Framtida utmaningar Framtidens industriteknologier

Transkript

1 Framtida utmaningar Framtidens industriteknologier Nader Asnafi (Associate Professor, Dr. Ing., Ph. D.) Styrelseordförande, Industriellt UtvecklingsCentrum (IUC) i Olofström Senior Vice President and Head of R&D and Engineering, VA Automotive AB Tel.: , E-post: nader.asnafi@va-automotive.com

2 Innehåll Framtida utmaningar Framtidsvisioner och nationella agendor/forsknings- och innovationsstrategier World Sustainable Business Council s Vision 2050 Färdplaner för framtidens fordon och transporter 2015, 2020 och 2025 LIGHTer: Nationell lättviktsagenda Nationell samling kring metalliska material Made in Sweden 2030: Teknikföretagens nationella kraftsamling och innovation för produktion i Sverige Framtida industriteknologier två exempel: Industry 4.0 Additiv tillverkning Framgångsrikt utvecklingsarbete i Olofström: Exempel från de senaste 15 åren Avslutande ord 2

4 World Business Council for Sustainable Development V I S I O N The new agenda for business Long-term, innovative, sustainable and profitable business In 2050, some 9 billion people live well, and within the limits of the planet. 4 Source: Vision 2050, the new agenda for business, World Business Council for Sustainable Development.

5 The pathway and its nine elements that lead us to Vision 2050 Source: Vision 2050, the new agenda for business, World Business Council for Sustainable Development. 5

6 Global Footprint Network: National Footprint Accounts 2009 Ecological Footprint (global hectares per person) 6 Source: UNDP Human Development Report, 2009, quoted in Vision 2050, the new agenda for business, World Business Council for Sustainable Development.

7 2050 Outlook: The world population is increasingly urban Global population by type of area and by region billion World population in millions 7 billion Source: UN Population Division, World Population Prospects: The 2008 Revision, 2008, quoted in Vision 2050, the new agenda for business, World Business Council for Sustainable Development. 7

8 Greenhouse gas emissions keep rising GHG emissions by regions Source: OECD, Environmental Outlook to 2030, 2008, quoted in Vision 2050, the new agenda for business, World Business Council for Sustainable Development. 8

9 Global economic power is shifting Top 10 economies by GDP in 2050 Source: Goldman Sachs, BRICs and Beyond, 2007, quoted in Vision 2050, the new agenda for business, World Business Council for Sustainable Development. 9

10 The global middle class is rapidly expanding Population in low- and middle-income countries earning USD 4,000-17,000 per capita (purchasing power parity) Source: World Bank, Global Economic Prospects, 2007, quoted in Vision 2050, the new agenda for business, World Business Council for Sustainable Development. 10

11 World Business Council for Sustainable Development V I S I O N The new agenda for business Conclusions and way forward 1 (2) With or without Vision 2050, life in 2050 will be radically different Vision 2050 is the best available star to steer by today In 2050 we will be using 2.3 planets, if we continue on the business-as-usual path we are on today. The world has already the knowledge, science, technologies, skills and financial resources needed to achieve Vision 2050 but the foundations for much of what is required will need to be laid at speed and scale in the next decade. Source: Vision 2050, the new agenda for business, World Business Council for Sustainable Development. 12

12 World Business Council for Sustainable Development V I S I O N The new agenda for business Conclusions and way forward 2 (2) People s values 2050 o o New measures of success and well-being at international, national and individual levels Sustainable living becomes mainstream Sustainability will become the key driver in all aspects. o o New business opportunities and models will emerge and grow. We have to deliver a four-to-tenfold improvement in the use of resources and materials. Source: Vision 2050, the new agenda for business, World Business Council for Sustainable Development. 13

