Förenar vetenskaplig excellens med industriell nytta

​​
Hur lyckas man driva ett framgångsrikt forskningscentrum under 20 år? Enligt Rikard Söderberg är receptet engagemang, affärsmässigt driv, tålamod och att ha slutanvändaren i fokus.

Wingquistlaboratoriet är ett centrum inom området digital produktframtagning. Deras forskning har lett fram till mjukvaror som kan göra alla typer av beräkningar, från hur stor avvikelse man kan acceptera vid massproduktion av en produkt eller hur man konstruerar en komponent, så att den blir lätt att byta rent ergonomiskt, till hur fabriksmiljön där man bygger bilen kan förbättras. 

Framgångsfaktorer
En av framgångsfaktorerna är det nära samarbetet med industrin, som innebär man tillsammans identifierar nya problem och formulerar forskningsfrågor – till nytta för många. Forskningen bedrivs inom fyra områden:
  • Systemorienterad konstruktion och produktutveckling (Systems Engineering Design)
  • Geometrisäkring och robust konstruktion (Geometry Assurance & Robust Design)
  • Geometri- och rörelseplanering (Geometry & Motion Planning​) och 
  • Automation
Sedan starten för 20 år sedan vi producerat 770 vetenskapliga publikationer​, genomfört 150 forskningsprojekt och fått ut forskningen till Sveriges verkstadsgolv, bland annat via de 56 doktorander som passerat via oss ut i industrin, berättar Rikard Söderberg, föreståndare för Wingquistlaboratoriet.​ Dessutom har ca 180 företag anammat vår forskning i sitt dagliga arbete på olika sätt, via våra mjukvaror, metoder och andra resultat.
Jubileet kommer att firas med start den 2 december genom en digital kampanj med bland annat teknikfilmer, case, intervjuer och samtal. Men först gör vi en tillbakablick – hur och varför startade man Wingquistlaboratoriet?


Globaliseringens utmaningar
På 90-talet påverkades Sverige starkt av EU-inträdet, globaliseringens nya konkurrensvillkor och att digitaliseringen tog fart. 
Det här skakade om svensk industri rejält, särskilt fordonsindustrin. Fords uppköp av Volvo Cars och GM:s uppköp av Saab gav upphov till stor oro för att produktutveckling och produktion skulle försvinna ur landet, säger Rikard.
För att möta utmaningarna startade Nutek (Vinnovas föregångare) det tvärvetenskapliga projektet IT i verkstadsindustrin. Målet var att undersöka hur verkstadsindustrin skulle kunna dra nytta av den akademiska forskningen inom IT och produktion. Rikard drev ett av delprojekten:
– I mitt projekt ”3D tolerance management” funderade vi mycket på hur vi inom akademin kunde stötta industrin. Vi fokuserade på hur man kunde behålla de områden vi var bra på i Sverige och samtidigt öka IT-användningen i industrin.
Bilden ovan: Maskinsektionens dåvarande dekanus, Göran Gerbert, kom med idén att starta ett centrum för produkt- och produktionsutveckling med fokus på datorstödd simulering och initierade en första förberedande styrgrupp med Hans Johannesson, Anders Kinnander och Rikard Söderberg. 

Svensk industriman inspirerade 
Rikard Söderberg, som nyss återvänt till Chalmers efter en tid i industrin, blev tillfrågad om han ville leda ett nytt centrum. Syftet var att stötta produktframtagning, produktutveckling och tillverkning. Dessutom skulle man tillgodose industrins behov av produktionssystem med kortare ledtider, snabbare ”time-to-market” och hög beredskap för integrerad utveckling. 
Vi var eniga om att fokusera på virtuell utveckling för tillverkande industri, berättar Rikard.
Centrumet fick namnet Wingqvist Laboratory, efter mannen som uppfann det sfäriska rullagret och grundade SKF, Sven Wingqvist. 

Logos from allindustrial and research partners

Nära samarbete med industrin
Kärnan i Wingquistlaboratoriets forskning är det nära samarbetet med industrin. Idag har laboratoriet nio industriella partners. Volvo Cars, AB Volvo och GKN (tidigare Volvo Aero) har varit med från starten. Övriga industripartners är Scania, Sandvik, Ikea, Saab, IPS och RD&T Technology. Inledningsvis lade Rikard och hans kollegor ner mycket arbete på att samtala med industrin om deras behov.
De tyckte det var svårt att få grepp om vad Chalmers kunde erbjuda. Man fick lite här och lite där från olika institutioner och det saknades en samlad ingång till Chalmers, säger Rikard. Idag är Wingquistlaboratoriet en arena där svensk industri kan samarbeta med Chalmers inom strategiska områden för produktframtagning.

VINN Excellence center
Ungefär samtidigt som Wingquistlaboratoriet startade gick ryktet om en kommande utlysning via SSF (Stiftelsen för Strategisk Forskning). Rikard och hans team, Johan S. Carlson, Bengt Lennartson och Hans Johannesson, gjorde ett grundligt förarbete.
Utlysningen var på totalt 70 miljoner, berättar Rikard. Vi lyckades få alla tre projekten godkända och kammade hem 28 miljoner, trots stor konkurrens.
När sedan den första utlysningen för Vinnovas kompetenscentrum kom, 2004, kunde Wingquistlaboratoriet visa på den lyckade strategin med projekten och nyttan som centrumet bidrog med. Av 160 sökande valdes Wingquistlaboratoriet ut som ett av 15 VINN Excellenscentra och en viktig milstolpe var nådd.
Wingquistlaboratoriets tid i VINN Excellence (Vinnovas forskningsprogram) sträckte sig över en tioårsperiod med fast finansiering och återkommande utvärderingar. Forskningen bedrevs inom tre teman: Platform-based Development, Smart Assembly och Perceived Quality. 
Utvärderingarna var ganska tuffa, men det stärkte oss både vetenskapligt och industriellt, menar Rikard. 

