This thesis work investigates the possibilities and limitations of using digital twin technology to create virtual automation lines which can be used in education and research to conduct automation labs virtually. The PTC automation line at University West has been used as a case study in this thesis. The digital twin created in this work consists of three key parts: a virtual model of the automation line created in Visual Components Premium 4.2, system control (PLC-control program) created in TwinCat 3, and a Beckhoff ADS communication protocol that connects the virtual model with the PLC program. Using a virtual model of industrial-like lab equipment in place of a real system can bring several benefits. It can increase visibility and safety in the system. It can also increase the accessibility of the system. Conducting virtual labs and experiments can also help in reducing the total cost of the system. The virtual twin of the automation line built in this work can be used to help the users to conduct automation labs and experiments virtually and to test their PLC programs offline.

Denna rapport omfattar ett examensarbete skriven för Husqvarna AB av Hugo Klippfors och Olle Frank. Arbetet ägde rum under vårterminen 2023 på Jönköpings Tekniska Högskola. Examensarbetet är den avslutande delen på skribenternas högskoleingenjörsutbildning inom maskinteknik med inriktning produktutveckling och design.Under de senaste åren har aktiviteten på marknaden kring exo-skelett ökat. Både passiva och aktiva exo-skelett till flera olika marknader som logistik, hantverk och inommedicinbranschen existerar, där ett exo-skeletts funktion är att ge ergonomiskt stöd åt muskler och leder. Skogshuggare är ett yrke som är drabbat av bland annat ländryggsbesvär och trots att motorsågar ändrat design och vikten blivit lättare med åren, har besvären kvarstått. Det finns därför behov av förändring på marknaden. På Chalmers tekniska högskola skrevs 2022 ett examensarbete i samarbete med Husqvarna. Målet var att undersöka om exo-skelett skulle kunna minska risken för skador och ett koncept togs fram. Lösningen i fråga tas vid i detta examensarbete, med målet att utvärdera konceptet samt utveckla en prototyp, för att Husqvarna ska kunna utvärdera om detta är något för deras framtida sortiment.Rapporten följer metoder med en produktutvecklingsprocess som innefattar planering, förstudie, produktframtagning, utvärdering med konceptval samt prototypframtagning. Processens metoder och bakomliggande teorier definieras i rapportens gång, som sedan ligger till grund för slutresultatet. De krav och begränsningar som produkten ska utgå ifrån har tagits fram tillsammans med Husqvarna. Detta genom en marknadsanalys ochett antal fokusgrupper som har hållits tillsammans med grupper som Quality Assurance på företaget. Även intervjuer har hållits, samt en konkurrents produkt har testats och evaluerats.Arbetet resulterar slutligen i en färdig prototyp som avlastar ländryggen vid framåtlutande bål. Prototypen ska kunna testas ute i fält av skogshuggare och vidareutveckling för Husqvarna ges förslag på.

This report is made to create a process for urban furniture that is going to be placed in Jönköpingand other cities in Sweden. The process is created in collaboration with the company Re-invent yourfuture, which works with architecture and product design both in Sweden and other Europeancountries. The process will deliver a conceptual prototype with visualization effects, it will includesolutions for social interaction, interest and space for the citizens that live in urban spaces and big cities.

