Förstudierapport preisimor initiering av ett nytt affärsområde

Transkript

1 ProcessIT Innovations projekt & IFOR (5) Förstudierapport preisimor initiering av ett nytt affärsområde 1 Sammanfattning Förstudien preisimor initiering av ett nytt affärsområde har bedrivits inom ramen för ProcessIT Innovations och IFOR under perioden Förstudien innebär en starkare etablering av visuell interaktiv fordonssimulering som ett verktyg för att demonstrera och experimentera med nya maskinkoncept i forskning och kommersiell verksamhet. Konkreta resultat inkluderar samarbete mellan UmU och BAE Hägglunds kring fordonsautonomi med VISIM som verktyg etablering av en affärsrelation mellan Oryx Simulations och BAE Hägglunds diskussioner om att utveckla simulatorer pågår forskning i grundläggande VISIM-teknik inom området samt uppslag till fortsatt forskning och tillämpningsprojekt i samverkan med industriparter exempelsimulator som används för fortsatt FoU inom området publikation [1] presenterad vid konferensen Laval Virtual VRIC 08 2 Inledning 2.1 Bakgrund Tekniken för visuell interaktiv 3D-simulering som exempelvis används för träningssimulatorer för tunga markfordon har potential att bli ett användbart verktyg i forsknings- och utvecklingsprocessen av morgondagens arbetsmaskiner och arbetsmetoder. Genom att experimentera och demonstrera nya maskinkoncept i simulatormiljö kan utvecklingsprocessen effektiviseras. Tekniken ger möjlighet för tillverkare, slutkund, förare och forskare att delta i utvecklingen på ett tidigt stadium och även att inkludera specialister (ingenjörer, designer, forskare mm). Idéer kan snabbt testas, modifieras och demonstreras. Ett nätverk av företag och forskare med ambition att utveckla denna möjlighet vidare finns etablerat och ett projektförslag (ISIMOR Interactive SIMulation of Off-Road Vehicles ) har tagits fram av IFOR. ISIMOR utgör också ett potentiellt nytt affärsområde för Oryx Simulations alternativt för det nybildade dotterföretaget Algoryx Simulations. Syftet med detta projekt är att etablera ISIMOR-initiativet som ett nytt affärs- och forskningsområde. Detta sker genom att utvidga nätverket av deltagande företag ytterliggare, ta fram ett simuleringsexempel som väl demonstrerar affärsområdets och forskningsområdets potential samt att arrangera ett seminarium för att sprida idéerna vidare och få impulser på hur man bäst går vidare. För ytterliggare bakgrund, se Simulation of off-road vehicles -- A pre-study for the use of visual interactive 3D simulation in development of new off-road vehicles (Martin Servin, ). Det dokumentet inkluderar beskrivning av State-of-the-art, forskningsutmaningarna samt ISIMOR föransökan. Figur 1 illustrerar idéerna.

2 ProcessIT Innovations projekt & IFOR (5) Figur 1. Wild-hog ett konceptfordon (A. Johansson Designhögskolan och Bräcke Forest) som planeras studera i simulatormiljö samt forskare från UmU och SLU i diskussion med Komatsu Forest om framtida maskiner. 2.2 Syfte, mål och förväntat resultat av förstudien Syfte: att etablera ISIMOR-initiativet som ett nytt affärs- och forskningsområde. Mål: en exempel-applikation som väl demonstrerar affärsområdets och forskningsområdets potential, samarbete inleds med minst ett nytt företag (tex BAE Systems Hägglunds, Volvo CE, Sandvik or LKAB). Effektmål: ISIMOR blir ett nytt affärsområde för Oryx Simulations/Algoryx och forskningsområde vid Umeå universitet. Utvecklingsprocessen av nya arbetsmaskiner förbättras genom ett effektivare användande av visuell interaktiv 3D-grafik och bredare deltagande av olika kompetenser i processen. 2.3 Kostnadsbudget för förstudien Aktivitet Kostnad (SEK) Modellering (40 timmar) Forskning realtidsfysik (120 timmar) Simulering (80 timmar) Forskning skogsteknologi (80 timmar) Konvertering till simulatormiljö Seminarium och demonstration (40 timmar) Dokumentation and konferens (40 timmar + kostnader) Administration, utrustning mm Summa Projektet är en gemensam satsning i samarbete mellan ProcessIT Innovations ( ), IFOR (30.000) och Oryx Simulations. Oryx Simulations utför och finansierar aktiviteten konvertering till simulatormiljö med kr. 2.4 Ledning och bemanning - Projektledare/forskningsledare, Fil. Dr. Martin Servin, martin.servin@physics.umu.se, VD Derny Häggström, Oryx Simulations, derny@oryx.se, Professor Iwan Wästerlund, Sveriges lantbruksuniversitet, För modellering och konvertering till full simulatormiljö anlitas personal vid Algoryx/Oryx Simulations. 3 Resultat

