smart maintenance Archieven - Utilities

Met meer dan tachtig sensoren op elf assets is het Sebastiaan Guzik, Nickel van de Mortel en hun team bij Sitech Services gelukt om het falen van assets in de kunstmestfabriek op de Chemelot site in Geleen te voorspellen. Een flinke uitdaging, omdat Industry 4.0 nog een nieuw gebied is voor de chemische industrie, de sensormarkt nog niet volwassen is en een goede draadloze verbinding in een fabriek ook wat voeten in de aarde heeft.

Een van Sitechs klanten wilde de prestaties van een aantal assets van haar fabriek in Geleen verbeteren. Het ging daarbij om assets die de meeste impact hadden vanwege onderhoudskosten en derving. Het team van Sebastiaan Guzik (32 jaar, reliability engineer) en Nickel van de Mortel (23 jaar, service delivery manager) wilde met behulp van data-analyse de assets monitoren om zo vroegtijdig falen te kunnen detecteren. Nog niet eerder is volgens de twee een combinatie van Industry 4.0 en big data op zo’n grote schaal, elf assets en meer dan tachtig sensoren, toegepast in de industrie.

Wat hebben jullie eerst gedaan?

Guzik: ‘We zijn gaan uitzoeken hoe assets falen. Zo’n faalvorm kan bijvoorbeeld een lager zijn of een afdichting die kapot is. Je zag dat sommige faalvormen steeds terugkwamen. Daarmee konden wij een set van dominante faalvormen definiëren. Door vervolgens een data-analyse te maken, kunnen we dit faalgedrag voorspellen.’

Wat heb je daarvoor nodig?

‘Voldoende sensordata en een gedegen data-analyse zijn nodig’, zegt Van de Mortel. ‘We zijn tegen enkele problemen aangelopen bij het verkrijgen van de sensoren. Het viel ons op dat de hele Industrial IoT markt (Internet of Things, red.) nog best wel onvolwassen is. Veel sensoren voldeden bijvoorbeeld niet aan de vraag van de klant of aan de specificaties van de fabrikant. Het viel met name op dat er standaardsensoren beschikbaar waren. Het bleek moeilijker te zijn om sensoren met een ietwat afwijkend karakter te krijgen die nodig waren voor de unieke machines. Uiteindelijk zijn enkele sensoren gevonden die goed genoeg functioneerden. Maar het ging niet zonder slag of stoot. Sommige fabrikanten hadden problemen met de levertijden. Anderen hadden wel sensoren, maar nog geen certificaat om op het KPN-netwerk te mogen zenden. Door de onvolwassenheid in de markt liepen wij vertraging op.’

‘Het is zaak om de modellen opnieuw te bekijken als we een grotere dataset hebben.’

Sebastiaan Guzik, reliability engineer Sitech

Hoe is het jullie toch gelukt om de juiste sensoren in de fabriek te krijgen?

Guzik: ‘Er zijn enkele maanden overheen gegaan om het juiste bij elkaar te krijgen.’ Van de Mortel vult hem aan: ‘Sommige sensoren die niet draadloos waren, hebben we zelf aan een draadloze transmitter kunnen koppelen waardoor we het signaal toch via het LoRa-netwerk van KPN konden versturen.’

En toen kregen jullie problemen met de verbinding.

‘Het beeld was geschetst dat de signaalsterkte overal op de site goed was.’, zegt Van de Mortel. ‘Maar dat is anders in een betonnen kelder. We hebben uiteindelijk extra voorzieningen, zoals een extra router opgehangen, waardoor het grootste gedeelte van de issues is opgelost. Maar het blijft altijd oppassen. Stel er wordt tijdens onderhoud een steiger neergezet naast de router, dan liggen de sensoren van het gedeelte van de fabriek dat nog wel werkt eruit. Daar zitten nog verbeterpunten.’

