A vast amount of goods and products are transported in bulk as palletized unit loads, where the pallet is the base of the unit load. Material handling systems represent the physical environment in which unit loads are transported through supply chains. Material handling systems include different transportation modes and storage conditions, many of which are well researched. While industrial forklifts are paramount to material handling systems, the physical effect they have on load systems is not well understood. The weight of the unit load causes the pallets to deflect, and previous research has revealed that forklift vibration amplifies pallet deflection. The effects of forklift vibration on pallet deflection are not considered in international standards used to determine pallet load capacities. Standards such as ISO 8611 and ASTM D1185 provide deflection limits that are used to determine pallet load capacities, yet there is a lack of understanding and justification on these deflection limits related to forklift support conditions. A comprehensive understanding of the effects of forklift vibration on unit load performance is necessary to produce accurate and safe load capacity ratings. In this research, two studies were completed to gain further understanding on unit load performance and stability in forklift handling conditions. The first study evaluated pallet deflection and unit load stability of unbound unit loads designed with a 20 mm. performance limit (ISO 8611, 2011). Common forklift handling factors were investigated and included fork tine angle (level and 4-degree incline) and pallet orientation (racked across the width and across the length). The results showed that the dynamic environment of forklift handling created unstable unit loads. The second study of this research project investigated unit load performance against unit load design factors of load capacity (500 lbs., 750 lbs., 900 lbs.) and box size (8 in., 12 in., 16 in.). The results showed that unit load instability occurred at all load levels and all box sizes. Additionally, an increase in box size decreased load bridging for unit loads under fork tine support conditions. Furthermore, the time to instability was used to calculate projected forklift travel distances that can be used to further optimize material handling systems. / Master of Science / Many goods and products are transported across the world every day using a multitude of transportation modes and systems. The use of pallets to transport goods in bulk optimizes efficiency of the supply chain system. The physical transportation environment pallets are exposed to is used to determine their load capacity. While pallets are commonly handled by industrial forklifts, the environment the forklift creates for the pallet is not well understood. The mechanical stressors that forklifts create play a vital role in pallet performance and have been found to cause unit load instability.  Vibration represents one mechanical stressor that creates a hazard for material handling.  The goal of this research was to evaluate the performance of pallets in relation to the vibration imposed by industrial forklifts.   Previous studies measured forklift vibration and developed test procedures to replicate the forklift handling environment in a laboratory setting. Previous research investigated unit load performance where the pallet load capacity was determined using a 4.5-degree performance limit (ISO 8611, 2021). This study expanded on previous research by further investigating unit load performance against various load capacities and design parameters. This study included two experiments. The first experiment investigated the effect of common material handling factors on unit loads designed with a 20 mm. performance limit (ISO 8611, 2011). The second experiment investigated the effect of unit load design parameters such as load capacity and box size on unit load performance.   This study found that forklift vibration creates a hazardous environment where pallet deflection combined with magnified vibration caused unbound unit loads to become unstable. The data also revealed that larger boxes decrease unit load bridging in the fork tine support condition. Additionally, projected forklift travel distances were determined for various pallet testing standards. This data can be used to further optimize material handling systems.

