Autonoma Elektrifierade Arbetsmaskiner

Transkript

1 Autonoma Elektrifierade Arbetsmaskiner Bitr. Professor Magnus Karlberg Docent i Datorstödd maskinkonstruktion Chef för avd. Produkt- och Produktionsutveckling Luleå tekniska universitet 1

2 Skogspotential Skogen har potential att bli en nyckelresurs i framtidens hållbara cirkulära biobaserade samhällsekonomi Cirkulär och bio per definition (förnybar resurs) Kan användas för otaliga syften (allt som går att göra med olja ) Påverkar alla dimensioner av hållbarhet Ekonomisk Miljömässig Sociala 2

3 Utmaningar Ökad produktivitet i alla led Minskad miljöpåverkan Utsläpp Markskador Ökade volymer och diversifierade sortiment av råvara att hantera Lönsamhet i värdekedjor (win-win) Added Value t.ex. historikinformation 3

4 Möjliggörare 4

5 Möjliggörare Automation och Elektrifiering 5

6 Exempel Anläggningsmaskin Inom Civ. Ing programmet Maskinteknik vid Luleå tekniska universitet genomförs varje år skarpa produktutvecklingsprojekt (SIRIUSprojekt) på uppdrag av industrier 2014 fick ett SIRIUS-team i uppdrag av Volvo CE att gemensamt utveckla ett elektrifierat autonomt lastbärande system Konceptet vidareutvecklades 2015 Lansering skedde September

7 HX01 Quality Innovation of the Year Award International Quality Innovation Award Innovation of Innovations Award 7

8 HX02 Vidareutveckling av Volvo CE (nyttjar mer av koncernens befintliga komponenter) 8 maskiner till Electric Site (samverkan med Skanska och Energimyndigheten) Möjliggör helt ny metodik för att flytta massor (t.ex. drönare som arbetar ihop över dygnets alla timmar) 8

9 Planer Inom Vårt Innovationssystem Skogsteknologier som behövs för att möta framtidsutmaningarna ska göras mogna för industrialisering 9

10 Skogsteknologiområden i Fokus Avverkning/Skotning Bestämning av individidentitet och individposition Kommunikation on-board och off-board t.ex. för att skapa mervärde till kunderna i form av individinformation Nya aggregat, kranar och/eller nya system samt tillhörande metodik Markberedning Automation/Semiautomation av markberedningsprocesser Registrering av historik (vad gjordes var, hur, yttre omständigheter etc.) för framtida utvärdering Nya markberedningsaggregat och/eller nya system samt tillhörande metodik 10

11 Skogsteknologiområden i Fokus Plantering Nya automatiska/semi-automatiska planteringsaggregat (kanske kombinerade med markberedning) samt tillhörande metodik. Planteringssystem som automatiskt väljer föryngringsslag och trädslag under planteringsoperationen Allmänt Elektrifiering Automatisk navigering där rutten är optimerad map. lönsamhet, miljöpåverkan och sociala aspekter Markskadereduktion Informationsflöden mellan skogsbruksoperationer och genom värdekedjan 11

12 Smarta Kranar Idag är ofta människan en begränsande faktor vid kranoperationer Semiautomation och automation är en lösning vilket kräver nya avancerade kontrollsystem Möjliggör parallellt kranarbete (flera kranar) Testuppsättning utvecklas i SIRIUS-projekt

13 Optimerad Navigering Otimering map. ekonomi och ekologi Ruttplanering (off-board) Lokal korrigering (on-board) 13

14 Automatiserad Högläggning Välja MBpunkt på bredden Välja MBpunkt i längsled Välja över en tillgänglig area 14

15 Potential 100 Success rate of different mounding strategies Mounding success rate [%] Today's mounding Longitudinal mounding Transversal mounding Area mounding Obstacle area amount [%] Ref. Lideskog, H. (2013) Clearcut obstacle identification and functional products promoting sustainable forestry. Licentiate dissertation. Luleå. 15

16 Strategi Vad ska lokaliseras? Hur tas informationen från omgivningen? Hur ska det vi ser tolkas? Vad ska maskinen göra? 16

17 Ex. Stubbar o ToF-kamera 17

18 Autonom Terrängfordonsplattform Tillverkas under 2017 med finansiering bl.a. från Kempestiftelserna och LTU:s labbfond (dessutom flera sponsorer) Genomförs i SIRIUS-projekt 2017 Tester påbörjas under

19 Modulär Arkitektur 19

20 Midjemodul Central Chassidel Vridmidja 20

21 Redskapsbärande Modul 21

22 Kraftsystembärande Modul Bärande Struktur Kraftgenerering 22

23 Underredsmodul Pendelarmar Framdrivningsenhet Bandställ Pneumatiska Hjul 23

24 Teknisk Data Totalvikt: 7-8 ton Längd: 5.8 m Bredd : 2.5 m Höjd : m Lastyta: 1.5 m2 Max dragkraft: ~100 kn Max framdrivningshastighet: ~18 km/h Bärkapacitet: 3-4 ton 24

25 Nuläge 25

26 Slutsatser Automation och elektrifiering har stor potential att övervinna utmaningar i morgondagens skogsbruk Finns mycket teknologiutveckling gjord i närliggande branscher, dock behövs anpassning för skogliga syften Plattformar kommer att finnas tillgängliga fr.o.m där teknologierna kan testas och göras mogna för industrialisering 26

27 Tack! 27