The automotive industry is a highly competitive market where companies from all over the world are active. Customers and laws place high demands on this ever-changing industry. In order to succeed in maintaining and developing companies in the industry, efficient processes are required that are able to meet the hard competition and provide a good financial margin. An important part for the company is its production lines, which greatly affect its success. In order for a production line to be effective, it is required that there is a well-functioning material handling. The study is conducted at the company Aurobay, which is a leader in manufacturing powertrain solutions for car manufacturers. Aurobay is part of the Zhejiang Geely Holding Group, which has cooperation and ownership of several car brands. The study is conducted at the manufacturing unit in Skövde, where combustion engines are produced. At one of the assembly lines for internal combustion engines, problems related to material handling are experienced. The study is conducted on the external assembly for gasoline engines. The focus has been specifically on the station where the turbochargers are mounted. Due to the workmanship of the workstation and the fact that the turbocharger is a bulky item, the problems become clear. In addition, focusing on a specific workstation means that more detailed observations and mapping have been made. The problem is that material handling interferes with the productivity of the assembly line, which is noted in the form of a lot of space being used and that the assembly line stops due to lack of material.  The study has mapped how today's material handling affects the production line by conducting interviews, observations and calculations. The data collected was then analyzed using the theoretical framework developed. Based on the analysis that was carried out, improvement proposals were then developed to address the problems that had been highlighted. The study resulted in two improvement proposals being developed, one of which can be implemented in two steps. The first proposal improvement is to develop a new ordering system for materials. In the first mode, a manual method has been developed, with the possibility of implementing in an automatic system in the future. The second proposed measure is based on material deliveries taking place at a higher frequency, which means that delivery times are shortened and reduced in variation. The improvement proposals are intended to be applied to several articles and workstations with the aim of helping the company to utilize its production space more efficiently and that the negative impact of material deliveries is reduced. Finally, the expectation is that the thesis can help the manufacturing industry in general with new insights. / Bilindustrin är en hårt konkurrensutsatt marknad där företag från hela världen är aktiva. Kunder och lagar ställer höga krav på denna ständigt föränderliga industri. För att lyckas med att upprätthålla och utveckla företag i branschen krävs effektiva processer som klarar att möta den hårda konkurrensen och ge god ekonomisk marginal. En viktig del för företagen är dess produktionslinor som i stor utsträckning påverkar dess framgång. För att en produktionslina ska vara effektiv krävs det att det finns en väl fungerade materialhantering till densamma. Studien har genomförts på företaget Aurobay som är ledande inom att tillverka drivlinelösningar till biltillverkare. Aurobay är en del av koncernen Zhejiang Geely Holding Group som har samarbete och ägarskap av flertalet bilmärken. På den studerade tillverkningsenheten i Skövde produceras bland annat förbränningsmotorer. På en av delarna för montering av förbränningsmotorer upplevs problem kopplat till materialhanteringen. Studien är genomförd på den yttre monteringen för bensinmotorer. Fokus har lagts specifikt på den station där turboaggregat monteras. På grund av arbetsstationens utförande och det faktum att turboaggregatet är en skrymmande artikel blir problemen tydliga. Dessutom innebär fokus på en specifik arbetsstation att mer detaljerade observationer och kartläggning kunnat göras. Problemet är att materialhanteringen stör monteringslinans produktivitet, vilket uppmärksammas i form av att mycket lokalyta utnyttjas och att monteringslinan stannar på grund av att material saknas.  Studien har kartlagt hur dagens materialhantering påverkar produktionslinan genom att genomföra intervjuer, observationer och beräkningar. Den data som samlats in analyserades sedan med hjälp av det teoretiska ramverket som tagits fram. Utifrån den analys som genomförts togs sedan förbättringsförslag fram för att komma till rätta med de problem som uppmärksammats. Examensarbetet resulterade i att två förbättringsförslag togs fram, var av det ena även går att implementera i två steg. Det första förbättringsförslaget handlar om att ta fram ett nytt beställningssystem för material. I första läget har en manuell metod tagits fram, med möjlighet att i framtiden implementera i ett automatiskt system. Det andra förbättringsförslaget bygger på att materialleveranser sker i högre frekvens, vilket gör att leveranstider kortas och minskar i variation. Förbättringsåtgärderna är tänkta att kunna appliceras på flera artiklar och arbetsstationer med målet att det ska hjälpa företaget att utnyttja sin produktionsyta mer effektivt och att materialleveransernas negativa påverkan reduceras. Avslutningsvis är förhoppningen att examensarbete kan bidra till att hjälpa tillverkningsindustrin i stort med nya insikter.

In a time where digitalization is becoming more and more necessary to work with, tools such as simulation is becoming more of a standard to be able to make decisions made on facts. Within previous research there is a gap in the research, as the factors enabling operators to use simulation is an unexplored topic. Therefore, to fill this gap and provide the industry with help, this study fulfills the purpose:  Create a framework for enabling operators to use simulation for continuous improvements.  By looking at the different areas in the production and identifying challenges within the production, information handling between the departments and the structure of the company, the purpose of this study is fulfilled. The purpose was achieved through the usage of two research questions.  What are the challenges in practice for enabling operators to use simulation for continuous improvements?  How can these challenges be overcome, to enable operators to use simulation for continuous improvements?  To answer the research questions, a case study was performed alongside a literature review. The case study consisted of interviews performed at a case company within the automotive industry. The gathered empirical and theoretical data was then analyzed trough a thematic analysis.  The conclusion of this study was that, for enabling operators to use simulation for continuous improvements, companies must first have the right organizational structure, were a foundation for continuous improvement is present. The reason for this being that if a company desires to work with simulation tools, they must first work in an environment where suggestions and improvements are supported.

