Forskningsprojekt inom Transformative Technologies

Skriv ut 14 dec december 2015
FSCN
Översikt av strategiska insatser och pågående forskningsprojekt inom Transformative Technologies.

Alla forskningsprojekt bedrivs i samproduktion med näringslivet. Här beskrivs kort våra strategiska insatser och projekt inom Transformative Technologies.


Våra sex strategiska insatser håller ihop Transformative Technologies som en forskningsmiljö. De strategiska insatserna är:

  • e2mp - Energy Efficient Mechanical Pulping
  • FORIC - Forest as a Resource Industrial College
  • EISS - Embedded Industrial Sensor Systems
  • KM2 – Large surfaces for electronic functionality
  • Measurement systems
  • New Cellulosic Materials

I alfabetisk ordning

AHYP - Avancerad högutbytesmassa för kartong

Projektperiod: 2015-2017
Partners: Valmet AB, SCA Forest Products AB, Stora Enso Research AB.
Projektledare: Gunilla Pettersson
Forskare: Hans Höglund, Per Engstrand, Magnus Norgren, Sven Norgren, Staffan Nyström, Jan-Erik Berg.

Beskrivning: Ett sätt att öka exportvärdet av den svenska skogsindustrin för träbaserad kartong är att använda mer fibermaterial som produceras med kemimekaniska massaprocesser. Projektets målsättning är att utveckla och demonstrera teknik, som gör det fördelaktigt att använda högutbytesmassor med kemimekanisk massa (CTMP) baserad på lövträd, speciellt björk, i tillverkning av högkvalitativ kartong.

ASIS - Autonomous Sensors for Industrial Wireless Sensor Networks

Projektperiod: 2015-2019
Partners:
ABB Corporate Research, Bosch Rexroth, Shortlink AB.
Projektledare:
Bengt Oelmann
Forskare: Sebastian Bader, Mikael Gidlund, Muhammad Imran, Mattias O’Nils.

Beskrivning:  Forskningsprojektet ASIS behandlar utmaningarna som gör det trådlösa sensornätverksteknik konkurrenskraftig i förhållande till trådbundna nätverk med avseende på tillförlitlighet, förutsägbarhet, kommunikationsprestanda och underhåll. Tre forskningsfrågor inom trådlös nätverkskommunikation, sensor bearbetning och energiförsörjning kommer att behandlas på ett samordnat sätt för att främja området trådlös sensornätverksteknik. Den övergripande forskningsfrågan är: Hur kan autonoma trådlösa sensornätverk utformas för att uppfylla kraven för industriella tillämpningar? Och om det inte går idag, vilka är de viktigaste frågorna att ta itu med inom forskningen för att lyckas?

Read more

DAWN - Dataanalyser i trådlösa industriella nätverk

Projektperiod: 2015-2018
Partners: Umetrics AB, Bosch Rexroth, ServaNet AB och Dewire AB.
Projektledare:
Tingting Zhang
Forskare: Stefan Forsström och Mikael Gidlund

Beskrivning: År 2020 beräknas omkring 75 miljarder olika enheter att vara uppkopplade mot Internet och tillsammans utgör de det så kallade Internet of Things. Processindustrin kan verkligen dra nytta av den ökade datatillgängligheten både vad gäller produktivitet och effektiv energianvändning. I detta projekt kommer forskarna att fokusera på utveckling av dataanalyssystem för storskaliga sensornätverk. Syftet är att öka industrins kapacitet för datahanteringen genom att utveckla nya data mining algoritmer och integrera dataanalysen med Mittuniversitetets Internet of Things-plattform, SensibleThings.

Läs mer (in English)

DUVA - Detektor och metodutveckling inom UV- och EUV-våglängdsområdet, för användning inom processindustrin

Projektperiod: april 2016 - mars 2019
Partners: Sitek Elektro Optics AB, PulpEye AB
Projektledare: Docent Göran Thungström
Forskare: Prof. Christer Fröjdh, Lektor Börje Norlin, ny doktorand

Beskrivning: Utmaningen i detta forskningsprojekt är att utveckla en metod för mätning av optiska responssignaler inom ultravioletta våglängden för att definiera egenskaperna hos fibrilld cellulosa fiber. Den optiska processen som ingår i mätmetoden är sändning, absorption, diffraktion och spridning som är beroende av mätobjektets egenskaper. För att nå mindre partiklar kommer metoden utökas till en extrem ultraviolett (EUV) strålningsfält med våglängder på 13.5 nm. Därför kommer känsliga detektorer att utvecklas och karakteriseras för mätning av optiska signaler och optisk strålningsposition. Projektet kommer att genomföras i nära samarbete med Pulpeye AB, SiTtek Electro Optics AB and MAX-lax Lab.

