NFPA Technology RoadmapUpdate Process Overview

January 8, 2019

NFPA Technology Roadmap

The NFPA Technology Roadmap describes an industry‐wide consensus regarding the pre‐competitive research and development needs associated with improving the design, manufacture, and function of fluid power components and systems.

The research and development agenda it describes is focused on advancements that will help the fluid power industry meet the future needs of its customers, expand into new markets, and attract the best and brightest students to the field.

It is used by the NFPA and the Center for Compact and Efficient Fluid Power (CCEFP) to guide their research efforts, by NFPA members and other industry partners to inform decisions about research partnerships and product development, and by academic, government, and other organizations that wish to pursue research and development projects of importance to the fluid power industry.

It is updated every two years under the guidance and leadership of the NFPA Roadmap Committee. 

2

NFPA Roadmap Committee as of January 3, 2019

3

Chair• Mark Bokorney, Sun Hydraulics

Vice Chair• Mike Betz, Danfoss

Staff Director• Eric Lanke, NFPA

Fluid Power Manufacturers• David Hinkle, Bailey International• Scott Meldeau, Bimba/IMI• Kent Sowatzke, Bimba/IMI• Enrique Busquets, Bosch Rexroth• Jeff Lemonds, Casappa• Doug Robertson, Clippard• Rich Humason, Clippard• Matt Giloth, Daman Products Company• Kevin Lingenfelter, Danfoss• Jason Palmer, Delta Computer Systems• Bob Hammond, Deltrol Fluid Products• Qinghui Yuan, Eaton• Jonathan Gamble, Enfield Technologies• Joel Edwards, Faster• Frank Latino, Festo• Bill Haley, FORCE America• Matt Loeffler, FORCE America• Rick Hill, Gates• Hudson Keyler, Gates• Tim Saupe, Gates• Bob Pettit, HAWE North America• Eric Hamkins, HUSCO• Barry Schoenborn, HYDAC/Schroeder• Marty Barris, Hy‐Pro• Gary Gift, Hy‐Pro• Terry Christopher, Hy‐Pro• Joe Jackan, JARP Industries• Tom VanderMeulen, Kawasaki

Fluid Power Manufacturers, continued• Mike Casper, KYB America• Kazumi Ito, KYB Japan• Scott Paxton, Lehigh Fluid Power• Scott Lane, Linde Hydraulics• Karen Mackey, Main Manufacturing Products• Rick Bush, Micromatic• Dave Geiger, Moog• Doug Sullivent, Muncie Power Products• Rob Wuertz, OEM Controls• Bill Mosher, Parker Hannifin• Anthony Vaughan, Parker Hannifin• Howard Zhang, Parker Hannifin• Adam Frey, Poclain Hydraulics• Jon Goreham, QCC• Jay Dalal, ROSS Controls• Volker Schmitz, Schmalz• Mike Stewart, Steelhead Composites• Ervin Scott, Sun Hydraulics• Fabio Terenzi, Walvoil Fluid Power• Tony Zingman, Wandfluh of America• Randy Peterson, Woodward• Steve Cavera, Yates Industries

Fluid Power Distributors• Bud Hoffner, Applied Industrial Technologies• Mark Torbett, GS Global Resources• Charles Tuggle, Hydra‐Power Systems• Jim Kaas, Iowa Fluid Power• Greg Kuhlman, Iowa Fluid Power• Scott Maher, Kaman Fluid Power• Gordon Kolasingh, Orange Seal• Tom Price, Price Engineering

Fluid Power Suppliers• Chuck Rigali, Alro Steel• David Gray, Evonik Oil Additives• Thomas Braun, FasTest

Fluid Power Suppliers, continued• Jason Carter, Idemitsu Kosan• Steve Schaus, Industrial Hard Chrome• Shubhamita Basu, Lubrizol• Bob Mosey, Mosey’s Production Machinists• Gary Chess, National Tube Supply• Tim Thomas, PARTsolutions• Cameron MacNeil, Stauff Corporation• Michael Merrill, Swiss Automation• Beth Figliulo, Trelleborg Sealing Solutions

