Optimaal gebruik van kartonnen dozen voor verzending
Producten worden vaak in te grote dozen verzonden. De totale verpakking is vaak veel groter dan de inhoud. Een parfumflesje wordt bijvoorbeeld verzonden in een verpakking ter grootte van een schoenendoos. Deze doos is vervolgens opgevuld met opvulmateriaal om de lege ruimte op te vullen. Dit is niet duurzaam. Hiervoor is nu een oplossing bedacht.
Online retail verandert voortdurend – de laatste trends en seizoensgebonden schommelingen beïnvloeden de structuur van artikelen en bestellingen. Met een toenemende productdiversiteit en een variabele orderstructuur groeit ook het assortiment verzenddozen. Hoewel de beschikbare soorten verpakkingen steeds diverser worden, daalt in veel gevallen de mate van volumegebruik. Artikelen die weinig verpakking nodig hebben, zoals parfums, cosmetica en sieraden, komen in te grote dozen terecht. Dit komt grotendeels doordat verpakkingen niet worden geselecteerd op basis van veranderende product- en ordereisen, zoals afmetingen en gewicht. Onderzoekers van Fraunhofer IML pakken dit probleem aan met de software CASTN (Carton Set Optimization).
Optimale kartonset
CASTN stelt de optimale kartonset samen voor de individuele artikel- en orderstructuur voor verzendbedrijven. “Als een detailhandelaar een set van tien verschillende dozen wil gebruiken op zijn pakstations, moeten deze worden aangepast aan de order- en artikelstructuur om het best mogelijke volumegebruik te bereiken. De producten moeten zoveel mogelijk van het volume van de doos vullen, zodat er zo min mogelijk opvulling zoals noppenfolie nodig is,” legt Lukas Lehmann, wetenschapper bij Fraunhofer IML, uit.
Software-algoritmen
Om dit te bereiken voert het ontwikkelingsteam van Fraunhofer IML klantgegevens (order-, artikelstam- en verpakkingsspecificatiegegevens) in CASTN in. Om een representatieve tijdsperiode weer te geven, inclusief seizoensgebonden schommelingen, beslaan de gegevens over het algemeen een volledig jaar. Met behulp van deze invoerparameters berekenen twee onderling verbonden software-algoritmen samen de optimale set dozen. Deze houden rekening met de eisen van de klant, zoals minimale of maximale verpakkingsformaten, en met de behoeften van de logistieke dienstverlener.
Verpakkingsvolume minimaliseren
CASTN werkt met twee algoritmen: Het eerste maakt gebruik van een evolutionaire benadering om verschillende sets dozen te creëren op basis van parameters zoals het aantal toegestane dozen of de maximale en minimale afmetingen. Het tweede algoritme – een bin-packing algoritme – zorgt ervoor dat de orders efficiënt worden verpakt in de geselecteerde dozen. Het doel hiervan is om het verpakkingsvolume te minimaliseren en een zo klein mogelijk totaalvolume te bereiken.
30% artikel, 70% lucht
Aan het einde van dit proces beoordeelt de software elke doos in een set en controleert hoe goed de interne capaciteit wordt gevuld door de bestelling die erin zit. Deze informatie wordt teruggekoppeld naar het evolutionaire algoritme, dat de score van elke doos gebruikt om nieuwe, betere sets te maken. Dit gaat zo door tot er geen beter volumegebruik kan worden bereikt. “Klanten zijn zich vaak niet bewust van het volumegebruik van hun verpakkingen, dat vaak maar rond de 30% ligt. Ze hebben geen idee hoeveel lucht ze versturen. Dit is wat onze software berekent,” zegt de onderzoeker. Zodra de optimalisatie is voltooid, worden de resultaten samen met de klant geanalyseerd, zodat zij de juiste kartonset kunnen kiezen.
Verschillende industriële partners, elk met hun eigen online retailbedrijf, hebben al geprofiteerd van de optimalisatie van de kartonset en hebben hun volumegebruik met 35 tot 45% verhoogd, terwijl ze ook het aantal gebruikte kartonsoorten hebben verminderd.
E-commerce milieubewuster maken
In de volgende fase willen Lehmann en zijn team de functionaliteit van de software uitbreiden met complexe artikelvormen en aanvullende artikelkenmerken. “We willen dat CASTN de duurzaamheid in de logistiek verhoogt. Verpakkings- en opvulmateriaal kan worden verminderd door optimaal op elkaar afgestemde kartonsets te gebruiken. Dit resulteert in een betere belading van vrachtwagens en minder CO2-uitstoot en kan ook ruimteverspilling voorkomen,” zegt Lehmann. Door CASTN te gebruiken, kunnen bedrijven die producten verzenden een verschil maken voor de planeet en tegelijkertijd besparen op verpakkings- en transportkosten.
Openingsfoto: Met behulp van de CASTN-optimalisatiesoftware kunnen verzendbedrijven de optimale set dozen selecteren voor elk artikel en elke orderstructuur (foto: Fraunhofer IML)
Lees ook: Albert Heijn laat robots bestellingen van klanten inpakken
Lijm gemaakt van veren
Lijmen zijn bijna altijd gebaseerd op fossiele grondstoffen zoals ruwe olie. Fraunhofer-onderzoekers hebben nu een proces ontwikkeld waarmee de biogebaseerde grondstof keratine kan worden gebruikt. Deze krachtige eiwitverbinding komt bijvoorbeeld voor in kippenveren. Verschillende lijmen voor verschillende toepassingsgebieden zijn mogelijk.
Lijmen zijn bijna overal aanwezig: in sportschoenen, smartphones, vloerbedekking, meubels, textiel en verpakkingen. Zelfs de voorruit van auto’s wordt gelijmd. Experts kennen meer dan 1.000 verschillende lijmsoorten. Deze lijmen bijna elk denkbaar materiaal aan elkaar. Lijm weegt niet veel en is daarom geschikt voor lichtgewicht constructies. Bovendien trekken gelijmde oppervlakken niet krom omdat de druk gelijkmatig wordt verdeeld, in tegenstelling tot schroefverbindingen. Lijm roest niet en dicht af tegen vocht. Daarnaast zijn oppervlakken die met lijm zijn verbonden minder gevoelig voor trillingen. En lijmen zijn goedkoop en relatief eenvoudig om mee te werken.
Veren van pluimveevleesproductie
Tot nu toe werden lijmen bijna altijd geproduceerd uit fossiele grondstoffen zoals ruwe olie. Het Fraunhofer Institute for Interfacial Engineering and Biotechnology IGB pakt het nu anders aan. De onderzoekers gebruiken veren als uitgangsmateriaal in plaats van ruwe olie. Veren hopen zich op als afval tijdens de productie van pluimveevlees. Ze worden vernietigd of gemengd in diervoeder. Veren zijn echter veel te goed voor afval, omdat veren het structurele eiwit keratine bevatten. Dit biopolymeer wordt door dieren gevormd voor klauwen, hoeven en veren. De vezelstructuur zorgt voor een hoge sterkte.
Keratine voor de productie van kleefstoffen
Keratine is een milieuvriendelijke stof omdat het biologisch afbreekbaar is. Door zijn structuur heeft het ook eigenschappen die het bijzonder geschikt maken voor de productie van kleefstoffen. De polymeerstructuur in combinatie met de eigenschap om via functionele groepen crosslinkingreacties aan te gaan, maakt keratine voorbestemd voor de productie van allerlei soorten lijmen. “De eigenschappen die nodig zijn voor lijmsoorten zijn tot op zekere hoogte al aanwezig in het uitgangsmateriaal. Ze hoeven alleen maar te worden blootgelegd, gemodificeerd en geformuleerd,” legt projectmanager Dr. Michael Richter uit.
