Een overdaad aan communicatie

2. Digitalisering en automatisering

Binnen de bouw en techniek verandert er veel door digitalisering. Digitalisering is echter een containerbegrip en zit vaak in verschillende technieken verwerkt. In de bouw en techniek wordt digitalisering in een rap tempo toegepast. Vormen van digitalisering leveren grote efficiencywinsten op.

SMART INDUSTRIES EN BUILDINGS

In de techniek gebeurt er al veel op de gebieden Internet of Things (IoT), kunstmatige intelligentie, Digital Twins, Big data, VR en Augmented Reality (AR). Ten eerste wordt alles door IoT aan elkaar gekoppeld, denk aan verlichting, verwarming, lucht- en beveiligingsinstallaties, productiemachines, auto’s, de thermostaat en de koelkast. ICT neemt daarnaast een steeds grotere rol in het productieproces en het belang van flexibiliteit van werknemers wordt steeds groter. Omdat alles in verbinding staat kan een ‘normaal’ gebouw veranderen in een ‘Smart Building’. In een Smart Building is alles afgestemd op de gebruikers.

“Bij ROVC onderscheiden we industrie en gebouwgebonden systemen. Onder het mom gebouwgebonden systemen zit alles richting verlichting, klimaat en overige installaties. Als ik daar naar kijk zie ik dat alles aan elkaar wordt gekoppeld. Als ik naar huis rijd, ziet mijn installatie dat ik naar huis kom en doet hij de verwarming alvast aan. En als het een kwartier voor zonsondergang is, gaan automatisch de lichten aan”
Nico van Leeuwen, ROVC.

PREDICTIVE DATA EN BEDIENING OP AFSTAND MET VR/AR

Via slimme, realtime en op-afstand inzichtelijke monitortechnologie, en sensortechnologie is het mogelijk om te voorspellen wanneer onderhoud moet plaatsvinden, nog voor dat systemen kapotgaan. De combinatie van kunstmatige intelligentie en IoT maakt het mogelijk om veel data te verzamelen en te analyseren. Deze twee ontwikkelingen gaan de technische industrie ingrijpend veranderen.

De informatie die chips en sensoren verzorgen hebben als gevolg dat een servicemedewerker bijvoorbeeld pas op pad hoeft als er echt een storing optreedt. Sensoren maken machines slim en dat maakt voorspellend onderhoud mogelijk. Een ander voorbeeld van het gebruik van sensoren: in de bouw worden cementsilo’s voorzien van sensors om erachter te komen wanneer het cement precies aangevuld dient te worden. Wanneer de silo voor 80 procent leeg is, gaat er een seintje naar de leverancier om de voorraad aan te vullen. Zo komt een molen niet onnodig stil te staan. Voorspellend onderhoud wordt de norm met een groei van 39 procent in de periode (2016-2022) (IoT Analytics). Data en sensortechnologie in de cloud met de bijbehorende analyses geven de gebruiker beter inzicht in de actuele status van onderhoud, in plaats van de ‘klassieke’ 1-, 2- of 3-jaarlijkse onderhoudsbeurt van bijvoorbeeld ventilatiesystemen of cv-ketels.

“Dit vind ik een interessante ontwikkeling: De vraag is of in de toekomst de operator blijft aangeven of er een storing is en onderhoud nodig is. Wanneer machines steeds slimmer worden en onderhoud meer voorspelbaar wordt (predictive maintenance), wie is dan uiteindelijk verantwoordelijk voor het onderhoud? Nu zeg je als asset owner: dit is mijn installatie, ik bepaal wanneer die onderhoud nodig heeft. Wanneer deze installatie slimmer wordt kun je het ook omdraaien. Dan kunnen onderhoudsbedrijven jou aanbieden preventief onderhoud te plegen op basis van de data die de installatie levert. Sterker nog: Onderhoudsbedrijven kunnen je mogelijk een besparing opleveren doordat zij niet meer wachten tot jij een opdracht geeft maar zelf gaan inplannen. Je draait in dat geval een keten om en dan rijst ook de vraag over wie er uiteindelijk verantwoordelijk is voor het onderhoud van de installaties”
Cees Alderliesten, Deltalinqs en Katapult.

Augmented reality technologie maakt het mogelijk om (op afstand) instructie te geven over bijvoorbeeld onderhoudswerkzaamheden. Medewerkers kunnen stapsgewijs en visueel door verschillende procedures worden geleid en/of worden opgeleid voor nieuwe werkzaamheden.

