Text

XPRES

XPRES, Excellence in production research, är ett gemensamt initiativ mellan MDU, KTH och RISE (IVF, Swerim). XPRES kommer att skapa en internationellt konkurrenskraftig plattform för produktionsforskning i syfte att stödja vår världsledande svenska industri i deras framtida produktionsutmaningar.

Hitta på sidan

Vision, mission och strategi

Med komplementära vetenskapliga kompetenser och roller, omfattar XPRES forskningsområdena produktionsprocesser och -system och digital teknik.

XPRES vision är att skapa en utmärkt och internationellt erkänd forsknings- och utbildningsmiljö inom avancerad produktion, med målet att vara bland de fem främsta i Europa. XPRES bygger på samverkan mellan högkvalitativa forskningsparter samt en stark industriell samverkan. Med tre organisationsövergripande och tvärvetenskapliga fokusområden kommer detta initiativ att skapa bestående värde för det svenska samhället och våra världsledande tillverkningsindustrier:

  1. Tillverkning med utnyttjande av nya och framtida material och metoder
  2. Produkt- och produktionsframtagning med hänsyn till ett livscykelperspektiv
  3. Adaptiv och flexibel produktionsteknik

De gemensamma forskningsaktiviteterna skapar möjlighet för både bredd och djup i en gemensam forskarskola inom XPRES. Det nya experimentlabbet kommer erbjuda möjlighet till produktionstekniska experimentuppställningar för projekt med begränsad varaktighet. XPRES virtuella lab kommer vara en plattform för såväl den digitala fabriken som spridning av forskningsresultat.

XPRES kommer att utgöra en stark bas för forskning och högre utbildning inom ämnesområdet produktion steknik i syfte att stödja vår världsledande svenska tillverkningsindustri i deras utveckling av framtida konkurrenskraftiga produkter och produktionssystem.


Forskning inom projektet

XPRES bygger på en uppsättning samtida och högkvalitativa forskningsaktiviteter från partners, och starka strukturer för industriellt samarbete. Fokus och koncentration av forskningsaktiviteter mellan partnerna kommer att ge förmågan att implementera bredd och djup i en gemensam XPRES forskarskola, liksom en långsiktig samordning av utbildningens läroplaner och ökat utbyte mellan partnerna inom grundutbildningen.

XPRES lägger en grund för ökad internationalisering av forskningsverksamheten inom tillverkningsteknik genom ett gemensamt internationellt samhälle. Detta kommer att förbättra befintliga länkar och leda till ett strukturerat internationellt utbyte mellan studenter och forskare. XPRES hittar också ett nytt ramverk för interaktionen mellan akademin, representerad av KTH, MDU och Swerea samt industripartnerna. Rörlighet mellan parterna har en central roll.

Två integrerade faciliteter skapas inom XPRES för att generera plattformar för intensivt samarbete mellan partnerna:

Simulation av roterande kugghjul

  • The ‘XPRES real lab’ tillhandahåller nya flexibla/adaptiva labmiljöer för tillverkning. Det här laboratoriet gör möjligt att installera tillverkningsutrustning för projekt med begränsad tidsram.
  • ‘XPRES virtual lab’ erbjuder ny Digital factory och augmented reality-faciliteter. Det här laboratoriet gör det möjligt att testa koncept virtuellt och skapar en plattform för informationsutbyte. Forskningsresultaten kommer att dokumenteras och vara lättillgängliga i webbguider och författarverktyg inom produktionsteknik.

Företagets engagemang inom XPRES kommer att vara intensivt. Både företagen och forskningsinstituten är representerade i XPRES-ledningen samt inom de tre forskningsfokusområdena.


Prioriterade forskningsområden

Vision 2024

Nästan alla nuvarande färdplaner för industriell teknologi kommer att belysa behovet av att verka för digitalisering i större utsträckning inom industrin, att sätta Industry 4.0 som ett mål och att arbeta mot IoT. Det som är slående är att kärnparadigmet för vilket all denna utveckling är avsedd, inte beskrivs. Det antas faktiskt att all sådan utveckling bör riktas mot en optimering av det nuvarande paradigmet av massanpassning. Detta paradigm, vare sig man kallar det massanpassning eller massproduktion, representerar absolut ingen revolution!

XPRES utmärker sig genom att föreslå ett helt nytt paradigm för framtidens industri. Istället för att behandla hållbarhet och digitalisering som separata mål använder XPRES båda samtidigt för att driva alla FoU-ansträngningar.

