Tyre wear is a significant problem on today's road vehicles, particularly for heavy trucks. As the tyre wears, microplastics is released in the air causing long term health issues and environmental pollution. With the introduction of automated vehicles there is a big potential to improve tyre wear of heavy trucks. In this direction, this thesis investigates the fundamentals of motion planning for minimising the lateral tyre wear in cornering for automated articulated vehicles. The trade-off between journey time and tyre wear is analysed. For the simulations, firstly an articulated vehicle model is used from the literature and validated with IPG/TruckMaker. Secondly, a sensitivity analysis is conducted on the articulated vehicle on a couple of parameters. The front cornering stiffness, hitch point, trailer mass and trailer centre of gravity position where the parameters influence on tyre wear is analysed. The results showed that moving the hitch point forward decreases the total tyre wear, increasing mass of the trailer increases tyre wear while the front cornering stiffness and centre of gravity position of the trailer did low to no difference to the total tyre wear. Then, an optimal control problem was configured to investigate the motion planning of an articulated vehicle. Then, the motion planning system is configured to find an optimal feasible trajectory with respect to dynamic and path constraints for the articulated vehicle to minimise lateral wear at a predefined path for fixed journey times. Four case different configurations of the problem are investigated to study the influence of driving style, lateral manoeuvrability allowance, vehicle acceleration capabilities and of the number of steering axles on the tractor. The results showed that motion planning can be used for minimising lateral tyre wear. The case study with largest impact on tyre wear was driving style, where the tyre wear showed significant difference between slow driving and aggressive driving. The second case study showed that wider lateral allowance led to less tyre wear and increasing the acceleration capabilities also decreases lateral tyre wear. The additional steering axle on the truck decreased tyre wear at higher velocities but for lower velocities the difference was negligible. / Däckslitage är ett signifikant problem både ur ett miljöperspektiv och ur ett ekonomiskt perspektiv. Väldigt lite fokus läggs på utsläpp från däck när olika utsläppskällor diskuteras. När transportsamhället rör sig mot automation finns det stora möjligheter att utnyttja automatiserade fordon för att minska däckslitage. Det här examensarbetet undersöker möjligheterna att minimera däckslitage genom ruttplanering för automatiserade lastbilar med en artikulationspunkt. Ett optimeringsproblem formuleras och definieras med två målfunktioner för att undersöka hur det laterala däckslitaget i kurvor kan minimeras utan att förlänga restiden. Ruttplaneringens uppgift är att finna den mest optimala rutten med hänsyn till den fördefinierade vägen, fordonets dynamiska begränsningar och vägens begränsningar. Fyra delstudier genomförs, där körstil, vägbredd, maximal tillåten acceleration och påverkan av en ytterligare styrande axel undersökes. För att genomföra simuleringarna implementeras en bilmodell från litteraturen. Bilmodellen jämförs sedan med ett program för att validera dess noggrannhet och robusthet. Sedan görs en känslighetsanalys med hänsyn till däckslitage på några fordonsparametrar, nämligen artikuleringspunkten, framaxelns kurvstyvhet, placering av släpets tyngdpunkt och släpets vikt. Resultatet påvisade att ruttplanering är en bra metod för att minimera däckslitage, resultatet visade att körstil var en viktig faktor till däckslitage, där aggressiv körstil resulterade i mer slitage. Sedan visades det att vägbredd också hade en stor påverkan, där bredare vägar gav upphov till mindre slitage, och smalare vägar gav upphov till mer slitage. Vid högre tillåtna acclerationsnivåer blev däckslitaget lägre men högre vid lägre accelerationsgränser. När två styrbara axlar styrbara används så påvisades mindre däckslitage mot samma restid som när en axel är styrbar. Sist så visade känslighetsanalysen en stor skillnad på totalt däckslitage i relation till placering av artikuleringspunkten. Högre släpvikt gav också mer slitage medan placering av släpets tyngdpunkt och framaxelns kurvstyvhet gav upphov till låg ändring i totalt däckslitage.

