Schakel JavaScript in om de bestand uploader te gebruiken.
Door Robbert Janssen, Jaco van Meijeren, Nicolien Hendrickx, Caroline Schipper, Chris Reudink - TNODatum update: 16 maart 2020
CATALYST ontwikkelt en versnelt Connected Automated Transport-innovaties voor veiliger, efficiënter en duurzamer zwaar wegtransport
Het CATALYST Living Lab is een community, kennishub en toegepast onderzoeksprogramma voor de verbetering van veiligheid, efficiency en duurzaamheid gericht op de logistieke sector. We doen dit door Connected Automated Transport (CAT) innovaties voor het zware wegtransport te ontwikkelen, deze te testen en te verbeteren met behulp van simulaties en praktische experimenten.
In het CATALYST Living lab kijken we naar deze CAT-toepassingen die zowel maatschappelijke waarde als een economische business case creëren voor het zware wegtransport. Denk hierbij aan innovaties die mogelijk worden door verbeterde connectiviteit en automatisering, zoals Advanced Driver Assistance Systems (ADAS), truck platooning, duo-trailers (Super EcoCombi), intelligente verkeerslichten (iVRI's) en autonome voertuigen voor zowel afgesloten gebied als de openbare weg. In het living lab ecosysteem werken industriële partijen, overheden en kennisinstellingen samen om waardevolle oplossingen te ontwikkelen, evalueren, monitoren en implementeren. Hiermee willen we logistieke partners in end-to-end supply chains helpen om de impact van CAT te beoordelen en innovatie te helpen versnellen, om uiteindelijk een bijdrage te leveren aan veiligere, efficiëntere en duurzamere transport en logistiek.
De ontwikkelingen in digitalisering en automatisering gaan snel in de logistieke sector. De eerste proeven met truck platooning hebben al plaatsgevonden zoals de European Truck Platooning Challenge in 2016. En naast automatisering is connectiviteit net zo belangrijk: het slim gebruiken van data uit control towers of het voertuig dat in contact staat met zijn omgeving zoals met slimme verkeerslichten wat we hebben kunnen zien in de Experience Week Connected Transport 2018. Ook zijn er wekelijks aankondigingen van experimenten met nieuwe vaak zelfrijdende en zero-emissie voertuigen in Europa, Amerika en Azië. Vaak is een achterliggend doel om de verkeersveiligheid te verhogen. Hoewel er in de periode tussen 2005 en 2015 veel voortgang is geboekt op het gebied van verkeersveiligheid van wegtransport – met name door gebruik van chauffeurs-ondersteunde rijhulpsystemen – is het commerciële wegtransport nog altijd betrokken bij ongeveer 15% van alle verkeersdoden in de Europa.[1]
Figuur 1. Platooning proef in de European Truck Platooning Challenge 2016
Figuur 2. Connectiviteit en voertuigautomatisering hand in hand in de Experience Week Connected Transport 2018
En dat is niet de enige uitdaging – tegelijkertijd is er enorme druk om transport efficiënter en duurzamer uit te voeren zodat CO2-emissies gereduceerd kunnen worden. Zwaar wegtransport vormt ongeveer 5% van alle CO2-emissies in Europa en ongeveer 25% van alle verkeersemissies[1]. Het Klimaatverdrag van Parijs is leidend maar ook de CO2-reductie targets die de Europese Commissie heeft opgesteld voor nieuwe zware vrachtwagens (15% in 2025 en 30% in 2030) hebben veel invloed op de voertuig-gerelateerde ontwikkelingen de aankomende jaren.
In essentie wordt er zowel vanuit veiligheid als duurzaamheid gewerkt aan een doelstelling voor 2050: Vision Zero in verband met nul verkeersdoden in 2050 en een klimaatneutraal Europa op het vlak van CO2-emissies in 2050. Voor deze maatschappelijke doelstellingen is het van belang dat deze betaalbaar zijn en dat daarnaast de concurrentiepositie van het bedrijfsleven tevens verbetert. CAT toepassingen leveren een bijdrage aan deze doelstellingen.
Om het potentieel van de CAT-toepassingen ten volle te benutten hebben wij het CATALYST Living Lab opgezet, om uiteindelijk een bijdrage te leveren aan veiliger, efficiënter en duurzamer transport en logistiek.
