Engineering Commons^™

A Bluetooth Low-Energy Wireless Sensor Platform For Continuous Monitoring Of A Bioreactor Environment During Cell Manufacturing, Brad Nelson

Dissertations, Master's Theses and Master's Reports

A wireless sensor platform based on Bluetooth Low-Energy (BLE) technology was designed and prototyped for continuous monitoring of physical conditions and chemical analytes, which could be applied to bioreactors during the cell manufacturing process. Controlling environmental conditions such as pH, oxygen, glucose, temperature, and pressure is vital to ensure the consistency of the manufactured cells and maintain the potency of the product. Current methods to control bioreactor conditions focus only on monitoring the cell culture environment during cell growth, but there is a lack of direct quantification of cell properties to provide an integrated feedback system that can also maintain …

Investigation On The Potential Of A Co2 Capture System, Downstream Of The Aftertreatment System For A Heavy-Duty Engine Application, Murchana Pathak

Dissertations, Master's Theses and Master's Reports

The transportation sector accounts for the second largest source of CO₂ emissions after power generation. New Corporate Average Fuel Economy (CAFE) regulations are focusing on improving energy through reduced fuel consumption and greenhouse gas emissions. This work investigates the potential of a CO₂ capture system downstream of an aftertreatment system for a heavy-duty engine application. Amine absorption has been described as one of the most effective ways to capture CO₂ from the exhaust for point sources. Therefore, using thermal-swing absorption process with potassium carbonate (K₂CO₃) as the absorbent liquid, a process was analyzed …

Factors Contributing To Elevated Concentrations Of Mercury And Pcbs In Fish In The Inland Lakes Of Michigan's Upper Peninsula And Lake Superior, Mugdha Priyadarshini

Dissertations, Master's Theses and Master's Reports

Mercury (Hg) pollution adversely affects ecosystems and human health. Mercury in the form of methylmercury (MeHg) bioaccumulates in aquatic ecosystems, thereby affecting fish, fish-eating wildlife and humans. The goal of this research was to clarify the effects of environmental factors on MeHg concentrations in fish in the inland lakes of the Upper Peninsula of Michigan. Of the 74 lakes for which data were available, 56 had fish mercury concentrations above the water quality guideline. Multivariate statistical analyses indicated different factors affect fish Hg concentrations in large and small lakes.

Polychlorinated biphenyl (PCB) compounds are a class of persistent, bioaccumulative and …

The Interaction Of Ignition And In-Cylinder Flow On Flame Kernel Development And Its Impacts On Combustion In An Optically Accessible Direct Injection Engine, Yanyu Wang

Dissertations, Master's Theses and Master's Reports

A significant challenge facing spark-ignited (SI) engines to achieve higher efficiency via highly diluted combustion is the quickly increased combustion instability as the dilution level increases. The flow motion variation has been identified as a dominant factor that introduces combustion variability at highly diluted conditions. However, the detailed mechanism of how the variation in flow motion impacts the flame kernel development and introduces combustion instability is only partially understood. This research investigated the impacts of the in-cylinder flow on variability of the ignition and early flame kernel development in a single cylinder direct-injection spark-ignition (DI-SI) optically accessible engine and accessory …

System Architecture Optimization Using Hidden Genes Genetic Algorithms With Applications In Space Trajectory Optimization, Shadi Ahmadi Darani

Dissertations, Master's Theses and Master's Reports

In this dissertation, the concept of hidden genes genetic algorithms is developed. In system architecture optimization problems, the topology of the solution is unknown and hence, the number of design variables is variable. Hidden genes genetic algorithms are genetic algorithm based methods that are developed to handle such problems by hiding some genes in the chromosomes. The genes in the hidden genes genetic algorithms evolve through selection, mutation, and crossover operations. To determine if a gene is hidden or not, binary tags are assigned to them. The value of the tags determine the status of the genes. Different mechanisms are …

A New Technique To Determine Accommodation Coefficients Of Cryogenic Propellants, Kishan Bellur

