Considerada a importância de que os Programas de Produção mais Limpa (PPLs) são investidos e os problemas constatados com suas performances em todo o mundo, avalia-se como crítica a ausência de Bases Teóricas para avaliar esses programas. Na Literatura acadêmica para este tema, não se encontram abordagens que orientem a Concepção e a Gestão dos PPLs. Movida por estas constatações críticas e pelo senso de urgência em atender esta carência, a pesquisa empreendida, da qual parte dos resultados compõem esta Tese, se dedica à construção de Bases fundamentadas em áreas do conhecimento científico que apóiem a avaliação dos PPLs. Diante da escassez de abordagens teóricas para este propósito, esta Tese se constitui em estudo exploratório e voltado à proposição de um conjunto de enfoques que atenda à sua meta fundamental. Sugerindo que o conjunto resultante estabeleça um arcabouço teórico primário, dirigem-se os enfoques para três níveis de análise : (i) aspectos externos a um Programa a avaliar (macro-análise); (ii) constituição estrutural deste PPL e dinâmicas de seus componentes (meso-análise); e (iii) aspectos psico-sociológicos das relações internas no PPL (micro-análise). Define-se o nivel de meso-análise como foco das elaborações da Tese, para o qual se desenvolvem dois enfoques. Aos enfoques elaborados para os outros dois níveis de análise dedicam-se menores desenvolvimentos, limitando-se a indicar sua integração com os enfoques do nível de meso-análise e seus posteriores desdobramentos e aprofundamentos. Para as construções dos enfoques, utiliza-se de revisões amplas na literatura de Teorias de Aprendizagem, Teorias Organizacionais, Psicologia Ambiental, Complexidade e Gestão da Mudança, como apoios para a revisão de publicações acadêmicas sobre PPLs. Limitações constatadas para estas elaborações teóricas do conjunto de enfoques destacam a importância de uma fase complementar de estudos empíricos qualitativos que, na Tese, prioriza aperfeiçoar o enfoque para Análise Estrutural. Empregando-se principalmente a abordagem de Estudos de Caso e recursos adaptados da Grounded Theory, elabora-se um Esboço Estrutural para este enfoque. A consolidação da integração dos enfoques propostos pela Tese alcança maior consistência pela aplicação do Esboço Estrutural para descrever aspectos dos Casos estudados em um Estudo de Caso Genérico, acompanhada de uma série de análises que integram, progressivamente, conceitos teóricos das ferramentas analíticas que compõem os enfoques. A base da lógica que coordena concepções e construções da Tese se alicerça no enfoque de Pensamento Complexo de Morin, operacionalizada através da dialética hermenêutica que orienta a postura de pesquisa. Tais escolhas filosófico-epistemológicas proporcionam nexo para a integração complexa de múltiplos e variados fatores e conceitos que passam a compor os enfoques, conciliando ambigüidades, oposições e paradoxos típicos dos fenômenos observados nos PPLs. Como resultados, alcança-se evidente capacidade do conjunto de enfoques elaborado para avaliar PPLs de diversos arranjos organizacionais, permitindo-se interpretações ricas dos aspectos que concorrem para seus resultados, o que atende ao propósito original de contribuir para a compreensão de suas performances. Desta forma, a Tese oferece contributo significativo para um campo de conhecimento que carece de contribuições teóricas urgentes. / A critical lack of approaches based on theoretical fundamentals to evaluating Cleaner Production Programmes (CPPs) in the academic literature collides with the significance of these programmes and with their crucial performance problems all over the world. Scientific guidance on designing and managing CPPs is nonexistent or unavailable to regular search on academic publications. Intending to reduce this scarcity of scientific knowledge, the research from which this Thesis gathers its results conceives approaches supported by theoretical underpinnings aimed to evaluate CPPs. Given the knowledge insufficiency on this subject, this Thesis constitutes an exploratory study devoted to the proposition of a set of analytical approaches. This set is intended to establish a basic theoretical framework whose approaches are designed to fit three analytical levels : (i) external aspects of a Programme under assessment (macro-analysis); (ii) structural constitution of this CPP and the dynamics of its components (meso-analysis); and (iii) psycho-sociological aspects of the CPP internal relations (micro-analysis). The main focus of elaborative work concerns the meso-analysis level, to which two approaches have been developed. Less development is dedicated to the other levels and the Thesis confines the elaboration of their approaches to their vital fit and sound synergy with the approaches of the meso-analysis level. The study indicates detailed features of the micro-analysis approach and how they develop in future advanced stages of the research. Similar indications of future developments for the macro-analysis approach receive attention in the discussions. Encompassing reviews of the literature on Learning Theories, Organisational Theories, Environmental Psychology, Complexity and Organisational Change underpin the conception and development of the approaches, integrating elements drew on an extensive review of the academic literature on CPPs. In order to overcome limitations pointed out from the elaboration of the approaches, a complementary empirical phase of qualitative research assumes vital importance to the study and its priority focused improvements in the structural analysis approach. Case Study methods and adapted features of Grounded Theory served as main contributing approaches/techniques to the complex confection of a Structural Blueprint for this analytical approach. Applying this Structural Blueprint as a tool to describe aspects examined in actual Cases, composing a Generic Case Study, followed by a series of analyses that progressively integrate theoretical concepts of the proposed approaches into the assessment supported by the Blueprint, the study succeed in consolidating the integration of the analytical approaches. The logical basis steering Thesis conceptions and developments stands on Morin’s concept of Complex Thinking, which provides guidance to the hermeneutic dialectic conducted in accordance with the study’s research posture. Nexus afforded by such philosophic-epistemological orientation prevails in the complex integration of multiple and diverse factors and concepts embodied in the analytical approaches, providing consonance for the typical ambiguities, oppositions, and paradoxes observed in phenomena related to CPPs. The proposed set of approaches features evident capacity to evaluate CPPs holding varied organisational arrangements, imparting rich interpretations of aspects that contribute to their results and serving its original purpose of assisting the comprehension of their performance. Thus the Thesis offers relevant contribution to this field of knowledge, which demands urgent theoretical advancements.

