BillerudKorsnäs har gjort en satsning på sin anläggning i Rockhammar då produktionen utökas genom flertalet utbyggnationer av den existerande anläggningen. En del av anläggningen som byggs ut är balningslinjen, den del av produktionen där pappersmassa pressas till solida balar och paketeras i emballage. Målet med utbyggnationen av balningslinjen är att klara av att hantera den ökning i produktionsflödet som den utökade produktionsanläggningen bidrar med. Balningslinjen planeras att byggas ut i tre efterföljande steg och på så sätt suggestivt öka produktionskapaciteten. Examensarbetets syfte var att ta fram simuleringsmodeller för den nya balningslinjen i det diskreta hybridsimuleringsprogrammet Plant Simulation och på så sätt uppskatta vilken produktionskapacitet anläggningen har efter ombyggnationen. Effekten av förändringarna analyserades genom att simulera olika scenarion i modeller baserade på de olika steg av utbyggnationer balningslinjen genomgår. Resultatenanalyseras för maskinbeläggningsgrad, produktionshastighet och flaskhalsar. På BillerudKorsnäs Rockhammar har de inte tidigare använt sig av simuleringsstudier men var positivt inställda då de såg möjligheterna till att finna information som kan vara till hjälp i det arbete som pågår för att dimensionera och implementera den nya balningslinjen. Simuleringsstudier ger möjlighet att skapa förståelse för processer och är ett effektivt sätt att uppskatta beteendet hos anläggningar som inte ännu finns i verkligheten. De metoder som använts för att skapa en nulägesanalys är intervjuer, historiska data, tidsstudier samt maskindata över de existerande komponenter som kommer att ingå i den nya anläggningen. Simuleringsmodellerna byggdes upp i små steg, där varje förändring testades och utvärderades innan nästa iteration av modellen. Modellvalidering var även en viktig del av examensarbetet då felaktiga indata äventyrade projektets giltighet. Simuleringsstudierna visar att de kapacitetsmål företaget förväntade sig uppnå kommer att uppfyllas. Flaskhalsanalyser visar att det i viss mån finns möjlighet att uppnå en något högre kapacitet i anläggningen på bekostnad av en mer störningskänslig produktionsprocess. Den simuleringsmodell som tagits fram kan i framtiden användas för att testa förändringar i produktionsflödet på balningslinjen. / BillerudKorsnäs made an investment effort at their facility in Rockhammar, were there production capacity was to be increased by numerous constructions. One of those specifically is the expansion of the baling-line, a part of the production process were the pulp is pressed into bales and packaged. The purpose of the expansion of the baling-line is to manage the increased productionflow, generated by the overall expanded facility. The baling-line is to be expanded in three subsequent steps and thereby successively increase its production capacity. The purpose of this thesis was to produce simulation models in the discrete hybrid simulation software Plant Simulation; thus approximate the production capacity after the expansion. The effect generated by these changes was approached by simulating different scenarios based upon the three steps the facility will be going through. The results was analyzed centered upon working percentage of the production resources and bottleneck analyses. At BillerudKorsnäs Rockhammar there were no previous attempts at performing simulation studies. However, they withheld a positive attitude towards the notion, as they saw the possible benefits from gaining information that could be of use, during their ongoing undertaking in planning and dimensioning the new baling-line. As simulation studies makes it possible to acquire process knowledge and is regarded as an effective method to approximate the behavior of a facility that has not yet been implemented. The situation analysis was performed by methods such as interviews, collecting historical production data, time studies and gathering machine specifications of the components that was to be transferred to the new facility. The simulation models was produced by small steps and verified through every iteration. Model validation stood out as an important part of the project, as inaccurate input data could jeopardize the projects validity. The simulation studies indicated that the target production capacity, set by the company, was to be fulfilled. The bottleneck analysis specified that there was a margin for a slightly higher capacity; thought at the cost of a more susceptible production process. The simulation models produced during this thesis can be used for further test in changes of the production flow at the Rockhammar baling-line.