Dissertations, Master's Theses and Master's Reports

The control of propellant boil-off is essential in long-term space missions. However, a clear understanding of cryogenic propellant phase change and the values of accommodation coefficients are lacking. To that effect, a new method to determine accommodation coefficients using a combination of neutron imaging, thin film evaporation modeling and CFD modeling has been established. Phase change experiments were conducted in the BT-2 Neutron Imaging Facility at the National Institute of Standards and Technology (NIST) by introducing cryogenic vapor (H2 and CH4) at a set pressure into Al6061 and SS316L test cells placed inside a 70mm cryostat. Condensation is achieved by …

Linear Ring Resonator Modulator For Microwave Photonic Links, Arash Hosseinzadeh

Dissertations, Master's Theses and Master's Reports

Modulators within Microwave photonic links (MPLs) encode Radio Frequency (RF) signal information to the optical domain for transmission in applications such as wireless access networks and antenna remoting exploiting advantages optical fiber offers over RF coaxial cables including bandwidth, loss, size, weight, and immunity to electromagnetic interference. A critical figure-of-merit in MPLs is spur-free-dynamic-range (SFDR) defining the range of RF signal power a MPL transmits without distortion. Current Mach-Zehnder Interference (MZI) modulators used in MPLs limit the SFDR because of the associated nonlinear sinusoidal transfer function.

A rigorous theoretical method is developed followed by design, fabrication, and testing to investigate …

Effect Of Hierarchical Structure And Orientation On Water-Repellent Legs Of Water-Walking Insects, Georgia Hurchalla

Dissertations, Master's Theses and Master's Reports

Some insects have the ability to walk on water surface due to hierarchical leg structure and wax coating. This work presents studies of water strider and fire ant leg immersion force profiles to measure resistance of legs to submersion and show orientation effects. A high-sensitivity microbalance measured force during immersion of insect legs at various angles into water droplets. Legs oriented parallel to water surface could support three to five times as much force before immersion, compared to legs in a perpendicular orientation. Water pressure affects the setae structure differently at parallel and perpendicular approaches, and complete wetting is more …

Analysis Of The Shock Response Spectrum And Resonant Plate Testing Methods, William Larsen

Dissertations, Master's Theses and Master's Reports

Intricacies of the shock response spectrum were discovered and investigated by testing a circular plate structure with integral damping. Effects on the SRS from physical alterations to the nonlinear structure were monitored from low and high shock impulses. A method was developed and validated to estimate high amplitude shock inputs from low amplitude frequency response functions. Finite element models explored variable thickness plate designs.

Control Oriented Modeling Of An Automotive Drivetrain For Anti-Jerk Control, Gurijala Venkat Prithvi Reddy

Dissertations, Master's Theses and Master's Reports

Drivability is an important metric during the development of an automobile. Calibration engineers spend a significant amount of time trying to improve the drivability of vehicles for various driving conditions. With an increase in the available computational power in an automobile, novel model-based methods are being implemented for further improving the drivability, while reducing calibration time and effort. Phenomenon known as clunk and shuffle, which are caused due to backlash and compliance in the driveline, are a major cause of issues related to drivability and noise, vibration and harshness (NVH) during tip-in and tip-out scenarios.

This thesis focuses on developing …

Experimental And Computational Investigation Of Dual Fuel Diesel- Natural Gas Rcci Combustion In A Heavy-Duty Diesel Engine, Mufaddel Dahodwala

Dissertations, Master's Theses and Master's Reports

Among the various alternative fuels, natural gas is considered as a leading candidate for heavy-duty applications due to its availability and applicability in conventional internal combustion diesel engines. Compared to their diesel counterparts natural gas fueled spark-ignited engines have a lower power density, reduced low-end torque capability, limited altitude performance, and ammonia emissions downstream of the three-way catalyst. The dual fuel diesel/natural gas engine does not suffer with the performance limitations of the spark-ignited concept due to the flexibility of switching between different fueling modes. Considerable research has already been conducted to understand the combustion behavior of dual fuel diesel/natural …

Experimental And Modeling Study Of Particulate Matter Oxidation Under Loading Conditions For A Scr Catalyst On A Diesel Particulate Filter, Abhishek Jadav

