Övergripande färdplan

Transkript

1 FORDONSSTRATEGISK FORSKNING OCH INNOVATION (FFI) Övergripande färdplan

2 Innehållsförteckning 1 Fordonsindustrin i Sverige Programmet Fordonsstrategisk Forskning och Innovation Hur är FFI organiserat? Färdplaner som strategiskt instrument Framtida milstolpar Trafiksäkerhet och automatiserade fordon Programområden Milstolpar Elektronik, mjukvara och kommunikation Programormåden Milstolpar Energi och Miljö Forskning och utvecklingsområden Milstolpar Effektiva och uppkopplade transportsystem Programområden Milstolpar Prioriteringar Hållbar produktion Programområden Milstolpar FFI Fordonsstrategisk Forskning och Innovation 2

3 1 Fordonsindustrin i Sverige Den svenska fordonsindustrin har byggt upp kunskap och kompetens under flera decennier. Starka varumärken, helhetssyn och tänkande utifrån det kompletta fordonet är karaktäristiskt. Svenska styrkeområden kan bli språngbrädor in i en allt mer kunskapsbaserad och globaliserad ekonomi - men svagheter och gamla strukturer kan också bli hinder när man möter framtiden. Fordonsindustrin har bland de mest FoU-intensiva företagen i samhället. Den har stor betydelse för svensk FoU och för den svenska forskningsinfrastrukturen i stort, eftersom fordonssektorn fungerar som en systemintegrerare på nationell nivå. Dessutom är fordonsindustrin viktig för kunskaps-spridning till andra branscher. Det kan handla om att anställda inom fordonsindustrin byter bransch och där drar nytta av de kunskaper de har med sig. Dessutom sker en indirekt spridning via universitet och industriforskningsinstitut med nära samverkan med fordonsföretagen. Till skillnad från vissa andra branscher så har de svenska fordonstillverkarna inte minskat den svenska andelen av sin FoU. Företagen själva hävdar att FFI har varit en av faktorerna bakom detta förhållande. För att hitta lösningar på framtida utmaningar och ytterligare stärka den svenska fordonsbranschen behöver samverkan mellan industrin, akademin och institutet stärkas ytterligare. Framgångsrikt forsknings- och innovationsarbete är så gott som alltid resultatet av flerdimensionella nätverk där olika slag av kunskap, skicklighet, förmåga, behov och intressen driver på och kompletterar varandra. Absorptionsförmågan, dvs. förmågan att kunna använda och nyttiggöra kunskap och kompetens som utvecklas och finns hos andra aktörer, blir en allt viktigare konkurrensfaktor för företag. Världens befolkning reser allt mer, den globala handeln ökar och befolkningen växer. Regeringar och myndigheter världen över har stort ansvar för transportsystemets utveckling och behovet av nya och effektivare lösningar är stort. De länder som förmår att utveckla den teknik och de tjänster som världen behöver kommer att med framgång kunna exportera sitt kunnande och transportområdet är i detta avseende en spännande framtidsbransch. Det finns emellertid också stora utmaningar i detta. De miljöproblem och den klimatpåverkan som uppkommer i samband med transporter är betydande. Genom utveckling av effektivare drivlinor och genom lägre vikt har det visat sig möjligt att avsevärt sänka både bränsleförbrukning och utsläpp. För att ta de viktiga och stora utvecklingsstegen behövs ny teknik, nya bränslen, nya transportlösningar och en infrastruktur som stödjer förnybar energi i fordonssektorn. Vidare är transportsystemet förknippat med ett betydande problemområde i det moderna samhället - trafikolyckor. Trafiksäkerhet är ett område av stor betydelse, som kontinuerligt måste utvecklas för att förhindra att fler människor förolyckas eller skadas svårt. Marknaden kommer att växa och det är främst aktiv säkerhet som bidrar till den utvecklingen. Fordonsindustrin befinner sig ständigt i en kraftig kompetensväxling. Sedan ett tiotal år har elektronik- och halvledarteknologin nått en sådan mognadsgrad att den har vällt in över fordonsindustrin. Detta innebär att svensk fordonsindustri under de senaste tio åren har ställt om från mekanisk verkstadsindustri till att bli en elektromekanisk verkstadsindustri med stort och snabbt växande inslag av mjukvaruverksamhet. Ett stort antal elektronik- och mjukvaruingenjörer är numera anställda i den svenska fordonsindustrin. Men utvecklingen fortgår ständigt och nya typer av kompetensväxling kommer att bli nödvändiga. Området automatiserad körning är ett sådant område där fordonsindustrin måste förstärka sina resurser och rekrytera fler medarbetare med den nya kompetens som krävs. De nyttigheter som skapas med hjälp av ny teknologi har stor potential att leda till fordon med kraftigt reducerad miljöbelastning och ökad säkerhetsnivå, dvs. de adresserar svensk fordonsindustris kärnvärden och främsta konkurrensmedel. FFI Fordonsstrategisk Forskning och Innovation 3

