Sneller in de lucht en praten op de grond

Binnen het curriculum van VIVES komt het topic smart maintenance zowel theoretisch aan bod als via het aanleren van praktijkgerichte applicaties binnen de praktijklabo’s. Twee typevoorbeelden van projecten rond smart maintenance illustreren die aanpak.

Virtual Reality in Maintenance, Repair & Overhaul (PWO Vi-MRO)

Binnen een luchtvaartmaatschappij lopen de kosten enorm op. De concurrentie om vliegen betaalbaar te houden moordend. Die druk is ook voelbaar op de onderhoudsvloer. De onderzoeksgroep Luchtvaart van de VIVES Hogeschool en Dynamic Dimensions zochten naar oplossingen en binnen het INTERREG project Educavia ontwikkelden ze een virtual reality (VR) training voor vliegtuigtechnici.

Door het vliegtuigonderhoud en de daarbij horende trainingen tijds- en kost-efficiënter te maken, minimaliseer je de tijd die een vliegtuig op de grond doorbrengt. Want elke seconde dat een vliegtuig op de grond staat zonder passagiers op de stoelen kost een luchtvaartmaatschappij handenvol geld. 

Geen fysiek vliegtuig meer nodig 

De VR MRO trainingsmodule 1.0 die VIVES samen met VIVES studenten en expertise uit de VR en MRO sector ontwikkelde, leert vliegtuigtechnici de procedure aan voor het vervangen van een display unit in de cockpit. Geen fysiek vliegtuig meer nodig. Bovendien laten VR trainingen toe om fouten te maken zonder risico voor de technici of het uiterst kostbaar materiaal. Om dit volledig van nul te realiseren werd elke handeling, elke schroef, elk stuk gereedschap, nodig om de procedure te doorlopen, in een virtuele omgeving gesimuleerd en interactief gemaakt.

In een tweede fase zal de toepassing wireless gemaakt worden. Kabels en sensoren, die de gebruiker bij het minste contact terugbrengen naar de werkelijke wereld, zullen dan niet langer afbreuk doen aan de immersieve ervaring van de trainee. Hoe realistischer de VR-training, hoe hoger en langer de retentiegraad. In fase 2 introduceren we met multiplayer functionaliteit ook sociale samenwerking tussen gebruikers: ze leren participeren, samenwerken en op elkaar inspelen.

Digitaal onderhoud 4.0

De bouw- en vastgoedsector kent momenteel een belangrijke digitaliseringsgolf door de integratie van nieuwe technologieën zoals BIM en andere IT-systemen. En voor het beheer en onderhoud van gebouwen gebruiken verschillende spelers afhankelijk van hun specifieke disciplines verschillende software-systemen om hun activiteiten en processen te ondersteunen: FMIS (Facility Management Information Systems), software voor conditiemeting, software voor onderhoudsplanning en kostenberekening, … Al deze informatiesystemen staan echter los van elkaar en wisselen weinig of geen informatie uit. Daardoor blijft de meerwaarde van deze informatie onderbenut, gaat informatie verloren, en verloopt de samenwerking binnen de waardeketen moeizaam.

Binnen COOCK Onderhoudsplanning 4.0  (VLAIO cluster Smart Buildings in use) willen we een veralgemeende, herhaalbare en opschaalbare methodiek voor uitwisseling van onderhoudsinformatie op punt stellen en uittesten. Dat uitwisselingsprotocol zal de basis leggen voor het structureren van de informatie zodat deze voor de verschillende informatiesystemen interpreteerbaar en integreerbaar zal zijn. De technische referentie data-uitwisseling zal het mogelijk maken om binnen de sector tot een geüniformeerd dataformaat voor informatie-uitwisseling te komen, en dat zowel voor geometrisch-gebaseerde informatie (in het kader van projecten die met een BIM-model worden ondersteund) als voor informatie zonder geometrische referentie (bv. van fabrikant naar onderhoudsplanning).

