Methods of modeling the demand for resources in the logistics sector

PURPOSE: Within the framework of this article, the authors review and analyze selected methods of modelling the demand for resources in the logistics industry and application of these methods as a tool to improve efficiency of logistics entities.DESIGN/METHODOLOGY/APPROACH: The general part contains a definition of the logistics sector and its basic characteristics, as well as issues related to determining demand for resources in the broader context of organization management. The detailed part discusses selected methods of modelling the demand for resources, presenting the context of their application and development perspectives of theoretical models for estimating demand for resources.FINDINGS: According to the principle of rational management, enterprises strive for the best possible use of their resources. One of the means to achieve this goal is the proper determination of demand for these resources, resulting from the current scale of operations and expected changes in this area. In the logistics sector, which is an increasingly important element of trade, and in many countries one of the key areas of the economy, the right selection of resources affects both achieved financial results and operational possibilities of providing services.PRACTICAL IMPLICATIONS: Results of the review indicate that correct determination of the demand for resources is one of the key factors determining development of a market advantage by individual participants in the exchange of goods.ORIGINALITY/VALUE: From the point of view of implementation of long-term goals of logistics companies, strategic analyzes are of key significance, however, short-term analyzes are also important, especially in ensuring current operational efficiency. Regardless of the time perspective, planning models that limit the risk of inappropriate adjustment of resources to the scale of operations, turn out to be useful.peer-reviewe

Kelvin probe force microscopy work function characterization of transition metal oxide crystals under ongoing reduction and oxidation

Controlling the work function of transition metal oxides is of key importance with regard to future energy production and storage. As the majority of applications involve the use of heterostructures, the most suitable characterization technique is Kelvin probe force microscopy (KPFM), which provides excellent energetic and lateral resolution. In this paper, we demonstrate precise characterization of the work function using the example of artificially formed crystalline titanium monoxide (TiO) nanowires on strontium titanate (SrTiO3) surfaces, providing a sharp atomic interface. The measured value of 3.31(21) eV is the first experimental work function evidence for a cubic TiO phase, where significant variations among the different crystallographic facets were also observed. Despite the remarkable height of the TiO nanowires, KPFM was implemented to achieve a high lateral resolution of 15 nm, which is close to the topographical limit. In this study, we also show the unique possibility of obtaining work function and conductivity maps on the same area by combining noncontact and contact modes of atomic force microscopy (AFM). As most of the real applications require ambient operating conditions, we have additionally checked the impact of air venting on the work function of the TiO/SrTiO3(100) heterostructure, proving that surface reoxidation occurs and results in a work function increase of 0.9 eV and 0.6 eV for SrTiO3 and TiO, respectively. Additionally, the influence of adsorbed surface species was estimated to contribute 0.4 eV and 0.2 eV to the work function of both structures. The presented method employing KPFM and local conductivity AFM for the characterization of the work function of transition metal oxides may help in understanding the impact of reduction and oxidation on electronic properties, which is of high importance in the development of effective sensing and catalytic devices

Low energy electron diffraction (LEED) measurements of reconstructed TiO2(110) crystal surfaces.

