre vindturbulens och när öppningen var på vindsidan av byggnaden, i överensstämmelse med fältmätningarna. Dessutom var vädringsflödet vid tvärdrag i storleksordningen 15 högre än det vid ensidig vädring. Det verkar alltså som att man kan öka vädringstakten avsevärt om man kan åstadkomma tvärdrag. Kalibreringskonstanter presenteras också för en enkel ekvation för vinddrivet flöde genom portar. Vindtunnelstudien indikerar vidare att advektion genom turbulens är en viktigare vädringsmekanism än pumpning. Föreliggande arbete bidrar med kunskap speciellt kring luftinfiltration och vädring genom portar i höga en-zonsbyggnader. Resultaten kan även vara tillämpliga på andra typer av höga en-zonsbyggnader såsom industrihallar, atrier/ljusgårdar och idrottshallar. / Church project

Under hösten 2019 har Vattenfall Research & Development byggt en experimentell jordfyllningsdamm i Älvkarleby med dimensionerna 20x15x4 meter. Delar av experimentdammen är konventionellt konstruerade och har installerats med geoteknisk utrustning som utgörs av bland annat inklinometrar och portrycksgivare. Andra delar av experimentdammen har byggts in med defekter som ska representera åldersrelaterade skador eller utförandefel vid konstruktion. Experimentdammen ger möjlighet att under realistiska och kontrollerade förhållanden studera det mekaniska beteendet i samband med fyllning av vatten och vidare drift med hjälp av den geotekniska instrumenteringen samt med stöd av numerisk modellering. I detta examensarbete, som utgör en del av Luleå tekniska universitets forskningsprojekt mot experimentdammen, har experimentdammens beteende i form av deformationer och portryck studerats under uppfyllnad och drift fram till sommaren 2021. Detta har utförts genom simuleringar i det finita elementprogrammet PLAXIS 2D 2019 för en tvärsektion av experimentdammen i plant-deformationstillstånd. Mätpunkterna i modellen har baserats på faktisk placering av den geotekniska instrumenteringen. Den finita elementmodellen av experimentdammen har konstruerats och fyllts med vatten enligt dokumentation från fält. En flödes-deformationsanalys, med den konstitutiva modellen Hardening Soil och den hydrauliska modellen van Genuchten, har tillämpats för att modellera den simultana utvecklingen av portryck och deformationer under uppfyllnad. Materialparametervärden för den finita elementmodelleringen har erhållits från Vattenfall R&D, relevant litteratur och från fält- och laboratorieförsök. I fält har vattenvolymeterförsök utförts på tätkärnan och i laboratoriemiljö har modifierad proctorpackning, dränerade konventionella triaxialförsök, permeabilitetsförsök och övertryckskapillarimeterförsök utförts på tätkärnans material. Resultatet från övertryckskapillarimeterförsök har anpassats mot den hydrauliska modellen van Genuchten för att uppskatta en vattenbindningskurva som beskriver det icke-linjära förhållandet mellan jordens vatteninnehåll och porundertryck, det vill säga det omättade förhållandet. Vattenbindningskurvor för övriga materialzoner har uppskattats baserat på litteratur. Verktyget PLAXIS SoilTest har använts för att optimera materialparametervärden för tätkärnan mot resultat från utförda triaxialförsök. Materialparametrarna E50ref, Eoedref, Eurref, m, c, och ϕ har optimerats fram till brott i triaxial belastning. En känslighetsanalys har utförts för reduktion av filterzonernas och stödfyllningens styvhetsmoduler och deras inverkan på horisontella deformationer i dammkroppen under uppfyllnad. Känslighetsanalysen indikerar att finfiltrets styvhetsmoduler har störst inverkan och grovfiltrets styvhetsmoduler har minst inverkan på de horisontella deformationerna. Studiens resultat visar att magnituden av horisontella och vertikala deformationer kommer vara som störst i den övre delen av dammkroppen och uppgår där till 3,5 respektive 4,0 mm. Dammkroppens huvudsakliga rörelse kommer vara i nedströms riktning och det observerades hur en kontaktzon mellan uppströms filterzon och tätkärnan utgör en gräns för riktning av deformationer. Faktiskt uppmätta rörelser i installerade inklinometrar kunde inte jämföras mot deformationer i den finita elementmodellen eftersom författarens tolkning indikerar på att botten av inklinometrarna har rört på sig, och mätpunkterna i botten av modellen är fixerade. Modellen visar hur en fördröjd utveckling av vattenmättnad sker genom tätkärnan, där uppströms sida av tätkärnan reagerar snabbare på förändringar i vattennivå jämfört med nedströms sida av tätkärnan