Monitering af hygiejne i lukket produktionsudstyr
Høj fødevaresikkerhed er et dansk varemærke med afgørende betydning for fødevareindustriens konkurrenceevne og eksport. En hygiejnisk og ren produktion er derfor helt centralt i branchen. De løbende udgifter til opretholdelse af et højt hygiejneniveau i produktionen er store og dermed også interessen for nye metoder og teknologier, der på en kosteffektiv måde kan understøtte ´ren produktion´. Med aktiviteten vil vi udvikle nye testmetoder, der gør os i stand til at kunne monitere hygiejneniveauet i lukket procesudstyr: 1) En sensorbaseret metode, der kan monitere skyllevandets renhed og dermed afgøre, om rengøringen er foretaget tilstrækkeligt og 2) Metoder til at tilstandsvurdere udstyrets overflader, hvor man kan identificere, hvor rengøringen ikke kan foretages tilstrækkeligt pga. revner, tæringer o.l. i overfladerne samt vurdere, hvor meget af udstyret, der er skadet. Den primære målgruppe for aktiviteten er fødevareproducenter med fortrinsvis lukket produktionsudstyr, samt pharmaindustrien, der har tilsvarende behov.
Industrialisering af stor-skala AM og kvalitetssikring af AM-produkter
Additive manufacturing, AM via 3D laser cladding af metaller, hvor metallag påføres lagvis, rummer et stort potentiale for integration i industrielle produktionssystemer og fremstilling af komponenter i stor-skala. Fordelene knytter sig til langt større produktionshastighed, mere kosteffektivt materialeforbrug, produktion i meter-skala fremfor cm-skala og mulighed for at kombinere forskellige materialer og egenskaber. Additive manufacturing (AM) eller 3D-print i metaller er udpeget som et af de bærende elementer i den fjerde industrielle revolution, Industri 4.0. Der findes efterhånden en række forskellige AM teknologier på det danske marked, men teknologien ’3D laser cladding’ er endnu kun at finde i udlandet og på et relativt umodent stadie. Aktivitetsplanen vil modne 3D laser cladding-teknologien i samarbejde med de udenlandske aktører og udrulle den på markedet i Danmark, således at dansk industri kan få gavn af de fordele, teknologien bringer med sig. Fordelene knytter sig bl.a. til langt større produktionshastighed, mere kosteffektivt materialeforbrug, produktion i meter-skala fremfor cm-skala (nuværende AM teknologier i DK fokuserer på cm-skala produktion) og mulighed for at kombinere forskellige materialer og egenskaber. Herudover rummer teknologien også et væsentligt økonomisk potentiale for industrien ifm. re-manufacturing, hvor defekte høj-værdi komponenter ikke kasseres, men repareres og ofte tilmed opnår forbedrede egenskaber. Omfattende industrielt optag af AM teknologierne (både de eksisterende og 3D laser cladding) fordrer dog en grundlæggende tiltro til produkterne og deres kvalitet. Aktivitetsplanen omfatter derfor et komplet projekt, som ikke blot dækker udrulning af 3D laser cladding-teknologien indenfor fremstilling og reparation, men også karakterisering, kvalitetssikring og efterbehandling af AM produkter generelt.
De nye teknologiske serviceydelser vil således omfatte rådgivning ifm. anvendelse af 3D laser cladding-teknologien (herunder pilotproduktion), såvel som nye metoder til kvalitetssikring af AM producerede produkter mhp. at lette og fremme det industrielle optag. Målgruppen er bred, og omfatter alt fra kraftværker (renovering af aksler), transportsektoren (opbygning af blade på turboladere, renovering af bremseklodser på tog) over food- og pharmakomponenter (varmevekslere til mejeriprodukter og plaststøbeværktøjer), til store komponenter til kemisk procesindustri, aerospace og vindenergi. Kort sagt har teknologien relevans for alle industrier, hvor der anvendes komponenter i metal (og hvor prisen på produktionen af disse har væsentlig betydning for den samlede økonomi for systemet, hvori komponenten indgår).
