Belangrijkste drijvende krachten achter de ontwikkeling van onderhoud en beheer naar vermogensbeheer met total cost of ownership en predictive maintenance zijn kostenbesparing en controle. Met data valt veel te verdienen, maar is die informatie wel altijd nuttig? Vroeger was onderhoud eerder een ambacht dan een techniek: er waren inspecties en ervaren mensen wisten wanneer ze welk onderhoud moesten uitvoeren. Nu ontstaat vermogensbeheer met voorspellende modellen. Het ambacht heeft zich ontwikkeld tot techniek. De infrastructuursector heeft hierin een grote, noodzakelijke inhaalslag gemaakt. Met de toegenomen verkeersbelasting bereikt ook infrastructuur uiteindelijk het einde van zijn levensduur. Een deel van de veertigduizend bruggen in Nederland nadert dat moment. Daar weten we minder van dan van nieuwe bruggen, zegt TNO-onderzoeker Arie Bleijenberg.
Veiligheid van bestaande constructie in vermogensbeheer
De veiligheid bepalen van een bestaande constructie is een stuk ingewikkelder dan een nieuwe constructie veilig ontwerpen. Voor civieltechnische ingenieurs is voorspellen hoe lang zo’n brug meegaat een uitdaging. Als gegevens onbekend zijn, doen de onderzoekers vaak een ‘veilige aanname’. Bij veel veilige aannames krijg je al snel een heel veilig antwoord: vervangen. Als je de gegevens wel hebt of bijvoorbeeld de hoeveelheid vrachtverkeer meet, zijn die aannames minder conservatief en wordt die vervangingstermijn langer. Dat spaart kosten uit. “Het gaat erom vergrijzende infrastructuur maximaal te benutten en niet te vroeg te vervangen, maar natuurlijk ook niet te laat.”
Waarde van sensoren
Is het dan verstandig al die bruggen en sluizen vol te hangen met sensoren en daar blind op te vertrouwen? Bleijenberg wijst op allerlei ontwikkelingen rond sensoren en ontwikkeling van modellen voor levensduurvoorspelling voor oude constructies. Een voorwaarde van alles volhangen met sensoren is dat je weet wat je meet, anders verzand je in een brij van data. Daar waarde uithalen is moeilijk. Daarom kijken onderzoekers vooral naar oorzaken van kosten, storingen of schades en maken zij daarvoor voorspellende modellen. ProRail meet hierom slijtage van bovenleidingen en Rijkswaterstaat heeft een systeem dat asfaltscheurtjes en steenverlies meet, zodat ze het optimale moment van vervanging weten.
Overlast beperken
Een druk infrastructuurnetwerk met een goede performance vraagt om zorgvuldig management, waaronder goede planning en budgettering, aldus Jaap Bakker, senior adviseur op de afdeling Instandhouding, Constructies en Onderhoud bij Rijkswaterstaat en afdelingshoofd Han Roebers. Beiden zijn programmamanager bij InfraQuest, een samenwerkingsverband van TNO, TU Delft en Rijkswaterstaat. Bij Rijkswaterstaat gebeurt veel op het gebied van vermogensbeheer op infrastructuur. De afgelopen tien jaar is geïnvesteerd in de publieksvriendelijke netwerkmanager die burgers informeert over aanstaand onderhoud aan wegen, constructies of installaties. Het is zaak overlast tot een minimum te beperken. Dat vergt zorgvuldige planning en uitvoering. Bakker: “Iedereen wil dat onderhoud plaatsvindt, maar niemand wil er last van hebben.”
Monitoring steeds belangrijker voor vermogensbeheer
Volgens Bakker moeten we voorzichtig zijn met ongebreideld gebruik van sensoren. Elk monitoringsysteem kost geld en dat moet wel opwegen tegen het afgedekte risico. Ook Bakker noemt het daarom belangrijk te weten wat je meet. Monitoring zal een steeds belangrijkere rol spelen in onderhoud. Je kunt allerlei zaken meten, voorspellen en interpreteren, maar het is onverstandig alleen op sensormetingen te vertrouwen. Bij constructies kan van alles gebeuren door moeilijk voorspelbare factoren, zoals de invloed van omgeving of gebruikers. Roebers wijst erop dat je het asfalt wel vol kunt leggen met sensoren, maar dat een gat in de weg erg lokaal is. En dat is dan al een risico. Hoe groot is de kans dat juist op die plek een sensor ligt die dit meet? Daarom laat Rijkswaterstaat verschillende soorten inspecties uitvoeren. “In een integrale beheerstrategie hebben inspectie, onderhoud en monitoring een bewuste plek.”