som uppvisar en fördröjd respons. Vid en sänkning av vattennivån observerades hur tätkärnan håller kvar vatten ovan portryckslinjen medan de grövre materialen dränerar i takt med vattennivåns sänkning. Utvecklingen av de simulerade portrycken i modellen under uppfyllnad och drift överensstämmer bra med de uppmätta portrycken i experimentdammen, när portrycken är positiva. Det observeras hur den finita elementmodellen överskattar negativa portryck (porundertryck). Portrycken i modellen når ett stadigt tillstånd ungefär 115 dagar efter att fyllningen av vatten påbörjats. Den finita elementmodellen lyckas att återge det teoretiska beteendet av jordfyllningsdammar under fyllning i form av huvudsakliga riktningar av deformationer och utveckling av vattenmättnad i tätkärnan. Denna studie bidrar till en djupare förståelse för experimentdammens, och i allmänhet jordfyllningsdammars, mekaniska beteende under uppfyllnad. Resultaten från den finita elementmodellen kan ur ett dammsäkerhetsperspektiv användas för erhålla indikationer på utvecklingen av deformationer, portryck och vattenmättnadsgrad i jordfyllningsdammar under uppfyllnad, och även under en tillfällig sänkning av vattennivån under den första fyllningen. Studien ger också indikationer på vilka materialparametrar som är viktiga vid numerisk modellering av mekaniskt beteende i jordfyllningsdammar. / During the autumn of 2019, Vattenfall Research & Development constructed an experimental embankment dam in Älvkarleby with the dimensions 20x15x4 metres. Parts of the experimental dam are conventionally constructed and have been equipped with geotechnical instrumentation which consist of, among other things, inclinometers and pore pressure transducers. Other parts of the experimental dam have built in defects to represent age-related damages or execution errors during construction. The experimental embankment dam provides the opportunity to, under realistic and controlled conditions, study the mechanical behaviour during filling of water and operation by means of the geotechnical instrumentation and the use of numerical modelling. In this master’s thesis, which forms part of Luleå University of Technology’s research project towards the experimental dam, the behaviour of the experimental dam in terms of deformations and pore pressures have been studied during filling and operation until the summer of 2021. This has been performed by simulations in the finite element program PLAXIS 2D 2019 for a cross section of the experimental dam under plane-strain conditions. Measuring points in the model have been based on the actual location of the geotechnical instrumentation. The finite element model of the experimental dam has been constructed and filled according to documentation from field. A fully-coupled flow deformation analysis, with the constitutive model Hardening Soil and hydraulic model van Genuchten, has been utilised to model the simultaneous development of pore pressure and deformations during filling. Values of material parameters for the finite element modelling have been received from Vattenfall R&D, relevant literature and from field- and laboratory tests. In the field, balloon tests have been performed on the core material. In laboratory environment, modified proctor compaction tests, drained conventional triaxial tests, permeability tests and pressure plate tests have been performed on the core material. Results from the pressure plate tests have been adapted to the hydraulic model van Genuchten to estimate a soil-water characteristic curve in order to describe the non-linear relation between the water content and suction in the soil, i.e. unsaturated conditions. Soil-water characteristic curves for the other material zones have been estimated based on literature. The tool PLAXIS SoilTest has been used to optimise material parameter values of the core against the results from conducted triaxial tests. The material parameters E50ref, Eoedref, Eurref, m, c, and ϕ have been optimised until failure in triaxial loading. A sensitivity analysis has been carried out, by reducing stiffness moduli of the filter zones and the shoulder material, to investigate the influence on horizontal deformations in the dam body during filling. The sensitivity analysis indicates that the stiffness moduli of the fine filter have the largest impact and the stiffness moduli of the coarse filter have the least impact on the horizontal deformations. The results of the study show that the magnitude of