IOT, BIG DATA, DATA LAKES, ANALYTICS UND KI SIND TEIL DER INFRASTRUKTUR, DIE FÜR DIE BEREITSTELLUNG SMARTER SERVICES BENÖTIGT WIRD. DIESE INFRASTRUKTUR ERMÖGLICHT ALLEINE NOCH KEINE WETTBEWERBS DIFFERENZIERUNG, DA SIE BEREITS ALLEN UNTERNEHMEN ÜBER EIN PAY-PER-USE-MODELL ZUR VERFÜGUNG STEHT.
Data Analytics, das gezielte analytische Auswerten von Daten, wird genutzt, um aus komplexen Informationen Entscheidungen abzuleiten. Diese Entscheidungen können wiederum weitere Aktionen auslösen. So können ausgehend von intelligenten Auswertungen Smart Services aufgebaut werden. Beispielsweise kann ein Techniker vorab Informationen über die benötigte Persönliche Schutzausrüstung (PSA) erhalten, wenn sich die zu wartende Anlage in einem Raum mit erhöhten CO2-Werten befindet. Smart Services sind die am weitesten entwickelte Stufe datenbasierter Dienstleistungsangebote. Ein kunden- und situationsspezifischer Smart Service nutzt Daten, um auf aktuelle Anforderungen frühest- und bestmöglich zu reagieren.
KI-Lösungen verändern unser Leben spürbar.
Sie entlasten uns von Routinetätigkeiten, erhöhen die Zuverlässigkeit technischer Einrichtungen, senken Verbräuche und sind Grundlage neuer Services.
Die KI (engl. AI bzw. Artificial Intelligence) befasst sich mit der Automatisierung intelligenten Verhaltens und dem maschinellen Lernen, das heißt, dem Lernen aus Beispielen. Big Data ist die Grundlage für KI. Der Aufbau und kontinuierliche Ausbau eines Wissensmodells durch maschinelles Lernen ist eine wesentliche Voraussetzung, um Entscheidungsstrukturen in einem nicht eindeutigen Umfeld nachzubilden, mit denen sich konkrete Anwendungsprobleme lösen lassen. So entstehen Expertensysteme, Mustererkennungen, Mustervorhersagen und Roboter. KI-Lösungen verändern unser Leben spürbar. Sie entlasten uns von Routinetätigkeiten, erhöhen die Zuverlässigkeit technischer Einrichtungen, senken Verbräuche und sind Grundlage neuer Services.
Erfahren Sie mehr über unsere innovativen Entwicklungen in den folgenden Anwendungsbeispielen.
SMART LOCK MIT SPRACHERKENNUNG
Beim Betrieb von Liegenschaften fallen öfters Wegezeiten an, bei denen ein SPIE Mitarbeitender lediglich einen Raum für Dritte aufschließen und nach erfolgter Dienstleistung wieder abschließen soll. Diese Wegezeit kann durch punktuelles Nachrüsten von Smart Locks, welche das Öffnen aus der Ferne ermöglichen, an bestehenden Schließanlagen eingespart werden.
Das Fabrikat Nuki Smart Lock V2 mit WLAN-Bridge ermöglicht, ohne Ausbau bzw. Umbau des vorhandenen Schließzylinders, das Schloss aus der Ferne öffnen zu lassen. Das Smart Lock wird dabei auf der Innenseite, zum Beispiel eines Lagerraumes montiert. Das Schloss kann weiterhin von außen geöffnet werden, sofern der Zylinder über eine Notschließfunktion verfügt (i.d.R. vorhanden).
Die WLAN-Bridge verbindet das Smart Lock mit IoT. Mit einem sicheren Programmier-Interface (API) kann der Befehl zum Öffnen oder Schließen des Smart Locks durch beliebige Plattformen bereitgestellt werden, wie etwa einer App auf dem Mobiltelefon, als Webanwendung oder über die Anbindung in ein CAFM-System. Ebenso ist der Einsatz von Spracherkennung, Bluetooth Dash-Buttons o.ä. möglich. Es können sowohl ein dauerhaftes oder täglich wechselndes als auch Einmalpasswörter generiert werden.