4 2 Programmet Fordonsstrategisk Forskning och Innovation Programmet fordonsstrategisk forskning och innovation (FFI) bygger vidare på tidigare fordonsforsknings- program där staten och industrin har samverkat framgångsrikt sedan början av 1990-talet. 1 FFI syftar till att stärka svensk fordonsindustris konkurrenskraft och ge fordonsindustrin och vägtransportsystemet en hållbar inriktning genom problemdriven, samfinansierad forskning och innovation. Målsättningen är att bidra till att säkra utvecklingen av ett nationellt innovationssystem i världsklass inom fordonsområdet. FFI har under flera år varit en arena för samverkan och finansiering av forsknings- och innovationsprojekt av stor vikt för fordonsindustrins konkurrenskraft och centralt för de miljö- och trafiksäkerhetspolitiska ambitionerna. Resultaten av denna samverkan kan vi se i den miljö- och trafiksäkerhetsteknik som idag finns eller kommer att finnas implementerade i fordonen och dess omgivande miljö. Utvärderingar visar att det konstruktiva samarbetet mellan fordonsföretag, svenska leverantörsföretag, myndigheter, akademin och industriforskningsinstitut har varit mycket givande för alla inblandade aktörer och bland annat lett till: Ökad förmåga hos industrin att snabbt ta till sig forskningsresultat i sin produktutveckling, vilket gett ett flertal av de innovationer som finns i dagens fordon. Statlig medfinansiering av projekt har gjort att företag kunnat ta större risker och fokusera på strategiska områden med tillämpningar på längre sikt. Dessutom har mer forsknings utförts än vad annars skulle ha varit fallet. Innovationer för ökad miljöprestanda och trafiksäkerhet har bidragit till ansvariga myndigheters arbete med samhällets miljö- och trafikpolitiska mål. Företagen har ökat sin kompetens genom att rekrytera forskarutbildade personer inom viktiga teknikområden Stärkt samarbete mellan de stora fordons- och leverantörsföretagen, å ena sidan, och universitet och forskningsinstitut, å den andra. Akademin har utvecklat kompetens inom nya och efterfrågade forskningsområden och har bedrivit forskning av hög kvalitet. Strategiskt viktiga innovationsmiljöer har utvecklats som befäst och förankrat ledande företags verksamhet i Sverige. Innovationer som kommit fram har spridits till andra branscher och bidragit till nya branschers framväxt. 2.1 Hur är FFI organiserat? FFI leds av en styrelse bestående av representanter för FFIs olika parter och en oberoende ordförande. Programmet är uppdelat i fem delprogram (75 procent av FFI:s budget); - Energi och miljö, Trafiksäkerhet och automatiserade fordon, Elektronik, mjukvara och kommunikation, Hållbar produktion, Effektiva och uppkopplade transportsystem samt i Strategiska satsningar (25 procent av FFI:s medel). De strategiska satsningarna avser särskilda medel som FFI:s styrelse kan välja att under en begränsad period stärka upp ett aktuellt område med. Varje programråd har representanter för parterna samt leds av en oberoende ordförande. För respektive delprogram finns en ansvarig myndighet utsedd (VINNOVA, Energimyndigheten eller Trafikverket) som sköter drift och administration av respektive delprogram. Programrådet ansvarar för att ta fram delprogrammets strategi, vilken formuleras i en färdplan och godkänns av styrelsen. Programrådet beslutar också om inkomna ansökningar. Inför beslut begär Programrådet in ett omdöme från oberoende kvalitetsgranskare. För att få en mer övergripande bild av FFI-programmet hänvisas till VINNOVA:s hemsida ( ). Se även information om Samverkans- och programavtal för FFI (VINNOVA, Dnr ). 1 FFI är ett samarbete mellan staten (VINNOVA, Trafikverket och Energimyndigheten) och fordonsindustrin (Scania CV AB, AB Volvo, Volvo Car Group och FKG). FFI Fordonsstrategisk Forskning och Innovation 4