“Je hebt wel kans dat men met minder operators fabrieken gaat runnen. Er wordt dan ook steeds meer op afstand bediend. De operator van de toekomst zit straks niet meer op de site maar op het Weena in het centrum van Rotterdam”
Cees Alderliesten, Deltalinqs en Katapult.

“Je zag het nu in de scheepsvaart, als er bijvoorbeeld in Brazilië een schip stil viel, dan moest iemand met een vliegtuig daar heen om het probleem te verhelpen. Momenteel kun je ook inloggen op de machine en je zorgt dat iemand op de fysieke plek gestuurd wordt door VR of AR om het probleem op te lossen. Samen zoeken naar de storing, maar dan op afstand”
Nico van Leeuwen ROVC. 

“Als je kijkt naar Virtual Reality dan zie je dat ingewikkelde techniek, door praktisch opgeleide mensen gesnapt wordt, omdat ze zo’n bril opzetten. Microsoft lensbril, die precies laat zien welk gereedschap je moet gebruiken, welke handeling je moet plegen etc.”
Jan Willem van de Groep, innovator bouwindustrie.

DETECTIE ONDERGRONDSE INFRASTRUCTUUR

Naar schatting van de Rijksoverheid ligt er zo’n 1,7 miljoen kilometer ondergrondse infrastructuur in Nederland. Deze kabels en leidingen zijn van vitaal belang voor basisvoorzieningen zoals elektriciteit, drinkwater, gas, dataverkeer en riolering. De exacte locatie van de ondergrondse infrastructuur is niet altijd bekend, jaarlijks ontstaat bij 20 procent van alle graafwerkzaamheden schade aan kabels en leidingen: een directe schadepost van zo’n 40 à 75 miljoen euro per jaar (Rijksoverheid2). Daarom heeft het ministerie van Economische Zaken een opdracht uitgezet om te onderzoeken of er een eenvoudig digitaal hulpmiddel kan worden ontwikkeld voor de bepaling van de exacte ligging van de ondergrondse infrastructuur. Het onderzoek is door de Universiteit Twente in het kader van het zogenaamde ZOARG (zorgvuldig aanleg & graafschadereductie) project uitgevoerd. Er is een nieuw markt ontstaan voor de detectie van kabels en leidingen, waarmee graafoverlast voorkomen kan worden. Bedrijven werken met innovatieve technieken, zoals grondradar en radiodetectie. Met deze technieken worden ondergrondse objecten opgespoord met metingen vanaf het grondoppervlak. Correcte detectie vereist niet alleen inzicht in het gebruik van de apparatuur en het interpreteren van gegevens, maar ook specifieke praktijkkennis over verschillende typen en de ligging van kabels en leidingen.

“Graafschade is voor ons een belangrijk item. Door middel van geo-data en het gebruik van grondradars, drones en scanapparatuur kun je tegenwoordig in de grond kijken, alhoewel dat nog op kleine schaal plaatsvindt. Die ontwikkeling dat er steeds meer gebruik wordt gemaakt van digitale middelen is er. Waar men vroeger met stapels papieren en tekeningen op zo’n werkplaats liep, is dat nu niet meer zo. Nu gaat alles met tablets”
Brenda Witzier, Vakgroep Ondergrondse Netwerken en Grondwaterbeheer, Bouwend Nederland.

 

DIGITAL TWINS

Digital Twin-technologie is voornamelijk te zien in de industriële sector, maar met de vervaging van grenzen in het tijdperk van IoT, kunstmatige intelligentie en data-analytics duikt het vaker op. In het kort komt een Digital Twin eigenlijk neer op een virtuele versie van een product. Het is handig om een digitaal equivalent van een apparaat te hebben, vooral met de complexiteit van IoT-apparaten waar designers, IT’ers en datawetenschappers allemaal werken aan de optimalisatie van het product en kijken naar hoge efficiëntie en wat als-scenario’s. De toepassingen zijn in allerlei sectoren, waaronder energie, transport, bouw en productie. Grote complexe objecten zoals vliegtuigmotoren, treinen, boorplatforms en turbines kunnen digitaal ontworpen en getest worden voordat ze daadwerkelijk fysiek worden geproduceerd. Deze digitale tweelingbroertjes kunnen ook met onderhoud helpen, bijvoorbeeld doordat technici een voorgestelde oplossing kunnen uitproberen op de virtuele versie voor het wordt uitgerold op de fysieke tweelingbroer. Naar verwachting zal er op wereldwijde schaal miljarden Digital Twins objecten ontstaan (Gartner).

