Intelligent monitering af funktionskritiske stålkonstruktioner

Senest opdateret d. 11/4-2018
FORCE Technology
Resultatkontrakt 2019-2020 under temaerne Byggeri og anlæg, Energi og Informations- og Kommunikationsteknologi
Kim Hardam Christensen
Teamleder

Aktiviteten skal fremme asset management via indsigt i stålkonstruktioners reelle fysiske belastninger. Ved hjælp af in-situ sensorik og monitering baseret på Big Data skabes et beslutningsstøtteværktøj for store funktionskritiske stålstrukturer.

Robust energi- og transportinfrastruktur og grøn omstilling er drivere for dansk økonomi, og udviklingen går mod at optimere asset management for større, funktionskritiske komponenter i den trafikale infrastruktur og forsyningssektoren. Denne udvikling skaber et enormt potentiale og behov for at minimere cost of ownership (COO), som kan opnås gennem øget digitalisering og monitering.

Potentialet udspringer af den rivende udvikling indenfor sensorik, Internet of Things, Big Data og avanceret dataanalyse, som muliggør udvikling af smarte og kosteffektive løsninger. Særligt ift. at planlægge vedligehold af stålkonstruktioner, f.eks. procesanlæg, termisk- og biogas-energiproduktion, broer og vindmøller, samt via monitering af belastninger under installation og drift at optimere design- og miljøomkostninger.

Projektets omdrejningspunkt er 4 demonstrationscases vedr:

  • IT-platform til smart monitering af kritiske stålkonstruktioner
  • Evaluering, validering og værdiskabelse baseret på datastrømme
  • Monitering af mekaniske påvirkninger på kritiske stålkonstruktioner
  • Monitering af levetidsnedsættelse ifm. særlige hændelse

Aktiviteten vil have en samfundsøkonomisk effekt på to fronter: Dels reduktion af COO, dels at bidrage til at fastholde og udbygge de ca. 31000 arbejdspladser i målgruppen, som tæller mere end 100 SMVer.

 

Nøgleord

35 kommentarer

Herunder er indlæg og kommentarer fra interessenter på aktiviteter og aktivitetsforslag.

Torben Lorentzen (Administrerende Direktør, Lindoe Offshore renewables Center)
Søndag d. 6/5-18 kl. 16:13

Et meget interessant og relevant projektforslag

Vi kender fra vor egen driftssituation behovet for intelligent monitorering og tilstandsovervågning til støtte for en løbende indsigt i restlevetiden af vore store funktionskritiske strukturer.

En intelligent målestrategi og tilhørende beslutningsværktøjer vil skabe nytte for mange store strukturer, installationer og infrastrukturer i det Danske samfund.

De fire cases forekommer naturlige og velvalgte og vil bidrage til det samlede resultat.

Hos LORC kommer vi selv til fremover, at holde et intelligent øje med vort produktionsapparat, og vi vil selv iværksætte aktiviteter fokuseret på intelligente målestrategier og etablering af beslutningsværktøjer.

Vi støtter projektet fuldt ud og vil interesseret følge det for i vor egne drift, at drage nytte af den viden og de resultater, der skabes i projektet.

Lindø Offshore Renewables Center

Kim Hardam Christensen (Teamleder, FORCE Technology)
Torsdag d. 17/5-18 kl. 13:39

Hej Torben,

Tak for din kommentar. Du har ret i, at intelligente målestrategier og beslutningsværktøjer kan skabe nytte for mange store strukturer, installationer og infrastrukturer i det Danske samfund. I denne aktivitet må der nødvendigvis fokuseres på nogle brancher og applikationer, men idderne beskrevet i dette forslag kunne også udfoldes på andre stukturer og installationer.