13 Sustainability in Product Design and Manufacturing Current concepts/tools 1. Sustainable Product Design (includes all three dimensions) Design for Environment, Ecodesign, sustainable design, and green design are more or less synonymous. 2. Eco-effectiveness 3. Biomimicry Design 4. Eco-efficiency 5. LEAN Manufacturing 6. Environment, Health & Safety (EH&S) and Environmental Management System (EMS) - ISO Manufacturing 7. Life Cycle Analysis Measures impact of Design and Manufacturing 14 14

14 15

15 16

16 17

17 18

18 Lättviktsagenda Nationell lättviktsagenda 19

19 Nationell samling kring metalliska material En strategisk forsknings- och innovationsagenda 1. Utveckla erbjudandet...svensk metallindustri ska ha världsledande förmåga att identifiera nya kundvärden och möta dessa med hållbara erbjudanden som ökar intäkterna och driver utvecklingen framåt även hos andra materialtillverkare. 2. Öppna värdekedjan...svensk metalindustri inom och kring sig ska skapa en världsunik miljö som ständigt myllrar av kreativa sätt att kombinera nya, avancerade metalliska material med hållbara samhällslösningar och ta dem hela vägen till användning 3. Öka materialutvecklingstakten..svensk metallindustri ska ha en globalt ledande förmåga att snabbt gå från en materialidé till fullskalig produktion av material med de rätta egenskaperna för att skapa en efterfrågad funktion. 4. Öka flexibiliteten...svensk metallindustri ska klara att tillverka nischmaterial på kort tid och i små mängder till konkurrenskraftig kostnad, för att stärka konkurrenskraften och motståndskraften mot konjunktursvängningar. 5. Öka resurseffektiviteten...svensk metallindustri ska vara globalt ledande på att använda alla resurser på ett sådant sätt att största möjliga resurseffektivitet i ett livscykelperspektiv uppnås. 6. Minska miljöbelastningen...svensk metallindustri ska vara globalt ledande på att verka så att minsta möjliga miljöpåverkan i ett livscykelperspektiv uppnås. 7. Öka kompetensen och attraktiviteten...svensk metallindustri ska rankas som en av landets mest attraktiva arbetsplatser och även attrahera utländska forskare och specialister. Den ska vara känd för intressanta och utmanande arbeten som leder till personlig utveckling. 20

20 Teknikföretagen Nationell kraftsamling och innovation för produktion i Sverige Sverige är 2030 ett av världens främsta länder för långsiktigt hållbar produktion 21

21 Teknikföretagen Produktion i Sverige: styrkor och utmaningar 1. Miljömässigt hållbar produktion Utmaning Att minimera resursförbrukning och miljöpåverkan i produktions-system och produkter. 2. Flexibla tillverkningsprocesser Utmaning Att vidareutveckla tillverknings-processer för framtidens produkter. 3. Virtuell produktionsutveckling och simulering Utmaning Att omvandla information och data till kunskap och beslutsstöd i virtuella och fysiska produktionssystem. 4. Kunskapsarbete i produktionssystemet Utmaning Att stärka samarbetet mellan människor och automation för att utveckla människors prestationer och öka produktiviteten och flexibiliteten. 5. Produktion av tjänstebaserade produkter Utmaning Att utveckla kompetensen och framtagning av tjänstebaserade produkter. 5. Processer för integrerad produkt- och produktionsutveckling Utmaning Att stärka produktutvecklingsprocesserna och verktyg för innovativ produktutveckling. 22

22 Några gemensamma nämnare i samtliga framtidsvisioner och nationella agendor/fou-/innovationsstrategier Kvalitet, hållbarhet och resurseffektivitet kommer att utgöra basen och i vissa fall resultera i nya affärer/affärsmodeller Produktlivslängderna kommer att minska Allt större produktindividualisering/kundanpassning Kortare ledtider (produktutveckling, produktion, logistik) Högre produktivitet Virtuell produktionsutveckling Integrerad produkt- och produktionsutveckling Ökad och intimare samarbete/samverkan i försörjningskedjan och industrigrannskapet Högt kunskapsinnehåll och helhetssyn (sammanhangsmedvetenhet) Distribuerad organisation/arbetssätt (ej hierarkisk) 23