horizontal and vertical deformations will be largest in the upper part of the dam body and amounts to 3.5 and 4.0 mm, respectively. The main movement of the dam body will be in the downstream direction and it was observed how a contact zone between the upstream filter zone and the core forms a boundary for direction of deformations. Actual measured movements in the installed inclinometers could not be compared to deformations in the finite element model because the author’s interpretation indicates that the bottom of the inclinometers have moved, and the measuring points at the bottom of the model are fixed. The model shows how a delayed development of saturation occur through the core, where the upstream side of the core responds more quickly to changes in water level compared with the downstream side of the core which show a delayed response. At a lowering of the water level, it was observed how the core retains water above the phreatic line while the coarser materials drain as the water level decreases. Development of the simulated pore pressures in the model during filling and operation corresponds well with the measured pore pressures in the experimental dam, when the pore pressures are positive. It is observed how the finite element model overestimates negative pore pressures (suction). The pore pressures in the model reaches a steady state approximately 115 days after filling of water started. The finite element model succeeds in reproducing the theoretical behaviour of embankment dams during filling in terms of main directions of deformations and development of saturation in the core. This study contributes to a deeper understanding of the experimental dam, and in general mechanical behaviour of embankment dams during filling. The results from the finite element model can be used from a dam safety perspective to obtain indications on the development of deformations, pore pressures and degree of saturation in embankment dams during filling, and also for a temporary lowering of the water level during the first filling. The study also provides indications of which material parameters that are of importance in numerical modelling of mechanical behaviour in embankment dams.

Ett sätt för företag att öka lönsamhet och behålla marknadsandelar och konkurrenskraft är att ständigt förbättra sina produkter genom systematisk produktutveckling. Alfa Laval AB i Ronneby tillverkar lödda plattvärmeväxlare som förses med skyddslock och/eller skyddspluggar i flera storlekar och varianter under transport. Syftet med studien är därför att optimera skyddet med avseende på arbetsmiljö, miljö, lagerkapacitet och till en likvärdig eller lägre kostnad. Målet är att generera förbättringsförslag som ersätter de nuvarande transportskydden med ett fåtal standardskydd. Studien genomfördes som en fallstudie och följde den ingenjörsvetenskapliga Systems Engineering-metoden Design For Six Sigma (DFSS). DFSS-processen är uppdelad i fyra steg för att på ett systematiskt sätt uppnå önskat resultat och generera förbättringsförslag till fallföretaget. Studien resulterade i ett förbättringsförslag i form av en krympfilm som ersättande transportskydd. Förbättringsförslaget genererade även en reducering av antal storlekar och varianter med 80 %, vilket i sin tur reducerade lagernivåer. / One way for companies to increase profitability and maintain market shares and competitiveness is to constantly improve their products through systematic product development. Alfa Laval AB in Ronneby manufactures soldered plate heat exchangers which are provided with protective covers and/or protective plugs in several sizes and variants during transport. The purpose of this study is, therefore, to optimize the protection with regard to the work environment, environment, storage capacity and at an equivalent or lower cost. The goal is to generate improvement proposals that replace the current transport protections with a few standard protections. The study was conducted as a case study and followed the Engineering Scientific Systems Engineering method Design For Six Sigma (DFSS). The DFSS process is divided into four steps in order to systematically achieve desired results and generate improvement proposals for the case company. The study resulted in an improvement proposal in the form of a shrink film as a replacement for the transport protection. The improvement proposal also generated a reduction of 80 % in the number of sizes and variants, which in turn reduced stock levels.