Głównym celem niniejszej pracy był opis teoretyczny oraz praktyczne zastosowanie dyfrakcji niskoenergetycznych elektronów LEED - techniki badania powierzchni materiałów krystalicznych stosowanej do wyznaczania typu rekonstrukcji powierzchni oraz charakteryzowania jej nanostruktur. Dodatkowym celem było przedstawienie obserwowanych doświadczalnie zniekształceń obrazu tej techniki i podjęcie próby wytłumaczenia ich przyczyn. Powierzchnię na podstawie której zarówno porównywano obrazy dyfrakcyjne z obrazami z skaningowego mikroskopu tunelowego STM, jak i badano dystorsje obrazów w układzie była powierzchnia (110) ditlenku tytanu w formie rutylu. W tej pracy badano natywną powierzchnię TiO2(110) i zmodyfikowaną wiązką jonową. Powierzchnia TiO2(110) została wybrana, ponieważ jej budowa krystalograficzna jest dobrze znana, co pozwala na wykonanie kalibracji układu LEED i sprawdzenie otrzymanych wyników. Korzystając z obrazów dyfrakcyjnych otrzymano stałe sieci „a” oraz „b” odpowiednio 6% i 7% mniejsze od literaturowych. Dodatkowo, zbadano zależność kąta nachylenia powierzchni względem wiązki jonów Ar+ na kąt nachylenia obserwowanych nanostruktur. Opracowano model dzielący rozproszenia na zachodzące na natywnej powierzchni oraz na płaszczyznach danych przez atomy znajdujące się na krawędziach tarasów tworzących nanostruktury. Powyższy model przedstawił tę samą zależność co dane STM, tj. im większy kąt padania jonów tym niższe są nanostruktury, ale uzyskane kąty nachylenia nanostruktur były w przybliżeniu trzy razy mniejsze. Zaobserwowano dystorsję obrazu związaną z występowaniem detektora w postaci płytki a nie hemisfery, która zawyżała odległości na ekranie. Porównując model związany z rzutowaniem sfery na płaszczyznę z danymi doświadczalnymi uzyskano zgodność dla połowy badanego zakresu kątowego. Model teoretyczny przedstawiał w przybliżeniu kwadratową zależność przesunięcia refleksu od kąta padania, a dane eksperymentalne przedstawiły funkcję liniową. Rozbieżności dla wysokich kątów mogą być skutkiem istnienia niejednorodnego pola elektrycznego pomiędzy płytką mikrokanalikową a siatką uziemiającą. Zaobserwowano przesunięcia refleksów pierwszego rzędu w kierunku działa elektronowego, czego przyczyną może być występowanie niepożądanego pola elektrycznego przy dziale elektronowym. Zbadano również wpływ odległości próbki od detektora na dystorsje obrazu dyfrakcyjnego. Nieoptymalne położenie próbki wiąże się ze zmianą kąta rozproszonych elektronów przez siatki filtrujące. Wykazano, że to zniekształcenie może zarówno zwiększać, jak i zmniejszać odległości pomiędzy refleksami skutkując w powstaniu błędu systematycznego otrzymanych stałych sieci. Co więcej, program korygujący zniekształcenia MCPConversion dostarczony przez producenta najprawdopodobniej nie zawiera poprawki na to zniekształcenie.The main goal of this thesis is to present the theoretical basis and applications of low energy electron diffraction LEED – a technique used to ascertain the type of surface reconstruction of crystalline surfaces and the character of its nanostructures. The additional goal was to show the distortions of diffraction patterns present in the apparatus and to explain their causes. The surface (110) of titania in the form of rutile has been used both in order to compare the diffraction patterns with the scanning tunneling microscope images and to show the present distortions. In this thesis the native surface and ion beam modified surface of TiO2 has been investigated. TiO2(110) was chosen, because its surface structure is well known which makes it suitable for calibration of the LEED instrument. The lattice parameters “a” and “b” obtained from the diffraction patterns are respectively 6% and 7% smaller than the published values. What is more, the effects of inclination of local surface, due to the Ar+ ion-beam irradiation, on the character of created nanostructures was studied. A geometrical model of diffraction from ripples was developed which separated diffraction from the native structure from the one occurring on atoms on edges of terraces. Both this model and the STM data have shown that the increase in inclination of the surface leads to shorter nanostructures, but the angle of inclination of the nanostructures obtained using the model is approximately three times smaller than the one seen in the STM images. The main distortion was caused by usage of plate detector and not a hemisphere which inflated the distances on the screen. A model based on projection of hemisphere on a plane was compared with experimental data and was shown to be consistent for half of the studied range of angles. The model showed that the change in position of spot vs. the angle of incidence on the screen was approximately a quadratic function while a linear function fit the experimental data. The divergence between the model and the data might be caused by inhomogeneous electric field between the microchannel plate and the grounding grid. Diffraction spots of the first order were found to be too close to the electron gun which could be caused by an electric field. The relation between the distance between the sample and the detector and the distortions was investigated. The non-ideal position of the sample affects the angle at which electrons leave the filtration grids. It was shown that this distortion could lead to either an increase or a decrease of distances between spots which would bring into being a systematic error of calculated lattice constants. Moreover, MCPConversion, software included by the manufacturer which corrects distortions, most likely does not affect this distortion