Das Konzept eignet sich aufgrund des minimalen Installationsaufwands auch für temporäre Installationen, zum Beispiel während Bauphasen oder Umbauten. Anhand eines Demonstrators soll die einfache Montage, die Einbindung ins WLAN sowie die Verknüpfung mit Diensten wie Spracherkennung präsentiert werden. - Reduzierung von Wegezeiten
- Mit IoT verknüpfbar
- Erweiterbarkeit der Zugangsberechtigungen
- Minimaler Installationsaufwand
INNOVATIVER START-UP PROZESS
Im Facility Management startet jedes neue Projekt mit dem sogenannten Start-up Prozess, welcher die initiale Betriebsübernahme eines Objekts beinhaltet, also die Aufnahme technischer Anlagendaten, die Anlagenzustandsbewertung, das Labeling der Anlagen, die Überprüfung der vertraglichen Leistungen mit der Ist-Situation, die Dokumentenprüfung etc.
DIE DATENÜBERTRAGUNG MITTELS RPA WURDE IN VERSCHIEDENEN PROJEKTEN BEREITS ERFOLGREICH ANGEWENDET. DIE DATEN AUFNAHME KONNTE MITTELS 2D-LASERSCAN UND DETAILFOTOS IN EINEM PILOT-PROJEKT ERFOLGREICH GETESTET WERDEN.
Dieser Prozess ist sehr aufwendig, da die Tätigkeiten in hoher Qualität und mit erforderderlichem Sachverstand vor Ort erfolgen müssen. Gemeinsam mit der Expertise unserer operativen Kolleginnen und Kollegen haben wir bei SPIE uns im Rahmen
der ARENA2036 Gedanken dazu gemacht, wie digitale Lösungen den Start-up Prozess vereinfachen können und haben dafür ein Stufenmodell entwickelt.
- Effizienz- und Qualitätssteigerung im Start-up Prozess
- Zunehmende Verlegung der Vor-Ort-Aktivitäten auf den Büroarbeitsplatz
- Zunehmende Automatisierung von Dokumentationstätigkeiten mit einhergehender Reduktion des Fehlerpotentials
- Qualitativ hochwertige Dokumentation des Übernahmezeitpunkts ohne erheblichen Aufwand
- Möglichkeit zur weiteren Nutzung des digitalen Gebäudezwillings für den Betrieb
Stufe 1: RPA
Daten können z.B. per Softwareroboter von einem Kundensystem in das SPIE eigene System oder umgekehrt automatisiert übertragen werden, ohne dass hierfür eine zusätzliche Schnittstelle erforderlich ist.
Stufe 2: Digitaler Zwilling
Mit 2D-Laserscan und Detailfotos werden Räume, technische Anlagendaten und Zustände vor Ort erfasst und zum Übernahmezeitpunkt dokumentiert. Die Nachbearbeitung kann am Arbeitsplatz durchgeführt werden.
Stufe 3: Automatisches Auslesen
Mittels Scanfunktion werden die Anlagendaten automatisch aus den Typenschildern der technischen Anlage ausgelesen und im Zielsystem eingetragen.
Stufe 4: Automatische Objekterkennung
Im digitalen Zwilling werden durch KI automatisch Anlagen und Objekte, wie z.B. Feuerlöscher identifiziert und im System aufgenommen.
AILI – ARTIFICIAL INTELLIGENCE FOR LINE INSPECTION
Zur Durchführung von Inspektionen im Freileitungsnetz wurden bislang Bilder und Videos von Inspekteuren, Hubschraubern oder Drohnen aufgenommen und im SPIE Versuchs- und Technologiezentrum (VTZ) in Langen manuell erfasst. Dabei werteten spezialisierte Ingenieure das gesamte Datenmaterial aus Thermo-, Corona- und HD-Kameras aus, markierten und bewerteten jede Schwachstelle, um alle Erkenntnisse in einem detaillierten Bericht für den Kunden zu dokumentieren.
Das Projekt AILI beinhaltet die Entwicklung einer KI-gestützten Bilderkennungssoftware zur automatisierten Identifikation von (schadhaften) Komponenten von Freileitungen in Vorbereitung auf den witterungsabhängigen Freileitungsbetrieb (WAFB).
Der Ingenieur, der das Bild- und Videomaterial bisher manuell auswertete, wird nun dabei durch ein Dashboard unterstützt, das identifizierte Komponenten, Schäden und andere Auffälligkeiten anzeigt. Der Experte definiert die Schadensschwere und mögliche Maßnahmen im Sinne eines Sanierungsplans.
- Zeitersparnis durch automatisierte Fehlererkennung
- Reduzierung der nicht erkannten Fehler und Mängel
- Inspektion aller Elemente eines bestimmten Typs durch automatisierte Bauteilerkennung
- Effiziente Inspektion und Bewertung der Infrastruktur durch den Ingenieur dank Synchronisation verschiedener Daten
- Effizienzsteigerung durch Automatisierung
- Geolokalisierung der erkannten Fehler und Erstellung strukturierter Berichte für die Wartungsteams
PROCESS MINING MIT CELONIS
Die Umsetzung wurde in mehreren Schritten beispielhaft getestet.