Projektet har utförts i samarbete med Elektroautomatik, ett företag som specialiserar sig inom automation. En del av företagets arbete består av PLC-programmering i Siemens TIA Portal. Vid uppstart av nya projekt, nyttjar företaget ett skalprojekt innehållande en struktur för PLC[1]programmen. Projektets syfte var att undersöka de möjligheter och begränsningar som finns vid automatisk generering av PLC-kod, för att eliminera repetitiva moment och förkorta ledtider vid PLC-programmeringen. Huvudmålen för projektet var att dokumentera TIA Openness användbarhet kopplat till projektet och att med hjälp av TIA Openness utveckla en applikation. Denna applikation skulle automatiskt kunna generera strukturen för PLC-programmen utifrån företagets skalprojekt och inmatning av data från användaren. I projektet användes forskningsmetodiken Design Research Methodology, en iterativ metodik som till exempel används för att planera forskningsprojekt. Metodiken har fyra faser som kan förklaras som: klargörande av forskningsuppgift, att anskaffa kunskap kring området, att implementera lösningen och att utvärdera resultatet. Att implementera lösningen innebar i projektet planering och programmering av applikationen och dess användargränssnitt. I projektet undersöktes möjligheter och begränsningar med TIA Openness via bland annat en litteraturstudie och Siemens demoapplikation. Projektets resultat visar att TIA Openness kan användas för att skapa applikationer med möjlighet att generera stora delar av PLC-program; de flesta funktioner som finns att tillgå i TIA Portal är möjliga att anropa genom applikationerna. Applikationen som utvecklats under projektet kan användas för att generera grundstrukturen för uppdragsgivarens PLC-program utifrån ett skalprojekt och vissa data, såsom antal stationer i projektet. Koden som genereras stämmer väl överens med den som skapas manuellt i TIA Portal. Tidigare forskning tyder på att automatiserad generering av kod leder till högre säkerhet och kvalitet hos program. Det kan även leda till ökad återanvändbarhet av kod och därigenom ökad effektivitet vid skapandet av nya projekt. Applikationens användbarhet är begränsad i dagsläget, men kan vidareutvecklas för att öka dess effekt på företagets ledtider. En av de mest kritiska funktionerna att implementera härnäst anses vara generering av HMI-bilder. / The project has been carried out in collaboration with Elektroautomatik, a company that specializes in automation. Part of the company's work consists of PLC programming in Siemens TIA Portal. When starting new projects, the company uses a special PLC program, the “shell project”, containing a standardized structure that forms the basis for the company's projects. The purpose of the project was to investigate possibilities and limitations with automatic generation of PLC code, in order to eliminate monotonous tasks and shorten lead times in PLC programming. The main goals of the project were to document the usability of TIA Openness linked to the project and to develop an application with the help of TIA Openness. This application can automatically generate the structure of PLC programs by using the company's shell project and data provided by the user. The research methodology Design Research Methodology was used during the project, an iterative methodology which is used, for example, to plan research projects. The methodology has four phases that can be explained as: clarification of the research task, to acquire knowledge about the subject, to implement the solution and to evaluate the result. During this project, implementing the solution, meant planning and programming of the application and its user interface. The project explored opportunities and limitations with TIA Openness by, among other things, conducting a literature study and examining a demo application from Siemens. The results of the project show that TIA Openness enables the creation of applications with the ability to generate large parts of PLC programs; most of the features available in TIA Portal can be used through the applications. The application that was developed during the project can be used to generate the structure for the company's PLC programs based on a shell project and certain data, such as the number of units in the project. The generated code matches the one created manually in TIA Portal. Previous research shows that automated code generation has the possibility to improve the level of security and quality of the programs. It can also lead to increased reusability of code and thereby increased efficiency in the creation of new projects. The usability of the application is limited, but can be further developed to increase its effect on the company's lead times. The ability to generate HMI images is considered to be one of the most important features to implement next.

