Industrial Engineering Commons^™

Optimized Hiv/Aids Resource Allocation In Ohio: A Linear Programming Approach, Godfred Ahenkroa Kesse

Data Science and Data Mining

This study employs a linear and integer programming approach to optimize HIV resource allocation in Ohio, aiming to minimize new infections and enhance the impact of limited resources. With the advances in HIV prevention and treatment, Ohio faces challenges in addressing disparities in access to healthcare, particularly among high-risk populations. The proposed model integrates data on infection rates, transmission patterns, demographic factors, and cost-effectiveness to provide a decision-support framework for policymakers. Using epidemiological data and equity constraints, the model prioritizes high-risk regions and populations while ensuring fair resource distribution. Results indicate that increased funding allocations significantly enhance the potential to …

Flow And Heat Transfer Experimental Study For 3d-Printed Solar Receiving Tubes With Helical Fins At Internal Surface, Fouad Haddad, Naznin Nuria Afrin, Jianzhi Li, Peiwen Li, Bharath Pidaparthi, Samy Missoum, Ben Xu

Manufacturing & Industrial Engineering Faculty Publications

3D-printing technology was applied to fabricate novel solar thermal collection tubes that have internal heat transfer enhancement fins and external surfaces with high solar absorptivity and low emissivity due to the ability to use different materials in one tube. Helical fins were selected to introduce circumferential flow and thus minimize the circumferential temperature difference of the tube that receives sunlight on one side. The structures of the helical fins were previously optimized from computational fluid dynamics (CFD) analysis with the objective of low entropy production rate by looking for high heat transfer coefficient and relatively lower pressure loss. High-temperature alloy, …

Desktop-Scale Robot Tape Manipulation For Additive Manufacturing, Nahid Tushar, Rencheng Wu, Yu She, Wenchao Zhou, Wan Shou

School of Industrial Engineering Faculty Publications

Advancements in additive manufacturing and robotic automation have enabled diverse fabrication techniques using various materials. However, small-scale tape placement for three-dimensional (3D) printing remains underexplored, with most research focused on large-scale composite manufacturing using carbon fiber prepreg tapes. This work presents an innovative, automated, and cost-effective tape placement system that extends traditional methods beyond carbon fiber prepreg. We developed a customized tape print module (TPM) integrated with a robotic arm, enabling precise and versatile tape placements. Our system supports non-linear toolpaths, complex patterns, and controllable placements on multi-plane surfaces, creating overhangs without support. We demonstrate circuit printing with copper tape …

Effects Of Thermal Shock Protection Methods On Pressure Measurements In A Rapid Compression Machine, Myeji Materego

Tanzania Journal of Engineering and Technology (TJET)

The study investigates the impact of thermal shock protection methods on pressure measurements in Rapid Compression Machines (RCMs). It focuses on the performance of various pressure transducers, specifically 601A, 701A, 6061B, and 7005, under atmospheric initial conditions. The research emphasizes the importance of mounting techniques and coatings, revealing their significant effects on pressure trace accuracy. Special mounting adaptors for the pressure transducers were designed and manufactured, this enabled simultaneous measurements for all transducers to be made in a single compression stroke. Instantaneous pressure within combustion chamber was measured when air was compressed in RCM from initial pressure and temperatures of …

Crime Theory Informed Agent-Based Modeling For Crime Prediction And Patrolling Route Optimization, Shohreh Moradi

Industrial, Manufacturing, and Systems Engineering Dissertations - Archive

Crime reduction remains a global priority, demanding both accurate modeling of criminal dynamics and efficient allocation of scarce policing resources. To address these needs, this study presents a two‐fold framework that (1) simulates street‐level crime patterns using an agent‐based model (ABM) grounded in Routine Activity Theory (RAT), Rational Choice Theory (RCT), and Crime Pattern Theory (CPT), and (2) optimizes patrol routing through a time-dependent, multi‐visit mixed‐integer linear programming (MILP) formulation.