KERAbond
In het KERAbond-project “Speciality chemicals from tailor-made functional keratin proteins” staat Kera voor keratine en het Engelse woord bond voor binding . In dit project heeft Fraunhofer IGB de afgelopen drie jaar samengewerkt met Henkel AG & Co. KGaA, gespecialiseerd in de kleefstoffensector.
De projectpartners hebben een nieuw proces ontwikkeld en geoptimaliseerd. In de eerste stap worden de door het slachthuis geleverde veren gesteriliseerd, gewassen en mechanisch versnipperd. Daarna volgt een enzymatisch proces waarbij de lange-keten polymeren of eiwitketens via hydrolyse worden afgebroken tot korte-keten polymeren.
Lijmen, verharders, coatings en primers
Het resultaat? De korte-keten polymeren kunnen dienen als uitgangsmateriaal voor de verdere ontwikkeling van speciaal geformuleerde kleefstoffen. “We gebruiken het proces en de chemicaliën als een gereedschapskist waarmee we de gewenste eigenschappen van het eindproduct kunnen produceren,” zegt Richter. Op deze manier kunnen parameters zoals uithardingstijd, elasticiteit, temperatuurgedrag of sterkte van de gewenste speciale lijm worden gedefinieerd. Bovendien is het mogelijk om niet alleen eenvoudige lijmen te produceren, maar ook verwante stoffen zoals verharders, coatings of primers.
Volgende stap
De volgende stap is opschaling. Deze opschaling vond plaats in het Fraunhofer Centre for Chemical-Biotechnological Processes CBP in Leuna. Het doel was om te bewijzen dat de productie van de chemicaliën op basis van keratine ook kosteneffectief op industriële schaal kan worden gerealiseerd. Verschillende kilo’s kippenveren werden verwerkt en het geproduceerde materiaal werd gebruikt voor de eerste veelbelovende materiaaltests bij het Fraunhofer IGB en bij Henkel.
Bouwsteen voor een bio-geïnspireerde economie
Het Fraunhofer IGB houdt zich al jaren bezig met alle aspecten van de bio-economie en heeft veel expertise opgebouwd op het gebied van bijvoorbeeld keratine. Daarom benaderde het chemiebedrijf Henkel de Fraunhofer IGB voor dit project. Economisch gezien legt het project gewicht in de schaal. Volgens Statista werd in 2019 alleen al in Duitsland ongeveer een miljoen ton lijmen geproduceerd. Hun totale waarde bedraagt ongeveer 1,87 miljard euro.
Patentaanvraag
En ook de wetenschappelijke output is indrukwekkend: Er is een patentaanvraag ingediend voor het nieuwe proces en er is een publicatie verschenen in een wetenschappelijk tijdschrift. Twee doctoraatsstudenten, die intensief onderzoek hebben gedaan naar het project bij Henkel en Fraunhofer, zullen naar verwachting in het eerste kwartaal van 2024 hun proefschrift afronden. De nieuwe technologie op basis van keratine zal de duurzame en bio-geïnspireerde productie van veel chemicaliën mogelijk maken.
Openingsfoto: Veren bevatten keratine, een in water onoplosbaar structureel eiwit waaruit bestanddelen van kleefstoffen kunnen worden gemaakt (foto: Fraunhofer IGB)
Lees ook: Bioactief composiet ondersteunt de genezing van botbreuken
Vijf robottrends in 2024
International Federation of Robotics (IFR) maakte begin januari wereldkundig waar de robotdichtheid het dichtst is ter wereld. De voorraad operationele robots over de hele wereld heeft inmiddels een nieuw record bereikt van ongeveer 3,9 miljoen exemplaren. Dit aantal is gedreven door een aantal bijzondere technologische innovaties. IFR zet vijf robottrends op een rij.
De snelheid waarmee robots in fabrieken over de hele wereld worden toegepast is indrukwekkend: de nieuwe gemiddelde robotdichtheid wereldwijd heeft een recordhoogte bereikt van 151 robots per 10.000 werknemers. Dit is meer dan het dubbele van het aantal dat in 2016 werd gemeten. Volgens het IFR zijn er vijf robottrends die de laatste tijd steeds meer terrein winnen.
1. Artificiële intelligentie (AI) en machine learning
De trend om artificiële intelligentie te gebruiken in robotica en automatisering blijft groeien. De opkomst van generatieve AI maakt nieuwe oplossingen mogelijk. Deze subset van AI is gespecialiseerd in het creëren van iets nieuws uit dingen die het via training heeft geleerd en is populair gemaakt door tools zoals ChatGPT. Robotfabrikanten ontwikkelen generatieve AI-gestuurde interfaces waarmee gebruikers robots intuïtiever kunnen programmeren door natuurlijke taal te gebruiken in plaats van code. Werknemers hebben niet langer gespecialiseerde programmeervaardigheden nodig om de acties van de robot te selecteren en aan te passen.
Voorspellend onderhoud
Naast generatieve AI komt voorspellende AI steeds vaker voor . Gegevens over robotprestaties worden geanalyseerd om de toekomstige staat van systemen te bepalen. Voorspellend onderhoud kan zorgen voor minder downtime van machines. In de automotive kost elk uur niet geplande stilstand naar schatting 1,3 miljoen dollar – zo meldt de Information Technology & Innovation Foundation. Dit wijst op het enorme kostenbesparingspotentieel van voorspellend onderhoud. Machine learning kan ook data analyseren van meerdere robots die hetzelfde proces uitvoeren. Het voordeel hiervan is optimalisatie. Over het algemeen geldt: hoe meer gegevens een machine learning algoritme ontvangt, hoe beter het presteert.
2 – Cobots breiden uit naar nieuwe toepassingen
De samenwerking tussen mens en robot blijft een belangrijke trend in de robotica. Dankzij de snelle vooruitgang op het gebied van sensoren, vision-technologieën en slimme grijpers kunnen robots in realtime reageren op veranderingen in hun omgeving en zo veilig naast menselijke werknemers werken.
Cobots bieden een nieuw hulpmiddel en kunnen werknemers ontlasten en ondersteunen. Ze kunnen helpen bij taken waarbij zware onderdelen getild moet worden, waarbij repeterende bewegingen nodig zijn of waarbij in gevaarlijke omgevingen moet worden gewerkt. Het aanbod van collaboratieve toepassingen door robotfabrikanten blijft groeien. Een recente marktontwikkeling is de toename van cobot lastoepassingen, gedreven door een tekort aan geschoolde lassers. Deze vraag toont aan dat automatisering geen tekort aan arbeidskrachten veroorzaakt, maar eerder een middel is om dit tekort op te lossen. Er komen ook nieuwe concurrenten op de markt met een specifieke focus op cobots. Mobiele manipulatoren, de combinatie van collaboratieve robotarmen en mobiele robots (AMR’s), bieden nieuwe gebruiksscenario’s die de vraag naar cobots aanzienlijk kunnen vergroten.