MVH Kim

Ole Dahl Kristensen (Measurement Engineer, Orsted Wind Power A/S)
Søndag d. 13/5-18 kl. 22:58

En stadig større og nemmere adgang til en stigende mængde data, giver bedre mulighed for at opnå og udnytte den viden som bliver til rådighed via de målekampagner vi afvikler på vores assets. Robuste langtidsholdbare løsninger og effektive installationsmetoder bidrager til at reducere driftsomkostningerne og giver samtidig bedre forståelse for de påvirkninger en struktur udsættes for. Herigennem gøres produktet, energien, endnu billigere og mere konkurrencedygtig.
Løsninger skal være robuste, både iforhold til installation, men også iforhold til driften, det er to vidt forskellige belastninger udstyret udsættes for, men begge forhold er meget kritiske for generering af værdifuld data.
Udbyttet af alle fire case-studies vil blive meget relevant for det arbejde vi udfører, og projektet kan have definerende indflydelse og påvirkning på den tilgang vi vil have til fremtidige projekter.
Afgjort et spændende projekt med potentiale til at give stor værdi for branchen, et projekt som vi vil følge nøje.

Kim Hardam Christensen (Teamleder, FORCE Technology)
Torsdag d. 17/5-18 kl. 15:11

Hej Ole,

Mange tak for din kommentar, som rummer nogle ganske gode betragtninger. Jeg er helt enig i, at en væsentlig forudsætning for at komme succesfuldt i mål med en målekampagne er, at man faktisk kan levere en robust og langtidsholdbar løsning. Som du skriver skal denne robusthed gælde under installation såvel som efterfølgende, da der jo på vindmøller kan være udstyr, som kun vanskeligt kan udskifte med nyt, hvis det overhovedet er muligt. Bestemt en god og vigtig betragtning.

Mvh Kim

Rasmus Glar Nielsen (Projektchef, MOE A/S)
Mandag d. 14/5-18 kl. 09:51

Som rådgivende ingeniør firma kender vi indgående til udfordringerne omkring intelligent projektering og levetidsvurdering af stålkonstruktioner. Det er et område, hvor ny teknologi og data kan få afgørende indflydelse på, hvordan vi designer og følger op. Vi ser et stort potentiale indenfor dette område og vil absolut støtte op omkring dette projekt.

Kim Hardam Christensen (Teamleder, FORCE Technology)
Fredag d. 18/5-18 kl. 08:09

Hej Rasmus,

Tak for kommentaren.
Monitering på stålkonstruktioner kan bidrage til løbende O&M, men erfaringer fra monitering kan også bidrage ift. fremtidige design af givne konstruktioner.
Mvh Kim

Bjørn Andersen (CEO, Shute Sensing Solutions ApS)
Tirsdag d. 15/5-18 kl. 21:11

SHUTE Sensing Solutions er en ung virksomhed stiftet i 2015 og vi tilbyder en ny sensor teknologi baseret på polymeroptiske fibre. Disse sensorer er ekstremt følsomme overfor strain samt meget enklere at montere ifht traditionelle strain gauges. På samme fiber kan være adskillige sensorer, hvorved man med en enkelt fiber kan opnå mange målepunkter på en konstruktion. Herved simplificeres sensor løsningen, der samtidig også bliver mere robust i drift. Projektet er særdeles relevant for SHUTE og vi deltager gerne med vores teknologi. www.shute.dk

Kim Hardam Christensen (Teamleder, FORCE Technology)
Fredag d. 18/5-18 kl. 09:15

Hej Bjørn,

Tak for din kommentar rettet mod brug af fiberoptiske sensorer. Ifm. store stålkonstruktioner i hårde miljøer er den fiberoptiske sensorteknologi særdeles spændende, da denne teknologi rummer nogle muligheder i forhold til eks. traditionelle strain gauges. Som det beskrives kan en enkelt fiber håndtere en række målepunkter, men der kan bestemt også være perspektiver i brug af optiske sensorer ift. holdbarhed.
MVH Kim

Keld Lamberth (CEO, H F Jensen A/S)
Onsdag d. 16/5-18 kl. 15:01

HF Jensen A/S har udviklet og produceret robuste kundetilpassede sensorer til måling af bl.a. tryk og mekanisk forskydning i mere end 40 år. Vi synes at det er et spændende og relevant projekt, da overvågning både giver mulighed for bedre sikkerhed samtidig med at materialeforbruget kan minimeres. Vi støtter projektet og deltager gerne med vores sensorteknologi.