3 ProcessIT Innovations projekt & IFOR (5) 3.1 Exempelsimulator Figure 1. A virtual concept machine for forest biomass harvesting. Figure 2. Virtual experiments with "corridor harvesting". Figure 3. Snapshot from simulation. The machine is gripping several trees with a multi-tree harvester head. Konceptfordonet WildHog har överförts från statiska 3D-modeller för off-line rendering till en dynamisk 3Dmodell först i simulatorprogramvaran Colosseum3D och sedemermera i simulering byggd med fysikmotorn AgX från Algoryx Simulations. Simulatorarbetet inkluderar grafiska modeller över maskin, terräng och träd ungversioner av tall, gran och björk. generering av trädbestånd och utplacering i terräng ett MATLAB-script som läser in terrängfil (trimesh) och skapar ett bestånd av vald storlek (godtycklig) och placerar ut i terräng, som källa för generering av beståndsdata används beståndsfil (Bredberg 1972) en första förenklad applikation i Colossuem3D med maskin, terräng och träd förenklad maskinkomplexitet (ej pendelarmar, ingen teleskopfunktion) överföring av simuleringsapplikation till AgX bilder och filmer från simuleringen som visar interaktion med skog och fordonsegenskaper I artikel [1] sammanfattas syftet och utvecklingen med exempelsimulatorn. Artikeln presenterades vid VRIC 2008 Laval Virtual. Detta är en internationell VR-konferens. Arbetet presenterades i sektionen VR in the agricultural world. Syftet med deltagandet är att sprida information om projektet och knyta nya samarbeten med akademi och näringsliv. 3.2 Utveckling av affärsområdet Ett antal insatser har gjorts för att etablera ISIMOR som affärsområde och skapa relationer med potentiella kunder. Dessa insatser inkluderar demonstration genomförd vid IFOR presentationsdag 21 dec 2007 (bla Komatsu och Indexator) möte med och demonstration för BAE Hägglunds 19 feb samt 2 juni samt uppföljning via telefon och e-post.

4 ProcessIT Innovations projekt & IFOR (5) Detta arbete har resulterat i förslag på FoU-projekt (se nedan) av vilka några påbörjas hösten 2008 samt början på en kundrelation mellan Oryx Simulations och BAE Hägglunds. Hägglunds önskar förslag på framtagning av simulator för SEP för bruk i demonstrationssyfte. 3.3 Utveckling av FoU-området Förstudien har inbegripet också forskning inom VISIM-området samt identifiering av FoU-projekt i samarbete mellan universitet och näringsliv. Dessa listas nedan Forskning inom VISIM Teori för realtidsfysik och simulering av komplexa material, adaptiv upplösning och övergång mellan modeller, interaktion mellan många späda träd med varandra, maskin och mark Byggt modellsystem i MATLAB för ny kontaktmetod enligt ovan Teoriarbete kring adaptiv upplösning för garanterad numerisk stabilitet Formulering av 3-årigt forskningsprogram Multifysik för virtuella realtidssystem baserat på dessa idéer Identifiering av FoU-projekt i samarbete med industri Följande förslag till FoU-projekt har tagits fram under arbetet med förstudien: Förslag: Simulation of autonomous vehicle Samarbetspartners: BAE Hägglunds, Komatsu Forest, Umeå universitet Beskrivning: Användade av 3D visuell interaktiv simulering för att simulera fordon med autonoma förmågor. Simuleringen används för att demonstrera och experimentera hur människan kan samverka med ett system som kan styras manuellt, semi-autonomt och helautonomt. Även uppdragsplanering och hantering av digitala kartor ingår. Status: Projektet genomförs som kombinerat studentprojekt och FoU-projekt i samarbete med BAE Hägglunds och Komatsu Forest sep 2008-dec studenter. 4 forskare. Förslag: Shared control Samarbetspartners: Komatsu Forest, Umeå universitet Beskrivning: Användade av 3D visuell interaktiv simulering för att experimentera med metoder för man hanterar mjuka övergångar mellan manuell och semi-autonom styrning av skogsmaskin. Status: Projektet påbörjas som examensarbete hösten Förslag: Rotator simulation. Samarbetspartners: Indexator, Umeå universitet Beskrivning: Simulering av kranarm på tex skogsmaskin med rotator mellan kran och grip. Kartläggning över de dynamiska krafterna som uppstår. Möjlighet att testa med alternativa konstruktioner. Möjlighet att testa/experimentera med alternativa styrmetoder tex mjuk kranstyrning. Status: Förslaget är diskuterat med Indexator men eventuell start beror på tid och resurs från både företaget och universitetet och inga datum är satta. 4 Kostnader Kostnadsutfallet är enligt följande Kostnad (SEK) Lönekostnad (se bilaga 3) Konferens VRIC Summa I enlighet med projektplanering faktueras ProcessIT Innovations SEK och IFOR står för resterande del. 5 Diskussion Det behövs nu ISIMOR-case visar nyttan för slutkund, dvs demonstration i simulator av nytt maskinkoncept eller motsvarande och den kommersiella effekten av det.

5 ProcessIT Innovations projekt & IFOR (5) Collada och Collada Physics intiatiativet är mycket intressant I sammanhanget. Dels för att det kopplar oss samman med ett viktigt nätverk (processor-tillverkare, mjukvarujättar och tillverkande storindustri) och demonstrationsprojekt innebär att visa upp pipeline mellan grafiska modelleringsverktyg/cad och 3D simuleringsapplikationer. 6 Publikationer [1] M. Servin, A. Backman, K. Bodin, U. Bergsten, D. Bergström, B. Löfgren, T. Nordfjell, I. Wästerlund, Visual Simulation of Machine Concepts for Forest Biomass Harvesting, VRIC th International Conference on Virtual Reality (Laval Virtual), (2008). 7 Bilagor Bilaga 1 Konferensproceeding M. Servin et al, Visual Simulation of Machine Concepts for Forest Biomass Harvesting, VRIC th International Conference on Virtual Reality (Laval Virtual), (2008). Bilaga 2 Forskningsprogram Multifysik för virtuella realtidssystem Bilaga 3 Tid och kostnadsrapport jan-mars 2008, april-juni 2008