5 2.2 Färdplaner som strategiskt instrument Inom FFI har myndigheter och fordonsindustrin samlats kring ett antal färdplaner. I färdplanerna finns en gemensam bild av vägen från forskning och demonstration fram till olika koncept som ger mindre fossilberoende, högre trafiksäkerhet och ett transportsystem där fordon och infrastruktur nyttjas effektivare. Satsningar inom FFI ska ge säkra och miljöanpassade fordon, nya material och produktionsmetoder samt avancerade styrsystem och kommunikation mellan fordon. De färdplaner som tagits fram för respektive delprogram har stämts av mot nationella mål och strategier 2, där exempelvis den svenska FFF-utredningen 3, Forum för innovation i transportsektorn 4, EU:s transport- 5 och innovations policy 6, ERTRAC:s arbete 7, och OECD:s 8 målsättningar vägts in. Färdplanerna och dess mål utgör styrande dokument för respektive delprograms projekturval och portföljdesign. Styrelsen för FFI fastslår färdplanerna, vilka revideras vartannat år. Färdplaner har tagit fram för samtliga fem delprogram och innehåller milstolpar mot de långsiktiga målen. Milstolparna visar till exempel när olika fordonskoncept måste finnas på plats och hur de ska fungera ihop med vägar och annan infrastruktur för att viktiga delmål ska kunna nås. Syftet med färdplanerna är att successivt bidra till en bättre förmåga att gemensamt identifiera forskningsoch utvecklingsaktiviteter samt områden som bidrar till en ökad transporteffektivitet. Dessutom ska färdplanen vara ett instrument för uppföljning och utvärdering samt öka förståelsen för FFI-programmet genom att illustrera sambandet mellan finansierade aktiviteter och förväntade effekter inom programmets område. Färdplanen gör ett försök till att konkretisera vad som behöver göras för att nå programmets övergripande mål, det vill säga att bidra till att: minska vägtransporternas miljöpåverkan minska antalet skadade och dödade i trafiken stärka den internationella konkurrenskraften I färdplanen görs även ett försök till att se in i framtiden, i vissa fall så långt som till Av naturliga skäl blir beskrivningen mindre fyllig och allt osäkrare ju längre bort vi tittar. Det kommer att krävas ett uthålligt och systematiskt arbetssätt för att uppnå de önskade resultaten vid de aktuella milstolparna. På en övergripande nivå kan man se arbetet som ett ständigt växelspel mellan forskning och förberedande utveckling, testning och demonstration. FFI tillåter stor spännvidd när det gäller vilka typer av resultat som produceras. För vissa resultat av nydanande eller grundläggande karaktär kanske det tar årtionden innan det är tekniskt och ekonomiskt möjligt att dra nytta av den aktuella kunskapen. Och eftersom det ofta handlar om riskfyllda projekt så finns det också sådana som aldrig kommer att avspegla sig i produkter och tjänster. Å andra sidan förekommer det att resultat framtagna med hjälp av ett vetenskapligt angreppssätt i det närmaste omgående kan ge ett avtryck i produkt- och tjänsteutveckling. Kombinationer av båda dessa former är också vanlig, t ex i form av ett långsiktigt projekt med stort forskningsinslag där ny kunskap löpande tappas av till företagens förutvecklings- eller produktutvecklingsavdelningar eller förs in i universitetens och högskolornas forskning och utbildning. Delar av det arbete som krävs för att nå en viss milstolpe kan alltså komma till nytta långt före den tänkta marknadsintroduktionen av det färdiga konceptet. I figur 2 nedan illustreras ovanstående resonemang grafiskt. 2 Transportpolitiska målen samt Klimat och energimål, se 3 Fossilfrihet på väg, SOU 2013: 84 4 FORUMS STRATEGI För ökad innovation inom transportsystemet 5 WHITE PAPER Roadmap to a Single European Transport Area Towards a competitive and resource efficient transport system /* COM/2011/0144 final */ 6 EU Innovation Union, COM(2014) 339 final; Research and innovation as sources of renewed growth 7 The European Road Transport Research Advisory Council (ERTRAC), the European Technology Platform (ETP) for Road Transport, se FFI Fordonsstrategisk Forskning och Innovation 5

6 2.3 Framtida milstolpar FFI ska bland annat bidra till minskat antal skadade och döda i trafiken samt minska vägtransporternas miljöpåverkan. Och eftersom FFI står för fordonsstrategisk forskning, utveckling och innovation är det naturligt att FFI:s insats i huvudsak handlar om fordonsnära aktiviteter i tidiga forsknings- och utvecklingsfaser. Resultaten kommer att tas om hand av de deltagande företagen för att utveckla nya eller förbättrade produkter och tjänster. I projekt med akademimedverkan kommer de nya rönen att visa sig i form av forskning på en högre kunskapsnivå och nytt innehåll i undervisningen. För att illustrera vad den utveckling som stöds av FFI kan leda till har tre olika framtida milstolpar definierats utifrån tidpunkten för den förväntade marknadsintroduktionen av ny teknik eller nya tjänster. Milstolpe 1: år 2020 Milstolpe 2: år 2025 Milstolpe 3: år 2030 Varje delprogram har tagit fram en färdplan och utifrån sina områden tagit fram milstolpar samt identifierat utmaningar för att nå dessa. Nedan följer en kort sammanfattning av respektive färdplan. Färdplanen för Trafiksäkerhet och automatiserade fordon beskriver på ett övergripande sätt programmets koppling till området trafiksäkerhet, automatiserade fordon samt stärker konkurrenskraften. Eftersom elektronik, mjukvara och kommunikation är tekniskt avgörande för förändringstakten inom fordonsindustrin är det viktigt att förstå mognadsgraden och hur olika delar i detta system utvecklas. Dessa delar beskrivs i färdplanen. Färdplanen för delprogrammet Energi och Miljö är alla parter att gemensamt ska enas om behov av forsknings- och utvecklingsaktiviteter som bidrar till ökad energieffektivitet samt minskade emissioner av växthusgaser samtidigt som övriga emissioner som buller, partiklar och kväveoxider också skall minskas. Delprogrammet Effektiva och uppkopplade transportsystems övergripande mål är att möta miljö- och klimatutmaningen, ge ökad trafiksäkerhet, tillfredsställa mobilitetskrav för människor och gods samt bidra till samhälls- och näringslivsekonomin. För att kunna tillfredsställa mobilitetskraven krävs ett systemperspektiv. Delprogrammet Hållbar produktion syftar i första hand till att möjliggöra tillverkning av nya fordonslösningar, samt till en stärkt global konkurrenskraft som medger minimerad miljöpåverkan och ökad fordonssäkerhet. FFI Fordonsstrategisk Forskning och Innovation 6