The assignment, which has been carried out on behalf of Troax AB was to develop suggestions on one sided fasteners that will be used to attach the anti-collapse system for pallet racks. The problem, as it is today, is that the installers of the mesh panels for the anti-collapse system find it difficult to reach behind and inside the pallet racking beam when they screw together the screw and the nut to hold up the anti-collapse system. Therefore, there is a desire to use a fastener which does not have to handle screws or bolts on the back of the beam. One design requirements is that it should fit most hole patterns and hole sizes available for pallet racks today. It also has the requirement that it must hold for a pendulum test. The energy is then converted into a force for easier calculations. When a safety factor is applied the force that the system is subjected to is approximately 10KN. SolidWorks was used to model and structurally analyze the various design proposals. The best design proposal was put into a simulations study to be analyzed. Then the proposal was compared with the screw which is currently in use. The results of the structural analysis of the current screw show that it withstands the applied loads. The proposed suggestion lacks credibility due to the fact that the stresses shown in the simulations are too high. Based on the results from the structural analysis, it is concluded that further studies are needed and also that the other design suggestions should be examined further in case they could be improved to make them meet the requirements. / Detta arbete är utfört på uppdrag av Troax AB där uppgiften var att ta fram förslag på ensidesfästade fästelement som ska användas till att fästa rasskydd till pallstallage. Problemet som det är idag är att montörerna av rasskyddet anser att det är svårt att komma åt bakom och innanför balken då man ska skruva dit skruv och mutter för att hålla upp rasskyddet. Därför finns det en önskan att kunna använda ett fästelement där man inte behöver hantera skruvar eller muttrar på baksidan av balken. Kravet som sattes på fästelementet är att den ska passa till de flesta hålbilder och hålstorlekar som finns på stallagebalkar idag. Den ska även hålla för ett pendeltest då en pendel med vikten 160kg och rörelseenergin 2500J slås in i ett gallernät. Energin räknas sedan om till en kraft för enklare beräkning och för att kunna föra in kraften i datorsimuleringar. Kraften som systemet utsätts för blir enligt uträkning ca 7100N och med en säkerhetsfaktor blir den resulterande kraften 10000N. SolidWorks används för modellering samt för analys av designförslagen. Först sätts hela systemet med alla balkar, konsoler, paneler och skruvar upp i SolidWorks och Simulation för att se hur allt hänger ihop. Därefter förenklas uppsättningen och ger resultatet att skruven utsätts för dragkraft och skjuvkraft där hela kraften appliceras. Det designförslag som bäst uppfyllde kraven sattes in i Simulation för att studeras. Där undersöks och jämförs förslaget med dagens skruv där båda utsätts för både dragkraft och skjuvkraft. Dagens skruv visar resultatet att den håller för de uppsatta krafterna. Förslagets resultat vid drag är dock opålitliga då uppsättningen av denna inte är optimal. Utifrån resultatet dras slutsatsen att det krävs ytterligare studier på förslaget och att man även bör titta på de övriga förslagen som togs fram för att se om det finns eventuella förbättringar på dessa som gör att de uppfyller kraven. / <p></p><p></p>

Ett arbete inom produktutveckling har utförts på uppdrag av Goodtech Solution AB i Karlstad. Den produkt som utvecklats är en prototyp av en robotcell. Robotcellens uppgift beskrivs som automatisk pallkragsmontering på en lina. Den här rapporten omfattar förbättringsarbetet för Ytterkragen och dess drift för vertikal rörelse och höjdpositionering. Syftet är att rapporten för detta arbete ska ligga som grund för prototypens förbättringsarbeten innan den släpps ut påmarknaden.Monteringen sker på en lina med rullband där emballaget monteras ihop i robotcellen innan det skickas vidare för nästa moment. Ytterkragens uppgift är att fixera pall/översta pallkragen/lock på emballaget för att underlätta nästa monteringsmoment. Fixeringen sker genom att cylindrar pressas mot emballaget för att uppnå önskad position. Problemen för Ytterkragen är att lockmonteringen är opålitlig då monteringen sker utan befintlig instyrning. Driften för vertikal rörelse och höjdpositionering anses vara olämplig och bör utvecklas. När monteringen sker är det viktigt att delarna som monteras ligger i linje med varandra för att inte skapa oönskad kollision. Idag finns inga möjligheter för nödvändiga justeringar mellan Krabba och Ytterkrage. Konstruktionen ska ses över för att förenkla tillverkningen. Kort efter projektets uppstart tillkom ett önskemål från arbetsgivaren att Ytterkragen ska kunna hantera fler pallkragsstorlekar än bara en. En teoretisk undersökning som gjordes sent i projektet visar att dagens fixering är opålitlig på grund av friktionskrafter mellan tryckplåt och emballage.Ställda mål från arbetsgivaren har varit att förbättra instyrningen av lock, utveckla driften och höjdpositionering till en mer lämplig lösning, skapa en injustering mellan Krabba och Ytterkrage, förenkla tillverkningen och få Ytterkragen att kunna hantera fler pallkragsstorlekar. Två koncept har utarbetats för instyrningen av lock. Första konceptet är att locket ska styras in i önskad position vid leveransen för att kunna monteras korrekt. Andra konceptet är att skjuva/fixera locket i önskad position med hjälp av horisontalkrafter när locket väl ligger på översta pallkragen. Utvecklad drift