This report is the final part within our education, Industrial Organization and Economy focusing on Logistics and Management at Jönköping School of Engineering. The aim with this report is to coordinate recycle drives for deposited aluminum-cans and bottles collected from grocery stores within Jönköping county and locality. In the present situation both aluminum cans and bottles filled with drinks are distributed to the grocery stores by the brewery’s own distributers. At the same time as they supply the drinks they also discharge the grocery stores units with restored aluminumcans and bottles. To make it easier for the grocery stores to handle the goods in the future, all distribution of drinks ought to be directly delivered to the grocery stores own separate central warehouse. This means every brewery ought to instead supply their drinks to the grocery stores central warehouse instead of taking them directly to the grocery stores. The drinks will then be distributed from the central warehouse to the grocery stores in connection with their orders of provisions. Due to hygienic reasons it is not possible that the deposited units are transported together with the provision.Therefore a kind of recycle drive needs to be organized. By using computer-aided route planning systems every transport are optimized, which means the transportation and labour costs will be reduced. At the same time the strain on the environment will also be a reduced. The company, DPS Europe, an international supplier of professional designed route planning systems. They have assisted with computer software and support during the study. The software PlanLogix build optimized drive routes based on different presumptions, restrictions and parameters which is based on information given by Returpack, responsible for the Swedish bottle refund system. A week’s work requires 19 shifts, three shifts on every work day and two shifts on the weekends. How many times the deposited units need to be collected varies between each grocery store. It differs from seven times a week to one time every forth week. This will lead to a four-week schedule with 76 routes. The total cost for the bottle refund system is 603 459 SEK/four weeks, and the filling degree on the vehicles will be approximately 50 percent. If a bottle refund system is to be implemented it needs to be profitable for the environment, meaning the positive effects need to exceed the negative effects, which the transports cause. To implement deposit drives, the units of aluminum-cans and bottles needs to be higher so the filling degree increases. A proposal to increase the filling degree could be to decrease the number of times each grocery store gets their deposits collected. This will increase the filling degree since at every occasion there will be more units to collect and at the same time decrease the transportation. / Rapporten är det avslutande momentet av utbildningen Industriell Organisation och Ekonomi med inriktning Logistik och Ledning vid Jönköpings Tekniska Högskola. Målet med examensarbetet är att planera och utforma rutter utifrån förutbestämda kriterier, för returkörningar av pantade PET-flaskor och aluminiumburkar från livsmedelsbutiker i Jönköpings län med omnejd. I dagsläget distribueras konsumtionsfärdig dryck i aluminiumburkar och PET-flaskor till butiker med bryggeriernas egna distributörer som i samband med leveransen tömmer butikernas lager av pantade enheter. Men för att underlätta godshanteringen hos handlarna ska i framtiden distributionen istället ske till livsmedelskedjornas olika centrallager och därifrån distribueras tillsammans med butikens beställning av livsmedel. På grund av hygieniska skäl kan butikens pantade enheter inte samköras medlivsmedel vilket kräver att någon form av returkörning samordnas. Genom att använda datorstödd ruttplanering optimeras transporterna vilket betyder att transportkostnader och arbetskostnader minimeras samtidigt som miljöpåverkan reduceras. Företaget DPS Europe är en internationell leverantör av professionella ruttplaneringssystem som bistått med programvara och support. Med hjälp av programmet PlanLogix, från DPS Europe, har optimala körrutter byggts upp utifrån olika förutsättningar, begränsningar och parametrar baserade på information från Returpack, som ansvarar för det svenska pantsystemet. Det krävs 19 arbetsskift i veckan, tre skift på vardagar och två skift på helger, för att samtliga butiker ska få sina lager av pantade enheter tömda. Hämtningsfrekvensen hos butikerna varierar från sju gånger i veckan till en gång var fjärde vecka, vilket resulterar i att ett fyraveckorsschema med totalt 76 rutter skapas. Totalkostnaden är 603 459 kronor/fyra veckor och den använda lastkapaciteten på fordonen är 50 procent. Om ett retursystem ska användas måste det vara miljölönsamt, det vill säga att de positiva effekterna med retursystemet måste vara fler än de negativa konsekvenserna som ökade transporter medför. För att det ska bli försvarbart och lönsamt att utföra returkörningar för PET-flaskor och aluminiumburkar krävs en högt utnyttjande av lastkapacitet. Ett förslag som ökar utnyttjandet av lastkapaciteten är att minska butikernas hämtningsfrekvens så att det vid varje hämtningstillfälle finns mer pantande enheter att hämta. På så sätt ökar den använda lastkapaciteten samtidigt som transportsträckan reduceras.

