Althen Sensors & Controls in Rijswijk (ZH) is gespecialiseerd in geïntegreerde sensor- en meetoplossingen voor uiteenlopende branches. De SmartBrick voor de civiele techniek is een van de paradepaartjes uit het programma.
Het bedrijf levert een breed scala aan standaardproducten, maar kan een sensor of meetsysteem ook volledig aanpassen aan de specifieke behoeften van de klant. De sensoren zijn ondergebracht in drie divisies: OEM, Test & Measurement en IIoT-toepassingen. Behalve verkoop en ontwikkeling behoren consultancy, kalibratie, verhuur en onderhoud van sensorsystemen tot de activiteiten.
Met het programma wordt een breed scala aan markten bediend. Althen levert onder meer aan de bouw en infra, proces- en maakindustrie, maritiem, offshore, stationaire en mobiele kranen, medische en farmaceutische industrie, automotive, railvervoer, robotica, enzovoorts. Er zijn sensoren voor stand-alone toepassingen, maar vaak vormen ze onderdeel van machines en systemen voor procesregeling, data-acquisitie en conditiebewaking. De seriegrootte hangt van de applicatie af. Bij OEM- en IOT-oplossingen gaat het vaak over grotere aantallen, maar voor test & measurement is het vaak maatwerk en gaat het om kleine aantallen. Althen Sensors & Controls heeft behalve in Rijswijk vestigingen in Duitsland, Zweden, Frankrijk en de Verenigde Staten. In totaal telt de onderneming 65 medewerkers, waarvan 30 in Rijswijk.
Bruggen in Leiden
Sensoren zijn een steeds belangrijker onderdeel van de huidige en volgende generatie technologie die veelal is gebaseerd op data. Althen Sensors & Controls biedt sensoren die zijn gebaseerd op uiteenlopende meettechnologieën. En als de perfecte sensor voor de applicatie niet op de plank ligt, wordt die op maat samengesteld of nieuw ontwikkeld. Zoals de SmartBrick – van buiten lijkt deze op een baksteen-, maar in feite is het een nauwkeurige inclinometer met de nodige intelligentie en communicatiemogelijkheden aan boord.
Het bedrijf zag al langer mogelijkheden om inclinatiesensoren (hellingmeters) te ontwikkelen voor de bouw en infra. De ontwikkeling werd actueel door een specifieke aanvraag. De sensor werd ontwikkeld om de integriteit van vier vitale bruggen in Leiden te waarborgen. De stad is bekend om zijn historische grachten en bruggen die generaties lang het gewicht van het dagelijks verkeer hebben gedragen. De tijd en omgevingsfactoren eisen echter hun tol. De gemeente had behoefte aan een oplossing die de helling en stabiliteit van deze bruggen voortdurend in de gaten kon houden en eventuele tekenen van structurele problemen vroegtijdig kon detecteren.
Voor dit doel bood Althen de SmartBrick aan, een innovatief inclinatie bewakingssysteem met soms vier, soms zes inclinatie- en tiltsensoren per brug. De draadloze sensor is schaalbaar, eenvoudig te installeren en werkt op batterijen. Door het compacte en onopvallende ontwerp kan de sensor op de bruggen worden geïnstalleerd zonder het historisch karakter aan te tasten. Dankzij geavanceerde sensoren en technologie kan het systeem continu de kleinste veranderingen in helling meten en registreren, zodat afwijkingen van de norm nauwkeurig worden gedetecteerd. Via GSM communiceert de SmartBrick van de nodige algoritmen voorziene sensor met een centrale.
Kades in Amsterdam
Ook Amsterdam beschikt over historische grachten en bruggen. Maar hier zijn er vooral de kades die zorgen baren. Tot op heden worden bruggen en kademuren in de stad op een traditionele manier bewaakt en gecontroleerd. Dit gebeurt op slechts ongeveer 10 procent van de stad, terwijl het overige deel niet zonder risico is. De gemeente schreef daarom een Small Business Innovation Research (SBIR) project uit. SBIR is in het leven geroepen om innovatieve technieken en methodieken te ontwikkelen. Het project moet de gemeente in staat stellen om alle bruggen en kademuren op een goedkopere en efficiëntere manier te bewaken. SmartBrick is één van de winnende en veelbelovende technieken uit de competitie.
De SmartBrick is op een aantal plaatsen geïmplementeerd om het concept te valideren voordat het wordt uitgerold over mogelijk 200 kilometer aan kademuren in Amsterdam. De SmartBrick controleert permanent veranderingen, schade en dreigend instortingsgevaar. Het systeem kan solide voorspellingen doen over de staat en conditie van civiele infrastructuren. Onderhoudsactiviteiten kunnen worden voorspeld en beheerd. Dat betekent dat het onderhoud kan worden ingepland, en dat is veel goedkoper dan het verrichten van kostbare reparaties. Het voorkomt bovendien belemmeringen voor het weg- en waterverkeer in de stad en gevaar voor mensenlevens.
Machine learning
Met SmartBrick hebben de stadsautoriteiten en gebouwenbeheerders toegang tot een gebruiksvriendelijke webinterface waarmee ze de helling van de bruggen, kades en muren in real-time kunnen controleren. Het dashboard toont live de locatie en gemeten data van elke SmartBrick en geeft nauwkeurige en actuele informatie over de stabiliteit van de bruggen, kades en muren. Het intelligente algoritme van de SmartBrick is geprogrammeerd om de hellingdata van de sensoren te analyseren. Wanneer het systeem ongebruikelijke veranderingen detecteert die de vooraf gedefinieerde drempelwaarden overschrijden, stuurt het automatisch waarschuwingen naar de onderhoudsteams.
De door het systeem verzamelde inclinatiedata kan worden geanalyseerd om trends en patronen in het gedrag van de bruggen en kades te identificeren. Door de normale data van elke brug of kade te analyseren, heeft het systeem basiswaarden voor helling vastgesteld. De realtime hellingmetingen worden continu met deze vooraf gedefinieerde waarden vergeleken. Door zelfs kleine afwijkingen van de norm te detecteren, worden potentiële structurele problemen aangepakt. Dat garandeert niet alleen de veiligheid van de bruggen, maar bespaart ook hoge reparatiekosten en verlengt hun levensduur.
Naarmate het SmartBrick-systeem meer gegevens verzamelt, verbetert het de voorspellende capaciteiten. Doordat de algoritmen leren van het werkelijke gedrag van de bruggen is het een betrouwbaar hulpmiddel voor de bewaking op de lange termijn.
