Examensarbetet är utfört på ett mejeri som producerar smör och ost produkter. Företaget skulle vilja vara anonym på denna rapport. Produkterna som de tillverkar marknadsförs på marknader runt om i Sverige, men även i vissa nordiska länder. I och med tillväxten strävar företaget efter ständiga förbättringar, det för att anpassa produktion efter kundbehovet. På långsikt är företagets mål att simulera de planerade stora förändringarna för att analysera anläggningen. Mejeriet har deltagit i simuleringsprojekt tidigare men för modellering och simulering av smörproduktion har de ingen tidigare erfarenhet. Att utveckla en simuleringsmodell som kan användas för olika optimerings- och analyssyften som stod ovan krävs det därför en omfattande analys av befintliga smörproduktionsprocessor, modellering abstraktionsnivån samt kartläggning av data som behövs.Detta projekt fungerar som en pilotstudie av ett simuleringsprojekt för att genomföra de första avgörande stegen i en simuleringsstudie, nämligen utföra problemdefinition, processkartläggning samt beslut om abstraktionsnivån, motsvarande datainsamling, analys och slutligen bygga den konceptuella modellen. Målet med examensarbetet att främja förståelse mellan mejeriets personal och simuleringsutvecklare på forskningsprojekt i fortsättning om att den konceptuella modellen kan byggas vidare till en simuleringsmodell med data och information som har samlat i detta arbete.Processkartläggning och konceptuell modellering som utfördes är starkt kopplat till all information och data som samlats in genom intervjuer med personal och ledning. Genom intervjuer kunde en processkartläggning tas fram vilket underlättade uppdelningen av aktiviteterna som ingår i produktionsflödet. En dataanalys utfördes med hjälp av programvaran Expertfit för att få fram fördelningar och deras parameter på stopptider på förpackningslinjer som är en viktig del av indata till simuleringsmodellen. Efter dataanalysen skapades en konceptuell modell för hela smöranläggningen med hjälp av IDEF0 och IDEF3 metoden. De hjälpte att dela upp processen till tre olika produktionsflöden. Uppdelningen av produktionsprocessen var grunden till att de tre konceptuella modellerna med hjälp av FACTS Analyzer som kunde utföras på ett effektivt sätt att hjälpa företagen och forskningsprojekt att förstå processen och insamlade data.Det är även viktigt att påpeka att detta projektarbete inte kommer med några förbättringsförslag eller ekonomiska aspekter, utan forkuserade på processkartläggning, datainsamling och konceptuell modellering av smörproduktionsprocessen. / The degree project is performed at a dairy company producing dairy products like butter and cheese, who would like to be anonymous in this report. The products they manufacture are sold not only in Sweden, but also in some other Nordic countries. With the growth of the company, they strive for continuous improvements to elevate their production capacity to increased customer demand. In the long term, the company's goal is to simulate the planned major changes to analyze the plant. The dairy company has participated in simulation projects before, but for modeling and simulation of butter production they have no previous experience. Therefore, to develop a simulation model that can be used for various optimization and analysis purposes, a comprehensive analysis of the existing butter production processes, modeling the level of abstraction, and mapping of data are needed.This project serves as a pilot study of a simulation project to complete the first crucial steps in a simulation study, namely, to perform problem definition, process mapping and decision on the level of abstraction, corresponding data collection, analysis, and finally, to build the conceptual model. The goal of the thesis is to facilitate the understanding between dairy company’s staff and the simulation engineers in a research project so that the conceptual model and the data and information which are gathered in this work can be used directly to build an executable simulation model.The process mapping and the developed conceptual model are strongly linked to all information and data collected through interviews with the staff and management of the company. Through interviews, a process mapping has been developed which facilitated the division of the activities that are part of the production process flow. A data analysis was performed with the help of the Expertfit software to obtain distributions and their parameters on failure and repair times of the packaging lines, which are an important part of the input data for the simulation model. After the data analysis, a conceptual model for the entire butter plant was created using the IDEF0 and IDEF3 methods. They helped divide the process into three different production flows. The division of the production process was the reason why three conceptual models using the FACTS Analyzer software have been built and found useful for facilitating the understanding of the company and the research project group in the process and the collected data.It is also important to point out that this project work did not come with any improvement suggestions or consider any economic aspects but mainly focused on process mapping, data collection, and conceptual modeling of the buffer production processes.

