A product-oriented Product Service System for tracing materials on autonomous construction sites : A product development for today’s and future construction sites

The global population is growing, and more people than before are moving to cities. This creates a need for increased building efficiency and possibility to work in remote environments. On today’s construction sites, there is a need to able to organize the site in a better way. In the future, autonomous vehicles will instead find it difficult to localize materials on a construction site. The autonomous vehicles can localize themselves with cameras and sensors, but they do not know how to localize the materials and items. This report is based on a project where Volvo Construction Equipment acted as a customer and the project was performed by students from Blekinge Institute of Technology and Stanford University. The prompt for this project was “From elephants to ants – from Earth to Mars” and would later be interpreted as finding a solution for the future that will be able to function without human’s intervention. From this project, this report was created. The following research questions for this report were: • How can workers locate building materials on today’s construction sites? • How will autonomous vehicles be able to locate material without human assistance in future construction sites? To solve these problems a design-process started, using an engineering design method. This method was chosen because of the type of problem. In engineering, the problem is identified to create a solution to the problem, comparing to when studying science, a question should be answered. The outcome from this report is a Product Service System (PSS) for a tracking system and a device for materials on today’s and future construction sites. When this solution was created no economic aspects were considered. Also, the focus of this report is the first steps of going from today’s construction sites to the future construction sites where autonomous vehicles will be used. The result from this research shows that the same problem of organizing a construction site is a pattern that can be seen in the majority of the sites that were visited during field works. Also, the workers today have little trust in the autonomous vehicles which is a result of lacking information and communication within companies. Furthermore, to be able to move to an autonomous future the mindset and attitude has to be changed. The collected data was analysed, and the outcome was a tracing system that will enable, both humans and machines, to localize materials on today’s and future construction sites. With this solution, today’s workers can track their materials wherever it is placed, without any need of changing the site. The autonomous vehicles will be able to use the tags to localize materials when there are no humans around.Den globala befolkningen växer och fler flyttar till städerna än tidigare. Detta skapar ett behov av ökad effektivitet i byggbranschen och möjlighet till arbete i avlägsna miljöer. På dagens byggarbetsplatser är det nödvändigt att kunna organisera platsen på ett bättre sätt. I framtiden kommer de autonoma fordonen få det svårare att lokalisera material på en byggarbetsplats. De autonoma fordonen kan lokalisera sig med kameror och sensorer, men de vet inte hur man lokaliserar material och föremål. Rapporten bygger på ett projekt där kunden var Volvo Construction Equipment och projektet utfördes av studenter från Blekinge Tekniska Högskola och Stanford University. Prompten för projektet löd "Från elefanter till myror - från jorden till mars" och som senare tolkades till att finna en lösning för framtiden som kommer att kunna fungera utan mänsklig påverkan. Från detta projekt skapades denna rapport. Följande forskningsfrågor skulle besvaras: • Hur kan arbetare lokalisera byggmaterial på dagens byggarbetsplatser? • Hur kommer autonoma fordon kunna lokalisera material utan mänsklig hjälp på de framtida byggarbetsplatserna? För att lösa dessa problem startades en designprocess, med vald ingenjörsmetod. Denna metod valdes på grund av typen av problem. I ingenjörsmetoden identifieras problemet för att skapa en lösning till problemet, jämfört men en vetenskaplig metod, där en fråga besvaras. Resultatet från denna rapport är ett produkttjänstesystem (PSS) för ett spårningssystem för att kunna spåra material på dagens och framtida byggarbetsplatser. När denna lösning skapades togs det ingen hänsyn till de ekonomiska aspekterna. Fokus på denna rapport är de första stegen för att gå från dagens byggarbetsplatser mot de framtida byggplatserna där autonomiska fordon kommer att användas. Resultatet av forskningen visade att det finns ett stort behov av att organisera de olika byggarbetsplatserna som besöktes under studiebesöken. Arbetarna har idag ett litet förtroende för de autonoma fordonen som är ett resultat av bristande information och kommunikation inom företagen. För att kunna gå till en autonom framtid måste tankesätt och attityd ändras. Den samlade data analyserades och resultatet var ett spårningssystem som gör det möjligt för både människor och maskiner att lokalisera material på dagens och framtida byggarbetsplatser. Med denna lösning kan dagens arbetare enkelt spåra materialet, utan att behöva omstrukturera arbetsplatsen. De autonoma fordonen kommer kunna använda spårningssystem för att kunna lokalisera material när det inte finns några människor till hands