Kugghjulsmetoden
Sedan starten har man använt en lyckad modell, som bygger på några viktiga kuggar:
För att få starta ett projekt i Wingquist måste det finnas en vetenskaplig utmaning och ett industriellt behov. Om de matchar varandra startar vi ett projekt, berättar Rikard. Normalt avslutas projekt med en ”demonstrator, det vill säga någon form av prototyp, ändrat arbetssätt eller industriell utvärdering. I ”Product & Use”-fasen implementeras resultaten i industrin till exempel via kundspecifika lösningar och utbildningar.
Att vi som forskare ser industrins behov och utvecklar konstruktiva lösningar tillsammans med företagen är bara en av de styrkor vi kan uppvisa. Men vi lär oss mycket genom samarbetet och ser till att vår kompetens och industrins behov matchar varann. 
Model of the research and implementation showing cogwheels and text

Konkurrerande företag delar kunskap
Att man konkurrerar till vardags är inget som hindrat Scania och AB Volvo att delta i centrumet.
AB Volvo har sitt huvudkontor i Göteborg och är rätt självklara partners. Att senare få inkludera Scania är vi stolta över. Vi ser det som ett bevis på att vi utvecklar saker som bägge har stor nytta av. Bägge företagen använder idag programvarorna RD&T och IPS som vi kommersialiserat. 
Främst har forskningen kommit fordonsindustrin till nytta, men på senare tid har sig fler anslutit sig till centrat, bland annat IKEA. Rikard förklarar: 
Vi har ett projekt tillsammans om geometrisäkring, dvs att få alla bitarna att passa. Oavsett om det är en flygplansmotor eller en Billyhylla som ska monteras, så måste bitarna passa ihop.
De här problemen finns överallt och tekniken går att applicera på många olika typer av produkter. Eftersom fordonsindustrin är hårt konkurrensutsatt har de varit snabbare på att visa intresse för forskningsområdet. Men vi ser en ökad uppmärksamhet från fler områden nu, säger Rikard.

Globalt genomslag
Under åren har flera programvaror vidareutvecklats i Wingquistlaboratoriet. Två av dem har kommersialiserats. Eftersom Chalmers inte utvecklar och säljer kommersiell programvara så startades ett företag, RD&T Technology (simulering för geometrisäkring), som sålde sin första licens till Volvo Cars redan 1998. En annan programvara är IPS (Industrial Path Solutions) som blev kommersiell 2004.
– Arbetet i spinoff-bolagen ligger utanför Wingquistlaboratoriet och inte direkt vetenskapligt värdeskapande. Däremot tar mjukvaran forskningen ut till fabriksgolvet där den gör nytta och används av tusentals användare globalt i stora företag. Detta är även en viktig mekanism för att se vad som fungerar och vad som behövs härnäst.​  

Glädjen i att driva ett centrum
Wingquistlaboratoriet har levererat forskning av erkänt hög kvalitet och har sedan starten producerat 770 vetenskapliga publikationer. Men mest stolt är Rikard över att forskningen kommer till användning i industrin. 
Jag drivs av att utveckla någonting som blir ”på riktigt” och används industriellt – att få konkretisera en idé! Min personliga målbild har alltid varit att det i slutänden finns en kund som vill ha våra saker. 
Jag har velat skapa en mångfald när jag byggt vårt team: att hitta folk som kompletterar varandra och fungerar tillsammans. I botten måste man ha liknande grundvärderingar. Men man måste ge alla möjlighet att glänsa inom sitt område, samtidigt som det bidrar till helheten, säger Rikard.  

Industribehov som förändras
Plattformsteknologi, system, produktutveckling, geometrisäkring, rörelseplanering för robotar och automation är så centralt för industrin att de är fortfarande relevanta forskningsområden. Men idag efterlyser företagen allt mer automation och stöttning av digitala verktyg för olika typer av optimering, analys och visualisering. 
Man efterfrågar också digitala informationsflöden som följer med från tidiga utvecklingsfaser genom hela kedjan, förklarar Rikard. Önskemålen är att de även ska ta hand om eftermarknad, underhåll och sådant i framtiden. Han fortsätter:
– Många vill också kunna justera och optimera produktionen i realtid. Det kan liknas vid ett reglersystem, där digitala tvillingar hanterar de olika mekaniska och fysikaliska fenomen samt variationer som verkligheten innehåller. 

Smarta och miljömässigt hållbara fabriker
Ett exempel finns i SSF-projektet Smart Assembly 4.0 som har som vision den självkompenserande fabriken.
Det kan handla om att matcha rätt bitar mot varandra, att justera fixturer och utrustning och att välja rätt sekvens vid exempelvis punktsvetsning, förklarar Rikard. Redan nu kan våra metoder få ner variationen ytterligare 50 procent. Förutom en ekonomisk vinst, är det också miljömässigt hållbarare, eftersom det reducerar både spill och materialanvändning.

Fortsätter bidra till digitaliseringen​
Rikard Söderberg menar att detta bara är början och att Wingquistlaboratoriet kommer att fortsätta att bidra till industrins digitalisering, både vad gäller informationsflödet och de respektive ingenjörsaktiviteterna, mot en mer eller mindre automatiserad process.
Under våra 20 år har vi ständigt utvärderat oss själva för att garantera att vår forskning är relevant och ligger i framkant. Det är avgörande för att kunna leverera på topp akademiskt samtidigt som vi fortsätter vara intressanta för industrin, säger Rikard. Och det hoppas vi kunna fortsätt med i minst 20 år till, avslutar Rikard Söderberg och ler.





Publicerad: fr 27 nov 2020.