<p>This report is the final part within our education, Industrial Organization and Economy focusing on Logistics and Management at Jönköping School of Engineering. The aim with this report is to coordinate recycle drives for deposited aluminum-cans and bottles collected from grocery stores within Jönköping county and locality.</p><p>In the present situation both aluminum cans and bottles filled with drinks are distributed to the grocery stores by the brewery’s own distributers. At the same time as they supply the drinks they also discharge the grocery stores units with restored aluminumcans and bottles. To make it easier for the grocery stores to handle the goods in the future, all distribution of drinks ought to be directly delivered to the grocery stores own separate central warehouse. This means every brewery ought to instead supply their drinks to the grocery stores central warehouse instead of taking them directly to the grocery stores. The drinks will then be distributed from the central warehouse to the grocery stores in connection with their orders of provisions. Due to hygienic reasons it is not possible that the deposited units are transported together with the provision.Therefore a kind of recycle drive needs to be organized.</p><p>By using computer-aided route planning systems every transport are optimized, which means the transportation and labour costs will be reduced. At the same time the strain on the environment will also be a reduced. The company, DPS Europe, an international supplier of professional designed route planning systems. They have assisted with computer software and support during the study. The software PlanLogix build optimized drive routes based on different presumptions, restrictions and parameters which is based on information given by Returpack, responsible for the Swedish bottle refund system.</p><p>A week’s work requires 19 shifts, three shifts on every work day and two shifts on the weekends. How many times the deposited units need to be collected varies between each grocery store. It differs from seven times a week to one time every forth week. This will lead to a four-week schedule with 76 routes. The total cost for the bottle refund system is 603 459 SEK/four weeks, and the filling degree on the vehicles will be approximately 50 percent.</p><p>If a bottle refund system is to be implemented it needs to be profitable for the environment, meaning the positive effects need to exceed the negative effects, which the transports cause. To implement deposit drives, the units of aluminum-cans and bottles needs to be higher so the filling degree increases. A proposal to increase the filling degree could be to decrease the number of times each grocery store gets their deposits collected. This will increase the filling degree since at every occasion there will be more units to collect and at the same time decrease the transportation.</p> / <p>Rapporten är det avslutande momentet av utbildningen Industriell Organisation och Ekonomi med inriktning Logistik och Ledning vid Jönköpings Tekniska Högskola. Målet med examensarbetet är att planera och utforma rutter utifrån förutbestämda kriterier, för returkörningar av pantade PET-flaskor och aluminiumburkar från livsmedelsbutiker i Jönköpings län med omnejd.</p><p>I dagsläget distribueras konsumtionsfärdig dryck i aluminiumburkar och PET-flaskor till butiker med bryggeriernas egna distributörer som i samband med leveransen tömmer butikernas lager av pantade enheter. Men för att underlätta godshanteringen hos handlarna ska i framtiden distributionen istället ske till livsmedelskedjornas olika centrallager och därifrån distribueras tillsammans med butikens beställning av livsmedel. På grund av hygieniska skäl kan butikens pantade enheter inte samköras medlivsmedel vilket kräver att någon form av returkörning samordnas.</p><p>Genom att använda datorstödd ruttplanering optimeras transporterna vilket betyder att transportkostnader och arbetskostnader minimeras samtidigt som miljöpåverkan reduceras. Företaget DPS Europe är en internationell leverantör av professionella ruttplaneringssystem som bistått med programvara och support. Med hjälp av programmet PlanLogix, från DPS Europe, har optimala körrutter byggts upp utifrån olika förutsättningar, begränsningar och parametrar baserade på information från Returpack, som ansvarar för det svenska pantsystemet.