The manufacturing industry is currently being digitalized to make production more efficient. One of the tools that are being implemented in such industries is Virtual Commissioning (VC). In this context, Jernbro Industries wants to keep up with this trend; they wish to know how feasible it is to perform Virtual Commissioning of their Automated Guided Vehicles (AGV). That said, the project aims to investigate and evaluate the feasibility of building and using a virtual model of an AGV for future Virtual Commissioning. A 3-phase process (characterization, creation and emulation) is used following a design and creation methodology. After studying the frame of reference and literature review of this project, the development takes place. This development, which has been done with the Simumatik Open Emulation Platform, consists of examining each AGV’s component, thinking how its operation can be reproduced, building it, integrating it into the same system. Finally, it will be emulated, using the control program that has been written. Some of the conclusions that have been drawn are that the complexity of this kind of system resides in the physics of the device and the level of detail that wants to be achieved. However, creating the functional and visual part of the components is an achievable task besides it is time-consuming.

Syfte – Syftet med denna studie är att undersöka hur faktorer påverkar en produktion med delad och icke delad resurs utifrån ett produktionsperspektiv.   För att besvara syftet har två frågeställningar formulerats:   Vilka faktorer är nödvändiga att ha i beaktning ur ett produktionsperspektiv med delad och icke delad resurs?   Vad är mest fördelaktigt vid produktion av olika produkter, en delad eller icke delad resurs.   Metod – För att svara på arbetets frågeställningar har en fallstudie och en litteraturstudie genomförts. Två separata fall har studerats genom en flerfallsstudie, ett flöde med en delad respektive icke delad resurs. Fallstudien består av intervjuer, observationer och dokumentstudier. Litteraturstudien låg till grund för teoretiskt ramverk och diskuterar tidigare forskning inom området. Empiriska data har samlats in och sedan analyserats gentemot teoretiskt ramverk för att nå ett resultat.   Resultat –Vid en delad och icke delad resurs anses faktorerna ergonomi, planering, väntan och människans outnyttjade kompetens vara viktigast ur ett produktionsperspektiv. Den mest fördelaktiga lösningen anses vara en automatiserad icke delad resurs. En icke delad resurs underlättar ur ett planeringsperspektiv och en automatisering kan förbättra ergonomin. Denna lösning innebär ett effektivare och mer flexibelt flöde, förenklad planering och bättre ergonomiska förutsättningar för operatörerna. En upptäckt i arbetet är att ergonomin inte påverkas av ifall en resurs är delad eller icke delad men kan förbättras med hjälp av en anpassad automation.   Implikationer – Denna studie grundas i ett problemområde som få tidigare arbeten har studerat. Arbetet utgår från ett produktionsperspektiv med medarbetares direkta involvering. Ett produktionsperspektiv underlättar för företag vid en eventuell investering genom att diskutera olika faktorer och lösningar för en produktion med en delad eller icke delad resurs. En icke delad resurs underlättar planering och flöde medans en automatisering förbättrar ergonomin.   Begränsningar – Studiens begränsningar innefattar att enbart ett företag har studerats och resultatet till fallstudien blir då något limiterad. Fler företag hade ökat arbetets generaliserbarhet. Arbetet använder vissa äldre referenser men då de diskuterar grundläggande strategier anses referenserna fortfarande vara relevanta. Ett alternativ till vidare forskning är att utöka arbetet till ett större område, till exempel en hel produktion eller organisation.