This thesis aims to improve a satellite communication network which carries both data streams and Voice over IP (VoIP) communication sessions with resource reservation. The resource reservations are made using the standard protocols for Traffic Engineering: MPLS-TE and RSVP-TE. The goal of this thesis project is to optimize the number of concurrent VoIP calls that can be made, in order to use the available bandwidth while maintaining a guaranteed Quality of Service (QoS) level, which is not possible in the existing system. This thesis proposes and evaluates a solution to this optimization problem in the specific context of a satellite modem system that was developed by Thales Communications. This optimization improves the system's ability to carry VoIP communications through better use of the available transmission resources. A solution to this problem would also increase the  exibility in bandwidth allocation within the modem system, and could provide a framework for future development. The proposed solution allows all of the reservable bandwidth to be used.  The amount of reservable bandwidth must be at least a little lower than the channel's available bandwidth in order to avoid congestion. Some areas of future work are proposed. / Detta projekt har försökt förbättra ett datornätverk bestående av satelliter som används till både data och Voice over IP (VoIP) kommunikation. VoIP använder sig av resursreservation som bestäms av standardprotokollen för Traffic Engineering, MPLS-TE och RSVP-TE.  Målet är att optimera antalet samtidiga VoIP samtal så att det mesta av den befintliga bandbredden kan utnyttjas samtidigt som Quality of Service (QoS) kan garanteras. Detta är omöjligt i det befintliga systemet. Projektet föreslår en lösning för problemet med modemet som utvecklas av Thales Communications och utvärderar därefter lösningen. Dessa optimeringar förbättrar systemets förmåga att driva VoIP kommunikationer genom att bättre använda de befintliga resurserna. En lösning för det här problemet skulle höja systemets flexibilitet och kunna användas som underlag för kommande utvecklingar. Tack vare lösningen kan hela utsedda bandbredden reserveras. Antalet bandbredd som kan reserveras måsta vara minst lite lågre än total befintling bandbredd för att undvika överbelastning. även några möjliga ideer för vidare undersökning föreslås. / Ce projet a pour but d'améliorer un réseau de communication par satellite utilisé pour transporter des flux de données ainsi que des sessions de communication Voix sur IP (VoIP) avec réservation de ressources. Les réservations sont prises en charge par les protocoles standard de Traffic Engineering que sont MPLS-TE et RSVP-TE. L'objectif de ce projet est d'optimiser le nombre d'appels VoIP pouvant être passés en parallèle afin d'utiliser autant de bande passante que possible tout en offrant un niveau de Qualité de Service (QoS) garanti, chose impossible dans le système actuel. Ce rapport propose et évalue une solution à ce problème d'optimisation dans le contexte spécifique du modem satellite développé par Thales Communications. Ces optimisations amélioreraient la capacité du système à transporter des communications VoIP grâce à une meilleure utilisation des ressources disponibles pour la transmission. Une solution à ce problème rendrait aussi l'allocation de ressources plus flexible au sein du système, et pourrait fournir une base à de futurs développements. La solution proposée permet l'utilisation de toute la bande passante réservable. La quantité réservable doit être un peu inférieure à la bande passante totale disponible afin d'éviter la congestion. Les résultats de ces évaluations sont exposés. Enfin, ce rapport propose de futurs développements possibles.