Inom tillverkande industri krävs att material hanteras på ett säkert och effektivt sätt. Det handlar både om råmaterial, komponenter i tillverkningsprocesser och färdiga produkter. Detta projekt syftade till att ta fram ett konstruktionsförslag av ett materialförvaringssystem för långa stänger. För att ta fram ett konstruktionsförslag av ett nytt materialförvaringssystem användes beprövade metoder för idé- och konceptgenerering. Vidare valdes det koncept som bäst uppfyllde kravpecifikationen och en konstruktionsprocess påbörjades. Konstruktionens ingående komponenter dimensionerades delvis utifrån analytiska hållfasthetsberäkningar och finita element analyser. Resultatet är ett konstruktionsförslag av ett förvaringssystem som roterar med hjälp av en transportmekanism i form av kedjor. Transportmekanismen drivs av två elmotorer med tillhörande växellådor. Det nya konceptet har 40 hyllplan som var och ett kan bära laster om 200 kg. Detta förslag nyttjar fabrikens takhöjd i större utsträckning samtidigt som personalen kommer kunna välja i vilken höjd de vill lasta i och ur stänger. Under utvecklingen togs hänsyn till hållbarhetsaspekter så som val av hållbara material och förbättrad arbetsmiljö. Sammanfattningsvis behöver konstruktionsförslaget viss vidareutveckling innan implementering i Elos fabrik. Föreslaget framtida arbete presenteras i slutet av rapporten. / In manufacturing industries, it is required to handle material in a safe and effective way. It concerns both the raw material, components in production and the finished products. This project aims to develop a material storage system for rods that uses the factory area in an effective way and improves the working environment for the employees at Elos Medtech in Timmersdala. To develop such a system, proven methods for idea- and concept generation was used. Further the concept that best fulfilled the specification of requirements was chosen to proceed to the construction phase. The components were partly dimensioned from results of analytical calculations and finite element analysis. The result is a rotating storage system that uses chain drives in order to move. The transporting mechanism is driven with two electrical engines with attached gearboxes. The new construction has 40 storage shelfs that each can handle loads of 200 kg. This system uses the height of the factory in a more efficient way. Furthermore, every employee will be able to use the system for loading and unloading in the height that best suits them. During the development, sustainability aspects have been considered, such as sustainable material selection and improved working environment. In summary, the construction proposal needs some further development before it can be implemented in Elos factory. The proposed future work is presented at the end of the report.