Dissertations, Master's Theses and Master's Reports

The heavy-duty diesel engines use a Diesel Oxidation Catalyst (DOC), a Catalyzed Particulate Filter (CPF), a Selective Catalytic Reduction (SCR) with urea injection and a Ammonia Oxidation Catalyst (AMOX), to meet the US EPA 2010/2013 particulate matter (PM) and NO_x emission standards. However, it is not possible to achieve the 2015 California low NO_x standards with this arrangement. Hence, there is a need to improve the existing aftertreatment system. This can be achieved by coating the SCR catalyst on a diesel particulate filter (DPF), thus combining the PM filtration and NO_x reduction functionality into a single device. …

Physical Modeling Of Lithium-Ion Aging For Automotive Applications, Anurag Kamal

Dissertations, Master's Theses and Master's Reports

This thesis extends the full-scale electrochemical model for a Lithium-ion battery based on the porous electrode theory to incorporate aging mechanisms of solid electrolyte interface formation, cyclic electrode degradation, and lithium plating during overcharge, automotive vibrations, mechanical stress, and cell temperature, as reported in the existing literature. Further, the thesis presents the scope of the parameters used in the model to enable designers to extend the equations for new mechanisms and variability of other parameters.

An increased set of equations makes the complexity of the model even higher, and it would be very computationally complex to simulate this model. This …

Effects And Limitations Of Residual Alloying Elements In Silicon Solid Solution Strengthened Ferritic Ductile Iron, Julia Scruton

Dissertations, Master's Theses and Master's Reports

Transitioning from traditional grades of ductile iron to solution strengthened ferritic ductile iron (SSFDI) grades can be difficult because of the need to reduce the amount of pearlite promoting elements, particularly copper and manganese, which are used in traditional grades. Knowing the acceptable threshold of residual alloying elements will allow for more cost-effective tailoring of the charge stream. Data were generated from a series of casting trials with the target grade of EN-GJS-500-14 where the levels of copper and manganese were varied from 0.05% to 0.3% and 0.15% to 0.4% respectively while maintaining silicon in the 3.8%-4.3% range. The pearlite …

Applications Of Robot Operating System (Ros) To Mobile Microgrid Formation Outdoors, John Naglak

Dissertations, Master's Theses and Master's Reports

Application of mobile robots to microgrid formation has value for disaster response and service of forward operating bases. This thesis describes the development, testing and demonstration of broad effort across multiple disciplines to enable outdoor positioning and connection of mobile microgrids for the first time. This work includes an outdoor waypoint controller for a UGV agent, specifically the Clearpath Husky. It details sensor fusion of 2D LiDAR and stereo vision, and fusion of odometry sources using an Extended Kalman Filter. Development of these software tools entails integration of many of the packages available through the Robot Operating System (ROS), with …

Energy Harvesting Nanocoated Piezoceramics For Low Power Systems, Quinten Humphrey

Electronic Theses and Dissertations

No abstract provided.

การพัฒนาคอนกรีตมวลเบาระบบเซลลูล่าผสมเส้นใยปาล์มน้ำมันและถ่านชีวภาพ, ปาณิศา แสงแก้ว

