Samverkansplattform för integration och automation av arbetsmaskiner

PROJEKTSAMMANFATTNING
1 (6)
Processindustriell IT och Automation – hösten 2014
Projektakronym
Projektnamn
SIAA
Samverkansplattform för integration och
automation av arbetsmaskiner
Projektfakta
Sökt belopp från VINNOVA:
Sökande organisation:
Projektledare:
Projektperiod:
500 000 kr
Föreningen Tunga fordon
Alexander Airosto
20141201–20150531
1 Sammanfattning
Den svenska fordonsindustrin i allmänhet och de tunga fordonstillverkarna i synnerhet
tillhör ett av landets uthålliga styrkeområden. För att utveckla sysselsättning och
hållbar tillväxt spelar fordonsindustrin en viktig roll genom sin storlek,
produktionsteknik och genom den komplexa kedjan av forskning, produktutveckling,
underleverantörer, slutleverantörer, distributörer och återförsäljare som branschen
utgörs av. Det finns ett stort antal företag som utvecklar och tillverkar olika typer av
arbetsmaskiner, som t.ex. entreprenad- och skogsmaskiner samt fordon för gruvdrift
och materialhantering.
Gemensamt för dessa tillverkare är att det handlar om utveckling och produktion av
små serier, avancerad teknik, och hög grad av kundanpassning.
I Sverige finns en stark kompetens inom området fältrobotik och autonoma
arbetsfordon med företag som t.ex. Atlas Copco, Volvo Construction Equipment,
Volvo Trucks, Scania, Linde Material Handling, Dynapac och Kumatso Forest etc.
Det finns även starka forskningsenheter inom industriellt tillämpad forskning vid
lärosäten såsom t.ex. Örebro universitet, Luleå Tekniska universitet, Lunds tekniska
högskola, Umeå universitet och Linköpings universitet.
Målet med projektet är att undersöka om det är möjligt att bilda en tillräckligt stark
sammanslutning av företag och forskningsenheter med drivkraft att arbeta tillsammans
med en samverkansplattform där aktörer som ingår har en känd och robust struktur för
att äga och nyttiggöra ny kunskap. Ett viktigt delmål är att undersöka att detta också
leder till starkare slutanvändare inom processindustrin.
Projektet ämnar att:
 Bygga ett konsortium där ingående parter delar intresset för integration och
automation av anläggningsfordon
 Utreda kopplingen mellan SIO-Tunga fordon Automationsspår och PiiA’s mål
 Ta fram en road-map
 Studera förutsättningarna för en organisation som fortsatt kan verka
 Göra en omvärldsanalys
Det långsiktiga resultatet för aktörerna inom området arbetsmaskiner av en gemensam
samverkansplattform förväntas bli flera nya produkter och tjänster, på kortare tid och
2 (6)
med en attraktiv kostnadsbild, genom att man delar på utvecklingskostnader och
arbetar ur ett gemensamt strategiskt perspektiv. Med en gemensam strategi,
samarbetssätt och en gemensam ägd samverkansplattform effektiviseras både
resursåtgång, kompetensutnyttjande och finansiering.
Det förväntade resultatet för processindustrin är att de snabbare får ta del av nya
tekniklösningar som gör att de kan utveckla nya effektivare och säkrare
affärslösningar. En implementering av autonoma maskiner med förmåga att arbeta i
grupp kan potentiellt ge följande fördelar för användarna:
•
•
•
•
•
•
Förbättrad arbetsmiljö och ökad säkerhet
Ökad utnyttjandegrad av maskiner och utrustning
Ökad produktivitet
Ökad proceskontroll – minimering av fel och korrigeringar
Signifikant lägre driftskostnader
Signifikant lägre underhållskostnader
Eftersom många av slutanvändarna är mycket viktiga för svensk ekonomi, t.ex. gruvoch skogsindustrin kan ett nära samarbete med det föreslagna konsortiet leda till ett
försprång på respektive marknad och därigenom vara av stort nationellt intresse.
