Sparer drivstoff med selvkjørende maskiner

Tirsdag 30. juni: AF Gruppen har invitert kunde, partnere og sjefer fra HK til E39 for å vise fram resultatet av et prosjekt man har jobbet med i to år. Alles øyne er rettet mot en 25 tonns vals av typen Hamm H25i. Maskinen er bygget om så den kan kjøre selv, og for første gang skal valsen testes på anlegget uten fører om bord. 

Men noe går galt. Maskinen vil ikke kjøre.  

Problemet blir snart lokalisert til en sikkerhetsfunksjon i førerhytta. Valsen kan ikke kjøre uten at det er vekt i førersetet. Med en vekt plassert i stolen blir det fart i sakene. 

– Det viste bare at sikkerhetsbarrierene fungerer som de skal, sier Kristen Petillon. Kristen er fagsjef maskinautomasjon i AF Gruppen og prosjektleder for den selvkjørende valsen. 

Han bryr seg lite om startproblemer, for resultatene fra testingen av den autonome valsen taler for seg selv: Drivstofforbruket er redusert med 35 prosent, gangtiden er redusert med 20 prosent og kvaliteten på kompakteringen er kraftig forbedret. 

Under arbeidet med maskinen utviklet Kristen Petillon programvare som beregner det optimale kjøremønsteret til en vals på et gitt område. En tidlig versjon av programvaren ble kjørt mot datasettene for hver eneste flate som ble valset på prosjektet E18 Tvedestrand-Arendal, totalt 4 millioner kvadratmeter fordelt på 4264 ulike arbeidsområder. 

Resultatet viser at selvkjørende valser ville gitt færre driftstimer og 20 prosent lavere drivstofforbruk. Total kjøreavstand kunne blitt kuttet med 18 prosent, og selvkjørende valser ville hatt hele 30 prosent færre retningsendringer. 

Kvaliteten på kompakteringen ville også blitt betydelig bedre fordi det hadde blitt mindre overlapping og mer presis styring av maskinen. 

På en 10.000 kvadratmeter stor flate ville den autonome valsen brukt nesten tre timer mindre enn en manuell vals. Jobben ville krevd 87,1 liter mindre drivstoff til en kostnad på 610 kroner. 

En selvkjørende vals reduserer dessuten tomgangstiden drastisk – fra godt over 40 prosent av total gangtid til under 10 prosent. I snitt har man dokumentert 35 prosent lavere drivstofforbruk og 20 prosent færre driftstimer. 

– Prosjektet er en suksess, og vi er veldig nærme en brukbar løsning. Vi har ikke hatt noen store tekniske utfordringer og kan spare betydelig med penger på teknologien, sier Kristen Petillon. 

Den autonome valsen er et resultat av at AF Gruppen svarte ut prestasjonsmål om innovasjon og teknologiutvikling overfor byggherre Nye Veier i anskaffelsesfasen for prosjektet E39 Kristiansand vest – Mandal øst. Maskinen er utviklet gjennom et samarbeid mellom AF Gruppen, Sintef og leverandørene Semcon og Hamm.  

AF Gruppen har stått for prosjektledelse og feltoperasjoner. Sintef har i tillegg til forskning bidratt i den overordnede prosjektledelsen og med å skaffe tillatelser til autonom kjøring på anlegget. Semcon har utviklet valsens autonome funksjoner. 

– Vi ønsker å premiere aktører som bringer bransjen videre og er imponert over jobben som er gjort, og valgte derfor å stimulere til denne utviklingen med delfinansiering, sier Harald J. Solvik, prosjektsjef i Nye Veier.  

– AF lanserte flere innovasjonsprosjekter, og da valgte vi blant annet den autonome valsen. Det er to årsaker til det: For det første kan arbeidsplassen til føreren være monoton og hard mot kroppen som følge av vibrasjonene. Det andre handler om å øke kvaliteten på veiarbeidet, noe som er både i entreprenørenes og trafikantenes interesse. Vi får komprimert systematisk og det blir veldig godt dokumentert, sier Solvik. 

Maskinen som ble demonstrert 30. juni, er en prototype klassifisert som TRL 6 (Technology Readiness Level 6). TRL-skalaen uttrykker hvor modent et produkt er i utviklingen. På nivå 6 er man kommet så langt at prototypen kan demonstreres i et relevant miljø.  

Målet med å utvikle selvkjørende maskiner er å sørge for en sikrere og mer effektiv veibygging. Valser egner seg godt til prosjektet fordi arbeidsmønsteret lar seg automatisere relativt enkelt. Autonome valser gir også en HMS-gevinst ved at ansatte unngår belastende arbeidsoppgaver med mye støy og vibrasjoner. 

Etter omfattende testing kan Kristen Petillon presentere imponerende data: 

• Optimalisering av kompaktering reduserer drivstofforbruket og kan redusere antallet passeringer fra 6 til 5 for å oppnå likt resultat. 
• Optimalisering av kjøremønster gir mindre avstand, færre gangtimer og færre retningsendringer. 
• Maskinen brukes mer effektivt og har mindre tomgangstid. 
• Totalt brukes 35 prosent mindre drivstoff og 20 prosent færre gangtimer. 

Delprosjektleder John Ivar Fagermo i AF Anlegg eier innovasjonsprosjektet. Han understreker at maskinen foreløpig bare er en prototyp og at det er et stykke igjen før den kan settes i operativ drift. 

– Vi trenger midler for å få det til, men potensialet er til stede. Vi ser at autonom drift vil gi gevinst i form av lavere utslipp og lavere dieselforbruk. Kvaliteten vil også øke fordi en autonom vals gjør ting mer korrekt enn vi mennesker klarer. Vi har også skaffet oss mye kunnskap om selve arbeidsoperasjonen kompaktering, sier Fagermo. 

Det å drive med utvikling har dessuten en del positive bieffekter, påpeker Fagermo. Man blir kjent med miljøer som driver med autonome kjøretøyer, og det kan ha nytte ut over dette konkrete prosjektet. 

– Vi er også veldig fornøyd med at Nye Veier åpner for forskning og utvikling. Et slikt samarbeid mellom byggherre, entreprenør og leverandører er en veldig god måte for å få spisset retningen på utviklingen av maskiner, sier han. 

Alle disse aktørene er representert i styringsgruppen for innovasjonsprosjektet. 

De videre oppgavene i prosjektet går blant annet ut på å utvikle programvare med et grafisk brukergrensesnitt. Man må også bygge erfaring med bruk av maskinen, og teste videre hvordan maskinen fungerer uten GPS-dekning, som i tunnel.