3 – Mobiele manipulatoren
Mobiele manipulatoren – de zogenaamde “MoMas” – automatiseren material handling taken in sectoren zoals de automotive, logistiek of lucht- en ruimtevaart. Ze combineren de mobiliteit van robotplatforms met de beweeglijkheid van manipulatorarmen. Hierdoor kunnen ze door complexe omgevingen navigeren en objecten manipuleren, wat cruciaal is voor toepassingen in de productie. Uitgerust met sensoren en camera’s voeren deze robots inspecties en onderhoudstaken uit op machines en apparatuur. Een van de belangrijke voordelen van MoMas is hun vermogen om samen te werken en werknemers te ondersteunen. Een tekort aan geschoolde technici zal de vraag waarschijnlijk doen toenemen.
4 – Digital twins
Digital twin-technologie wordt steeds vaker gebruikt als hulpmiddel om de prestaties van een fysiek systeem te optimaliseren door een virtuele replica te maken. Aangezien robots steeds meer digitaal geïntegreerd zijn in fabrieken, kunnen digital twins hun operationele gegevens uit de echte wereld gebruiken om simulaties uit te voeren en waarschijnlijke uitkomsten te voorspellen. Omdat de twin puur als computermodel bestaat, kan hij zonder veiligheidsimplicaties worden getest en aangepast. Dit leidt tot kostenbesparing. Digital twins overbruggen de kloof tussen de digitale en de fysieke wereld.
5 – Humanoïde robots
Robotica is getuige van aanzienlijke vooruitgang in humanoïde robots. Ze zijn ontworpen om een breed scala aan taken uit te voeren in verschillende omgevingen. Dankzij het mensachtige ontwerp met twee armen en twee benen kan de robot flexibel worden ingezet in werkomgevingen die eigenlijk voor mensen zijn gemaakt. Hij kan daardoor gemakkelijk worden geïntegreerd in bijvoorbeeld bestaande magazijnprocessen en -infrastructuur.
Robottrends
“De vijf elkaar versterkende robottrends in 2024 laten zien dat robotica een multidisciplinair gebied is waar technologieën samenkomen om intelligente oplossingen te creëren voor een breed scala aan taken”, zegt Marina Bill, voorzitter van de International Federation of Robotics. “Deze vooruitgang blijft vorm geven aan de samensmelting van de industriële en dienstverlenende robotica-sectoren en de toekomst van werk.”
Nieuwe AI-tool ontdekt realistische ‘metamaterialen’ met ongewone eigenschappen
Een coating die objecten in het zicht kan verbergen, of een implantaat dat zich precies zo gedraagt als botweefsel. Deze bijzondere objecten zijn al gemaakt van ‘metamaterialen’. Onderzoekers van de TU Delft hebben nu een AI-tool ontwikkeld. Met deze tool is het mogelijk dit soort bijzondere materialen te ontdekken, maar ze ook maakbaar en duurzaam te ontwerpen. Dit biedt de mogelijkheid producten met ongekende eigenschappen te maken. Ze publiceerden hun bevindingen in Advanced Materials.
De eigenschappen van normale materialen, zoals stijfheid en flexibiliteit, worden bepaald door de moleculaire samenstelling van het materiaal. Maar de eigenschappen van metamaterialen worden bepaald door de geometrie van de structuur waaruit ze zijn opgebouwd. Onderzoekers ontwerpen deze structuren digitaal en laten ze vervolgens 3D-printen. De resulterende metamaterialen kunnen onnatuurlijke en extreme eigenschappen vertonen. Onderzoekers hebben bijvoorbeeld metamaterialen ontworpen die, ondanks dat ze solide zijn, zich gedragen als een vloeistof.
Materiaalontwikkeling
“Traditioneel gebruiken ontwerpers de materialen die ze tot hun beschikking hebben om een nieuw apparaat of een machine te ontwerpen. Het probleem daarbij is dat de beschikbare materiaaleigenschappen beperkt zijn. Sommige eigenschappen die we graag willen hebben, bestaan gewoon niet in de natuur. Onze aanpak is: vertel ons wat je als eigenschappen wilt hebben en wij ontwikkelen een geschikt materiaal met die eigenschappen. Wat je dan krijgt, is niet echt een materiaal, maar iets dat het midden houdt tussen een structuur en een materiaal, een metamateriaal.” Aan het woord is hoogleraar Amir Zadpoor van de afdeling Biomechanical Engineering.
Omgekeerd ontwerp
Zo’n ontdekkingsproces van materialen vereist het oplossen van een zogenaamd omgekeerd probleem. Het probleem van het vinden van de geometrie die de gewenste eigenschappen oplevert. Deze inverse problemen zijn berucht vanwege hun moeilijkheid, en dat is waar AI om de hoek komt kijken. Onderzoekers van de TU Delft ontwikkelden deep learning-modellen die deze inverse problemen oplossen.
Metamaterialen
“Zelfs als inverse problemen in het verleden werden opgelost, waren ze beperkt. Dit kwam door de vereenvoudigende aanname dat de kleinschalige geometrie kan worden gemaakt van een oneindig aantal bouwstenen. Het probleem met die aanname is dat metamaterialen meestal gemaakt worden door 3D-printen. En echte 3D-printers hebben een beperkte resolutie. Daardoor is het aantal bouwstenen dat in een apparaat past, beperkt, zegt eerste auteur dr. Helda Pahlavani.
AI-modellen
De AI-modellen van de TU Delft-onderzoekers slaan een nieuwe weg in door deze vereenvoudigende aannames te omzeilen. “We kunnen nu dus simpelweg vragen: hoeveel bouwstenen kun je met jouw productietechniek in het apparaat verwerken? Het model vindt vervolgens de geometrie die de gewenste eigenschappen geeft voor het aantal bouwstenen dat je daadwerkelijk kunt maken.”
Volledig potentieel benutten
Een groot praktisch probleem dat in eerder onderzoek onderbelicht bleef, was de duurzaamheid van metamaterialen. De meeste bestaande ontwerpen gaan kapot zodra ze een paar keer zijn gebruikt. “Tot nu toe ging het alleen om de eigenschappen die kunnen worden bereikt. Onze studie houdt rekening met duurzaamheid en selecteert de meest duurzame ontwerpen uit een grote pool van ontwerpkandidaten. Dit maakt onze ontwerpen echt praktisch en niet alleen theoretische avonturen”, zegt Zadpoor.
Mogelijkheden
De mogelijkheden van metamaterialen lijken eindeloos. Maar het volledige potentieel is nog lang niet benut, zegt universitair docent Mohammad J. Mirzaali. Dit komt doordat het vinden van het optimale ontwerp van metamaterialen op dit moment nog grotendeels gebaseerd is op intuïtie. Dit gaat gepaard met vallen en opstaan en is daardoor arbeidsintensief is. Het gebruik van een omgekeerd ontwerpproces, waarbij de gewenste eigenschappen het uitgangspunt van het ontwerp vormen, is nog steeds zeldzaam binnen het metamateriaalveld. “Maar we denken dat de stap die we hebben gezet, revolutionair is voor metamaterialen. Het kan tot allerlei nieuwe toepassingen leiden.” De onderzoekers zien mogelijke toepassingen in orthopedische implantaten, chirurgische instrumenten, zachte robots, adaptieve spiegels en exo-skeletten.
Bron en beeld: TU Delft
RWE start bouw van grootschalig batterijopslagproject in Nederland
RWE breidt zijn wereldwijde activiteiten op het gebied van batterijopslag verder uit. Het bedrijf is nu begonnen met de bouw van zijn eerste Nederlandse batterijopslagproject op grote schaal met een geïnstalleerd vermogen van 35 megawatt (MW) en een opslagcapaciteit van 41 megawattuur (MWh).