Kim Hardam Christensen (Teamleder, FORCE Technology)
Fredag d. 18/5-18 kl. 09:27

Hej Keld,
Hermed tak for kommentaren. Kundetilpassede løsninger, herunder også mht. senosorer, er ofte nødvendige for at kunne gennemføre en målekampagne på tilfredsstillende vis. Således er jeres støtte til denne aktivitet bestemt værdsat.

Mvh Kim

Søren Porse (COO, Scankab Cables A/S)
Fredag d. 18/5-18 kl. 09:31

Spændende projekt
Med afsæt i udviklings projekter til en stigende information og dataopsamling, ser vi nogle spændende muligheder i dette.
Som kabelproducent ønsker vi at bidrage til udviklingen ligesom, tilpasning og test til de mere komplekse løsninger og har vores opmærksomhed.
Lindø Industripark er vel den mest oplagte base for dette og har vores fulde støtte og interesse.

Kim Hardam Christensen (Teamleder, FORCE Technology)
Onsdag d. 23/5-18 kl. 16:36

Hej Søren,

Tak for kommentaren. I større målekampagner kan der hurtigt blive anvendt rigtig meget kabel som kan være udsat for lidt af hvert. For at opnå pålidelige, langtidsholdbare målinger er udvikling af rette kabler særdeles vigtigt.

MVH Kim

Gorm Ellegaard Andersen
Torsdag d. 24/5-18 kl. 12:49

Har kigget på innovationsprojektet og det er et meget spændende og interessant projekt ….

GEA-SAT som IT og Televirksomhed kan bakke op om projektet ……og i den udstrækning vi kan bistå vil vi naturligvis gerne gøre dette.

Mvh Gorm Ellegaard

Kim Hardam Christensen (Teamleder, FORCE Technology)
Mandag d. 28/5-18 kl. 10:17

Hej Gorm,

Tak for din kommentar. De kompetancer, som I besidder, kan afgjort være nyttige i en aktivitet som denne.

Mvh Kim

Troels J. Ankerstjerne (Forretningsudvikler, Fyns Maritime Klynge)
Torsdag d. 24/5-18 kl. 13:46

Spændende projekt
Resultaterne vil også kunne anvendes i konstruktioner til off-shore samt skibe. Dette vil give mening for mange af de maritime virksomheder på Fyn og især Lindø
Derfor støtte fra Fyns Maritime Klynge

Kim Hardam Christensen (Teamleder, FORCE Technology)
Mandag d. 28/5-18 kl. 09:12

Hej Troels,

Tak for støtten. Det er helt korrekt, at offshore-konstruktioner, broer og skibe er væsentlige fokusområder for dernne aktivitet.

Mvh Kim

Peter Ulrikkeholm (Business Director, R&D Test Systems)
Torsdag d. 24/5-18 kl. 14:36

Meget spændende projekt.
Design og test af større konstruktioner baserer sig typisk på en række antagelser. Kan disse antagelser bekræftes af in-situ-målinger med ny og relevant teknologi, vil dette kunne være en væsentlig faktor for kostoptimeringer.
Bestemt et relevant projekt, som vi håber, vil opnå støtte.

Kim Hardam Christensen (Teamleder, FORCE Technology)
Mandag d. 28/5-18 kl. 10:46

Hej Peter,

Tak for din kommentar som adresserer vigtigheden i at eftervise de antagelser, som ofte foretages i en design-fase.