Badanie stabilności termicznej struktur molekularnych na powierzchniach tlenków metali metodą temperaturowo programowanej desorpcji (TPD)

Czynnikami wpływającymi na działanie elementów elektronicznych bazujących na cienkich warstwach organicznych są m.in. krystaliczność warstw aktywnych oraz sposób ułożenia w nich molekuł. Morfologia struktur molekularnych jest badana za pomocą technik mikroskopowych (takich jak: mikroskopii sił atomowych AFM, skaningowego mikroskopu tunelowego STM, elektronowego mikroskopu skaningowego SEM), ale jako komplementarną metodę można zastosować temperaturowo programowaną desorpcję (TPD). Podczas pomiaru TPD temperatura próbki pokrytej adsorbatem jest zwiększana liniowo przy stałym pomiarze liczby desorbujących molekuł. Wynikiem takiego eksperymentu jest widmo TPD, na podstawie którego można określić jakiego typu struktury desorbują (monowarswa, wielowarstwa) z powierzchni oraz jakie energie desorpcji są z nimi związane. Widma TPD zawierają informacje o stabilności termicznej badanych struktur, jako że przedstawiają w jakich temperaturach one desorbują. Pomiary TPD mogą przyczynić się do lepszego zrozumieniu procesów wzrostu struktur molekularnych oraz opisie właściwości tychże struktur. Z tego względu są użyteczne w kontekście potencjalnych zastosowań w elektronice organicznej.Jednym z celów niniejszej pracy było uruchomienie i skalibrowanie układu TPD. Wyznaczono optymalne parametry spektrometru masowego (prąd emisji i energia elektronów w jonizatorze). Co więcej, uzyskano liniowe zmiany temperatury próbki poprzez przepływ prądu przez nią. Kierując się widmem masowym para-heksafenylu (6P) znaleziono optymalną wartość stosunku masy do ładunku. W celu przetestowania układu TPD, zmierzono widmo cienkiej warstwy 6P na mice(001) i porównano je z danymi literaturowymi. Kolejnym celem pracy był pomiar widm warstw 6P na jonowo modyfikowanym TiO2(110). Badania wykonano dla dwóch substratów (zbadanych STM): o zmarszczkach o głębokościach 2.6 nm i 0.76 nm. Dla próbki z głębokimi zmarszczkami badano wpływ grubości warstwy i desorpcji z nośnika na widma TPD, a dla próbki z płytkimi zmarszczkami badano wyłącznie wpływ desorpcji z nośnika. Zobrazowano morfologię warstwy 6P o grubości 1.91 nm na powierzchni z głębokimi zmarszczkami (za pomocą SEM) oraz 0.57 nm na podłożu z płytkimi zmarszczkami (zobrazowanym STM, AMF). Wykonano również pomiar desorpcji 6P z proszku znajdującego się w komórce efuzyjnej, w celu porównania parametrów desorpcji z tymi dla cienkich warstw.Wyznaczone parametry jonizatora to: prąd emisji 700 μA, energia elektronów 37 eV. Wykazano również, że korzystna jest jonizacja przy dwóch włóknach emitujących elektrony. Najlepszy sygnał w spektrometrze uzyskiwano dla stosunku masy do ładunku 229.35, czyli 6P o ładunku 2+. Na widmie TPD dla warstwy 6P o grubości 1.91 nm na mice(001) zaobserwowano pik (typowy dla wielowarstwy) w temperaturze 222℃, co jest zgodne z danymi literaturowymi. Desorpcja molekuł z nośnika próbek powodowała pojawienie się dodatkowych pików na widmach i powiększenie tła. Zasłonięcie podczas naparowania molekuł klamer blaszkami tantalowymi niemal całkowicie zniwelowało ten efekt. Widma TPD dla obydwu próbek TiO2(110) zawierały dwa piki: pierwszy rozpoczynał się w przybliżeniu w temp. 180℃ i kończył się w różnych temperaturach w zależności od początkowej grubości warstwy, a drugi pik zaczynał się w temp. 300℃ (całego widma nie zmierzono w przypadku próbki o głębokich zmarszczkach, a w przypadku próbki z płytkimi zmarszczkami pik kończył się w 550℃). Pierwszy pik odpowiada wielowarstwowym strukturom, czyli drutom molekularnym z leżących molekuł i wyspom ze stojących molekuł w przypadku próbki o głębokich zmarszczkach, oraz drutom z leżących molekuł dla próbki z płytkimi zmarszczkami. Drugi pik najprawdopodobniej pochodzi z desorpcji monowarstwy molekuł 6P leżących na powierzchni (taka struktura była widoczna na obrazach STM dla próbki z płytkimi zmarszczkami).Organic thin film