Det är dyrt för fartyg att ligga i hamn. Och att lossa containrar är ett farligt jobb. För att låsa upp containerns fyra hörn måste måste en stuvare klättra till varje hörn, ibland på 10–15 meters höjd, och rycka i en vajer för hand eller med hjälp av en krok på en stång. Det kan vara acceptabelt en vacker sommarmorgon i Göteborg, men knappast en stormig vinternatt i Kanada eller under Afrikas sol.

Om låsen istället kunde låsas upp elektroniskt, via radio, så skulle säkerheten kunna ökas, personalbehovet minskas, lastningen skulle kunna gå fortare och pengar sålunda sparas. Idén kläcktes för drygt fyra år sedan av industrimännen Lars Linde och Tom Lidén, som startade företaget Loxystem.

Idag, efter en bitvis krokig utveckling, finns Rat, Remote controlled Automatic Twistlock, redo för världens rederier och hamnar. De första skarpa testerna gjordes i somras, då containrar lastades på ett skepp och lossades igen i Lysekil efter en tur på Skagerack.

– Vi har fungerande prototyper framme och presenterar dem för marknaden i år. Nästa år räknar vi med att sälja upp-emot 20 000 lås, säger Loxystems vd Dag Tryggö.

Mekaniken togs fram först. Kraven var höga – en container kan väga uppemot 40 ton. Varje lås måste klara 50 tons belastning och skjuvkrafter på uppemot 40 ton, och ändå kunna låsas upp med minimal kraft.
Grundtanken blev att i en fjäder ta vara på energin från då låsen trycks samman då containrarna staplas. Fjädern kan lossas av en liten motor som bara behöver lyfta en spärr.

Sju kg gjutjärn – 10 g elektronik
Men även en liten motor behöver energi. Och hur skulle den styras? Hur skulle radion se ut för att ge tillräcklig säkerhet och livslängd? Och inte minst – hur bygga in elektronik i 7 kilo tunga gjutjärnslås som ofta hanteras ovarsamt, utsätts för temperaturer mellan –40 och +80 oC och därtill ska existera till havs i fuktig, korrosiv miljö? De frågorna gick till konsultföretaget Informasic i Göteborg.

Lösningen blev förvånansvärt enkel på alla punkter utom två: antennen och radioprotokollet. På ett kretskort utformat för att passa ett hålrum inne i låset sitter en standardkrets med radio, processor och minne samt en del kringkomponenter. Varken batteriet eller motorn är särskilt avancerade. Ett vanligt 1,5 V litiumbatteri i AA-storlek av kvalitet som bara är aningen högre än vad som säljs i Pressbyrån duger gott.

Som Zigbee men eget protokoll
Radion arbetar på 2,4 GHz-bandet och bygger på IEEE-standarden 802.15.4, samma grund som Zigbee. Men protokollet är egenuvecklat hos Informasic, optimerat för ström-snålhet och säkerhet i stället för bandbredd. Och för antennen krävdes en del grundforskning.

– Det fanns knappt någon kunskap kring hur antenner fungerar i radiomiljöer med så mycket metall på alla sidor. Att kunna kommunicera mellan de fyra punkterna i hörnen var inte det svåra – utmaningen var snarare att kunna använda signalstyrkan för lokalisering. Vi tog hjälp av forskningsinstitutet SP i Borås och filar nu på en patentansökan tillsammans med dem, berättar Leif Åkesson, Informasics vd.

Lokaliseringen behövs för att systemet ska veta vilket lås som ska låsas upp. Låsen har unika id-nummer, som används för att skapa en geometrisk bild av hur låsen är placerade relativt varandra. Mätningarna som skapar bilden sker mellan låsen.
Före varje lyft verifierar systemet att låsen verkligen är låsta, och vid upplåsning verifieras också att bara de fyra lås som hör till den enskilda containern låses upp och inga andra. Lokaliseringsalgoritmen avgör också vilket lås man ska få kvittens om läget från, allt för att göra systemet oberoende av infrastruktur i hamnarna.

Antenner på kranens ok
Systemet finns med två varianter för styrningen, där låsen kontrolleras antingen från en handterminal eller av en kranförare. I det senare fallet monteras antenner på kranens ok.

– Hur det ska se ut i kranhytten är inte helt klart ännu, där jobbar vi på användargränssnittet, säger Leif Åkesson.
Att få ner strömförbrukningen krävde en hel del tänkande. Motorn är den komponent som drar minst ström, lite mindre än kommunikationen. Största strömslukaren är faktiskt viloläget – under sin livstid drar låset mer energi i vila än vad kommunikation och motor står för sammanlagt.

För att klara kraven på mekanisk hållfasthet sitter elektroniken limmad på en stålplatta. Hela elektronikmodulen gjuts in i ett plastliknande material som för att hålla väta och fukt ute – det enda som sticker ut en liten aning ur låset är en flexibel antenn. Elektronikens livslängd måste sålunda vara lång.

– Batteriet håller i 7–8 år, och klarar ett par tusen lossningar under tiden. Före dess räknar vi med att låset har slitits så hårt mekaniskt att det redan skrotats, säger Leif Åkesson.

En poäng med låsen är att de tillåter att två containrar lossas samtidigt, så kallade tandemlyft. Sådana sparar tid, men är inte tillåtna idag av säkerhetsskäl. Men med Rat är det inga problem, så länge kranens maxkapacitet inte överskrids.

– Det finns studier som visar att lossningen kan göras 20 procent snabbare och utan ökad risk om tandemlyft tillåts på containrar under 20 ton. Det motiverar i sig en investering i ett slag, säger Dag Tryggö.

40 miljoner containrar
Hur det ska gå med försäljningen återstår att se. Loxystem är ett litet okänt innovationsföretag som lever på riskkapital. Förvisso är marknaden enorm – det finns över 40 miljoner containrar i världen. Men rederier och hamnar är knappast kända för att anamma nya idéer snabbt. Fackföreningar som ser stuverijobben hotade kan påverka marknaden, vilket i viss mån kan kompenseras av den ökade säkerheten. Och dagens halvautomatiska lås kostar bara 20 dollar, så prispressen är hård.

– Vi har inte bestämt priset än, men det blir ju avsevärt dyrare än dagens lås. Investeringen räknas hem på ökad effektivitet, säger Dag Tryggö.

Han berättar att fem rederier står för hälften av världens containerfartygskapacitet, och att det räcker med att ett av dessa anammar lösningen för att Loxystem ska göra succé. På ett större fartygsdäck kan det finnas uppemot 4 000 containrar, var och en med fyra lås, så två fartyg räcker för att målet på 20 000 lås ska nås.

Går introduktionen bra så finns flera idéer för vidareutveckling. Exempelvis kan låsen samverka med annan elektronik placerad inne i containrarna, för ökad spårbarhet och för larm. Sensorer kan skvallra om containrarna innehåller sprängämnen, radioaktivitet eller i värsta fall flyktingar

Gjutningen av låsen kommer att läggas ut på någon underleverantör i Asien. Elektroniken tänker sig dock Loxystem producera på närmare håll.

– För våra behov är kostnaden likvärdig i Sverige och på andra ställen. Och vi vill minimera risken att konstruktionsdata läcker ut till obehöriga, säger Dag Tryggö.