Idag pratas det mycket om smart teknik och man säger att den fjärde industriella revolutionen är på väg. Revolutionen kallas för Industri 4.0 och innebär två tekniska förbättringar, Internet of Things (IoT) och Cyber-Physical Systems (CPS). IoT låter fysiska enheter sammankopplas i ett system med andra enheter med hjälp av elektromagnetiska vågor och CPS ger möjligheten till att få in information från omvärlden och implementera informationen i digital form. När det kommer till implementering i tillverkningsindustrin används begreppen Industrial Internet of Things och Cyber-Physical Production Systems. Arbetet består av en djupgående litteraturstudie och undersöker vad implementering av IoT och CPS i personbilsbranschens tillverkningssystem kan leda till och hur de fungerar i praktiken. Teorin utgår från vetenskapliga artiklar, tidskrifter och journaler samt en studie från Atlas Copco. Eftersom att smart teknik är ett brett ämne och vi behövde förhålla oss till en tidsgräns på 18 veckor avgränsades arbetet till endast IoT och CPS i tillverkande personbilsföretag. Branschen för personbilar valdes för att i jämförelse med andra branscher är både kvaliteten och kvantiteten avgörande. Samtidigt som det produceras många personbilar måste varje personbil uppfylla en rad olika krav och varje enhet utgör en betydande del av kapitalet i företaget. Resultatet visar hur IoT och CPS fungerar som helhet och vad för positiva och negativa konsekvenser implementering av begreppen ger. Av resultatet framgår också att faktorerna produktion, ekonomi och människa ska analyseras som en helhet och inte enskilt för att implementeringen ska vara framgångsrik i tillverkande personbilsföretag. Möjligheterna som IoT och CPS medför är snabbare och exaktare beslut, systemövervakning och insamling, utbyte och analysering av data för personbilsbranschens företag. Den största utmaningen som implementeringen av begreppen medför är datahantering. Det finns en risk att oönskade mottagare får tillgång till konfidentiell information genom bland annat dataläckage och dataintrång. Således bör fokus ligga på att förebygga detta för att få ut fördelarna och samtidigt reducera nackdelarna. Slutsatsen som kan dras av resultatet är att en kombination av IoT och CPS i personbilsbranschens tillverkningssystem skapar ett kommunikationsnätverk bland heterogena enheter som gör att system kan kommunicera och utbyta data med varandra på ett effektivt sätt. Implementering av begreppen leder till minskning av defekter, introduktionskostnader, energianvändning och upplärning för arbetare samt ökad verktygsdrift och produktivitet. / Today, there is much talk about smart technology and it is said that the fourth industrial revolution is on its way. The revolution is called Industry 4.0 and involves two technical improvements, the Internet of Things (IoT) and Cyber-Physical Systems (CPS). IoT allows physical devices to be interconnected in a system with other devices using electromagnetic waves and CPS provides the opportunity to get information from the outside world and implement the information in digital form. When it comes to implementation in the manufacturing industry, the concepts Industrial Internet of Things and Cyber-Physical Production Systems are used. The thesis consists of an in-depth literature study and investigates what implementation of IoT and CPS in the automotive industry's manufacturing system can lead to and how they work in practice. The theory is based on scientific articles, paper and journals, and a study by Atlas Copco. Because smart technology is a broad topic and we needed to relate to a time limit of 18 weeks, the work was limited to IoT and CPS only in manufacturing passenger car companies. The industry for passenger cars was chosen so that, in comparison with other industries, both the quality and the quantity are decisive. While many passenger cars are being produced, each passenger car must meet a variety of requirements and each unit constitutes a significant part of the capital of the company. The result shows how IoT and CPS work as a whole and what positive and negative consequences the implementation of the concepts gives. The result also shows that the factors of production, economy and humanity should be analysed as a whole and not individually in order for the implementation to be successful in manufacturing passenger car companies. The opportunities that IoT and CPS entail are faster and more precise decisions, system monitoring and collection, exchange and analysis of data for the automotive industry's companies. The biggest challenge that the implementation of the concepts entails is data management. There is a risk that unwanted recipients will have access to confidential information through, among other things, data leakage and hacking. Thus, the focus should be on preventing this in order to get the benefits and at the same time reduce the disadvantages. The conclusion that can be drawn from the result is that IoT and CPS in the automotive industry's manufacturing system create a communication network among heterogeneous units that enable systems to communicate and exchange data with each other in an efficient manner. Implementation of the concepts leads to a reduction of defects, introduction costs, energy use and training for workers, as well as increased tool operation and productivity.