24 Industry 4.0 (INDUSTRIE 4.0) The 4th Industrial Revolution or the 4th stage in the Industrial Revolution 25 Source: Securing the future of German manufacturing industry, Recommendations for implementing the strategic initiative INDUSTRIE 4.0, Final report of the Industrie 4.0 Working Group, April 2013

25 Everything gets smart 26

26 Traditional Factory 27

27 Future products must 28

28 The complete life cycle is affected by Industry

29 Why does Germany invest in this Program? 30 Source: Prof. Dr. Dr. h.c. Detlef Zühlke, Industry 4.0 the German vision for advanced manufacturing, Vinnova Annual Seminar, Nov 27, 2013.

30 Intressant YouTube-klipp om Industry

31 Additive Manufacturing a new paradigm for industrial manufacturing Parts are built by melting thin layers of powder. Material is added instead of removed, as is the case in traditional machining. Each layer is melted to the exact geometry defined by a CAD model. Very complex geometries are created without tooling, fixtures and without producing any waste material. Benefits: Freedom in design Cost-efficiency High material utilization Energy-efficient and Environmentally friendly manufacturing route. Source: Interesting YouTube clip: Housing combining lattice structures and solid sections 32

33 Framgångsrikt utvecklingsarbete i Olofström: Exempel från de senaste 15 åren 34 Industrialisering och produktionsutveckling av rör- och plåthydroformning: Olofström och Vetlanda enda order i Sverige och bland mycket få orter i världen. Krockbalk till XC90 m m gjordes i Olofström. Kopierad av bl a Ford Research and Advanced Engineering i Dearborn. Akustisk emission: momentan sprickdetektering vid pressning (kvalitetssäkring) m h a ultraljud. Unikt i världen. Presenterad i Washington. Camito (patenterad): Compound-gjutning av pressverktyg (formande och klippande verktyg). Unikt i hela världen. FormNET: data m a p materialegenskaper, formbarhet databas med sökmöjligheter + indata till simuleringar och godkännade av detaljer. Den enda i landet och en av max 10 i hela världen. Provutrustning och vetenskaplig metodik för slitagestudier av formande och klippande verktyg. Unikt i hela världen. Kopierad av Deakin University och Ford Australia och håller just nu på att kopieras av Ford i Dearborn + Oakland University. Provverktyg med integrerad kamera för momentan töjningsmätning (brottkriterier, simulering m m). En av få i världen. Riktlinjer för utformning av pressverktyg utifrån produktionsvolym, operationens svårighetsgrad, låg kostnad, kort ledtid Unikt i hela världen. Pneumekanisk (huvar), hydromekanisk (bakluckor) och elektromagnetisk formning (vindrutebalk + bildörr). Unikt i världen. Laserhärdning av verktyg: Ythärdning. 6-7% lägre kostnad och 2 veckor kortare ledtid (klippande verktyg). Unikt i hela världen. Kopierad bl a av Batz i Bilbao/Spanien. IDDRG-konferens 2008 i Olofström: 204 personer som arbetar inom samma områden som Olofström från 23 olika länder i Olofström i 4 heldagar juni Filmklipp om konferensen på Internet: Uppdrag som Voestalpine, Ford, Polynorm m fl lagt ut på IUC. + mer

35 Avslutande ord Framtidens industriteknologier anges till stor del av framtidsvisionerna och nationella agendor, t. ex. Noll omkomna och allvarligt skadade i trafiken. 65% lägre miljöpåverkan i tillverkningsprocesser. Utvecklade erbjudanden, stark individualisering av produkter och tjänster, mer kundanpassning. Lättare komponenter/produkter. 75% högre produktivitet i beredning. Virtuell integrerad produkt- och produktionsutveckling. Ökad flexibilitet och distribuerad organisation/arbetssätt 36

36 Kontaktpersoner Long-term, innovative, sustainable and profitable business 37