Flexibility is a term that has become widespread in the industrial sector in recent years, particularly in the field of technology, due to the lack of resources combined with the damage and shortages that occurred during the pandemic. Flexibility can be understood as the ability to adapt a system to different situations, making it possible to solve different objectives with the same means. This is why companies such as Scania are paying a lot of attention to this solution, and for this research, flexibility will be based on robots. The robots to be worked with are ultra-flexible robots from the company OpiFlex and must be used in order to increase the measuring frequency and performance of a real Scania production problem. Production data from Scania will be available and will be used and worked on to find an improvement in their production using the ultra-flexible robots. / <p>Utbytesstudenter</p>

Intresset för att gå mot en mer cirkulär ekonomi har ökat i många industrier och företag. Ett flertal studier har med hjälp av livscykelanalyser undersökt olika produkters påverkan och vilka processer under dess livscykel som har en miljöpåverkan. Men begränsad forskning har gjorts på hur universitet och statliga myndigheter kan påverka dess klimatavtryck. Målet med denna studien är att kartlägga hur Kungliga Tekniska Högskolan (KTH) hanterar inköp, användning och avveckling av persondatorer och kontorsmöbler, för att försöka identifiera områden som kan förbättras ur miljösynpunkt. Då studien fokuserats på att titta på hur KTH arbetar centralt och på en eller två skolor inom diverse område har inte en fullständig kartläggning av KTH:s organisation och hantering gjorts, men slutsatser har fortfarande kunnat dras. Genom att undersöka tidigare forskning, utföra intervjuer med anställda på KTH och studera KTH:s hemsida har vi kunnat notera att: en ökad kommunikation, en ökad formalisering av återkommande processer och ett centrallager med tillhörande datorsystem skulle kunna öka KTH:s förmåga att hantera persondatorer och kontorsmöbler på ett miljövänligt sätt. / The interest of moving towards a more circular economy has increased in many industries and businesses. Several studies have investigated the impact of different products and which processes during their life cycle have an environmental impact. But limited studies of how universities and government authorities can impact their carbon footprint have been done. The goal of this study is to map how KTH Royal Institute of Technology handles procurement, usage and disposal of personal computers and office furniture, in order to identify areas of improvement from an environmental standpoint. Since the study is focused on looking at how KTH works centrally and at one or two schools in various areas, a complete survey of KTH:s organization and management has not been made, but conclusions could still been drawn. By examining previous research, conducting interviews with employees at KTH and studying KTH:s website, we have been able to note that: increased communication, increased formalization of recurring processes and a central warehouse with an associated computer systems could increase KTH:s ability to handle personal computers and office furniture in an environmentally friendly way.

A key component of the smart factories that industry 4.0 introduce is the MES (manufacturing execution system). The MES lies above the actual shop floor in the enterprise system hierarchy and is not in direct contact with the actual production, in the way PLC (programmable logic control) or SCADA (supervisory control and data acquisition) systems are. MES guide, initiate, respond to and reports on the production activities as well as distribute information to other company IT systems, bridging the gap between the control systems of the shop floor and the information systems on an enterprise level. MES is a class of information systems built to support shop floor processes and improve the integration to other departments of the enterprise by incorporating these systems into the overall IT-architecture. The main goal of an MES is to improve and optimize the production management functions and increase visibility into the manufacturing process. The role of the MES is defined by industry standards that identify what functionalities and dataflows an MES should include, and how it is intended to be integrated with other information systems. However, little research has been focused on adopting these standards in actual MES implementation projects. The MESA (manufacturing executions system association) is presenting a standardized definition of MES as well as 2 models of the, according to the standard, 11 key MES functionalities. The ISA-95 (IEC/ISO 62264) standard identifies sub-systems of an MES and defines the boundaries between the ERP, MES and other automation and IT systems. Company parameters such as manufacturing environment, production model and plant type all affect the business needs and what MES functionalities are of priority. Hence, for an MES implementation project, a business-specific evaluation must be performed.  