och höjdpositionering är enkel och säker.Injustering är skapad så att Ytterkrage kan anpassas mot Krabban vid installationen av roboten. Tillverkningen har förenklats i mån av tid då detta har haft lägst prioritet. Hanteringen av fler pallkragar sköts genom att ha en längre slaglängd på cylindrarna som fixerar pall/pallkrage/lock. Ett sent upptäckt friktionsproblem har lösts genom att låta låscylindrarna arbeta med en pulserande teknik som slutligen komplett fixerar emballaget.Konstruktionen presenteras i CAD och är skapad med rör, profiler och plattstång av konstruktionsstål. Hållfasthetsberäkningar för materialdimensioner och fästelement har inte ingått i arbetet och har därför bestämts enligt egen bedömning och rekommendationer från handledare då det fortfarande är en prototyp. Pneumatikcylindrar, servomotor och linjärmodul har använts i konstruktionsarbetet.Ställda mål från arbetsgivaren är avklarade. Syftet är uppnått då Goodtech Solutions AB kan använda denna rapport som underlag för prototypens förbättringsarbeten inför en framtida marknadslansering. Utvecklingsarbeten finns kvar att göra på prototypen så som hållfasthetsberäkning av infästningar, uppdatering av motvikt och dess hävarm, hitta en alternativ drift för Krabbans vertikala förflyttning, uppdatera de två stötdämparna för Krabbans rotationsändlägen gällande placering, dimension och fixtur, ytterligare undersökningar om att förenkla tillverkningen, viktbesparingar samt nödvändiga hållfasthetsberäkningar då Krabbans och Ytterkragens vikt ökat avsevärt under arbetet och det fortfarande är en prototyp. / A work of product development has been executed on behalf of Goodtech Solution AB in Karlstad. The product that has been developed is a prototype of a robot cell. The robot cell’s task is described as automatic pallet collar assembly. This report contains the work of the Outer collar and its drive for vertical movement and height positioning. The purpose is that the report of this work is meant to act as a basis for the prototype’s improvement work before it is being put on the market.The assemblage is done on a line with a conveyor belt where the packaging is assembled in the robot cell before it’s passed on to the next phase. The Outer collar’s task is to fix the pallet / top collar/lid on the package to facilitate the next assembly step. The fixation is accomplished by cylinders pressing against the packaging in order to achieve the desired position. The problems of the Outer collar are that the lid assembly is unreliable since the assembly is done without existing guiding. The drive for the vertical motion and height positioning is considered inappropriate and should be developed. When the assembly is made, it is important that the parts to be fitted are in line with each other so that undesired collision does not arise. Today there are no opportunities for necessary adjustments between the Crab and the Outer collar. The design should be reviewed to simplify manufacture. Shortly after the project’s start-up came a desire from the employer that the Outer collar is to be able to handle more pallet collar sizes than just one. A theoretical study executed late in the project shows that todays fixing is unreliable due to frictional forces between the pressure plate and packaging.Set objectives from the employer have been to improve the lid’sguiding, developing the drive and height positioning to a more suitable solution, creating the possibility for an alignment between the Crab and the Outer collar, simplify manufacture and get the Outer collar to be able to handle several pallet collar sizes. Two concepts have been developed for guiding/fixing the lid. The first concept is that the lid should be directed into the desired position at time of delivery to be mounted correctly. The other concept is to push/fix the lid in the desired position by means of horizontal forces when the lid lies on the top collar. Developed drive and height positioning is simple and safe. Opportunities for necessary adjustments between the Crab and the Outer collar have been createdThe design is presented in CAD and is created with pipes, profiles and flat bars of structural steel. Strength calculations for material dimensions and fasteners have not been part of the work and have therefore been determined in own sole discretion and recommendations from the supervisor since it is still a prototype. Pneumatic cylinders, servo motor and linear module has been used in the design work. so that the Outer collar can be adapted to the Crab. The manufacture has been simplified in the extent of time since this has had the lowest priority. Managing more pallet collars is handled by having a longer length of stroke for the cylinders that fix the pallet/pallet collar/lid. A late discovered friction problem has been solved by allowing the cylinders that fixes the packaging to work with a systaltic technology that finally completes the fixing of packaging.Objectives set from the employer have been completed. The purpose is achieved since Goodtech Solutions AB may use this report as a basis for the prototype’s improvement works before its future market launch. Development work remains to be done on the prototype such as strength calculation of attachments, updating the counter weight and it’s lever, find an alternative drive for the Crab's vertical movement, updating the two shock absorbers for the Crab’s rotational end positions regarding the location, size and fixture, further studies to simplify the manufacture, weight savings and the necessary strength calculations as the Crab’s and Outer collar’s weight has increased significantly during the work and it is still a prototype.

