Geen onrendabele investeringen meer dankzij werfsimulatie
Anticiperen in plaats van reageren
De aannemerssector staat onder toenemende druk. Projecten moeten sneller, goedkoper en duurzamer worden uitgevoerd, terwijl de complexiteit van werven blijft toenemen. Meer machines, strakkere planningen, hogere veiligheidsvereisten en strengere emissienormen maken het steeds moeilijker om ‘op buikgevoel’ te werken. In dat spanningsveld winnen werfopvolging en simulatie snel aan belang. Het zijn technologieën die toelaten om een werf digitaal na te bootsen, te analyseren en te optimaliseren, in het geval van simulatie nog vóór de eerste spreekwoordelijke spade in de grond is gezet en een euro is uitgegeven. Dergelijke applicaties hoeven zeker geen fortuinen te kosten en er is ook geen gigantische vloot voor nodig. Minstens de overweging waard dus, vooral omdat de efficiëntieslag best groot kan zijn.
Werfopvolging versus simulatie
Met site simulation bedoelen we het digitaal modelleren van een werf en haar processen. In de praktijk gaat het om een dynamische digitale kopie van de werkomgeving waarin machines, mensen, materiaalstromen, planning en ruimtegebruik worden nagebootst.
Dat lijkt sterk op het concept van een digital twin in het kader van werfopvolging, maar met één belangrijk verschil: waar een digital twin vooral de actuele toestand van de werf weerspiegelt, gaat site simulation een stap verder door ook hypothetische scenario’s te kunnen doorrekenen.
U kunt met andere woorden verschillende scenario’s creëren door de parameters te wijzigen. De aangepaste parameters laten meteen de impact zien op het productiedoel, de total cost of ownership of de vlootsamenstelling. U kunt bijvoorbeeld simuleren wat er gebeurt als u extra kranen inzet, een andere rijroute voor dumpers kiest of een werf in fases opsplitst. De simulatie toont dan waar knelpunten ontstaan, waar machines staan te wachten of waar risico’s op conflicten en vertragingen zitten. Het grote voordeel ten opzichte van werfopvolging is dat u als aannemer niet onmiddellijk hoeft te investeren of te gaan experimenteren op de actuele werf zelf.
Wat levert het op?
Beide leveren soortgelijke inzichten op, alleen is simulatie de klassieke werfopvolging een stap voor. Door huidige of, in het geval van simulatie, toekomstige processen virtueel te laten lopen en te analyseren, ziet u waar tijd verloren gaat, waar materiaalstromen elkaar kruisen en waar machines niet optimaal worden benut. Dat leidt vaak tot verrassende inzichten: soms blijkt dat een extra machine geen winst oplevert, maar wel extra stilstand creëert omdat andere schakels in het proces niet mee kunnen. Daarnaast helpen degelijke analyses om kosten beter te beheersen.
Elke minuut dat een kraan of dumptruck stilstaat, kost geld. Door wachttijden, omwegen en foutieve planningen zichtbaar te maken, kunt u die verliezen terugdringen. Tegelijk draagt een efficiëntere werf bij aan lagere emissies, minder brandstofverbruik en minder onnodige bewegingen. Kortom, een verregaande vorm van procesoptimalisatie. Omdat opvolging betrekking heeft op bestaande werven met werkelijke data, kunnen we daar concrete productiviteitswinsten op kleven. Natuurlijk verschilt dat van werf tot werf, maar productiviteitswinsten van 20 tot 25% zijn niet ondenkbaar. Voor een machinepark van amper zes machines betekent dat toch al gauw 1.400 per dag, rekening houdend met de total cost of ownership (leasingkost, onderhoudscontract, brandstofgebruik en de kost van de operator).
Werfopvolging: van relatief eenvoudig tot heel complex
De mogelijkheden van de technologie zijn schier onbeperkt, maar u moet natuurlijk zelf uitmaken hoe ver u daarin wil gaan en welke data überhaupt nuttig zijn. Onder meer de grootte van de werf speelt daarin mee. In Afrika zijn de mijnen en steengroeven dermate gigantisch dat het de moeite loont om zwaar in dergelijke platformen te investeren. Het is geen toeval dat de eerste toepassingen van volledig autonoom werkende machines daar te vinden zijn. Zoiets zien we (nog) niet in Europa, laat staan in België. Hier zijn de toepassingen veel kleinschaliger en daardoor een stuk minder complex. Toch kiezen we ervoor om het volledige potentieel te laten zien. Vooral ter inspiratie.