“Je zou studenten moeten leren programmeren d.m.v. systemen als Arduino en Rasberry Pie. Dit is belangrijk omdat in de meeste andere systemen ICT geïntegreerd gaat worden. En wat het leuk maakt is dat het goedkoper is dan één schoolboek”
– Prof
. Dr. Ir. Egbert-Jan Sol, TNO.

“De bouwsector verandert de komende jaren razendsnel. Van een traditionele bouwnijverheid naar een slimme en hoogtechnologische bouwindustrie. Nieuwe (productie) technologieën, materialen en software staan aan de basis van ongekende mogelijkheden”
Jan Willem van de Groep, innovator bouwindustrie.

BIM EN HET GEBRUIK VAN TABLETS EN SMARTPHONES

In de bouw wordt veel maatwerk geleverd. Hierdoor wordt bijna ieder project opnieuw ontworpen. Digitalisering verhoogt hierbij de efficiëntie door het gebruik van samenwerkingssoftware. Dit zijn tools voor taakmanagement, digitale planning, tijdsmeting en bid-management. Een steeds meer toegepaste variant is BIM (Bouw Informatie Model). BIM is een digitale werkmethodiek waarbij integraal wordt samengewerkt door diverse disciplines in de bouwsector. De standaardisatiecommissie van het Amerikaanse National BIM Standard beschrijft BIM als:

Building Information Modelling (BIM) is een digitale representatie van alle fysieke en functionele kenmerken van een gebouw. Een BIM-model is een gedeelde digitale kennisbron of bestand met informatie over het gebouw dat dient als een betrouwbare basis voor het nemen van besluiten tijdens de gehele levenscyclus van het gebouw.

Een uitgangspunt van BIM is dat verschillende partijen en teams samenwerken in verschillende fasen van de levenscyclus van het gebouw waarbij het aanleveren, ophalen en bewerken van de informatie in het BIM dient als ondersteuning en faciliteren van de rollen van de diverse belanghebbenden (Bouwinformatieraad).

“Deze ontwikkeling is in opkomst; het betekent steeds meer samenwerken en samenbouwen in de gehele keten. Ik noem het BIM, alles wordt digitaal en dat betekent dat er geen tekeningen meer op de bouwplaats zijn, maar dat er steeds meer met iPad’s of een tablet rond gelopen wordt op de bouwplaats. Het gekke is natuurlijk dat er in het onderwijs nog traditioneel gewerkt wordt met boeken en dat is niet meer van deze tijd”
Nico van Leeuwen, ROVC.

Op de fysieke bouwplaats zelf is ook sprake van digitalisering. Bouwtekeningen worden vaak via een tablet of smartphone bekeken en door middel van Virtual Reality (VR) kan er een extra dimensie worden aangebracht door het gebouw al virtueel te laten zien voordat het er staat. Snel mobiel internet (4G en 5G) en mobiele devices (zoals tablets en smartphones) die de digitalisering draadloos naar de bouwplaats brengen maken deze manier van ontwerpen zeer geschikt voor de bouw. Het is niet alleen het ontwerp waar digitalisering in de bouw voordelen biedt maar ook “kleine zaken” verlopen efficiënter doordat de wereld digitaliseert, bijvoorbeeld door:

  • Navigatiesysteem waardoor een onderhoudsmedewerker sneller op de plek van bestemming is;
  • (Klus)platformen waardoor vraag en aanbod elkaar makkelijker vinden en er minder tijd “verloren” gaat aan het zoeken naar werk;
  • Op basis van digitale foto’s kunnen kleine klussen vaak al geoffreerd worden en dit scheelt een bezoek aan de klant. Het gebruik van digitalisering in de vorm van Internet of Things (IoT) in de bouwsector staat nog aan het begin en kan op vele plekken toegepast worden. Denk onder andere aan bouwliften. Gaat er één stuk dan staan er zo tientallen medewerkers een aantal uren stil. Door sensoren te gebruiken kan deze vorm van faalkosten voorkomen worden.

