Resultat AP 6

I prosjektet ble det tidlig klart at en dronelogistikkløsning vil ha behov for en backupløsning i tilfelle driftsavbrudd. Det kan være vær eller tekniske utfordringer som medfører produksjonsstopp. Prosjektet har ikke endret på denne oppfatningen, tvert imot så ser vi det at det vil være situasjoner der driften må vike pga været og andre tekniske forhold.

Vi har sett på ulike løsninger som blir brukt i dag som er enten buss, taxi eller budbil. Det vil derfor være aktuelt å bruke noen av disse etablerte løsningene som både hoved-transport i både en oppstartsfase og via en gradvis nedtrapping etter hvert som dronetransport viser seg egnet som et bidrag. Det som er dagens hoved-løsning vil derfor spille en avgjørende rolle for å sikre en god og glidende overgang til en har etablert en tilstrekkelig robust droneleveranse. Derfor vil det være viktig å ha avtaler på plass som sikrer dagens løsning og en fleksibilitet for å sikre god innkjøring.

Når droneløsningen er kommet i gang og en ser hvor robust denne løsningen er i praksis, dvs få teste integrasjoner med kunde, software, vær-kapasitet på drone, teknisk stabilitet osv, så vil en kunne gjøre en ny og bedre vurdering på de ulike rutene for å identifisere hva som er den best egnede backup løsningen.

I prosjektets start hadde vi ambisjoner om å definere prøveflyvningsruter. Dette har vi langt på vei gjort med den kunnskapen vi har i dag tilegnet oss gjennom prosjektet. Rutene som ble valgt i prosjektet ble valt ut fra flere kriterier med forankring i transporter volum og avstander ut fra teknologien modenhet. Vi valgte derfor ruter som var gjennomførbare med den teknologien som hadde blitt utviklet i prosjektet, dvs innenfor 20km flydistanse.

Vi har sett på avstander / ruter som kan være aktuelle med den teknologien som vi har testet i prosjektet, sett i lyset av behovet / ønsker fra helseforetakene. Vi har også tatt med oss informasjon fra forrige fase, der vi på Vestlandet registrerte alle ruter der en fraktet blodprøver. Vi kom frem til totalt 400 ruter. Ser vi på transportavstander under 20 km og der det er et stort volum av blodprøver som kan gi en gevinst med bruk av droner, så sitter en igjen med relativt få ruter.

Underveis i prosjektet har teknologiene utviklet seg, og det er kommet flere løsninger på markedet som har lang rekkevidde.

Dronen som er designet er mest egnet for områder opp til 20 km, det betyr at det er operasjoner i bynære områder som er mest egnet for denne teknologien. I bynære områder har vi sett på Stavanger og Bergen med mulige ruter.

Utfordringene med bynære områder er det som vi har nevnt i AP5 bakkerisiko og lasterisiko. Dette stiller strenge krav til selve dronen. Den må være designet robust og utprøvd, slik at myndigheter og samfunnet vil akspetere den til å fly over veier, bebyggelse, skoler og barnehager uten at det blir skapt frykt for at den kan ramle ned.

Dronen som er designet og utprøvd på lukket område, er designet med tanke på høy grad av sikkerhet. Den høye sikkerheten som er valgt gir også en begrensning i rekekvidde pga øket vekt.

Dronen er laget med doble systemer der det er mulig. Den har 8 motorer og vil klare å holde seg i lufta om en slutter å virke. Det er også doble sett batteri, så om et feiler så vil en klare å gjennomføre planlegte flyturer i tilfelel feil skulel oppstå.

Den høye sikkerheten er også grunnen til at dronen er begrenset til 20km. Med den rekkevidden vil den alltid kunne returnere til der den lettet. Dette er en sikkerhet om noe skulle skje på landingstedet. Også pga alle det er doble system flere steder, så veier den mer og dette påvikrer rekkevidden negativt. En kan derfor si at rekekvidde er byttet ut med sikkerhet.

Så når en tar i betraktning begrensningene for den dronen som er utviklet i prosjektet, så sitter vi igjen med en operasjon egnet for bynære områder. Der er transportert volum størst, en har utfordringer med biltrafikk i sentrum, får en forutsigbar logistikk uavhengig av trafikkbildet, unngår å produsere sveve-støv og transporterer blodprøver med veldig lavt energiforbruk.