In totaal zullen 110 lithium-ion batterijrekken worden geïnstalleerd bij de biomassacentrale van RWE in de Eemshaven. Dit zal gebeuren op een oppervlakte van ongeveer 3.000 vierkante meter. Het is de bedoeling dat het batterijopslagproject regelbaar vermogen gaat leveren en vanaf 2025 op de groothandelsmarkten gaat opereren.
Fluctuerende elektriciteitsproductie
Het batterijproject is een belangrijke stap in de richting van een portfolio van innovatieve, flexibele energiebronnen. Dit is nodig om fluctuerende elektriciteitsproductie van windenergie optimaal te integreren in het Nederlandse energiesysteem. De windenergie is afkomstig van het offshore windpark “OranjeWind” dat momenteel in ontwikkeling is.
Systeemintegratie
In 2022 wist RWE de realisatie van dit offshore project voor de Nederlandse kust te bemachtigen met een blauwdruk voor volledige systeemintegratie waarbij windenergie gecombineerd wordt met de opwekking van groene waterstof en andere innovatieve oplossingen zoals batterijopslag.
Eerste grootschalig batterijopslagproject
Roger Miesen, CEO RWE Generation en Country Chair van de Benelux: “Ik ben heel trots dat we nu begonnen zijn met de bouw. Het eerste grootschalige batterijopslagproject van RWE in Nederland is een grote stap op weg naar een betrouwbare elektriciteitsvoorziening in een steeds groener wordend nationaal energiesysteem. Zo dragen we actief bij aan het (verder) stabiliseren van het Nederlandse elektriciteitsnet.”
800 elektrische voertuigen
Het batterijopslagsysteem kan meer dan een uur werken met de geïnstalleerde capaciteit van 35 MW. In theorie is dit voldoende om ongeveer 800 elektrische voertuigen op te laden. Het systeem is zo ontworpen dat het vrijwel technologieoverschrijdend is te koppelen met de energiecentrales van RWE in Nederland. Dit maakt een optimaal beheer van energie mogelijk, die door geselecteerde eenheden individueel, of als groep, kan worden geleverd.
Europa, Australië, VS
Als aanjager van de energietransitie ontwikkelt, bouwt en beheert RWE batterijopslagsystemen in Europa, Australië en de VS. Momenteel exploiteert het bedrijf batterijopslagsystemen met een totale capaciteit van ongeveer 700 megawatt. Het heeft daarnaast wereldwijd meer dan 1 gigawatt aan batterijopslagprojecten in aanbouw. RWE is van plan om zijn batterijopslagactiviteiten uit te breiden tot zes gigawatt wereldwijd in 2030.
Megabatterij
Begin 2023 nam RWE een eerste megabatterij in gebruik in Lingen en Werne (beide Duitsland). Dit met een capaciteit van 117 MW. Een 220 MW project is momenteel in aanbouw op twee locaties in Noordrijn-Westfalen. In 2023 nam het bedrijf de Britse ontwikkelaar van zonne-energie en batterijen JBM Solar over. Dit bedrijf heeft een geavanceerde batterijprojectontwikkelingspijplijn van 2,3 gigawatt.
Groot, groter, grootst
RWE plant, bouwt en exploiteert innovatieve gecombineerde zonne- en opslaginstallaties op haar Duitse dagbouwlocaties. Daarnaast heeft het bedrijf de aanbesteding gewonnen voor een batterijopslagsysteem met lange levensduur (50 megawatt / 400 MWh) in Australië. In de VS heeft het bedrijf zijn eerste batterijopslagsysteem op grote schaal aangesloten op het elektriciteitsnet van Californië in 2023. De 137 MW-faciliteit van Fifth Standard – tot nu toe de grootste opslagfaciliteit van het bedrijf in de VS – is gekoppeld aan een zonne-PV-installatie van 150 MW in Fresno County, Californië.
Bron en beeld: RWE
Lees ook: Proef met vliegwiel als duurzame, kinetische batterij op bouwplaats gestart
Transport met luchttaxi’s tijdens Olympische Spelen 2024
Voor het eerst kunnen bezoekers van de Olympische Spelen van 2024 met luchttaxi’s naar de locaties vliegen, stelt Fraunhofer FHR. Verticaal opstijgende vliegtuigen zoals drones, multirotors en luchttaxi’s zullen opstijgen van en landen op platformen die bekend staan als vertiports. Onderzoekers van het Fraunhofer Institute for High Frequency Physics and Radar Techniques FHR ontwikkelen een volledig digitaal sensornetwerk, inclusief een radarsensor. Hiermee zal men in staat zijn om het luchtverkeer op een vertiport nauwlettend in de gaten te houden en veilig transport te garanderen.
Drones en multirotors worden al gebruikt in de civiele bescherming, door brandweerkorpsen en voor bruginspecties. In de toekomst zullen deze onbemande luchtvaartuigen (UAV’s) ook voor andere taken worden gebruikt, zoals in de logistiek voor het bezorgen van pakketten. Bij de Olympische Spelen van 2024 in Parijs kunnen de eerste passagiers in Europa luchttaxi’s nemen om naar de locaties te vliegen. Luchtvaartmaatschappijen zijn van plan om Olympische locaties uit te rusten met elektrische verticale start- en landingssystemen, ook wel eVTOL’s genoemd.
Transport via vertiports
In eerste instantie zal een mens de drone-systemen besturen, met één passagier per taxi. In de komende jaren is autonome besturing het streven, mits de maatschappij dit accepteert. Een belangrijk aspect van dit concept is de veiligheid van de vertiports. Deze worden gebruikt voor het lanceren en landen van eVTOL’s. Doel is om ze te integreren in daken, treinstations, parkeerplaatsen en andere stedelijke structuren. Vertiports moeten voldoen aan de strengste veiligheidseisen. Onderzoekers van Fraunhofer FHR willen een belangrijk deel van de veiligheid van de nieuwe dronestops aanpakken. Hoe? Door ze uit te rusten met een modulair, volledig digitaal sensornetwerk, waaronder een radarsensor. Het netwerk kis aan te passen aan de grootte van elke vertipoort. Het maakt daarbij gebruik van zowel actieve als passieve sensoren.
Radarnetwerk
“De knooppunten zijn volledig digitaal en elke sensor in het netwerk functioneert volledig autonoom. De sensoren vormen zelf een netwerk. Ze kunnen zichzelf onafhankelijk lokaliseren en organiseren. Op basis van het principe van edge computing heeft elke sensor zijn eigen computerunit. Hij kan de locatie van andere sensoren in het netwerk detecteren,” legt Oliver Biallawons uit. Hij is wetenschapper en lid van de interdisciplinaire expertisegroep “Civil Drone Systems” bij Fraunhofer FHR in Wachtberg. De taak van het zenden en ontvangen wordt verdeeld tussen de individuele sensoren. Deze werken onderling samen. Installatie van de gedecentraliseerde actieve en passieve sensoren gebeurt op de grond. Ze werken samen om het hele start- en landingsplatform en het luchtruim erboven waar te nemen. Het netwerk beslist welke sensor naar behoefte in actieve (zenden en ontvangen) en passieve (alleen ontvangen) modus werkt. Hoe meer sensoren in het netwerk, hoe groter het gebied dat men kan bewaken. Zelfs bij het toevoegen of verwijderen van een sensor of radarknooppunt kan het radarnetwerk feilloos blijven functioneren.