Prior research in the area is presenting a high-level workflow and best-practices of an MES implementation project. By combining this workflow with the general software implementation standard ISO/IEC 12588 (ISO/IEC 15288: System engineering – System lifecycle process), a methodology for performing the initial assessment of a company’s MES needs and business requirements is built. In the methodology models from MESA and ISA-95 are applied to ensure an industry-accepted terminology and process. The objective of the methodology is to provide a standardized way to make an initial assessment of a company’s MES needs and specify system requirements. The methodology is validated through a study performed at discrete manufacturing line. The overall needs and specific functional requirements are identified through the methodology and are presented according to a URS (user requirements specification) for an MES. The requirements are prioritizing according to MoSCoW analysis. Additional validation of the methodology must be performed to further evaluate the suitability of using the methodology for initial assessments of businesses’ MES needs. / En an nyckelkomponenterna för de smarta fabriker som industri 4.0 introducerar är MES (manufacturing execution system). Dessa system verkar för tillverkande företag ovanför produktions golvet i en klassisk hierarkisk företagsstruktur och är inte i direkt kontakt med produktionen, till skillnad från exempelvis PLC- (programmable logic control) eller SCADA- (supervisory control and data acquisition) system. Trots det guidar, initierar, svara på och rapporterar MES systemet kring produktionsaktiviteter samt distribuerar information till företagets övriga IT-system, vilket överbryggar luckan mellan produktionsgolvets kontrollsystem och övriga informationssystem på företagsnivå. Ett MES är en grupp av informationssystem byggda för att stötta processerna på produktionsgolvet och dess integration med övriga delar av företaget. Genom att koppla samman det till företagets totala IT-arkitektur. Det huvudsakligamålet med ett MES är att förbättra och optimera produktionsstyrnings funktioner samt öka insynen i tillverkningsprocesserna. Det existerar flertalet industristandarder som definierar vilken roll ett MES bör ha samt identifierar ess funktionaliteter samt relaterade data flöden och integrationer med övriga informations system. Å andra sidan är området kring hur dessa standarder bör tolkas och användas vid MES implementerings projekt. MESA (manufacturing execution system association) presenterar en standardiserad definition av vad MES är samt två modeller över de 11 huvud funktionaliteter som systemet enligt standarden bör innefatta. ISA-95 (IEC/ISO 62264) standarden identifierar del-system av ett MES samt definierar avgränsningen mellan ett företags ERP (enterprise resource planning) system, MES system och övriga automations och informationssystem. Företags parametrar, som tillverknings system, produktions modell samt fabriks typ, påverkar alla systembehovet samt vilka funktionaliteter som är prioriterade hos ett MES. Därav krävs det att företags specifika utvärdering utförs vid en MES implementering. Tidigare forsning inom området presenterar ett överblicks aktivitetsflöde och bästa praxis när det kommer till MES implementeringsprojekt. Genom att kombinera dessa med den generella mjukvaruimplementerings standarden ISO/IEC 15288 (ISO/IEC 15288: System engineering – System lifecycle process), byggs en metodik för att utföra en initial bedömning av ett företags behov av ett MES system, där modellerna presenterade i MESA och ISA-95 är applicerade. Målet med metodiken är att före en standardiserad metod för att göre en initial bedömning av ett företags MES behov samt specificera systemkrav. Metodiken är validerad genom en studie på en produktionslina. Genom att följa metodiken kan ett företags generella behov samt specifika funktionalitets krav specificeras i korrelation med generella användar-kravställningar för MES. För att validera metodikens lämplighet i det aktuella avseendet att göra en initial bedömning av ett företags MES behov krävs ytterligare utvärderingar och validerings studier.