Den långsiktiga visionen utvecklades genom tre grundläggande pelare: teknikskifte, social egenmakt och ekonomiskt stöd. Omvandlingen av industrin till radikalt nya och hållbara produktionsformer kommer att kräva liknande insatser från samhället och ekonomiska strukturer, därmed denna strategi. De viktigaste ämnena kan variera och kommer säkerligen att behöva kontinuerlig uppdatering när världen beträder helt nya områden.

Struktur på utvecklingen av visionsarbetet

Fig.4.1 - Struktur på utvecklingen av visionsarbetet

Denna uppdaterade vision kommer att forma tre nya prioriterade forskningsområden, som motsvarar de “tre pelarna”: teknologi, samhälle och ekonomi.

År 2024 kommer XPRES att ha implementerat ett sätt att arbeta i linje med den nya visionen och demonstrerat det genom pilotexempel i industrin som visar tydlig påverkan på hållbarhetspelarna. Detta kommer att uppnås genom att etablera ett stabilt, tvärvetenskapligt samarbete mellan befintliga och nya fakulteter som syftar till att hålla forskarprofilen konstant i framkant i det internationella arbetet med att utveckla och integrera teknik mot utmaningarna inom hållbar tillverkning.

XPRES Vision 2030

Fig.4.2 - XPRES Vision 2030

Prioriterade forskningsområden: Förändring av strategiskt område för att återspegla vår nuvarande forskning

Digitalisering och hållbarhet är två av de starkaste influenserna i dagens industrilandskap. Den digitala omvandlingen möjliggör nya typer av industriella ekosystem skapade av mycket innovativa aktörer, som tillsammans med deras kärnkompetens agerar genom att skapa värde till nya typer av digitala produkter och produktservicesystem på en global marknad. Digitalisering och hållbarhet har gett upphov till en enorm mängd forskning om hur de kommer att förändra ledningspraxis, och mer allmänt, företag och samhälle.

Korsningen mellan dessa trender förblir emellertid till stor del ett outforskat territorium. Exempel på dessa två trender som konvergerar inom organisationen finns i överflöd, från rena tekniker till grönare produktionsprocesser och material. Medan uppmärksamheten ägnas åt dessa förskjutningar individuellt, riktas mindre uppmärksamhet åt att förstå hur dessa trender kombineras för att omforma marknadsförhållandena som organisationerna verkar i.

 

De prioriterade forskningsområdena på XPRES är:

  • IoT and CPS: industriell automation/Cyber Physical Systems (CPS) möjliggör skapandet av autonoma och kooperativa element samt delsystem i syfte att kontrollera och optimera produktionsprocesser.
  • AI, maskin- och djupinlärningsbaserade lösningar för analys och förutsägelse med fokus på prediktivt underhåll och smart beslutsfattande.
  • VR/AR , Virtual reality och Augmented Reality. XPRES har arbetat med VR- och AR-teknologier för industrirobotar som gör det möjligt för operatörer att arbeta med monteringsuppgifterna med hjälp av bärbara enheter, t.ex. Hololense, Vive, etc.
  • Moln och edge computing: molnteknologin ger en flod av resurser, inklusive både datorkapacitet och tillverkningsuppgifter som kräver minimal lokala hårdvara.
  • HRC (Human Robot Collaboration): samarbetet människa-robot kombinerar människors flexibilitet och intelligens tillsammans med en industrirobots noggrannhet och stabilitet. Hållbarhetsmålen inkluderar trevlig arbetsmiljö, lägre energiförbrukning, lägre driftskostnad etc.


Många XPRES-forskare bidrar till området additiv tillverkning, med fokus på 3D-utskrift med metallpulver och 4D-utskrift med smarta material. Dessa forskningsinsatser kräver samarbeten med experter inom strukturmekanik, materialegenskap, ny materialdesign, nya metoder för 3D-uskrift och maskiner.