Draadloze communicatie
De sleutel tot de autonome organisatie en gedecentraliseerde verwerking van het netwerk is de verbinding tussen de individuele knooppunten via draadloze communicatiekanalen. Deze zijn geïntegreerd in het radarsignaal. Door de netwerkcommunicatie te integreren in het radarsignaal kan het signaal naadloos worden geïntegreerd in toekomstige telecommunicatie-infrastructuren. Dit is een belangrijke mijlpaal op weg naar het samenvoegen van volwaardige radar en telecommunicatie. “We integreren het communicatiesignaal in de radargolven in plaats van aparte kanalen te gebruiken voor radar en communicatie,” aldus de ingenieur.
Obstakels classificeren
De onderzoekers van het Civil Drone Systems (CDS) Network noemen nog een belangrijk kenmerk van het radarnetwerk. Het systeem kan, in tegenstelling tot testbewakingssystemen op basis van mobiele radio, eVTOL’s detecteren die geen communicatieapparaat zoals een chip of tag hebben. Dankzij de toevoeging van AI kan de veiligheidsoplossing niet alleen obstakels detecteren die inkomende of uitgaande vliegroutes blokkeren, maar deze ook classificeren. Dit betekent dat het objecten zoals bomen, vogels en drones kan classificeren. Het radarnetwerk kan zelfs de grootte van een drone en het aantal rotors herkennen.
Sensorsysteem
Het sensorsysteem bestaat al als demonstratiemodel, maar is nog niet geminiaturiseerd. “Naarmate de verstedelijking voortschrijdt, verwachten we op een gegeven moment ook dat transportsystemen de lucht in gaan. Dit kan alleen worden bereikt met behulp van geavanceerde veiligheidssystemen zoals ons modulaire, veerkrachtige netwerk van stralingsarme, communicerende radarknooppunten. Daarmee is foutloos starten en landen mogelijk,” aldus de onderzoeker. Het systeem wordt niet alleen overwogen voor gebruik in vertiports. In de toekomst zou het ook corridors door steden kunnen bewaken die door transportdrones worden gebruikt.
Openingsfoto: Radarnetwerken voor de toekomst van stedelijke luchtmobiliteit (foto: Fraunhofer FHR/Andreas Schoeps)
Lees ook: Futuristisch eVTOL voor Melbourne
Snel en automatisch lasfouten herkennen met artificiële intelligentie
Grondstoffen en energie besparen in productieprocessen is het motto van de dag. Dit geldt ook voor het lassen in de metaalsector. Het is belangrijk dat lasfouten (vaak gebruikersfouten) snel en automatisch worden herkend. Artificiële intelligentie (AI) kan hierbij helpen. Fraunhofer IPA heeft een AI-concept ontwikkeld voor het bedrijf Lorch.
Geschoolde technici zijn schaars. Bedrijven moeten daarom vaak vertrouwen op onervaren personeel. Hierdoor is de kans op gebruikersfouten groter, waardoor er meer foutieve producten worden geproduceerd en dus ook meer materiaal en energie wordt verspild. Artificiële intelligentie kan dergelijke bedieningsfouten en fouten veroorzaakt door slijtageprocessen in een vroeg stadium herkennen en dus verminderen. Ook lasfouten kunnen worden verminderd. AI-systemen hebben echter veel data nodig. Ze moeten namelijk eerst worden getraind met de relevante data. Hier doet zich een ander probleem voor. Bedrijven die systemen van bijvoorbeeld een fabrikant gebruiken, willen deze data meestal niet zomaar overhandigen.
Lasfouten voorkomen met artificiële intelligentie
Lorch Schweißtechnik werd ook met dit probleem geconfronteerd. Het nam daarom Fraunhofer IPA in de arm. Hoe, vroegen ze, kunnen gebruikersfouten in lasprocessen betrouwbaar worden herkend via AI zonder dat klanten hun gevoelige lasgegevens hoeven te overhandigen? Het antwoord van Fraunhofer IPA: met de federaal leren of collaborative learning. Het is een techniek voor machine learning waarbij een algoritme wordt getraind via meerdere onafhankelijke sessies, elk met een eigen dataset. “Het bijzondere hieraan is dat we de artificiële intelligentie trainen met de data van de klant zonder dat de gegevens het betreffende bedrijf verlaten.” Dat zegt Can Kaymakci, een wetenschapper bij Fraunhofer IPA. De truc is dat elke klant zijn data gebruikt om zijn eigen AI-model te trainen. Het zijn niet de data die worden uitgewisseld, alleen de AI-modellen. Deze worden gecombineerd tot één enkel, beter geoptimaliseerd overkoepelend model.
Geschikt AI-model
Allereerst moesten de onderzoekers van Fraunhofer IPA een geschikt AI-model selecteren voor de detectie van energieafwijkingen. Ze moeten een model selecteren dat gebruikersfouten herkent op basis van voornamelijk gegevens over energieverbruik. Daartoe verzamelden ze data over het lasproces dat in het Lorch laboratorium moest worden geobserveerd. Ze verzamelden de data inclusief de opzettelijke opname van “gebruikersfouten”.
200 lastesten
Ze voerden ongeveer 200 lastesten uit. Veel, maar niet genoeg om een artificiële intelligentie te trainen. “Daarom vermenigvuldigden we de gegevens, waardoor de oorspronkelijke 200 datasets 2.200 werden,” legt Kaymakci uit. Foto’s zijn het beste voorbeeld van hoe dit werkt. Je kunt ze draaien, spiegelen, omzetten naar zwart-wit, zoomen enzovoort. Op die manier kun je veel meer data genereren.
Gebruikersfouten
Het team onderzocht ook hoeveel metingen per seconde nodig zijn om gebruikersfouten betrouwbaar te herkennen. Het resultaat: minder meetpunten zijn genoeg dan verwacht. “Op deze manier kunnen we de benodigde opslagcapaciteit verminderen, de communicatie vereenvoudigen en minder gegevens verwerken, wat weer tijd, kosten en energie bespaart,” vat Kaymakci samen. De onderzoekers implementeerden het model dat ze creëerden op een lasstroombron van Lorch.
Fouten worden snel herkend
Wat zijn de voordelen van federatief leren of collaborative learning? De onderzoekers gebruikten een speciaal ontwikkelde simulatietool om deze vraag te beantwoorden. Ze analyseerden drie scenario’s. Ten eerste, een artificiële intelligentie die werd getraind met alle klantgegevens. Dit is een hypothetische aanname, omdat deze gegevens niet beschikbaar zijn voor de fabrikant van lasmachines. Ten tweede, de modellen die alleen werden getraind met de gegevens van één enkele klant. En ten derde federatief leren. Daarbij worden de modellen van de klanten samengevoegd.
Resultaten
“De resultaten spreken voor zich. Het herkenningspercentage van een model dat werd getraind met collaborative learning is 0,81. Dit resultaat is vergelijkbaar met dat van een systeem waarvoor alle klantgegevens beschikbaar waren voor training. Systemen die alleen zijn getraind met de gegevens van één enkele klant herkennen daarentegen slechts 0,45”, bevestigt Kaymakci. Voor de fabrikant van lasapparatuur Lorch betekent dit dat het zijn klanten in de toekomst toegevoegde waarde kan bieden via het AI-systeem zonder dat de gegevens centraal bij Lorch hoeven te worden opgeslagen. Klanten zullen op hun beurt profiteren van het feit dat ze fouten sneller kunnen herkennen en kunnen profiteren van de “kennis” van alle klanten.