2 Projektets bakgrund
Efterfrågan och intresset av att öka automatiseringsgraden är något som för varje år
ökar hos användare av professionella arbetsfordon, såsom gruvindustri, skogsindustri,
väg och husbyggnad, jordbruk etc. Den bakomliggande orsaken är i de flesta fall
behovet av att öka säkerheten och produktionseffektiviteten. Av denna anledning
kommer området autonoma arbetsmaskiner att växa intensivt den närmaste 20årsperioden
Projektet gör sitt avstamp i VINNOVAs satsningar i strategiska innovationsagendor.
Satsningen har varit igång ett antal år och under arbetets gång har flera aktörer berört
området automation. Ett av dessa var agendan ”Nationell samling för arbetsmaskiner”
som föreningen Tunga fordon tog fram tillsammans med de stora maskintillverkarna i
Sverige. Agendan blev mycket uppskattad och en ansökan till VINNOVAs Strategiska
innovationsprogram grundad på ovan nämnda agenda skrevs. Ett av områdena inom
agendan var automation. Trots avslag tror vi fortfarande att potentialen är väldigt hög
och vill nu undersöka om det går att genomföra detta inom ramen för SIO PiiA.
I samband med att det strategiska innovationsprogrammet PiiA – Processindustriell IT
och automation startade hösten 2013 drogs ett antal förstudier i gång inom PiiA. En av
förstudierna är ”Integration av anläggningsfordon”. I skrivande stund har förstudien
resulterat i två konkreta saker.
Dels projektet WROOMM – Wireless remote operation of mobile machines – med
start 2014-09-01. Målsättningen med WROOMM, som har sin bas i PiiA’s utlysning
som stängde 2014-04-01, är att utveckla kommunikationsteknik, förarstöd samt
3 (6)
maskinövervakning för arbetsmaskiner som styrs på distans där föraren flyttat ut från
hytten och in i kontrollrummet. Användarfallet som kommer att studeras är utlastning
av malm i underjordsgruvor där maskinutnyttjandet har stor potential att öka när
maskinerna kan användas i nära anslutning till sprängning under förutsättning att de på
ett effektivt sätt kan styras på distans.
Det andra konkreta resultatet i skrivande stund är kontakten som etablerats med SACE
– Swedish Association för Construction Equipment. SACE administreras av Anders
Östergren på TEBAB som är ett dotterföretag till Teknikföretagen. SACE driver
gemensamma frågeställningar för dess medlemmar både på det tekniska och det
kommersiella området. SACE är dessutom medlem i CECE som på en europeisk nivå
driver motsvarande frågor.
Om man generellt tittar runt i Sverige och världsövergripande vad gäller plattformen
underjordsapplikationer kan man konstatera att det finns ett fåtal anläggningar som
använder automatiserade arbetsmaskiner i skarp produktion. Gissningsvis
karaktäriseras ett antal av dessa anläggningar av att någon eldsjäl hos slutanvändaren
drivit frågan. Maskinleverantörerna tagit fram egna automationssystem, exempelvis
Scooptram Automation från Atlas Copco. Vid en utblick inom andra
applikationsområden för arbetsfordon typ truckar och lastmaskiner gjordes
bedömningen att underjordsgruvor är i fronten vad gäller semiautomatiska/automatiska anläggningar med arbetsmaskiner i skarp produktion.
Behovet av just en eldsjäl har så klart en hämmande inverkan på drivet i
automatiseringen inom processindustrin. En stor fråga är därför hur man kan skapa ett
driv för att snabba upp automationssatsningarna som i en analys av VINNOVA Analys Va 2013 05 – Rörliga och kopplade bedöms som ett viktigt satsningsområde.
Ett första steg i den riktningen är att ta fram en vägkarta/Road-map for integration of
workmachines in procesindustrial applications - med en stark industriell förankring.
Det finns även koppling mot projektet SARPA - Säker och robust plattform för
automatiserade fordon, projektet är ett Vinnova FFI finansierat samarbetsprojekt
mellan Volvo AB, CPAC, Chalmers och Mälardalens högskola. Införliva
automatiserade funktioner och autonomi inom anläggningsmaskiner skulle ge flera
fördelar jämfört med konventionella maskiner. Målen är att utveckla en konkret
rekommendation för en framtida arkitektur som syftar till produktion, och som en del
av det, även för att utveckla kunskap och förbättra metoder genom att utföra
systemarkitektur analys.