Fotosyntes är central för vår överlevnad. I denna studie har en artificel ljuskälla reglerats för att optimera fotonintensiteten då intensiteten från solen varit för låg. Fokus är lagt på PAR-vågbandet vilket är de våglängder som anses ha störst inverkan på fotosyntes. En kalibrerad sensor användes för att ge pålitliga mätvärden av fotonintensiteten. En billig sensor konstruerades för mätning av densamma och även manuell mätning med lux-meter där värdena konverterades till fotonintensitet. För att studera hur tillväxten påverkas av fotonintensiteten har en testgrupp och en kontrollgrupp med morötter används. Morötterna placerades i ett växthus under liknande förutsättningar med avseende på till exempel näring och värme. Testgruppen fick tillgång till artificellt ljus då intensiteten från solen var för låg under dagstid. Kontrollgruppen fick endast tillgång till solljus. Tillväxten för testgruppen blev större än för kontrollgruppen. För vidare forskning skulle en steglös reglering av fotonbombardemanget kunna optimera processen. Denna förbättring innebär ekonomisk besparing i form av högre biologisk tillväxt vid lägre energiförbrukning. Slutsatsen av denna studie är att optimering av fotonbombardemang kan medföra ekonomisk besparing och även minskad negativ miljöpåverkan på grund av lägre energiförbrukning. / Photosynthesis is central to our survival. In this study, an artificial light source has been regulated to optimize the photon intensity when the intensity from the sun has been too low. The focus is on the PAR waveband, which are the wavelengths that are considered to have the greatest impact on photosynthesis. A calibrated sensor was used to provide reliable measurements of the photon intensity. An inexpensive sensor was designed for measuring the same and also manual measurement with lux-meter where the values ​​were converted to photon intensity. To study how growth is affected by photon intensity, a test group and a control group with carrots were used. The carrots were placed in a greenhouse under similar conditions with regard to, for example, nutrition and heat. The test group gained access to artificial light when the intensity from the sun was too low during the day. The control group only had access to sunlight. The growth for the test group was greater than for the control group. For further research, a stepless regulation of photon bombardment could optimize the process. This improvement means economic saving in the form of higher biological growth at lower energy consumption. The conclusion of this study is that optimization of photon bombardment can lead to economic saving and also reduced negative environmental impact due to lower energy consumption.

Följande studie är utförd på uppdrag av företaget Nilar som tillverkar Nickel-Metallhydridbatterier (NiMH-batterier) vid sin produktionanläggning i Gävle. Den nuvarande beräkningen av State of Charge (SoC) sker på deras Battery Management Unit (BMU) och är implementerad i Structured Text i exekveringsmiljön CODESYS. Nilar vill flytta SoC-beräkningen från BMU:n så att den kan exekveras på en Interface Control Unit (ICU). Motiveringen till detta är för att distribuera SoC-beräkningen då ett flertal ICU:er finns tillgängliga per Battery Management System (BMS) men även för att i framtiden helt byta ut CODESY. Syftet med denna studie är att migrera implementationen av SoC-algoritmen till programmeringsspråket C så att algoritmen senare kan exekveras på ICU:n. Därefter optimeras algoritmen för att sänka exekveringstiden. Studien utforskar kodstrukturella och funktionella skillnader mellan implementationerna samt metoder för att optimera SoC-algoritmen. Migreringen av algoritmen fullföljdes utan större inverkan på noggrannheten. Algoritmen optimerades genom att skapa en variant av en LU-faktorisering som var specifikt anpassad för det aktuella problemet. Optimeringen av algoritmen resulterade i en minskning på 25% av den totala exekveringstiden för algoritmen. De nya implementationerna tar markant längre tid att exekvera då batteriet befinner sig under laddning jämfört när det befinner sig under urladdning, någonting som inte kan noteras för den gamla implementationen. / The following study was carried out on the behalf of Nilar, which manufactures Nickel–metal hydride batteries at its production site in Gävle. The current State of Charge (SoC) calculation is done on their Battery Manegment Unit (BMU) and is implemented in Structured Text for the CODESYS runtime. Nilar wants to move the SoC calculation from the BMU so that its executed on a Interface Control Unit (ICU). The reasoning behind this is to distribute the SoC computation as several ICUs are available per Battery Management System (BMS) but also to remove the CODESYS dependency in the future. The purpose of this study is to migrate the implementation of the SoC-algorithm to the programming language C so that the algorithm can be executed on an ICU in the future. Furthermore this study aims to optimize the the algorithm to lower the execution time. The study explores differences in code structure and functionallity between the implementations as well as methods to optimize the SoC algorithm. The migration of the algorithm was completed without major impact on the accuracy. The algorithm was optimized by creating a variant of a LU factorization that was specifically suited to LU factorize the given problem. The optimization of the algorithm resulted in a 25% lower total execution time. The new implementations suffers from a longer total execution time when the battery is charging compared to when it’s discharging, something that’s not prevalent for the old implementation.