Die aus einem IT-System beispielhaft extrahierten Daten wurden zunächst aufbereitet und in eine für das Process Mining passende Form gebracht. Bei der erstmaligen Analyse liegen die Schwerpunkte auf der Beherrschung der Werkzeugkette, dem grundlegenden Verständnis der Analyseergebnisse und der Beurteilung des Nutzenpotenzials.
Für die Aufbereitung der Daten kamen Open Source Werk- zeuge wie Python und Pandas Profiling zum Einsatz. Die eigentliche Analyse wurde mit der Process Mining Software Celonis Snap durchgeführt. Die interaktive Analyse kann bei SPIE genutzt und bei Bedarf erweitert sowie als Template für weitere Analysen genutzt werden.
BEI DER AUFTRAGSBEARBEITUNG IM TECHNISCHEN FACILITY MANAGEMENT WERDEN PROZESSDATEN ERFASST, DIE FÜR EINE ANALYSE MITTELS PROCESS MINING METHODEN GEEIGNET SIND. DIESE KÖNNEN ALS AUSGANGSPUNKT FÜR NACHFOLGENDE DIGITALE PROZESSOPTIMIERUNGEN DIENEN.
Gefördert durch das Land Baden-Württemberg wurde zusammen mit dem KI-Fortschrittszentrum „Lernende Systeme“ der Stuttgarter Fraunhofer-Institute für Arbeitswirt- schaft und Organisation (IAO) sowie für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA) im Rahmen eines „Quick Checks“ untersucht, wie dieser Datenschatz bei SPIE nutzbar gemacht werden kann. Das Format „Quick Check“ soll in einem kleinen Rahmen eine technische Machbarkeit zeigen und wurde durch die ARENA2036 ermöglicht.
- Interessante Einblicke in die Prozessabläufe (Durchlaufzeiten, Varianten, Happy Path und Abweichungen, zeitliche Verteilung der Fälle) dank Process Mining Tool Celonis Snap
- Hochwertige visuelle Darstellung der Ergebnisse
- Hohes Nutzenpotenzial dank einfacher Übertragbarkeit der Ergebnisse auf andere Systeme und Prozesse
DATA ANALYTICS IM SCHNITTSTELLEN- MONITORING
Für unsere tägliche Arbeit nutzen wir bei SPIE IT-Systeme, die größtenteils durch automatisierte Schnittstellen miteinander verbunden sind. Damit die Produktivität konstant bleibt, wird viel Wert auf die Zuverlässigkeit dieser Systeme gelegt. Umso unerfreulicher ist es, wenn ein System ohne erkennbaren Grund die Arbeit einstellt.
Mit dem Datenanalyse-Werkzeug Splunk ist SPIE in der Lage, sich in die Prozessschnittstellen automatisiert einzuklinken, das Geschehen des Datenflusses zu beobachten und frühzeitig auf Probleme zu reagieren. Unser Ziel ist es, Probleme in der Entstehung zu entdecken und zu beheben, bevor es zum Systemausfall kommt. Durch das kontinuierliche und intelligente Monitoring kann SPIE präventiv statt reaktiv handeln, so dass der Nutzer ein stabiles System vorfindet.
- Zeitersparnis durch automatisierte Analyse und Alarmgenerierung
- Zuverlässigkeit von kritischen System und Infrastrukturen
- Steigerung der Systemverfügbarkeit durch Minimierung von Ausfällen
- Ansprechendes und übersichtliches Dashboard
- Beliebig erweiterbar für weitere Auswertungen
SPIE WEBSHOP FÜR KLEINDIENSTLEISTUNGEN
In einem eigenen Webshop bietet SPIE seinen Kunden Kleinstdienstleistungen, wie zum Beispiel Steckdosenmontage, kleine Reparaturleistungen etc. an. Wiederkehrende Tätigkeiten wurden in einem zentralen Katalog pauschaliert zusammengestellt und können über eine Webanwendung durch die Kunden aufgerufen und bestellt werden.
In einer ersten Phase wurde der SPIE Webshop als Pilot in einem reduzierten Anwenderkreis bei einem unserer größten Kunden mit Erfolg getestet, bevor der Einsatz kundenweit inklusive Schnittstelle zu einer zentralen Kunden-App ausgerollt wird. Die App kann für weitere Kunden individuell an die Vertragsbedingungen angepasst werden. Denkbar ist zudem eine Erweiterung mit automatisierter Abrechnung via Smart Contract in einem weiteren Schritt.