E2mp

Projekt period: 2011-2017
Partners: Andritz AB (2011-2014), Holmen AB, Metso Paper Sundsvall AB, SCA R&D Centre AB, Stora Enso AB, Valmet
Projektledare:  Per Engstrand

Beskrivning: Ett industriellt initiativ för forskningsfinansiering inom området mekanisk massaproduktion har skapats av de fyra stora skandinaviska tillverkarna Holmen, Stora Enso, SCA och Norske Skog - e2mp (Energy Efficiency Mechanical Pulping).

e2mp-rp är en forskningsprofil för Mittuniversitetet där initiativet kommer från KK-stiftelsen och där tankar från det ursprungliga industriinitiativet utnyttjats i ansökan. Bland profilens deltagare från näringslivet har de ursprungligen initiativtagande producenterna av mekanisk massa kompletterats med två maskinleverantörer till industrin, Metso och Andritz. Tillsammans med en finansiell satsning från Mittuniversitetet får E2MP-rp ett omfång av 84 MSEK.

Läs mer (in English)

ENCCP - Miljövänlig ingenjörskonst av nanokristallin cellulosa för "gröna" förpackningar

Projektperiod: mars 2016 – februari 2019
Partners: Holmen AB, Tetra Pak AB, MoRe Research Örnsköldsvik AB
Projektledare: Prof. Armando Cordóva
Forskare: Prof. Per Engstrand

Beskrivning: Målet är att anställa innovativa och state-of the art hållbar konstruktion av nanocellulosic material för applikationer i miljövänliga förpackningar. Genom att utöka vår grundläggande förståelse för miljövänlig katalytisk ytbearbetningsteknik av heterogena polysackarider, kan vi uppfinna nya hållbara reaktioner för funktionalisering av nanocellulosa. Därefter kan modifierad nanocellulosa appliceras för att förbättra egenskaperna (t.ex. ökad styrka, kompatibilitet, permeabilitet) av förpackningsmaterial. Dessutom kan hållbar ekokonstruktion av förpackningsmaterialet ytterligare ändra egenskaperna mot hydrofobicitet vilket resulterar i "gröna" förpackningsmaterial med tillräckliga barriärer mot syre, vattenånga och microrganisms.

FLIS - Karakterisering av skärande processer i trä

Projekt period: 2014-2016
Partners: Pulpeye AB, Aditya Birla Group, Andritz Iggesund Tools AB
Projektledare: Benny Thörnberg

Beskrivning: Skärverktyg som används i en trädelningsprocessen har en stor inverkan på kvaliteten på produkterna. Idag vet vi inte hur lång intervallen för byte av utslitna verktyg bör vara. Detta projekt syftar till att få kunskap om hur processparametrar för trädelningsprocessen är relaterade. Genom att använda optiska tekniker, trådlösa på rotor sensorer och flera varianter av modellering vill vi ta reda på vilket sätt som är bäst genomförbara och kostnadseffektivt för att övervaka dessa parametrar online.

Läs mer (in English)



FNMech - Design av Fibernätverk: Applikationer för hygienprodukter

Projektperiod: 2015-2017
Partners: SCA Hygiene Products AB, SCA Forest Products AB, Nalco Company Naperville IL, SCA Tissue France SA
Projektledare: Tetsu Uesaka
Forskare:
Tetsu Uesaka, Christina Dahlström, Amanda Mattsson, Majid Alimadadi

Beskrivning: Projektet kommer att studera fibernätverk, fibernätverkstrukturer och fiberegenskaper särskilt på mikroskopisk nivå samt dess transport av komplexa vätskor (kroppsvätskor) för att kunna stödja designkriterier och designverktyg i produktutveckling för hygienprodukter tillsammans med industriella partners. De skogsindustriella företagen i Sverige kommer att kunna använda nordliga barrvedsfibrer som en konkurrensfördel på den globala marknaden genom att skräddarsy fiberegenskaper.