Den gemensamma problemfrågeställningen är dock att det är förenat med stora
kostnader att ta fram nya robusta lösningar inom navigation och artificiellt seende för
fältrobotar och autonoma maskiner som ska fungera i verklig miljö, och det finns en
stor potential om flera ledande företag inom dessa områden kan enas om en gemensam
samverkansplattform där de tillsammans tar fram de grundläggande teknologierna och
sedan utvecklar egna eller gemensamma innovationer genom nyttiggörande av ny
kunskap från forskningen. Genom att licensiera ut den nyutvecklade teknologin kan
projektets samarbetspartners sänka sina utvecklingskostnader ytterligare.
4 (6)
En annan viktig effekt av ett nationellt samarbete är att man på ett effektivare sätt kan
identifiera hård- och mjukvaruleverantörer av möjliggörande och stödjande
teknologier såsom sensorsystem, simulatorer, intelligenta styralgoritmer, mjukvara för
”task” och ”mission” planering och logistiksystem.
3 Projektets idé
Målet med projektet är att undersöka om det är möjligt att bilda en tillräckligt stark
sammanslutning av företag och forskningsenheter med drivkraft att arbeta tillsammans
med en samverkansplattform där aktörer som ingår i har en känd och robust struktur
för att äga och nyttiggöra ny kunskap. Ett viktigt delmål är att undersöka att detta
också leder till starkare slutanvändare inom processindustrin.
Projektets vision på längre sikt är att hitta gränsöverskridande samarbeten som
resulterar i konkreta produkter och tjänster inom processindustriell automation.
Måluppfyllnad kommer uppnås genom möten och workshops under projektet. Nya
intressenter och aktörer som är intresserade erbjuds att deltaga efterhand. Processen
kommer vara transparent och öppen för utomstående intressenter. Projektet ämnar
samla akademi, industri och nätverkande parter kring en samverkansplattform där
teknikutvecklingsfrågor inom autonoma maskiner och dess samverkan med
processindustriella applikationer undersöks.
4 Potential
Med en gemensam plattform kan man tjäna mycket tid och därigenom öka
utvecklingshastigheten och forskningsproduktiviteten. Tiden sparas genom samordnat
lösande av praktiska problem, som t.ex. återvinning av olika komponenter och
drivrutiner för t.ex. lokalisering, kartering, positionsbestämning och åtkomst av
sensorvärden från olika typer av fordon. Dessutom kan man genom att samtidigt testa
forskningsresultaten på olika typer av fordon i olika miljöer få bättre kvalitet på den
insamlade datamängden, öka kvaliteten på de analyser som är möjliga att göra och
därmed kunna dra mer långtgående slutsatser från de olika projekten.
Med ökat samarbete skapas innovationer vad gäller hur affärsprocesser organiseras
inom hela värdekedjan. De nyutvecklade teknologierna leder till helt nya innovationer
som inte kan realiseras inom ramen för befintliga företags verksamhet. Det kan till
exempel vara olika typer av servicerobotapplikationer som kommer öka i snabb takt de
närmaste åren. Exempel på sådana applikationer är miljöinspektionsrobotar,
brandrobotar, rengöringsrobotar och byggtransportrobotar.
Möjligheter:

Bygga ett konsortium där ingående parter delar intresset för integration och
automation av anläggningsfordon. Vi startar med föreningen Tunga fordon,
Robotdalen, ProcessIT, Atlas Copco, Komatsu Forest och Volvo CE vilket i
5 (6)




sig är en ny konstellation med olika erfarenheter i bagaget som i kombination
har goda förutsättningar för att skapa ett mervärde. Målsättningen är att få med
fler intressenter i konsortiet.
Ta fram en road-map ”Road-map for integration of workmachines in
processindustrial application” med ett brett stöd från industrin.
Studera förutsättningarna för en organisation som i fortvarighet kan driva
gemensamma frågor som har bäring på integration och automation av
anläggningsfordon.
Göra en omvärldsanalys med fokus på organisationer som verkar för
integration och automation av anläggningsfordon.
Utreda kopplingen mellan SIO Tunga fordon och PiiA’s mål.