Examensarbetet har utförts som en fallstudie på livsmedelsföretaget Semper AB vid deras produktionsanläggning i Götene där företaget tillverkar välling, modersmjölksersättning och glutenfria mixer. Arbetet innebar undersökning av internlogistik mellan hygienzoner för de tre flödena Wetmix, avfall och Basepowder. Företaget upplever att det finns hygienrisker och oordning i dessa flöden och att de därmed behöver förbättras. Syftet med projektet var att med hjälp av förbättringsförslag eliminera hygienrisker i internlogistiken. Internlogistiken omfattade transport av råvaror till flödet Wetmix och utgående transporter av avfall. Vidare skulle även logistiken av Basepowder struktureras. Målet var således att ta fram minst ett förbättringsförslag för respektive flöde för att skapa underlag till eventuella framtida implementeringar. Genom en strukturerad litteraturstudie har relevanta metoder kring datainsamling och nulägesanalys för arbetet identifierats och därefter har en djupgående referensram byggts upp. En nulägesanalys genomfördes för att skapa förståelse för det nuvarande arbetssättet i flödena. Datainsamling genomfördes med hjälp av observationer i form av Genchi genbutsu/Gemba och intervjuer med personal som är relevanta för flödena. Genomförandet i fallstudien bestod av klockstudier, spaghettidiagram och värdeflödesanalys-metodiken Value Stream Mapping (VSM) samt avfallsflödesanalys-metodiken Waste Flow Mapping (WFM). För att skapa struktur i arbetet och säkerställa att de uppsatta målen uppnåtts har metoden PDCA tillämpats i arbetet. Arbetet har endast befunnit sig i den första fasen (Plan) då ingen implementation av förbättringsförslagen skett, vilket annars skulle genomförts i fasen Do. Resultatet av fallstudien blev att tre förbättringsförslag tillsammans med två generella förbättringsförslag togs fram för Wetmix-flödet. De generella förbättringarna omfattar implementation av en travers i hygienzonen mellan Wetmix och buffertplatsen, en travers vid pallvändartorget och fler skift för lagerpersonalen. Det första av de tre förslagen omfattar att beställning av råvaror sker skiftvis för att upprätta ett mer taktat flöde. Det andra förslaget omfattar implementation av rullband som transporterar in säck till hygienzonen. Det tredje förslaget är implementation av en AGV som kan sköta transporten av råvaror till Wetmix. En PICK-chart användes för att utvärdera vilket av de tre förslagen som företaget bör prioritera och den visar att ett taktat flöde har störst effekt jämfört med insatsen som krävs. Förslaget om ett rullband anses dock ha större effekt men skulle med fördel i framtiden kunna kombineras med förslaget om taktat flöde för att öka effekten. AGV-förslaget ansågs i nuläget inte ha lika stor effekt jämfört med insatsens storlek, om den enbart ska leverera råvaror till Wetmix. Vidare undersökning kring ytterligare användningsområden för en AGV är därmed något som bör genomföras. / The degree project was carried out as a case study at the food company Semper AB at their production facility in Götene, where the company manufactures gruel, infant formula, and gluten-free mixers. The work involved examining the internal logistics between hygiene zones for the three flows Wetmix, waste and Basepowder. The company has identified that there are hygiene risks and lack of organization in these flows and that they, therefore, need to be improved. The purpose of the project was to eliminate hygiene risks in internal logistics with the help of improvement proposals. Internal logistics included transport of raw materials to the Wetmix flow and outgoing transports of waste. Furthermore, the logistics of Basepowder would also be structured. The goal was thus to produce at least one improvement proposal for each flow to create a basis for possible future implementations. Through a structured literature study, relevant methods regarding data collection and current situation analysis for the work have been identified and subsequently an in-depth reference framework has been built up. An analysis of the current situation was carried out to create an understanding of the current way of working in the flows. Data collection was performed using observations in the form of Genchi genbutsu/Gemba and interviews with staff relevant to the flows. The implementation of the case study consisted of clock studies, spaghetti diagrams and the value flow analysis methodology Value Stream Mapping (VSM) as well as the waste flow analysis methodology Waste Flow Mapping (WFM). To create structure in the work and ensure that the set goals have been achieved, the PDCA-method has been applied in the work. The work has only been in the first phase (Plan) as no implementation of the improvement proposals has taken place, which would otherwise have been carried out in phase Do. The result of the case study was that three improvement proposals together with two general improvement proposals were developed for the Wetmix flow. The general improvements include the implementation of an overhead crane in the hygiene zone between Wetmix and the buffersite, an overhead crane at the square with a pallet turner and more shifts for the warehouse staff. The first of the three proposals includes ordering raw materials in shifts to establish a more paced flow. The second proposal includes the implementation of conveyor belts that transport big bags into the hygiene zone. The third proposal is the implementation of an AGV that can handle the transport of raw materials to Wetmix. A PICK chart was used to evaluate which of the three proposals the company should prioritize, and it shows that a paced flow has the greatest effect compared to the effort required. However, the proposal for a conveyor belt is considered to have a greater effect and could advantageously be combined in the future with the proposal for a paced flow to increase the effect. The AGV proposal was currently considered not to have as great effect compared with the size of the investment required if it was only to supply raw materials to Wetmix. Further investigation into additional areas of use for an AGV is thus something that should be carried out.

Working conditions are increasingly unpredictable, complex, and ungovernable creating severe health risks for employees and negative economic consequences for both corporations and society. Considering the growth in understanding human psychology and sociology, and the progression in measuring working conditions and health, this phenomenon is most perplexing. The enigma has yielded interest in a field known as sustainable work systems, where the challenge is to organize work in a manner that is both beneficial for the business and for its employees. In an attempt to shed light on the growing issue, this dissertation outlines the features of a model intended to capture conditions of organization where learning is of paramount importance, and where organization is conceptualised using interaction as the foundation. One central question concerns which forms of interactions and co-operations replace traditional structures in organizations. Another relevant question, linked to the former, concerns the way in which these structures shape conditions of organization, learning, efficiency, and effectiveness. A combination of research methods has been employed to provide an enhanced picture of this inquiry. Four corporate sub-units have been subject to a cross-sectional study. These sub-units were chosen by middle managers of a corporation because they excelled in an organizational reform that was initiated two years prior. During 2004, a survey was constructed and distributed to all employees in these four sub-units. Data regarding the sub-units’ efficiency and effectiveness has been collected; and, interviews with managers leading the organizational change have been conducted. The two papers included in this thesis disclose four distinctly different approaches to organizational design. All four sub-units have separate conceptions of function and organization, although the guiding principles prescribed by top-management were identical for each of the four first-line managers who were leading the change. Three of the four sub-units have made more pervasive change efforts, and have a higher degree of learning and development, efficiency and effectiveness. The results of this thesis suggest that interaction serves as a vehicle for shaping organizational conditions and outcomes. As a consequence of the chosen design, interaction varied between sub-units, thus influencing conditions of organization, learning, efficiency and effectiveness. / QC 20100616

No description available.