Det er underveis i prosjektet brukt en del resurser til å se hva som skjer på selve dronemarkedet. Vi ser at det er kommet flere og flere løsninger som kan fly langt. Over opp mot 200km er mulig for flere modeller. Det som imidlertid blir ofret for å få lang rekkevidde er gjerne robusthet med tanke på vind og systemfeil. Felles for de løsningene som flyr langt er gjerne at de er vingeløsninger med litt flere begrensninger enn en typisk multirotor som er brukt i prosjektet. Flere prosjekt har testet vingedroner og det kan nevnes flyvning mellom Røros og St.Olavs hospital er gjennomført i et prosjekt.

Nå kommer også helikopter-droner som vil ha både lang rekkevidde og tole mye vind. Dette forteller oss at det er en rask utvikling på hardware og løsninger på integrasjoner i luftrommet som vil muliggjør flyvninger over lengre distanser og i bynære strøk.

De rutene som prosjektet har foreslått vil innebære å få tillatelse fra Luftfartstilsynet til flyvning over tettbygget strøk. Prosjektet har avdekket at det vil bli stilt stenge krav til utstyret som skal brukes. Dvs at en kan vise til mange flytimer uten uhell og vise til et robust system for vedlikehold av drone og kritiske komponenter. Prosjektet har siktet mot de vanskeligste områdene å få driftstillatelse. Dette ble gjort for å se om det er mulig å få en slik tillatelse og ikke minst lære hva som må til for å operere i det mest krevende områdene. Airlift har mye luftfartskompetanse som blir viktig å ha med på utvikling / utprøving av teknologi og operasjon for å sikre trygg drift. Vi ser imidlertid at det vil være lengre tid før kunde og samfunn vil akseptere og tørre å satse på en drift innenfor disse områdene.

Ruter som prosjektet har sett som interessante å få teste ut innenfor 20 km rekkevidde er følgende:

Helse Førde:

1) Førde legesenter – Førde sjukehus

Helse Bergen:

1) Sander K (danmarksplass) til Haukeland sjukehus

2) Betanien til Haukeland - både for blodprøver og legemidler (SAV)

Helse Stavanger:

1) Stavanger universitetssjukehus (gamalt) Våland – Stavanger universitetssjukehusehus (nytt) Ullandhaug

2) Hillevåg legesenter til Ullandhaug/Våland

Det må imidlertid presiseres at teknologien har utviklet seg positivt i prosjektperioden og mulig rekkevidde på tilgjengelig droneteknologi har øket betydelig. Dette gir et helt nytt mulighetsrom med tanke på nytteverdier og mulige ruter for helsevesenet. Blant annet har ruten Førde – Lærdal blir nevnt og er trolig innenfor med tanke på nye droneløsninger.

Helse Fonna:

1) Gard helsehus – Haugesund sjukehus (ikkje avklart)

Prosjektets mål er å designe og utvikle spesifikasjon på dronen. Dette har tatt mye tid og resurser i AP6. Kriteriene for val av drone type og hvordan utvikle den er kompleks, fått mange innspill og prosjektet har levert mer enn bare utvikle design og spesifikasjon på drone. Se ble sett på 2 ulike design-retninger, komplekse langdistanse droner som er relativt sårbare eller robuste kortdistanse droner som er lettere å utvikle.

1. Komplekse langdistanse droner som er ømfintlige for vær-påvirkning med begrenset lastekapasitet. Denne teknologien er umoden og krever mye testing. I tillegg er det få system som har doble system og det er få om noen på markedet med høy operativ sikkerhet.

2. Robust kortdistanse drone som toler vind og regn, samt lett å tilpasse behov for transportvolum. Teknologien er mer moden og krever moderat testing. I tillegg har den høy sikkerhet og doble system som kan imøtekomme alle krav til en droneløsning.

Airlift Solutions valgte spor 2 som vil være lettere å tilpasse landing i nærheten av bebyggelse. Denne dronen er designet og utviklet iht til dagens transportkasser i store deler av Helse Vest.

I prosjektets start så måtte vi ta stilling til kriteriene for valg av teknologi. I utgangspunktet ønsket prosjektets eier Airlift Solutions AS å kjøpe en ferdig teknologi på markedet og så prøve denne ut operativt for å verifisere kapasitet og egnethet til teknologien.

Vi satte derfor en del krav til løsningen basert på fase 1 og 2 fra tidligere prosjekt. Slik vi såg det, må løsningen være robust og kunne operere med høy sikkerhet. Samtidig måtte den kunne ta en del last og aller helst være tilpasset helsevesenet sine transportkasser for dagens blodprøver. Dette for å ha en lett integrasjon med kunden. Følgende faktorer styrte valget av teknologi som vi skulle finnen på markedet:

Spesifikasjonen:

• Høy sikkerhet, doble system i dronen

• Kunne integrere og operere trygt i dagens luftrom, dvs stoppe opp og lande om bemannet luftfart kommer nær drone.

