LiU-projekt utvecklar svensk industri

Automatiserad design, optimering och maskininlärning har stora möjligheter att rationalisera svensk tillverkningsindustri. Två nyligen avslutade samverkansprojekt på LiU har lett till stora tidsvinster och möjliga
ekonomiska besparingar i flera företag. Indirekt kommer forskningen också LiU:s studenter till godo.

Tillverkning av Volvobilar. Volvo Cars är en av LiU:s partner i de båda samverkansprojekten.

Maskin och människa

Mehdi Tarkian och Johan Persson.Mehdi Tarkian och Johan Persson. I projektet AutoPack har forskare vid avdelningen för Produktrealisering vid Institutionen för ekonomisk och industriell utveckling, IEI, i samarbete med Volvo Cars utvecklat ett automatiserat verktyg för slangdragning i personbilars motorrum. Enkelt uttryckt gäller det att hitta den närmaste kollisionsfria vägen för slangarna mellan två punkter.

I vanliga fall är detta ett tidsödande arbete där slangarna dras manuellt innan hela installationen utvärderas och analyseras. I arbetet skickas olika modeller fram och tillbaka mellan olika medarbetare och avdelningar – vilket både tar tid och kostar pengar.

Det nya verktyget, som än så länge är en prototyp, automatiserar arbetet och förkortar tiden dramatiskt. För en grundläggande startkonfiguration, som sedan förfinas och utvecklas, minskade arbetstiden från 140 till 20 minuter. Än bättre: kvaliteteten var i stort sett likvärdig med den traditionella slangdragningen.

- Att det skulle gå snabbare hade vi räknat med, men att kvaliteten blev så bra förvånade oss. Vi hade nog räknat med att människan skulle göra det bättre, säger universitetslektor Johan Persson som tillsammans med professor Johan Ölvander ledde projektet.

För att implementeras måste det nya slangdragningsverktyget utvecklas vidare, vilket Volvo och LiU hoppas göra i kommande projekt. Potentialen för framtida konstnadsbesparingar är stor. Slangdragning i en ny bilmodell med ett traditionellt arbetssätt beräknas kräva cirka 30 000 ingenjörstimmar till en ungefärlig kostnad av 19,5 miljoner kronor. 

Kombination av teknik

Det automatiserade verktyget bygger på en kombination av designautomation, multidisciplinär optimering och maskininlärning (artificiell intelligens). Läs mer om tekniken här. Automatiserad design passar bäst för enkla konstruktionsuppgifter men i kombination med optimering och AI ökar komplexiteten och tänkbara användningsområden.

Samma kombination av teknik används i projektet e-Factory, som också det avslutades vid årsskiftet, där LiU samverkat bland annat med företagen Weland, Häfla Bruk och DJ Domestik. De två förstnämnda företagen tillverkar bland annat spiraltrappor och stålräcken, medan DJ Domestik producerar rullbanor och bandtransportörer.

Företagen har eller kommer att införa så kallade produktkonfiguratorer, som till stor del automatiserar konstruktionen av nya produkter. Automatiseringen innebär också stora tidsvinster i affärssystemen som omfattar allt från offerter och ritningar över orderregistrering och inköp till kontroll av lagersaldo och utskick av teknisk dokumentation i samband med leverans.

- Tidsvinsten i det administrativa arbetet kan vara så stor som 90 procent, säger universitetslektor Mehdi Tarkian som lett projektet.

Ny kurs resultatet

Arbetet med de båda forsknings- och samverkansprojekten har också lett fram till en ny kurs i designautomatisering för kundunika produkter, TMKU01. Det är en fortsättning på den kurs i repetitiv design som funnits sedan tidigare.

- Allt vi lärt oss i de här projekten har vi komprimerat ihop i den här kursen, säger Mehdi Tarkian.

Forskning och utbildning hänger ihop och korsbefruktar varandra, menar han.

- Ja, studenternas överraskar oss ofta med fantastiska saker som de gör. Det kan vi sedan visa upp för företagen och kanske inleda nya projekt kring. Ibland kan också några studenter gå vidare som doktorander eller jobba praktisk med projekten i företagen. Sedan får vi ny kunskap i projekten som i sin tur tas med i utbildningen. Det är ett bra sätt att arbeta på.

AutoPack är finansierat av Fordonsstrategisk forskning och innovation (FFI) och Vinnova. e-Factory är finansierat inom det strategiska innovationsprogrammet  Produktion2030 och av Vinnova.

Se fler bilder

Bildcollage.
Mehdi Tarkian, rullband från DJ Domestik, Johan Persson, Volvobil, slangdragning och lagerinredning från Weland
Tillverkning av Volvobilar.
Tillverkning av Volvobilar.
Slangar i motorrum.
Motorrummet är nästan som en myrstack.
Slangar i motorrum.
Två alternativ till slangdragning.
Slangar i motorrum.
Exempel på slangdragning.
Rullband.
Rullband från DJ Domestik.
Rullband.
Rullband från DJ Domestik.
Lager.
Lagerinredning från Weland.
Användargränssnitt produktkonfigurator.
Användargränssnittet i en produktkonfigurator.

Så tycker företagenVisa/dölj innehåll

"Samarbetet med LiU har vidgat våra vyer"

Så här säger LiU:s samverkanspartner.

Robin Söderblom, Mechanical Architecture & Integration, Volvo Cars:

"Samarbetet har inneburit ökad förståelse för maskininlärning , och även multidisciplinär optimering och designautomation. Det har också ökat vår förståelse för forskningsarbete och gett ett nätverk och resultat att bygga vidare på."

"Verktygets nuvarande funktionalitet visar potential att effektivisera vår befintliga konstruktionsprocess men saknar den kvalitet och robusthet som krävs för att implementeras."

"Vi blev kontaktade av LiU för dialog kring om vi såg något behov/möjlighet till att samarbeta mellan mekanisk utveckling och maskininlärning. I dialog hittade vi ett intressant scoop och det finns intresse för fortsatt samarbete."

Daniel Wågenäs, konstruktionschef Weland AB:

”Samarbetet med LiU har betytt mycket, vi har knutit nya kontakter, vidgat våra vyer vilket gett oss större kunskap om senaste tekniken inom cad och automatisering samt optimering av data."

”Det började med att LiU kontaktade oss med ett intressant case, det väckte vår nyfikenhet och vi tackade ja till att delta i sökande av Vinnova projektet som döptes till e-Factory.”

”Nu är e-Factory slut men vi har två pågående exjobb och det kommer definitivt bli fler samarbeten om vi tillsammans hitta intressanta case som det går att fördjupa sig i.”

 

Martin Eleholt, delägare DJ Domestik:

"En enorm tidsbesparing när det gäller administrativt arbete på de modeller som vi kommer lägga in i konfiguratorn. Vi tar även bort felkällor som kan uppstå när samma data ska matas in i flera olika system likt de arbetssätt vi använde tidigare."

"Sen kommer det bli ett väldigt bra säljstöd som gör att vi kommer kunna hjälpa befintliga kunder snabbare och bättre samt få nya kunder, som får tillgång till offerter och ritningar 24/7."

"Tidsbesparingen kommer kunna användas till produktutveckling, aktiv försäljning och en högre produktionstakt, vilket känns betydligt bättre än att behöva lägga tiden på repetitivt administrationsarbete."

KontaktVisa/dölj innehåll

Läs merVisa/dölj innehåll

Senaste nytt från LiUVisa/dölj innehåll