BLOCKCHAIN

Trendwatcher Richard van Hooijdonk ziet in de bouwsector ook kansen voor de toepassing van blockchains, in de vorm van slimme contracten. Aangezien er doorgaans een grote hoeveelheid partijen betrokken zijn bij een project, wordt er veelvuldig met contracten gewerkt. Wat niet alleen veel tijd in beslag neemt, maar ook niet altijd de gewenste duidelijkheid met zich meebrengt.
De zogeheten ‘smart contract’ bewijzen zich evenals in anders sectoren (bv de financiele sector) ook in de bouwsector door hun helderheid. Bijvoorbeeld door in het digitale contract betalingen te automatiseren die alleen gedaan worden wanneer de leveranciers aan bepaalde voorwaarden voldoen.

DRONES

Ook wint dronetechnologie steeds meer terrein. Zo leveren dronebedrijven informatie over (toekomstige) bouwplaatsen. Daarnaast kunnen ze plekken inmeten, gebouwen inspecteren of tijdens de bouw voortgangsinformatie verzamelen. In de procesindustrie kunnen drones worden ingezet om plants te controleren. Hoewel de vliegende machines momenteel vooral zelfstandig worden ingezet, wordt al steeds meer gewezen op de potentie van koppeling met andere apparaten, om nog sneller en slimmer data uit te kunnen wisselen. 

”Vorige week hoorde ik een verhaal van iemand van Dow Chemical uit Terneuzen over het gebruik van drones voor tankinspecties in dat bedrijf. Vroeger kropen operators in tanks die visueel inspecteerden  en handmatig lijsten invulden. Nu wordt het werk voor een belangrijk deel  gedaan door gecertificeerde dronepiloten, met gebruik van camera’s en computers. Oude beroepen verdwijnen maar er komen ook nieuwe bij”
Onno de Vreede, VNCI.

Impact beroepsonderwijs

De meeste studenten groeien op met digitale vaardigheden, omdat ze van jongs af aan al een smartphone en het internet gebruiken. Studenten voorbereiden op bovenstaande kan alleen als het onderwijs ook anticipeert op digitalisering. Expert Roel Greutink (ROVC) is van mening dat de manier van examinering in het onderwijs kan veranderen. Tegenwoordig is alles te vinden via het internet, dus “rijtjes uit je hoofd leren” heeft weinig zin. Er moet ingezet worden op vaardigheden aanleren hoe je met digitale middelen kunt omgaan en hoe je wijzer wordt van alle data die beschikbaar is. Ook het gebruik van VR en AR technieken wordt gestimuleerd om de lesstof aantrekkelijk te maken voor studenten.

Een andere vaardigheid is het verkrijgen van veel hands-on ervaring in het programmeren , bijvoorbeeld hoe je iets programmeert en aansluit; de pure technische kant. Deze competentie is al jarenlang belangrijk, en wordt nog veel belangrijker in de toekomst. Enerzijds komt dat door de complexiteit van machines, (kleine) fouten kunnen al snel grote financiële gevolgen hebben. Anderzijds komt dat door kwaliteitsprogramma’s als LEAN management en andere vormen van automatisering. Met het oog op steeds meer LEAN werken wordt het voor aankomende studenten ook noodzakelijk dat zij hun eigen werk evalueren, anderen om feedback vragen en op basis van de ontvangen feedback hun werkzaamheden steeds verbeteren.

“Je kunt tegenwoordig alle informatie opzoeken, jij kan elke vraag nu aan mij stellen, en binnen een minuut heb ik antwoord. Als het puur over kennis gaat dan. Vaardigheid is wat anders. Een vaardigheid is dat je in de breedte moet weten waar iemand het over heeft en waar je de gegevens kan opzoeken als dat niet zo is”
Roel Greutink, ROVC.

 

“Jammer dat VR en AR nog weinig worden gebruikt in de lesmethode, stel je voor dat een maatvoerderstudent zo’n bril kan opzetten en dan eigenlijk alle punten die hij/zij uit moet zetten met een meetlint of met een ander apparaat niet meer hoeft te doen, omdat hij alle boorpunten al door zijn bril ziet? In samenwerking met Hilti worden er boormachines ontwikkeld die pas aangaan als de boormachine precies op de goede plaats zit. Dit zijn digitaliseringsslagen waardoor de bouwplaats opeens simpeler wordt”
Jan Willem van de Groep, innovator bouwindustrie.

SECTORALE TRENDS TGO INHOUDSOPGAVE