Digital tvilling av verftet skal kutte unødvendig tidsbruk

Stord, Hordaland: Store uteområder er dekket av rør og ståldeler i ulike former, fasonger og kvaliteter. Ved nærmere øyesyn er uteområdet delt opp i felt og seksjoner. Små skilt forteller i et kodespråk med bokstaver og tall hva som befinner seg på området.

Noe kan også vi lese og forstå: «Castberg». Noen bokstaver, tall og strekkode er det verre med.

En Kværner-ansatt sykler litt forvirret omkring mellom feltene, tydeligvis på leting etter noe.

– Det er et godt eksempel på hva vi skal vekk fra. Tid er penger. Altfor mye tid går med til å lete, sier IT-direktør Frode Strand i Kværner-konsernet.

Selv om alt er plassert ut i regioner og felt etter en gjennomtenkt og logisk plan, er det ikke gjort på sekunder å lokalisere det man trenger. Deretter skal en truck eller kran hente produktet eller delen.

Samarbeid og sky

Digital sporing er løsningen.

Det er imidlertid ingen rask og enkel oppgave å få det til. Kværner har jobbet med digitalisering og modernisering over lengre tid. Digitialiseringen er delt opp i 25 delprosjekter.

Nå skrus satsingen opp noen hakk i samarbeid med Cognite.

Med digitale verktøy, sensorer og bildeanalyse/bildegjenkjenning, skal Kværner få stålkontroll på egne verktøy, innkjøpte varer, store og små verktøy og produktene offshoreverftet produserer og skal levere.

Sekter for sektor «lastes opp i skyen» og skal til slutt ende opp i et komplett tvillingverksted, både på Stord og i Verdal.

Ikke nok med det, det blir også en dynamisk tvilling som endres fra minutt til minutt.

Forbedringssjef Sigmund Mongstad Hope ved Kværner Stord forteller at letingen skal skiftes ut med sensorer og fotometri.

– Store ting får sensorer og kan spores i sanntid. Annet får strekkoder og fotograferes. Med bildegjenkjenning kan vi følge og finne igjen deler, sier Hope.

Digitaliseringsprosjektet styres fra konsernet sentralt. IT-direktør Strand så Cognite som en naturlig partner for å få hjelp til noen oppgaver og fortgang i arbeidet.

Mål og visjon

Kværners visjon for å lage digitale tvillinger av verftene og utstyret, er å ha et operasjonelt verktøy som hjelper dem med å ha oversikt over alt som går med på å bygge og levere til kundene. Det omfatter alt fra fast og mobilt utstyr og de fysiske omgivelsene. Det skal også inneholde digitale versjoner og oversikt av alt av materialer og komponenter, lagerstatus, prosjektframdrift og tilstand på det som bygges.

På Stord er den digitale verftstvillingen på god vei. Stor eler av infrastrukturen er på plass, det vil si sensorisering av hovedutstyr som kraner, trucker, kjøretøy, løfteutstyr samt infrastruktur for å ta imot posisjonssignaler, temperaturer, strøm- og gassforbruk.

I tillegg til Cognite, er IT-leverandøren Cognizant sentral.

Strand sier at digitaliseringsprosjektet er viktig verktøy for å velge alt fra metode til å bygge bedre forståelse for prosjektet og gjennomføring blant ansatte og underleverandører .

– Det er også viktig for en sikker og trygg arbeidsplass og vi sparer tid og får ned kostnader. Dermed styrker vår konkuranseevne, sier Strand

Foto og bildetolkning

Sindre Sætre Hammerlund og Carl F. S. Straumsheim fra Cognite følger med rundt på det enorme verftsområdet. Cognite skal blant annet bidra til at Kværner-ansatte ikke behøver å løpe eller sykle rundt og lete, men ta fram en mobil eller nettbrett og se hvor verktøy og komponenter befinner seg.

