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Ein einzigartiger Fokus auf den Weg, der vor uns liegt
Ein einzigartiger Fokus auf den Weg, der vor uns liegt
IoT- und KI-Technologie verändern die Straßeninstandhaltung
Es ist ein schöner Frühlingstag in Italien mit azurblauem Himmel und bauschigen weißen Wolken. Ein perfekter Tag für eine Fahrt nach Florenz auf der Autobahn Autostrada A1.
Mario besucht mit seiner Familie die berühmte Kathedrale von Florenz und die Brücke Ponte Vecchio in dieser Stadt und hofft, dass seine Kinder das Erlebnis ebenso genießen werden wie er, als er in ihrem Alter war. Als Ingenieur war Mario schon immer besonders von der Brücke fasziniert, die in ihrer heutigen Form seit fast 700 Jahren über den Fluss Arno führt.
Als er über eine der moderneren Brücken fährt, die die sanften Hügel der Toskana miteinander verbinden, ist Marios Ingenieursgeist ebenso beeindruckt von ihrer Konstruktion. Er staunt über die Technologie, die in die Planung, den Bau und die laufende Verwaltung der Brücken entlang der Straße, die ihn so komfortabel nach Florenz führt, eingeflossen ist.
700.000 Komponenten
Ein zentralisiertes System überwacht und verwaltet Daten von 700.000 Komponenten
4.000
Es verbessert die Sicherheit und verlängert die Lebensdauer von 4.000 Brücken, Viadukten und Überführungen
Eine Person, die sich für Innovationen im Infrastrukturmanagement der italienischen Autobahnen einsetzt, ist Lorenzo Rossi, Chief Executive Officer bei MOVYON. MOVYON, das aus Autostrade Tech hervorgegangen ist, ist führend in der Entwicklung und Integration von intelligenten Transportsystemlösungen und ein Kompetenzzentrum für Forschung und Innovation bei Autostrade per l'Italia. Autostrade per l'Italia setzt die Technologielösungen von MOVYON ein, um seine rund 3.000 km Autobahnen zu verwalten und instand zuhalten, damit sie für Fahrer wie Mario sicher bleiben. Autostrade per l'Italia verwaltet außerdem mehr als 1.900 Brücken und Viadukte, fast 1.800 Überführungen und 574 Tunnel in ganz Italien.
Der Prozess der Instandhaltung von Infrastrukturen hat sich im Laufe der Zeit weiterentwickelt und ist von manuellen Inspektionen zu Inspektionen übergegangen, die teilweise manuell und teilweise mit technologischer Unterstützung durchgeführt werden. So wurde zum Beispiel die große Menge an Daten, die im Laufe der Jahrzehnte gesammelt wurde, digitalisiert, was eine wichtige Unterstützung für Überprüfungen und Inspektionen vor Ort darstellt.
Autostrade per l'Italia war entschlossen, die Überwachung und Wartung seiner umfangreichen Assets weiter zu verbessern, indem es Technologie einsetzt und eine vollständige digitale Transformation durchführt. Man wandte sich an Rossi und MOVYON, um zwei konkrete Ziele zu erreichen.
„Erstens wollte Autostrade per l'Italia innovativ sein, um seine Assets effektiver zu verwalten“, sagt Rossi. „Das zweite Ziel war, ASPI bei seiner digitalen Transformation zu unterstützen.“
Rossi wollte mit Branchenführern zusammenarbeiten, um deren Technologien in eine erstklassige digitale Asset-Management-Lösung für Autostrade per l'Italia einzubinden. „Wir wollten das Rad nicht neu erfinden, indem wir die Technologie von Grund auf neu entwickeln, aber wir konnten das Rad nutzen, um das Auto zu bauen“, sagt er.
Ein neuer Fokus auf Brücken- und Straßeninfrastruktur
MOVYON hat eine neue digitale Asset-Management-Plattform namens Argo entwickelt, nach dem Fabelwesen, das immer die Hälfte seiner 100 Augen offen hält, um seine Umgebung zu beobachten. Die Plattform bietet neue Tools für ein innovatives Asset-Management von Brücken, Viadukten, Überführungen und Tunneln sowie einen neuen Inspektions- und Instandhaltungsprozess, der die bisherigen manuellen Prozesse und verteilten Datenverwaltungssysteme ersetzt.
MOVYON wandte sich an IBM® Consulting, und zwar nicht nur, um die Lösung IBM® Maximo® Maximo® Application Suite und die Erweiterung IBM Maximo for Civil Infrastructure zu implementieren, sondern auch, um eine neuartige Lösung für das Infrastrukturmanagement zu entwickeln, die die beiden Unternehmen anderen Straßenbetreibern anbieten konnten.