7 3 Trafiksäkerhet och automatiserade fordon Detta en sammanfattning av delprogrammet Trafiksäkerhet och automatiserade fordons färdplan som på ett övergripande sätt beskriver programmets koppling till området trafiksäkerhet, automatiserade fordon samt stärker konkurrenskraften. Trots att antalet dödade i trafikolyckor har minskat betydligt i Sverige under de senaste årtiondena dör och skadas fortfarande alltför många människor på våra vägar. I Sverige omkommer omkring 300 personer årligen och många fler drabbas av en allvarlig trafikskada. FFI skall bidra till att ytterligare steg tas mot den långsiktiga visionen om noll dödade och då främst genom att främja utvecklingen av allt säkrare fordon i en modern väginfrastruktur. 3.1 Programområden I färdplanen har sex programområden identifierats inom vilka man har exemplifierat viktiga utvecklings- och forskningsområden. Nedan listas programområdena samt några exempel på forskningsområden: Programområden Analys, kunskap och möjliggörande teknik Grundläggande säkerhetsegenskaper hos fordon Krocksäkerhet Förarstöd och relaterade gränssnitt mellan förare och fordon samt gränssnitt med medtrafikanter Intelligenta och krockundvikande system och fordon Automatiserade fordon i transportsystemet Exempel på utvecklings- och forskningsområden Varför olyckor och incidenter sker, metoder för datainsamling, fältförsök för automatiserade fordon, studier av förare och samspel mellan förare/fordon/infrastruktur, metoder för utvärdering av automatiserade system avseende trafikanters, förares och samhällets acceptans och adaption. Aktuatorer och sensorer som möjliggör intelligent och krockundvikande reglering av fordon, kooperativa system som förbereder förare och system för kommande händelser eller betingelser. Nya typer av skyddskoncept som skyddar åkande och oskyddade trafikanter, utveckling av virtuella testmetoder för nya fordons- och säkerhetskoncept, optimerad krocksäkerhet för automatiserade fordon som blir påkörda. System för prevention av olyckor relaterade till nedsatt körförmåga, HMI för nya fordonskoncept, förståelse för och hantering av interaktion mellan trafikanter och fordon med olika grad av automatisering. Utveckling av metoder för verifiering och validering av autonoma fordon, utveckling av simuleringsverktyg för komponent- och systemutveckling i trafikmiljö, samverkande fordon av olika automatiseringsgrad, utveckling av funktioner för helautomatiserade fordon även i stadsmiljö. Utveckling av automatiserade funktioner där huvuddrivkraften är effektivitet och/eller miljö. 3.2 Milstolpar I färdplanen definieras ett antal säkerhetsinriktade koncept som är möjliga att introducera på marknaden fram till Koncepten är knutna till en milstolpe, dvs. en tidpunkt då de nödvändiga forsknings-, testoch demonstrationsaktiviteterna måste vara avslutade för att en industrialiseringsfas utanför FFI ska kunna ta vid. Till varje koncept finns ett övergripande trafiksäkerhetsmål angivet. Detta är ett teoretiskt mått och en grov uppskattning av effekten om alla fordon och all infrastruktur fullt ut skulle utnyttja den teknik som hör till den aktuella milstolpen samt att samhället i övrigt jobbar aktivt med utvecklingen av en säker infrastruktur, policys samt trafikantbeteende. FFI Fordonsstrategisk Forskning och Innovation 7

8 Den första milstolpen i färdplanen har varit 2015 och säkerhetskoncept 1; Det stödjande och skyddande fordonet. Forskning och utveckling för att realisera milstolpen är i huvudsak färdigt och de frågeställningar som återstår har lyfts över till nedanstående milstolpar. Tyngdpunkten för det återstående arbetet för milstolpe 2015 ligger nu på att industrialisera resultaten och att få ut produkter på marknaden d.v.s. aktiviteter som ligger utanför FFI. Milstolpe 2020 Det förutseende och uppkopplade fordonet (koncept 2) Milstolpe 2025 Det interagerande fordonet (koncept 3) Milstolpe 2030 Det möjliggörande transportsystemet (koncept 4) På marknaden På marknaden På marknaden Fordon finns tillgängliga som i svensk trafikmiljö har en säkerhetsprestanda motsvarande noll omkomna och allvarligt skadade (både i och av fordonet). Dessutom har fordonen egenskaper som medför signifikant minskat antal olyckor. Kostnaden, förståelsen och acceptansen för ny teknik skall möjliggöra ett större genomslag på marknaden. Automatiserade fordon finns tillgängliga som i svensk trafikmiljö erbjuder nivå tre till fyra på SAE:s femgradiga skala*. *Levels of driving automation; SAE international standard J3016 Fordon finns tillgängliga, som under normala förhållanden i svensk trafikmiljö, inte orsakar olyckor som riskerar att generera personskador. Koncept och kunskap skall möjliggöra en hög penetrations- grad av svenska säkerhetslösningar på den globala marknaden. Fordon och system är utformade för att till stor del interagera med förare och medtrafikanter. Fordon och lösningar för automatiserad körning enligt nivå fyra till fem på SAE:s femgradiga skala. * Trafikanter och fordon av olika automatiseringsgrad interagerar i olika trafikmiljöer så att inga olyckor med personskador sker och med ökad effektivitet i transportsystemet. En del av begränsningarna i koncept 1, 2 samt 3 är undanröjda. Fordonen kan köras utomlands med bibehållen funktionalitet och därmed positiva netto- effekter för trafiksäkerheten. Programrådets bild över hur projektportföljen skall förändras över tid. Fördelning av budgeten mellan programområdena (%). UBall och önskat läge ,5 17,7 27,5 29, , U"all i % Önskat läge 2020 i % FFI Fordonsstrategisk Forskning och Innovation 8

