Keine Überraschungen bei neuen Pumpensystemen dank "digitalem Zwilling

Ausfallkosten senken und Schäden vermeiden - ist das nicht das, was jedes Unternehmen will? Auch in der Pumpenindustrie ist dies wünschenswert, vor allem wenn man bedenkt, welche Folgen eine nicht funktionierende Pumpe haben kann. GMB realisiert/renoviert -aus verschiedenen Bereichen- unter anderem Deiche, Hafenanlagen, Abwasserkanäle, Pumpstationen, Wasseraufbereitungsanlagen und Schlammbehandlungsanlagen.

Cluster Water Quality and Installations verfügt über eine hochmoderne Methode, um die Ausfallwahrscheinlichkeit einer neuen Pumpenanlage auf ein absolutes Minimum zu reduzieren. Gemeinsam mit ihren Partnern erstellen sie vor der Inbetriebnahme der Pumpe einen so genannten "digitalen Zwilling", der den Betrieb der Pumpe simuliert. Marc Vogt, Konstruktionsleiter bei GMB, führt uns durch den Prozess.

Trockentests für maximales Risikomanagement

"Wie der digitale Zwilling funktioniert, kann ich am besten anhand eines Projekts AWP 2.0 für Waterschap Brabantse Delta erklären, das derzeit läuft", eröffnet Vogt das Gespräch. "Wir renovieren derzeit drei Pumpstationen, wobei wir pro Station zwei alte Pumpen durch drei neue ersetzen. Kürzlich wurde die erste Pumpe in Betrieb genommen, bei der wir von vornherein sicher waren, dass sie ihre Aufgabe ohne Probleme erfüllen würde. Zuvor haben wir zusammen mit unseren Partnern einen digitalen Zwilling der Pumpstation erstellt. Dabei wurden die Pumpe, die Rohrleitungen und die Instrumentierung virtuell nachgebaut und in einer digitalen Simulation zum Laufen gebracht. Mit Hilfe der Berechnungssoftware unseres Partners RHDHV fütterten wir diese Simulation dann mit Daten wie künstlichen Niederschlägen, Daten aus lokalen Messungen, allen möglichen Systemeinflüssen, die den Betrieb beeinflussen, und nicht zuletzt mit den Pumpentestdaten unseres Partners Pentair. Die Software unseres Partners Hoppenbrouwers verknüpft alles miteinander, und das Ergebnis ist eine virtuell laufende Pumpe, die Einflüssen ausgesetzt ist, die garantiert einmal im realen Leben auftreten werden. Eine Art digitale Feuertaufe..."

Die Simulation ist damit aber noch nicht beendet. Vogt erklärt: "Dieser trockene, virtuelle Test ermöglicht es uns auch, alle möglichen Geschäftssituationen zu simulieren. Mehr Sicherheit kann man im Vorfeld nicht haben. Das Tolle ist, dass man schon in der Simulation mit dem Feintuning und der Feinabstimmung beginnen kann, Dinge, die sich im Erfolgsfall eins zu eins auf die reale Anlage übertragen lassen. Das schafft Vertrauen."

Ein Überblick über die drei Pumpenlinien.

Enorme Zeitersparnis

Der digitale Zwilling bringt nicht nur Sicherheit in Bezug auf die Technologie, sondern auch eine enorme Zeitersparnis. "Das ist eigentlich logisch, denn wenn wir nicht digital testen könnten, wären wir auf Spitzen angewiesen, die im wirklichen Leben auftreten. Dann müsste man auf echte Stürme warten und hoffen, dass die Anlage hält. Abgesehen von der Zeit, die das kostet, ist die Gefahr von Schäden groß. Versuch und Irrtum sind bei Pumpenanlagen dieser Größenordnung nicht erwünscht. Nicht in Bezug auf die Kosten, die durch mögliche Schäden an der Anlage entstehen, sondern vor allem wegen der Folgen für die Umwelt, die durch den Ausfall einer solchen Pumpenanlage verursacht werden. Ein weiterer Beweis dafür, dass wir uns mit der Möglichkeit der virtuellen Prüfung die Hände reiben können. Der Computer ist geduldig. Ein 24-stündiger virtueller Test ist kein Problem, wir simulieren in 'Echtzeit'."    

Das erste Mal schmeckt nach mehr

Für GMB ist es das erste Mal, dass es auf diese Weise gearbeitet hat. "Es war möglich, weil sich diese Arbeit besonders dafür eignet", erklärt Vogt. "Diese Pumpen sind groß und leistungsstark. Und bei der Realisierung des Werkes muss der Abfluss gewährleistet sein. In der virtuellen Umgebung können wir an die absolute Grenze gehen... Da sind solche Kräfte im Spiel, dass man in der Praxis enorme Schäden anrichten kann, wenn man das macht. Das wiederum kostet Zeit, Geld und ist im Grunde Kapitalvernichtung. Jetzt können wir bei offenem Laden testen, wie es so schön heißt. Die alten Pumpen laufen noch, die neue Pumpe wird in Betrieb gehen und es geht darum, sie ohne unnötige Verzögerung zu ersetzen."

Vorausschauend sein

Abschließend sagt Vogt: "Man kann immer mehr damit machen. Die Pumpe, die jetzt in Betrieb genommen wurde, wird auch überwacht. Wir verknüpfen diese Daten mit den ersten Testergebnissen, bisher ist alles in Ordnung. Es ist also ein Stück Validierung. Durch die Analyse der Daten werden wir bald sogar in der Lage sein, vorausschauend zu arbeiten. Das wird die Zukunft sein, ideal zum Beispiel, um Systeme weiter zu optimieren."