Background Loading efficiency within logistics is a research area which has been given a lot of attention by researchers during recent years. Pallet Loading Problem has been presented as a mean to tackle the loading efficiency issue in this area. Loading efficiency can be measured in terms of fill rate of the load and the number of reclaimed gods. Different loading methods presents advantages and disadvantages regarding the two presented areas fill rate and returned gods.      Purpose The purpose with this study is to examine the different issues related to implementing an efficient pallet loading method, with the help of a comparative study of alternative loading methods. In order to accomplish this, different key factors are located and identified in which the relation between these factors is displayed. Research in this area has highlighted that a streamlining of the loading process has assisted organizations in reducing their costs. The cost reduction is an effect of the reduced transport and reclaimed gods.   Methods In this comparative study of alternative loading methods, key factors in different loading methods were identified and analyzed. The data for the three key factors were collected through archival research, unstructured interviews and observations of the different procedures. The analytic tests of the data where conducted through SPSS with the likes of descriptive statistic, non-parametric t-test, correlation and logistic regression.     Results In the result of this thesis, the differences of studied loading methods are presented based on the defined key factors. Each loading method is individually analysed and later compared to the other alternative loading method in order to decide which method is the most efficient, based on the presented key factors. The analyses in the tests presents a connection between fill rate and claims but also between claims and loading method.     Conclusions Between the two presented loading methods, free pallet loading and standing pallet loading, there’s a significant difference based on the analysed key factors. Free pallet loading is concluded to be the more efficient loading method in each of the analysed categories fill rate, claims and cost of claims. This concludes free pallet loading to be the more sustainable and economically beneficial loading method. / Bakgrund Lastningseffektivitet inom logistiken är ett område som dem senaste år fått mycket uppmärksamhet där pallastning av produkter är ett centralt område. En lastningseffektivitet kan mätas i den totala fyllnadsgraden för lastningen samt vilken skaderisk det medför. Två centrala begrepp vilka studerats för lastning är Pallet Loading Problem samt Reclaimed Gods.            Ovanstående ämnesområden presenterar fördelar samt nackdelar med olika lastningsmetoder.   Syfte Syftet med denna studie är att undersöka problematiken kring att tillämpa en effektiv pallastning med hjälp av en jämförelsestudie kring alternativa lastningsmetoder. Detta då för att identifiera och kartlägga nyckelfaktorer samt sambandet mellan dessa i en lastningsprocess. Forskning visar på att en effektivisering av lastningsprocessen har hjälpt olika företag att reducera sina kostnader, genom en minskning av transport samt minimering av skaderisk för det lastade godset.   Metod Tillvägagångssättet för denna studie var att göra en jämförelsestudie där nyckelfaktorer i olika lastningsmetoder skall analyseras. Tre olika faktorer för lastning analyserades, där underlag för analysen införskaffades ur organisationens datasamling genom arkivforskning, observationer samt ostrukturerade intervjuer. Analyserna gjordes i SPSS genom de olika dataanalystesterna, deskriptiv statistik, icke parametriskt t-test, korrelation samt logistisk regression.   Resultat Resultatet av studien visar hur lastning skiljer sig åt med avseende på de tre olika nyckelkoncepten beroende på vilken metod som ligger till grund. Respektive lastningsmetod analyseras för sig själv för att sedan jämföras, detta då för att identifiera vilken som är effektivast beroende på nyckelfaktorer. Resultatet presenterar ett samband mellan claims och fyllnadsgraden samt mellan claims och metodval.    Slutsats Slutsatsen av denna studie är att bland de två presenterade lastningsmetoderna, löst liggande samt stående pallastning finns en signifikant skillnad sett till nyckelfaktorerna vilka undersökts. Löst liggande pallastning är en effektivare modell sett till samtliga av de undersökta nyckelfaktorerna det vill säga fyllnadsgrad, claims samt kostnaden vilken uppkommer i samband med claims. Detta medför att löst liggande lastning är den mer gynnsamma lastmetoden sett till både ett hållbarhets och ekonomiskt perspektiv.