Industriers samverkan med varandra och andra sektorer i samhället genom industriell symbios spelar en viktig roll för omställningen till cirkulära kretslopp och en hållbar framtid. Genom att företag, industrier och kommuner verkar tillsammans genom bland annat resurs- och kunskapsutbyten fås en ökad energioch resurseffektivitet med ekonomiska, miljömässiga och sociala vinster. De områden med industriell symbios som finns idag har ofta uppkommit genom spontant utvecklade projekt, på grund av exempelvis lönsamheten i att tillvarata restflöden eller krav på slutna flöden. Att symbiosnätverk inte uppkommer vid fler områden kan bero på bristfällig kommunikation och företags fokus på den egna kärnverksamheten, att de inte ser till det större systemet de är en del av och vilka nyttor som kan fås genom samverkan. Ett första steg i att aktivt utveckla industriell symbios är att kartlägga potentiella synergier inom ett område. Kartläggningssteget är ett av de inom litteraturen mest undersökta stegen av utvecklingsprocessen för industriell symbios. Det innehåller en mängd framtagna dataverktyg som syftar till att matcha verksamheters in- och utflöden. Identifierade dataverktyg missar dock ofta aspekten att involvera och engagera medarbetare samt ytterligare mervärden som utöver möjliga resursutbyten är viktiga för att industriell symbios ska uppkomma och fortsätta verka. Det saknas även ett arbetssätt för hur en kartläggning kan struktureras, där detta examensarbete är ett värdefullt bidrag inom ämnet. Detta examensarbete undersöker hur en kartläggning av befintliga och potentiella värdehöjande synergier kan struktureras. Synergier är exempelvis utbyten av material- och resursflöden, gemensam infrastruktur och kunskapsnätverk. Synergier syftar till att vara värdehöjande i form av att ge ekonomiska fördelar, minskad miljöpåverkan eller stärkta sociala band mellan olika aktörer. En fallstudie genomfördes för att kartlägga synergier vid Händelö Eco Industrial Park i Norrköping. Datainsamlingen för kartläggningen genomfördes externt av rapportförfattarna genom genomgång av dokument, telefonsamtal och möten med medarbetare vid Händelö. En workshop med representanter från sju aktörer genomfördes som intern kartläggning, som ämnar till att samla aktörer och låta dem gemensamt identifiera synergimöjligheter mellan varandra. Genom fallstudien identifierades ett 50-tal olika synergier och ett flertal mervärden vid Händelöområdet. Som en avslutande del i kartläggningen bedömdes identifierade synergiers implementeringspotential. Examensarbetet presenterar ett arbetssätt för hur en kartläggning av befintliga och potentiella värdehöjande synergier inom ett område kan struktureras. Arbetssättet består av fyra steg; identifiering av startgrupp av aktörer, kartläggning av synergier, inkludering av ytterligare aktörer och bedömning av implementeringspotentialen. Diskussion förs gällande hur arbetssättet kan anpassas utifrån kartläggarens och områdets förutsättningar samt vikten av olika mervärden. Genom att formulera ett arbetssätt som utöver identifierade värdehöjande synergier även resulterar i mervärden som stärker den institutionella kapaciteten för industriell symbios, ökar möjligheterna för industriell symbios och mer hållbar hushållning av resurser inom fler områden. I slutsatserna rekommenderas att en kartläggning av synergier bör genomföras både externt och internt. En intern kartläggning, när aktörer samlas och interagerar med varandra, kan utöver synergimöjligheter även resultera i viktiga mervärden som främjar implementering av synergier. Exempel på mervärden är engagemang och ökad kommunikation, vilket stärker den institutionella kapaciteten för industriell symbios och möjliggör långsiktiga industriella samarbeten. För att ta arbetet vidare är kontinuerliga möten iv och att koordinera aktörer viktigt, för att ta tillvara på identifierade synergier och de anställdas engagemang, därmed fortsätta utveckla den industriella symbiosen vid Händelö. / Industries cooperating with each other and other sectors of society through industrial symbiosis which plays an important role for a sustainable development and the conversion to circular economy. Industries, municipalities and organizations collaborating through, among other things, sharing resources and knowledge leads to energy and resource efficiency with economic, environmental and social benefits. Areas with existing industrial symbiosis have often emerged through spontaneously developed projects, due to regulations or the profitability of utilizing residual flows. Why industrial symbiosis network doesn’t emerge in more areas may be due to lack of communication and coordination as well as companies focusing on their core business and not seeking the benefits that collaborations can provide. A first step in developing industrial symbiosis is to find synergetic opportunities within an area. This step contains a variety of data tools for process input–output stream-based matching. These types of data tools, however, often misses the aspect of involving and engaging employees which is important for the process of industrial symbiosis to emerge and proceed. There is also no clear workflow for how identifying synergy opportunities can be done, where this thesis is a valuable contribution within the subject. This master thesis examines how a mapping of existing and potential value-adding synergies can be structured. Synergies include, for example, exchanges of material and resource flows, shared infrastructure and knowledge networks. Synergies aim to added value of economic benefits, reduced environmental impact or strengthened social links between different actors. A case study was conducted to find synergetic opportunities at Händelö Eco Industrial Park in Norrköping. The data collection was carried out externally by the authors through a review of documents and meetings with employees at Händelö. A workshop with representatives from seven actors was held as internal mapping, which aimed to help them to identify mutual synergy opportunities between each other together. The case study identifies about 50 different synergies and several added values in the Händelö area. As a final part of the mapping, the potential for the identified synergies’ feasibility were assessed. This master thesis presents a workflow for a mapping of existing and potential value-adding synergies within an area. The process consists of four steps; identification of actors, mapping of synergies, incorporation of further actors and feasibility assessment. Discussion is conducted on how the workflow can be adapted based on the surveyor and the area of the symbiosis, as well as the importance of various added values. Formulating a workflow that, in addition to identifying value-added synergies increases the opportunities for industrial symbiosis and more sustainable management of resources in further areas. The conclusions include a recommendation that a mapping of synergies should be done both externally and internally. An internal survey, where actors gather and interact with each other, can result in important added values which facilitates the feasibility of identified synergies. Examples of added value are engagement and increased communication, which strengthens the institutional capacity for industrial symbiosis and enables long-term industrial collaborations. In order to continue the development of the Händelö area, recurrent meetings and coordination of actors are important, taking advantage of identified synergies and employee engagement, thus continuing to develop the industrial symbiosis.