9 4 Elektronik, mjukvara och kommunikation Detta avsnitt är en sammanfattning av delprogrammet Elektronik, mjukvara och kommunikations färdplan. Eftersom EMK tekniskt är så avgörande för förändringstakten inom fordonsindustrin är det viktigt att förstå mognadsgraden och hur olika delar i detta system utvecklas, nedbrutet enligt: Electric Architecture On-board, Electric Architecture Off-board Technology for Green, Safe & Connected functions User Experience / HMI Verification / Validation 4.1 Programormåden Electric Architecture On-board El-arkitekturen är, förutom att försörja fordonet med energi (12/24, 48, 300/600V), den självbärande informationsstrukturen i fordonet som all funktionalitet vilar på, samt har tjänster för diagnostik, systemsäkerhet, kommunikation, varianthantering, uppdatering och anpassning. Vidare ingår ett ansvar för PMT (Processer, Metoder och Verktyg) för att utveckla både elsystemet och de funktioner som realiseras med hjälp av elsystemet Electric Architecture Off-board El-arkitektur off-board hanterar hur fordonet kopplas upp för informationsutbyte med omvärlden. Här ingår radiokommunikation, datasäkerhet, personintegritet, signalkvalitet, internet samt funktions- & systemsäkerhet. Exempel på andra utmaningar är att svänga över till en ny leverantörstruktur för traditionella infotainmentfunktioner, utveckla respektive företags tekniska molnplattform och att införa nya kommunikationsprotokoll Technology for Green, Safe & Connected functions Att utveckla nödvändig basteknologi för att realisera funktioner inom Green (teknik för att reducera fossilberoendet), Safe (reglerstrategier, sensorteknologi) samt Connected (kommunikation och information). Här ingår många komponenttyper, t ex mjukvaruartiklar, processorer, sensorer, algoritmer, ställdon, optik, belysning, antenner, förstärkare, displayer, etc. Var och en av dessa komponenter behöver sina PMT för att utvecklas User Experience (UX) / HMI UX/HMI behandlar i en glidande skala aktiviteter från enkel interaktion mellan förare och fordon till hur förare och passagerare upplever transporten. Interaktionen mellan förare och fordon utförs alltmer adaptivt och multimodalt, där basmodaliteterna visuellt, ljud, haptisk, taktilt, röst, gester, gaze, etc samutnyttjas. Den emotionella upplevelser av HMI (d.v.s. UX) blir ett centralt konkurrensmedel. Kärnpunkten i UX/HMI är att förstå modaliteternas egenskapspåverkan och vilken teknologi som behövs för att realisera dem. FFI Fordonsstrategisk Forskning och Innovation 9

10 4.1.5 Verifiering/Validering Att visualisera att samtliga kundfunktioner och deras interaktion med föraren kan realiseras i befintligt elsystem. Verifiering/Validering behandlar förenklat integration, visualisering och simulering, på högre och högre systemnivå. På subsystemnivå är detta relativt väl utvecklat, men utmaningar är att i visualiseringen innefatta även Förare, Trafik och Infrastruktur, dvs. att kunna verifiera/validera system-av-system. Detta då såväl Förare som Infrastruktur nu är integrerade delar av reglerloppen över sensorklustret, och inte längre bara definierar ramen som systemet skall fungera inom. Teknologier som nämns är mixed reality, augmentering etc. Andra krävande utmaning är att utarbeta modeller (för mekaniska/ elektriska/mjukvaru-baserade system) på alla nivåer med godtagbar noggrannhet och interoperabilitet. 4.2 Milstolpar Milstolpe 1: Fordon introduceras där ett av det viktigaste områdena för att uppnpå nya energi/miljö och säkerhetsmål är elektronik och mjukvara Milstolpe 2: 2025 Fordon introduceras där den viktigaste delen för att uppnå nya energi/miljö och säkerhetsmål är elektronik och mjukvara Milstolpe 3: 2030 Fordon introduceras som är top-down-optimerade under likvärdigt beaktande av mekanik, elektronik och mjukvara för att uppnå energi/miljö och säkerhetsmål Budgetfördelning fram tills idag och milstolparna 2020, 2025 och % 50% 40% 30% 20% 10% 0% Electrical Architecture - On Board Electrical Architecture - Off Board Green, SAFE, Connected Functions User Experience (UX) / HMI Verifications / Validations FFI Fordonsstrategisk Forskning och Innovation 10