Virtuelt hydro- og aerodynamisk laboratorium og videnbase
Visionen er at etablere et nyt virtuelt laboratorium baseret på kunstig intelligens (AI)/Machine Learning, historiske databaser og numeriske metoder, som kan supplere de eksisterende fysiske metoder til forsøg indenfor de hydro- og aerodynamiske områder, der anvendes af bygnings-, skibs-, offshore- og vindindustrien. Hensigten er at muliggøre en iterativ og agil designproces, som er tilgængelig for flere spillere på markedet og giver mulighed for, at fx nye designkonsulenter baseret på nye tilgange til designprocessen, kan blomstre op. Med denne vision tilbydes ydelser højere oppe i værdikæden, idet FORCE Technology flytter sig fra den typiske rolle som ren dataleverandør til at levere konsulentydelser baseret på data, hvilket særligt er efterspurgt af de små og mellemstore virksomheder.Denne vision udgør således et grundlæggende paradigmeskift, som er rettet mod alle testområder på længere sigt. Fire aktiviteter er udvalgt til at blive udviklet og testet/demonstreret dels for at sikre at paradigmeskiftet bliver bredt forankret, dels for at skabe konkrete services inden for rammerne af aktivitetsplanen:
• Direkte manøvresimulering baseret på computational fluid dynamics (CFD)
Udvikling af viden og procedurer til CFD-simulering af fritsejlende skibe. CFD-modellen, som indeholder det komplette skib, vil blive brugt til simulering af International Maritime Organizations (IMO) standardmanøvrer for hermed at fastlægge dets manøvreegenskaber. Viden om metodernes anvendelighed og begrænsninger opnås ved sammenligning med data fra forsøg og skibe i drift. En tidlig designevaluering og sikring af manøvreegenskaberne giver øget sikkerhed til søs og bedre brændstoføkonomi.
• Tidlig skibsdesign- og livscyklusevaluering
Udvikling af værktøj til anvendelse i den samlede designproces fra de første skitser over det endelige design til evt. ombygninger og retrofit af skibet. Værktøjet vil i alle faser af designprocessen tilbyde en holistisk, mange facetteret, ensartet, objektiv og realistisk evaluering baseret på de bedst tilgængelige data i hver fase. Initielt vil værktøjet fx baseres på videnbase og Machine Learning og på de senere trin på numeriske beregninger for skibet eller egentlige fysiske forsøg.
• Tidlig rådgivning omkring vindmiljø
Undersøgelse af eksisterende data for at afsøge mulighederne for at udarbejde metoder og virtuelle værktøjer til hurtig og præcis rådgivning om udendørs vindmiljø omkring bygninger, så vindmiljøet kan forbedres allerede i designprojekternes indledende faser.
• Undersøgelser af anti-icing strategier
Undersøgelse og dokumentation af eksisterende data med henblik på udvikling af virtuelle værktøjer og forbedring af de eksisterende anti-icing strategier. Herunder undersøges strategiernes holdbarhed og muligheder for optimering og der arbejdes for en entydig definition af islasten på strukturelle elementer som vindmøllevinger og brokabler.
Produktdesign via virtuelt lyttepanel
FORCE Technology SenseLab vil gennem denne aktivitet udvikle services baseret på et virtuel lyttepanel (VLP). Dette betyder i praksis, at vi vil anvende data fra lytteforsøg (eksisterende databaser og nyindsamlede data) til at træne prædiktive modeller med brug af regression, Machine Learning og deep learning. Ydelserne vil være målrettet eksisterende kundesegmenter og SMV’er, men også nye segmenter der traditionelt set ikke har været i stand til at evaluere lydkvalitet ved brug af dyre og tidskrævende metoder baseret på lytteforsøg. Indenfor de første to år af aktiviteten forventer vi, at det virtuelle lyttepanel kan erstatte visse anvendelsesspecikke evalueringer. Det vil udgøre et supplement til de eksisterende lytteforsøgsbaserede lydkvalitetsevalueringer, som fortsat anses som værende mest troværdige i en årrække frem. Det virtuelle lyttepanel vil således udvide SenseLabs forretning og være til gavn for mindre virksomheder.Aktiviteten vil udbygge de eksisterende kompetencer og databaser indenfor subjektiv evaluering af lyd, som er indsamlet via SenseLabOnline og LabView værktøjer de seneste ti år. Anvendelsesområdet vil omfatte det eksisterende marked indenfor høreapparater og højttalere, men også det nye og hastigt voksende marked indenfor Hearables*) og intelligente hovedtelefoner, hvor danske og internationale virksomheder er aktive. Den nye tilgang vil desuden åbne metoderne op for andre virksomheder, der anvender lyd.
Processen, hvormed vi udvikler de nye virtuelle lyttepanel services, består af fem faser:
1. Indsamling af lydkvalitetsdata: Effektiv indsamling af subjective data (01a. Eksisterende databaser; 01b Nyindsamlede data).