Guzik: ‘Ook willen we de standtijd van de sensoren verhogen. Veel fabrikanten beloofden een batterijduur van één, twee of drie jaar. Die batterijduur zou je volgens hen halen als je één keer per uur een berichtje verstuurd. Dat doen wij. Uiteindelijk bleek dat die batterijduur maar drie maanden tot een half jaar is. Een paar van die sensoren willen we vervangen door exemplaren met grotere batterijen.’

Hoe functioneert het nu?

‘Nu is het allemaal voldoende  betrouwbaar’, zegt Van de Mortel. ‘In de modellen die we eerst hadden gemaakt hadden we de data van elke sensor nodig. Achteraf gezien realiseerden we ons dat dat niet perse nodig was voor het voorspellend vermogen. Het bleek ook voldoende te zijn om een paar sensoren niet mee te nemen als deze tijdelijk offline zijn.’

‘In 3,5 maand hebben we in totaal zestien uur aan productiestilstand bespaard.’

Nickel van de Mortel, service delivery manager Sitech

Hebben jullie al falen weten te voorkomen?

Van de Mortel: ‘In 3,5 maand hebben we vier succescases gehad waarbij we in totaal zestien uur aan productiestilstand hebben bespaard. Twee daarvan zagen we na afloop bij de interpretatie van de data. Dat kwam omdat nog niet alles was geoptimaliseerd. Maar de potentie is er wel. De twee anderen zagen we wel op tijd. We konden de plant bijvoorbeeld op tijd waarschuwen dat een transportband uit het midden begon te lopen. In het verleden liep de transportband wel eens te ver uit het midden waardoor hij de constructie raakte. Dan valt de hele band stil en heb je productieverlies.’

Wat gaan jullie nu verder doen?

‘Het model is zo goed als de data die je aanvoert’, legt Guzik uit. ‘Hoe meer data je verzamelt om het model op te baseren, des te beter het wordt. Voor sommige modellen is bijvoorbeeld een jaar aan data nodig zodat je ook de verandering in buitentemperatuur mee kunt nemen. Het is zaak om de modellen opnieuw te bekijken als we een grotere dataset hebben. Dat is het streven voor de komende jaren. Ook willen we de scope uitbreiden binnen dezelfde site, maar ook naar andere fabrieken.’

Op de foto: Nickel van de Mortel (l) en Sebastiaan Guzik (r)

Techniekhelden

Techniekhelden zijn technici die om bepaalde redenen onmisbaar zijn voor het bedrijf of die iets bijzonders doen of hebben gedaan met grote impact. Heeft u een collega die u in het zonnetje wilt zetten? Laat het ons weten via redactie@industrielinqs.nl

World Class Maintenance werkte vorig jaar mee aan de motie van D66-kamerlid Rutger Schonis naar aanleiding van de jaarbegroting van Rijkswaterstaat. Schonis vroeg de kamer in het infrastructurele aanbestedingsbeleid rekening te houden met duurzame innovatieve technieken. Henk Akkermans stelt tijdens iMaintain Techport voor om de motie uit te breiden naar alle asset owners.

Net als veel kapitaalgoederen in Nederland kent Rijkswaterstaat een verouderend areaal aan wegen, bruggen, sluizen enzovoorts. Als al die kritische assets in één keer moeten worden gereviseerd, zou het land zelfs vast kunnen lopen. Directeur van World Class Maintenance (WCM) Henk Akkermans werkte dan ook graag mee aan de motie van D66 kamerlid Rutger Schonis om smart maintenance mee te laten wegen in het aanbestedingsbeleid van Rijkswaterstaat.

Curve afvlakken

Akkermans: ‘De berg aan revitalisatie of vervanging van infrastructurele assets is enorm. Het is fysiek niet mogelijk alles tegelijkertijd uit te voeren omdat er simpelweg een tekort zou zijn aan mensen en materialen. Door condition monitoring in te zetten, is de technische levensduur van deze assets met tien tot soms wel vijftien jaar te verlengen. Gebruik van dataverzameling via sensoren en slimme inspectietechnieken en kunstmatige intelligentie om de data te beoordelen, ondersteunt de risicobeoordeling. Daarmee vlak je de curve af van werkzaamheden en krijgt Rijkswaterstaat meer tijd om ze gefaseerd en gecontroleerd uit te voeren.

