februari 2017

Storingen en defecten aan infra halen de laatste jaren regelmatig het nieuws. Bruggen en sluizen die bijna een dag in storing staan, ellende aan het spoor op de Moerdijkbrug en natuurlijk de recente problemen door de haarscheurtjes in de Merwedebrug. Het zijn zomaar drie voorbeelden van incidenten met infrastructurele werken. Incidenten die met conditiemonitoring misschien voorkomen hadden kunnen worden.

WCM-directeur Henk Akkermans schetst eerst het umfeld. “De paradox van onderhoud is dat je niet nodig bent zolang het goed gaat. Dat geldt voor elektriciteit, internet, water, treinen, de dijken, et cetera. Heel gewoon allemaal, maar als iets het niet doet, dan weten ze je te vinden. Alles moet het altijd doen. Dat verwacht de klant, maar dat is nu moeilijker. Het budget is niet toereikend, de skills zijn er niet en de noodzaak neemt toe nu het bestaande areaal over vrijwel de hele breedte verouderd is. Veel infra is ook niet ontworpen en gebouwd voor de belastbaarheid die het nu te verduren heeft. Tegelijkertijd neemt de vijftig-plus generatie afscheid. Dat is een probleem want veel van de ervaringskennis over hoe iets is gebouwd en onderhouden, zit in de hoofden.”

“Het budget is niet toereikend, de skills zijn er niet en de noodzaak neemt toe nu het bestaande areaal over vrijwel de hele breedte verouderd is.”

Henk Akkermans, WCM

Smart maintenance

Omdat het aantal beschikbare mensen met kennis afneemt, moet de oplossing komen uit het verhogen van de productiviteit, zegt Akkermans. “En dat kan door innovatie in het kader van smart maintenance. Dat zit in basale dingen. Gisteren kwam er een monteur voor mijn vloerverwarming. Vroeger liep die altijd met een pak papier te sjouwen. Nu maakt hij foto’s met zijn smartphone en vult hij zijn digitale documenten online in. Dat soort dingen doen wij als burgers al vijf jaar, maar veel bedrijven moeten die grote IT-inhaalslag nog maken.”

Smart industry

Het begrip smart maintenance komt voort uit het Smart Industry-programma. De grondslag hiervan is de digitalisering en dan met name de versnelling die daarin momenteel gaande is. Bijvoorbeeld apparaten die verbonden zijn via het Internet of Things en componenten en communicatieverbindingen die steeds goedkoper worden. Hierdoor wordt het mogelijk om op grote schaal met sensoriek aan de slag te gaan. Onderhoudstechnici kunnen de actuele status van een asset monitoren dankzij sensoren die online zijn uit te lezen. En daarop hun onderhoud afstemmen. Het onderhoud wordt zo conditon based in plaats van preventief en/of correctief. En dat betekent effectiever en goedkoper.

Welke technologieën?

Egbert-Jan Sol, programmadirecteur van het programmabureau Smart Industry: “Jaren geleden is de Van Brienenoordbrug al uitgerust met glasvezelsensoren (fiber bragg) om scheurvorming vast te kunnen stellen. Dat was toen duur, maar wordt nu betaalbaar. Het betekent dat je tegenwoordig continu kunt meten in plaats van af en toe. Dus ook de onderhoudswereld wordt steeds digitaler.” Dat leidt tot vragen bij onderhoudsmanagers, stelt hij. “Met welke technologieën moet ik aan de slag, en met welke niet? En begrijpen mijn mensen het wel? Veel van de huidige techneuten hebben deze technologieën niet meegekregen tijdens hun opleiding, terwijl we nu aan het begin staan van Internet of Things.”

Fieldlabs als deel van de oplossing

De Fieldlabs die Smart Industry opzet, spelen een rol om dat ‘kennisgat’ te vullen. Sol: “Infrabeheerders hebben behoefte aan een goed ecosysteem dat world class is. Hiervoor moeten we samenwerken om zo tot een hoger niveau te komen. Niet als concurrenten, maar op verschillende businesscases, met beheerders en hun service providers. En dat kan in de fieldlabs. WCM speelt hierin een belangrijke rol. Van de 25 fieldlabs die er nu zijn, zijn er vijf van WCM.”

“Infrabeheerders hebben behoefte aan een goed ecosysteem dat world class is. Hiervoor moeten we samenwerken.”