In optimization of intensity-modulated radiation therapy treatment plans, dose-volumehistogram (DVH) functions are often used as objective functions to minimize the violationof dose-volume criteria. Neither DVH functions nor dose-volume criteria, however,are ideal for gradient-based optimization as the former are not continuously differentiableand the latter are discontinuous functions of dose, apart from both beingnonconvex. In particular, DVH functions often work poorly when used in constraintsdue to their being identically zero when feasible and having vanishing gradients on theboundary of feasibility.In this work, we present a general mathematical framework allowing for direct optimizationon all DVH-based metrics. By regarding voxel doses as sample realizations ofan auxiliary random variable and using kernel density estimation to obtain explicit formulas,one arrives at formulations of volume-at-dose and dose-at-volume which are infinitelydifferentiable functions of dose. This is extended to DVH functions and so calledvolume-based DVH functions, as well as to min/max-dose functions and mean-tail-dosefunctions. Explicit expressions for evaluation of function values and corresponding gradientsare presented. The proposed framework has the advantages of depending on onlyone smoothness parameter, of approximation errors to conventional counterparts beingnegligible for practical purposes, and of a general consistency between derived functions.Numerical tests, which were performed for illustrative purposes, show that smoothdose-at-volume works better than quadratic penalties when used in constraints and thatsmooth DVH functions in certain cases have significant advantage over conventionalsuch. The results of this work have been successfully applied to lexicographic optimizationin a fluence map optimization setting. / Vid optimering av behandlingsplaner i intensitetsmodulerad strålterapi används dosvolym- histogram-funktioner (DVH-funktioner) ofta som målfunktioner för att minimera avståndet till dos-volymkriterier. Varken DVH-funktioner eller dos-volymkriterier är emellertid idealiska för gradientbaserad optimering då de förstnämnda inte är kontinuerligt deriverbara och de sistnämnda är diskontinuerliga funktioner av dos, samtidigt som båda också är ickekonvexa. Speciellt fungerar DVH-funktioner ofta dåligt i bivillkor då de är identiskt noll i tillåtna områden och har försvinnande gradienter på randen till tillåtenhet. I detta arbete presenteras ett generellt matematiskt ramverk som möjliggör direkt optimering på samtliga DVH-baserade mått. Genom att betrakta voxeldoser som stickprovsutfall från en stokastisk hjälpvariabel och använda ickeparametrisk densitetsskattning för att få explicita formler, kan måtten volume-at-dose och dose-at-volume formuleras som oändligt deriverbara funktioner av dos. Detta utökas till DVH-funktioner och så kallade volymbaserade DVH-funktioner, såväl som till mindos- och maxdosfunktioner och medelsvansdos-funktioner. Explicita uttryck för evaluering av funktionsvärden och tillhörande gradienter presenteras. Det föreslagna ramverket har fördelarna av att bero på endast en mjukhetsparameter, av att approximationsfelen till konventionella motsvarigheter är försumbara i praktiska sammanhang, och av en allmän konsistens mellan härledda funktioner. Numeriska tester genomförda i illustrativt syfte visar att slät dose-at-volume fungerar bättre än kvadratiska straff i bivillkor och att släta DVH-funktioner i vissa fall har betydlig fördel över konventionella sådana. Resultaten av detta arbete har med framgång applicerats på lexikografisk optimering inom fluensoptimering.