devices’ performance depends on their properties, such as crystallinity of the active layer and the specific arrangement of molecules in it. The morphology of molecular structures can be studied using imaging techniques (such as: atomic force microscopy AFM, scanning tunneling microscopy STM, scanning electron microscopy SEM),but to gain more complete understanding of their nature, temperature programmed desorption (TPD) may be used. During a TPD experiment the temperature of the adsorbate-adsorbent system is increased linearly while simultaneously the number of desorbing molecules is measured. The resulting TPD spectrum may be used to determine the type of structure (monolayer, multilayer) and the desorption energy associated with it. Furthermore, the thermal stability of observed structures, as determined by the temperatures at which desorption occurs, is evident from the TPD spectra.Thus, TPD measurements may lead to the better understanding of growth and characteristics of molecular structures which may be of use for potential applications in organic electronics.The first aim of this thesis was the assembly and calibration of the TPD system. The optimal parameters of the mass spectrometer (ionizer’s emission current and electron energy) were determined. Moreover, the linear heating of the samples by means of direct resistive heating was established. The optimal mass-to-charge ratio for para-hexaphenyl (6P) was determined based on the mass spectrum of 6P. The final test of the TPD system was a comparison of the measured TPD spectrum of 6P film grown on mica(001) with the one published in literature.The second aim was the measurement of spectra of 6P films on ion-beam modified (110) surfaces of TiO2. Two substrates of different topographies (determined by STM) were studied: one with deep ripples (height modulation of 2.6nm) and one with shallow ripples (height modulation of 0.76nm).In the case of the deep-rippled sample, the effect of molecular film coverage, and the desorption from the sample holder on the measured spectra was investigated, while the shallow-rippled sample was only studied in context of the effect of desorption from the sample holder on the spectra.The morphology of 1.91nm thin film of 6P on the deep-rippled sample was studied using SEM, while the morphology of a 0.57nm thin 6P film on shallow-rippled TiO2(110) was determined using STM and AFM. Additionally, the desorption of 6P powder from an effusion cell was studied for the purpose of comparison of the bulk and thin-film desorption parameters. The optimal parameters for the spectrometer’s ionizer were determined to be: emission current of 700μA, electron energy of 37eV, and use of two filaments. The chosen mass-to-charge ratio was 229.35, e.i. 6P with 2+ charge. The TPD spectrum of 1.91nm of 6P on mica(001) contained a multilayer peak at temperature 222℃ which was in agreement with published data. Due to desorption from the sample holder, all spectra in the TPD experiments showed additional peaks and increase in background intensity.This effect was almost completely eliminated by covering parts of the holder with tantalum sheets during the molecules deposition process.The TPD spectra for 6P grown on both samples contained two peaks: one which began at approximately 180℃ and ended at different temperatures depending on coverage and another which began at 300℃(the complete spectrum for deep-rippled sample was not measured, but the peak ended at 550℃ for the shallow-ripples sample). The first peak is due to multilayered molecular structures, which, based on morphologies of the samples, can be identified as originating from standing-molecule islands and laying-molecule nanoneedles in the case of deep-rippled, and laying-molecule nanoneedles for shallow-rippled TiO2(110). The second peak is probably due to a monolayer of 6P molecules laying directly on the TiO2 surface (such layer was observed for the shallow-rippled sample)

Does Zipf's law hold for Polish cities?

