Industrie 4.0 Award 2021
Spie gewinnt in Kategorie »Smart Services«
Smarter Use Case: Der Anlagen-Dienstleister Spie ist mit dem Industrie 4.0 Award 2021 »Smart Services« ausgezeichnet worden. Mit intelligenter Sensorik überwachen Kameras und digitale Zwillinge Umspannwerke. Die visuellen Daten werden in Messwerte umgewandelt und erhöhen die Ausfallsicherheit.
Seit 2013 prämiert die Unternehmensberatung Roi Efeso Digitalisierungsprojekte in der Industrie mit dem Industrie 4.0 Award. Der Fokus liegt dabei auf der Innovativität und Nachhaltigkeit der umgesetzten Lösungen sowie konkretem Anwender-Nutzen.
Die von Spie in Kooperation mit Hesotech entwickelte Lösung überwacht Umspannwerke visuell, verarbeitet die gewonnenen Bilder zu Messdaten und ermöglicht einen effizienten Ressourceneinsatz bei der Instandhaltung.
Umspannwerke ausfallsicher überwachen
Umspannwerke zählen zu den zentralen Elementen in der kritischen Infrastruktur der Energiewirtschaft. Der ausfallsichere Betrieb steht daher an erster Stelle. Mit der entwickelten Smart-Service-Technologie unterstützt Spie Energieversorger dabei, den kontinuierlichen Betrieb dieser Anlagen zu gewährleisten. Diese überwacht Umspannwerke 24/7 visuell, verarbeitet die gewonnenen Bilder zu Messdaten und dokumentiert alle benötigten Informationen. Eine Bilderkennungssoftware sowie Algorithmen zum Auslesen von Sensoren identifizieren potenzielle Fehlfunktionen. Dies ermöglicht eine vorausschauende Wartung und verhindert letztendlich Anlagenausfälle.
»Über 70 Prozent der Umspannwerke in Deutschland sind älter als 30 Jahre und verfügen nur über sehr wenig Sensorik, die sich zur Erfassung und Auswertung von Daten eignet. Wir haben daher nach einer Lösung gesucht, bei der wir mit nur einem Sensor ein effizientes Frühwarn- und Prognosesystem aufsetzen konnten und das es uns ermöglicht, verschiedene Instandhaltungstätigkeiten zu optimieren«,
erklärt Hannes Weinreich aus dem Geschäftsbereich High Voltage von Spie Deutschland & Zentraleuropa.
Kombi aus Digitalem Zwilling und intelligenten Kameras
Spie hat gemeinsam m Hesotech eine Lösung für Umspannwerke entwickelt, um Störungen frühzeitig zu erkennen, ohne dass dafür Personal vor Ort sein muss. Mithilfe von Algorithmen kann zunächst die optimale Position für die zu installierenden Kameras in einem digitalen Zwilling berechnet werden. Nach Einrichtung des Systems prognostizieren Algorithmen den zukünftigen Anlagenzustand und ermöglichen somit eine Optimierung der Instandhaltung. Objekte und Parameter, die das System auswerten sollen, werden zuvor definiert. Das intelligente Kamerasystem verfügt über verschiedene Modi und erfasst nur die zuvor festgelegten Überwachungspunkte, während alles andere ausgeblendet wird. Ist Wartungspersonal vor Ort, werden die Kameras automatisch deaktiviert.
„In unserer Pilotanlage scannt die Kamera mehr als 3000 Überwachungspunkte sukzessive ab und kann dabei Distanzen von über 150 Metern abdecken – und das nicht nur bei Tageslicht, sondern auch mithilfe von Wärme- und Nachtsichtbildern“,
erklärt Katharina Bäuerle, Referentin Innovation & Digitalisierung im Geschäftsbereich High Voltage von Spie Deutschland & Zentraleuropa. Darüber hinaus erkennt das System im Überwachungsmodus Eindringlinge ebenso wie Rauch, löst automatisch Alarm aus und sendet eine Benachrichtigung an die entsprechende Leitstelle. Bei einem Feuer wird zudem eine Live-Ansicht übertragen.
Bildbasierte Analyse des Anlagenzustands
Instandsetzungstätigkeiten lassen sich bereits nach sehr kurzer Zeit vorausschauend planen. »Die automatisierte Verarbeitung von Bildern zu Messdaten wird am Anwendungsbeispiel des Luftentfeuchters deutlich. Mit steigender Sättigung verändert sich die Farbe des Silikagels. Basierend auf den unterschiedlichen Rot-Werten berechnet der Algorithmus tagesaktuell den optimalen Austauschzeitpunkt des Luftentfeuchters«, so Katharina Bäuerle.
»Mithilfe des Frühwarnsystems verringern sich zudem die Reaktionszeiten, denn unsere Techniker können gezielter eingesetzt werden. Die Fehlersuche wird zusätzlich remote über unsere Netzleitstelle unterstützt. Dadurch werden die Ausfallzeiten der Anlagen deutlich reduziert.«
Anhand der System-Funktionalitäten werden die einzelnen Anlagen in einem Schritt zu allen wesentlichen Kontrollfaktoren, wie Temperatur, Verschleiß oder Feuchtigkeit auskunftsfähig, ohne einzelne IoT-Lösungen für diese Bedarfe installieren, vernetzen und betreiben zu müssen. „Die Lösung sollte in erster Linie dazu dienen, die Betriebsführung von Umspannwerken und Schaltanlagen zu optimieren. Erste Pilot- und Kundenprojekte haben aber sehr schnell gezeigt, dass diese auch bei der Instandhaltung in anderen Einsatzfeldern sehr gut funktionieren kann. Deshalb haben wir uns als Ziel gesetzt, die Lösung auch für andere Branchen und Industrien weiterzuentwickeln“, sagt Hannes Weinreich abschließend.