MVH Kim

Dariusz Eichler (Senior Lead Structural Engineer, Vattenfall Vindkraft A/S)
Fredag d. 25/5-18 kl. 13:38

Som operatør og samtidig designer af vore havvindmøllefundamenter er vi i det højeste grad interesseret i udvikling af metoder der kan giver os indblik i den faktiske præstation af strukturer. Denne viden bliver brugt til en rationel Asset Integrity Management der inkluderer planlægning af inspektioner under drift samt beslutning om forlængelse/forkortelse af strukturs levetiden. Ikke uden betydning er værdi der viden om fundaments faktiske præstation bringer til justering af design antagelser og procedurer for fremtidige konstruktioner. Fjern monitorering af strukturer der står i havet langt fra kysten er en glimrende løsning til at skabe den viden. Enorme mængder af data der følger med monitorering kræver effektive data behandling systemer men åbner også muligheder for dataanalyse der ikke blot kan validere den eksisterende men også skabe ny viden. Vi anerkender nødvendighed af at aktivt bruge og lære fra monitoreringsdata som vi samler fra vore eksisterende strukturer og vi siger velkommen til udvikling af effektive løsninger der vil gør det muligt. Vi støtter uforbeholdende projektet og vi ser frem til et potentielt samarbejde.

Kim Hardam Christensen (Teamleder, FORCE Technology)
Mandag d. 28/5-18 kl. 11:12

Hej Dariusz,

Tak for god og beskrivende kommentar. Det er godt at se, at både desgnere som operatører vil kunne drage nytte af denne aktivitet.

Mvh Kim

Erik Andreassen (rektor, Maskinmesterskolen København)
Mandag d. 28/5-18 kl. 10:16

Vi ser en stærk relevans og gode samarbejdsmuligheder inden for dette forslag. Vi arbejder på at uddanne fremtidens maskinmestre, som kompetencemæssigt bliver nogen af de mest teknisk alsidige blandt uddannelserne i Danmark. De vil i deres arbejdsliv typisk kunne møde udfordringer og være involveret helt fra produktdesign, gennem drift og til vedligeholdelse og dekommissionering.

Demonstrationscases på dette projekt vil åbne unikke muligheder for praktik- og bachelorforløb, der vil give vores elever indsigt i nogen af fremtidens avancerede værktøjer indenfor vedligehold. Vi ser frem til at samarbejde med jer om dette projekt. Held og lykke med forslaget!

Kommentaren er givet på baggrund af konkret drøftelse om samarbejde.

Kim Hardam Christensen (Teamleder, FORCE Technology)
Tirsdag d. 29/5-18 kl. 14:08

Hej Erik,

Tak for din kommentar. Vi vil se frem til et samarbejde omkring praktik- og bachelorforløb. Sådanne forløb vil givet ikke kun være til glæde for studerende, men også kunne bidrage positivt til en aktivitet som denne.

MVH Kim

Allan Topp (Driftsleder, E.ON Wind Services A/S)
Mandag d. 28/5-18 kl. 12:52

Det lyder til at være et spændende projekt, hvor vi kan se fordele i forhold til diskussionen omkring levetidsforlængelse af hele møllens konstruktion.
Endvidere vil en løbende monitorering gøre os i stand til at tilpasse planlagte inspektioner efter behov og derigennem forhåbentlig optimere på vores driftsomkostninger.
Vi glæder os til at følge projektet

Kim Hardam Christensen (Teamleder, FORCE Technology)
Onsdag d. 30/5-18 kl. 11:21

Hej Allan,

Tak dor din kommentar. Det er godt at få slået fast fra en operatør som E.ON, at der kan være økonomiske perspektiver i at optimere på den løbende vedligehold.

MVH Kim.

Lise Beyer-Andersen (Internal Application Engineer, Hans Følsgaard A/S)
Tirsdag d. 29/5-18 kl. 10:18

Som dansk distributør og teknik partner indenfor sensor -og kabelteknik til branchen for vedvarende energi er dette naturligvis af stor interesse for os.
Der er et interessant udviklings potentiale for Monitorering af offshore strukturer i forhold til hvad de eksisterende systemer som findes i dag.
Vi støtter derfor gerne et sådanne tiltag.

