Verouderde assets monitoren met moderne middelen

Infrastructuur heeft een grote maatschappelijke waarde. Nederland kan niet zonder excellente infrastructuur. Maar veel Nederlandse kunstwerken zijn verouderd en dat betekent een vergroot risico op falen. Ruim drie jaar geleden is het Smart Industry Fieldlab Camino opgestart met als doel om onderhoud van infrastructurele werken honderd procent voorspelbaar te maken. Is dit nog steeds een haalbaar doel, of staat het spreekwoordelijke water projectleider Ruben Ogink inmiddels aan de lippen?

Laura van der Linde

De meeste sluizen, gemalen, bruggen en andere bouwkundige, watergerelateerde kunstwerken zijn gebouwd in het begin van de vorige eeuw. We kunnen dus wel spreken over verouderde assets. ‘De uitdaging is om te streven naar maximale beschikbaarheid van deze assets, omdat ze zo’n grote maatschappelijke waarde hebben’, legt Ruben Ogink uit. Fieldlab Camino richt zich op effectieve en efficiënte manieren om met behulp van moderne technieken onderhoud aan wegen, rails, bruggen, viaducten, waterwegen en sluizen voorspelbaar te maken. ‘Een hele interessante vraag die op enig moment boven kwam drijven is ‘van wie is de data?’ en die vraag is niet makkelijk te beantwoorden.’

Triple helix
De kwaliteit van de bestaande Nederlandse infrastructuur is in het geding door veroudering en verlaagde onderhoudsbegrotingen. Om toch die maximale beschikbaarheid te kunnen garanderen, is het in dit geval belangrijk om kennis en informatie uit de triple helix te benutten: overheid, bedrijfsleven en onderwijs. Ogink licht dit toe: ‘Veel infrastructurele werken bevinden zich in het publieke domein dus de overheid is al heel snel betrokken. Voor veel kunstwerken geldt dan ook dat je moet schakelen met verschillende overheidsinstanties met verschillende rollen, belangen en budgetten. Wel is het zo dat deze partijen graag zien dat de kosten stabiel blijven. En voorspelbaar onderhoud betekent ook voorspelbaarheid van kosten, dus daar zit een gezamenlijk belang.’
De betrokkenheid van het bedrijfsleven is logisch. Daar zit heel veel kennis en vakmanschap om de kunstwerken te onderhouden. En dat onderwijs goed is aangesloten, is belangrijk en ook zeer gewenst omdat het de schakel vormt tussen de werkelijkheid vandaag en de toekomst. Ogink: ‘In praktijk is dit soms nog wel lastig te realiseren. Onderwijs, en vooral onderzoek, richt zich vaak op volledig nieuwe toekomstige technieken, terwijl een fieldlab zich veelal meer leent voor technieken die al wat verder zijn ontwikkeld, maar nu voor een andere toepassing worden ingezet.’

Concurrentie
Om te voorkomen dat binnen enkele jaren onverwachte (spoed)vervangingen nodig zijn aan Nederlandse infrastructurele werken of dat er onveilige, onbetrouwbare en oneconomische situaties ontstaan, wordt in samenwerking gezocht naar innovatieve wijzen om het onderhoud te verbeteren. Hierbij wordt gebruik gemaakt van digitale en nieuwe datagedreven technieken zoals bijvoorbeeld het internet of things, sensortechnologie, machine learning op basis van artificial intelligence en digital twins. Het project ‘Smart Maintenance bij Sluis Eefde’ streeft bijvoorbeeld naar een verbetering van de prestatie en de betrouwbaarheid van de sluis en naar effectievere onderhoudsschema’s.

Ogink: ‘Een fieldlab leent zich voor technieken die al wat verder zijn ontwikkeld, maar nu voor een andere toepassing worden ingezet.’

Ruben Ogink, Fieldlab Camino

Met behulp van SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) worden alle bewegingen en handelingen op en rond de sluis geregistreerd. Deze data wordt aangevuld met nieuw gegenereerde data vanuit geplaatste sensoren. Eventuele afwijkingen die worden gedetecteerd, kunnen vervolgens een aanwijzing vormen voor – vaak nog onzichtbare – gebreken. Op deze manier kan bijvoorbeeld corrosievorming vroegtijdig worden vastgesteld.
Een van de gemaakte afspraken is dat wordt uitgegaan van ‘open data’, ofwel een situatie waarbij niet alleen verkregen inzichten, maar ook onderliggende data openlijk beschikbaar wordt gesteld aan alle projectpartijen. Ogink: ‘Camino gaat ook over onderlinge marktverhoudingen. Binnen deze proeftuin zitten nogal eens potentiële concurrenten met elkaar aan tafel. Dat betekent dat je goede afspraken moet maken over wie eigenaar is van de data die vrij komt. Als we daar oplossingen voor vinden, gaat het stromen.’ Het gaat bijvoorbeeld over contractafspraken. Niet alleen opdrachtnemer, maar ook opdrachtgever heeft een verantwoordelijkheid in de juiste samenwerking. ‘Binnen een pilot kom je daar nog wel uit, maar in real life zitten we nog regelmatig in elkaars vaarwater.’