Fluid Power Machine Builders• Aleksander Egelja, Caterpillar• Yashodeep Lonari, Hitachi America• Jeff Bauer, John Deere• Paul Marvin, John Deere• Gary Dostal, Komatsu• Tyler Handel, Manitou Group• Jeffrey Miller, Oshkosh Truck

Academic Partners• George Fenske, Argonne National Laboratory• Alyssa Burger, CCEFP• Mike Gust, CCEFP• Tequila Harris, Georgia Tech• Michael Varenberg, Georgia Tech• Paul Michael, MSOE• Andrea Vacca, Purdue University• Ashlie Martini, University of CA‐Merced• Eric Severson, University of WI‐Madison

Other Partners• Ron Klimko, Hydraulics & Pneumatics• Tom Blansett, IFPS• Donna Pollander, IFPS

Because of federal anti‐trust laws, certain topics are not proper subjects for discussion at any NFPA function. In many cases, our members are competitors and any action or agreement which may eliminate, restrict or govern competition among members or their colleagues could be a violation of anti‐trust laws. Those violating the anti‐trust laws are subject to severe criminal and civil penalties.

This means that we must not discuss any items falling within the realm of competitive practices, such as current or future prices, terms of service, discounts, production or productivity rates, allocation of markets, profit levels, credit terms, or refusal to deal with a particular supplier or customer.

Please adhere strictly to these guidelines during all NFPA functions to protect yourself, your company and the NFPA from liability.

NFPA Anti‐Trust Guidelines

4

Definition of Pre‐Competitive Research

Pre‐competitive research is performed at the time in the technology development cycle when interested, but potentially competitive parties agree that there is value to be gained from a collaborative rather than a competitive approach.

It generally resides in the middle ground between fundamental basic research conducted mainly in universities and proprietary research performed or directed mainly by companies. It can be performed to develop new technologies or to determine the market readiness of new technologies.

5

Two Roadmaps!

6

2017 NFPA Technology Roadmap

7

2017 NFPA Technology Roadmap

Customer Driver Research TargetResearch Challenge

Increased productivity and performance

Reduce power loss of fluid power components

Increase energy efficiency of fluid power systems

8

2017 FPAMC Manufacturing Roadmap

9

2017 FPAMC Manufacturing Roadmap

Customer Competitiveness 

Driver

Enabling Manufacturing Technology

Fluid Power Manufacturing 

Capability Challenge

Speed to market Batch free heat treatingReduce lead time

Research Need

Heat treating at the work center

10

Two Roadmaps!

11

2019 Roadmap Elements

Customer Driver Research AreaCapability 

ImprovementResearch Target

Research Project

Increased productivity 

and performance

Use additive manufacturing to produce 

integrated FP components

Increase power density of fluid power 

systems

Demonstrate high pressure capability of 

AM FP components

Pressure test to failure AM fluid power components

Customer Drivers are the business or technology objectives of fluid power customers. They help them serve the needs of their own customers, and are not necessarily connected to their use of fluid power.

Capability Improvements describe the ways in which fluid power systems must improve if they are to meet or better meet the customer needs described by the Customer Drivers.

Research Areas are the broad areas of pre‐competitive investigation that could assist in bringing about the Capability Improvements. 

Research Targets are the objectives that quantify or otherwise describe successful strategies for pursuing the Research Areas.

Research Projects specifically address and attempt to achieve the Research Targets. 12

Methodology for Combining Roadmaps

Customer Driver Research AreaCapability 

ImprovementResearch Target

Research Project

Technology Roadmap Customer Drivers

+Manufacturing 

Roadmap Customer 

Competitive‐ness Drivers

‐Duplicates

Appropriate Technology Roadmap Research Targets

+Manufacturing 

Roadmap Enabling 

Manufacturing Technologies 

and Appropriate Research Needs

‐Duplicates

Technology Roadmap Research Challenges

+Manufacturing 

Roadmap Fluid Power 

Manufacturing Capability Challenges

‐Duplicates

Appropriate Technology Roadmap Research Targets

+Appropriate 

Manufacturing Roadmap Research Needs

‐Duplicates

Update list of research 

projects cited in Technology Roadmap and align with Research Targets

13

Draft 2019 NFPA Technology Roadmap

Customer Driver Research AreaCapability 

ImprovementResearch Target

Research Project

Increased productivity and performance

Increased availability and up‐time

Lower total and life cycle costs

Reduce, increase ease and predictability of 

maintenance

Lower environmental impact (e.g., quieter 

machines)