Data science
Bij innovaties horen onzekerheden, dus weet je bij sommige trajecten niet op voorhand of het werkt, vertelt Bleijenberg. Het is zoeken naar een goede match tussen de fysieke gebreken aan een constructie en de mogelijkheden die te meten met bijvoorbeeld satellieten, glasvezel of geluidsgolven. Bij een goede match maken de onderzoekers een ontwerp dat ze vervolgens naar de markt brengen. Maar hoe zorg je dat die data van hoog niveau is? Heb je niet eerder een econometrist nodig voor de beoordeling in plaats van een gemiddelde data-analist? Bleijenberg beaamt dat. De ontwikkeling naar steeds meer data schrijdt voort en daarom is het belangrijk vier dingen te regelen: datagovernance, data-architectuur, datamanagement en data-analyse. Wie mag bij welke data? Kunnen we data uit verschillende (bestaande) bronnen verbinden? Hoe communiceer je met die data? En hoe haal je de relaties eruit? Met drie databestanden, zoals de asfalttoestand, hoeveelheid vrachtverkeer en het weer, kun je goed onderbouwen wat de schade veroorzaakt: vrachtwagens, zout of temperatuur? Het professionele ambacht van civiele techniek wordt steeds wetenschappelijker. Het wordt data science.
Bouwwerk Informatie Model
Roebers wijst op twee stromingen in de digitalisering van vermogensbeheer: de data-infrastructuur van papier naar digitaal en daarnaast de efficiëntere en slimmere sensortechnieken. In nieuwbouwprojecten wordt al veel gebruikgemaakt van Bouwwerk Informatie Modellen (BIM) waarin eerst virtueel wordt gebouwd en daarna pas in het echt. Het aantal bouwfouten kun je daarmee flink terugbrengen en daarmee kosten besparen. Bakker wijst erop dat het een uitdaging is om ook een informatiemodel te maken voor de levenscyclus waaruit allerlei processen die een informatiebehoefte hebben zinvolle informatie kunnen halen. Maar het gaat ook over organiseren: komt alle noodzakelijke informatie op de juiste plek op de juiste wijze? Rijkswaterstaat besteedt vrijwel alle uitvoeringswerkzaamheden uit. Om hun informatie op uniforme wijze aan het RWS-informatienetwerk toe te kunnen voegen, gebruikt Rijkswaterstaat open standaarden die borgen dat dit foutloos gebeurt (COINS en VISI). Daarmee bouw je dus samen met de marktpartijen waarmee je zaken doet een robuuste informatiestructuur op.
Big data-analyse
De sensortechnieken laten een andere kant van digitalisering van vermogensbeheer zien. Maar bij monitoring gaat het niet alleen om sensoren, maar ook om inzet van robots bij inspecties of het gebruik van satellietdata. Of de data die samenkomt in een BIM-systeem van hoog niveau is, hangt van de data af, aldus Bakker. Er worden nu nog maar een beperkte hoeveelheid sensoren gebruikt in infra, maar het aantal toepassingen groeit, zeker in combinatie met big data. Als je ziet dat het stroomverbruik van een installatie plotseling sterk omhoog gaat, heb je een indicator dat deze installatie wel eens zou kunnen gaan storen. Maar soms zegt een meting pas wat als je deze combineert met andere metingen. Daar helpt big data-analyse dus bij. Van civiel-technici naar informatiehandelaars Natuurlijk vergt deze digitalisering en verschuiving naar data science ook andere skills van medewerkers van Rijkswaterstaat. “We worden van civiel-technici steeds meer informatiehandelaars.” Rijkswaterstaat heeft een Big Data Center ingericht waar het alle data verzamelt en interpreteert om deze in heldere bewoordingen naar andere partijen te sturen. Dat vergt een verandering van skills. InfraQuest probeert een deel van die vragen te beantwoorden, de theorie in praktijk te brengen en de verschuiving in de schijnwerpers te zetten bij de sector. Verder is de Bouw Informatie Raad opgericht, een samenwerkingsverband van alle in de bouw betrokken partijen die ontwikkelingen op het gebied van BIM regisseert en open standaarden voor informatie-uitwisseling vormgeeft. “Een uitdaging voor de hele sector, zowel bij aanleg als voor vermogensbeheer.”