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้ได้ทำการพัฒนาคอนกรีตมวลเบาระบบเซลลูล่า (Cellular Lightweight Concrete; CLC) โดยใช้วัสดุเหลือใช้ทางการเกษตร 2 ชนิด ได้แก่ เส้นใยปาล์มน้ำมันและถ่านชีวภาพ กลุ่มตัวอย่างทดสอบแบ่งออกเป็น 4 กลุ่ม ได้แก่ คอนกรีต CLC แบบปกติ, คอนกรีต CLC ผสมเส้นใยปาล์ม, คอนกรีต CLC ผสมถ่านชีวภาพ, คอนกรีต CLC ผสมเส้นในปาล์มและถ่านชีวภาพ จากผลการศึกษาพบว่า สัดส่วนเส้นใยปาล์มที่เพิ่มขึ้นส่งผลให้ความหนาแน่น กำลังอัด กำลังดึง การถ่ายเทความร้อนของคอนกรีต CLC สูงขึ้น แต่อัตราส่วนการดูดซึมน้ำลดลง สัดส่วนของถ่านชีวภาพที่เพิ่มขึ้นส่งผลให้ความหนาแน่นเปลี่ยนแปลงเล็กน้อย กำลังอัด กำลังดึง สูงขึ้น อัตราการดูดซึมน้ำและการถ่ายเทความร้อนลดลง งานวิจัยนี้ยังศึกษาความเป็นไปได้ในการใช้งานด้านคุณสมบัติและเศรษฐศาสตร์เบื้องต้น พบว่า กลุ่มตัวอย่างที่เหมาะสมในการนำไปใช้งานมี 2 กลุ่ม ได้แก่ คอนกรีต CLC (โฟมร้อยละ 50) ผสมถ่านชีวภาพร้อยละ 15 และคอนกรีต CLC (โฟมร้อยละ 60) ผสมเส้นใยปาล์มและถ่านชีวภาพร้อยละ 1.5 และ 10 กลุ่มตัวอย่างทั้งสองกลุ่มมีคุณสมบัติผ่านเกณฑ์มาตรฐาน มีความสามารถถ่ายเทความร้อนได้ต่ำ ซึ่งช่วยประหยัดการใช้พลังงานเครื่องปรับอากาศภายในอาคารได้ ในด้านเศรษฐศาสตร์เบื้องต้นสามารถลดต้นทุนในการผลิตได้และมีประโยชน์ในการลดค่าใช้จ่ายในการกำจัดของเสียต่อปี ดังนั้นการนำวัสดุเหลือใช้ทางการเกษตรมาเป็นส่วนผสมในคอนกรีต CLC นั้น จึงช่วยพัฒนาคุณสมบัติบางประการหากใส่ในปริมาณที่เหมาะสม เป็นแนวทางในการกำจัดของเสียและสามารถพัฒนาต่อยอดการผลิตคอนกรีต CLC ได้ในอนาคต

ระบบควบคุมเวกเตอร์แบบไร้เซนเซอร์วัดตำแหน่งสำหรับเครื่องจักรกลไฟฟ้าเหนี่ยวนำชนิดป้อนสองทางโดยใช้ตัวสังเกตลดอันดับแบบปรับตัวที่มีการป้อนกลับกระแสสเตเตอร์, ศุภษร หมื่นพล

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

วิทยานิพนธ์นี้นำเสนอระบบควบคุมเวกเตอร์ไรเซนเซอร์วัดตำแหน่งสำหรับเครื่องจักรกลไฟฟ้าเหนี่ยวนำชนิดป้อนสองทาง โดยใช้ตัวสังเกตลดอันดับแบบปรับตัวจากแบบจำลองสเตเตอร์ แนวคิดที่นำเสนอมีการคำนวณที่เรียบง่ายไม่ซับซ้อน และไม่จำเป็นต้องคำนวณค่าปริพันธ์ของสเตเตอร์ฟลักซ์ ทำให้ลดปัญหาเรื่องการเลื่อนของสัญญาณไฟตรงได้ การวิเคราะห์เสถียรภาพของแบบจำลองในวิทยานิพนธ์นี้ใช้วิธีการทำให้ระบบเป็นเชิงเส้นและใช้ทฤษฎีบทเราท์-เฮอร์วิตช์ยืนยันเสถียรภาพของระบบรอบ ๆ จุดทำงาน นอกจากนี้ยังนำเสนอแนวทางการออกแบบอัตราขยายป้อนกลับและอัตราขยายป้อนกลับแบบปรับตัวสำหรับตัวประมาณตำแหน่ง เพื่อใช้เป็นแนวทางในการออกแบบตัวควบคุม อีกทั้งเสนอการวิเคราะห์ผลกระทบของการประมาณตำแหน่งเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงค่าพารามิเตอร์ต่าง ๆ ของเครื่องจักรกลไฟฟ้าเหนี่ยวนำชนิดป้อนสองทาง และสุดท้ายนี้เพื่อเป็นการยืนยันแนวคิดทางทฤษฎีโดยการจำลองผลด้วยโปรแกรม Matlab/Simulink และการทดสอบด้วยระบบจริง โดยระบบควบคุมเวกเตอร์ไรเซนเซอร์วัดตำแหน่ง สามารถทำงานได้ทุกเงื่อนไขการทำงาน และสามารถควบคุมกระแสโรเตอร์ได้อย่างอิสระสอดคล้องหลักการการควบคุมแบบแยกการเชื่อมร่วม

