När Volvo Construction Equipment (CE) i serie dumprar i början av året, kunde Joel Cramsky och Manoranjan Kumar sträcka på sig lite extra. Som industridoktorander har de nämligen varit med i utvecklingen av de tre och en halv meter höga maskinerna som kan ta upp till 55 tons last.
– Jag har räknat på livslängden på framramen i dumprarna i ett tidigt skede av utvecklingen, utifrån olika sätt som kunder lastar. Det har kunnat minska vikten på maskinen och öka styrkan hos den, berättar Joel.
Manoranjan har arbetat med virtuella sensorer som ett sätt att undersöka maskinernas hälsa, främst i motorerna. Sensorerna ska dels optimera servicen för dumprarna, dels samla in data från dem för att visa hur kunder använder dumprarna.
Från Indien till Braås
Industriforskarskolan Data Intensive Applications
Data Intensive Applications (DIA) är en forskarskola för industridoktorander med fokus på tillämpad forskning, inriktad mot de utmaningar inom big data och artificiell intelligens som universitetets samarbetspartner i industrin möter.
DIA omfattar ett dussin doktorander och finansieras av KK-stiftelsen, Linnéuniversitetet och de deltagande företagen. Målet med DIA är att utveckla ny kunskap, smartare lösningar och innovationer. Forskningen bedrivs i enskilda projekt hos de deltagande företagen och samleds av experter vid Linnéuniversitetet och på företagen. DIA är nära knuten till spetsforskningsmiljön Linnaeus University Centre for Data Intensive Sciences and Applications (DISA).
Joel är civilingenjör i teknisk fysik och har arbetat med produktutveckling under många år. På Volvo CE har han jobbat sedan 2012. Manoranjan tog en masterexamen i maskindesign i Indien, började arbeta på Volvo i Indien 2008 och kom till Braås fem år senare.
För tio år sedan började man prata om big data, artificiell intelligens och maskininlärning på chefsnivå på Volvo CE. För Manoranjan och Joel passade detta väl in i vad de ville syssla med som beräkningsingenjörer. Efter en tid kontaktade företaget Linnéuniversitetet och det hela resulterade i att de blev vad som kallas industridoktorander.
– Vi är anställda av Volvo CE och inskrivna som doktorander vid universitetet, kombinerar utvecklingsarbete här på företaget med en forskarutbildning och får stöd från en handledare och en grupp forskare där, berättar Manoranjan.
Vad Joel och Manoranjan arbetar med och forskar om kan sammanfattas i begreppet digitala tvillingar. De skapar digitala kopior av fysiska objekt som de kan göra simuleringar med för att förstå vad som händer i verkligheten. Det kan gälla allt från en detalj i konstruktionen till hela dumprar eller hjullastare, beroende på vad det är för problem man vill lösa.
– Om något krånglar i växellådan kanske det handlar om förbindelsen mellan kugghjul. Handlar det om hur maskinen kör omkring, behöver du en representation av en hel dumper och hur den åker i terräng, berättar Joel.
– Vi vill ju veta vad kunderna gör, vad de behöver och när, så att vi kan optimera deras tillvaro. De ska inte behöva råka ut för att något plötsligt går sönder, utan det ska helst kunna förutses. Det är visionen, säger Manoranjan.
En digital tvilling kan alltså användas för både övervakning och prognoser. Det kan också handla om produktutveckling, att skapa digitala prototyper för att kunna göra virtuella tester. Men allt är inte digitalt, påpekar Joel.
– Det är också till viss del magkänsla. Du kan ha matematik därifrån och hit, men när du tittar på resultat måste du känna något också. Det handlar om erfarenhet och ingenjörsmässigt omdöme.
Tillgång till experter
Att vara industridoktorand har många fördelar, menar Manoranjan och Joel. Den största är att man löser praktiska problem och kan se vad man utvecklar direkt på en maskin. Kunskapsatmosfären på universitetet är inspirerande och dess nätverk värdefullt. De uppskattar också tillgången till forskare som är experter inom dataanalys, mekaniska system, vibrationer och annat.
– Att bara kunna gå till en professor i maskinteknik och fråga ”nu har jag den här växellådan, vad ska jag göra med den?”. ”Ja, då tittar vi på ritningen”, säger han, och sen kan han förklara vad som händer. Det är helt suveränt! säger Joel.
Ökad bredd och djup i kompetensen
Per-Olof Danielsson är chef för det team för virtuell produktutveckling som Joel och Manoranjan ingår i. I teamet arbetar man inom tre områden. Ett är att bygga digitala prototyper av maskiner och testa dem för att simulera hur maskinen uppför sig. Det andra är att göra hållfasthetsberäkningar av svetsade och gjutna komponenter och det tredje är att analysera data som samlas in.
– För fem år sedan insåg vi att om vi kombinerar dessa tre områden blir det en digital tvilling. Det finns ett stort värde i att kunna förutse tillståndet hos komponenter och planera underhåll.
Att forskarstudera innebär att tränga in djupare i teori i form av olika kurser och att möta en annan miljö. Konceptet med industridoktorander ger nya vinklar och inspiration och en ökad bredd och djup i kompetensen, något Per-Olof ser som värdefullt. Och som så stimulerande att han själv nyligen bestämt sig för att bygga på sin licentiatexamen från 2004 till en doktorsexamen.
– I vårt jobb möter vi många utmaningar. För att lösa dem smidigt behöver vi fördjupa vår kunskap och då är det en bra lösning att ha en partner i form av Linnéuniversitetet.
– Vi ser ett stort värde i det här. Vi har gjort världens bästa dumprar, men konkurrensen hårdnar från till exempel Kina. Vi måste ta ett kliv till och då är det här med industridoktorander viktigt. Det utvecklar Manoranjan och Joel som individer, mitt team och också hela företaget.