Kim Hardam Christensen (Teamleder, FORCE Technology)
Onsdag d. 30/5-18 kl. 11:36

Hej Lise,
Tak for tilgendegivelse om støtte til dette aktivitetsforslag.
MVH Kim

Gert Rønnow (Seniorkonsulent, Dansk Standard)
Tirsdag d. 29/5-18 kl. 11:11

Intelligent monitering af stålkonstruktioner (og andre typer konstruktioner) er et vigtig nyt grundelement for at øge monitorering af kristiske stålkonstruktioner for på den måde at kunne vurdere de faktiske påvirkningers effekt på en konstruktions ydeevne og levetid. Anvendelse af monitering af konstruktioner, som et aktivt værktøj både i forhold til design og drift af stålkonstruktioner, er stigende og disse metoder er også på vej ind som mulighed i de bagvedliggende standarder, som anvendes til dimensionering af konstruktioner, som fx. Eurocodes systemet. Intelligent monitering af eksisterende konstruktioner kan på sigt give et grundlag for nye designmetoder og regler.
Dansk Standard mener, at dette projekt er spændende, og at det på sigt kan komme til at påvirke indholdet af de bagvedliggende standarder. GTS’erne har en vigtig strategisk og operationel rolle i at deltage aktivt i at få resultaterne af en sådan udvikling bragt videre til udvikling af internationale/europæiske standarder på områder, som er af afgørende interesse for dansk erhvervsliv. Gennem internationale standarder kan GTS’erne effektivt opbygge og formidle teknologiske kompetencer til dansk erhvervsliv.

Kim Hardam Christensen (Teamleder, FORCE Technology)
Onsdag d. 30/5-18 kl. 11:42

Hej Gert,

Tak for din perspektivering ift. brugen af monitering af stålkonstruktioner som et værktøj der understøtter det store standardiseringsarbejde, som kontinuerligt finder sted.

MVH Kim

Michael Nielsen (Sales Manager, Awilco)
Tirsdag d. 29/5-18 kl. 16:05

Super projektforslag!!

Med tanke på vores førende kompetencer inden for vindindustrien, og en stadigt stigende efterspørgsel og konkurrence på havvindmøller. Er dette forslag højaktuelt, i forhold til igen at være et skridt foran konkurrenterne. Prisoptimeringer med billigere konstruktioner er ikke bare til fordel for mølleejerne, men også miljøet i konstruktion og opførelsesfasen.

COO erfarer vi igennem salget af vores brændselsceller som en yderst vigtig del for vores kunder. Løbende omkostninger er en vigtig del i dagligdagens forretninger, og kan hurtigt gå hen og blive MEGET dyrt på den lange bane.

Med vores mange års salg af energiforsyning iform af miljøvenlige brændselsceller, har vi registreret en meget stor stigning de sidste 10 år, på energivenlige løsninger, som kan afhjælpe vores kunders forsyning af eks. måleinstrumenter off grid.

Vi håber MEGET på at dette projekt bliver ført videre, og vil meget gerne hjælpe til med at være en del løsningen med vores brændselsceller.

Med Venlig Hilsen
Michael

Kim Hardam Christensen (Teamleder, FORCE Technology)
Onsdag d. 30/5-18 kl. 11:50

Hej Michael,

Tak for positiv tilkendegivelse. Brændselsceller er da asolut en spændende teknolgi ift. off-grid instrumenteringer.