ระบบนำทางหุ่นยนต์ด้วยหลายตัวนำทางย่อยและหลายแผนที่ย่อย, สุขุม สัตตรัตนามัย

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การใช้งานหุ่นยนต์อัตโนมัติในเขตเมืองที่มีความหลากหลายของลักษณะพื้นที่สูงเป็นงานท้าทายที่ต้องการโปรแกรมนำทางและรูปแบบแผนที่ที่แตกต่างกันในแต่ละบริเวณ การปฏิบัติงานของหุ่นยนต์ในโลกจริงต้องเจอกับสิ่งแวดล้อมที่มีการเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่อง เช่น ฝนตกหรือความคับคั่งของบริเวณที่ต้องนำทาง ส่งผลให้ต้องปรับแผนเส้นทาง ในงานวิจัยนี้นำเสนอระบบนำทางหุ่นยนต์ในโลกจริงซึ่งเป็นรูปแบบใหม่ของการสลับการทำงานระหว่างโปรแกรมนำทางหลายตัวอย่างเหมาะสม เพื่อให้สามารถจัดการกับพฤติกรรมของหุ่นยนต์และสภาพแวดล้อมที่ท้าทายได้ ระบบที่นำเสนอในงานวิจัยนี้เป็นผลลัพธ์ของการติดตั้งหุ่นยนต์จริงในระบบซึ่งมีผู้ใช้งานและสภาพแวดล้อมจริง

การเพิ่มระดับการยอมรับเทเลเมติกส์สำหรับการประกันภัยรถยนต์ในประเทศไทย, พีระวิช คงเมือง

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

เทเลเมติกส์เป็นเทคโนโลยีใหม่ในอุตสาหกรรมประกันภัยรถยนต์ในประเทศไทย ถือกำเนิดจากความต้องการเปลี่ยนแปลงพฤติกรรมของผู้ขับขี่ให้มีความปลอดภัย ซึ่งยังไม่ได้รับการยอมรับจากลูกค้ามากนัก ผู้วิจัยจึงได้ทำการสำรวจความต้องการของลูกค้าและปัญหาการใช้งาน จากนั้นได้ทำการศึกษาทฤษฎีและงานวิจัยที่เกี่ยวข้องกับการยอมรับนวัตกรรมและเทคโนโลยี เพื่อศึกษาปัจจัยการยอมรับเทเลเมติกส์ โดยทำการวิจัยตามกระบวนการพัฒนานวัตกรรม 5D เพื่อตอบสนองความต้องการของลูกค้าอย่างมีประสิทธิภาพ การวิเคราะห์ข้อมูลและทดสอบสมมติฐาน พบว่า 2 ปัจจัยคือ สภาพสิ่งอำนวยความสะดวกในการใช้งาน และแรงจูงใจภายนอก ส่งผลต่อความตั้งใจในการใช้งาน จากนั้นใช้เทคนิคการแปลงความต้องการเชิงคุณภาพในการออกแบบแนวคิดผลิตภัณฑ์ และนำผลการศึกษาที่ได้มาใช้ในการพัฒนาเทเลเมติกส์ในครั้งนี้ ผู้วิจัยได้ทำการวิเคราะห์สถานการณ์ในปัจจุบัน โดยใช้ทฤษฎีการแพร่กระจายนวัตกรรมและศึกษาข้อกำหนดทางกฎหมายในเรื่องค่าเบี้ยประกันภัยรถยนต์ ทำให้ผู้วิจัยได้ตัดสินใจนำเทคโนโลยี Beacon เข้ามาใช้ร่วมกับแอพพลิเคชั่นเทเลเมติกส์ ซึ่งสอดคล้องกับปัจจัยการยอมรับด้านสภาพสิ่งอำนวยความสะดวกในการใช้งาน ผลการประเมินความคิดเห็นของผู้ทดลองใช้งาน 39 คน พบว่า ความตั้งใจในการใช้งาน ค่าเฉลี่ยอยู่ 3.01 ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน 0.95 เมื่อทดสอบสมมติฐานก่อนพัฒนาและหลังพัฒนา สรุปได้ว่า มีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับความเชื่อมั่น 95%