Digital search engine, taking a search request from user and then returning a result responded to the request to the user, is indispensable for modern humans who are used to surfing the Internet. On the other hand, the digital document PDF is accepted by more and more people and becomes widely used in this day and age due to the convenience and effectiveness. It follows that, the traditional library has already started to be replaced by the digital one. Combining these two factors, a document based search engine that is able to query a digital document database with an input file is urgently needed. This thesis is a software development that aims to design and implement a prototype of such search engine, and propose latent optimization methods for Loredge. This research can be mainly divided into two categories: Prototype Development and Optimization Analysis. It involves an analytical research on sample documents provided by Loredge and a multi-perspective performance analysis. The prototype contains reading, preprocessing and similarity measurement. The reading part reads in a PDF file by using an imported Java library Apache PDFBox. The preprocessing processes the in-reading document and generates document fingerprint. The similarity measurement is the final stage that measures the similarity between the input fingerprint with all the document fingerprints in the database. The optimization analysis is to balance resource consumptions involving response time, accuracy rate and memory consumption. According to the performance analysis, the shorter the document fingerprint is, the better performance the search program presents. Moreover, a permanent feature database and a similarity based filtration mechanism are proposed to further optimize the program. This project has laid a solid foundation for further study in the document based search engine by providing a feasible prototype and enough relevant experimental data. This study figures out that the following study should mainly focuses on improving the effectiveness of the database access, which involves data entry labeling and search algorithm optimization. / Digital sökmotor, som tar en sökfråga från användaren och sedan returnerar ett resultat som svarar på den begäran tillbaka till användaren, är oumbärligt för moderna människor som brukar surfa på Internet. Å andra sidan, det digitala dokumentets format PDF accepteras av fler och fler människor, och det används i stor utsträckning i denna tidsålder på grund av bekvämlighet och effektivitet. Det följer att det traditionella biblioteket redan har börjat bytas ut av det digitala biblioteket. När dessa två faktorer kombineras, framgår det att det brådskande behövs en dokumentbaserad sökmotor, som har förmåga att fråga en digital databas om en viss fil. Den här uppsatsen är en mjukvaruutveckling som syftar till att designa och implementera en prototyp av en sådan sökmotor, och föreslå relevant optimeringsmetod för Loredge. Den här undersökningen kan huvudsakligen delas in i två kategorier, prototyputveckling och optimeringsanalys. Arbeten involverar en analytisk forskning om exempeldokument som kommer från Loredge och en prestandaanalys utifrån flera perspektiv. Prototypen innehåller läsning, förbehandling och likhetsmätning. Läsningsdelen läser in en PDF-fil med hjälp av en importerad Java bibliotek, Apache PDFBox. Förbehandlingsdelen bearbetar det inlästa dokumentet och genererar ett dokumentfingeravtryck. Likhetsmätningen är det sista steget, som mäter likheten mellan det inlästa fingeravtrycket och fingeravtryck av alla dokument i Loredge databas. Målet med optimeringsanalysen är att balansera resursförbrukningen, som involverar responstid, noggrannhet och minnesförbrukning. Ju kortare ett dokuments fingeravtryck är, desto bättre prestanda visar sökprogram enligt resultat av prestandaanalysen. Dessutom föreslås en permanent databas med fingeravtryck, och en likhetsbaserad filtreringsmekanism för att ytterligare optimera sökprogrammet. Det här projektet har lagt en solid grund för vidare studier om dokumentbaserad sökmotorn, genom att tillhandahålla en genomförbar prototyp och tillräckligt relevanta experimentella data. Den här studie visar att kommande forskning bör huvudsakligen inriktas på att förbättra effektivitet i databasåtkomsten, vilken innefattar data märkning och optimering av sökalgoritm.