Elektroautomatik i Skövde har kontakt med flertalet industrier i Sverige och har sett behovet av en större vetskap kring energiförbrukning. Därför har Elektroautomatik med hjälp av detta arbete önskat få fram en produkt som kan mäta förbrukningen av flera olika sorts energier och presentera förbrukningen med hjälp av grafer och tabeller. Vid utveckling av produkten har möjliga lösningar analyserats och testats, utifrån Ewons IoT (internet of things) produkt Flexy, för att hitta den bästa lösningen sett till alla inblandade parter. Arbetet tar fokus på kunder till Elektroautomatik för att se vad kunden ser som viktigt i energifrågor och genom det, anpassa lösningen för att passa så många olika kunder som möjligt.  IoT innebär uppkopplade enheter, vilket ger information om tillstånd i realtid. Med hjälp av Ewon Flexy och analoga sensorer kan värden samlas in och skickas till en server med korta intervall. För att hantera den insamlade data på ett bra sätt valdes en serverlösning med namnet Thingsboard, vilken bygger på öppen källkod och kan nyttjas både lokalt och som molntjänst. Tillsammans ger det en komplett lösning att utvecklas med och skapa energieffektivare produktioner. / Elektroautomatik in Skövde has contact with several industries in Sweden and has realized the need for a greater knowledge of energy consumption. Therefore, Elektroautomatik has with the help of this work wanted to develop a product that can measure the consumption of several diverse types of energies and present the consumption with graphs and tables.  When developing the product, viable solutions have been analyzed and tested, out of Ewon's IoT (Internet of things) product Flexy, to find the best solution in terms of all parties involved. The work takes the focus of customers to Elektroautomatik to see what the customer sees as important in energy issues and through that, adapt the solution to suit as many different customers as possible.  IoT means connected devices, providing real-time state information. Using Ewon Flexy and analog sensors, values can be collected and sent to a server at short intervals. To manage the collected data in an effective way, a server solution called Thingsboard was chosen, which is based on open source and can be used both locally and as a cloud service. Together they provide a complete solution to jointly develop with and create more energy-efficient productions.

Processindustrin står inför utmaningar för att växla om till Industri 4.0. Det ställer högre krav på effektiva och hållbara produktionssystem. Ett bidrag till utvecklingen mot Industri 4.0 är att representera produktionssystemen virtuellt i 3D. Detta arbete, baserat på Design Science Research, utforskar ett skifte i representation från 2D till 3D genom att besvara frågeställningen hur virtuell simulering kan användas i processindustrin med fokus på materialflöde för spannmål. Inledningsvis utforskar arbetet forskningsläget med en litteraturstudie avseende Virtuell Driftsättning och Digital Tvilling inom processindustrin, vilket påvisar en avsaknad av forskning i området. Därefter presenteras ett metodförslag i sex steg för modellering på låg nivå som lämpar sig vid låga förkunskaper i modellering. Arbetet undersöker hur material kan simuleras i en virtuell fabrik med minimal dataanvändning och presenterar ett förslag för hur materialet kan simuleras med matematiska formler. Slutligen resulterar arbetet i en artefakt i form av en modell av en fiktiv spannmålsfabrik med ingående komponenter, vilka ligger till grund för ett materialbibliotek för att förenkla fortsatt användning. Artefakten är ett verktyg för Virtuell Driftsättning och felsökning av PLC-program inför driftsättning av system. Det är även ett utbildningsverktyg för att sprida kunskap om teknik och innovation, vilket krävs för digitaliseringen i samhället. Virtuell Driftsättning är en resurseffektiv metod och kan bidra till en hållbar industri genom att spara energi, förbättra arbetsmiljön och sänka kostnader för driftsättning av system. Med den skapade artefakten ger arbetet exempel på hur processindustrin kan ta ett kliv mot Industri 4.0 genom att använda Virtuell Driftsättning. / The process industry is facing challenges to transform towards Industry 4.0. These challenges increase the demand for efficient and sustainable production systems. A part of the transformation is to represent production systems virtually in 3D. This project is based on Design Science Research and explores a change in representing systems from 2D to 3D. It is done by answering how virtual simulation can be used in the process industry, focusing on the material flow of grain. Initially, this work investigates the research in the area by performing a literature study in VC (Virtual Commissioning) and DT (Digital Twin). The study shows a research gap within VC and DT in the process industry. Thereafter, a method in six steps for low-level modeling is suggested, suitable when there is a lack of previous knowledge of the software being used. This project explores how material can be simulated in a virtual plant while consuming minimal amounts of data, and a solution is proposed on how to simulate material based on mathematical formulas. Finally, the project results in an artifact, in the form of a model of a fictitious grain plant. The created components in the model form the basis of a material library to encourage future use. The area of use for the artifact is VC of systems and troubleshooting PLC-programs before real commissioning of systems. It is also a tool for education, and to spread knowledge about technology and innovation, which is required for the digitalization of society. VC is a resource-efficient method that can contribute to a sustainable industry by saving energy, improving the work environment and decreasing the costs when commissioning a system. With the created artifact, this project gives an example of how the process industry can take a step toward Industry 4.0 by using VC. / <p>Det finns övrigt digitalt material (t.ex. film-, bild- eller ljudfiler) eller modeller/artefakter tillhörande examensarbetet som ska skickas till arkivet.</p>