The Barrier-To-Entry Of Robotics Development Through The Use Of Robot Operating System, Matham Latif Al-Saaty, Kevin Mcfall

Early Career Technical Journal (ECTJ)

Section 3: Miscellaneous; pp. 86-90

Matrix Effect Study And Immunoassay Detection Using Electrolyte-Gated Graphene Biosensor, Jianbo Sun, Yuxin Liu

Faculty & Staff Scholarship

Significant progress has been made on the development of electrolyte-gated graphene field effect transistor (EGGFET) biosensors over the last decade, yet they are still in the stage of proof-of-concept. In this work, we studied the electrolyte matrix effects, including its composition, pH and ionic strength, and demonstrate that variations in electrolyte matrices have a significant impact on the Fermi level of the graphene channel and the sensitivity of the EGGFET biosensors. This is attributed to the polarization-induced interaction between the electrolyte and the graphene at the interface which can lead to considerable modulation of the Fermi level of the graphene …

Apple Pomace Consumption Favorably Alters Hepatic Lipid Metabolism In Young Female Sprague-Dawley Rats Fed A Western Diet, Roy Chris Skinner, Derek C. Warren, Soofie N. Lateef, Vagner A. Benedito, Janet C. Tou

Faculty & Staff Scholarship

Apple pomace, which is a waste byproduct of processing, is rich in several nutrients, particularly dietary fiber, indicating potential benefits for diseases that are attributed to poor diets, such as non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD). NAFLD affects over 25% of United States population and is increasing in children. Increasing fruit consumption can influence NAFLD. The study objective was to replace calories in standard or Western diets with apple pomace to determine the effects on genes regulating hepatic lipid metabolism and on risk of NAFLD. Female Sprague-Dawley rats were randomly assigned (n = 8 rats/group) to isocaloric diets of AIN-93G and …

Cavitons And Spontaneous Hot Flow Anomalies In A Hybrid-Vlasov Global Magnetospheric Simulation, Xochitl Blanco-Cano, Markus Battarbee, Lucile Turc, Andrew P. Dimmock, Emilia K.J. Kilpua, Sanni Hoilijoki, Urs Ganse, David G. Sibeck, Paul A. Cassak, Robert C. Fear, Riku Jarvinen, Liisa Juusola, Yann Pfau-Kempf, Rami Vainio, Minna Palmroth

Faculty & Staff Scholarship

Abstract. In this paper we present the first identification of foreshock cavitons and the formation of spontaneous hot flow anomalies (SHFAs) with the Vlasiator global magne- tospheric hybrid-Vlasov simulation code. In agreement with previous studies we show that cavitons evolve into SHFAs. In the presented run, this occurs very near the bow shock. We report on SHFAs surviving the shock crossing into the down- stream region and show that the interaction of SHFAs with the bow shock can lead to the formation of a magnetosheath cavity, previously identified in observations and simulations. We report on the first identification of long-term …

Enhanced Hot Electron Lifetimes In Quantum Wells With Inhibited Phonon Coupling, Hamidreza Esmaielpour, Vincent R. Whiteside, Herath P. Piyathilaka, Sangeetha Vijeyaragunathan, Bin Wang, Echo Adcock-Smith, Kenneth P. Roberts, Tetsuya D. Mishima, Michael B. Santos, Alan D. Bristow, Ian R. Sellers