Positieve energie
Het Cluster Camino Water is volop in beweging. Ook binnen Camino Rail zijn projecten opgestart. Verder wordt inmiddels concreet gewerkt aan de opstart van de clusters Camino Dijken en Camino Wegen. ‘Enerzijds is het goed onderscheid te maken tussen deze aandachtsgebieden. Iedere branche heeft zijn eigen taal, belangen, problemen en expertise. Anderzijds kunnen we enorm van elkaar leren en hoeft natuurlijk niet iedereen zelf het wiel uit te vinden.’ Maar de verbinding is er ook wel. ‘Vanuit World Class Maintenance wordt sowieso over alle fieldlabs heen gekeken. Er zijn zelfs bedrijven die participeren in meerdere fieldlabs. Kennis wordt dus wel gedeeld en dit faciliteren we ook actief’, legt Ogink uit.
Voor hem als projectleider is het in ieder geval belangrijk dat er binnen een groep energie is. ‘De bereidheid om met elkaar onbekende wegen te bewandelen. Daar hebben we de proeftuinen voor opgezet.’ Binnen een proeftuin wordt gewerkt aan een specifiek probleem of een specifiek object. Een proeftuin heeft hierbij vaak minimaal een looptijd van anderhalf jaar zodat je ook in verschillende seizoenen kunt monitoren. ‘Er wordt gestructureerd gewerkt en we lopen echt niet in zeven sloten tegelijk. Maar de boodschap is wel: ga gewoon lopen en let onderweg gewoon goed op dat je niet struikelt. Daar is energie voor nodig.’

Een project waar het Fieldlab Camino Water met veel belangstelling naar kijkt, heeft betrekking op het gemaal van IJmuiden. Om erachter te komen hoe het onderhoud beter en efficiënter kon worden uitgevoerd, zijn verschillende moderne technieken getest en doorberekend. Van het gemaal is bijvoorbeeld een digital twin gemaakt die als twee druppels water lijkt op het origineel. Dit biedt enorm veel voordelen.

Het gemaal van IJmuiden is het op een na grootste gemaal ter wereld. Het werd in 1975 gesticht en is uitgerust met zes horizontale schroefpompen in een ophijsbare unit. Deze pompen worden onder water gelaten in een betonnen schacht en stuwen vanuit die positie het water door het gemaal. De pompeenheden worden aangedreven door elektromotoren. In het gemaalgebouw bevinden zich maalgangen, ruimten voor de technische installaties, de controleruimte, de computerruimte en de montage- en onderhoudshal. Kortom, een bouwwerk van meer dan veertig jaar oud met een breed scala aan installaties. Uiteraard wordt onderhoud gepleegd, maar ondanks dit werd duidelijk dat de conditie verslechtert. ‘Het stond als een paal boven water, er moest een nieuw onderhoudsplan worden opgesteld’, vertelt Gerard Ras, die vanuit Rijkswaterstaat asset manager is van het gemaal.

Conditiemonitoring
De hoeveelheid water die door het gemaal moet worden gestuwd, is een belangrijk gegeven. ‘Het gemaal heeft een functie die het moet kunnen uitvoeren en daar moet je op kunnen vertrouwen.’ Vanuit dit gegeven zijn vervolgens, op basis van kennis van experts, alle mogelijkheden van onderhoud berekend en is een nieuw onderhoudsplan opgesteld.
Zo is onder andere een onderzoek opgestart naar het faalgedrag van de pompen. ‘Op diverse installaties worden sensoren geplaatst om bijvoorbeeld trillingen, temperatuur, oliekwaliteit en slijtage te meten. Op deze manier wordt een grote hoeveelheid data verzameld’, vertelt Ras. ‘Zo gaan we ook de koolborstel monitoren. Als we kunnen meten hoe lang deze borstel mee gaat, dan kunnen we scherper aan de wind varen. Dan kun je onderhoud ‘just in time’ en nooit te laat uitvoeren. Dat is wat je wil.’

Efficiënter
Door sensortechnologie wordt het makkelijker om de conditie van de installaties te bewaken. Daar zit dus een enorme win. ‘Een andere win zit op het gebied van efficiënter werken. Bij een storing wordt een monteur naar het gemaal gestuurd. We dachten dat we goed gebruik maakten van moderne technieken: op een mobiele telefoon kon de monteur de storing registreren. Kijken, scrollen, klikken, kiezen, aanvinken, eventueel zelf nog wat schrijven. Dat klink goed, maar dit zijn complexe pakketten en bij de registratie gaat het nog wel eens mis. Een foute registratie levert vervolgens foute analyses op en helaas veel extra onnodig correctiewerk.’ Het moest beter. Het was pompen of verzuipen. Maar hoe?

Digital twin
Het bedrijf Playmax had daar wel ideeën over. Ras: ‘Zij hebben een digital twin gecreëerd zodat je in virtuele weergave door het gemaal kunt rondlopen. De data, die wordt verkregen door de sensoren in het echte gemaal, kunnen we in deze virtuele wereld real-time uitlezen.’ De data is soms zelfs sturend. ‘We zien bij de kritieke assets stoplichten. Groen, niets aan de hand, oranje is een vooraankondiging dat onderhoud nodig is en bij rood is de installatie in storing.’
Ook binnen dit systeem is het mogelijk om door te klikken. ‘Er is een koppeling gemaakt met het systeem van Ultimo. Je komt rechtstreeks uit op alle data en informatie van het betreffende onderdeel. Het mooie hiervan is dat je zowel uit het operationele proces, van de monteur als vanuit de software-data krijgt. Data-analyse zorgt voor beter en efficiënter werken.’ Verder geeft de digitale wereld de gelegenheid om anderen te laten meekijken. ‘Maar deze mensen hoeven niet echt het gemaal in. Je kunt er virtueel doorheen lopen.’
Het is de bedoeling om in maart live te gaan en te starten met de pilot. ‘En ja, er zullen vast nog wel wat verbeterpunten boven water komen, maar daarvoor is het ook een proeftuin’, aldus Ras.

Verouderde assets monitoren met moderne middelen

Lees meer: Proeftuin gemaal IJmuiden