Vibration control has been and still remains a subject of primary importance in modern manufacturing industry. To be able to remove high volumes of material in shorter time as well as to be able to get the right quality of the parts at the first time are goals that many shops would like to achieve. Tooling systems, and especially cantilever tools, and cantilever structural units of machine tools are the least rigid components of machining systems and therefore the most prone to vibration. Boring tools are often encountered as rotating tools in machining centres or as stationary tools in internal turning. In this thesis the focus is on internal turning. Internal turning is widely known as a very delicate operation and it is often carried out with cutting parameters far from optimal, from a productivity point of view, due to limitations imposed by vibration. Another type of tooling system whose functionality is impaired by vibration is the parting-off tool. The design of damped parting-off tool is one of the focus of this thesis as well. Vibration control has the purpose to achieve an efficient energy dissipation of a vibrational system. Basically this is achieved by controlling the damping of the system. Since damping involves the conversion of energy associated with a vibration to other forms, there are several mechanisms to remove energy from a vibrating system. Typically these mechanisms are divided in two classes: 1. Mechanisms that convert mechanical energy to heat, i.e. passive damping. 2. Mechanisms that transport energy away from vibrating systems, i.e. active damping. Both these techniques have been used during the years and both have been giving excellent results. The active vibration control mechanisms are more expensive and not suitable for machining due to the cables they necessitate that could interfere with the machining operation. This work proposes an original approach to vibration damping in machining systems, the objects of vibration dissipation being the structural components on the link between turret and cutting insert. The idea is to use composite materials to create damping interfaces between and within the different structural components. Different clamping system designs are being compared in order to see how these influence the performance of the machining system and different cutting inserts have been compared for machining hardened steel. The newly designed components have been going through both extensive off-line (modal analysis) and on-line dynamic testing (machining test) and the results show that the new tool holders used in combination with hydrostatic clamping system are the most optimal solution among the tested ones. The new design for the turret has been giving promising results and more can be achieved by bringing minor changes to it, these changes are being implemented at the time of writing this thesis. / QC 20101109

For measuring small, fast deformations on a micrometre scale optical methods are common. Various forms of interferometry are available, and holography is another possibility. However, if there are complications such as limited space and hazardous environments special demands arise. In our case a granite block was subject to a detonation from a small explosive charge, sending shock waves through the block. In some cases there was risk of expulsion with flying rock shards, with possible damage to expensive optics. Therefore a robust solution with no expensive, fragile parts near the test surface was needed. A fast four-channel fibre-optic sensor for measuring dynamic surface displacements was developed. Light from an LED is sent through a plastic optic fibre and reflected from the observed surface back into the fibre. A photodetector is used to measure the intensity of the reflected light, which gives the distance to the surface. Based on simple principles, micrometre and microsecond resolution was achieved. The only parts near the test surface were the fibres, easy to replace. The sensor was used for measuring the propagation velocity of the shock wave, the surface displacement and its particle velocity. One of the most important factors for the wave transmission in granite is the water content of the rock material. The pores in the granite allow for about 0.1% of the granite’s weight to come from liquid water. This is enough to affect the aforementioned measured quantities, from a few percent in some cases to over 100% in other cases. Therefore an investigation was undertaken aiming to control the water content of the granite blocks. Several series of small blocks were both soaked in water and dried, the water content measured with a high performance balance, to ensure well-controlled blasting experiments. On a larger scale, the aim with the project of which this thesis is a part was to gain systematic knowledge on the effects of penetrating weapons on granite rock shelters. This thesis shows how the raw data was obtained, presents the data itself and exemplifies its application. / QC 20101222