- Bestellung von Dienstleistungen (bis 200 Euro) gemäß Leistungskatalog über einen Webshop anstatt wie bisher per Telefon, E-Mail, mündlich etc.
- Optimierung des Abwicklungsprozesses
- Komfortabler Bestellprozess
- Einfache und anwenderfreundliche Bedienung
- Individuelle Anpassung für Kunden problemlos möglich
PUSH-GEBÄUDE-INFORMATION „ON-SITE“
Die Verantwortlichen und Nutzer von Liegenschaften haben aktuell keine umfassende Möglichkeit, um sich einen schnellen Überblick über den aktuellen Status ihres Verantwortungsbereiches zu verschaffen, wenn sie das Objekt bzw. ihren Bereich betreten. Mit Hilfe von Beacons, welche an zentralen Positionen im Gebäude, wie zum Beispiel dem Eingang, platziert werden, wird der Nutzer zukünftig über eine App mit Push-Informationen versorgt. Die Informationen werden entweder vom zuständigen Objektleiter oder aus entsprechenden Systemen zur Verfügung gestellt. Die Informationsvielfalt ist projektspezifisch beliebig erweiterbar. Störungen, Warnungen, aber auch Unfälle sind bekannt, wenn der Verantwortliche ein Gebäude betritt.
Dieser Use Case wurde in einem Prototyp in der ARENA2036 umgesetzt, indem ein Beacon am Gebäudeeingang aktuelle Informationen auf die initialisierten Smartphones sendet. Die Push-Nachricht wird ohne Zutun des Empfängers auf dem Display angezeigt. Die App ist bereits für IOS und Android verfügbar.
- Aktive Benachrichtigung über aktuelle Gebäudeinformationen, sobald ein Objektverantwortlicher das Gebäude betritt
- Schnelle, objektbezogene (georeferenzierte) Bereitstellung aktueller Informationen
- Anbindung an andere Systeme (CAFM) möglich
- Beliebig ausrollbar
HSEQ SMART DASHBOARD FÜR UNFALLBERICHTE
Es gibt eine Reihe von Möglichkeiten, die Arbeitssicherheitsperformance im Unternehmen nachzuhalten und zu steuern. Eine Möglichkeit ist die Verbesserung der Arbeitssicherheit durch Betrachtung der Unfallkennzahlen sowie der Maßnahmen, die nach Unfällen getroffen wurden.
Im Unfallbericht werden Arbeitsschutzkennzahlen für verschiedene Zielgruppen aufbereitet und in unterschiedlicher Frequenz (täglicher Report, Monatsreport, KPI-Dashboard, KPI für PQ/Audits/Gremiensitzungen) kommuniziert.
DURCH DATA ANALYTICS HABEN WIR ALS SPIE EINE LÖSUNG ALS PROTOTYPEN ENTWICKELT, WELCHE DIE UNFALLBERICHTE WEITESTGEHEND AUTOMATISIERT KONSOLIDIERT. IN EINEM ÜBERSICHTLICHEN DASHBOARD WERDEN DIE KPIS ANGEZEIGT UND KÖNNEN NACH BEDARF DETAILLIERT WERDEN. IN EINER WEITEREN STUFE SOLLEN NUN MASSNAHMEN BASIEREND AUF UNFALLART UND -RAHMENBEDINGUNGEN AUTOMATISIERT VORGESCHLAGEN WERDEN.
- Zeitersparnis durch die automatisierte Erstellung des Berichts
- Kontinuierliche Informationsbereitstellung
- Ansprechendes und übersichtliches Dashboard
- Beliebig erweiterbar für weitere Auswertungen
Der Unfallbericht spiegelt auf übergeordneter Ebene die Gesamtsituation mittels KPIs wieder und lässt sich bis auf Einzelunfallebenen bei Bedarf detaillieren. Neben den Unfällen sind auch spezifische Maßnahmen im Bericht aufgeführt. Eine Erstellung eines solchen Berichts ist sehr zeitintensiv, da es zwar Standards gibt, die Informationsverfügbarkeit jedoch stark abweicht.
Das SPIE Versuchs- und Technologiezentrum (VTZ) in Langen ist ein herstellerunabhängiges, akkreditiertes Prüfinstitut zur Untersuchung und Entwicklung von Komponenten, Baugruppen und komplexen Systemen der Energieversorgung, insbesondere von Freileitungen. Für Hersteller und Kunden aus allen Teilen der Welt wird die Betriebstauglichkeit und Sicherheit von Übertragungs- und Verteilnetzen sowie den zugehörigen Schaltanlagen untersucht und das Zusammen- wirken von Einzelkomponenten und Systemen analysiert.