Niet alleen lasprocessen
Natuurlijk kan deze vorm van artificiële intelligentie voor meer dan alleen het herkennen van lasfouten tijdens lasprocessen worden toegepast. Het systeem is eerder geschikt voor elk vraagstuk waarbij artificiële intelligentie toegevoegde waarde biedt, maar de gegevens die hiervoor nodig zijn gevoelig zijn.
Openingsfoto: Het laboratorium van Lorch verzamelt data van het lasproces om artificiële intelligentie te trainen zodat lasfouten automatisch en snel kunnen worden herkend. (foto: Lorch)
Lees ook: Duurzamer poedercoaten met artificiële intelligentie
Nieuwe schroefsystemen besparen brandstof en CO2 op historische IJslandse zeilschepen
Het IJslandse North Sailing heeft in samenwerking met de Universiteit van IJsland indrukwekkende resultaten laten zien in het verbeteren van brandstofverbruik en CO2-uitstoot door moderne schroefsystemen achteraf aan te brengen op historische zeilschepen.
Toen overbevissing, visquota en de overgang naar grootschalige industriële visserij de karakteristieke IJslandse breedwandige eikenhouten viskotter in de vergetelheid brachten in ruil voor moderne vissersschepen leek een belangrijk deel van de IJslandse geschiedenis en volksgeest aan het verdwijnen.
Voor een familie uit Húsavík, was deze ontwikkeling moeilijk om aan te zien. Het vissen met eikenhouten boten was namelijk een deel van hun leven en cultuur. Twee visserszonen, Hörður Sigurbjarnarson en Árni Sigurbjarnarson gingen hun eigen weg. Ze schaften de eiken kotter Knörrinn in 1994 aan en begonnen met de renovatie. Vervolgens richtten ze het natuurreisbedrijf North Sailing op. Tegenwoordig is het bedrijf nog steeds in handen van de familie en is Hörðurs zoon, Heimir Harðarson, actief in de raad van bestuur.
Ecologische voetafdruk
Parallel aan hun wens om de historische boten te behouden, was het vanaf het begin belangrijk voor de broers dat hun bedrijf hun ecologische voetafdruk zou minimaliseren. Echter, de boten zijn tussen de vijftig en honderd jaar oud. Dit maakt het erg complex. De scheppen hebben namelijk oude en vervuilende motoren. Verbeterde brandstofbenutting en voortstuwing waren dan ook een belangrijk aandachtspunt tijdens de renovatie.
IJslandse scheepvaart
“Door de boten van North Sailing te renoveren, hebben we een unieke kans om verschillende motor- en brandstofoplossingen te testen. Dit met het doel dat ze kunnen bijdragen aan een groenere scheepvaart. Daarom zijn we altijd nieuwsgierig naar oplossingen die onze ecologische voetafdruk en die van andere boten kunnen verbeteren”, zegt Heimir Harðarson.
Innovatieve schroefsystemen
Onlangs hebben Heimir en zijn team hun aandacht gericht op de schroefsystemen van de schepen. Dit om de meest optimale voortstuwingsoplossing te vinden. Toen het team de oude schroef van de schoener Hildur ombouwde met een nieuwe van het Deense Hundested Propeller, waren er al verbeteringen te verwachten. Toch kwam het resultaat als een verrassing.
Universiteit van IJsland
Voordat de propeller werd geïnstalleerd, nam Heimir contact op met professor Rúnar Unnþórsson en Satish Kumar Bonthu van de faculteit Industrial Engineering, Mechanical Engineering en Computer Science van de Universiteit van IJsland. Ze maakten plannen voor het meten en evalueren van de verbetering in prestaties en brandstofverbruik in vergelijking met de oorspronkelijke propeller.
Dertig procent minder uitstoot
Het onderzoek toonde een consistente vermindering van 30 procent in brandstofverbruik en een verbeterde snelheid. De CO2-uitstoot werd ook met 30 procent verminderd. “Het resultaat overtrof onze verwachtingen. Het onderzoek van Rúnar en Satish laat duidelijk zien dat het aanpassen van schroeven niet alleen een goede financiële investering is voor de booteigenaar. Het is ook goed voor het klimaat. We hopen dat we deze boodschap via ons werk bij North Sailing kunnen verspreiden”, zegt Heimir Harðarson.
Systematische metingen
Er werden systematische metingen gedaan bij verschillende snelheden. Daarbij registreerden de onderzoekers het brandstofverbruik, de vaarsnelheid, de windsnelheid en andere weergegevens. “De resultaten van dit onderzoek tonen duidelijk aan dat de scheepvaart en visserij hun brandstofkosten en koolstofvoetafdruk drastisch kunnen verlagen met bestaande technologie. Kortom, er is geen excuus om nog langer te aarzelen, zegt professor Rúnar Unnþórsson. Hij leidde het onderzoek.
Openingsfoto: North Sailing
Een tweede leven voor elektromotoren
De verkoop van elektrische auto’s neemt toe. Daardoor stijgt ook de hoeveelheid geproduceerde elektromotoren. Aan het einde van hun levensduur worden deze elektromotoren versnipperd en vervolgens gerecycled. Hergebruik en assemblage van de afzonderlijke onderdelen is niet mogelijk. Duurzame strategieën om elektromotoren op te knappen en te recyclen als onderdeel van een moderne circulaire economie ontbraken tot dusver. Daar komt nu verandering in.
In het REASSERT-project werken onderzoekers van het Fraunhofer Institute for Manufacturing Engineering and Automation IPA samen met partners uit de industrie aan verschillende concepten voor het repareren, opknappen en hergebruiken van elektromotoren (Reuse/Repair/Remanufacturing). Daarnaast werken ze aan nieuwe ontwerpen voor de circulaire economie.
Waardevolle grondstoffen
Gebruikte elektromotoren bevatten waardevolle grondstoffen zoals koper en zeldzame aardmetalen zoals neodymium, waar China een quasi-monopolie op heeft. Met de huidige recyclingmethoden is terugwinnen van deze grondstoffen niet mogelijk. Bovendien hebben de gebruikte grondstoffen een grotere CO2-footprint ten opzicht van een verbrandingsmotor. Daarom is het cruciaal om de gebruiksfase van deze motoren te verlengen.
Waardebehoud
“Innovatieve strategieën voor waardebehoud bieden een aanzienlijk potentieel voor emissiereductie in termen van duurzaamheid,” zegt Julian Große Erdmann. Hij is wetenschapper aan het Fraunhofer Institute for Manufacturing Engineering and Automation IPA in Bayreuth. In het REASSERT-project werken onderzoekers samen met partners aan de ontwikkeling van innovatieve methoden voor het opknappen en opnieuw gebruiken van elektromotoren in voertuigen. Partners zijn onder meer Schaeffler (consortiumleider), het Karlsruhe Institute of Technology, BRIGHT Testing GmbH, iFAKT GmbH en Riebesam GmbH & Co. KG.
Circulaire economie
Meer specifiek richten de partijen zich op de strategieën voor waardebehoud via hergebruik, reparatie, herfabricage (Reuse/Repair/Remanufacturing) en recycling van grondstoffen. Dit zijn sleutelelementen voor een circulaire economie. De projectpartners definiëren Reuse als het opnieuw aanwenden van de hele motor voor secundair gebruik. Onder Repair verstaan ze het vervangen van defecte onderdelen en assemblages. Bij Remanufacturing worden alle onderdelen gedemonteerd, schoongemaakt, gereviseerd en opnieuw gemonteerd. “Met deze strategieën zijn er minder grondstoffen zoals zeldzame aardmetalen en koper nodig, misschien alleen voor reserveonderdelen,” legt de onderzoeker uit.