Before vehicles can be placed in service it has to complete an authorisation process. At the moment,this process is largely depended on tests. This is, however, an expensive and long process. With new technologies and improved simulations this process can be shortened and the costs can be lowered. The validation of a vehicle model, however, is often limited by the available data. Often the measured rail profiles are not available and thus a new UIC60 profile is used for the simulations. The railway track often has been used and showssigns of wear and damages, therefore research has been done to investigate the influence of the rail profiles on the validation of a railway vehicle model. The current methods of validation in the European norm are used to compare simulated values with forces and accelerations available from vehicle measurements. In the first step,25 track sections with different curve radii have beensimulated with a measured rail profile every 100 meters. In the next step, the same sections have been simulated by using the standard UIC60 rail profile. The results show that the use of measured rail profiles does have a positive influence on the outcome of simulation. In the final step, one single narrow curve has been simulated to show the effect of standard and worn rail profiles. Four different wear stages of the rail profile are simulated and compared to the available vehicle measurements available. These simulations show that the use of a medium worn rail profile gives the most accurate value. / Innan ett fordon kan tas i bruk måste det genomgå en tillståndsprocess. För närvarande är denna process till stor del beroende av provningar. Detta är dock en dyr och lång process. Med hjälp av ny teknik och förbättrade simuleringar kan denna process förkortas och kostnaderna sänkas. Valideringen av en fordonsmodell begränsas dock ofta av de tillgängliga uppgifterna. Ofta finns inte de uppmätta rälsprofilerna tillgängliga och därför används en ny UIC60-profil för simuleringarna. Järnvägsspåret har ofta använts och visarDärför har forskning gjorts för att undersöka hur rälsprofilerna påverkar valideringen av en modell av ett järnvägsfordon. De nuvarande valideringsmetoderna i den europeiska normen används för att jämföra simulerade värden med de krafter och accelerationer som finns tillgängliga från fordonsmätningar. I det första steget har 25 spårsektioner med olika kurvradier använts.simulerats med en uppmätt rälsprofil var 100:e meter. I nästa steg har samma sektioner simulerats med hjälp av standardprofilen UIC60. Resultaten visar att användningen av uppmätta rälsprofiler har en positiv inverkan på simuleringsresultatet. I det sista steget har en enda smal kurva simulerats för att visa effekten av standard- och slitna rälsprofiler. Fyra olika slitningsstadier av rälsprofilen simuleras och jämförs med tillgängliga fordonsmätningar. Simuleringarna visar att användningen av en mediumsliten rälsprofil ger det mest exakta värdet.

During 2018, the Public Transport Administration (Trafikförvaltningen) in the Stockholm region spent approximately 2.2 billion SEK on new infrastructure investments related to the public transport system, many of which were based on their public transport models. The previously used method for validating these models has lacked scientific rigour, efficiency and a systematic approach, which has led to uncertainty in decision making. Furthermore, few scientific studies have been conducted to develop validation methodologies for large-scale models, such as public transport models. For these reasons, a scientific validation methodology for public transport models has been developed in this thesis. This validation methodology has been applied on the 2014 route assignment model used by Trafikförvaltningen, for the transport modes bus, commuter train and local tram. In the developed validation methodology, the selected validation metrics called MAPE, %RMSE and R^2 are used to compare link loads from a route assignment model with observed link loads from an Automatic Passenger Counting (APC) system. To obtain an overview of the performance of the route assignment model, eight different scenarios are set, based on whether the validation metrics meet acceptable thresholds or not. In the application of the developed validation methodology, the average link loads for the morning rush have been validated. To adjust the developed validation methodology to system-specific factors and to set acceptable metric thresholds, discussions with model practitioners have taken place. The validation has been performed on both lines and links, and for bus entire line number series have been validated as well. The validation results show that commuter train meets the set threshold values in a higher proportion than bus and local tram do. However, Trafikförvaltningen is recommended to further calibrate the route assignment model in order to achieve a better model performance. The developed validation methodology can be used for validation of public transport models, and can in combination with model calibration be used in an iterative process to fine-tune model parameters for optimising validation results. Finally, a number of recommendations are proposed for Trafikförvaltningen to increase the efficiency and quality of the validation process, such as synchronising model data with the observed data. / Under 2018 spenderade Trafikförvaltningen ungefär 2,2 miljarder kronor på nya infrastrukturinvesteringar för kollektivtrafiksystemet i Stockholm, varav många av dessa baserades på deras kollektivtrafikmodeller. Den tidigare metoden för att valideras dessa modeller har saknat gedigen vetenskaplig grund, effektivitet och ett systematiskt tillvägagångssätt, vilket lett till osäkerhet gällande investeringsbeslut. Dessutom har få vetenskapliga studier genomförts för att ta fram valideringsmetodologier för storskaliga modeller, såsom kollektivtrafikmodeller. Av dessa skäl har en vetenskaplig valideringsmetodologi för kollektivtrafikmodeller tagits fram i detta examensarbete. Denna valideringsmetodologi har tillämpats på Trafikförvaltningens 2014 års nätutläggningsmodell, för trafikslagen buss, pendeltåg och spårväg. I den framtagna valideringsmetodologin har de valda valideringsmåtten vid namn MAPE, %RMSE och R^2 använts för att jämföra länkbelastningar från en nätutläggningsmodell med observerade länkbelastningar från ett Automatisk Trafikanträkning-system (ATR). För att ge en översikt över modellens precision har åtta scenarios satts baserat på om valideringsmåtten godkänns eller inte enligt tröskelvärden. I tillämpningen av den framtagna valideringsmetodologin har de genomsnittliga länkbelastningarna för morgonens rusningstrafik validerats. För att justera den framtagna valideringsmetodologin efter systemspecifika faktorer och för att sätta godkända tröskelvärden för valideringsmåtten, har diskussioner med trafikanalytiker hållits. Valideringen har utförts både på linjer och länkar, och för buss har även hela linjeserier validerats. Valideringsresultaten för pendeltåg har en högre andel godkända mätningar än buss och spårväg. Trafikförvaltningen rekommenderas dock att kalibrera nätutläggningsmodellen ytterligare för att uppnå ett bättre resultat. Den framtagna valideringsmetodologin kan användas för valideringar av kollektivtrafikmodeller, och kan i kombination med modellkalibrering användas i en iterativ process för att finjustera modellparametrar och därmed optimera valideringsresultaten. Slutligen föreslås ett antal rekommendationer för Trafikförvaltningen för att öka effektiviteten och kvaliteten på valideringsprocessen, till exempel att synkronisera modelldata med observerad data.