11 5 Energi och Miljö Syftet med färdplanen för delprogrammet Energi och Miljö är att det, genom att uppdateras regelbundet, ska få alla parter att gemensamt enas om behov av forsknings- och utvecklingsaktiviteter som bidrar till ökad energieffektivitet samt minskade emissioner av växthusgaser samtidigt som övriga emissioner som buller, partiklar och kväveoxider också skall minskas. Dessutom ska färdplanen vara ett instrument för uppföljning och utvärdering samt öka förståelsen för FFI-programmet genom att illustrera sambandet mellan finansierade aktiviteter och förväntade effekter inom programmets område. Dokumentet försöker därför, för det första, konkretisera vad som behöver göras för att nå programmets övergripande mål inom området, fram till och med 2030, och på så sätt bidra till att: Minst 55 % energieffektivisering (kwh/fordonskilometer) till år 2030 genom konkurrenskraftiga personbilar (referensår 2008). 50 % energieffektivisering (kwh/tonkilometer) från kommersiella fordon (lastbilar, bussar och arbetsmaskiner) till år Dessa 50 % delas ungefär lika mellan fordonsutveckling och ökad transporteffektivitet (referensår 2008). Ta fram fordonstekniska förutsättningar för att minst 85 % av drivmedelsanvändningen inom vägtrafikområdet skall vara förnybar år 2030 Utsläppen av emissioner såsom buller, partiklar, kväveoxider mm. skall minskas så att gränsnivåerna för dessa föroreningar även kan uppfyllas i speciellt känsliga områden och större städer (megacities). De svenska fordonsföretagen tar steget och blir världsledande när det gäller utvecklingen av energieffektiva och miljöanpassade fordon. 5.1 Forskning och utvecklingsområden Programmet Energi o Miljö är inriktat mot fordonsrelaterade forsknings-, innovations- och utvecklingsaktiviteter inom följande områden: Energieffektiviserad framdrivning (drivlina) Koncept för framdrivning med förnybara drivmedel, eldrift mm Fordonsoptimering (inkl metoder för test och validering) för minimerad miljö-, buller och hälsopåverkan Energieffektiva fordon (ej drivlina) Affärs- och samhällsekonomiska modeller för transportsektorns energisystem inkl. fordon, drivsystem, energibärare etc. 5.2 Milstolpar FFI ska bland annat bidra till att minska vägtransporternas miljöpåverkan. För att illustrera vad den utveckling som stöds av FFI kan medverka till har tre olika framtida milstolpar för tre olika typer av fordon definierats utifrån tidpunkten för den förväntade marknadsintroduktionen av ny teknik. Att milstolparna har delats upp i tre fordonskategorierna beror på att marknadsfördelningen och marknadsintroduktionen förväntas bli väldigt skild mellan dessa tre typfordon. Milstolparna har framförallt överenskommits utgående från förväntade kommande EU-krav, FFI parternas egen uppskattning samt utredningen Fossilfrihet på väg. FFI Fordonsstrategisk Forskning och Innovation 11

12 5.2.1 Personbilar Milstolpe CO2-utsläpp, gram CO2/fordonskilometer (energieffektivitet+ alt bränslen) Milstolpe Energieffektivitet (% lägre kwh/personkilometer jämfört med referensåret 2008) Milstolpe Buller (certifierad nivå vid fordonet) (Trafikverkets antaganden) Milstolpe Övriga emissioner Milstolpe 2020 På marknaden Milstolpe 2025 På marknaden % 50 % 0 % 45 % 50 % >55 % 66 db 63 db 58 db Milstolpe 2030 På marknaden Euro VI-nivåer som i allt större grad uppfylls i verklig trafik, fordonets hela livslängd och för alla certifierade drivmedel Citybussar Milstolpe CO2-utsläpp (% lägre CO2 utsläpp/ personkilometer jämfört med referensåret 2008) (energieffektivitet + alt bränslen) Milstolpe Energieffektivitet (% lägre kwh/personkilometer jämfört med referensåret 2008) Milstolpe Buller (certifierad nivå vid fordonet) (Trafikverkets antaganden) Milstolpe Övriga emissioner Milstolpe 2020 På marknaden Milstolpe 2025 På marknaden % 80 % 100 % 40 % 55 % 60 % 72 db 68 db 65 db Milstolpe 2030 På marknaden Euro VI-nivåer som i allt större grad uppfylls i verklig trafik, fordonets hela livslängd och för alla certifierade drivmedel Fjärrtransportfordon Milstolpe CO2-utsläpp (% lägre CO2 utsläpp/tonkilometer jämfört med referensåret 2008)(energieffektivitet + alt bränslen) Milstolpe Energieffektivitet (% lägre kwh/personkilometer jämfört med referensåret 2008) Milstolpe Buller (certifierad nivå vid fordonet)(trafikverkets antaganden) Milstolpe Övriga emissioner Milstolpe 2020 På marknaden Milstolpe 2025 På marknaden Milstolpe 2030 På marknaden % 80 % 100 % 25 % 30 % >30 % 77 db 74 db 72 db Euro VI-nivåer som i allt större grad uppfylls i verklig trafik, fordonets hela livslängd och för alla certifierade drivmedel FFI Fordonsstrategisk Forskning och Innovation 12

13 2015 Sammanvägd indikerad fördelning av forskningsmedel i % inom FFI Energi o Miljö per teknikområde och tidsperiod Global uppvärmning är ett globalt problem som kräver globala lösningar. Sveriges fordonstillverkare är stora globala aktörer och mer än 90 % av deras produktion exporteras. Det innebär att den svenska forskningen inom området inte endast bör relatera mot svenska mål och scenarier utan även mot övriga världens. FFI Fordonsstrategisk Forskning och Innovation 13