Dat zou volgens onze berekeningen in het begin iets meer geld kosten, maar over het geheel zelfs tot twee procent van de lokale bouwkosten besparen. Belangrijker nog is dat het land niet vastloopt: kosten die mogelijk nog veel meer kunnen oplopen dan alleen de bouwkosten.’

Schaduwparlement

Akkermans is vrijdag 9 oktober een van de schaduwparlementsleden van onderhoud. De motie die hij hier wil inbrengen borduurt voort op de motie Schonis. ‘Waarom eisen we niet bij alle aanbestedingen de inzet van smart maintenance technieken’, zegt Akkermans. ‘Ook de industrie of bijvoorbeeld de gebouwde omgeving heeft te maken met ouder wordende installaties. Zij zouden dan ook aan hun contractors moeten vragen om smart maintenance in te zetten zodat de installaties veiliger en productiever worden. Het zou ook de regel- en inspectiedruk verlagen terwijl bedrijven op den duur misschien ook wel minder grote stops hoeven uit te voeren. Iets wat in het huidige Covid-tijdperk goed zou uitkomen. Het mooie is dat deze aanvullende eis alleen maar geld oplevert. Het lijkt me dan ook een no brainer om de motie aan te nemen. Maar dat mogen de mensen morgen zelf bepalen.’

Wie mee wil kijken bij de uitzending van iMaintain Techport: Het schaduwparlement van onderhoud, kan zich nog hier inschrijven.

Motie van het lid schonis c.s.

De Kamer,

gehoord de beraadslaging,

constaterende dat met duurzame innovatieve technieken zoals smart maintenance bij de aanleg en het onderhoud van infrastructurele werken kosten kunnen worden bespaard en de planning kan worden verbeterd;

verzoekt de regering, te onderzoeken op welke wijze duurzame innovatieve technieken standaard en geharmoniseerd in het infrastructurele aanbestedingsbeleid van de rijksoverheid kan worden uitgevraagd;

verzoekt de regering tevens, de resultaten van dat onderzoek met de Tweede Kamer voor de begrotingsbehandeling in 2019 te delen,

en gaat over tot de orde van de dag.

 

De huidige crisis heeft ervoor gezorgd dat we op grote schaal kennis maakten met online vergaderen. Teams, Zoom, Hangouts, Jitsi en meer zijn niet meer weg te denken. Volgens de tafelgasten van Industrielinqs BREAK OUTS kan dat de mind set in de industrie ook veranderen. Het kan een impuls geven aan verregaande digitalisering, zoals het gebruik van digital twins.

Maar wat is dat, een digitale tweeling? Hebben wij zelf ook al een digitale evenknie? En wat kan de industrie ermee? En waar staan we nu? Dat bespraken we met experts en vertegenwoordigers van de industrie tijdens Industrielinqs BREAK OUTS. De uitzending is inmiddels terug te kijken.

Subsidies zijn haast niet meer nodig. En er is nog steeds veel ruimte voor kostenreductie in windenergie. Een belangrijke rol daarbij speelt predictive maintenance.

‘Operatie en onderhoud zijn goed voor bijna een derde van de kosten van offshore windenergie. Slim gebruik van data van turbinesensoren en geavanceerde modelleringstechnieken kunnen worden gebruikt om proactief en voorspellend om te gaan met onderhoud. Dat is de sleutel tot het kostenefficiënt in bedrijf houden van windturbines’, stelde prof.dr. Simon Watson onlangs in zijn intreerede aan de TU Delft.

Geen publieke subsidie

Windenergie heeft de laatste dertig jaar een bijzondere groei meegemaakt. Watson: ‘Vooral Europa heeft windenergie omarmd; in de eerste helft van 2017, werd 11,5 procent van de elektriciteitsvraag in de EU gedekt door windenergie. In meer dichtbevolkte gebieden, zoals Nederland, hebben we een ontwikkeling gezien naar windenergie op zee. De eerste offshore wind farms waren veel duurder dan hun neven op het land. Recent hebben een aantal partijen voorstellen gedaan voor de bouw van offshore wind farms tegen prijzen die geen publieke subsidie meer nodig hebben.’