Med ett generellt ökat hållbarhetsfokus i samhället har Atlas Copco upplevt att de behövt vidareutveckla hållbarhetsarbetet i hela organisationen, vilket resulterade i att de 2021 anslöt sig till Science Based Targets initiative, samt att hållbarhet fått ett utökat fokus i företagets senaste treårsstrategi. Företagets nya ambition och målsättningar handlar om att reducera klimatpåverkan, där varje avdelning har i uppgift att finna lösningar och förbättringar för att nå dessa mål. Inköpsavdelningen har stor möjlighet att påverka inflödet av material och komponenter till Atlas Copco, framför allt genom vilka leverantörer som ska få leverera till företaget. Inköpsavdelningen önskade dock vägledning kring vart fokus bör läggas för att på ett resurseffektivt sätt bidra till företagets nya ambitiösa målsättningar. Därför, formulerades denna studies syfte till:  Syftet med studien är att identifiera samt föreslå förbättringsförslag för Atlas Copco Industritekniks leverantörsval för att effektivt bidra till minskad klimatpåverkan. För att kunna besvara studiens syfte delades studien in i tre steg. Det första steget syftade till att identifiera nuläget, både avseende hur leverantörsval går till idag och vilka resurser som nyttjas, men även leverantörsbasens karaktäristik, för att veta hur ett alternativt läge skulle kunna påverka utsläpp och klimatpåverkan. När nuläget var fastställt, identifierades i steg två möjliga förbättringar, vilka sedan i steg tre utvärderades utifrån resursåtgång och potentiell effekt avseende en reducerad klimatpåverkan. Steg tre resulterade därmed i en rekommendation avseende de mest resurseffektiva förslagen för en reducerad klimatpåverkan, för Atlas Copco Industritekniks inköpsavdelning.  För att fastställa det nuläge som undersökts i det första steget, utfördes flertalet intervjuer med representanter från Atlas Copcos inköpsavdelning. Under intervjuerna framkom att leverantörsval idag utförs på två sätt, där det ena går ut på att välja in en ny leverantör i leverantörsbasen, medan det andra innefattar val av leverantör från den befintliga leverantörsbasen, för inköp av en komponent eller ett material. Intervjuerna gav även insyn i karaktäristiken för dagens leverantörsbas, som kan beskrivas som spridd avseende hållbarhetsmognad. I studiens andra steg genererades 25 förbättringsförslag, dels genom analys av det föregående steget, men även genom att identifiera förbättringar som presenterats i litteraturen. Som komplement till detta, utfördes även två intervjuer med externa aktörer, för att bringa klarhet i vad andra företag gör inom inköp för att nå en reducerad klimatpåverkan. Till sist, i studiens tredje och sista steg, analyserades de 25 förbättringsförslagen utifrån resursåtgång och möjlig effekt avseende reducerad klimatpåverkan, där förslagen kategoriserades till någon av de tre kategorierna; liten, medel eller stor, för respektive aspekt. Grunden till analysen var dels intervjuer med representanter från Atlas Copco och de utomstående företagen, men även dokumentinsamling samt vad som framgick i litteraturen nyttjades för att värdera förslagen. Två av förslagen kunde värderas till att ha en stor potentiell effekt, och en liten resursåtgång vilket gjorde att de kunde anses vara resurseffektiva. De två förslagen var att Övergå från flygtransport till båt- eller tågtransport samt Kravställa användning av fossilfri energi hos leverantören. Även förslag med en stor potentiell effekt, men med en större resursåtgång rekommenderades för implementering på längre sikt, och förslag med mindre effekt men också liten resursåtgång rekommenderades på kort sikt för att komma igång med arbetet mot att nå en reducerad klimatpåverkan. Förslagen har dessutom olika karaktär, både avseende tidshorisont och grad av konkretisering, vilket i denna undersökning försvårat jämförelsen mellan olika förslag. Slutligen lyfts även av författarna att resultatet bör ses som ett underlag, både inför framtida planering av utvecklingsprojekt på inköpsavdelningen, men även för att undersöka vissa förslag vidare och säkerställa resurseffektivitet samt fastställa hur de bör implementeras. / With a generally increased focus on sustainability in society, Atlas Copco have experienced a need to advance the sustainability work throughout the organization. This resulted in Atlas Copco joining Science Based Targets initiative in 2021 and that sustainability has been given extra attention in the company's latest three-year strategy. The company's new ambition and goals are about reducing its climate impact, and each department has the task of finding solutions and improvements to achieve the overall goals. The sourcing department has a great opportunity to influence the inflow of materials and components to Atlas Copco, especially through which suppliers will be allowed to deliver to the company. However, the purchasing department wanted guidance on which area to focus to contribute in a resource efficient way to the company's new ambitious goals. Therefore, the purpose of this study was: The purpose of the study is to identify and propose improvement suggestions for Atlas Copco Industrial Technique's supplier selection to effectively contribute to reduced climate impact for the company. To be able to answer the purpose of the study, the work was divided into three steps. The first was about identifying the current situation, both in terms of how supplier selection is carried out today and what resources that are used, but also how the supplier base is today, to know what an alternative situation could look like and how it relates to climate impact. Once the current situation was determined, possible improvements were identified in step two, which later were evaluated in step three based on resource consumption and potential effect regarding a reduced climate impact. Step three resulted in a recommendation regarding the most resource efficient suggestions for a reduced climat impact, for Atlas Copco Industrial Technique's sourcing department. To determine the current situation in the first step, several interviews were conducted with representatives from Atlas Copco's sourcing department. During the interviews, it emerged that supplier selection today is carried out in two different ways, where one involves selecting a new supplier into the supplier base, while the other involves selecting a supplier from the existing supplier base, for the purchase of a component or a material. The interviews also provided insight into the characteristics of today's supplier base, which can be described as dispersed in terms of sustainability maturity. In the second stage of the study, 25 improvement suggestions were generated by analyzing the previous stage and identifying improvements presented in the literature. As a complement to this, two interviews were in parallel conducted with external companies, to bring clarity to what other companies are doing in purchasing to achieve a reduced climate impact.Finally, in the third and final step of the study, the 25 improvement suggestions were analyzed based on resource consumption and possible effect regarding reduced climate impact, where the improvement suggestions were categorized into one of the three categories; small, medium or large, for each aspect. The basis for the analysis was interviews with representatives from Atlas Copco and the external companies. Document collection and the literature research that was conducted earlier in the study were also used to evaluate the improvement suggestions. Two of the suggestions could be valued as having a large potential effect, and a small resource consumption, which meant that they could be considered resource-efficient. The two suggestions were to Change from air transport to boat or train transport and Require the use of fossil-free energy at the supplier. Improvement suggestions with a large potential effect, yet with a greater resource consumption were also recommended for implementation in the longer term, and suggestions with a smaller effect and resource consumption were recommended in the short term to get started with the work towards achieving a reduced climate impact.  The suggestions are also very different in nature, both in terms of time horizon for implementation, and in specificity, which in this study made it difficult to compare some of the proposals with each other. Finally, the authors also emphasize that the result should serve as a basis for future planning of new projects in the purchasing department. However, it can also be used as a starting point for further investigation of certain suggestions to ensure they are resource efficient and to determine how they should be implemented.