The purpose of this thesis is to develop a model to enhance the effectiveness of machining centers with multi-pallet automatic pallet changers (APCs). From critical literature review no existing theories within this field were found. The multi-pallet APC allows multi-setups and a more flexible sequencing of jobs. The model together with the developed heuristic scheduling algorithm with the objective to minimize the total weighted tardiness can be used to plan in n jobs on m pallets in a shop-floor. The right maintenance policy ensures a high availability, which together with the program guarantees a high level of utilization of the machinery. Consequently the effectiveness will be enhanced. A case study approach was used to test the model at Växjöfabriken in Sweden, which treats cast material. The results of this case study are a more effective utilization of the machines with decreased tardiness costs, increased customers’ satisfaction and goodwill of the company. The contribution of this thesis is a model with a flexible, adjustable and expandable heuristic scheduling algorithm, which can be applied in all manufacturing companies using machining centers with multi-pallet APCs. / Syftet med denna uppsats är att utveckla en modell för att förbättra effektiviteten av maskincentra med automatiska palletväxlare (APCs) för multi-palleter. När en kritisk litteratursökning genomfördes hittades inga relevanta teorier inom det aktuella området. Multi-pallet APC tillåter att många jobb kan förberedas samtidigt och gör planeringen av jobben mer flexibel. Modellen, tillsammans med den utvecklade heuristiska planeringsalgoritmen med målet att minimera den totala viktade förseningen, kan användas för att planera in n jobb med m palleter på ett verkstadsgolv. Rätt underhålls policy försäkrar en hög tillgänglighet vilket tillsammans med programmet garanterar en hög utnyttjandenivå av maskinerna. Som följd kommer effektiviteten att höjas. En fallstudie utfördes på Växjöfabriken i Sverige för att utvärdera modellen, på företaget efterbehandlas gjutgods. Resultatet från denna fallstudie blev ett effektivare utnyttjande av maskinerna, med minskade förseningskostnader, ökad kundtillfredställelse och goodwill för företaget. Denna uppsats bidrar med en modell och en flexibel, anpassningsbar och utvecklingsbar heuristisk planeringsalgoritm, vilken kan användas i alla industriföretag som använder maskincentra med multi-pallet APCs.

<p>The purpose of this thesis is to develop a model to enhance the effectiveness of machining centers with multi-pallet automatic pallet changers (APCs). From critical literature review no existing theories within this field were found. The multi-pallet APC allows multi-setups and a more flexible sequencing of jobs. The model together with the developed heuristic scheduling algorithm with the objective to minimize the total weighted tardiness can be used to plan in n jobs on m pallets in a shop-floor. The right maintenance policy ensures a high availability, which together with the program guarantees a high level of utilization of the machinery. Consequently the effectiveness will be enhanced. A case study approach was used to test the model at Växjöfabriken in Sweden, which treats cast material. The results of this case study are a more effective utilization of the machines with decreased tardiness costs, increased customers’ satisfaction and goodwill of the company. The contribution of this thesis is a model with a flexible, adjustable and expandable heuristic scheduling algorithm, which can be applied in all manufacturing companies using machining centers with multi-pallet APCs.</p> / <p>Syftet med denna uppsats är att utveckla en modell för att förbättra effektiviteten av maskincentra med automatiska palletväxlare (APCs) för multi-palleter. När en kritisk litteratursökning genomfördes hittades inga relevanta teorier inom det aktuella området. Multi-pallet APC tillåter att många jobb kan förberedas samtidigt och gör planeringen av jobben mer flexibel. Modellen, tillsammans med den utvecklade heuristiska planeringsalgoritmen med målet att minimera den totala viktade förseningen, kan användas för att planera in n jobb med m palleter på ett verkstadsgolv. Rätt underhålls policy försäkrar en hög tillgänglighet vilket tillsammans med programmet garanterar en hög utnyttjandenivå av maskinerna. Som följd kommer effektiviteten att höjas. En fallstudie utfördes på Växjöfabriken i Sverige för att utvärdera modellen, på företaget efterbehandlas gjutgods. Resultatet från denna fallstudie blev ett effektivare utnyttjande av maskinerna, med minskade förseningskostnader, ökad kundtillfredställelse och goodwill för företaget. Denna uppsats bidrar med en modell och en flexibel, anpassningsbar och utvecklingsbar heuristisk planeringsalgoritm, vilken kan användas i alla industriföretag som använder maskincentra med multi-pallet APCs.</p>

The aim of this work is to analyze individual malt technologies according to their use for beverages storing in Elko limited warehouse, then suggesting optimal alternative in terms of time and cost demands of establishing and running the warehouse. The main factor when choosing optimum in-store technology and service means is the fact, that Elko company stores a high turnover ratio material, which is necessary to complete for almost every order. For this reason, the warehouse either has to have a room sufficiently big for completing orders, or an option of completing the orders right in the store core. Sub-objectives were to prepare the legislative framework of the work, to assess the processes in the enterprise, assess and propose improvements to the stock.