Faculty & Staff Scholarship

Hot electrons established by the absorption of high-energy photons typically thermalize on a picosecond time scale in a semiconductor, dissipating energy via various phonon-mediated relaxation pathways. Here it is shown that a strong hot carrier distribution can be produced using a type-II quantum well structure. In such systems it is shown that the dominant hot carrier thermalization process is limited by the radiative recombination lifetime of electrons with reduced wavefunction overlap with holes. It is proposed that the subsequent reabsorption of acoustic and optical phonons is facilitated by a mismatch in phonon dispersions at the InAs-AlAsSb interface and serves to …

Induced Ferromagnetism In Multilayered Graphene In Proximity With Cofe2o4, Himanshu Verma, Dereje Seifu, Shashi P. Karna, Haiping Hong, Mohindar S. Seehra

Faculty & Staff Scholarship

Composites of anisotropic diamagnetic multilayer Graphene (MLG) and ferrimagnetic CoFe2O4 (CFO) nanoparticles (NPs) were synthesized through a one-step sonication process in the presence of a surfactant. The samples were characterized at ambi- ent using x-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), atomic force microscopy (AFM), Raman spectroscopy, magnetic force microscopy (MFM) and magnetometry (vibrating sample magnetometer). An induced ferromagnetism was observed in MLG with saturation magnetization MS = 18 emu/g(MLG). This induced ferromagnetism is attributed to ferrimagnetic CFO uniformly distributed on the surface of diamagnetic MLG. SEM images confirm uniform dense distribu- tion of CFO nanoparticles on MLG. MFM images …

Contribution Of Physical Internet Containers To Mitigate The Risk Of Cargo Theft, Yanyan Yang, Eric Ballot, Miguel Gaston Cedillo-Campos

15th IMHRC Proceedings (Savannah, Georgia. USA – 2018)

Different from current dedicated goods distribution solutions, the goods in the Physical Internet are encapsulated in modular dimensioned standard easy-to-interlock smart containers in an open interconnected logistic system. This paper aims to study the performance of the application of this cross-chain innovative packaging solution, especially its potential against cargo theft risks. To attain this, both qualitative and quantitative studies are carried out. With a scenario-based cost-justification model, different case studies are examined. Results suggest that through the modularity and standardization, the application of Physical Internet Containers will significantly improve the logistics performance and reduce cargo theft risks.

A Framework For Modeling Material Handling With Decentralized Control, Kai Furmans, Kevin R. Gue

15th IMHRC Proceedings (Savannah, Georgia. USA – 2018)

Despite decades of research in material handling, the academic community still has no accepted way of describing material handling requirements in a way that machines and algorithms can process them. Such a “way of describing” requires a language with which to describe requirements, objects, relationships between objects, and so on. We propose a modeling framework that differs from existing research in two ways: First, we address material handling modeling from the bottom up rather than from the top down, meaning we define a set of elementary functions and then combine them into processes and more complex relationships that allow us …

Pull-Driven Order Fulfillment In Distribution Centers, Dima Nazzal, Shankar Shanmugasundaram, Sung Kim, Russell D. Meller

15th IMHRC Proceedings (Savannah, Georgia. USA – 2018)

One of the challenges facing e-commerce fulfillment is the rigidity of the wave management system that often dictates a fixed batch size that must be processed before the next wave of orders is released. As a result, operation managers usually push multiple waves, which lead to accumulation at bottleneck resources, and poor synchronization at sortation engines. We demonstrate the power of operating an order fulfillment engine using the “pull” paradigm. We hypothesize that a pull-driven order fulfillment can meet the same throughput requirements achieved by the push-driven wave-based order fulfillment, but with higher speed, higher service levels, more level resource …

A Motion Capture System Framework For The Study Of Human Manufacturing Repetitive Motions, Francis Mendez, David Wierschem, Jesus Jimenez

15th IMHRC Proceedings (Savannah, Georgia. USA – 2018)

Our research proposes a framework to obtain and analyze real time data concerning the dynamic and natural motion of individuals in manufacturing-like processes that involve human labor. The framework that we propose consists of five main components: a tracking system, a system of sensors, a processor that collects time series data, data processing and discovery module, and an alert or reporting component. Using motion capture cameras, data is collected on a variety of human subjects performing simulated labor-intensive manufacturing operations. This data is analyzed for identification of actual and optimal activity motions. This project has significant potential impact for contribution …