MVH Kim

Per Lading (WEA Technology A/S)
Tirsdag d. 29/5-18 kl. 17:10

Condition monitoring af mekaniske systemer er efterhånden veletableret. For gearkasser på større vindmøller er en sådan overvågning standard. Monitorering af stålkonstruktioner er derimod ikke udviklet på samme niveau. Metodisk et dette også vanskeligere, idet detektering af begyndende fejl og svigt på et meget tidligt stadium er særdeles vanskelig uden direkte og dyr undersøgelse. Metodisk må man gå en anden vej, nemlig gennem konstant måling af de påvirkninger konstruktionen udsættes for løbende og sammenholde disse med designforudsætningerne for konstruktionen. For en given konstruktion kan det føre til øget inspektion hvor påvirkningerne nærmer sig det forudsatte og vice versa, altså en mere costoptimal plan. Det kan også give et feed back til konstruktionens udnyttelse, f. eks. ved at vindmøller i deres reguleringsstrategi også inddrager belastninger og ikke kun mest mulig produktion. I det store perspektiv kan sådanne overvågninger ved rette databehandling give en masse information om de påvirkninger konstruktionerne udsættes for og om deres modstandsevne. Det vil give indput til designfasen og til standarder for såvel laster som modstandsevner. Således er udmattelsesdata for stålkonstruktioner først og fremmest baseret på laboratorieforsøg, hvor afspejlingen af virkeligheden er usikker. Indsamling og analyse af big data kan give et langt mere varieret og statistisk signifikant grundlag for stålkonstruktioners udmattelsesegenskaber end det hidtil har været muligt.
Sensorer til at måle påvirkningerne er velkendte - strain gauges, accelerometre mv. Men de skal til dette formål kunne virke gennem mange år, tåle vanskelige miljøer som havvand og store påvirkning ved montering af konstruktionen (op til 200g kan optræde ved nedramning). Metoder til montering og beskyttelse af sensorer under sådanne vanskelige forhold er ikke vel belyste. Også denne side af projektet er derfor vigtig.
Jeg kan kun anbefale at projektet gennemføres.

Kim Hardam Christensen (Teamleder, FORCE Technology)
Onsdag d. 30/5-18 kl. 11:57

Hej Per,

Tak for din meget fyldestgørende kommentar, som ganske præcist beskriver udfordringerne ved at skulle måle på store stålkonstruktioner - ikke mindst hvis der er tale om hårder miljøer, som det er tilfældet offshore.

Mvh Kim

Ronni Kim Jensen (Team Leader Wind Engineering, Scanel International A/S)
Onsdag d. 30/5-18 kl. 13:15

Vi ser dette Innovationsprojektet som værende spændende og interessant, i det at en videreudvikling og udbygning af de nuværende monitoreringsprincipper på offshore vindmølle fundamenter vil reducere vedligeholdsomkostninger og styrke levetidsvurderinger.

Scanel kan derfor bakke op om projektet, og deltager gerne i opsætningen af komponenterne på møllefundamenterne på lige fod som vi tidligere har hjulpet med.

// Ronni K. Jensen

Jesper Bernhardt (Direktør, cand.techn.soc, SIMAC)
Onsdag d. 30/5-18 kl. 13:57

Dette projektforslags indhold passer fantastisk godt til en række af fremtidens arbejdsopgaver for bl.a. maskinmestre og deres kompetencer indenfor drift og vedligehold. SIMAC ser derfor store perspektiver i dette projekt.
Svendborg International Maritime Academy, SIMAC, uddanner hver år Maskinmestre, Dual Officerer og Skibsførere der får beskæftigelse i såvel danske som internationale virksomheder indenfor en lang række forskellige områder både til søs og i land.
Det er helt afgørende for vores konkurrenceevne at vores studerende stifter bekendtskab med den nyeste viden både i deres praktikperioder og i forbindelse med deres bachelorprojekt. Bl.a. gennem vores uddannelsers indhold af automation og operativ driftsoptimering er det helt oplagt at skabe en kobling til dette projekt.
SIMAC er derfor meget interesseret i at understøtte udviklingsprojekter fx gennem samarbejde og gennem at vores studerende bliver en del af projekterne i praktik eller bachelorforløb.
SIMAC bakker derfor fuldt ud op om projektforslaget.
Jesper Bernhardt

Tine Unden
Torsdag d. 31/5-18 kl. 14:48

Dette Innovationsprojektet ser meget relevant og spændende ud. Der er løbende behov for nyudvikling/ tænkning af monitorering indenfor flere materiale områder. Vi kan forvente større krav til levetid i vanskelige byggerier og det er derfor en nødvendighed at der udvikles løbende på overvågning af i dette tilfælde. vindmølle fundamenter,. Vi vil naturligvis gerne støtte dette projekt med vores viden om muligt.