Bakgrund och problemdiskussion: Till följd av ökade handelsvolymer har användandet av pallar kommit att öka. Hantering av pallar har därför blivit en viktig del i verksamheter, där digitala pallhanteringssystem lyfts som ett hjälpmedel för effektivitet. Digitaliserade pallhanteringssystem kan även ses som ett hjälpmedel för att främja ekonomisk och ekologisk hållbarhet vad gäller företags pallhantering. Trots många fördelar finns även ett antal utmaningar förknippade med implementering av digitala pallhanteringssystem.   Syftet: Studiens syfte är att identifiera hur interna digitaliserade pallhanteringssystem kan bidra till ekonomisk eller ekologisk hållbarhet. Studien syftar även till att se vilka utmaningar som kan ligga till grund hos företag vid implementering med ett internt digitaliserat pallhanteringssystem.  Metod: Studien är kvalitativ och utgår från ett deduktivt synsätt. Den teoretiska referensramen har hämtats genom en litteraturgenomgång. En komparativ design ligger till grund för studiens design, där empiridelen består av fem semistrukturerade intervjuer med fem olika företag. Analysen utgår från en tematisk analys där teorin och empirin ställs emot varandra för att hitta centrala teman. Resultat: Utifrån studien dras slutsatsen att ett internt digitaliserat pallhanteringssystem inte bidrar till ekologisk hållbarhet i större utsträckning än vad manuell pallhantering gör. Gällande ekonomisk hållbarhet kan ett internt digitaliserat pallhanteringssystem leda till kostnadsbesparingar genom ökad informationstillgänglighet samt att företag kan utnyttja de fördelar som finns med att äga sina egna pallar Studien kan även identifiera utmaningar med implementering av ett internt digitaliserat pallhanteringssystem i form av krav på kundanpassning, misstro om ökade kostnader, samt lågt intresse i pallbranschen och bland beslutsfattare. / Background and problem discussion: As a result of increased trading volumes, the use of pallets has increased. Pallet management has therefore become an important part of operations, where digital pallet management systems are highlighted as a tool for efficiency. Digital pallet management systems can also be seen as a tool to promote economic and ecological sustainability in terms of companies' pallet management. Despite many advantages, there are also a number of challenges associated with the implementation of a digital pallet management system.  Purpose: The purpose of this study is to identify how internal digital pallet management systems can contribute to ecological or economic sustainability. The study also aims to see what challenges that can be identified when implementing an internal digital pallet management system.  Method: The study is qualitative and it is based on a deductive approach. The theoretical frame of source has been collected through a literature review. A comparative design has been used for the study's design, where the empirical section consists of five semi-structured interviews with five different companies. The analysis is based on a thematic analysis where the theoretical and empirical sections are analyzed to find central themes.      Results: The results of the study are that it is concluded that an internal digital pallet management system does not contribute to ecological sustainability to a greater extent than what a manual pallet management does. In terms of economic sustainability, the results are that a digital pallet management system can lead to cost savings due to increased information availability and that companies can use the benefits of owning their pallets. Also, challenges are identified with the implementation of a digital pallet management system in terms of requirements for customized systems, mistrust of increased costs, and also low interest in the pallet industry and among decision makers.