14 6 Effektiva och uppkopplade transportsystem Delprogrammet Effektiva och uppkopplade transportsystems övergripande effektmål är att möta miljö- och klimatutmaningen, ge ökad trafiksäkerhet, tillfredsställa mobilitetskrav för människor och gods samt bidra till samhälls- och näringslivsekonomin. För att kunna tillfredsställa mobilitetskraven krävs ett systemperspektiv, som i sin tur är starkt beroende av vad som görs inom övriga delprogram inom FFI. För att möta de utmaningar transportsystemet ställs inför har EUTS valt att fokusera på ett antal olika arenor eller områden som var för sig har olika problem, utmaningar och möjligheter kopplat till de utvecklingstrender vi ser. Fyra utvecklingstrender har identifieras, automatisering, elektrifiering, uppkopplade tjänster/digitalisering samt anpassade transportlösningar. Dessa trender påverkar och förändrar transportsystemets delar. I huvudsak består transportsystemet av fordon och fordonstjänster, infrastruktur, regelverk, affärssystem och människor. EUTS ser dessa delar som de forsknings- och innovationsobjekt som behöver utvecklas för att kunna hantera utmaningarna. För EUTS handlar det om hur utvecklingstrenderna kan bidra till hållbara lösningar på systemnivå. 6.1 Programområden Fordonsutvecklingen kommer även fortsättningsvis att ha en central roll att leverera transportpolitisk nytta på ett kostnadseffektivt sätt. Det svenska transportsystemet är väl utvecklat vad gäller enskilda komponenter, men har en stor potential för effektivisering på systemnivå genom ökad samverkan mellan olika trafikslag. I färdplanen har sex programområden identifierats inom vilka viktiga utvecklings- och forskningsområden exemplifieras: Programområden Fordonen Infrastruktur Affärsmodeller Regelverk Tjänsterna Människan Exempel på utvecklings- och forskningsområden En betydande effektivitetspotential finns i kompletta fordonskombinationer som i högre grad är specificerade i förhållande till sina transportuppdrag. Effekterna av HCT behöver också granskas. Transporteffektivitet handlar till stor del om att utnyttja vägar och infrastruktur på ett mer resurseffektivt sätt. Ex kan både buss- och godssystem i staden i hög grad utnyttja ny teknik som elfordon och elvägar kopplade till moderna logistiksystem för att minska trafikmängder och emissioner. I det uppkopplade transportsystemet krävs utveckling av metoder, modeller och analysverktyg för att industriellt förädla data till information och tjänster som bidrar till ökad transporteffektivitet. För att en ny innovativ teknik ska få ett bestående genomslag på marknaden krävs oftast också utvecklad affärsmodell. Därför är det angeläget att tidigt undersöka påverkan på affärsmodell parallellt med pågående teknikutveckling. Affärsmodeller behöver testas, demonstreras och utvecklas med involverade aktörer. Regelstyrning är stark och därmed potentiellt viktigt för att öka effektiviteten inom transportsystemet. Regelverken måste anpassas allt efter som tekniken, tjänsterna och människans förutsättningar utvecklas. Ett obeforskat område är hur olika regelverk påverkar transporteffektiviteten. Fordons- och mobilitetstjänster kommer att ges större tyngd. Det gäller bl a service- och underhållstjänster, förarstödstjänster samt tjänster för automation och elektromobilitet. Teknikförändringar på systemnivå för med sig nya krav på människan. Ny teknik måste fungera och anpassas till förarnas möjligheter, önskemål och förväntningar, samt till samhällets krav för att bli framgångsrikt. FFI Fordonsstrategisk Forskning och Innovation 14

15 6.2 Milstolpar Milstolparna baseras på den förväntade marknadsintroduktionen av ny teknik eller nya tjänster. De tre milstolparna inom EUTS är: Milstolpe 1: år Det uppkopplade transportsystemet Milstolpe 2: år 2025 Det integrerade transportsystemet Milstolpe 3: år Det automatiserade (digitaliserade) och elektrifierade transportsystemet Milstolpe 2020 Milstolpe 2025 Milstolpe 2030 Det uppkopplade Det integrerade Det automatiserade och transportsystemet transportsystemet digitaliserade transportsystemet Automatisering Pilotprojekt med lastbils- Platooning i varierande Fullt utbyggt platooning platoons i linjetrafik med trafikförhållanden, tjänster mellan stora godsnoder delvis anpassad för formering och med anpassad infra- infrastruktur. betalningsflöden struktur, avancerade - Automatisk guidning av kommersialiserade. tjänster och fungerande buss mot hållplats Nationella (EU) standards affärsmodeller. och regelverk. - Högt automatiserade fordon i trafik överallt. Förarlösa bilar i trafik och bussar på valda sträckor. Elektrifiering Standardiserat betalsystem Slutna point to point En elvägsförbindelse för eltankning av system (korridorer) för helt mellan två stora orter är i personbilar. eller delvis elektrifierad tung drift. - Helelektriska kommersiella trafik demonstrerade -Kommersiellt gångbart bussystem finns i flera system för dynamisk städer. laddning under färd. Uppkopplade Demonstrerade tjänster för Demonstrationsprojekt av Trafikledning och tjänster ökad fyllnadsgrad, färre tom- vägtrafikledning för trafikflödesreglering av (Digitalisering) transporter, bättre anpassad autonoma fordon autonoma fordon på valda turtäthet och rutter samt genomförda på utvalda sträckor och områden. busstorlek i förhållande till sträckor. flödet av passagerare. Anpassade HCT demonstrationsfas HCT finns introducerat på Fullt infört PBS regelverk transportlösningar avslutad och underlag till mindre delar av det svenska som möjliggör många nytt regelverk framtaget. vägnätet. specialiserade -BRT/bussystem -Delsträckor av Gbg-Mlm- kombinationer på större demonstreras. Sthlm anpassade för delar av vägnätet. -Första korridoren (hamn, autonoma lastbilar (nivå 4) - -Delvis beställningsstyrda dedikerad pendel etc.) med system för multimodala delvis separat körfält och persontransporter i städer skyttlar för tunga transporter som nyttjar kollektivtrafik, demonstreras bilpooler, cyklar etc. FFI Fordonsstrategisk Forskning och Innovation 15