Referentiemotoren
Voor het recyclen van grondstoffen zijn de projectpartners van plan om de motor uit elkaar te halen en de afzonderlijke materialen te sorteren voordat ze worden versnipperd. De projectpartners gebruiken referentiemotoren uit de personenautosector om te analyseren en te selecteren welke strategieën voor waardebehoud gebruikt moeten worden in een bepaalde toepassing.
Van inspectie tot testfase
Het project omvat het opzetten van een compleet proces, waarvan elke stap zijn eigen demonstrator en testopstelling heeft. Van inkomende inspectie voor de classificatie van de motor tot demontage, demagnetisatie, reiniging, diagnose van onderdelen en herfabricage, helemaal tot aan het opnieuw monteren en het testen aan het einde van de productielijn, waarbij de functionaliteit van de motor wordt beoordeeld. “Tijdens dit proces kan bijvoorbeeld een motorbehuizing met lichte slijtage worden geclassificeerd voor hergebruik en, indien nodig, opnieuw worden gereviseerd met behulp van machinale bewerkingsprocessen om de functionaliteit te garanderen.
Niet-destructieve demontagemethoden
Afhankelijk van de gekozen strategie zijn er verschillende processtappen en -ketens bij betrokken. “Dus de inspanning om de elektromotor klaar te stomen voor een tweede leven, kan variëren,” legt de ingenieur uit. Een voorbeeld van een van de uitdagingen is het demonteren en hergebruiken van de magnetische materialen van motoren. “Een rotor met permanente magneten is moeilijk te demonteren. Zelfs in een handmatig demontageproces. Dit komt door de coating en de hechting van de magneten. Het doel is om niet-destructieve demontagemethoden te ontwikkelen.”
AI-beslissingstool
Een AI-tool is ontwikkeld als onderdeel van het project. Het helpt bij het selecteren van de beste strategie voor waardebehoud voor een bepaalde toepassing. De tool heeft toegang tot de product- en procesgegevens van de elektromotor, die zijn opgeslagen in een digital twin.
Prototype
De in het project verzamelde kennis is bedoeld om te worden gebruikt voor het ontwerp van nieuwe elektromotoren. Het doel is om een prototype motor voor de circulaire economie te ontwikkelen die gemakkelijk kan worden gedemonteerd en waarop de genoemde strategieën voor waardebehoud moeiteloos zijn toe te passen.
Bron: Fraunhofer. Openingsfoto: Het REASSERT-project heeft als doel een prototype elektromotor voor de circulaire economie te ontwikkelen. (foto: Schaeffler)
Lees ook: Bijna een op de zes nieuw geregistreerde voertuigen in EU is elektrisch
Robotdichtheid het grootst in Korea, Singapore en Duitsland
De Internationale Federatie van Robotica (IFR) onderzocht waar ter wereld de robotdichtheid het grootst is in de industrie. Het maakte begin januari 2024 haar bevindingen wereldkundig in het World Robotics 2023 rapport. Zo stelt IFR onder meer dat er in 2022 maar liefst 3,9 miljoen robots operationeel waren.
“Gegevens over robotdichtheid onthullen de stand van zaken op het gebied van automatisering wereldwijd en stellen ons in staat om regio’s en landen met elkaar te vergelijken,” zegt Marina Bill, voorzitter van de International Federation of Robotics. “De snelheid waarmee robots in fabrieken over de hele wereld worden toegepast is indrukwekkend: de nieuwe gemiddelde robotdichtheid wereldwijd heeft een recordhoogte bereikt van 151 robots per 10.000 werknemers – meer dan het dubbele van het aantal dat in 2016 werd gemeten.”
Resultaten per regio
Azië heeft een robotdichtheid van 168 robots per 10.000 werknemers in de maakindustrie. Op wereldschaal staan de economieën van Korea, Singapore, Japan, China, Hong Kong en Chinees Taipei allemaal in de top-tien van meest geautomatiseerde landen. De Europese Unie heeft een robotdichtheid van 208 eenheden per 10.000 werknemers met Duitsland, Zweden en Zwitserland in de top-tien van de wereld. De robotdichtheid in Noord-Amerika is 188 eenheden per 10.000 werknemers. De Verenigde Staten behoren hiermee tot de top-tien van meest geautomatiseerde landen in de productie-industrie.
Korea als aanvoerder
De Republiek Korea maakt het meeste gebruik van industriële robots. De robotdichtheid is sinds 2017 elk jaar met gemiddeld 6% toegenomen. De Koreaanse economie profiteert van twee grote klanten – een sterke elektronica-industrie en een uitgesproken auto-industrie.
Singapore en Duitsland
Na Korea volgt Singapore met 730 robots per 10.000 werknemers. Singapore is een klein land met een zeer laag aantal werknemers in de maakindustrie. Duitsland (415 robots per 10.000 werknemers) staat op de derde plaats. De robotdichtheid van de grootste economie van Europa is sinds 2017 met 5% gegroeid.
Japan staat op de vierde plaats (397 eenheden). De robotdichtheid van ’s werelds grootste robotproducerende land groeide met gemiddeld 7% per jaar (2017-2022).
China en Amerika
China steeg naar de vijfde plaats in 2021 en behield deze positie in 2022. De enorme investeringen van het land in automatiseringstechnologie zorgen voor een hoge robotdichtheid van 392 robots per 10.000 werknemers – ondanks een enorme beroepsbevolking van ongeveer 38 miljoen mensen in de verwerkende industrie. De robotdichtheid in de Verenigde Staten steeg van 274 eenheden in 2021 naar 285 in 2022. Het land staat op de tiende plaats in de wereld.
Nederland
Nederland valt buiten de top tien met 248 robots per 10.000 werknemers. Wel ligt het hiermee boven het wereldwijd gemiddelde van 151 en boven het Europees gemiddelde van 136.
Over robotdichtheid
Robotdichtheid is het aantal operationele industriële robots ten opzichte van het aantal werknemers. Het kan betrekking hebben op de hele maakindustrie of alleen op specifieke industriële takken. Het aantal werknemers dient als maat voor de economische omvang, dus het quotiënt van de operationele voorraad ten opzichte van het aantal werknemers plaatst de operationele voorraad op een uniforme basis.
Openingsfoto: Christopher White via Pixabay
Lees ook: IFR: Fors meer vraag naar servicerobots voor professioneel gebruik
Innovatief energieopslagsysteem op basis van zwaartekracht komt in stroomversnelling door samenwerking
ABB en Gravitricity, een opslagbedrijf voor zwaartekrachtenergie gaan samenwerken. Ze willen onderzoeken hoe ze met expertise en technologieën op het gebied van takels de ontwikkeling en implementatie van opslagsystemen voor zwaartekrachtenergie in voormalige mijnen kunnen versnellen.
Gravitricity, gevestigd in Groot-Brittannië, heeft GraviStore ontwikkeld. Dit is een innovatief opslagsysteem voor zwaartekrachtenergie. Het brengt zware gewichten omhoog en omlaag in ondergrondse schachten – om een aantal van de beste eigenschappen van lithium-ionbatterijen en pompaccumulatie te bieden. Toekomstige GraviStores zullen meer dan 20MWh opslaan. Daardoor wordt langetermijnopslag en snelle stroomlevering aan gebruikers en beheerders met netwerkbeperkingen, distributienetwerken en grote stroomgebruikers mogelijk.