• Fallskjerm system for å skade-redusere i tilfelle uhell

• Drone som var godkjent for drift i Norge

• Styring av drone og operasjon i Norge

• Robust med tanke på vær, tole vind og regn på vestlandet

• Kunne ta lastevolum og vekter beskrevet i droneprosjekt fase 2, dvs transportkasser brukt i dag

• Ivareta lasten med tanke på vibrasjon

• Ivareta lasten med tanke på temperatur

• Ivareta lasten med tanke på regn / snø

• Små krav til infrastruktur / landings-sted på bakken kunne lande på område 4x4 meter

• Lett å laste / losse, både manuelt og automatisk med robot

Vi leitet ganske mye etter en slik løsning uten at vi fant noe på markedet som dekket alle punkt eller de viktigste punktene. Vi besluttet derfor å bruke intern kompetanse til å utvikle engen løsning for prosjektet. Denne dreiningen innebær en betydelig økning av kompleksiteten i prosjektet. I tillegg til spesifikasjon og system innkjøp, måtte nå Airlift Solutions AS bruke resurser på å designe, vurdere og kjøpe inn komponenter, bygge drone og få denne til å fly. Med denne økningen i kompleksiteten, så innebar det at Airlift Solutions fikk en betydelig merkunnskap hva det faktisk betyr for dronenæringen at systemene ikke har en sertifiseringsstandard å forholde seg til. Kort fortalt betyr det at droneprodusent og operatør må ha en rekke tiltak for å ivareta sikkerheten og operativ stabilitet for å kompensere for manglende industriell standard. Dette innebar et kompleks testregime og gode risikoanalyser før en setter operasjon i drift ute i samfunnet.

Design av dronen:

Dronen ble tegnet og designet i samarbeid med et ingeniørmiljø som har spesialkompetanse på lette carbonfiber strukturer. Dette er avgjørende for å kunne designe en struktur som både er sterk og lett nok til å kunne fly på batteri. Vi snakker om å lage en automatisk luftfartsbasert logistikk med en helt ny energibærer som ikke er utprøvd innen logistikk som går i luften. Dette er en kompleks oppgave samtidig med at regelverket ikke er klart med tanke på designkrav til en slik operasjon. Erfaring og knowhow med drone design og operasjon ble avgjørende for å få til en løsning som både kan ta vare på lasten i varierende forhold og ikke minst klare å fly trygt.

Dette innebar å designe et skall som kan ta dagens last og ivareta den på en like bra måte som dagens tradisjonelle transport. Dette er bakgrunnen for design av den dronen slik vi ser den i dag. Samtidig skulle design muliggjør doble system og være robust og ikke minst være realistisk å produsere og testfly i prosjektperioden og ha et markedspotensial etter prosjektets fase.

Valget falt derfor på en kortdistanse fremfor langdistanse drone siden det var lettere å designe innenfor kriteriene.

Gjennom tester har vi finnet ut at den droneløsningen som er valgt trenger kun et landingsareal på minimum 4x4 meter (helst plassert minimum 15 meter frå tilstøytande bygningar på avsendar- og mottakarlokasjon). I testfase vil det ikke bli bygga noe infrastruktur fra Airlift Solutions si side. Adgangskontroll må sikrest gjennom inngjerding. Integrasjon med kundeoperasjoner er sikret gjennom design av drone som også er bevist gjennom praktiske prøver som tillèt manuell og automatisk lasting / lossing. Derfor vurderast det ikke som nødvendig å teste ut ytterligere infrastruktur på bakken enn det som er skissert over.

I valg av droneteknologi så vil den også påvirke krav til bakkeinfrastruktur. Skal en inn i en driftsfase, så vil det naturligvis blir behov for mer komplekse strukturer på bakken for å kunne beskytte drone når den ikkje er i drift.

I prosjektets startfase var målet å kjøpe inn utstyr for bakke og luftoperasjoner. Siden dette ikke lot seg gjøre (fantes ikke dronesystem som er gode nok på det tidspunktet), så ble anskaffelsen gjennom egen produksjon.