In the first component, we integrate real‐world crime, environmental, and census data to reproduce realistic offender, citizen, and Police behaviors, capturing where and when robbery, burglary, and larceny occur across …

Systematic Analysis Of Fatal Collisions Between Mobile Equipment And Pedestrian Workers To Inform The Use Of Proximity Detection Devices, Damien Burlet-Vienney, François Gauthier, Chantal Gauvin

Articles dans des actes de congrès

Context.

Collisions between mobile industrial equipment and pedestrian workers (PWs) are a major occupational health and safety concern, particularly on construction sites (e.g., during earth-moving operations). The use of driver aids, such as proximity warning devices designed to alert workers and drivers of potential collisions, is a growing and constantly developing avenue of prevention (e.g., AI-enhanced cameras; RFID tags). However, structured feedback to guide the implementation of these technologies on mobile equipment remains rare (e.g., technology choice, installation and settings).

Objective/Methodology.

 In this context, a systematic analysis of all fatal accident reports related to this issue for the province of …

Mitigating Out-Of-Plane Fiber Waviness In Afp Laminates With Tow-Gaps Via Selective Placement Of Thermoplastic Veils, Ahmadreza Ravangard, Kuthan Celebi, Sergii G. Kravchenko, Oleksandr G. Kravchenko

Mechanical & Aerospace Engineering Faculty Publications

Fiber tow-gaps and overlaps formed during the Automated Fiber Placement (AFP) process pose a significant challenge by introducing non-uniform composite morphologies, often characterized by resin-rich regions and fiber waviness. These defects occur as deposited fibers sink into the gap regions during consolidation, with gap geometry determined during path planning. Such morphological inconsistencies can compromise structural reliability by initiating premature failure, particularly through localized out-of-plane waviness and resin accumulation. This study investigates the integration of high melting temperature thermoplastic veils, specifically polyetherimide (PEI), into fiber tow-gaps as a method to prevent ply sinking and reduce fiber waviness on both internal and …

Improving The Availability Of Aluminium Sheath Extrusion Machines In The Cable Industry, Jirathana Vasinyont

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Aluminium sheath extrusion machines (AL Seamless) play a critical role in the production of high-voltage cables, ensuring the integrity and quality of electrical transmission infrastructure. However, after commissioning such machines at PD Company was fraught with challenges, including frequent breakdowns, limited machine availability, and production inefficiencies. The underlying issues stemmed from inadequate standard operating procedures (SOPs), insufficient knowledge transfer during commissioning, and suboptimal maintenance practices. To address these challenges, this research applied structured methodologies, including Failure Mode and Effects Analysis (FMEA) to identify critical failure points and root causes, and Total Productive Maintenance (TPM) to improve operational reliability. Knowledge transfer …

Risk Management For Irrigation Water Pumping Project In Myin Gyan District, Myanmar, Ye Lin Aung

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

This study evaluates risk and performance management in the Si Mee Khon irrigation water pumping project in Myin Gyan District, Myanmar. Although intended to supply irrigation to 5,000 acres of farmland, the project has fallen short of planned targets. By Q3 2025, 53.62% of the budget had been spent while only 44% of the intended coverage had been completed, signalling significant delays and cost inefficiencies. The research identifies and prioritises key risks, assesses their effects on schedule and cost performance, and proposes mitigation strategies. A mixed-method approach was used, combining interviews with twenty MOALI officials and quantitative analysis based on …

การวิเคราะห์ความสามารถในการขับขี่และพฤติกรรมจากความเหนื่อยล้าโดยใช้สัญญาณภาพ, ภาสวิชญ์ บุญนุช