[1] https://www.ertrac.org/uploads/documentsearch/id56/ERTRAC-Long-duty-Freight-Transport-Roadmap-2019.pdf
Het is de visie van het CATALYST Living Lab om in de toekomst een adaptief, naadloos, verbonden en duurzaam logistiek systeem te hebben. Voor zwaar wegtransport betekent dat bijvoorbeeld een naadloze supply chain van herkomst naar bestemming zoals te zien in Figuur 3. Herkomsten en bestemmingen in het zware transport zijn vaak zogenaamde hubs en yards: denk aan distributiecentra, lucht- en zeehavens, container terminals, industriecomplexen et cetera. Digitalisering en automatisering in transport en logistiek zullen naar verwachting de realisatie van deze visie helpen en versnellen. Dit is echter een nieuwe en complexe ontwikkeling die verschillende domeinen – zoals transport, logistiek, data science, technologie, overheidsbeleid en menselijk gedrag – verbindt via ICT. Tegelijkertijd zullen grote veranderingen nodig zijn op het gebied van economie en samenleving (infrastructuur, regelgeving, gedrag, enz.), evenals een noodzaak om verschillende (en vaak) tegenstrijdige belangen van verschillende zakelijke en maatschappelijke partijen samen te voegen. Het is een systeeminnovatie die een integrale, experimentgerichte aanpak vereist.
Voor zwaar wegtransport – wat met name op en tussen hubs plaatsvindt – verwachten we tot 2030 dat verschillende nieuwe Connected en Automated Transport concepten geïmplementeerd zullen zijn. Denk hierbij aan hoog-geautomatiseerd vervoer op de hub en op de first en last mile rondom de hubs. Typische voorbeelden zijn hier de zogenaamde zelfrijdende dollies: trucks zonder cabine die autonoom kunnen rijden, soms gearticuleerd als trekker-trailer combinatie en soms als rigid body. Op de lange afstand tussen de hubs en yards verwachten we een combinatie van bijvoorbeeld truck platooning en grotere en langere LZV’s zoals Super EcoCombis. Zelfstandig rijdende trekker-trailer combinaties blijven natuurlijk ook bestaan, in sommige gevallen zelfs hoog-geautomatiseerd. Over deze hele keten zal er naast de nodige automatisering ook veel digitalisering plaatsvinden: data uitwisseling tussen partijen middels control towers, APIs en standaarden voor data deling. Ook connectiviteit met de infrastructuur (V2I/I2V) is hier onderdeel van: denk aan vrachtwagens die in bepaalde gevallen prioriteit krijgen bij slimme verkeerslichten (iVRI’s). Truck parkings vervullen een nuttige koppel/ontkoppelingsfunctie in het proces van en naar de hubs, waar combinaties opgesplitst kunnen worden of juist gevormd voor het samen rijden op de lange afstand.
In CATALYST draait het niet om de voertuigtechnologie – we bouwen met name voort op eerder ontwikkelde voertuigtechnologieën – maar richten ons vooral op wat er nodig is voor uitrol (integratie) in de logistiek, door sociale innovatie op het gebied van supply chain, gebruikers (zoals planners en chauffeurs), beleid en regelgeving, fysieke infrastructuur en data en digitale infrastructuur.
Figuur 3. Visie op digitalisering en automatisering in het zware wegtransport: multidisciplinaire uitdaging om nieuwe Connected Automated Transport innovaties succesvol uitgerold te krijgen in de sector voor een veiligere, efficiëntere en duurzamere logistiek.
Het CATALYST Living Lab heeft 3 hoofddoelen:
De Living lab-methodologie wordt erkend als een aanpak die helpt om complexe multi-stakeholder-uitdagingen in zeer dynamische omgevingen aan te pakken. Technology-push is vaak het begin van de innovatie, waarna publiek-private samenwerking, sociale acceptatie en gedragsveranderingen sleutelfactoren zijn in het ontwikkelingsproces om tot uitrol (deployment) te komen.
Het CATALYST Living Lab is een ecosysteem bestaande uit een community van relevante partijen, een kennishub voor de opbouw en uitbouw van kennis en een toegepast onderzoeksprogramma om kennisvragen te beantwoorden op basis van simulaties en praktische experimenten.
Figuur 4. CATALYST Living Lab: community, kennishub en toegepast onderzoeksprogramma
In het CATALYST Living Lab richten we ons op innovaties in Nederland, maar waar relevant houden we ook rekening met innovaties met een meer internationale dimensie.
We kijken naar verschillende CAT-toepassingen (Figuur 5) die zowel maatschappelijke waarde als een economische business case creëren voor het zware wegtransport.
Figuur 5. CATALYST CAT-toepassingen in scope
De living lab-methode gaat er vanuit dat heel diverse groepen stakeholders bij de ontwikkeling betrokken worden: logistieke partijen, technologieontwikkelaars, automotive bedrijven, nationale en regionale overheden, havenbedrijven, eindgebruikers en soms zelfs burgers. Voor de complexe multi-stakeholder uitdagingen van vandaag de dag is het nodig dat diverse partijen in de innovatieontwikkeling en in het implementatieproces worden meegenomen. Hierdoor wordt de acceptatie van innovatie verhoogd en kunnen duurzame en toekomstbestendige business modellen worden ontwikkeld.