2. Klargøring af data: Strukturering af subjektive data, optagelser, kalibrering, normalisering og equalisering af lydfiler som forberedelse til udtræk af lydkarakteristika og efterfølgende modeltræning.
3. Træning af model: Modeltræning og finjustering.
4. Afprøvning og validering af prædiktionsmodellen: Afprøvning af prædiktionsmodellens kvalitet op imod anden (uset) data med henblik på validering og forfinelse af modellen for at sikre bedst mulig præcision.
5. Levering af kundemodel: Modellen bygges ind i et softwarebrugerinterface, der giver kunden mulighed for let at indsætte lydfiler og estimere den prædikterede subjektive lydkvalitet af deres produkttype. Det forventes, at softwaremodeller sælges på licensbasis.
*) Hearables er elektroniske in-ear-devices til forskellige formål som trådløs kommunikation, musik, medicinsk overvågning eller fitness tracking. Begrebet introduceres samtidig af Apple og af Nick Hunn i 2014, se sidstnævntes artikel “Hearables – The new Wearables”, Wearable Technologies online (april, 2014), se fx Wikipedia https://en.wikipedia.org/wiki/Hearables
Støjgeneoptimeret design
Aktiviteten vil kombinere digitale teknologier med akustiske data fra traditionelle målinger og beregninger til at skabe nye teknologiske services. De nye digitale services kan bidrage til hurtigere optimering af konstruktioner og støjsvage produkter, anlæg og strukturer, støjbekæmpelse samt være effektive støtteværktøjer til planlægning og konsekvensberegning. Målgruppen er produktudviklere, rådgivere og beslutningstagere. Akustik- og vibrationsområdet er i dag i høj grad baseret på laboratorie- og feltmålinger af fysiske emner og fænomener. Ved at supplere målinger med beregninger og simuleringer, mødes målgruppens krav om en smidigere og mere dynamisk proces og hurtigere markedsadgang. Der tages udgangspunkt i fysikken bag lydkilders og konstruktioners virkemåde. Beregninger og simuleringer af lydgenerering, lydudbredelse, lydisolation m.m. skal supplere eller erstatte målinger, inden resultaterne sammenholdes med den menneskelige lydopfattelse og oplevede støjgene, som også i et vist omfang kan forudberegnes.
Aktiviteten vil blive anvendt indenfor flere af de i afsnit 6 nævnte områder, som hver især vil kunne nå en større eller mindre del af den på figuren skitserede proces. Fokus vil være på at udvikle services, som vil give fleksible værktøjer til hurtigere og velunderbygget udviklings- og beslutningsstøtte.
Aktiviteten viderefører og -udvikler de processer og resultater, der er opnået i Resultatkontrakt 2016-2018, Lyds virkning på helbred og velvære.
Konkurrencedygtige og pålidelige materialevalg til fremtidens energiforsyning (ENFOS)
Omstillingen fra fossil energi til grøn energi introducerer nye udfordringer for materialer og udstyr. Systemer udsættes for stadigt mere aggressive kemiske miljøer ved høje tryk og temperaturer. Øget procesoptimering og fokus på konkurrenceevne bidrager også til øget pres på de nye teknologier.FORCE tilbyder i dag viden og faciliteter, der med stor succes hjælper danske virksomheder til at vælge og dokumentere materialer til energisektoren.
Erfaringen fra samarbejde med virksomheder har vist, at der også er behov for at kunne teste sammensatte produkter, fx nyt måleudstyr, hvor der indgår kombinationer af metaller, polymerer og elektronik til styring og overvågning. Afprøvning og dokumentation adskiller sig væsentligt fra almindelige materialetest, og behovet kommer fx fra virksomheder, som ikke har erfaring i at leve op til de høje krav, de nye energiteknologier stiller.