Läs mer (in English)

 

 

Foric - Forest as a Resource Industrial College

Projekt period: 2014-2021
Partners: SCA Timber AB, Sense Air AB, Ragn-Sells AB, Frontway AB, Sundsvall Energi AB, SCA Forest products AB, Valmet AB, PulpEye AB, Stora Enso Kvarnsveden, Sylvestris AB, Skogforsk AB, MoRe research AB, Mantex AB, Innventia AB
Projektledare:  Per Engstrand

Beskrivning: FORIC är en ny forskarskola i nära samarbete med näringslivet, där doktorander kommer att öka sin konkurrenskraft. Akademi och industri kommer att gynnas av att interagera med varandra.

Mer info (in English)

GRIT - Distribuerade gröna tjänster på Internet of Things

Projektperiod: april 2016 – mars 2018
Partners:
Dohi Sweden, Prevas
Projektledare:
Dr. Stefan Forsström                     
Referensgrupp: Prof. Bengt Oelmann och Docent Leif Olsson (Miun) Antonio Corradi från University of Bologna.

Beskrivning: The goal of this project is to enable new types of future IoT applications, with a particular focus on applications that include many participants and thus require large scale information dissemination. It is paramount to solve this if the IoT shall expand beyond the simple applications we see today. This project will however only focus on enabling IoT applications in typical green scenarios, such as large scale environmental monitoring and acting upon large amounts of sensed information to become more environmentally friendly. This in order to fit the length, scope, and resources of a ProSpekt type project.

ID-POS - Large Areas for RFID Identification, Positioning and Interaction

Projekt period: 2014-2017
Partners: Sweprod Graphics, Skultuna Flexible,  IDAG Design Studio, Sandvik Materials Technology, Ovako Tube & Ring AB
Projektledare:  Johan Sidén

Beskrivning: År 2020 kommer det att finnas upp till 50 miljarder enheter som är anslutna till Internet. En växande del av dessa enheter är RFID och NFC-teknik. Idag har ett RFID-system förmågan att bestämma närvaro och ID-nummer på en tagg. I detta projekt vill forskare undersöka hur ett RFID-system kan bestämma en exakt position för en unik tag fördelade över ett visst område eller volym. Detta med RFID-läsarantenner som är relativt tunn men ändå kan användas för att identifiera och position RFID-taggar på ett betydligt större område.

Läs mer (in English)

kW Converters - Högfrekventa omvandlare för medelhöga effekter

Project period: 2014-2017
Partners: SAAB AB, Elektronikgruppen AB, Powerbox AB, SEPS Technologies
Projektledare:  Kent Bertilsson

Beskrivning: Mittuniversitetet har på några år nått forskningsfronten inom högfrekventa magnetiska omvandlare för kraftöverföringstillämpningar inom effektnivåerna 50-100 W. Detta projekt riktar de medeleffektnivåomvandlare vid hög frekvens, baserat på expertis inom befintlig forskning bedrivs i forskargruppen Power Electronics inom STC. Tillsammans med industriella partners som SAAB kommer nya effektivare högfrekventa kW omvandlare utvecklas.

Läs mer (in English)

 

Light-weight Structural Composites from Fibre-based Materials, Reliability-based Design

Projekt period: 2014-2017
Partners: SCA Forest Products AB R&D Centre AB, Billerud Korsnäs
Projektledare: Tetsu Uesaka

Beskrivning: Syftet är att undersöka typiska fiberbaserade material, såsom papper och kartong, ur hållbarhet och tillförlitlighet. Ett vanligt missförstånd är att starka material automatiskt är hållbara och tillförlitliga i slutanvändning. Våra teoretiska och experimentella studier visade att de inte nödvändigtvis är . Vi försöker hitta nya tillverkningsförhållanden och konverteringsvillkor som kommer att förbättra hållbarhet och tillförlitlighet av fibrer som material, tillsammans med industriella partners så som SCA och Billerud. 