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

อาการเหนื่อยล้ายังคงเป็นประเด็นด้านความปลอดภัยที่สำคัญในกลุ่มผู้ขับรถบรรทุก ซึ่งมักจะส่งผลให้ระดับความสามารถในการขับขี่ลดลงและเพิ่มความเสี่ยงต่อการเกิดอุบัติเหตุ การศึกษาในครั้งนี้นำเสนอแนวทางการใช้แบบจำลองการเรียนรู้ของเครื่อง (Machine Learning) โดยมีการรวมข้อมูลเหตุการณ์การเกิดพฤติกรรมของผู้ขับขี่ที่ตรวจจับได้จากระบบ AI Camera และข้อมูลด้านประชากรศาสตร์และลักษณะการทำงาน เพื่อทำนายระดับความสามารถในการขับขี่ที่ลดลงที่มีสาเหตุมาจากอาการเหนื่อยล้า โดยทำการศึกษาจากข้อมูลจำนวน 600 วัน ซึ่งประกอบไปด้วยผู้ขับขี่จำนวน 105 คน โดยแบ่งระดับความสามารถในการขับขี่ออกเป็น 3 ระดับ ได้แก่ ความสามารถปกติ ความสามารถลดลง และความสามารถที่มีความเสี่ยงสูง โดยสังเกตจากพฤติกรรมการตอบสนองขณะขับขี่ การวิเคราะห์จะพิจารณาการรวมข้อมูลด้านประชากรศาสตร์และลักษณะการทำงาน วิธีการพัฒนาเกณฑ์ในการระบุระดับความสามารถในการขับขี่ กรอบเวลาในการสังเกตอาการเหนื่อยล้า และคุณภาพของข้อมูลเชิงพฤติกรรม โดยใช้แบบจำลองการเรียนรู้ของเครื่องภายใต้กรอบเวลาในการสังเกตที่แตกต่างกันก่อนเกิดที่ระดับความสามารถในการขับขี่ลดลง ผลการศึกษาแสดงให้เห็นว่าปัจจัยด้านประชากรศาสตร์และปัจจัยที่แสดงลักษณะการทำงานช่วยเพิ่มความแม่นยำในการทำนาย โดยสำหรับการศึกษานี้ แบบจำลองชนิด LightGBM ให้ผลการทำนายที่ดีที่สุดที่ค่าความแม่นยำ 90% ภายใต้เงื่อนไขเหตุการณ์ที่ผ่านการตรวจสอบและใช้กรอบเวลา 8 นาที ซึ่งสะท้อนให้เห็นถึงประโยชน์ของการใช้กรอบเวลาสั้นในการตรวจจับอาการเหนื่อยล้า การวิเคราะห์ความสำคัญของแต่ละปัจจัย (Feature Importance) พบว่า การหาว การปฏิบัติงานต่อเนื่องเกิน 4 ชม. และการหลับตา เป็นตัวบ่งชี้ทางพฤติกรรมที่สำคัญที่สุดตามลำดับ ในขณะที่อายุ การยกของก่อนขับรถ ช่วงเวลาในการทำงาน ประสบการณ์ในการทำงาน เป็นปัจจัยด้านประชากรศาสตร์และการทำงานที่มีอิทธิพลต่อการลดลงของระดับความสามารถในการขับขี่ ผลการศึกษานี้ชี้ให้เห็นถึงความสำคัญของการรวมข้อมูลเหตุการณ์ที่ผ่านการตรวจสอบเข้ากับลักษณะเฉพาะของผู้ขับขี่ และกรอบเวลาในการสังเกตอาการเหนื่อยล้าที่เหมาะสม เพื่อใช้ในการประเมินระดับความสามารถที่ลดลงที่มีสาเหตุจากอาการเหนื่อยล้าได้อย่างมีประสิทธิภาพในงานขนส่ง