Det er aktivitetens mål at bidrage til den grønne omstilling som fremhæves i FORSK2025 , hvor materialemæssige udfordringer udgør en væsentlig barriere. FORCEs investering i testfaciliteter til barske miljøer (FACT-Lab) er her et vigtigt springbræt for at kunne tilpasse og udvikle nye services der fremmer denne udvikling. Mens Resultatkontraktaktiviteten Materialer i barske miljøer (2016-2018) var rettet mod offshore-sektoren (både fossil og grøn energi), er målgruppen i nærværende aktivitetsplan leverandører til nye energiteknologier med fokus på energityper, som har fælles udfordringer, herunder dyb geotermi, saltkraft, biogas, elektrolyse og batterier. Den bærende aktivitet er at udvikle nye værktøjer til Fit-for-purpose dokumentation, herunder:
Specialtests (fx korrosionstest i gasser, elektrokemiske test, autoklavetest), fuldskala/produktprøvning samt at gennemføre demonstrationsopgaver med udvalgte virksomheder. Vi tager udgangspunkt i aktuelle forskningsprojekter om geotermi og elektrolyse samt vores omfattende erfaring fra olie- og gasbranchen. Materialeudfordringerne, som vi tackler her, har fælles træk med andre energiteknologier i den grønne omstilling, fx biogas, saltkraft og batterier. Aktiviteten tilgodeser således flere brancher på samme tid med materialerådgivning og specialtest som det gennemgående tema. Rådgivning og nye specialtests vil hjælpe danske virksomheder med kvalifikation af produkter og designs til anlæg for grøn energiteknologi samt problemløsning. Det vil øge vores parathed overfor den mangfoldighed af udstyrsleverandører, som venter på at, de nye energiteknologier modnes. Og i sidste ende vil det forbedre konkurrenceevnen hos danske SMV’er og bidrage til et større flow af ny teknologi til den grønne omstilling.
Accelerering af Teknologidrevet Forretningsudvikling
Danske SMV’er, herunder også maskinproducenter, står foran store forandringsprocesser, som omfatter implementering af digitalisering og automatisering indenfor servitization og Smart Things. Ny teknologi kan typisk ikke implementeres direkte i en eksisterende forretning uden tilpasning af forretningsmodellen. Værktøjerne som aktiviteten vil udvikle, skal afhjælpe de mest presserende udfordringer for danske SMV’er. Disse udfordringer ligger i integrationen mellem teknologi, design og forretningsudvikling, som udgør et tværfagligt, interdisciplinært felt. En succesfuld implementering af netop disse emner vil bidrage til en forkortet og smidigere implementeringsproces, grundet en bedre tilpasning af teknologi og forretning. Med den rette rådgivning, støtte og anvendelse af en veludviklet metode, vil SMV’erne hurtigere kunne realisere digitaliseringsbaseret optimering og vækst.Brobygning mellem discipliner og aktører
Udviklingen af nye metoder og konkrete værktøjer er interdisciplinær og vil derfor ske gennem partnerskaber med tre førende videninstitutioner (AAU, DTU og SDU) med adgang til nyeste anvendelsesorienterede forskning. Gennem videndeling, international videnhjemtagning, workshops og arbejdsmøder, i et netværk af rådgivere og eksperter, kombineres forskning og metoder om digitale forretningsperspektiver med FORCE Technologys ekspertise indenfor hardwareorienterede innovationsprocesser, teknologiudvikling og produkt- og servicedesign samt research i nye tværfaglige metoder.
Teknologisk serviceydelse
Efter endt aktivitetsplan udbyder FORCE: 1) En ny interdisciplinær innovationsservice, 2) Drift af to netværksgrupper, 3) En digital videnplatform samt 4) Et kompetenceudviklingskursus målrettet rådgivningsvirksomheder. Nye interdisciplinære værktøjer mellem digitale forretningsperspektiver, teknologiudvikling og design vil simplificere hardwareorienterede innovationsprocesser for danske SMV’er, styrke interoperabilitet og konsensus mellem rådgivningsvirksomhedernes metoder og øge sandsynligheden for at nye produkter- og services etableres driftssikkert og kosteffektivt på markedet.
Målgruppen
Vi forventer, at ydelsen vil være relevant for en række danske virksomheder. Den primære målgruppe er rådgiversegmentet, som henvender sig til danske SMV’er – særligt maskinproducerende SMV’er samt virksomheder som udvikler Smart Things.
Center for Anvendt Fotonik
EU ser fotonik som en af de vigtigste grundlæggende teknologier i fremtidens produkter. Der satses i disse år benhårdt på, at EU skal bibeholde og udbygge styrkepositionen indenfor netop fotonik . Formålet med projektet er at etablere Center for Anvendt Fotonik. Centeret skal sikre, at den danske akse ind i disse europæiske satsninger sikres. Centeret vil således aktivt arbejde på, at sikre dansk deltagelse i EU’s netværkssatsninger inden for fotonik.Centeret etableres som en innovation hub, der skal give danske virksomheder adgang til fotonikkompetencer i Danmark og Europa. Derved sikres, at de vækstpotentialer, der ligger i at anvende de nyeste fotonikteknologier, i højere grad udnyttes.
Målgruppen for serviceydelsen er virksomheder indenfor sundhed og medico, fødevarer, transport og produktion. Projektet skal definere og inddrage virksomheder, som kan opnå vækstoptimering ved anvendelse af fotonik.