</p><p>Det krävs 19 arbetsskift i veckan, tre skift på vardagar och två skift på helger, för att samtliga butiker ska få sina lager av pantade enheter tömda. Hämtningsfrekvensen hos butikerna varierar från sju gånger i veckan till en gång var fjärde vecka, vilket resulterar i att ett fyraveckorsschema med totalt 76 rutter skapas. Totalkostnaden är 603 459 kronor/fyra veckor och den använda lastkapaciteten på fordonen är 50 procent.</p><p>Om ett retursystem ska användas måste det vara miljölönsamt, det vill säga att de positiva effekterna med retursystemet måste vara fler än de negativa konsekvenserna som ökade transporter medför. För att det ska bli försvarbart och lönsamt att utföra returkörningar för PET-flaskor och aluminiumburkar krävs en högt utnyttjande av lastkapacitet. Ett förslag som ökar utnyttjandet av lastkapaciteten är att minska butikernas hämtningsfrekvens så att det vid varje hämtningstillfälle finns mer pantande enheter att hämta. På så sätt ökar den använda lastkapaciteten samtidigt som transportsträckan reduceras.</p>

Nowadays, assembly robots are increasingly used in the manufacturing industry to replace or collaborate with human labors. This is the goal of the dual arm assembly robot developed by ABB. With the rapid upgrading in consumer electronics products, the lifetime of an assembly line could be only a few months. However, even for experienced programmers, to manually construct a good enough assembly sequence is time consuming, and the quality of the generated assembly sequence is not guaranteed. Moreover, a good robot assembly sequence is important to the throughput of an assembly line. For dual arm robots, it is also important to obtain a balance between the two arms, as well as handling scheduling conflicts and avoiding collisions in a crowded environment. In this master thesis, a program is produced to automatically generate the optimal assembly sequence for a class of real-world assembly cases. The solution also takes the layout of the assembly cell into account, thus constructing the best combination of cell layout, workload balancing, task sequence and task scheduling. The program is implemented using Google OR-Tools – an open-source support library for combinatorial optimization. A customized search strategy is proposed and a comparison between this strategy and the built-in search strategy of Google OR-Tools is done. The result shows that the used approach is effective for the problem study case. It takes about 4 minutes to find the optimal solution and 32 minutes to prove its optimality. In addition, the result also shows that the customized search strategy works consistently with good performance for different problem cases. Moreover, the customized strategy is more efficient than built-in search strategy in many cases. / Numera används monteringsrobotar alltmer inom tillverkningsindustrin för att ersätta eller samarbeta med människor. Detta är måluppgiften för den tvåarmiga monteringsroboten, YuMi, som utvecklats av ABB. Med den korta produktlivslängden för hemelektronikprodukter kan livslängden för en monteringslinje vara ett fåtal månader. Även för erfarna robotprogrammerare är det svårt och tidsödande att manuellt konstruera en tillräckligt bra monteringsordning, och dessutom kan resultatets kvalitet inte garanteras. En bra monteringsordning är nödvändig för genomströmningen i en monteringslinje. För tvåarmiga robotar, är det också viktigt att få en balans mellan de två armarna, samt hantering av schemakrockar och undvika kollisioner i en trång miljö. I detta examensarbete har ett program skrivits, som automatiskt genererar optimala lösningar för en klass av verkliga monteringsfall. Lösningen tar hänsyn till utformningen av monteringscellen och arrangerar cellen på bästa sätt, balanserar arbetsbelastningen, ordnar och tidsbestämmer uppgifter. Programmet använder sig av Google OR-Tools – ett öppet kodbibliotek för kombinatorisk optimering. Dessutom föreslås en skräddarsydd sökstrategi, som jämförs med Google OR-Tools inbyggda sökstrategi. Resultatet visar att den använda metoden är effektiv för problemtypen. Det tar ungefär 4 minuter att hitta den optimala lösningen och 32 minuter för att bevisa optimalitet. Dessutom visar resultatet att den anpassade sökstrategin konsekvent har en bra prestanda för olika problemfall. Dessutom är den anpassade strategin effektivare än den inbyggda sökstrategin i många fall.