Spanningsveld
Het wordt dus steeds meer data science , en daar valt ook veel geld mee te verdienen en niet alleen in Nederland, want omliggende landen hebben ook te maken met verouderde infrastructuur. De vraag of er een spanningsveld is tussen verwachte opbrengsten en het halen van nuttige informatie uit data vindt Bleijenberg terecht. Of kosten opwegen tegen baten vergt een goede afweging. Zo levert bij het meten van de asfalttoestand de vervanging van mensen door een meetauto al een flinke besparing op. Ze hoeven ook niet meer met lage snelheid over de weg, dus de verkeersveiligheid neemt toe. Daarbij ontvang je betere en objectievere data. Bleijenberg noemt de Van Brienenoordbrug als ander voorbeeld. Als je op soortgelijke bruggen een meetsysteem installeert, zou je de renovatie van het brugdek naar achteren kunnen schuiven. “Uiteindelijk moeten al die bruggen worden opgeknapt. Intelligente systemen kunnen het optimale moment van vervanging bepalen, maar het eeuwige leven heb je niet binnen handbereik.”
Technische ambacht behouden
Volgens Bakker leidt de menselijke behoefte aan controle tot veel dataverzameling. Bedenk echter wel wat je ermee doet en waar het terechtkomt. De vraag is of je met veel data echt controle hebt. “Ik denk dat je dat moet regisseren, er bewust mee om moet gaan en in gesprek moet blijven. Niet alles volplakken met sensoren, maar er met beleid mee omgaan.” InfraQuest werkt met TNO samen om te zien wat dat oplevert. Het technische ambacht moet daarnaast geborgd blijven, vindt Roebers. Je moet zelf in control blijven. Vermogensbeheer mag geen black box worden, waar je informatie instopt en een besluit uitrolt. Er komt een component bij, maar de techneut moet ook belangrijke dingen blijven doen. Het gaat erom hoe je nieuwe technieken toepast op infrastructuur en in het vermogensbeheer. Bakker vindt het belangrijk om technische knowhow vast te houden en dat fysieke inspecties nodig blijven. Die ogen en kennis hebben meerwaarde. Roebers beaamt dat data goed en leuk zijn, maar dat je de informatie moet checken en nog steeds zelf moet kijken en verifiëren. “Je moet niet je oude schoenen weggooien als je nog geen nieuwe hebt.” Bleijenberg benadrukt dat voor de vervanging van infrastructuur geld moet worden gereserveerd.
Waarde van alle civiele infrastructuur
Het CBS heeft berekend dat de waarde van alle civiele infrastructuur 360 miljard euro is. Dat is iets minder dan de Nederlandse staatsschuld. Het is het grootste publieke bezit, de waarde is nog groter dan het Groningse gas, aldus Bleijenberg. Het verbaast hem dat sommige overheden beheer en onderhoud als kostenpost zien en er op willen bezuinigen. “De economie is beter af met het veilig in stand houden van de huidige infrastructuur dan met nieuwe infrastructuur bouwen.” Het zou volgens Bleijenberg goed zijn als daar op alle overheidsniveaus meer bewustzijn over die grote waarde ontstaat.
Scherp beheerproces vermogensbeheer
Maar we hoeven niet te vrezen dat al het onderhoud aan infrastructuur straks allemaal tegelijk moet gebeuren, verzekert Bakker. Rijkswaterstaat heeft een scherp beheerproces en een programma voor de aanpak van die infrastructuur in het vermogensbeheer. “Er is destijds robuust gebouwd. Dat wordt weliswaar tot het uiterste belast, maar dat houden we met scherp management in de gaten.” De nadruk ligt de komende jaren op onderhoud en vervanging. Voor vervanging heeft Rijkswaterstaat een landelijk programma. Eigenlijk is het onderscheid tussen aanleg en onderhoud diffuser geworden, vindt hij.
Vervangingsvraagstukken zijn een kans voor de toekomst en voor netwerkverbetering. Daarbij legt Rijkswaterstaat relaties naar benutting en verbreding van wegen. Met een vervangingsmoment kunnen zij een nieuwe cyclus beginnen en nieuwe infrastructuur robuust maken voor de komende tachtig jaar. Dat gaat over lifecyclemanagement: niet vervangen, maar aanpassen. Dit biedt kansen op herinvestering van het vermogensbeheer. De aanleg van nieuwe wegen of bestaande wegen anders benutten is niet alleen een taak voor Rijkswaterstaat, maar gaat in samenwerking met decentrale overheden en andere omgevingspartijen. Dat vergt weer een goed omgevingsmanagement en rekening houden met duurzaamheid en de bevolking. “Je hebt een kans het beter te doen. En daar komt efficiëntie van digitalisering in het vermogensbeheer nog bij.”