Läs mer (in English)

M2M Communication - Robust och säker maskin-till-maskin kommunikation för cyberfysiska system

Projektperiod: 2015-2018
Projektledare:
Patrik Österberg
Forskare:
Ulf Jennehag, Tingting Zhang, Mikael Gidlund

Beskrivning: Ett smart grid nätverk är ett cyberfysiskt system som integrerar infrastrukturen för energiförsörjning med informationsteknologi. Det förväntas att smart grid nätverk kommer att använda infrastruktur för maskin-till-maskin (M2M) kommunikation och avancerade kontrolltekniker för att förbättra energidistribution och styrning. Den trådlösa M2M verksamheten förväntas överstiga $ 136 miljarder i intäkter i slutet av 2018 men innan det är möjligt finns flera viktiga utmaningar att lösa såsom tillförlitlighet, driftskompabilitet, skalbarhet, säkerhet och realtidskommunikation. Detta projekt ska undersöka och hitta nya sätt för M2M kommunikation i smarta grid nätverk och resultatet ska demonstreras under verkliga förhållanden.

Läs mer (in English)

MOVEMENTS - Metod för kostnadsoptimerat volymetriskt objektövervakningssystem

Projektperiod: April 2016 – March 2019 
Partners: Vattenfall, Combitech AB, In Situ AB, LFV
Projektledare:
Assistant professor Najeem Lawal
Forskare: Benny Thörnberg och en ny New Post Doc.

Beskrivning: The ability to effectively identify flying objects in a given volume and characterize their activitiescan lead to improved prediction of future activity. Such prediction is applicable, for example, inimproving collision avoidance systems for wind farms. Employing a visual monitoring systemconsisting of many camera nodes that form visual sensor network (VSN) will provide more reliabledatasets compared to a human approach. Effective characterization can be achieved through robustmodels of the activities based on adequate datasets provided by the VSN. In this project we willinvestigate the requirements for VSN node architecture and deployment topology for remote outdoormonitoring. Our aim is to find a cost optimized design for the VSN nodes and topology constrainedlimited resources. These resources include energy, communication and data storage. In this project,we will investigate multi-camera node architecture (MCNA) by exploring trade-offs among theresources and node cost. We will also investigate how MCNA can lead to a cost optimized nodedeployment topology. Through close collaboration with industry partners we will be able to fulfilthe project objectives and provide the industry with a tool for predicting future activity within avolume. Although this proposal focuses on monitoring wind farms and flying birds’ activities, theresult are applicable in other fields.

OCXIS - Masterutbildning för förändring, utveckling och drift av komplexa produktionssystem

Projektperiod: mars 2016 – februari 2018
Partners: Akso Nobel Pulp and Performance Chemicals AB, Länsförsäkringar Västernorrland AB, Nordea, Dewire, ÅF Industry AB.
Projektledare: Prof. Olof Björkqvist
Forskare: Olof Björkqvist, Per Engstrand, Peter Öhman, Ola Lindberg 

Beskrivning: En ny utbildning på avancerad nivå kan stödja den pågående omvandlingen och anpassningen av branscher som baseras på komplexa tekniska system eller affärsprocesser. Utbildningen profileras mot process- och energiindustri, IT-industri och bank försäkring- och fastighetsbolag. Programmet är multivetenskapligt och består av tre tydliga teman: Ämnesspecialisering, organisation och ledarskap samt analys av komplexa system. Kurserna är tillgängliga för yrkesverksamma deltagare samtidigt som de skall kunna följas av Mittuniversitetets programstudenter. Utbildningen kopplas till fyra av Mittuniversitetets strategiska forskningscentra FSCN, STC, CER och DEMICOM.

Paper Solar Cells

Projekt period: 2014-2016
Partners: Iggesund Paperboard AB, Superior Graphite Europé Ltd, Laser Cut AB
Laser Nova AB, STT Emtec AB, Vesta Si Europé AB, Sol Voltaics AB
Projektledare:  Håkan Olin

Beskrivning: Det behövs lågprissolceller. Tillverkningsprocesser idag är huvudsakligen baserade på dyra vakuummetoder gör det solenergi till den dyraste. Rulle-till-rulle bearbetning kan vara mer effektiv tillverkningsmetod för solceller vilket ska undersökas i detta projekt.