Diverse formules mogelijk
Applicaties en programma’s als deze komen voor in verschillende gedaantes. Zowat alle OEM’s hebben ze in huis. Soms kunt u daar gratis gebruik van maken als een soort van extra dienst bij de aankoop van een machine, soms is de toegang tot data (na verloop van tijd) betalend. Andere applicaties werken helemaal merkonafhankelijk. Los van de afwijkende accenten en invullingen die dat oplevert, heeft dat belangrijke onderscheid vooral een impact op de manier waarop machinedata wordt ontsloten en welke hardware daarvoor nodig is. Applicaties die niet gelinkt zijn aan een merk mogen dan wel het voordeel hebben dat ze in principe uw volledige machinevloot kunnen analyseren, ze kunnen zonder additionele installatie van een on board computer alleen de API-data raadplegen die OEM’s wettelijk verplicht zijn om vrij te geven. Foutcodes, bijvoorbeeld, horen daar niet bij.
Instapmodellen
Voor wie laagdrempelig wil beginnen, is er de heel eenvoudige optie van source and destination. Daarbij gebeurt er niet veel meer dan het opvolgen van de truckcycles door middel van GPS-trackers. Die zijn overigens best goedkoop. Houd rekening met een investering van circa € 200 per tracker.
Wat kan u daaruit leren? We nemen het voorbeeld van dumpers. Hun capaciteit is bekend. Op basis van de bijgehouden gegevens kan u perfect het grondverzet op een dag berekenen. Van procesoptimalisatie is hier nog geen sprake, maar die beperkte informatie kan wel nuttig blijken in het kader van de facturatie. Zeker voor onderaannemers kan ze discussies voorkomen omdat er wordt vertrokken van geleverde prestaties die objectief aantoonbaar zijn. Voor wie wel aan procesoptimalisatie wil doen, bestaan er andere GPS-trackers die in vergelijking met de source and destination-optie iets duurder zijn in aankoop maar in combinatie met slimme(re) algoritmes de deur openen voor time stamps. Hoelang heeft het laden en dumpen geduurd? Hoeveel tijd was er nodig om van punt A naar punt B te rijden? Aan de hand van dat soort gegevens komen onder meer bottlenecks bloot te liggen.
Digital twin
In tegenstelling tot bij de genoemde instapmodellen is hier wel degelijk sprake van analyse én een (beperkte) vorm van simulatie, aangezien de mogelijkheid wordt geboden om op basis van de verkregen data en voorgestelde verbeteringen, een simulatie van de verhoogde productie uit te voeren. Wettelijk zijn de OEM’s verplicht om een 20-tal ISO API-gegevens vrij te geven. Dat gaat onder meer over de stationaire draaitijd, het brandstofgebruik en de CO2-emissie. Om toegang te hebben tot die gegevens hoeft er dus alleen een connectie worden gemaakt. De installatie van additionele hardware is met andere woorden niet nodig, en al zeker niet als u met het platform van de machinefabrikant zelf werkt (zie ook kaderstuk).
De digital twin biedt een compleet overzicht van uw vloot. Door een beroep te doen op GPS en bijvoorbeeld in een programma als Google Maps zones af te bakenen, kan de gebruiker machines pinpointen op de en toewijzen aan een werf. Dat biedt de mogelijkheid om de applicatie ook als planningstool te gebruiken of om documenten zoals keuringen en attesten aan machines te koppelen die via een QR-code op de machine geraadpleegd kunnen worden.
On board computers
Wilt u toegang tot alle API-data van de machine en werkt u met een merkonafhankelijk platform (zie ook kaderstuk), dan zal u moeten investeren in additionele on-boardcomputers. Bovenop de al genoemde machinegegevens zal u dan ook foutcodes kunnen uitlezen en informatie over bijvoorbeeld het remgedrag van uw operator. Met name voor uw technisch manager die instaat voor het vlootbeheer, zal dat interessante data opleveren over het eventuele foutieve gebruik van de machines en de overmatige slijtage die daarvan het gevolg is.
Aangezien machines vaak aan bepaalde operatoren zijn toegewezen, weet hij meteen wie eventueel in aanmerking komt voor een extra opleiding. De installatie van een on board computer bij de diverse productiemachines voegt dus zeker een interessante nieuwe laag van data toe, maar daar hangt wel een stevig kostenplaatje aan vast. Die investering ligt minstens tien keer hoger dan bij de vorige opties.