„Unserer Ansicht nach war IBM der beste Partner, um uns einen Teil der Technologie bereitzustellen, die wir für unsere Arbeit benötigten“, sagt Rossi. „Und unsere Aufgabe war es, diese Technologien zu integrieren und gemeinsam mit IBM etwas zu schaffen, das es vorher nicht gab.“
Das Team von IBM Consulting arbeitete mit MOVYON zusammen, um eine umfassende Lösung zu entwickeln, die auf den Maximo-Lösungen und der Internet of Things (IoT)-Technologie basiert und durch KI für einen intelligenteren Ansatz für das Infrastrukturmanagement erweitert wurde.Der Einsatz der Maximo for Civil Infrastructure-Erweiterung hilft Autostrade per l'Italia bei der Überwachung, Verwaltung und Wartung von Infrastrukturanlagen, der Vorhersage von Ausfällen und der Priorisierung von Reparaturen. Die Argo-Plattform nutzt IBM Cloud Pak for Integration und IBM Cloud Pak for Data, um die IoT-Infrastrukturdaten für die Nutzung durch die Maximo-Lösungen zu integrieren. Ein drittes Unternehmen, Fincantineri NexTech Spa (Link befindet sich außerhalb von ibm.com), hilft bei der Installation der IoT-Sensoren und liefert die digitale 3D-Modellierung der Assets.
In einem wichtigen ersten Schritt haben sich die Teams von IBM und MOVYON mit der Verbesserung der Datenverwaltung und -qualität bei Autostrade per l'Italia beschäftigt. Sie führten ein Data-Governance-Framework ein, das sich durch ein Kontroll- und Überwachungssystem auszeichnet, um Transparenz und schnellen Zugriff auf alle Asset-bezogenen Informationen und das gesamte Dokumentenarchiv des Unternehmens zu gewährleisten. Ein zentrales Dashboard bietet nun eine integrierte Ansicht der Aktivitäten und Daten und ermöglicht den Zugriff auf ein digitales Archiv, auf das die Techniker vor Ort in Echtzeit zugreifen können.
Die Argo-Plattform, die auf den Lösungen Maximo Asset Management und IBM Cloud Pak basiert, kommuniziert in Echtzeit mit IoT-Sensoren. Die Lösung umfasst auch ein vereinfachtes BIM-Modell (Building Information Modeling) dieser Brücken und Viadukte, das aus den in der Argo-Lösung verfügbaren Daten erstellt wurde. Die Maximo-Software liefert auf der Grundlage der von den IoT-Sensoren in Echtzeit erfassten Daten die detaillierten Informationen, die Autostrade per l'Italia für seine Infrastrukturmanagement-Aktivitäten wie die Planung von Inspektionen benötigt.
Im Rahmen des Projekts wurde auch ein neuer, digitaler Inspektionsprozess für Außendienstmitarbeiter definiert. Dadurch wird ein geräteübergreifender Zugriff über eine mobile App ermöglicht. Mit der App können die Techniker ein vereinfachtes 3D-Modell der Brücke betrachten und es mit der Struktur vor ihnen vergleichen, um sicherzustellen, dass sie jedes Teil inspizieren. Neue Workflow-Prozesse rationalisieren die Inspektionen, und die Bediener können bei der Bewertung des Schweregrads von Problemen zwischen bestimmten Parametern wählen, was dazu beiträgt, vage oder subjektive Meldungen zu reduzieren.
Zusätzliche Erweiterungen des Systems werden die 3D-Modelle der überwachten Infrastruktur und die von den Technikern vor Ort aufgenommenen Bilder kombinieren und KI-Analysen auf die Bilder anwenden. So kann das System feststellen, welche Abschnitte möglicherweise gewartet werden müssen und in Echtzeit Vorschläge für zusätzliche Kontrollen und physische Inspektionen machen, während der Inspektor noch vor Ort ist.
Von Beginn des Argo-Projekts im Jahr 2019 an war es das Ziel von IBM und MOVYON, eine neue Asset-Management-Lösung für Anbieter von Infrastrukturmanagement zu schaffen, die auf der bewährten IBM Maximo-Technologie basiert – und diese erweitert. So war Autostrade per l'Italia nicht nur der Kunde, sondern auch das Testfeld für die Argo-Plattform und ihre Lösungen.