First Online: 30 Jan 2017In this paper we study Zipf's law, which postulates that the product of a city's population and its rank (the number of cities with a larger or equal population) is constant for every city in a given region. We show that the empirical literature indicates that the law may not always hold, although its general form, the rank-size rule, could be a good first approximation of city size distribution. We perform our own empirical analysis of the distribution of the population of Polish cities on the largest possible sample to find that Zipf's law is rejected for Poland as the city sizes are less evenly distributed than it predicts

Research on Speed and Acceleration of Hand Movements as Command Signals for Anthropomorphic Manipulators as a Master-Slave System

Due to threats to human safety, remotely controlled manipulators are more and more often used to carry out rescue tasks in hazardous zones. To ensure high efficiency and productivity of their work, intuitive control systems are necessary, e.g., master-slave and drive systems that maximize the speed of working movements by copying the movements of the operator’s hands and are adapted to human perception and capabilities. Proper design of manipulator drive and control systems, therefore, requires knowledge of the acceleration and velocity of hand movements as signals controlling manipulators. This paper presents the results of tests of speed and acceleration in the implementation of the hand when making precise movements and moving objects over short distances (0.4–0.5 m) and during relatively long-distance reaching movements (0.73–0.93 m). Research has shown that, at short distances, the hand movements do not reach the maximum speed, while at longer distances, there is a period of constant maximal speed. In addition, studies have shown that the maximum speed of manipulation movements (longitudinal, lateral, and vertical) does not depend on the direction of movement. Moreover, precise movements were performed at a much slower velocity than reaching movements

The Influence of the Operator’s Perception on the Energy Demand for a Hydraulic Manipulator with a Large Working Area

The efficient operation of hydraulic manipulators with expansive working areas is crucial in various applications such as the construction industry, the rescue service, and the military. These machines are characterized by having more capabilities than humans, and they perform tasks that are not repeated in the same environment. For this reason, they are most often controlled by a human in a teleoperation system. This research investigates the influence of the operator’s perception on the energy demand of such manipulators. Specifically, the research focused on assessing how the intuitive control systems, such as primary–secondary solutions, impact the energy consumption. Understanding the relation between the operator’s perception and the energy demand is essential for optimizing manipulator design and operation. Experimental research was conducted to analyze the velocity and acceleration of the manipulator’s effector, which is controlled by human operators under different movement ranges and size ratios. The obtained test results allow for the assessment of the dynamic loads, velocity, and energy consumption of the movement of a manipulator with a large working area due to the limitations resulting from the operator’s perception

Research on the Positioning Performance of GNSS with a Low-Cost Choke Ring Antenna

One of the technologies used for localization is GNSS (Global Navigation Satellite Systems), which is exposed to many phenomena, i.e., the occurrence of terrain covers, reflections of the radio waves, and the multipath nature of the radio waves in the propagation environment. To increase the resistance to environmental phenomena, special types of antennas are used, which include, among others, choke ring antennas. The article describes the design and construction of the choke ring antenna and the impact of the mentioned device on the quality of GNSS positioning. The accuracy of the constructed antenna (based on selected accuracy measures: DRMS, 2DRMS, SEP, MRSE, SAE) is calculated together with positioning errors determined for two types of antennas: choke ring antenna and the dedicated antenna supplied by the manufacturer in RTK mode. The results confirm that the designed choke ring antenna can be used for positioning without significantly losing accuracy in the RTK mode