Gjennom anskaffelsen av komponenter og kompetanse ble det tydelig at det finnes betydelig kompetanse i Norge på bygging med kompositt og carbonfiber. Denne kompetansen ble brukt til design og produksjon av rammen og skallet på dronen. Så brukte en intern kompetanse til å velge elektronikk og styringssystem til operasjon av drone. Sytingssystem ble montert og etter hvert ble systemene testflydd på lukket område.

Dette viser at det finnes bred relevant kompetanse i Norge til å bygge slike system. Det som imidlertid er utfordringen er å få store nok volum på produksjon, da slike system vil kreve mye tester og etter hvert offentlige godkjenninger for å kunne operere i ønsket område. Tilgang på kapital i produksjonsselskap er vanskelig uten en tydelig betalende kunde.

Derfor vil Norsk tilgang på slike system være avhengig av en kunde som er villig til å satse på systemene slik at systemene kan bli gode og verdiskapende for kunde, investorer og dermed skape norske arbeidsplasser.

Siden dronen som er valgt krever lite infrastruktur på bakken, så er det kun skaffet nødvendig utstyr for operasjon av selve dronen. Bakkeinfrastruktur er begrenset til å være 4x4m plan flate og styringssystemer.

Styringssystemene er ganske enkle og standardiserte for slike droner. Et slit system ble kjøpt inn og montert i dronen. Motorer og batteri måtte dimensjoneres etter størrelsen på drone og lasten som skal fraktes. Alt dette måtte importeres og testes.

Annen bakkeinfrastruktur som sikring av landingsområde ble ansett som mindre vesentlig i prosjektet. Det viktigste var å se den flyvende enheten virker og er i stand til å fly med de spesifikasjonene som ble satt i prosjektet. Det ble også vurdert som områdesikring er en standard vare som kan kjøpes komplett og er utprøvd. Derfor ble heller ikke områdesikring kjøpt inn eller testet som en del av prosjektet.

Testflyginga er delt opp i fasar, der det vil bli gjort avklaringar for vidare arbeid basert på godkjenningar og erfaringar. Den første testfasen med flyging på lukka område er gjennomført og fleire viktige funn er avdekka.

Dronen som er utviklet har flydd i over 100 timer. Det å fly i bynære områder har prosjektet avdekket som mye mer kompleks enn det som ble antatt i oppstarten. Underveis i prosjektet har det komme nye metoder for risiko vurderinger, noe som gjør at det vil bli mer resurskrevende å fly i områder med høy bakke risiko.

Samtidig har prosjektet lært oss at teknologiene er relativt umodne, noe som gjør at operatørene må ha egne og svært strenge tester av utstyr og operative barrierer før flyvning kan etableres.

Lærepunkt i prosjektet er ganske enkel, det vil bli stilt en forventning om mer tekniske robuste løsninger med økende bakkerisiko. Men siden det ikke er definerte krav til dronen eller system, så er det usikkert hvor robuste løsningene må være for å få tillatelse i de ulike områdene.

I prosjektet ble etablert et testflyvningsområde på Østlandet. Området som ble valgt hadde kriterier som var gunstige for prøveflyvninger, dvs kontroll på bakkerisiko og luftrisiko. Der har vi kunne simulere flyvninger på ulike ruter med å sette opp flytid og bevegelser som ligner virkelige senario.

Vi har blant annet kopiert flyvning på kunderute på lukekt testområde og har flydd på «Level 4» der drone har tatt av, flydd selv og landet uten pilot har vært involvert. Vi ser at teknologien fungerer, men vår anbefaling er det må flyves en god del mer for å skaffe nødvendig trygghet for at systemene virker og er trygge før en tar dei i bruk og eksponerer 3.person.

Vi har passert 10 måneder med testflyvninger fra første gang vi hadde motor i drift i prosjektet og sitter igjen med mye erfaring. Vi ser at vi ikke kan stole blindt på produsenters lovnader og ‘’glansbilder’’ fra produsenter selv om både produsent og komponent fremstår som en seriøs og robust. Det viser oss at det kreves mange timer med test og verifisering før vi kan levere et system som vi selv mener er trygt og godt nok.

Dronen og de ulike komponentene har hatt ca. 125 timer i luften. I tillegg kommer alle timer med test av komponenter i test-benk.

Dette har vist oss at det aller meste av dronens ‘’innmat’’ som flight controller, GPS, radio link, batterier osv. har fungert stabilt og i fint samspill, og de utfordringene vi har hatt i all hovedsak er motorer og ESC.

Dette viser at det er veldig verdifullt med tester på lukket område før en tar dronen ut i samfunnet. En må vite at løsningene viker og de må testes nøye over en lengre periode for å vise seg egnet.