Væsentligste aktiviteter 1) Etablering af partnerskaber, 2) Teknologiafdækning af relevante forskningsresultater, 3) Gennemførelse af fire feasibility projekter, 4) Opbygning af nøglekompetencer, 5) Opbygning af nøglekompetencer: værktøjskassen, 6) Opbygning af teknologiplatform, 7) Web-portal, 8) Opbygning af netværksgruppe.
Risiko- og sikkerhedsstyring i udvikling og godkendelse af elektroniske produkter
Risiko- og sikkerhedsstyring for elektriske produkter handler om at kontrollere og minimere risici for såvel mennesker som miljø og ejendom. Nye standarders krav til passende implementering af risiko- og sikkerhedsstyring er en stadigt større udfordring for virksomhederne og komplicerer produktudvikling og produktgodkendelser. Samtidig truer nye standarder med krav om bæredygtigt design. Mangel på overensstemmelse hindrer i begge tilfælde potentielt markedsadgang.FORCE vil med denne aktivitet skabe specifikke, digitaliserede (hvor relevant) værktøjer, løsningsorienteret vejledning samt en palette af prøvningsmetoder til understøttelse af virksomhedernes udviklings- og godkendelsesprocesser. Det overordnede mål med aktiviteten er, at FORCEs kunder opnår ´Produktgodkendelse i første forsøg´ og afledt heraf oplever øget konkurrenceevne baseret på global markedsføring af bedre, sikrere og bæredygtige produkter – til tiden.
Som et eksempel på en planlagt ydelse, vil medlemmer af FORCEs klubber efter aktiviteten kunne leje sig ind på faciliteter og få én-til-én sparring med eksperter i et ´test selv´ miljø. Et andet eksempel er en digitaliseret ydelse i form af et ´trin-for-trin´ værktøj, som integrerer udvikling og godkendelse i et tidssvarende, agilt format og tilbyder vejledning med konkrete eksempler og understøttelse af dokumentationsflow, som sikrer, at standardernes krav kan imødekommes effektivt.
Inddragelse af virksomheder og samarbejde med brancheorganisationer og innovationsnetværk indenfor målgruppen Medico, vedvarende energi samt måle- og procesindustri skal belyse de aktuelle udfordringer. Samarbejdet skal danne grundlag for specificering, optimering og afsluttende validering af de ydelser, aktiviteten tilvejebringer. Dette blandt andet via konkrete democases.
Proaktivt paradigme for elektroniske produkters pålidelighed (PPEPP)
Denne ambitiøse aktivitetsplan sikrer, at FORCE Technology, til gavn for omkring 1.000 danske virksomheder inden for elektronikindustrien, opbygger kompetencer indenfor proaktiv optimering af elektroniske produkters pålidelighed i samarbejde med universiteter som bl.a. AAU og RUC samt innovationsnetværket Inno-SE.Udnyttelse af nye teknologiske muligheder er vejen til vækst, hvis altså teknologien fungerer, når der er brug for den. Den rette pålidelighed er afgørende i forhold til dels at sikre udnyttelsen af nye teknologiske muligheder og dels at sikre konkurrenceevnen for den danske elektronikindustri.
I aktivitetsplanen udvikles et paradigme, der omsætter væsentlige tekniske, ressourcemæssige og økonomiske forudsætninger for et nyt produkt til en optimeret pålidelighedsstrategi- og proces. Paradigmet udvælger og prioriterer de relevante pålidelighedsværktøjer i form af analyser, simuleringer og tests, der hurtigst og mest kosteffektivt sikrer, at produktet opnår den rette pålidelighed. Paradigmet integreres med de udviklingsmodeller, som virksomhederne benytter, hvorved pålideligheden designes ind tidligt i udviklingsforløbet og bliver en del af projektplanen.
Med resultaterne af aktivitetsplanen bliver virksomhederne i stand til at udvikle produkter med den rette pålidelighed på den kortest mulige tid i forhold til deres individuelle forhold. Dermed sikres tryg markedsintroduktion, reduceret time-to-market og besparelser på ressourcer i forbindelse med uventede fejl.
Projektet arbejder videre på nogle af de mange synergieffekter, der opstod ved fusionen mellem DELTA og FORCE, herunder særligt samarbejde mellem pålidelighedseksperter i FORCE og Lindø om at udvikle en metode til skalering mellem system og repræsentative delkomponenter i forhold til pålidelighedsstrategi og -test.