Leveranser:




Förslag på organisation ”CIA-WM” – Cluster for integration and automation of
working machines. Mottagare är tilltänkta finansiärer.
Road-map for integration of workmachines in processindustrial application.
Mottagare är konsortieparter och PiiA.
Rapport från omvärldsanalys. Mottagare konsortieparter och PiiA.
Underlag till PiiA organisationen så att det tydligt framgår hur SIO Tunga
fordon kan kopplas till PiiA’s mål.
Leveranser på lång sikt är starkare forskning och utvekling, flera forskningsgruper som
samverkar, effektivare och bättre FUI-samverkan, branschöverskridande kunskap och
effektivare produktutveckling av autonoma system och komponenter.
5 Aktörer
Arbetet leds av Alexander Airosto, projektledare på föreningen Tunga fordon, tillsammans
med en projektgrupp. Projektgruppen består av en blandning av expertis från akademi och
industri inom området. Företagsrepresentanter från de olika maskintillverkande företagen
entreprenad, skog-, och gruvindustrin bidrar med kompetens och erfarenhet för att få
kvalitativa samt förankrade resultat och idéer.
Projektgruppen består av:







Föreningen Tunga fordon, Alexander Airosto, Projektledare
Atlas Copco, Ola Pettersson, Group Manager Automation products
Luleå tekniska universitet/ProcessIT Innovations, Ulf Andersson, Tekn. Dr
Volvo CE, Peter Wallin, Technology Research Manager
Robotdalen/Mälardalens högskola, Lennart Karlsson, International Manager
Örebro universitet, Dimiter Driankov, Professor
Komatsu Forest, Peter Assarsson, General Manager Control system
6 (6)
6 Genomförbarhet
Projektets upplägg är direkt avhängig projektets grundidé som innebär att vi ska
formulera en samverkansplattform med bred uppslutning från industrin. Detta innebär
för upplägget av projektet två saker.


Vi kommer att upprätta dokument som tydligt beskriver plattformen och dess
idé. Detta kommer att vara en iterativ process som styrs efter input som vi får
under projektets framskridande från parterna i projektet.
Vi kommer att ägna oss åt nätverksbyggande i syfte att få med relevanta och
intresserade parter i konsortiet som står bakom teknikplattformen. Vi kommer
att kontakta parter i våra egna nätverk som kan tänkas vara intresserade av vår
idé, men även söka nya parter på det nationella planet.
Vi kommer även att göra en kartläggning hur det ser ut i omvärlden och fokusera till
att börja med på norden och om tiden medgiver även hur det ser ut i Europa.
Planeringsmässigt kommer vi att hålla ett antal interna träffar inom den operativa
delen av projektgruppen där vi fortlöpande stämmer av utvecklingen i projektet och
planerar för kommande arbete i närtid. Det första utkastet kommer att diskuteras på en
workshop som vi tänker hålla i nära anslutning till att vi färdigställt version 0.1 av
dokumentet som beskriver samverkansplattformen. Vi planerar också att hålla en
avslutande workshop där vi presenterar slutsatser och en plan för hur vi kommer att gå
vidare samt presenterar version 1.0 av plattformen. De resurser vi planerar att använda
är i huvudsak oss själva i form av tid som vi lägger ner i projektet. Vår bedömning är
att vår samlade kompetens är tillräcklig för genomförandet av förprojektet. Industrins
insats i form av arbetad tid/In-kind kommer öka allteftersom projektet fortskrider i och
med att fler industripartners bedöms tillkomma.
7 Projektets kostnader och finansiering
Kostnadsslag
1. Löner
2. Tjänster
3. Löner/In-kind
4. Utrustning
5. Resor/Boende
6. Konferens
7. Trycksaker
2014
40 500
40 000
53 520
6 500
9 000
0
0
2015
202 500
100 000
300 000
0
70 000
30 000
1 500
Sökt summa
Arbetad tid In-kind
TOTAL BUDGET
8 Övrigt och referenser
Den här punkten har medvetet lämnats blank.
Totalt (kr)
243 000
140 000
353 520
6 500
79 000
30 000
1 500
500 000
353 520
853 520