16 6.3 Prioriteringar De områden som är prioriterade inom EUTS presenteras i diagramform nedan för att nå milstolparna år Diagrammet visar även fram tills idag hur mycket pengar som har satsats inom respektive område. Siffrorna är inte exakta då flertalet av projekten berör flera av områdena och en uppskattning av storleken har gjorts. FFI Fordonsstrategisk Forskning och Innovation 16

17 7 Hållbar produktion Fordonsindustrin är helt beroende av att konkurrenskraften upprätthålls och förbättras. Delprogrammet Hållbar produktion syftar i första hand till att möjliggöra tillverkning av nya fordonslösningar, samt till en stärkt global konkurrenskraft som medger minimerad miljöpåverkan och ökad fordonssäkerhet. Det drivande perspektivet är att minska fordonsindustrins koldioxidutsläpp sett ur ett livscykelperspektiv. Två huvudspår i denna strävan är viktminskning och en ökad elektrifieringsgrad, vilka bägge ställer ökade krav på produktionssystemet, bild 2. Fordonstillverkning ur ett livscykelperspektiv 9. De blå stapeldelarna visar omfattningen av produktionssystemets bidrag. ICEV=förbränningsmotorfordon, HEV=hybridfordon, PHEV=plug-in hybrid, BEV=batteridrivet fordon. Även ur ett trafiksäkerhetsperspektiv ställs krav på material- och processval i produktframtagningen. Behovet av att kombinera aktiva, t ex när fordonet själv kan ta över och undvika kollision, och passiva säkerhetssystem, t ex krocksäkra karosser, för att säkerställa hög säkerhet för förare, passagerare och medtrafikanter kommer finnas under en relativt lång tidperiod. För att nå målen krävs inte enbart ny kunskap, utan forskningsresultaten måste även snabbt kunna omsättas i praktisk tillämpning. Inom ramen för FFI finansieras dock inte forskning- och utvecklingsprojekt hela vägen tillfullt implementerade lösningar och teknologier, utan endast till en nivå från vilken företagen själva måste anpassa lösningarna till sina produktionssystem. Ett enskilt projekt kan innefatta både applikationsutveckling med nya material och utmaningar som rör hantering av dessa i produktionssystemet. Därför kan utvecklingsnivån vara relevant att beskriva enligt såväl TRL-skalan (Technology Readiness Level) som MRL-skalan (Manufacturing Readiness Level). Programmet stödjer i första hand projekt inom spannet TRL 2 till 8 eller MRL 1 till 6 enligt definitionerna i skriften Automotive Technology and Manufacturing Readiness Levels - A guide to recognised stages of development within the Automotive Industry Programområden En global konkurrenskraftig produktion av innovativa, miljövänliga och säkra produkter är av avgörande betydelse för den svenska fordonsindustrins målsättningar, tidsperspektiv och produktionstekniska utmaningar. Programområdet Hållbar produktion drivs därför i huvudsak av följande övergripande utmaning: 9 Ur Life Cycle CO 2 Assessment of Low Carbon Cars , for the Lov Carbon Vehicle Partnership 10 Se bilaga i detta dokument. FFI Fordonsstrategisk Forskning och Innovation 17

18 Förmåga att kunna producera nya produkter, komponenter och material. Tillverkningsprocesser och produktionssystem måste dessutom vara flexibla och kapabla till produkttillverkning med hög kvalitet, korta leveranstider och till konkurrenskraftiga kostnader. Detta leder fram till formuleringen av följande prioriterade delutmaningar: Robust och effektiv produktion och beredning Ökade krav på volym- och variantflexibilitet Resurseffektivitet och minimerade utsläpp i produktion Utifrån detta har programrådet identifierat sex programområden att adressera (och koppla till) i projektförslagens forsknings- och utvecklingsinsatser: 1. Nya produkter med hög livscykeleffektivitet: Förmåga att hantera nya produkter och material i produktionssystemet 2. Konkurrenskraft: Kostnadseffektiva nya produktionssystem i ett globalt perspektiv 3. Miljö: Miljöneutral produktion och kretslopp för restprodukter och energi. 4. Kvalitet: Säkerställd önskad kvalitet 5. Ledtid: Kortare ledtid genom hela försörjningskedjan i utveckling och produktion 6. Flexibilitet: Tillräckligt flexibla produktionssystem för efterfrågade komponenter För respektive programområde finns milstolpar för 2020, 2025 och 2030 kopplade. 7.2 Milstolpar För att nå de identifierade förväntade milstolparna i programområdena förväntas projektförslag med olika inriktningar variera något över åren framöver enligt nedan stapeldiagram. Programrådets förväntningar på projektportföljen för att nå angivna milstolpar 30% 25% 20% 15% 10% 5% % FFI Fordonsstrategisk Forskning och Innovation 18