Die Ergebnisse der Prüfungen werden von Ingenieuren in umfangreichen Prüfberichten mit einem Umfang von etwa 50 bis 100 Seiten zusammengefasst. Die Berichte bestehen aus Texten zur Formulierung der Auswertung und Ergebnisse sowie den zugehörigen Daten in Tabellenform oder Diagrammen. Auch wenn aktuell bereits Standards für die Struktur und einzelne Textbausteine genutzt werden, ist der zeitliche Aufwand durch einen hochqualifizierten Kollegen enorm.
DURCH EINE INTELLIGENTE, SEMANTISCHE TEXTERSTELLUNG PRÜFEN WIR BEI SPIE EINE MÖGLICHE AUTOMATISIERBARKEIT DER BERICHTSERSTELLUNG. DIE LÖSUNG UNSERES KOOPERATIONSPARTNERS AX SEMANTICS ENTWICKELT INHALTLICH SINNVOLLE TEXTE BASIEREND AUF STRUKTURIERTEN DATEN. ZUDEM KÖNNEN DIE TEXTE MEHRSPRACHIG AUSGEGEBEN WERDEN.
In einem ersten Schritt wird ein Automatisiserungsgrad von 50 Prozent angestrebt. Durch weiteres Nachjustieren basierend auf Erfahrungen steigt der Automatisierungsgrad zunehmend. Die Anwendung kann eigenständig durch SPIE eingesetzt werden und bietet Potential für weitere Anwendungsfälle von automatisiertem Erstellen von Textberichten.
- Automatische Erstellung von semantisch sinnvollen Texten auf Basis strukturierter Daten
- Minimierung des zeitlichen Aufwands
- Einheitliche Qualität, unter anderem durch Minimierung der Fehlerpotentiale
- Eigenständige Anwendung
- Potential für weitere Einsatzmöglichkeiten
BLOCKCHAINBASIERTER WARTUNGSPROZESS
Die Blockchain-Technologie ist insbesondere durch Währungstransaktionen (Kryptologie) bekannt. Wir bei SPIE nutzen blockchainbasierte digitale Verträge – sogenannte Smart Contracts – um Wartungsaufträge abzuwickeln. In der ARENA2036 hat SPIE bereits 2019 erfolgreich getestet, inwiefern sich die Blockchain- Technologie hierfür eignet. Im Rahmen eines Prototyps wurden SPIE-eigene Kompetenzen für die Realisierung aufgebaut. Ein großer Vorteil ist, dass sich blockchainbasierte Wartungsprozesse in unterschiedlicher Ausprägung in bestehende Funktionen integrieren lassen:
Abbildung von Zahlvorgängen im Rahmen der Blockchain
Aktuell wird der Use Case im Rahmen von Piloten in zwei Kundenprojekten umgesetzt. Beide Projekte nutzen unter schiedliche Funktionen der Blockchain-Technologie. So steht im ersten Piloten insbesondere die vereinfachte Überprüfung der Wartungen zur leistungsabhängigen Rechnungsstellung und -prüfung im Vordergrund. Im zweiten Piloten wird der Aspekt der Manipulationsfähigkeit in Hinblick auf Qualitäts- und Prozesssicherheit im Rahmen von GMP (Good Manufacturing Practice) genutzt. Im Rahmen eines training-on-the-Job erweitern wir unsere bestehende Blockchain-Kompetenz.
Blockchain-Technologie kurz erklärt: Die BLOCKCHAIN (englisch für "Blockkette") ist eine digitale, dezentrale Datenbank, in der alle Transaktionen fälschungssicher dokumentiert sind. Die Transaktionen werden immer zu Blöcken zusammengefasst, die virtuell miteinander verknüpft sind. Ein Block kann Daten vieler Transaktionen enthalten, zum Beispiel Kontoinformationen, zu überweisende Summen oder Verträge. Daraus berechnet ein Algorithmus einen sogenannten Hash-Wert, mit dem sich jede Manipulation feststellen lässt. Da sich der Hash-Wert des Vorgänger- Blocks immer auf die Daten des nächsten Blocks bezieht, ergibt sich eine Kette (chain).
- Transparenz über die korrekte Ausführung und Historie von Prüfungen für den Auftraggeber
- Aufwandsreduktion bei der Rechnungsprüfung durch den Kunden
- Cash Flow Optimierung: Smart Contracts überprüfen die Durchführung von Arbeitsaufträgen und führen direkt zur Zahlungs- abwicklung in Form eigener Kryptowährung (Tokens)