Relational database systems provide various services and applications with an efficient means for storing, processing, and retrieving their data. The performance of these systems has a direct impact on the quality of service of the applications that rely on them. Therefore, it is crucial that database systems are able to adapt and grow in tandem with the demands of these applications, ensuring that their performance scales accordingly. In the past, Moore's law and algorithmic advancements have been sufficient to meet these demands. However, with the slowdown of Moore's law, researchers have begun exploring alternative methods, such as application-specific technologies, to satisfy the more challenging performance requirements. One such technology is field-programmable gate arrays (FPGAs), which provide ideal platforms for developing and running custom architectures for accelerating database systems. The goal of this thesis is to develop a domain-specific architecture that can enhance the performance of in-memory database systems when executing analytical queries. Our research is guided by a combination of academic and industrial requirements that seek to strike a balance between generality and performance. The former ensures that our platform can be used to process a diverse range of workloads, while the latter makes it an attractive solution for high-performance use cases. Throughout this thesis, we present the development of a system-on-chip for database system acceleration that meets our requirements. The resulting architecture, called CbMSMK, is capable of processing the projection, sort, aggregation, and equi-join database operators and can also run some complex TPC-H queries. CbMSMK employs a shared sort-merge pipeline for executing all these operators, which results in an efficient use of FPGA resources. This approach enables the instantiation of multiple acceleration cores on the FPGA, allowing it to serve multiple clients simultaneously. CbMSMK can process both arbitrarily deep and wide tables efficiently. The former is achieved through the use of the sort-merge algorithm which utilizes the FPGA RAM for buffering intermediate sort results. The latter is achieved through the use of KeRRaS, a novel variant of the forward radix sort algorithm introduced in this thesis. KeRRaS allows CbMSMK to process a table a few columns at a time, incrementally generating the final result through multiple iterations. Given that acceleration is a key objective of our work, CbMSMK benefits from many performance optimizations. For instance, multi-way merging is employed to reduce the number of merge passes required for the execution of the sort-merge algorithm, thus improving the performance of all our pipeline-breaking operators. Another example is our in-depth analysis of early aggregation, which led to the development of a novel cache-based algorithm that significantly enhances aggregation performance. Our experiments demonstrate that CbMSMK performs on average 5 times faster than the state-of-the-art CPU-based database management system MonetDB.:I Database Systems & FPGAs 1 INTRODUCTION 1.1 Databases & the Importance of Performance 1.2 Accelerators & FPGAs 1.3 Requirements 1.4 Outline & Summary of Contributions 2 BACKGROUND ON DATABASE SYSTEMS 2.1 Databases 2.1.1 Storage Model 2.1.2 Storage Medium 2.2 Database Operators 2.2.1 Projection 2.2.2 Filter 2.2.3 Sort 2.2.4 Aggregation 2.2.5 Join 2.2.6 Operator Classification 2.3 Database Queries 2.4 Impact of Acceleration 3 BACKGROUND ON FPGAS 3.1 FPGA 3.1.1 Logic Element 3.1.2 Block RAM (BRAM) 3.1.3 Digital Signal Processor (DSP) 3.1.4 IO Element 3.1.5 Programmable Interconnect 3.2 FPGADesignFlow 3.2.1 Specifications 3.2.2 RTL Description 3.2.3 Verification 3.2.4 Synthesis, Mapping, Placement, and Routing 3.2.5 TimingAnalysis 3.2.6 Bitstream Generation and FPGA Programming 3.3 Implementation Quality Metrics 3.4 FPGA Cards 3.5 Benefits of Using FPGAs 3.6 Challenges of Using FPGAs 4 RELATED WORK 4.1 Summary of Related Work 4.2 Platform Type 4.2.1 Accelerator Card 4.2.2 Coprocessor 4.2.3 Smart Storage 4.2.4 Network Processor 4.3 Implementation 4.3.1 Loop-based implementation 4.3.2 Sort-based Implementation 4.3.3 Hash-based Implementation 4.3.4 Mixed Implementation 4.4 A Note on Quantitative Performance Comparisons II Cache-Based Morphing Sort-Merge with KeRRaS (CbMSMK) 5 OBJECTIVES AND ARCHITECTURE OVERVIEW 5.1 From Requirements to Objectives 5.2 Architecture Overview 5.3 Outlineof Part II 6 COMPARATIVE ANALYSIS OF OPENCL AND RTL FOR SORT-MERGE PRIMITIVES ON FPGAS 6.1 Programming FPGAs 6.2 RelatedWork 6.3 Architecture 6.3.1 Global Architecture 6.3.2 Sorter Architecture 6.3.3 Merger Architecture 6.3.4 Scalability and Resource Adaptability 6.4 Experiments 6.4.1 OpenCL Sort-Merge Implementation 6.4.2 RTLSorters 6.4.3 RTLMergers 6.4.4 Hybrid OpenCL-RTL Sort-Merge Implementation 6.5 Summary & Discussion 7 RESOURCE-EFFICIENT ACCELERATION OF PIPELINE-BREAKING DATABASE OPERATORS ON FPGAS 7.1 The Case for Resource Efficiency 7.2 Related Work 7.3 Architecture 7.3.1 Sorters 7.3.2 Sort-Network 7.3.3 X:Y Mergers 7.3.4 Merge-Network 7.3.5 Join Materialiser (JoinMat) 7.4 Experiments 7.4.1 Experimental Setup 7.4.2 Implementation Description & Tuning 7.4.3 Sort Benchmarks 7.4.4 Aggregation Benchmarks 7.4.5 Join Benchmarks 7. Summary 8 KERRAS: COLUMN-ORIENTED WIDE TABLE PROCESSING ON FPGAS 8.1 The Scope of Database System Accelerators 8.2 Related Work 8.3 Key-Reduce Radix Sort(KeRRaS) 8.3.1 Time Complexity 8.3.2 Space Complexity (Memory Utilization) 8.3.3 Discussion and Optimizations 8.4 Architecture 8.4.1 MSM 