As the transport industry shifts towards Battery Electric Vehicles (BEVs) the need for accurate route planning rises. BEVs have reduced range compared to traditional fuel based vehicles, and the range can vary greatly depending on ambient conditions and vehicle load. Existing research focuses more on the theoretical algorithms, and often have none or very simple vehicle models, leaning towards consumer cars instead of heavy duty trucks. Vehicle Route Planning (VRP) is a wide research area, and this thesis focuses on the Shortest Path subproblem. Contraction Hierarchies (CHs) is a commonly used family of algorithms for finding shortest paths in road networks, and is prevalent in the research frontier. CHs however comes with certain drawbacks, such as having to perform a costly preprocessing phase whenever metrics change, and not being able to share map data between multiple vehicles in a fleet. This thesis extends CHs to support a mixed fleet, with fast metric updates and support for more detailed cost optimization goals. This is done by implementing Customizable Contraction Hierarchies (CCHs), but with custom data structures and customization phase. This implementation allows map data to be shared between vehicles in a fleet, and keeps each vehicle's edge weights separate. The edge weights can be updated quickly, as the customization phase scales linearly with the size of the map. The implementation also supports edge weights that do not adhere to triangle inequality, which the previous research did not. Experiments are executed on a map of Stockholm and a synthetic map, to test the algorithm's performance, verify correctness, and stress the importance of accurate metrics for optimization goals. The CCH performed as expected, if not better, and its correctness is upheld. The implementation is fit to be integrated into a route planner, but further research should be conducted to see how it meshes with other parts of VRP, such as time windows, turn costs, and charging stations. / När transportindustrin övergår till batterielektriska fordon ökar behovet av rigorös ruttplanering. Batterielektriska fordon har minskad räckvidd jämfört med traditionella bränslebaserade fordon, och räckvidden kan variera stort beroende på omgivningsförhållanden och fordonets belastning. Existerande forskning fokuserar mer på de teoretiska algoritmerna och har ofta inga eller mycket enkla fordonsmodeller, som liknar mer konsumentbilar istället för tunga lastbilar. Ruttplanering är ett brett forskningsområde, och denna avhandling fokuserar på underproblemet att hitta kortaste vägen. Kontraktionshierarkier är en välanvänd familj av algoritmer för att hitta kortaste vägen i ett vägnät, och är prevalent i forskningsfronten. Kontraktionshierarkier har dock vissa nackdelar, som att de behöver utföra en kostsam förbehandlingsfas när parametrar ändras, och att kartdatan inte kan delas mellan flera fordon i en flotta. Den här avhandlingen utökar Kontraktionshierarkier för att stödja en blandad fordonsflotta, med snabba uppdateringar av parametrar och stöd för mer detaljerade optimeringsmål. Detta görs genom att implementera Anpassningsbara Kontraktionsierarkier, men med anpassade datastrukturer och anpassningsfas. Denna implementering tillåter att kartdata delas mellan fordonen i en flotta, och håller varje fordons kantvikter separat. Kantvikterna kan uppdateras snabbt, eftersom anpassningsfasen skalas linjärt med storleken på kartan. Implementationen stöder också kantvikter som inte följer triangelojämlikheten, vilket den tidigare forskningen inte gjorde. Experiment utförs på en karta över Stockholm och en syntetisk karta, för att testa algoritmens prestanda, verifiera korrekthet, och betona vikten av detaljerade parametrar i optimeringsmål. Anpassningsbara Kontraktionshierarkier presterade som förväntat, om inte bättre, och dess korrekthet uppehölls. Implementeringen är lämplig för att integreras i en ruttplanerare, men ytterligare forskning bör genomföras för att se hur den passar ihop med andra delar av ruttplaneringsproblemet, så som tidsfönster, svängkostnader och laddstationer.

Today there are a big need for a system that delivers overview of all available units for different municipalities and shipping- and security companies due to the increasing requirements for efficiency. The purpose with this graduation thesis is to find out which systems that is suitable to use while developing cost-effective software for positioning and to produce a prototype for such solution. This assignment has been done at the request of PocketMobile Communications AB. PocketMobile is a company that are specialized on delivering modern mobile software solutions and systems to companies with their own vehicle fleet or mobile workers. This master thesis can be split into two separate parts, the theoretic- and the practical part. The theoretic part includes producing a number of functional requirements in cooperation with PocketMobile and comparing the available systems against the function requirements. The practical part deal with the development of a prototype that demonstrates the software recommended. The development tools that best matched the functionality requirements when the selection was made in May 2007 were Map24 and OpenLayers. The system that was selected to use while developing the prototype was Map24, because this product matches all of the requirements and it is also suited for professional usage regarding support, scalability and reliability. Map24 also have some advanced functions like ability to route plan for example. The prototype that has been developed is web based and the graphic design is similar to Google Maps.