Roestvrije zeebonken

Ook in verschillende opleidingsonderdelen bij de Hogere Zeevaartschool is smart maintenance een thema dat regelmatig opduikt. Heel wat processen aan boord van een schip worden immers automatisch gestuurd en centraal gemonitord. In uiteenlopende cursussen (bv. tankertraining, simulatortraining machinekamer) wordt dat extensief ingeoefend. 

SOCORRO

De Hogere Zeevaartschool diende samen met 14 partners uit 4 landen ook een Interreg 2 Zeeën-project in, dat een smart maintenance programma wil opzetten rond corrosie: SOCORRO, “Seeking out corrosion (before it is too late)”. In deze blogtekst op de Blikopenerwebsite van VLHORA kan je er heel wat meer over lezen. Zo leer je dat er per seconde 5 ton staal door corrosie verloren gaat. Het project ligt op dit moment voor bij het Joint Secretariat van Interreg 2 Zeeën. 

Daarnaast wordt er binnen de opleiding Scheepswerktuigkunde op dit moment gewerkt aan de opbouw van een testmotor voorzien van verschillende sensoren zodat we motorprocessen kunnen simuleren in onze opstelling. Deze motor zal daarna worden ingezet in een aantal projectaanvragen en ook ter beschikking staan voor samenwerkingen met bedrijven.

Smart maintenance skills en slim onderhoud van voertuigen

Smart maintenance in de praktijk doen werken, daar willen we ons aan de Karel de Grote Hogeschool voor inzetten. Met het gloednieuwe graduaat Internet of Things  ontwikkelen we IoT service engineers die de technische skills hebben om smart maintenance mogelijk te maken. Daarnaast zitten de eerste praktijkgerichte onderzoeksprojecten rond het toepassen van smart maintenance in de pijplijn. Samenwerken? Graag!

Graduaat Internet of Things

Precies weten wanneer een machine onderhoud nodig heeft? Welke onderdelen vervangen moeten worden? Een systeem dat automatisch de gewenste onderdelen op de gewenste locatie laat leveren? Daar heb je niet enkel een massa aan data en bijhorende algoritmes voor nodig. Slim onderhoud heeft nood aan een slimme technieker die deze machines kan voorzien van de nodige sensoren die de data aanleveren waarmee deze algoritmes gevoed worden. 
Aan de Karel de Grote Hogeschool stomen we in het gloednieuwe graduaat, IoT service engineers klaar met de juiste technische skills en hands-on mentaliteit. Studenten leren doorheen hun opleiding alle technische aspecten van Smart Maintenance kennen. We dompelen hen onder in de wereld van de pratende machines en leren hen hoe ze deze communicatie kunnen realiseren en verbeteren. 

Predictive maintenance bij voertuigen

Bedrijven met een groot wagenpark hebben er alle baat bij dat hun voertuigen blijven rijden. Door verschillende types data te verzamelen en te analyseren kan voorspeld worden wanneer een voertuig welk onderhoud nodig heeft. Zo kan grotere schade voorkomen worden, en tijd en geld uitgespaard worden. Een dergelijke ‘predictive maintenance’ aanpak voor wagenparken wordt momenteel sterk onderbenut in Vlaanderen. De onderzoekers van het Expertisecentrum ‘Duurzame Mobiliteit’ willen daarom nagaan wat bedrijven concreet nodig hebben om hiermee aan de slag te gaan. Ze willen onder andere onderzoeken hoe predictive maintenance modellen die in industriële toepassingen gebruikt worden, toegepast kunnen worden op voertuigen. De resultaten moeten bedrijven meer inzicht geven in het nut en de haalbaarheid van een dergelijke aanpak.

Een brede waaier van mogelijkheden

Ook binnen Thomas More komt smart maintenance in het curriculum uitgebreid aan bod. Zowel bij meerdere opleidingen (Elektromechanica, Elektronica-ICT en Ontwerp en Productietechnologie) als binnen het praktijkgericht onderzoek.  Binnen de opleidingen verwerven studenten kennis. Daarmee kunnen ze praktijkgericht aan de slag binnen een infrastructuur uitgerust met de nieuwste technologie wat betreft automatisering, robotisering en sensoren. We maken bovendien mechanische onderdelen en embedded producten in-house. 