การเปรียบเทียบขนาดของรอยฝ่าเท้าที่ได้จากเครื่องพิมพ์รอยฝ่าเท้า 3 มิติ แบบพกพาและโฟมพิมพ์เท้า, วรัญญา รัตนสุมาวงศ์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ความแม่นยำของเครื่องมือใหม่ที่ถูกพัฒนามาใช้ทดแทนเครื่องมือเดิม เป็นปัจจัยสำคัญต่อความน่าเชื่อถือ ได้มีการพัฒนาเครื่องพิมพ์รอยฝ่าเท้า 3 มิติแบบพกพาเพื่อทดแทนการใช้โฟมพิมพ์เท้า และใช้ iPhone 12 mini เป็นอุปกรณ์สแกนรอยฝ่าเท้าเพื่อทดแทนเครื่อง 3D scanner เพื่อประเมินให้เห็นว่าสามารถนำเครื่องพิมพ์รอยฝ่าเท้า 3 มิติแบบพกพาและ iPhone 12 mini มาใช้ทดแทนได้ จึงได้มีการออกแบบการทดลองแบบ Randomized Complete Block Design (RCBD) โดยศึกษาปัจจัยของประเภทเครื่องมือที่ใช้พิมพ์รอยฝ่าเท้า ได้แก่ โฟมพิมพ์เท้า และ เครื่องพิมพ์รอยฝ่าเท้า 3 มิติ แบบพกพา และประเภทเครื่องสแกน 3 มิติ ได้แก่ 3D scanner และ iPhone 12 mini การทดสอบได้เก็บข้อมูลเท้า 18 ข้าง จากผู้เข้าร่วมวิจัย 9 คน โดยพิมพ์ลงบนเครื่องพิมพ์รอยฝ่าเท้า 3 มิติ แบบพกพาและโฟมพิมพ์เท้า และทำซ้ำ 3 ครั้ง รอยฝ่าเท้าที่ได้ถูกสร้างรูปร่างรอยฝ่าเท้าดิจิตอลด้วย iPhone 12 mini และ 3D scanner เพื่อเก็บข้อมูลตัวชี้วัดทั้ง 7 ตัว ได้แก่ ความกว้างรอยฝ่าเท้า ความยาวรอยฝ่าเท้า ความสูงรอยฝ่าเท้าในพื้นที่บริเวณอุ้งเท้า 4 ตำแหน่ง และความสูง Metatarsal head ที่ 3 จากผลการวิเคราะห์ทางสถิติแบบ Randomized Complete Block Design (RCBD) ที่ระดับความเชื่อมั่น 95% พบว่าตัวชี้วัดทั้ง 7 ตัว ของเครื่องพิมพ์รอยฝ่าเท้า 3 มิติ แบบพกพากับโฟมพิมพ์เท้าไม่มีความแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ และการใช้ iPhone 12 กับ 3D scanner ไม่มีความแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญเช่นกัน ผลการวิจัยสรุปได้ว่า …

Representation Learning Of Point Cloud Data For Process Mining And Anomaly Detection In Complex Systems, Yujing Yang

Industrial, Manufacturing, and Systems Engineering Dissertations - Archive

Complex systems, e.g., advanced manufacturing systems, are largely associated with dynamic and transient behaviors, resulting in condition changes and anomalies. Sensor-based condition monitoring is critical in detecting anomalies and supporting process monitoring and performance improvement for complex manufacturing systems. Traditional sensor-based monitoring approaches primarily focus on one-dimensional (1D) signals and two-dimensional (2D) images, which are limited in their ability to capture high-resolution spatial patterns pertaining to anomalies induced by systems’ condition changes, especially subtle ones. Recent advancements in three-dimensional (3D) sensing present a unique opportunity to address this limitation by enabling the capture of 3D point cloud data with micro-level …

A Comparative Analysis Of Preprocessing Filters For Deep Learning-Based Equipment Power Efficiency Classification And Prediction Models, Sang-Ha Sung, Chang-Sung Seo, Michael Pokojovy, Sangjin Kim

Mathematics & Statistics Faculty Publications

The quality of input data is critical to the performance of time-series classification models, particularly in the domain for industrial sensor data where noise and anomalies are frequent. This study investigates how various filtering-based preprocessing techniques impact the accuracy and robustness of a Transformer model that predicts power efficiency states (Normal, Caution, Warning) from minute-level IIoT sensor data. We evaluated five techniques: a baseline, Simple Moving Average, Median filter, Hampel filter, and Kalman filter. For each technique, we conducted systematic experiments across time windows (360 and 720 min) that reflect real-world industrial inspection cycles, along with five prediction offsets (up …

A System To Test Selective Directional Laser Melting Of 3d Printed Metal Surfaces, Daniel A. Marasco

Open Access Master's Theses

This thesis contains Controlled Unclassified Information (CUI). CUI has been removed from this copy of the thesis.