Given a grid of cells, each having a value indicating its cost per unit area, a variant of the least-cost path problem is to find a corridor of a specified width connecting two termini such that its cost-weighted area is minimized. A computationally efficient method exists for finding such corridors, but as is the case with conventional raster-based least-cost paths, their incremental orientations are limited to a fixed number of (typically eight orthogonal and diagonal) directions, and therefore, regardless of the grid resolution, they tend to deviate from those conceivable on the Euclidean plane. Additionally, these methods are limited to problems found on two-dimensional grids and ignore the ever-increasing availability and necessity of three-dimensional raster based geographic data. This thesis attempts to address the problems highlighted above by designing and testing least-cost corridor algorithms. First a method is proposed for solving the two-dimensional raster-based least-cost corridor problem with reduced distortion by adapting a distortion reduction technique originally designed for least-cost paths and applying it to an efficient but distortionprone least-cost corridor algorithm. The proposed method for distortion reduction is, in theory, guaranteed to generate no less accurate solutions than the existing one in polynomial time and, in practice, expected to generate more accurate solutions, as demonstrated experimentally using synthetic and real-world data. A corridor is then modeled on a threedimensional grid of cost-weighted cubic cells or voxels as a sequence of sets of voxels, called ‘neighborhoods,’ that are arranged in a 26-hedoral form, design a heuristic method to find a sequence of such neighborhoods that sweeps the minimum cost-weighted volume, and test its performance with computer-generated random data. Results show that the method finds a low-cost, if not least-cost, corridor with a specified width in a threedimensional cost grid and has a reasonable efficiency as its complexity is O(n2) where n is the number of voxels in the input cost grid and is independent of corridor width. A major drawback is that the corridor found may self-intersect, which is often not only an undesirable quality but makes the estimation of its cost-weighted volume inaccurate. / Med tanke på ett rutnät av celler, som vart och ett har ett värde som indikerar dess kostnad per areaenhet, är en variant av det billigaste banproblemet att hitta en korridor med en specificerad bredd som förbinder två terminaler så att dess kostnadsviktade område minimeras. Det finns en beräkningseffektiv metod för att hitta sådana korridorer, men som är fallet med konventionella rasterbaserade lägsta kostnadsspår är deras inkrementella orienteringar begränsade till ett fast antal (vanligtvis åtta ortogonala och diagonala) riktningar, och därför, oavsett nätupplösning tenderar de att avvika från de tänkbara på det euklidiska planet. Dessutom är dessa metoder begränsade till problem som finns i tvådimensionella nät och ignorerar den ständigt ökande tillgängligheten och nödvändigheten av tredimensionell rasterbaserad geografisk data. Denna avhandling försöker ta itu med problemen som belyses ovan genom att utforma och testa korridoralgoritmer till lägsta kostnad. Först föreslås en metod för att lösa det tvådimensionella rasterbaserade problemet med billigaste korridorer med minskad förvrängning genom att anpassa en distorsionsminskningsteknik som ursprungligen utformades för billigaste vägar och tillämpa den på en effektiv men distorsionsbenägen billigaste korridoralgoritm. Den föreslagna metoden för distorsionsminskning är i teorin garanterad att generera inte mindre exakta lösningar än den befintliga i polynomtid och i praktiken förväntas generera mer exakta lösningar, vilket demonstreras experimentellt med syntetiska och verkliga data. En korridor modelleras sedan på ett tredimensionellt rutnät av kostnadsvägda kubikceller eller voxels som en sekvens av uppsättningar av voxels, kallade "stadsdelar", som är ordnade i en 26-hedoral form, designar en heuristisk metod för att hitta en sekvens av sådana stadsdelar som sveper den lägsta kostnadsviktade volymen och testar dess prestanda med datorgenererade slumpmässiga data. Resultaten visar att metoden hittar en låg kostnad, om inte minst kostnad, korridor med en specificerad bredd i ett tredimensionellt kostnadsnät och har en rimlig effektivitet eftersom dess komplexitet är O (n2) där n är antalet voxlar i ingångskostnadsnätet och är oberoende av korridorbredd En stor nackdel är att korridoren som hittas kan korsa sig själv, vilket ofta inte bara är en oönskad kvalitet utan gör uppskattningen av dess kostnadsviktade volym felaktig. / <p>QC 20210309</p>