Concreet ondersteunen we bedrijven bij het realiseren en implementeren van slimme onderhoudsprocessen op velerlei vlakken.  Voor ieder van de aspecten hebben we de  expertise en relevante testinfrastructuur op de campus en leveren we maatwerk. 

Het digitaliseren van onderdelen 

Het digitaliseren van onderdelen van een maak- of productieproces stelt bedrijven in staat om het onderhoud beter te plannen, onderdelen preventief te vervangen en kosten drastisch te reduceren.  Het digitaliseren van onderdelen maakt het ook mogelijk om de specificaties van verouderde onderdelen in kaart te brengen. Vervangingsonderdelen kunnen dan ook via nieuwe technologieën geproduceerd worden (zoals 3D Printing of 5-assige verspaning). Het digitaliseren van onderdelen en/of apparaten kan ook ingezet worden om een snellere en meer correcte diagnose te stellen van het disfunctioneren van een apparaat of machine.   
 
Voor Nike voerde Thomas More een studie uit naar het disfunctioneren van rollen bij transportbanden. Door het digitaliseren van een goed functionerende transportband en een disfunctionerende transportband hebben we snel de oorzaak van het falen achterhaald terwijl gewone diagnosebepalingen van onderhoudsmensen niet tot de kern van het probleem kwamen. Op die basis werden de specificaties voor het maken van de transportbanden geoptimaliseerd.

Remote devices 

Als data m.b.t. het functioneren van productiemachines en apparaten op afstand kan uitgelezen worden via remote devices dan kunnen gerichte beslissingen en onderbouwde maatregelen genomen worden voor nieuwe investeringen, preventieve onderhoudsprocessen.

Binnen Thomas More onderzoeken we welke devices geschikt zijn om makkelijk bij het productieproces te plaatsen die relevante data op afstand opleveren. We bekijken daarbij of en hoe AI technologiën data intelligent kunnen verwerken om het onderhoudsproces efficiënter te organiseren en kosten te verminderen.

Dedicated devices 

Binnen het TETRA project 3D-Elektroprint voorzien we diverse 3D geprinte sensoren van elektronicacomponenten. Zo maken we ruwe sensordata begrijpelijk voor de eindgebruiker. Denk daarbij aan zaken als temperatuur, vochtigheid, trillingen en verplaatsing.

Wireless devices 

Smart Maintenance vraagt ook flexibiliteit van monitoringsystemen. Daarbij is vaak vraag naar draadloze systemen die autonoom functioneren. Reniver ontwikkelde LoRa modules om in een industriële context data over langere afstanden te transfereren. Maar we bekijken ook ander types van draadloze communicatie. Zo onderzochten studenten hoe met 'Bluetooth Mesh' een hoge data rate bekomen kan worden bij relatief laag energieverbruik.  Hoewel Bluetooth datacommunicatie slechts over een korte afstand toelaat, kunnen langere afstanden toch gerealiseerd worden door data van apparaat tot apparaat te laten ‘hoppen’. Een oplossing die  uitermate geschikt lijkt voor grotere plants (bv. pharma, chemie, maakindustrie).

Virtual Reality

In industrieën met complexe onderhoudsprocessen of gevoelige informatie met hoge veiligheidsnormen kan Virtual Reality een oplossing bieden om efficiënt en risicoloos onderhoudstechnici te trainen. Virtual Reality bootst dan het productieproces na of simuleert falingen. Onderhoudstechnici trainen in real-time op een interactieve manier zonder het productieproces te verstoren. Je kan bovendien de training herhalen tot onderhoudstechnici de handelingen onder de knie hebben.   

Binnen het project ‘Van hype naar realiteit’ hebben we in samenwerking met option media een veiligheidstraining ontwikkeld met behulp van Virtual Reality.