  • Multifunktionella material
  • Nytt, hållbart material (bio-material)
  • Additiv tillverkning & 4D-utskrift
  • Energieffektiva processer
  • Finmekanik
    • Utrustning: design och konstruktion av precisionsmaskiner och metrologiska instrument;
    • Industriell metrologi: kallibrering, spårbarhet och ovisshet
    • Processer: precisionstillverkning;
    • Delar: dimensionella, geometriska egenskaper och ytfinish.
  • Utveckling och drift av produktionssystem:
    • Processer och metoder för effektiv utveckling
    • Flexibel och omkonfigurerbar industriell automatisering
    • Pålitliga produktionssystem
    • Virtuell produktutveckling
    • Produktionsutveckling i internationella tillverkningsmiljöer
    • Implementering av enkla och billiga IoT-stödda förbättringslösningar på produktionsgolvet


Nästa generation av industri kräver radikalt förändrade tillverkningssystem som kan samexistera med slutna kretslopp och dess miljöbegränsningar. Detta går långt utöver den traditionella uppfattningen om Ind.4.0, eftersom flera dimensioner av produktionen måste utvärderas, inledningsvis de grundläggande affärsmodellerna bakom dem.

  • Cirkulär ekonomi: Övergången till cirkulär ekonomi (CE) genom att implementera Cirkulära Tillverkningssystem (CMS) har blivit oundvikligt för att mildra utmaningarna med resursbrist och instabilitet i resurspriserna, samt för att säkerställa hållbar utveckling.
  • Delningsekonomi: Delningsekonomi på Molnet: flera typer av tillverkningsanordningar, hårdvara och mjukvara kan inkapslas som servicepaket och delas i en gemensam servicepool, vilket är Molnet.
    • Service Level Agreement för Industry 4.0: Forskningsmiljöer i inbyggda system på MDU har arbetat med att flytta intelligenta delar av en fabrik till moln- och delningstjänster mellan olika industriella domäner.
    • Smart Energy Sharing i Reykjavik och Borkum.
  • Produktionsutveckling i Industry 4.0: Produktionsutveckling handlar om att förbättra befintliga produktionssystem och att utveckla nya. Några av de pågående initiativen i gruppen inkluderar koordinering av produktionsutveckling i internationella nätverk inom tillverkning i tider av industri 4.0, datadrivet beslutsfattande för produktionsutveckling, digitala tvillingar av fabriksgolv, infrastruktur för molnbaserad produktion, intelligent tillverkningsunderhåll med Industri 4.0, AI-resonemang, organisering av människa-robot-samarbete och digitalt aktiverad processinnovation.


Framtida roll och utveckling

Figuren nedan sammanfattar XPRES-planerna för de kommande tio åren. XPRES har i dagsläget ett starkt stöd genom finansiering av externa projekt (nationella och internationella), har ett växande nätverk av industriella och akademiska partners och har fått flera priser för sina resultat. Det slutliga målet är att verkligen etablera ett nytt paradigm genom vilket industrin och samhället kan tillhandahålla en hållbar och balanserad cykel: en verklig industriell revolution genom att kombinera målen för hållbarhet och digitalisering som stöds av realistiska affärsmodeller och banbrytande teknologier.

Publikationer

Visa alla publikationer Länk till annan webbplats.

Pågående projekt

ARRAY - Automation Region Research Academy

Projektansvarig: Thomas Nolte


Forskningsområde: Design av realtidssystem Digitalisering av framtidens energi Programvarutestlaboratorium Komplexa inbyggda system i realtid


Huvudfinansiering: The Knowledge Foundation


Automation Region Research Academy (ARRAY) is an industrial postgraduate school at MDU in a close collaboration with several of the world’s foremost companies in automation and robotics. ARRAY contributes to increased competence and development in scientific areas that are of strategic relevance to Swedish industry.

Civilingenjör 4.0 Module C11 "Cyber Security, Industrial Data Protection and Data Integrity"

Projektansvarig: Francesco Flammini


Forskningsområde: Produkt- och produktionsutveckling


Huvudfinansiering: Vinnova


Module C11 addresses the concepts of data privacy, integrity and security in the context of Industry 4.0, cyber-physical production systems and connected industry. It provides learners with basic cyber-security definitions and models as well as practical information to achieve information systems certification against international standards and regulations like ISO 27001 and GDPR.

CPS-based resilience for critical infrastructure protection

Projektansvarig: Francesco Flammini


Forskningsområde: Produkt- och produktionsutveckling


Huvudfinansiering: Vinnova


The project is about building knowledge and networks of partners in order to plan for international funded research project applications on those topics.