Dispatch
De meest complexe applicatie gaat nog een stapje verder. Op basis van realtimegegevens zal het aIgoritme alle bewegingen optimaliseren en de machinisten via de dispatch aansturen. Dat wil zeggen dat de applicatie de chauffeur zal vertellen naar welke zone hij moet rijden, met hoeveel ton materiaal enzovoort. Een dergelijke toepassing werkt alleen als de site beschikt over een goed werkend privé 5G-netwerk of een wifi-mesh. Dat is voor vele werven lang geen evidentie. Vaak vergt het zelfs een significante extra investering.
Welke fouten komen bij werfopvolging bovendrijven?
Een paar punten komen vaak terug. Om te beginnen valt het op dat de menselijke factor dikwijls aan de basis ligt van een suboptimale productiviteit: te laat starten of te vroeg stoppen, te lange pauzes … zelfs kleine afwijkingen tikken in de eindafrekening zwaar aan. Op vlak van veiligheid blijkt dat machinisten zich ook niet altijd houden aan de snelheidsbegrenzingen die per zone bepaald zijn. Een derde vaststelling is dat de breedte die nodig is om comfortabel te passeren, dikwijls wordt onderschat. Zo gaat er kostbare tijd verloren doordat een machine moet wachten. Overdimensionering, tot slot, beperkt zich voornamelijk tot de machines die zich bezighouden met de stock piles. We zien het veel minder bij productiemachines.
Opzetten van een simulatiemodel
Aangezien er bij simulatie wordt geanticipeerd op situaties, kan men voor de analyse niet vertrekken van werkelijk gecapteerde data zoals bij werfopvolging. In de plaats daarvan bestaat de eerste stap bij het opzetten van een simulatiemodel steevast uit een diepgaand gesprek met de klant, waarbij zoveel mogelijk informatie wordt ingewonnen over de huidige vloot, de eigenschappen van het te verhandelen materiaal, productiemiddelen, doelstellingen, werkschema’s … noem maar op.
Voor de invoer van de routes bestaan er diverse mogelijkheden. Dat kan manueel, door op het terrein te meten, maar men kan de routes evengoed met een GPS vastleggen.
Ook dronescans worden al gebruikt om een 3D-model te creëren, eventueel zelfs op verschillende momenten om te kunnen bijsturen op basis van actuele gegevens. Het geheel vormt zo een levende digitale omgeving waarin u kan testen, voorspellen en optimaliseren. Op basis van de ingewonnen informatie kan het platform een simulatie uitvoeren van hoe de aannemer momenteel werkt.
Die werkwijze wordt eerst geanalyseerd, om daarna andere scenario’s digitaal na te bootsen zodat het effect van de veranderingen onmiddellijk zichtbaar wordt. Het uiteindelijke doel is natuurlijk te komen tot de meest gunstige situatie. Zoals in ieder systeem hangt het resultaat af van de kwaliteit van data die u ingeeft. Foutieve gegevens of te weinig data zullen geen juist beeld geven van de huidige situatie en zullen bijgevolg leiden tot minder goede resultaten in de simulatie en de aanbevelingen. Net zoals die voor werfopvolging, worden ook de simulatieapplicaties gekenmerkt door een oplopende complexiteit, waarbij de eenvoudigste toelaten om slechts één route van A naar B in te geven.
Met de meer geavanceerde modellen kunt u daarentegen veel complexere situaties simuleren. Denk aan routes met snelheidsbeperkingen en eenrichtingsstraten of de combinatie van verschillende opdrachten met verschillende vloten.
Conclusie
Zodra ze elkaar beginnen te beïnvloeden en kleine verstoringen grote gevolgen hebben, wordt het zaak de processtromen goed te analyseren. Diverse applicaties kunnen daarbij een krachtig hulpmiddel zijn. De winsten zullen bij grote en middelgrote werven misschien net dat tikkeltje groter zijn, maar dat neemt niet weg dat ze ook voor kleinere projecten een belangrijke meerwaarde kunnen betekenen, bijvoorbeeld om de logistiek of fasering te optimaliseren. Daarbij is simulatie werfopvolging altijd een stap voor. Waar werfopvolging pas ingrijpt wanneer de kosten al gemaakt zijn, laat simulatie toe om fouten en inefficiënties vooraf te ontdekken. Simulatie maakt zichtbaar welke keuzes werkelijk renderen en welke alleen maar stilstand en extra kosten veroorzaken. Zo worden onrendabele investeringen vermeden nog vóór ze op de werf hun tol eisen. Het is de stap van reageren naar vooruitdenken.
Met de medewerking van SmartFleetDX (BIA Group) en SMT Belgium (Volvo)