8.4.2 MSMK: Extending MSM with KeRRaS 8.4.3 Payload, Aggregation and Join Processing 8.4.4 Limitations 8.5 Experiments 8.5.1 Experimental Setup 8.5.2 Datasets 8.5.3 MSMK vs. MSM 8.5.4 Payload-Less Benchmarks 8.5.5 Payload-Based Benchmarks 8.5.6 Flexibility 8.6 Summary 9 A STUDY OF EARLY AGGREGATION IN DATABASE QUERY PROCESSING ON FPGAS 9.1 Early Aggregation 9.2 Background & Related Work 9.2.1 Sort-Based Early Aggregation 9.2.2 Cache-Based Early Aggregation 9.3 Simulations 9.3.1 Datasets 9.3.2 Metrics 9.3.3 Sort-Based Versus Cache-Based Early Aggregation 9.3.4 Comparison of Set-Associative Caches 9.3.5 Comparison of Cache Structures 9.3.6 Comparison of Replacement Policies 9.3.7 Cache Selection Methodology 9.4 Cache System Architecture 9.4.1 Window Aggregator 9.4.2 Compressor & Hasher 9.4.3 Collision Detector 9.4.4 Collision Resolver 9.4.5 Cache 9.5 Experiments 9.5.1 Experimental Setup 9.5.2 Resource Utilization and Parameter Tuning 9.5.3 Datasets 9.5.4 Benchmarks on Synthetic Data 9.5.5 Benchmarks on Real Data 9.6 Summary 10 THE FULL PICTURE 10.1 System Architecture 10.2 Benchmarks 10.3 Meeting the Objectives III Conclusion 11 SUMMARY AND OUTLOOK ON FUTURE RESEARCH 11.1 Summary 11.2 Future Work BIBLIOGRAPHY LIST OF FIGURES LIST OF TABLES

Kayaking is a watersport activity that involves paddling performed within leisure purposes. Although kayaking provides pleasure to the practitioners, there are some adverse environmental issues concerning the site used to perform kayaking due to the equipment. This paper identifies and analyzes the lifecycle stages in which negative environmental impacts are generated. Melker of Sweden is an outdoor company specialized in delivering high-quality kayaks. This study aims to present an overview of the current environmental performance of Melker of Sweden’s kayaks. For this purpose, two environmental assessment tools are applied: material flow analysis and life cycle assessment. The Material Flow Analysis (MFA) results show that the transport of material to the manufacturing unit generates a considerable amount of emissions. Additionally, hull manufacturing and assembling accessories were found to be the least resource-efficient operation among all. The Life Cycle Assessment (LCA) results identify the transport of material and the manufacturing phase as the primary sources responsible for environmental impacts. On the one hand, the use of epoxy resin and gel coat is the root cause of high contribution of the manufacturing phase. On the other hand, the use of flax fiber found to be the least contributing material to adverse environmental impacts. This report also presents a list of recommendations regarding the import of material, the efficacy of the manufacturing operations, the type of raw material, and waste treatment alternatives. / Fysisk aktivitet kan innefatta olika fritidsaktiviteter, däribland friluftsliv. Kajakpaddling är en sådan friluftslivaktivitet, alltefter utövares syfte. I denna rapport är kajakpaddling en fritidsaktivitet där där utövarens naturupplevelse främjas. Oaktat fördelarna vid utövandet av denna aktivitet kan ej förbises faktum att det också kan medföras vissa negativa konsekvenser. Denna masteruppsats har som mål att identifiera och analysera den miljöpåverkan och dennes efterspel som orsakats av en kajaks tillverkning. Melker of Sweden är ett utomhusföretag specialiserat på att leverera kajaker av hög kvalitet. I linje med företagets vision syftar denna studie till att undersöka den nuvarande miljöprestandan samt kvantifiera den potentiella miljöpåverkan från en kajaks livscykel. För detta ändamål tillämpas det två miljöbedömningsverktyg, nämligen en materialflödesanalys och livscykelanalys. Materialflödesanalysen visar att mängden av utsläpp som genereras från transporten av material till tillverkningsenheten är enorm. Utöver detta var den hulltillverkning samt den montering av tillbehörsverksamheter bland de minst resurseffektiva tillverkningssteg. Livscykelanalysen identifierar import av material och tillverkningsfas som de viktigaste källorna till miljöpåverkan. Å ena sidan är användningen av epoxiharts och gelbeläggning i tillverkningen grundorsaken till huvudbidraget. Å andra sidan är användningen av linfiber det minst bidragande material då det gäller negativa miljöeffekter. I denna studie ges rekommendationer rörande import av vissa material och materialval, sätt att öka tillverkningseffektiviteten, typ av råmaterial samt avfallsbehandlingsalternativ.

The continuously growing social and political pressure to provide sustainable products is forcing also the lightweight industry to rethink current development and manufacturing processes. While established development approaches in lightweight engineering mainly focus on technical and economical product requirements they usually do not consider sustainability criteria. To address these challenges, a new class within the lightweight disciplines is proposed—the Neutral Lightweight Engineering. Its basic goal is to integrate sustainability criteria in all decisions along the development chain of a lightweight component. The decision makers in lightweight engineering thereby have to consider the whole life cycle of a product system from material sourcing to end-of-life part management. To implement this idea, advanced development methods are necessary, using established and emerging materials as well as efficient production and end-of-life strategies. This concept article introduces the idea of Neutral Lightweight Engineering and exemplary highlights some of its aspects before the background of scientific literature.