A Design And Analysis Of Computer Experiments Approach To Water Distribution Network Seismic Rehabilitation Optimization, Uthman Abiola Kareem

Industrial, Manufacturing, and Systems Engineering Dissertations - Archive

Water is an essential part of human life. However, there are critical infrastructures that enable water availability in communities and homes. One of such is a water distribution network. Water distribution network performance depends on its reliability, which could be threatened by external agents like earthquakes. When earthquakes occur, they cause damages on some pipes within the distribution network and this limits performance of water distribution network. While earthquakes cannot be prevented, effective maintenance intervention may reduce the impact of earthquakes on water distribution networks. In order to develop an effective maintenance plan, researchers approach it in different ways. However, …

Analysis Of Crowd Logistics Networks Using Agent-Based Models, Preetam Kulkarni

Industrial, Manufacturing, and Systems Engineering Dissertations - Archive

Crowd logistics is a system in which an online platform connects a group of non-professional couriers (crowd/carriers), who use their under-utilized resources to offer delivery service to other individuals or businesses (senders) for a fee. While crowd logistics platforms have the potential to offer more flexible and responsive delivery services for much lower rates than traditional logistics providers, it is difficult for platforms to be successful as it is challenging to meet carriers’ and senders’ expectations. Crowd logistics has been applied in the context of food and grocery delivery, parcel pickup and drop-off services and last-mile delivery, however, it has …

Molecular Dynamics-Based Two-Dimensional Simulation Of Powder Bed Additive Manufacturing Process For Unimodal And Bimodal Systems, Yeasir Mohammad Akib, Ehsan Marzbanrad, Farid Ahmed

Manufacturing & Industrial Engineering Faculty Publications

The trend of adapting powder bed fusion (PBF) for product manufacturing continues to grow as this process is highly capable of producing functional 3D components with micro-scale precision. The powder bed’s properties (e.g., powder packing, material properties, flowability, etc.) and thermal energy deposition heavily influence the build quality in the PBF process. The packing density in the powder bed dictates the bulk powder behavior and in-process performance and, therefore, significantly impacts the mechanical and physical properties of the printed components. Numerical modeling of the powder bed process helps to understand the powder spreading process and predict experimental outcomes. A two-dimensional …

A Strategic Infrastructure Improvement Framework For Intermodal Transportation Networks, Ayoub Abusalih

Graduate Theses, Dissertations, and Problem Reports (ETD)

In this research, we propose a novel approach to design infrastructure networks for intermodal freight transportation systems, which incorporates railways, highways, and inland waterways (IWW). The objective of our study is to identify the optimal set of hubs to be built and operated over an extended time, based on the projected domestic cargo demand. Unlike traditional hub location models, our approach introduces hybrid hubs, where hybrid transportation modes are integrated to facilitate cargo handling. This innovative integration enables more efficient intermodal connections, leading to tangible reductions in operating costs, and carbon emissions. Specifically, we propose a mixed integer programming model …

Vilp: Imitation Learning With Latent Video Planning, Zhengtong Xu, Qiang Qiu, Yu She

School of Industrial Engineering Faculty Publications

In the era of generative AI, integrating video generation models into robotics opens new possibilities for the general-purpose robot agent. This letter introduces imitation learning with latent video planning (VILP). We propose a latent video diffusion model to generate predictive robot videos that adhere to temporal consistency to a good degree. Our method is able to generate highly time-aligned videos from multiple views, which is crucial for robot policy learning. Our video generation model is highly time-efficient. For example, it can generate videos from two distinct perspectives, each consisting of six frames with a resolution of 96 × 160 pixels, …

Unit: Data Efficient Tactile Representation With Generalization To Unseen Objects, Zhengtong Xu, Raghava Uppuluri, Xinwei Zhang, Cael Fitch, Philip Glen Crandall, Wan Shou, Dongyi Wang, Yu She

School of Industrial Engineering Faculty Publications

UniT is an approach to tactile representation learning, using VQGAN to learn a compact latent space and serve as the tactile representation. It uses tactile images obtained from a single simple object to train the representation with generalizability. This tactile representation can be zero-shot transferred to various downstream tasks, including perception tasks and manipulation policy learning. Our benchmarkings on in-hand 3D pose and 6D pose estimation tasks and a tactile classification task show that UniT outperforms existing visual and tactile representation learning methods. Additionally, UniT's effectiveness in policy learning is demonstrated across three real-world tasks involving diverse manipulated objects and …