„Wir konnten diese Technologie für einen der größten Autobahnbetreiber in Europa entwickeln“, sagt Rossi. „Das gab uns die Möglichkeit, sie auf einer 3.000 km langen Autobahn zu testen, um den Nutzen der Technologie nachzuweisen und die Vorteile aufzuzeigen. Und sie dann auf dem Markt einzuführen.“
Der Straßentest war erfolgreich. IBM und MOVYON haben die Argo-Plattform in nur 18 Monaten in Betrieb genommen. Im November 2020 gab MOVYON bekannt, dass die Argo-Plattform nun mehr als 700.000 Einzelkomponenten auf den 4.000 Brücken, Viadukten und Überführungen des Netzes von Autostrade per l'Italia überwacht und verwaltet.
Heute führen die Inspektoren ihre Untersuchungen mit Tablets durch, die mit der Datenbank verbunden sind, in der alle Informationen über die Historie der einzelnen Infrastrukturen des von Autostrade per l'Italia verwalteten Autobahnnetzes gesammelt werden.Die Daten können in Echtzeit auf der Grundlage der Ergebnisse der Inspektion und des geschätzten Zeitaufwands für die notwendigen Maßnahmen aktualisiert werden.
2021 werden digitale Zwillingsmodelle und weitere KI-Analysen in vollem Umfang zum Einsatz kommen. Autostrade per l'Italia kartiert seine Brücken und Viadukte mithilfe von 3D-Scannern von Fincantieri NextTech, die auf Drohnen montiert und mit Lasertechnologie und hochauflösenden Kameras ausgestattet sind. Nach der Fertigstellung kann Autostrade per l'Italia mit der digitalen Zwillingstechnologie strukturelle und Wartungstrends analysieren und neue Algorithmen entwickeln, um die von den Maximo-Lösungen verwalteten Wartungsaktivitäten zu verbessern.
„Wir können sehen, wie sich ein und dasselbe Bild im Laufe der Zeit entwickelt“, sagt Rossi. „Wir nehmen ein Bild auf und drei Monate später machen wir ein weiteres an der gleichen Stelle. Und dann können wir KI-Algorithmen ausführen, um zu sehen, wie sich diese Stelle entwickelt.“
Die Argo-Plattform und die damit verbundenen Technologien sind Teil der laufenden digitalen Transformation bei Autostrade per l'Italia, die das Unternehmen zu einem der technologisch fortschrittlichsten Mobilitätsanbieter in Europa, wenn nicht sogar in der Welt macht. Autostrade per l'Italia implementiert weitere intelligente Straßentechnologien und neue, intelligente Servicebereiche, die dazu beitragen werden, dass Fahrten für Familien wie die von Mario schneller und angenehmer werden. So werden sie zum Beispiel auf Probleme entlang ihrer Route aufmerksam gemacht und über die Bedingungen an den Raststätten informiert, damit sie ihre Stopps effizienter planen können.
„Wir arbeiten hart und leidenschaftlich an einer radikalen Transformation bei Autostrade per l'Italia, die technologische Innovationen, die Digitalisierung der Infrastruktur, die Verbesserung der Umweltverträglichkeit und Mobilitätsdienste umfasst“, so Roberto Tomasi, Chief Executive Officer bei Autostrade per l’Italia.
Obwohl IBM und MOVYON zusammengearbeitet haben, um die speziellen Anforderungen von Autostrade per l'Italia zu erfüllen, haben sie die Argo-Plattform als wiederholbare, einsatzfähige Go-to-Market-Lösung konzipiert. Sie kann für andere Infrastrukturbetreiber und Länder angepasst werden und ist nicht auf den italienischen Markt beschränkt. Jeder Mautstraßen- oder Autobahnbetreiber, der physische Assets wie Brücken, Tunnel oder Viadukte überwachen muss, kann die Lösung mit ihren leistungsstarken Maximo Asset Management-Lösungen sowie IoT- und KI-Technologien nutzen, um diese Assets besser zu warten.
„Wie bei der Entwicklung von MOVYON werden wir auch weiterhin unsichtbare Technologien für nachhaltige Mobilität erfinden, implementieren und integrieren“, erklärt Rossi abschließend. „Wir werden weiterhin innovativ sein und uns vorstellen, wie neue Technologien die Mobilität in all ihren Formen erleichtern werden.“
Autostrade per l'Italia (Link befindet sich außerhalb von ibm.com) betreibt eine der größten mautpflichtigen Straßen Europas und verwaltet etwa 3.000 km oder 50% des italienischen Mautsystems. MOVYON (Link befindet sich außerhalb von ibm.com), ehemals Autostrade Tech, entwirft und implementiert innovative intelligente und nachhaltige Mobilitätslösungen für Autostrade per l'Italia und andere Mobilitätsbetreiber, darunter Infrastruktur-, Verkehrs- und Sicherheitsmanagement, Maut- und intelligente Straßentechnologien.
Rechtshinweise
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Hergestellt in den Vereinigten Staaten von Amerika, März 2022.
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