Läs mer (in English)

PlenoCap - Plenoptisk infångning och beräkningsbaserad fotografering

Projekt period: 2013-2015
Partners: Adopticum, Ericsson AB, LC-Tec, Optronic
Projektledare: Roger Olsson

Beskrivning: Plenocap syftar till att studera och förbättra plenoptic infångningssystem för avskiljning, utveckla beräkningsmetoder och algoritmer, och undersöka deras effekt på framtida immersiva videokommunikationstjänster.

Läs mer (in English)

Robust Wireless Communication in Harsh Radio Environments

Projekt period: 2013-2015
Partners: ABB
Projektledare: Mikael Gidlund

Beskrivning: Gruvindustrin står inför en ny utmaning. Det är en global ökning av efterfrågan på råvaror som drivs av utvecklingsländerna. Samtidigt som tillgången till höghaltig malm minskar. För att möta dessa utmaningar är det viktigt att öka graden av automatisering och förbättra operativa resultat.

Läs mer (in English)

SANDAS - Utveckling av Masterprogram i sensor- och automationssystem

Projektperiod: March 2016 – February 2018
Partners: Eurocon AB, ÅF AB, Combitech AB, SenseAir AB, Fiber Optic Valley, Bucher Emhart Glass
Projektledare: Assistant professor Claes Mattsson, avdelningschef

Beskrivning: A new Master in Sensor and Automations Systems will be developed in collaboration with industrial partner companies. The objective of the proposed project is to transform the current Master’s program into a nationally and internationally relevant and attractive through stronger collaboration with industry and a refined thematic focus. In order to achieve these project objectives, investigation and development of both the program content and teaching methods are necessary. A preliminary investigation has shown that there is currently no second-cycle degree program in Sweden providing all of these competences.

There is an increasing demand in electronics that go beyond standalone systems, which are integrated in other (non-electronic) systems. The Internet of Things, for example, will require electronics to be embedded in a large number of physical objects in order to create interfaces between the object itself and the Internet. In many cases, sensors and actuators will play an important role for the realization of such interfaces.

Student graduating from this program will have thorough knowledge in the field of Sensor and Automation systems. The graduate is expected to have a detailed understanding of sensing principles, sensor design, as well as complex sensor systems, which can include readout, processing and communication subsystems. Moreover, the graduate should obtain knowledge of the use of sensors and sensor systems, for example, within the application field of metrology and automation. The new program will be based on existing modules which will serve as a starting point for the development.

The suggested program will use flipped classroom as pedagogical method. This concept allows the use of ICT supported education in order to provide study material outside the classroom, whereas classroom time becomes can be used for more active learning approaches. Using online material also facilitates integration of students that are part-time employees at a company.

SURF - Karakterisering av yta på industriella produkter i stora områden

Projektperiod: 2015-2017
Partners: Iggesund Paperboard, BillerudKorsnäs Frövi, BIM Kemi, MoRe Research
Projektledare: Jan Thim
Forskare: Mattias Andersson, Anatoliy Manuilskiy, Niklas Johansson

Beskrivning: Efterfrågan på dagstidningar minskar och konkurrensen inom pappersindustrin blir allt hårdare vilket tvingar industrierna att börja producera nya produkter. Nya produkter som ställer högre krav på papperets yta då det ofta används högkvalitativt tryck. Detta projekt kommer att försöka tillgodose behovet som finns av modern industriell mätning för att karakterisera ytor. Nya metoder kommer att tas fram för att karakterisera ytans parametrar och, där det är möjligt, anpassa dem för användning online/inline. Tillsammans med ledande industriella partners kommer forskarna att extrahera, anpassa, optimera och testa dessa metoder.

Läs mer (in English)

TIMELINESS - Tidskritisk kommunikation för energisnåla trådlösa nätverk

Projektperiod: februari 2016 – mars 2019
Partners: ABB Corporate Research och Analog Devices
Projektledare: Prof. Mikael Gidlund
Forskare: Filip Barac, New PhD Student