Machines compliant with safety regulations

Increased energy efficiency

Greater integration of systems

Increased speed to market

Increase energy efficiency

Improve quality and reliability

Increase power density

Use product data to add value

Reduce environmental impact

Widen scope of application

Increase speed to market

Provide greater expertise

Reduce energy consumption

Improve energy recovery methods

Reduce power loss

Increase energy conversion eff.

Improve energy storage capability

Help machines to meet safety req.

Increase use of “smart” tools

Use coatings to improve Q/R

Use sintered metals to improve Q/R

Use hybrid mfg to improve Q/R

Use metrology to improve Q/R

Use in‐process SF&C to improve Q/R

Reduce weight w/o reducing pressure

Produce smaller/integrated comp.

Produce high pressure systems

Develop better wireless sensors

Use data to drive adaptive control

Allow electronics to change system

Discover cost‐effective diagnostics

Promote standard communications

Reduce NVH lower than prime mover

Eliminate external leaking

Lower environmental impact

Resolve mechanical limitations

Explore novel architectures

Improve human/machine interfaces

Use imaging systems for control

Apply industrial control to mobile

Use micro‐machining to improve STM

Use additive mfg to improve STM

Use batch‐free HT to improve STM

Use robotics to improve STM

3 Research Targets

3 Research Targets

2 Research Targets

4 Research Targets

4 Research Targets

3 Research Targets

6 Research Targets

3 Research Targets

1 Research Target

7 Research Targets

1 Research Target

2 Research Targets

2 Research Targets

3 Research Targets

4 Research Targets

2 Research Targets

5 Research Targets

4 Research Targets

14

4 Research Projects

4 Research Projects

3 Research Projects

7 Research Projects

10 Research Projects

2 Research Projects

3 Research Projects

1 Research Project

1 Research Project

5 Research Projects

3 Research Projects

2 Research Projects

2 Research Projects

1 Research Project

1 Research Project

3 Research Projects

1 Research Project

1 Research Project

Roadmap Process and Timeline – Phase 1

Jan 2019 Introductory webinar to present update process and timeline

Feb‐Mar 2019 Phase 1 – Customer Drivers & Capability Improvements• Briefing materials sent to Roadmap Committee:

• NFPA Customer Market Survey• Customer Drivers and “Capability Improvements” identified 

in 2017 NFPA Technology and FPAMC Manufacturing Roadmaps

• In‐person meeting at the March 1 FPIC Seminar to:• Identify and rank Customer Drivers• Identify, rank, and connect Capability Improvements to 

Customer Drivers• Discuss possible Research Areas & Targets

Customer Driver Research AreaCapability 

ImprovementResearch Target

Research Project

15

Roadmap Process and Timeline – Phase 2

Apr‐Jun 2019 Phase 2 – Research Areas & Targets• Working Groups identified for each Capability Improvement• Briefing materials sent to Working Groups:

• Summary of work performed at March 1 in‐person meeting• Summary of current and on‐going research projects• “Research Areas” and “Research Targets” identified in 2017 

NFPA Technology and FPAMC Manufacturing Roadmaps• Working Group conference calls to:

• Identify and rank Research Areas for each Capability Improvement

• Identify and rank Research Targets for each Research Area• In‐person meeting at the June 7 FPIC Seminar to:

• Review Research Areas and Targets for each Capability Improvement

• Remove redundancies, improve synergies, and prioritize Research Areas and Targets

Customer Driver Research AreaCapability 

ImprovementResearch Target

Research Project

16

Roadmap Process and Timeline – Phase 3

Jul‐Aug 2019 Phase 3 – Final Roadmap Document• Draft Roadmap sent for review and comment• Final Roadmap presented at August 12‐14 IEOC• Final Roadmap published.

Customer Driver Research AreaCapability 

ImprovementResearch Target

Research Project

17

Questions?

18