For more than 40 years, a tremendous number of studies have empirically explored the relationship between Corporate Environmental Performance (CEP) and Corporate Financial Performance (CFP). This study considers the relationship from a new perspective—via a qualitative research approach based on expert interviews. First, practitioners are queried for their view on the link between CEP and CFP and how to measure it. Since the vast majority see a positive relationship, this study contributes with a new form of evidence that it pays to be green. The chosen qualitative approach also allows a more detailed analysis of underlying cause-and-effect mechanisms. For instance, interviewed practitioners emphasize a direct and indirect impact from CEP on CFP. Second, the study conducts interviews with experts from research and associations (non-practitioners) and compares the viewpoints of the two interview groups. One prevalent difference refers to the fact that non-practitioners do not focus on the two impact levels. Moreover, business experts perceive the link between CEP and CFP as much less complex and reveal more pragmatically oriented considerations. The study then discusses how the interview results and identified differences can be used to direct future research and to support corporations in their move towards sustainability.

Immense amounts of waste are generated daily by our society, and the management of these streams is a critical societal function. Part of this work is reusing and recycling materials with attractive properties, which is also an imperative step towards circular material flows. Although, the reuse of waste-based resources entails a conflict between efficient use of resources and minimal environmental toxicity, which hampers the reuse. The labeling of a resource as waste also makes using or trading the resource problematic, both regarding regulations, but also concerns from the society regarding toxicity or quality. A way of increasing the reuse of waste streams is initiating and organizing a functioning trade with the material. This study aims at clarifying how new markets for waste base products can emerge and evolve. This aim is formulated as identifying the functions that needs to be fulfilled for a new market for waste-based products to function, and what can be done to fulfill these functions. The study is designed as a case study including four cases where waste in some way is put back to use through trade. This reuse is studied as a market, with buyers, seller and brokers encased in institutions. To expose the role of policy instruments in organizing waste-based markets, there is one specific policy instrument per case for which the effect is analyzed deeper. The main empirics has been collected through interviews with actors on the four case markets, aiming to identify typical events in the evolution of the markets, and what is perceived as important as of today. The case markets are residual sludge from biogas production and from waste water treatment being used as fertilizer, and the residual gravel from waste incineration in Sweden and Denmark being used as a construction material. On these markets, the degree of actual trade varies, as well as the maturity of the markets. By studying and comparing four markets for waste-based resources, and considering the perspectives from actors at different ends of the respective resources value chain, twelve market functions have been identified within three market components. The component institutions and networks contain functions not directly related to the supply- or demand-side of the markets but rather the legitimacy and authorization process, ability of the actors to identify with their roles in the value chain, and how certifications and actor-initiatives can form common grounds for actors in the value chain. In the component supply the waste producer’s responsibility and means of influence over the quality and quantity of the resource is identified as functions. Brokers might play a critical role and policy instruments is needed to increase the producers means of influencing the waste streams, and to regulate the use of the resource. In the component of demand marketing, systems for quality assertion, and niche management are identified as methods to fulfill critical functions. Waste based resources by nature appears as a secondary material flow in a process, and therefore it is not naturally integrated in the business model of any actor. The waste-label forces the resource to comply to rules and regulations perceived problematic, while buyer demands are perceived as unfairly promoting virgin resources and getting societal acceptance of the resource is an uphill battle. By studying the behaviors and needs of market actors, and the role of policy instruments during the course of market evolution, opportunities has been identified as to how policy instruments can fulfill the varying key market functions. For each of the identified functions, it is suggested how policy instruments can contribute, or help the market actors, to fulfill the function. / Idag genereras stora mängder avfall från många delar av det mänskliga samhället och att hantera dessa flöden är en viktig samhällsfunktion. En del i det arbetet är att återanvända och återvinna material med tillräckligt attraktiva egenskaper, vilket är ett viktigt steg i utvecklingen mot mer cirkulära materialflöden. Återanvändning av avfallsbaserade resurser innebär dock en konflikt mellan effektiv resursanvändning och minimering av föroreningar i omgivande miljöer, vilket bromsar återanvändningen. Att ett material benämns som avfall medför också att det blir problematiskt att använda och handla med, jämfört med produktklassade material och varor, både på grund av lagstiftning och ökad oro från omgivningen gällande föroreningsinnehåll och bristande kvalitet. En metod för att uppnå ökad återanvändning av avfallsflöden är att initiera och organisera en fungerande handel med materialen. Denna studie syftar till att utreda just hur nya marknader för avfall kan uppstå och utvecklas, vilket formuleras som att identifiera funktioner som behöver vara uppfyllda för att en ny marknad för avfallsbaserade resurser ska fungera och vad som kan göras för att uppfylla dessa funktioner. Studien är utformad som en fallstudie och omfattar fyra fall där avfall på ett eller annat sätt kommer åter i bruk via handel. Denna återanvändning studeras som en marknad, med köpare, säljare och mellanhänder som omges av institutioner uppsatta av både myndigheter och från annat håll. För att synliggöra styrmedels roll i att organisera en avfallsbaserad marknad har det på varje marknad lyfts fram ett specifikt styrmedel vars roll har studerats mer ingående. Den huvudsakliga empiriinsamlingen har utförts genom intervjuer med respondenter från viktiga aktörer på de fyra marknaderna, vilka har syftat till att både identifiera typiska händelser som har lett