Beskrivning: The modern solutions in industrial wireless communication are currently unable to fulfill the expectations of process automation. The underlying reason is the lack of resilient communication protocols that are able to seamlessly recover from communication outages. Industrial Wireless Sensor Networks (IWSN) are typically expected to maintain a 99.999% (the so-called "five-nines") reliability and delays at most equal to sensor refresh rates, which can be as low as tens of milliseconds. Process automation functionalities served by the IWSN communication range from process monitoring and closed-loop control to mission-critical applications, such as interlocking. Every blackout in IWSN communication leaves the industrial process unattended, which may lead to serious consequences, such as damage of material assets, the environment and even human safety risks. The protocol design is additionally hindered by the dynamics of industrial environments, caused by the changes in the physical layout of the environment, as well as spurious electromagnetic emissions and interference from other wireless systems. Being a challenging area still in its infancy, the IWSN technology has received significant attention in the wireless sensor community. However, the main inhibitors of research efforts are the inability to understand the distinctive features of IWSN with respect to the classical WSNs, and the effects of industrial environments on wireless propagation. Another critical issue in IWSN communication is the perception of link quality. The IEEE 802.15.4 standard stipulates that every compliant device shall provide two hardware-based channel quality indicators for every received packet: Received Signal Strength (RSS) and Link Quality Indicator (LQI). This project will investigate and propose more reliable channel quality indicators and better coexistence mechanisms.

TRANSFORM - Ny process för att producera delingnifierad massa baserad på mekanisk massa som råvara

Projektperiod: mars 2016 – februari 2017
Partners: Stora Enso Kvarnsveden, Valmet AB
Projektledare: Prof. Magnus Norgren
Forskare: Prof. Björn Lindman, Dr. Louise Logenius, Prof. Bo Westerlind, Phd-student

Beskrivning: In Sweden, an annual production capacity of over 3 million tons of mechanical pulp exists, where a large share is or has been used for the production of paper qualities dedicated to newspapers. For some years, the accelerating trend to move news reporting to the Internet has made the mechanical pulp producers suffer hard from the decreased market demand for newsprint. The goal of the TRANSFORM project is to investigate a new simplified process to produce delignified pulps based on mechanical pulp as raw material and to use choline-based deep eutectic solvents (DESs) for selective lignin dissolution. One expected use of produced semi-chemical pulps would be as reinforcement in other mechanical pulp based qualities. The vision is to ultimately benefit from the investments in refiners and bleaching stages already made in existing mechanical pulp mills. Based on a concept where fibers first are mechanically deliberated at low energy inputs (~100 kWh/t, “Asplund pulp”), the kinetics and degree of delignification for deliberated fibers will be compared with conventional chips treated with DESs. One assumption is that the delignification performed at these mild conditions is radically improved by the increased surface area and accessibility of mechanically deliberated fibers compared with chips treated in the same manner. Furthermore, using DESs issues with selectivity and degradation of cellulose and hemicellulose would be overcome. If this hypothesis is correct, great opportunities to develop rapid, gentle and less capital intensive delignification process is foreseen. Thus, new semi-mechanical pulp qualities with physical and mechanical properties more similar to conventional chemical pulps and certain paper qualities would be possible to produce at lower cost and higher profits. Moreover, possibilities to design a delignification process generating sulfur-free lignin to be used in different applications compared with conventionally obtained kraft lignin, is offered.

X-COAT - Karakterisering av komplexa strukturer med en kombination av röntgenflourescence och Comptonbaserad avbildning

Projektperiod: april 2016 – mars 2017 
Partners: Mantex AB, Iggesund Paperboard AB, Excillum AB, MoRe Research Örnsköldsvik AB 
Projektledare: Prof. Christer Fröjdh
Forskare: Jan Andersson, Börje Norlin

Beskrivning: X-ray fluorescence is a method to measure the atomic composition of a substance or an object. The object is excited by a primary beam and the fluorescent photons emitted from the object are registered. The depth sensitivity depends mainly on the fluorescence energy of the atoms of interest. In addition the primary beam will undergo Compton scattering. The Compton signal carries information on interior properties of the object and can, for example, be used to find voids in a layered object. The method is targeting paper mills, and can be demonstrated for paper coated with CaCO3 where the depth sensitivity of the method ideally matches the typical coating thicknesses. For a coated paper the signal will be generated from the heavier atoms in the coating and essentially be proportional to the coating weight. In addition Compton scattered photons from the light elements in the kernel will carry information of the thickness of the kernel. The combination of Xray fluorescence and Compton scattering is a general method that will be extended to other applications in future projects.

15
24