Laser beam welding has been widely applied in different industrial sectors due to its unique advantages. However, there are still challenges, such as beam positioning in T-joint welding, and gap bridging in butt joint welding,especially in the case of varying gap width along a joint. It is expected that enabling more advanced control to a welding system, and obtaining more in-depth process knowledge could help to solve these issues. The aim of this work is to address such welding issues by a laser beam shaping technology using a novel deformable mirror together with computer vision methods and also to increase knowledge about the benefits and limitations with this approach. Beam shaping in this work was realized by a novel deformable mirror system integrated into an industrial processing optics. Together with a wave front sensor, a controlled adaptive beam shaping system was formed with a response time of 10 ms. The processes were monitored by a coaxial camera with selected filters and passive or active illumination. Conduction mode autogenous bead-on-plate welding and butt joint welding experiments have been used to understand the effect of beam shaping on the melt pool geometry. Circular Gaussian, and elliptical Gaussian shapes elongated transverse to and along the welding direction were studied. In-process melt pool images and cross section micrographs of the weld seams/beads were analyzed. The results showed that the melt pool geometry can be significantly modified by beam shaping using the deformable mirror. T-joint welding with different beam offset deviations relative to the center of the joint line was conducted to study the potential of using machine learning to track the process state. The results showed that machine learning can reach sufficient detection and estimation performance, which could also be used for on-line control. In addition, in-process and multidimensional data were accurately acquired using computer vision methods. These data reveal weaknesses of current thermo-fluid simulation model, which in turn can help to better understand and control laser beam welding. The obtained results in this work shows a huge potential in using the proposed methods to solve relevant challenges in laser beam welding. / Lasersvetsning används i stor utsträckning i olika industrisektorer på grund av dess unika fördelar. Det finns emellertid fortfarande utmaningar, såsom rätt positionering av laserstrålen vid genomträngningssvetsning av T-fogar och hantering av varierande spaltbredd längs fogen vid svetsning av stumfogar. Sådana problem förväntas kunna lösas med avancerade metoder för automatisering, metoder som också förväntas ge fördjupade kunskaper om processen. Syftet med detta arbete är att ta itu med dessa problem med hjälp av en teknik för lasereffektens fördelning på arbetsstycket, s.k. beam shaping. Det sker med hjälp av en ny typ av i realtid deformerbar spegel tillsammans med bildbehandling av kamerabilder från processen. För- och nackdelar med detta tillvägagångssätt undersöks.Beam shaping åstadkoms med hjälp av ny typ av deformerbart spegelsystem som integreras i en industriell processoptik. Tillsammans med en vågfrontsensor bildas ett adaptivt system för beam shaping med en svarstid på 10 ms. Processen övervakas av en kamera linjerad koaxialt med laserstrålen. För att kunna ta bilder av svetspunkten belyses den med ljus av lämplig våglängd, och kameran är försedd med ett motsvarande optiskt filter. Försök har utförts med svetsning utan tillsatsmaterial, direkt på plåtar, svetsning utan s.k. nyckelhål, för att förstå effekten av beam shaping på svetssmältans geometri. Gauss fördelade cirkulära och elliptiska former, långsträckta både tvärs och längs svetsriktningen har studerats. Bilder från svetssmältan har analyserats och även mikrostrukturen i tvärsnitt från de svetsade plåtarna. Resultaten visar att svetssmältans geometri kan modifieras signifikant genom beam shaping med hjälp av det deformerbara spegelsystemet. Genomträngningssvetsning av T-fogar med avvikelser relativt foglinjens centrum genomfördes för att studera potentialen i att använda maskininlärning för att fånga processens tillstånd. Resultaten visade att maskininlärning kan nå tillräcklig prestanda för detektering och skattning av denna avvikelse. Något som också kan användas för återkopplad styrning. Flerdimensionell processdata har samlats i realtid och analyserats med hjälp av bildbehandlingsmetoder.  Dessa data avslöjar brister i nuvarande simuleringsmodeller,vilket i sin tur hjälper till med att bättre förstå och styra lasersvetsning.Resultaten från detta arbete uppvisar en god potential i att använda de föreslagna metoderna för att lösa relevanta utmaningar inom lasersvetsning. / <p>Till licentiatuppsats hör 2 inskickade artiklar, som visas inte nu.</p>