Hammerlund ber Hope fotografere et større område med deler og få med strekkoder og annet som kan identifiserer deler.

– Vi skal gå i gang med å få en digital oversikt over hvor og hva som befinner seg rundt om på anlegget, sier Hammerlund. Bildene skal hjelpe til på husken når han kommer tilbake til kontoret på Fornebu.

Fotogrammetri som gir informasjon om tekstur og hva som befinner seg hvor her og nå, koblet til tidligere bilder og bildegjenkjenning er aktuelle verktøy. Roboter – autonome kjøretøy med «computer vision», kan på litt sikt erstatte mann på sykkel og truck.

Ren streaming av fotografisk kvalitet fra kameraer spredt over hele verftet vil skape enorme mengde data som blir både tungt og unødvendig å laste opp og tolke. Det har også personvernkomplikasjoner. Cognite ser på ulike måter å innhente og bearbeide foto-informasjon, alt fra å tolke tekstur og dybde, til bruk av AI (kunstig intelligens) til å plukke ut data.

– Vi ser på mange ulike varianter, sier Hammerlund.

Mobil og brett

IT-prosjektet til Kværner har pågått i noen tid allerede. Formenn og arbeidsledere trenger ikke dra rundt på store ringpermer og kalle inn til morgenmøte for å fordele oppgaver. Cognite har laget programmer som klarer å visualisere digitale tvillinger på små skjermer uten grafikkort.

Ved en av kaiene ruver Equinors store Njord A-platttform. Kværner nærmer seg slutten av en oppgraderingsjobb til cirka fem milliarder kroner. Kværner kjenner plattformen godt. Skroget ble bygget i Verdal og dekket på Stord og overlevert Statoil i september 1997. Etter 20 år på feltet, bygges den om til nye 20 års levetid.

Digital tvilling av Njord A ligger i systemene, og mye av sveisearbeidet er utført uten bruk av papirtegninger og papirplaner.

Med nye smarttelefoner til ansatte, kan oppgaver deles ut, ferdig arbeid kvitteres ut og bilder kan dokumentere sveisesøm.

Tunge løft – løst digitalt

Før Njord A er ferdig ombygget, har Kværner fått skroget til neste store jobb, produksjonsskipet til Johan Castberg. På Stord har forberedelsene foregått i digital form i lang tid allerede. Både utvidelse av kai og kranbane for «Storen» er planlagt digitalt.

Til og med kranen har fått øket løftekapasitet fra 800 tonn til 1050 tonn med et tastetrykk. Verken nye vaiere, kroker eller motorer måtte til.

– Det var en telefon til Kone i Finland, så ble en oppgradering av programvaren lastet inn i krana og vipps, var 250 tonn ekstra løftekapasitet et faktum, sier Hope.

Han opplyser at d et er snakk om resertifisering og at økt lastekapasitet er viktig på flere måter.

Forbereder

Digitaliseringen er ledd i Kværner-ledelsens forberedelser til tøffere konkurranse.

Etter Johan Sverdrup, Njord og Johan Castberg, er det ikke mange store olje- og gassprosjekter i horisonten. IT-satsingen til Kværner ble igangsatt da oljepriskrisen i 2014 førte til tørke for offshoreverftene. Hvordan få ned kostnader og vinne de kontraktene som kommer, som kanskje både er mindre i kompleksitet, omfang og pris. Det betyr tøffere konkurranse. Da må man ha noen fortrinn.

Offshoreverftene er spesialister i avanserte konstruksjoner som det bare skal bygges en av, maks et par. Serieproduksjon ligger ikke helt i deres gate. I Verdal prøvde de seg på enklere understell til vindkraftturbiner, men tapte penger.

– Vi må ligge i forkant av utviklingen og av konkurrentene. Vi skal gjøre ting smartere og bruke mindre tid, sier IT-sjefen.

Det har ett av de 25 delprosjektene allerede vist.