till förändringar på marknaderna tidigt i marknadens utveckling och vad som upplevs viktigt på marknaderna idag. De studerade marknaderna är rötrester från biogasproduktion respektive avloppsrening som används som gödselmedel inom jordbruket, samt slaggrus från avfallsförbränning som används som konstruktionsmaterial i samhället i Sverige respektive Danmark. På dessa marknader sker handel i olika stor utsträckning och marknaderna befinner sig i olika skeden av utveckling. Genom att studera och jämföra fyra marknader för avfallsbaserade resurser, och ta hänsyn till behov och perspektiv från aktörer på olika platser i resursernas värdekedja har tolv funktioner identifierats inom tre marknadskomponenter. Komponenten institutioner och nätverk berör funktioner som inte är direkt kopplade till köpare eller säljare. Här presenteras att handel måste vara tillåtet och tillståndsprocessen snabb och förutsägbar, vilket innebär att politiska målsättningar behöver gå i linje med marknadens utveckling. Ytterligare funktioner är vikten av att samtliga inblandade i handeln är medvetna om sin roll i värdekedjan och hur certifieringar och branschinitiativ på ett bra sätt kan skapa naturliga mötesplatser för aktörer i hela värdekedjan. Inom marknadskomponenten tillgång har avfallsproducentens ansvar och rådighet över avsättning och kvalitet och kvantitet hos avfallsflödet identifierats som viktiga funktioner. Mellanhänder kan komma att spela en viktig roll och styrmedel kan behövas både för att öka producenters rådighet över avfallsflödet och för att med avseende på föroreningshalter reglera användningen av det. Inom marknadskomponenten efterfrågan är marknadsföring, system för kvalitetssäkring och spårbarhet samt skapande av nischer identifieras som metoder för att uppfylla betydande funktioner. Avfallsbaserade resurser uppstår till sin natur som ett biflöde till en annan process och är därför inte en tydlig del av någon aktörs affärsmodell. Avfallsklassningen gör också att resursen måste passera regelverk som upplevs problematiska, samtidigt som användares krav upplevs premiera jungfruliga produkter och det finns en förtroendemässig uppförsbacke hos potentiella användare. Genom att studera olika aktörers beteende och behov på marknaderna, samt vilken roll styrmedel upplevs ha spelat under marknadernas utveckling så har möjligheter identifierats gällande hur styrmedel kan uppfylla de olika funktionerna. För samtliga identifierade funktioner presenteras förslag på hur styrmedel kan bidra till, eller möjliggöra för marknadsaktörer, att uppfylla den aktuella funktionen.

Syfte: Att mäta och kartlägga produktionen i en industrialiserad bostadsfabrik samt mäta effektiviteten av dess badrumstillverkning. Den erhållna informationen används vidare som grund för effektiviseringsförslag presenterade för fabriksledningen. Lösningsförslagen är fördefinierade som ”Förbättring av befintlig produktion med hjälp av Lean”, ”Produktion med förtillverkat badrumsgolv” och ”Produktion med förtillverkade badrumsmoduler”. Metod: Mätmetoden som användes vid fabriken är en frekvensstudie (WSM), anpassad efter fallstudiens behov. Mätteknikern går med jämnt tidsintervall till arbetsstationer och antecknar vilken aktivitet som pågår i samma sekund. Efter flera tusen upprepningar skapas en genomsnittlig aktivitetsbild över fabrikens badrumsproduktion. Vidare bearbetas informationen för att erhålla visuella grafer där problem lättare kan identifieras. När problemen fastställts kan lösningsförslagen tas fram och presenteras.  Resultat: Genom att implementera förtillverkade badrumsgolv- eller modul går det att korta badrummens ledtid samt öka hela fabrikens produktionskapacitet. Vidare eliminerar dessa lösningsförslag även kompetenskrävande arbetsmoment, vilket underlättar personalersättning vid exempelvis sjukdom.  Implikationer: De i studien framkomna resultaten antyder att företag lidande av växtvärk har stora möjligheter att omstrukturera och avlasta sin produktion, på så vis att en högre produktionskapacitet erhålls. I detta fall kan produktionskapaciteten utökas på tre olika sätt med olika effektivitetsgrad. Fallstudien kan dock inte svara på exakt i vilken grad effektivitet kan uppnås utan dessa lösningsförslag bör simuleras för att kunna svara på detta. Potential för vidare forskning finns där fallstudien undersöker hur dessa lösningsförslag påverkar fabrikens helhet. Begränsningar: Storleken och komplexiteten i den beaktade fabriksstrukturen begränsade fallstudien från att analysera fabrikens helhet. Avgränsningar behövde göras vid badrumsproduktionen och produktionen av vissa element i badrummen behövde försummas för att författarna rimligen skulle kunna klara av arbetet. / Purpose: To measure and map out the production of an industrialized housing factory, in addition to measure the effectiveness of its bathroom production. The gathered information is then used as foundation for the efficiency improvement proposal presented for the board of directors. The efficiency improvement proposals are predefined as “Improvement of existing production using Lean”, “Production with prefabricated bathroom floors” and “Production with prefabricated bathroom modules”. Method: The measurement method used at the factory was a frequency study called Work Sampling Method (WSM), adjusted after the case study’s needs. The measurement technician goes with regular intervals to workstations and notes the activity happening in that same moment. After several thousand recurrences, an average activity image can be derived from the data depicting the bathroom production. Furthermore, the data is processed to obtain visual graphs where problems become more distinguishable. When the problems are identified, solutions and propositions can be developed and presented. Findings: By implementing prefabricated bathroom floors- or modules the factory can reduce its production time and thereby increase the factories production capacity. Furthermore, the propositions and solutions eliminate competence-required operations within the factory. Thereby facilitates the staff replacement.. Implications: The study shows that companies suffering from growing pain have considerable facilities to restructure and relieve its production, in such a way that a higher production capacity is obtained. The production capacity in this case can be expanded by three different methods with various degrees of efficiency. The case study can however not determine the exact degree of efficiency, to obtain these the propositions should be simulated. Further potential research should be done on how the case studies propositions affect the whole of the factory. Limitations: The size and complexity of the observed factory structure limited the case study from analyzing the whole of the factory. Delimitations had to be done at the bathroom production and the production of certain elements involved in the bathroom production had to be neglected.