Egbert-Jan Sol, Smart Industry

Fieldlab Camino

Ruben Ogink is projectleider van Fieldlab Camino dat als doel heeft om het onderhoud aan infrawerken honderd procent voorspelbaar te maken. Camino is een platform waarop asset owners, overheden, dienstverleners, onderwijs en mkb’ers samen nieuwe kennis ontwikkelen, of bestaande kennis doorontwikkelen. Ogink: “In de praktijk werkt het zo: een asset owner legt een vraag op tafel en geïnteresseerden kunnen daarop aanschuiven. De innovatie is dus duidelijke case-gestuurd en gericht. Geïnteresseerden ontwikkelen op eigen rekening en voor eigen risico hun product, echter wel met de zekerheid dat zij iets creëren waar ook daadwerkelijk vraag en behoefte aan is. Door in Camino samen te werken met potentieel toekomstige klanten vergroot je de kans op praktische toepasbaarheid enorm.”

Klopt technische levensduur wel?

Ogink: “Er komt inderdaad een vervangingsgolf aan, omdat de technische levensduur van veel asset is verstreken, of bijna is verstreken. Maar klopt die technische levensduur wel? Je wilt niet te vroeg vervangen, want dat is kapitaalvernietiging. Vervang je (nog) niet, dan heb je een groter risico op storingen. Dat wil je dan wel weten en dat betekent meten! En die storingen die zijn er al, dus dat we iets moeten doen, is duidelijk. En smart maintenance wil daaraan een bijdrage leveren.”

Vraagstelling concreter maken

Camino helpt asset owners om ‘de vraagstelling concreter te krijgen’ en brengt partijen in een veilige omgeving bij elkaar. “Welke fenomenen wil je meten? Wat zeggen die? Als dat richting een concrete oplossing gaat, testen we dat vervolgens in een Living Lab. Een Living Lab is een praktijksituatie bij een bedrijf. Zo loopt er nu een test met door TU Eindhoven ontwikkelde sensoren om de degradatie van kabelomhulsels in de grond vast te stellen.” Doel hiervan is om uiteindelijk het faalmoment te kunnen voorspellen en zo de kwaliteit van het elektranetwerk te verbeteren tegen lagere kosten.

Kennisoverdracht

Waarom is hiervoor een fieldlab nodig? Ogink: “Kennisoverdracht over de diverse sectoren van de infra heen gebeurt eigenlijk niet of nauwelijks. Als je kunt monitoren hoe een dijk, brug of rail erbij ligt en de informatie die dat oplevert weer bij elkaar brengt, dan kun je ook de interactie meten. Neem de trillingen die een vrachtwagen en een trein veroorzaken op een brug. Dat is onvermijdelijk en hoort erbij. Maar het effect ervan op een naastgelegen riool, of dijk is onbekend. Als je dat wel weet, kun je er rekening mee houden in je design for maintenance.”

“Kennisoverdracht over de diverse sectoren van de infra heen gebeurt eigenlijk niet of nauwelijks.”

Ruben Ogink, WCM

Correlaties zoeken

Henk Samson neemt namens Strukton Rail deel aan Camino vanwege de praktijk in het spooronderhoud. In de loop der jaren zijn we steeds meer buiten het eigen bedrijf gaan kijken hoe je sneller en beter kunt innoveren, zegt Samson, omdat ‘je samen met andere partijen verder komt’. Als voorbeeld noemt hij het monitoren van een wissel. “Wij kunnen prima een wissel monitoren, we zien patronen en daar kunnen we ook wat mee. Maar wetenschappers kunnen nog dieper in de materie duiken. Bijvoorbeeld over langere reeksen kijken, of andere databronnen gebruiken. Ze kunnen zoeken naar correlaties met behulp van big data technieken om te begrijpen hoe het in elkaar zit. En dat is het punt waar wetenschappers en onze experts elkaar leren kennen, want de context van de praktijk heb je wel nodig.”

Samenwerken aan nieuwe oplossingen

Strukton Rail werkt ook samen met onderzoeksinstellingen in Duitsland en andere landen voor toegepast onderzoek. Het zorgt voor een brug tussen wetenschap en industrie. “Dat kun je goed samen doen, zonder concurrentie. Daarnaast zie je dat in open innovatietrajecten juist de kleine bedrijven vaak met goede ideeën komen. Samen werken aan nieuwe oplossingen is dus heel zinvol.” Nieuwe oplossingen ontwikkelen is iets dat je prima, of zelfs juist, met je klanten moet doen, zegt Samson. “Wij zitten in een nichemarkt. Als je dan veel investeert in een nieuwe oplossing is het wel handig als je weet dat de klant erop zit te wachten.”