Stillaser og lego

Stillasbygging er ikke en enkel jobb. Normalt begynner den når en modul kommer inn på området. Da tar det gjerne to uker bare å sette opp stillasriggen før annet arbeid kan begynne. Nå er to store endringer gjennomført på Stord.

Et nytt program er utviklet for planlegging av stillaset. Forrige program var som et avansert tegneprogram rammet som brukes til å setts sammen legoklosser av ulike størrelser.

Det var et godt verktøy, men relativt mye manuelt og tidkrevende å tilpasse stillasmoduler. Med det nye programmet som snakker med 3D-tvillingen av modulene stillaset skal bygges rundt, beregnes og tegnes et komplett stillas på en brøkdel av tida.

– Det tar også hensyn til eventuelle justeringer som gjøres på tvillingen. Vi får komplett liste over hva vi trenger og hvordan vi skal bygge stillaset. Og enda bedre – vi vet eksakt hvor modulen skal stå, og kan bygge stillaset ferdig «on site» på forhånd, sier Raymond Remme Torkelsen.

Han er metodeingeniør inne stillasbygging og gått hele veien fra fagbrev og lærling til ingeniør. Nå tar han videreutdanning på si.

Han tar oss med ut og viser et delvis ferdig stillas. I løpet av noen dager er det ferdig med fire «lukkede sider». Da kommer en av prefabrikkert modul som skal om bord på Johan Castberg.

– Modulen løftes og settes ned i stillaset. Da gjenstår bare å sikre stillaset til modulen før alt planlagt arbeid på modulen kan settes i gang, sier Torkelsen.

Forbedringssjef Sigmund Mongstad Hope smiler godt.

– Vi sparer cirka to uker, sier han.

Sommerfugleffekten

IT-direktøren er ikke mindre fornøyd. Kan man starte arbeidet to uker raskere, kan både tid og penger spares.

Nå gjelder det å gjøre tusenvis av andre arbeidsoppgaver minst like smart. Og ikke minst – så intelligent at digitale systemer kan forutse hvor det kan oppstå problemer og følgefeil – det vil si konsekvenser som ett menneske vanskelig kan se for seg.

Selv for et team dyktige planlegger og ingeniører, kan det være tidkrevende og vanskelig å se konsekvensene av en ørliten feil eller forsinkelse og stokke om på planlegging.

Målet er en digital løsning som forutser sommerfugleffekten – og peker på en løsning.

Sommerstudenter

Kværner har så smått begynt å bruke kunstig intelligens på Johan Castberg-prosjektet. Kværner har kontrakt på bygging og sammenstilling av moduler til produksjonsskipet. Da Kværner fikk kontrakten, sa direktør for prosjektutvikling i Equinor at kontrakten utgjorde det store puslespillet. Med andre ord – alle som har lagt puslespill med millioner av deler, vet hvor irriterende det er når noen brikker mangler.

– Vi vet hvor det veldig ofte kan oppstå forsinkelser. Nå tester vi bruk av maskinlæring og kunstig intelligens på deler av produksjonen der vi har gode modeller og erfaringsdata vi kan bruke til å lære opp systemet, sier Strand.

Studenter på «summer camp» ble gitt oppgaven å utvikle et system med bruk av AI og maskinlæring.

Helt konkret ble det laget for og testet på «spools» og «piping» til en Johan Castberg-modul. Mangler noen av delene, kan den planlagte produksjonen stanse opp. Det betyr forsinkelser og behov for endring av planer.

Kunstig intelligens hjalp med tre ting:

• Forutse om noe blir forsinket
• Hva som pleier å bli forsinket
• Hva blir konsekvensene – må produksjonsplanen endres?

Den kunstige intelligensen hadde en treffprosent på 80 prosent for spooling og 96 prosent for rør.

– Det viser noe av hvilket potensial vi har for digitalisering og bruk av maskinlæring og kunstig intelligens, sier Strand.