I begynnelsen hadde Airlift Solutions AS en oppfattelse av det var viktig å få droneløsningen ut å fly på kunderuten. Ettersom det ble besluttet å designe og bygge egen drone lærte vi at det meste kan testes på testområdet og en ikke trenger å fly ute i samfunnet for å gjøre tester. Dermed ble fokuset endret fra testflyvning uten hos kunde til på lukket område.

Ettersom fokuset på teknologitesting endret seg fra å testfly på kunderute til testområde, så hadde likevel en funnet ulike ruter som kan være aktuelle for tester. Det var definert en den prøveflyvningsruter som både egnet seg for teknologien og ikke minst hadde et stort volum av blodprøver som skulle fraktes.

Vi ser at underveis i prosjektet så har også teknologiene utviklet seg. Derfor er valget av kunderuter som er aktuelle i dag langt flere enn det som kom frem innledningsvis. V iser at dronene fly lengre og er blir mer og mer robuste og ligner på tradisjonell luftfart i utførelse og ytelse.

Det er gjennom denne teknologiutviklingen sammen med behovet til helsevesenet som er blitt tydeligere, vi ser et behov for å kunne teste realismen i å bruke ny teknologi til verdiskapende logistikk forbedring. Fokus i prosjektet Fase 3 har i stor grad vært teknologi og luftromsintegrering, men det som er viktig for kunden er øket verdiskapning. Når vi nå ser at ny teknologi er på fremmarsj, så er mulighetene for verdiskapning langt større med øket rekkevidde.

Det er derfor ønskelig fra et leverandørperspektiv å teste nye tekniske løsninger på ulike ruter for å teste verdiskapning fremfor teknologi. Teknologi er i stor grad testet på lukket område, men det har ikke blitt gjort tester på verdiskapning med lang tids integrasjon med kunde for å identifisere enkle forbedringer som kan bety en betydelig verdiøkning for kunde.

Andre forhold som har hatt avgjørende betydning for å det endrede fokus fra å fly på kunderute til lukket område er hvor klare regulatoriske myndigheter ifm driftstillatelser på de ulike rutene. I dag er det svært resurskrevende å søke og designe et operativt opplegg for hver rute. Det finnes ikke standarder for luftromsintegrering på de ulike rutene. Derfor innebærer det stor risiko og er svært tidskrevende og resurskrevende å få en operativ tillatelse på hver rute. Dette sett i lyet av en test som er av kort varighet, så er ser en at en har fått mye mer igjen for å teste på lukket område fremfor å teste ute i samfunnet.

Søker en imidlertid om driftstillatelse over en lengre tidsperiode, så vil standardisering og forenkling av integrasjonen i luftrommet komme. Avinor og Luftfartstilsynet er nå i slutten av prosjektperioden svært positive til å finne løsninger for dronelogistikk i Norge.

Det foregår imidlertid mye arbeid innenfor Avinor og Luftfartstilsynet for å tilrettelegge og forenkle logistikk operasjon i luftrommet. Dersom dette arbeidet hadde kommet lenger tidligere i prosjektfasen, så hadde det også vært praktisk mulig med korte operative tester på rutenivå, men det er likevel begrenset med informasjon korte operasjoner vil gi.

Det ble relativt tidlig klart for Airlift Solutions at dronen må lastes manuelt samtidig at den bør være tilrettelagt for fremtidig robotisert lasting og lossing. Derfor ble det i prosjektet i spesifisert en løsning som sette integrering med kunden høyt på prioriteringslisten. Lasting og lossing ble tiltenkt gjort på toppen av drone fremfor mange av løsningene som er å få kjøpt i dag der lasting og lossing forgår på siden eller på undersiden av dronen.

Med en lasting og lossing på toppen av dronen, så vil det være en naturlig arbeidshøyde for manuell lasting og lossing. Samtidig er det en løsning som raskt kan tilpasses robotisert lasting og lossing.

I prosjektet testet vi begge løsningene. Vi fikk tilgang til transportkasser som blir brukt i helsesektoren i dag og testet både manuell og robotisert lossing. Airlift Solutions snakket sammen med et selskap som programmerer og har tilgang på roboter som kan laste og losse kasser automatisk. Dronen ble derfor sendt til dette selskapet som fikk i oppgave å programmere en robot som viser automatisk lossing av dronen.

Dette var en enkel oppgave, det viser seg at dronen hadde en utforming som tjente til formålet. Det ble laget video som viser denne integreringen.