Data combineren

Samson vindt deelname aan Camino interessant, omdat er asset owners in zitten met soortgelijke problemen rond lineaire assets (assets zoals wegen, rivieren en kanalen en elektrakabels, die door het hele land lopen). Samson: “Welke problemen spelen daar en kunnen we dan kennis uitwisselen?”

Voor het onderwerp rail is er nu een eerste project. Centrale vraag hierin is: zegt het gedrag van een trein iets over de toestand van het spoor? Hiervoor brengen Strukton, Nedtrain en ProRail data in. Data die normaal dus niet ‘bij elkaar komt’.

Businesscase

Nieuwe oplossingen moeten wat Samson betreft bijdragen aan betrouwbaarder en goedkoper onderhoud. “De vraag is altijd: welk probleem lost het op? En wat is de businesscase?
Hoeveel is meer betrouwbaarheid de klant waard? Onderhoud op basis van de werkelijke conditie leidt overigens altijd tot goedkoper onderhoud.” Sol is het daar roerend mee eens: “Belangrijk is dat je nadenkt over hoe je businesscase er over vijf jaar uitziet. Dat moet je terugrekenen en dan heb je een eerste stap in een businessplan, in plaats van een IT-projectje. Je moet het doen vanuit een behoefte aan een oplossing, niet omdat Internet of Things kan. Een langetermijnvisie is nodig, maar is tegelijkertijd ook lastig.”

Actuele info

Ook Waterschap Vechtstromen heeft te maken met veel infra assets (stuwen, gemalen, sluizen, persleidingen e.a.) van veertig jaar en ouder. Op de technische staat daarvan is niet altijd goed zicht, zegt Stefan Nijwening van het Waterschap. Persleidingen zitten ondergronds, een groot deel van de stuw zit onder water. “Er is wel een overall beeld, maar welke specifieke plekken door leeftijd zijn aangetast en in welke mate, daarop willen we meer zicht. Zodat we het onderhoud beter, slimmer en goedkoper kunnen doen. Daarvoor willen we naar real time maintenance. Dus op basis van actuele info die iets zegt over de werkelijke situatie. Daar zijn nu een hoop nieuwe technieken voor. En zoals Egbert-Jan zegt: de uitdaging is welke kunnen wij gebruiken om goedkoper en effectiever te werken. Voor ons is het heel moeilijk om te bepalen welke technieken klaar zijn om in de praktijk toe te passen.”

Inspiratie

Binnen Camino wil het waterschap nieuwe technieken toepassen op een aantal stuwen en gemalen. Nijwening: “Stuwen en gemalen zitten in complexe systemen. De besturing gebeurt meestal op afstand. Maar om de status te weten, moeten we er naar toe, soms met een duikteam. In de praktijk komen we ervaak pas achter als er iets faalt. In Camino willen we experimenteren met sensoriek en ermee aan de slag. Zoals Strukton de staat van het spoor wil meten aan de hand van informatie over het gedrag van de trein, zo kunnen wij bijvoorbeeld in plaats van ons blind te staren op het beton beter kijken naar wat het water rond de stuw doet. Dat soort ideeën willen we opdoen in Camino.”

Nijwening: “Nog een mooi voorbeeld: het meten van het energieverbruik van sluisdeuren. Als dat toeneemt, kan dat een indicatie zijn dat er iets niet goed zit. Een voorbeeld dat door een andere waterbeheerder al in de praktijk is toegepast.

Zo loopt er van alles en Camino is een mooie manier om dit soort dingen uit te proberen en de kennis en kunde die er al is te delen. Camino is ook een andere vorm van samenwerken met kennisinstellingen en het bedrijfsleven. In plaats van de traditionele opdrachtgever-opdrachtnemer relatie investeren we samen tijd en geld in kennis en kunde. Dat is nog wel spannend, zo zonder contract samen onderzoeken doen. We hebben nu de assets benoemd waarmee we willen experimenteren. Er is een longlist van bedrijven en kennisinstellingen die we willen vragen mee te doen. Samen met partijen die ook willen investeren in Camino maken we een concreet plan van aanpak per pilot en gaan we gewoon samen aan de slag.”

Samson knikt: “Open innovatie is echt een manier om stappen te maken. Zeker op onderwerpen die niet tot je core-expertise behoren.” Sol, tot slot: “De omschakeling van preventief naar monitoring gaat in Nederland toch beter dan elders. Dat komt omdat we hier gewend zijn om samen te werken en omdat het hier minder hiërarchisch is.

 

Tekst: Pieter Pulleman
Beeld: Rijkswaterstaat, Strukton Rail en Waterschap Vechstromen

Bron: WCM Emagazine #1 december 2016

Projecten