Digitala Stambanan

Projektansvarig: Koteshwar Chirumalla


Forskningsområde: Produkt- och produktionsutveckling


Huvudfinansiering: Vinnova


Genom ökad digitalisering skapas helt nya möjligheter till snabbhet och flexibilitet i leverantörskedjorna. Det gör att företagen kan samverka med varandra och med kunderna på helt nya sätt. Projektet fokuserar på dataöverföringen som sker mellan företag/organisationer i ett värdenätverk.

DPAC - Dependable Platforms for Autonomous systems and Control

Projektansvarig: Kristina Lundqvist


Forskningsområde: Cyberfysisk systemanalys Formell modellering och analys av inbyggda system Robotik Säkerhetskritisk teknik Komplexa inbyggda system i realtid Modellbaserad utveckling av inbyggda system


Huvudfinansiering: KK-stiftelsen


The ultimate goal of the DPAC profile is to establish a nationally leading and internationally renowned research centre that facilitate close cooperation between academia and industry to achieve a significant increase in research and available knowhow on advanced dependable platforms for embedded systems.

FIESTA - Federated Choreography of an Integrated Embedded Systems Software Architecture

Projektansvarig: Thomas Nolte


Forskningsområde: Komplexa inbyggda system i realtid


Huvudfinansiering: KK-stiftelsen


The main goal of FIESTA is to develop new solutions that provide scalable real-time performance, in the context of collaborative and adaptive distributed legacy systems, by utilizing resource efficient consolidation while ensuring non-functional properties of timing, safety and security.

FORA - Fog Computing for Robotics and Industrial Automation

Projektansvarig: Hans Hansson


Forskningsområde: Robotik


Huvudfinansiering: European Comission


FORA is a European Training Network (ETN), which will fund and train 15 PhD candidates in the area of Fog Computing, during the period 2017-2021.

Future factories in the Cloud

Projektansvarig: Hans Hansson


Forskningsområde: Datakommunikation Tillförlitlig programvaruteknik Komplexa inbyggda system i realtid


Huvudfinansiering: The Swedish Foundation for Strategic Research


FiC will provide generic solutions for Future factories in the Cloud in the form of an integrated set of techniques and generic tools for future smart products and production systems, including architectural templates for cloud based production; algorithms and tools for safe and secure communication and computation, specifically handling big-data; and techniques for efficient and predictable sharing of computation and communication resources.

INNOFACTURE - innovative manufacturing development

Projektansvarig: Anna Granlund


Forskningsområde: Produkt- och produktionsutveckling Human


Huvudfinansiering: KK-stiftelsen


INNOFACTURE focuses on production innovation as a strategic solution to the future challenges of the manufacturing industry.

Karakuri IoT

Projektansvarig: Yuji Yamamoto


Forskningsområde: Produkt- och produktionsutveckling


Huvudfinansiering: Vinnova


The long-term goal of the research project is to develop hardware and software platform, i.e. modular systems that enables production workers to easily build and implement IoT-aided improvement solutions at the production shop floor.

Karakuri IoT step 2

Projektansvarig: Yuji Yamamoto


Forskningsområde: Produkt- och produktionsutveckling Human


Huvudfinansiering: Vinnova


The goal of the research project is to develop a hardware and software modular system that allows production workers to easily build and implement simple and low-cost IoT-aided improvement solutions at the production shop floor.

Koordinering av digital transformation

Projektansvarig: Anna Granlund


Forskningsområde: Produkt- och produktionsutveckling


Huvudfinansiering: FFI


Projektet syftar till att förbättra tillverkande företags förmåga att hantera och koordinera den digitala transformationen i fabriksnätverk genom att ta fram strategier och organisatoriska strukturer som stödjer och effektiviserar teknikutvecklingen. Det övergripande målet är bättre utnyttjande av nya tekniker och därmed ökad effektivitet och industriell konkurrenskraft.

PERFORMINGRAIL

Projektansvarig: Francesco Flammini


Forskningsområde: Produkt- och produktionsutveckling


Huvudfinansiering: European Union Horizon 2020 Shift2Rail Joint Undertaking


The aim of PERFORMINGRAIL is to delineate through, formal modelling and optimal traffic management, a moving block railway signalling that mitigates potential hazards in the diverse market segments.

PREMIUM - Professional Education for Manufacturing Innovation

Projektansvarig: Jessica Bruch


Forskningsområde: Produkt- och produktionsutveckling Värdedriven innovation och framsyn


Huvudfinansiering: KK-stiftelsen


The aim of this project is that cooperation between academia and industry will establish a national educational alternative with the aim of guaranteeing the supply of advanced skills for Swedish private enterprise.