Wake-effecten

Volgens Watson is er veel ruimte voor verdere kostenreductie en innovatie. Met geavanceerde statistiek en modelleringstechnieken kunnen complexe windomstandigheden beter in kaart worden gebracht. Op die manier zijn de effecten op de prestatie en levensduur van windturbines beter te begrijpen. Met meer inzicht is het mogelijk om de energieopbrengst te optimaliseren en de last op de turbine te verminderen, stelt Watson. Dit kan door de turbineblad-dynamica te verbeteren, de aansturing te optimaliseren en wake-effecten, veroorzaakt door het zog van andere turbines, te minimaliseren.

Energie-opslag

Naast de slimme inzet van data voor operatie en onderhoud is ook integratie met het energiesysteem een belangrijke ontwikkeling. Watson:  ‘Omdat windenergie een steeds groter deel levert van de elektriciteitsvraag van Europa, wordt de variabiliteit van het windaanbod een grotere uitdaging voor researchers. Zij moeten methoden ontwikkelen om stroom van offshore wind farms goed te integreren in de stroomnetwerken door interconnectie, vraagsturing en energie-opslag.’

Er komt steeds meer informatie beschikbaar. Informatie waarmee onvolkomenheden van het tweedimensionale tijdperk kunnen worden aangepakt. Het 3D-tijdperk – dat nu aanstaande is – vraagt om andere capaciteiten. Geen schapen, maar smarts, gepassioneerde mensen die enorme hoeveelheden informatie in oplossingen kunnen omzetten. Die bereid zijn om continu bij te leren. De Vlaamse auteur en denker Jef Staes is architect op het gebied van lerende en innovatieve organisaties. Tijdens iMaintain 2018 op 15 maart in Harderwijk geeft hij een presentatie over zijn vernieuwende en inspirerend visie. 

Net als in de rest van de samenleving komt er in de industrie en de infrastructuur steeds meer data beschikbaar die met krachtige computers ook steeds beter kunnen worden geanalyseerd. Met deze informatie wordt het bijvoorbeeld veel beter te voorspellen wanneer het beste onderhoud is te plegen, of hoe op een slimme manier energie kan worden bespaard of verstandiger met grondstoffen en materialen kan worden omgesprongen.

Fake news

Volgens Jef Staes, de bedenker van Red Monkey innovation management, bevindt de hele samenleving zich momenteel in de chaotische overgangstijd van het 2D- naar het 3D-tijdperk waarin informatie een belangrijke rol steelt. De overgang zal niet zonder slag of stoot gaan. De mensen die in het oude tijdperk aan het roer staan, zullen niet zonder slag of stoot de macht over dragen aan een nieuwe generatie mensen die veel beter geschikt zijn om met de nieuwe mogelijkheden om te gaan. Staes: ‘Termen als fake news zijn middelen van de oude generatie om vernieuwing te blokkeren.’ Betrouwbaarheid van innovatie is juist een belangrijke kenmerk van het nieuwe tijdperk.

Rode apen

De chaotische overgang kan ook tot de ongewenste situatie leiden. Zo kunnen mensen die niet de capaciteiten hebben om met de nieuwe omstandigheden om te gaan voorlopig wel de macht macht houden. En veel mensen met de juiste capaciteiten zullen juist minder bevoegdheden hebben. Tijdens het jaarcongres iMaintain van het iMaintain Platform en de NVDO komt Jef Staes vertellen hoe dit Machtsdefect doorbroken kan worden. Ook in een interview dat in februari in het vakblad iMaintain verschijnt licht Staes een tipje van de sluier en legt hij uit wat rode apen zijn.

Inschrijven voor iMaintain 2018 op 15 maart in Harderwijk