Research and development project for an automated waste collection system

Thumbnail Image

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

School of Electrical Engineering | Master's thesis

Authors

Date

2025-05-26

Department

Major/Subject

International Design Business Management

Mcode

Degree programme

Master's Programme in International Design Business Management

Language

en

Pages

100

Series

Abstract

This thesis addresses current challenges in waste management by introducing and developing a new vacuum pump solution for an Automated Waste Collection System (AWCS). The work is conducted in collaboration with MariMatic International Oy, a market leader in this field. Innovative waste management has become increasingly essential due to the growing global demand for reducing greenhouse gas emissions and promoting sustainable urban development. Although the existing vacuum pump solution is functional, it has certain limitations, including supplier dependency, equipment wear, and energy efficiency that can be improved. The target company currently relies on a single pump supplier, and by exploring alternative solutions, the company and this thesis aim to enhance its resilience and strengthen its market position. This thesis aims to introduce a new vacuum pump solution that enhances the AW-CS's performance and addresses environmental, economic, and operational concerns. This is achieved through a comprehensive literature review to build the necessary theoretical foundation, followed by a case study that includes a current state analysis, market research, and interviews with various pump suppliers. Based on these findings, a new pump will be proposed and evaluated using key performance indicators such as cost, energy efficiency, delivery time, and other relevant Key Performance Indicators (KPIs). In addition, this thesis documents the necessary design modifications required to integrate the new pump with the existing AWCS infrastructure. These include 3D modelling of mechanical changes, electrical and automation design for sensor and pump control, and other system adjustments. Ultimately, this research aims to contribute new scientific knowledge to waste management, AWCS technologies, and vacuum pump systems, thereby supporting a more sustainable and efficient future for the target company and the broader industry.

Tämä diplomityö käsittelee nykyisiä jätehuollon haasteita esittelemällä ja kehittämällä uuden tyhjiöpumppuratkaisun automatisoidulle jätteiden keräysjärjestelmälle (AWCS). Työ on toteutettu yhteistyössä alan markkinajohtajan, MariMatic International Oy:n, kanssa. Nykymaailmassa innovatiivinen jätehuolto on yhä tärkeämpää, ja kasvava globaali paine kasvihuonekaasupäästöjen vähentämiseksi sekä kestävän kaupunkikehityksen saavuttamiseksi edellyttää uusia ratkaisuja. Vaikka käytössä oleva tyhjiöpumppuratkaisu on toimiva, siinä on havaittu rajoitteita. Kohdeyritys on tällä hetkellä riippuvainen yhdestä toimittajasta, ja muita haasteita ovat järjestelmäkomponenttien kuluminen sekä energiatehokkuuden optimoinnin puutteet. Tästä syystä yritys haluaa tutkia vaihtoehtoisia ratkaisuja ja parantaa siten kestävyyttään ja markkina-asemaansa. Diplomityön tavoitteena on tutkia, löytää ja esitellä uusi tyhjiöpumppuratkaisu, joka optimoi AWCS-järjestelmän toimintaa ja vastaa ympäristöön, taloudellisuuteen ja käytännön operointiin liittyviin haasteisiin. Tämä toteutetaan ensin kattavalla kirjallisuuskatsauksella, jossa perehdytään aiheeseen liittyvään teoriaan. Tämän jälkeen suoritetaan tapaustutkimus, johon sisältyy nykytilan analyysi, markkinatutkimus sekä haastattelut eri pumpputoimittajien kanssa. Tapaustutkimuksen perusteella kohdeyritykselle ehdotetaan uutta tyhjiöpumppuratkaisua. Pumppua arvioidaan keskeisten suorituskykyparametrien avulla, kuten hinnan, energiatehokkuuden, toimitusnopeuden ja muiden yrityksen tarpeita vastaavien vaatimusten osalta. Työssä dokumentoidaan myös tarvittavat suunnittelumuutokset, joiden avulla uusi pumppu voidaan sovittaa nykyiseen AWCS-ratkaisuun sekä implementoida kohdeyrityksen prosesseihin ja tuleviin projekteihin. Tämä tehdään 3D-mallinnuksen avulla mekaanisten muutosten suunnittelemiseksi, sähkö- ja automaatiosuunnittelulla pumpun ja siihen liittyvien antureiden ohjausta varten sekä muilla tarvittavilla järjestelmämuutoksilla. Lopuksi diplomityö pyrkii tuottamaan uutta tieteellistä tietoa jätehuollon, AWCS-järjestelmien ja tyhjiöpumpputeknologian saralla, edistäen kestävämpää ja tehokkaampaa tulevaisuutta niin kohdeyritykselle kuin koko jätehuoltoalalle.

Description

Supervisor

Praks, Jaan

Thesis advisor

Piironen, Arttu

Keywords

research and development, automated waste collection system, waste collection, sustainability, case study, market research

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-202506174805

Collections

[dipl] Sähkötekniikan korkeakoulu / ELEC