Bewezen demonstratiemodel
In tegenstelling tot batterijen kan het Gravitricity-systeem tientallen jaren werken zonder dat de prestaties afnemen. Gravitricity heeft het systeem al bewezen met een demonstratiemodel op schaal. Het onderzoekt de mogelijkheden om hun baanbrekende technologie in te zetten in ontmantelde mijnen wereldwijd.
Onderzoek en ontwikkeling
Als specialist in mijntakels met een groot geïnstalleerd bestand van meer dan 1.000 takeloplossingen wereldwijd, zal ABB samenwerken met Gravitricity. Dit doet het bedrijf door onderzoek en ontwikkeling, productontwikkeling en engineeringteams te leveren. Ze zijn gespecialiseerd in het ontwerp, de engineering en het gebruik van mijntakels en mechanische, elektrische en regeltechnieken voor hijswerk.
Energie opslaan
“Naarmate de wereld meer elektriciteit opwekt uit intermitterende hernieuwbare energiebronnen, is er een groeiende behoefte aan technologieën die energie kunnen opvangen en opslaan tijdens perioden van lage vraag en snel vrijgeven wanneer dat nodig is”, zegt Martin Wright, medeoprichter en uitvoerend voorzitter van Gravitricity. “Onze GraviStore ondergrondse zwaartekracht energieopslag gebruikt de kracht van de zwaartekracht om een aantal van de beste eigenschappen van lithium-ion batterijen en gepompte hydro-opslag te bieden – tegen lage kosten en zonder de noodzaak van zeldzame aardmetalen.
Veel interesse in GraviStore
“We zien al aanzienlijke interesse van mijnexploitanten in Europa, India en Australië. Dit partnerschap met ABB zal ons helpen onze ambitieuze commercialiseringsplannen te versnellen. Ik ben verheugd dat we samenwerken”, aldus Wright.
De Memorandum of Understanding (MoU) is een belangrijke stap in ABB’s ambitie om haar lifecycle service business verder te ontwikkelen door samen te werken met bedrijven die aangrenzende en waarde toevoegende technologieën leveren.
130 jaar mijntakels
“ABB heeft 130 jaar geschiedenis met mijntakels, sinds we er voor het eerst een elektromotor aandreven in Zweden in de jaren 1890. Maar deze samenwerking met Gravitricity laat zien hoe we onze technologieën kunnen blijven diversifiëren en aanpassen.” Dat zegt Charles Bennett, Global Service Manager, Business Line Hoisting, ABB Process Industries. “
Netcompliance en controlesystemen
Gravitricity brengt specialistische expertise in op het gebied van netcompliance en controlesystemen. De teams zullen samenwerken aan haalbaarheidsstudies om de toepassing van bestaande hijstechnologie in zwaartekracht-energieopslag te begrijpen. ABB zal ook advies geven aan de mijnbouwindustrie en werken aan het identificeren van geschikte locaties en schachten voor het gebruik van GraviStore.
Ontmanteling mijnschachten
De ontmanteling van mijnschachten is een kostbaar en tijdrovend proces voor mijnbouwbedrijven. Door niet meer gebruikte mijnschachten opnieuw te gebruiken voor energieopslag, kunnen mijnschachten een productieve functie vervullen. Tot 50 jaar na hun oorspronkelijke levensduur. Ze kunnen de ontmantelingskosten beperken, terwijl ze tegelijkertijd nieuwe werkgelegenheid creëren en bijdragen aan de overgang naar groene energie.
Openingsfoto: GraviStore brengt zware gewichten omhoog en omlaag in ondergrondse schachten – om een aantal van de beste eigenschappen van lithium-ionbatterijen en pompaccumulatie te bieden. Openingsfoto: Gravitricity
Duurzamer poedercoaten met artificiële intelligentie
Revolutionaire software, mede ontwikkeld door de Powder Coatings-activiteiten van AkzoNobel en CoatingsAI, maakt gebruik van artificiële intelligentie om klanten te helpen het applicatieproces te verbeteren en hun ecologische voetafdruk te verkleinen zodat ze duurzamer kunnen poedercoaten.
De technologie, dat de naam Flightpath kreeg, optimaliseert de instellingen van de apparatuur om defecten en overspray te verminderen en het poederverbruik te verbeteren. Daardoor kunnen bedrijven hun kosten verlagen. Nabewerking wordt vermeden en tijd en energie worden bespaard. Kortom, bedrijven kunnen duurzamer poedercoaten.
Op AI gebaseerde software
De op AI gebaseerde software is al twee jaar in ontwikkeling. De software stelt gebruikers in staat apparaat instellingen zoals pistoolbewegingen te optimaliseren. Ze kunnen hiermee een meer uniforme, consistente dekking met minder fouten te bereiken. Dit is mogelijk dankzij de AI-aangedreven aanbevelingen. De software vereist geen complexe integratie en past voortdurend de aanbevolen parameters aan als de omstandigheden veranderen.
Overeenkomst CoatingAI en AkzoNobel
Onlangs ondertekenden AkzoNobel en CoatingAI een exclusiviteitsovereenkomst. Ze zullen hun krachten bundelen nadat ze elkaar voor het eerst ontmoetten tijdens AkzoNobel’s Paint the Future start-up challenge in 2021.
Duurzamer poedercoaten
“We zijn verheugd om samen te werken met coatingAI en onze technische servicecapaciteiten te versterken.” Dat zegt Remco Maassen van den Brink, Marketing Director van AkzoNobel’s Powder Coatings-divisie. “We zoeken proactief naar manieren om klanten te ondersteunen bij het verduurzamen van hun activiteiten. Dit zal ons vermogen om hen te helpen betere resultaten te behalen aanzienlijk verbeteren. Tegelijkertijd kunnen we bijdragen aan onze eigen ambitie om de CO2-uitstoot in de waardeketen tegen 2030 te halveren.”
Versnelling
Marlon Boldrini, CEO van coatingAI: “De samenwerking met AkzoNobel heeft vanaf dag één geholpen onze visie te versnellen. Onze oplossing is gebouwd op de kracht van kunstmatige intelligentie en de technische expertise van AkzoNobel. Het zal niet alleen de efficiëntie voor hun klanten verhogen. Het zal ook een grotere duurzaamheid binnen de poedercoatingsindustrie stimuleren.”
Poederrevolutie
“Samenwerken met een startup als coatingAI – die grenzen verlegt om de coatingindustrie te transformeren – betekent dat we onze eigen poederrevolutie kunnen versnellen en diensten kunnen leveren als geen ander”, voegt Maassen van den Brink toe. “Het is het nieuwste voorbeeld van hoe we voortdurend innoveren en op zoek zijn naar nieuwe manieren om klanten de meest vooruitstrevende en duurzame oplossingen te bieden.”
Energiebesparingscalculator
Eerder dit jaar was de Powder Coatings-divisie van het bedrijf de eerste in de branche die een openlijk toegankelijke online energiebesparingscalculator lanceerde voor alle gebruikers van poedercoatings. Het helpt klanten beter te begrijpen hoe zelfs kleine veranderingen in het coatingproces een grote impact kunnen hebben op het gebied van energiezuiniger worden.
Beeld: Kunstmatige intelligentie (bron foto: Pixabay / Seanbatty)
Ook interessant: Storingen voorspellen en voorkomen met kunstmatige intelligentie