Kijkje in de keuken bij het Maintenance Lab

In het lab op de vierde verdieping van de faculteit Techniek staat een industriële koelinstallatie luidruchtig te brommen. ‘Hij heeft de hele nacht aan gestaan en is nu wat over zijn toeren,’ lacht Helmus. Dat is ook precies de bedoeling. ‘We verzamelen hier gegevens over hoe apparatuur faalt. Met inzet van artificial intelligence (AI) voorspellen we vervolgens wat er gaat gebeuren en wanneer het tijd is voor onderhoud,’ vertelt hij. ‘We overbruggen met onze digital twins - digitale kopieën van fysieke opstellingen als de koelinstallatie - in feite de kloof tussen de fysieke en digitale wereld.’

Slim onderhoud plegen

Deze unieke werkwijze leidt vaak tot verrassende inzichten. ‘Zo ontdekte een apparatenbouwer bij ons in het lab waarom het leidingwerk van zijn koelinstallatie steeds zo snel lek was. Hij en zijn collega’s hadden er jarenlang hun hoofd over gebroken,’ illustreert de Lab Lead. Uiteindelijk bleek dat de leidingen stuk gingen omdat ze continu trilden. Deze trillingen waren zo subtiel dat ze voor het blote oog onzichtbaar waren, maar de apparatuur in het lab pikte ze wel op.

Met inzichten als deze kunnen bedrijven slim onderhoud gaan plegen, waardoor technische systemen langer mee kunnen. Dat past niet alleen in de circulaire economie waar de maatschappij langzaam maar zeker naartoe beweegt, het brengt ook aanzienlijke kostenbesparingen met zich mee.

Behalve industriële koelinstallaties, tandwielkasten en pompinstallaties worden in het Maintenance Lab ook allerlei andere apparaten en systemen bestudeerd. Zoals een robot die de buitenkant van vliegtuigen op scheuren in het composiet controleert. Een bakfiets voorzien van een 3D-camera en andere sensoren met ingebouwde server voor computeralgoritmes. En de verpakkingslijn van een koekjesfabrikant. Dat gebeurt met geavanceerde technieken als motion amplification, die onzichtbare trillingen zichtbaar maakt en (deels) zelflerende systemen.

Slijtage van tandwielen

Molewijk heeft samen met masterstudent Artificial Intelligence Jesse Antonissen een opstelling gebouwd om de slijtage van tandwielen (gear boxes) – overal toegepast in de industrie – te meten en te voorspellen. ‘Tandwielen knappen vaak heel plotseling, net als de ketting van je fiets,’ vertelt Molewijk. ‘Een verkeerde uitlijning van tandwielen – gear misalignment noemen wij het – kan leiden tot slijtage en verhoogd energiegebruik. Als je weet dat dit speelt, kun je doelgericht ingrijpen.’

De twee maken ook een kleinere uitvoering van de opstelling in Lego, bedoeld voor het onderwijs. ‘Die kunnen studenten dan zelf in elkaar zetten,’ aldus Molewijk. Jesse is daarnaast bezig met een zelflerende toepassing van AI die de energieverliezen van het systeem kan minimaliseren.

Het Maintenance Lab, vorig jaar opgericht bij de verhuizing van de faculteit Techniek naar de Amstelcampus, bestaat nog maar net. Toch werkt het lab nu al samen met grote partijen, zoals KLM, draaideurenfabrikant Boon Edam en, via IJskoud, voor ziekenhuizen in de regio. ‘We nemen ook samen met andere kennisinstellingen in Nederland deel aan grote onderzoeksprogramma’s van onder andere de Nederlandse AI Coalitie, en de European Digital Innovation Hub. Hierbij helpen we het MKB om sneller de overstap te maken naar digitalisering,’ illustreert Helmus.

Hobby

In het lab zijn soms wel 30 studenten tegelijk aan het werk. Zij studeren bijvoorbeeld Data Sciences, Artificial Intelligence en Technische Natuurkunde, en zijn afkomstig van de HvA, de Universiteit van Amsterdam en de Tata Steel Academy; sommigen zijn bezig met een groepsopdracht voor hun minor, anderen doen er hun afstudeerproject. ‘Een stel hobbyisten bij elkaar,’ zo noemen de mannen elkaar. ‘We kunnen altijd bij de anderen terecht voor hulp en advies.’

Als het aan Helmus ligt, komen er de komende jaren nog veel meer experimenten, onderzoekers en studenten bij in het lab. ‘Smart Industry is een van de profileringsthema’s van de faculteit Techniek,’ zegt hij. ‘En een gebied waar voor de diverse lectoraten nog heel veel te ontdekken valt.’

Zo hoopt hij dat zijn club de komende jaren uitgroeit tot een Smart Industry fieldlab voor de regio Noordwest-Nederland, op het gebied van digital twins voor onderhoud. ‘Dit doen we dan samen met Smart Industry NL en World Class Maintenance,’ zegt hij.

Zijn droom is ook om uiteenlopende disciplines, van mbo en hbo tot academisch en postdoctoraal onderwijs in het lab samen te brengen in projecten. ‘Het thema maintenance leent zich hier perfect voor, vanwege de fysieke en digitale component, en het samenspel tussen deze twee via digital twins.’