Designrymdskartläggning för optimal beställning
Försvarsmakten står inför stora inköp av strids- och markfordon. För att optimera fordonens nytta, utrustning och kostnad arbetar forskare på FOI med att ta fram ett verktyg för designrymdskartläggning.
Militära stridsfordon och markfordon är tekniskt avancerade enheter. De består av en mängd delsystem – vapensystem, motorer, skydd, framdrift och mycket annat. Ibland är systemens egenskaper motstridiga och får vägas mot varandra. Som exempelvis skydd och vikt.
– Ska man ha ett bättre skydd då krävs tjockare pansar som gör fordonet tyngre. Då krävs en tyngre drivlina och större motor som gör fordonet ännu tyngre. Till slut kan man hamna i negativ viktspiral, säger Mathilda Karlsson Hagnell, forskare på FOI som skrivit rapporten Metoder och verktyg för designrymdskartläggning – Tillämpat på markdomänen tillsammans med Arvid Carlstedt.
Nya behov
I dagsläget har Försvarsmakten exempelvis ett kortsiktigt behov av att ersätta de fordon som skänkts till Ukraina. Det finns också ett långsiktigt behov av att förnya hela stridsfordonsparken.
– Natomedlemskapet kommer dessutom att ställa nya krav vid anskaffning av markfordon, som kanske också ska kunna verka i annan terräng än vi är vana vid, säger Mathilda Karlsson Hagnell.
Det är här designrymdskartläggningen kommer in. För genom att skapa ett verktyg där så många inblandade system och delsystem som möjligt analyseras, utvecklas och värderas mot varandra, kan en optimal beställning göras.
FOI har länge arbetat med liknande metoder för ubåts- och fartygsdesign som framförallt har bidragit till god design av Försvarsmaktens svenska ubåtar. Men ubåtar och fartyg byggs i små, ofta specialbeställda serier. Markfordon köps oftast på en internationell marknad, där valmöjligheterna är färre.
– Om vi ska ställa oss i samma kö som alla andra, då får vi hålla till godo med något av de fordon som finns på hyllan, med små möjligheter till justeringar. Men är vi tidigt ute och har gjort den här typen av prediktiva analyser kan man komma med åsikter och synpunkter redan när industrin står i startgroparna att ta fram en ny generation. Det ger en större möjlighet att påverka, säger Mathilda Karlsson Hagnell.
FOI har nu genomfört en förstudie som tydliggör metoder, verktyg, nytta och en prototyp på internt utvecklat verktyg för designrymdskartläggning av markfordon för det svenska försvaret.
– Vi har tittat på tekniska parametrar som drivlinesystem, drivmedel och olika koncept kopplade till rörlighet och hur dessa kan varieras. Det kan röra sig om fordonen ska drivas av band eller hjul eller om de ska kunna transportera trupp. När ramverket är byggt kan vi sedan modulärt lägga till fler system, som elektromagnetiska vapen och annan eldkraft, säger Mathilda Karlsson Hagnell.
Hjul eller band?
Redan på i ett tidigt stadium finns en del avgörande vägval. Exempelvis vilka hot fordonen ska möta, och exempelvis hur man förhåller sig till framkomlighet kontra service.
– Det senare avgör val markkontaktssystem. Väljer man banddrift framför hjul ger det högre framkomlighet men kräver mer service.
Servicekostnaden blir sedan en del i fordonets hela livscykelkostnad, som också är en faktor att väga in i den totala kartläggningen.
– Tillsammans med inköpspris, uppgraderingar, bränsleförbrukning, livslängd och mycket annat som slutändan ska ge en rättvis kostnadsbild, säger Mathilda Karlsson Hagnell.
Hon ser ett par år av fortsatt designrymdskartläggning av markfordon framför sig.
– Nu fortsätter arbetet med våra verktyg för att titta på delsystem som vi försöker implementera på fordon. I framtiden ska vi också beräkna hur flera typer av fordon ska kunna samverka optimalt.