Recreate: Strategier och användningsområden för att återanvända uttjänta elfordonbatterier

Projektansvarig: Koteshwar Chirumalla


Forskningsområde: Produkt- och produktionsutveckling Digitala och cirkulära industriella tjänster Digitalisering av framtidens energi Resurseffektivisering


Huvudfinansiering: KK-stiftelsen


Recreate-projektet syftar till att utveckla kunskap om hur man kan uppnå effektiva och ekonomiskt genomförbara lösningar för livslängd för EV-batterier för att förbättra den svenska tillverkningsindustrins konkurrenskraft.

Safe and Secure Adaptive Collaborative Systems

Projektansvarig: Marjan Sirjani


Forskningsområde: Certifierbara bevis och justifieringsteknik Cyberfysisk systemanalys Komplexa inbyggda system i realtid


Huvudfinansiering: The Knowledge Foundation


In SACSys, we address the core question of how to provide run-time guarantees of safety and cyber-security for time-critical collaborative adaptive systems.

TransMission

Projektansvarig: Anna Bird


Forskningsområde: Produkt- och produktionsutveckling


Huvudfinansiering: European Regional Development Found, Eskilstuna kommun, Region Sörmland, Lindesbergs kommun


The purpose of the TransMission project is to consolidate a competitive vehicle region by supporting relevant stakeholders in the transition to fossil-free, electric-powered transport, with a strong focus on suppliers.

TRUSTed decision-making system for Cognitive Manufacturing

Projektansvarig: Daniel Sundmark


Forskningsområde: Produkt- och produktionsutveckling Programvarutestlaboratorium



TRUSTCM aims at developing a new decision-making system based on machine learning (ML) and data analytics that can be trusted by providing meaningful explanations of the decisions made. This can be achieved either by improving the structure of the ML model or augmenting the training data with semantic explanations

Avslutade projekt

COPE: Core Plant Excellence

Projektansvarig: Jessica Bruch


Forskningsområde: Produkt- och produktionsutveckling Human


Huvudfinansiering: KK-stiftelsen


The purpose of the COPE-project is to increase knowledge on how the Swedish manufacturing industry can preserve and strengthen its’ role as core plant with undiminished competitive capabilities, in order to compete with excellence.

DAIMP- Data analysis in maintenance planning

Projektansvarig: Antti Salonen


Forskningsområde: Produkt- och produktionsutveckling


Huvudfinansiering: Vinnova


The DAIMP project connects data collection from a detailed machine level to system level analysis. Reaching a system level is necessary to detect critical equipment, differentiate maintenance planning and prioritize the most important equipment in real-time.

EQUIP: User-Supplier integration in production equipment design

Projektansvarig: Jessica Bruch


Forskningsområde: Produkt- och produktionsutveckling


Huvudfinansiering: KK-stiftelsen


The project focuses on an integrated user-supplier approach when designing production equipment, implying preconditions for creating more sustainable production equipment than today contributing to the overall requirements of achieving sustainable and competitive production systems.

Organizing Experience Feedback Loops for Production Innovation (FeedInn)

Projektansvarig: Koteshwar Chirumalla


Forskningsområde: Produkt- och produktionsutveckling Informationsdesign


Huvudfinansiering: KK-stiftelsen/The Knowledge Foundation


The objective of the FeedInn-project is to develop systematic processes, work methods and management practices so as to better organise feedback loops that can strengthen capability in managing production innovation projects.

Reducing maintenance-related waste

Projektansvarig: Marcus Bengtsson


Forskningsområde: Produkt- och produktionsutveckling


Huvudfinansiering: Vinnova


The purpose of the project ‘Reducing maintenance-related waste’ is to develop and test a generic methodology that facilitates systematic maintenance-related waste reduction in Swedish automotive manufacturing industry

SIMMILAR: Systems-of-Systems for Intelligent Manufacturing Maintenance using Industry 4.0, Lean, AI Reasoning

Projektansvarig: Jakob Axelsson


Forskningsområde: Produkt- och produktionsutveckling Artificiell intelligens och intelligenta system Industriell programvaruteknik



Industrial production is meeting new challenges in the global and digitalized economy where consumers are expecting almost instant delivery and where consumption patterns change rapidly based on quickly evolving trends.

Medlemmar

MDU-teamet