Het bijeen brengen van de benodigde stakeholders in de CATALYST community is één onderdeel; we geven ook vorm aan een gezamenlijke roadmap, de programma governance én we bepalen de volgordelijkheid waarin projecten worden uitgevoerd. Dit alles doen wij onder de noemer Orchestrating Innovation (Figuur 6). Hiermee beogen we dat we de juiste innovaties op het juiste moment beet pakken, dat er commitment ontstaat om gedurende langere tijd gezamenlijk op te trekken in het veld rond Connected en Automated Transport en dat de kans dat succesvolle CAT innovaties op termijn in de normale operatie bij bedrijven worden toegepast zo groot mogelijk wordt, ook zonder ondersteuning vanuit het CATALYST Living Lab. In eerste instantie is de scope en funding van CATALYST tot 2021 voor toegepast onderzoek en tot 2023 voor fundamenteel onderzoek. We streven er echter naar een operationeel living lab te blijven voor een veel langere periode zodat meerjarig kennis op- en uitgebouwd kan worden over ontwikkeling en toepassing van veilige, duurzame en efficiënte CAT innovaties.
Figuur 6. Orchestrating Innovation aanpak voor CATALYST
In het CATALYST Living Lab zijn we van start gegaan met 12 subprojecten op de hoofdonderwerpen Smart Yards, Connected Corridors en Users (Figuur 7). Sommige projecten zijn geïnitieerd in het CATALYST Living Lab, in andere gevallen werken we mee aan grotere initiatieven bijvoorbeeld gelanceerd vanuit de overheid. Naast deze 12 subprojecten starten er ook drie PhD-projecten bij de Universiteit Twente, Technische Universiteit Eindhoven en Rotterdam School of Management, in samenwerking met de Hogeschool Arnhem-Nijmegen en Hogeschool Zeeland.
Figuur 7. Aan de slag met de eerste 12 subprojecten in het CATALYST Living Lab
De Connected Automated Transport innovaties waar we in CATALYST aan werken bevinden zich allemaal in verschillende fases van ontwikkeling. Een gestandaardiseerd raamwerk om innovaties te plotten op fase van ontwikkeling zijn de zogenaamde Technology Readiness Levels (TRL – zie Figuur 8). De TRL-niveaus beschrijven de ontwikkeling van een pril idee (TRL 0[1]) tot een daadwerkelijk geïmplementeerd en gelanceerd commercieel product/dienst (TRL 9).
Gedurende de looptijd van CATALYST kan een complexe toepassing zoals de Super EcoCombi, een slim verkeerslicht of truck platoon gedurende de (initiële) looptijd van CATALYST waarschijnlijk niet grootschalig commercieel uitgerold worden; het is wel onze ambitie binnen CATALYST om de verschillende CAT-toepassingen zover mogelijk te brengen. Verschillende CAT-toepassingen in CATALYST zullen op verschillende momenten ook verschillende behoeftes hebben qua doorontwikkeling. In het geval van de Smart Yard toepassingen zitten de ontwikkelingen meer in de idee-fases (TRL 0 – 3), terwijl er voor konvooi-rijden en platooning bijvoorbeeld al proeven hebben plaatsgevonden in de logistieke operatie (TRL 5). Hoewel het niet altijd eenduidig is welk TRL-niveau precies van toepassing is, geeft het TRL- raamwerk vaak wel een bepaalde richting en het gestandaardiseerde raamwerk helpt in de duiding.
Binnen CATALYST – wat gaat over fundamenteel en toegepast onderzoek – werken we pre-competitief, wat ook betekent dat we ons principieel richten op het bereiken van TRL 7, waarna marktpartijen of deployment programma’s zoal Talking Logistics de ontwikkeling naar TRL 9 op zich kunnen nemen.
Figuur 8. De Technology Readiness Levels (TRL – overgenomen van Europese Unie)
[1] De oorspronkelijke TRL-niveaus liepen van 1 tot en met 9. Tegenwoordig wordt TRL 0 vaak benoemd als begin van de keten.
Het CATALYST Living Lab is een levend consortium, gestart op de kick-off op 25 september 2019 - de afbeelding hieronder laat het consortium zien op de 1-jarige verjaardag van CATALYST op 25 september 2020.
CATALYST is bedoeld als een publiek-private samenwerking (PPS) en bij de start was de triple-helix verhouding naar type organisaties ongeveer 1/3 bedrijfsleven, 1/3 overheden en 1/3 kennisinstellingen.
Het consortium ging van start na verstrekking van een startsubsidie van de sponsoren bestaande uit de Topsector Logistiek, Ministerie van Infrastructuur en Waterstaat, TKI Dinalog, NWO en Regieorgaan SIA. Alle partijen in de figuur investeren in cash (lump-sum) en in-kind (uren, natura) in het programma.
TNO is penvoerder namens het CATALYST Living Lab. Wilt u meer weten over het CATALYST Living Lab of wilt u partner worden, neem dan contact op met het TNO team.
Figuur 9. CATALYST consortium per 14-12-2020