Within the Master’s program in mechanical engineering at Linköping University, this thesis project unfolds in collaboration with Metso Sweden, specifically at their Sala factory. Focused on addressing challenges in packaging processes for Metso’s VASA-line slurry pumps, the project endeavors to devise a concept that not only meets global shipping requirements but also enhances factory output. The research unfolds with an exploration of the background, emphasizing the complexities of manufacturing large-scale pumps for heavy-duty industries. Operating in 45 countries with a workforce of approximately 16,000 employees, Metso’s site in Sala specializes in pump production, particularly for the mining industry. The unique nature of slurry pumps, designed to handle liquid solutions containing solid particles, necessitates a tailored approach to packaging. The identified problem lies in the high variation of pump configurations, demanding flexibility in production and packaging. Currently, custom-made packages are crafted by experienced operators, who are lacking feedback on their performance. The packaging process involves standard pallets or custom-made packages, with the latter lacking standardization and documentation, introducing uncertainties in transport. This study aims to improve overall efficiency at Metso by addressing bottlenecks and knowledge gaps in packaging, focusing on the VASA-line slurry pumps. The goal is to present a concept that aligns with global shipping requirements and has the potential to significantly increase factory output. The findings, supported by production analysis and a detailed implementation plan, estimating a 3.38-fold increase in current production capacity. The thesis utilizes production analysis methods in supporting product development and optimizing packaging processes. It further highlights the influence of global shipping requirements on production dynamics, necessitating additional steps in package assembly. With a focus on time rather than costs, this thesis positions itself as a practical guide for enhancing production efficiency within a constrained time frame. In summary, this thesis unfolds as an exploration of packaging challenges, offering tangible insights for product development in a production setting and package development, especially in the context of global shipping.

Three components, a pallet, packaging, and material handling equipment, of the unit load portion of the supply chain are physically and mechanically interacting during product storage and shipping. Understanding the interactions between two primary components, a pallet and packaging, in a unit load is a key step towards supply chain cost reduction and workplace safety improvement. Designing a unit load without considering physical and mechanical interactions, between those two components, can result in human injury or death caused from a unsafe workplace environment and increased supply chain operating costs, due to product damage, high packaging cost, disposal expense, and waste of natural resources. This research is directed towards developing predictive models of the compressive stress distributions using the principle of the beam on an elastic foundation and experimentally quantifying the compressive stress distributions. The overall objective of this study is to develop a model that predicts compressive stress distributions at the interface between a pallet deck and packaging as a function of: pallet deck stiffness, packaging stiffness, and pallet joint fixity. The developed models were validated by comparison to the results of physical testing of the unit load section. Design variables required for modeling included Modulus of Elasticity (MOE) of pallet deckboards, Rotation Modulus (RM) for nailed joints, and packaging stiffness. Predictive models of the compressive stress distributions were non-uniformly distributed across the interface between pallet deckboards and packaging. Maximum compressive stresses were observed at the deckboard ends over stringer segments. All predictive compressive stress distributions were influenced by pallet deck stiffness, packaging stiffness, and joint fixity. The less the joint fixity the greater the pallet deck deflection. The stiffer deckboards are more sensitive to joint fixity. For predictive compressive stress distribution models, the measure of the stress concentrations was the Compressive Stress Intensity Factor (SIF), which was the ratio of the estimated maximum compressive stress to the applied stress. Less stiff pallets and stiffer packaging resulted in greater SIF for all end condition models. SIF was reduced by stiffer joint, stiffer pallet deck and more flexible packaging. The stiffer the pallet deck and pallet joint the greater the effective bearing area. The lower stiffness packaging resulted in the greater effective bearing area with all three packages. The predicted effective bearing area was more influenced by pallet deck stiffness than the packaging stiffness. The developed prediction models were validated by comparison to experimental results. All prediction models fell within 95% confidence bounds except the 3/8-inch deck with free ends and 3/4-inch deck with fixed ends. The difference between predicted and measured results was due to a limitation in pressure sensor range and test specimen construction for the free end model and fixed end model, respectively. The results show effects of pallet deck stiffness and packaging stiffness on SIFs with percentage changes ranging from 2 to 26% (absolute value of change) for all three end conditions. The sensitivity study concluded that changing both pallet deck stiffness and packaging stiffness more significantly influenced the SIFs than bearing areas. / Ph. D.