Einsatz- und Tourenplanung: Der Nutzen von Drohnen für die Wartung

Drohnen können eine Vielzahl von Wartungsaktivitäten vereinfachen. Dazu zählen die Inspektion von schwer zugänglichen Geländen oder die Sammlung und Analyse in Echtzeit von Daten. Ein kurzer Überblick über die Vorteile.
 
Drohnen sind keinesfalls nur für das Militär oder begeisterte Privatpersonen gedacht. Im BtoB wird gerade die Nutzung von Drohnen eindrucksvoll umgesetzt. Eine Studie von PwC aus dem Jahr 2016 schätzt, dass der weltweite Markt von Drohnen bis 2020 die 127 Milliarden Dollars überschreiten wird. Ob Sicherheit, Transport, Logistik oder Landwirtschaft … Die Einsatzmöglichkeiten sind vielfach.
 
Laut der Studie liegt die vielversprechendste Option im Bereich Infrastrukturen. Die Drohnen können Gebäude und Kunstbauten überfliegen sowie schwer zugängliche Industriekomplexe oder sicherheitsrelevante Einrichtungen überprüfen. Hinzu kommen nach die zahlreichen Möglichkeiten von Wasser-Drohnen.
 
Da die Drohnen mit Kameras ausgestattet sind, liefern sie Bilder in Echtzeit, die es ermöglichen, Situationen und Vorfälle aus Entfernung zu analysieren. Durch die zunehmende Miniaturisierung verfügen Drohnen immer häufiger auch über thermische oder akustische Sensoren, die zusätzliche, wertvolle Daten sammeln.

Gewinne für die Wirtschaft, die Sicherheit und die Umwelt

Der Einsatz von Drohnen hat viele Vorteile. Zum einen tragen sie zur Sicherheit des Personals bei, weil Wartungstechniker weniger Risiken ausgesetzt werden und weil beschwerliche Aufgaben der Techniker verringert werden. Letztere müssen endlich nicht mehr auf Leitungsmasten oder Windkraftanlagen klettern, um eine Inspektion durchzuführen. Aber auch die Umwelt profitiert, weil Wartungstechniker nun weniger Kilometer zurücklegen müssen.
 
Aber auch auf wirtschaftlichem Gebiet bringen Drohnen Vorteile. Sie können Daten sammeln, ohne dass die Produktion bzw. Nutzung gestört oder unterbrochen werden muss. Die Datengewinnung geht schneller vor sich und Wartungsmaßnahmen können effektiver ergriffen werden.

Die Diagnose-Qualität verbessern

Drohnen können eine gewisse Anzahl von präventiven Wartungseinsätzen übernehmen, die bisher von Wartungstechnikern übernommen wurden. Wird ein Einsatz notwendig, stehen alle Informationen bereit, um ihn bestens vorzubereiten.
 
Zudem tragen Drohnen zur Verbesserung der Diagnose-Qualität bei, indem sie häufiger Daten liefern und auch neue Daten beisteuern, wie zum Beispiel thermische Daten, um Orte mit dem höchsten Wärmeverlust anzuzeigen. Aber auch Ersatzteile können von Drohnen geliefert werden. Vor allem in weiter entfernten Standorten und in dicht besiedelten Städten ist das von Vorteil.

Die SNCF, Pionierarbeit mit zivilen Drohnen

Unter den Pionieren in der zivilen Nutzung von Drohnen findet man die SNCF. In ihren Technikzentren helfen Drohnen dabei, den Zustand von Waggons, vor allem die Wagendächer, zu überprüfen. Von außen kontrollieren sie den Zustand von Bauten und sensibler Geräte oder sie analysieren die Vegetation entlang der Gleise.
 
Die Netzgesellschaft der SNCF hat im März 2017 eine eigene Tochter gegründet, die sich mit der Entwicklung von Drohnen für Unternehmen befasst. Sie wurde Altametris getauft und verfügt über eine Flotte von Drohnen und Robotern mit einem Gewicht von 2 bis 20kg. Verschiedene Modelle werden für unterschiedliche Einsatzarten angeboten. Eine Flugzeug-Drohne kann lange Strecken zurücklegen. Eine Mulitkopter-Drohne ist beweglicher und kann im Schwebeflug spezielle Daten sammeln.
 
Diese Drohnen sind mit Fotokameras, hochauflösendem Video und multispektralen thermischen Kameras (Infrarotfrequenzen) oder Lidar ausgestattet. Dieses Laser-System wird auch bei der Konstruktion einer 3D Umgebung in autonomen Fahrzeugen eingesetzt.

Inspektion von Aufbauten und Modellierung in 3D

Bei der Eisenbahn werden Drohnen vor alle dafür genutzt, „das Innere einer Struktur, auch an schwer zugänglichen Stellen, zu kontrollieren, um auch minimalste Defekte aufzuspüren, Schäden zu aufzuzeichnen und thermische Diagnosen zu erstellen. Die komplette Inspektion eines ganzen Bahnhofsdaches kann so an einem halben Tag durchgeführt werden“, erklärt Altametris.
 
Im Rahmen der Inspektion von Bauten, wie zum Beispiel einem Viadukt, spüren die Drohnen Schäden auf, visualisieren sie in Echtzeit und erstellen digitale Abbildungen. Die Modellierung in 3D wird mit einer Georeferenz der Probleme versehen sein. Laut Altametris ermöglicht es der Einsatz von Drohnen, 530 Leitungsmasten in nur 10 Tagen zu überprüfen.
 
Die Tochter der Netzgesellschaft der SNCF ist stolz darauf, das einzige Unternehmen in Frankreich zu sein, das eine Sondergenehmigung für Nachtflüge (BVLOS, Beyond Visual Line Of Sight) erhalten hat.

Luftfahrt: Drohnen beschleunigen MRO Operationen

Nach der Eisenbahn ist auch die Luftfahrt auf die Drohnen aufmerksam geworden. Airbus hat eine Wartungslösung entwickelt, die auf der sogenannten „Advanced Inspection Drone” basiert. Sie soll MRO Operationen (maintenance, repair and overhaul – Wartung, Reparatur und Überprüfung) beschleunigen.

Die visuelle Inspektion eines Flugzeuges dauert traditionel einen Tag. Mit einer Drohne kostet die Aufnahme von Bildern nur 30 Minuten, zu denen noch 2h30 für die Analyse der Daten hinzukommen. „Dank eines integrierten Laser-Sensors auf der Drohne und eines vordefinierten Parcours kann sich die Drohne automatisch rund um den Rumpf des Flugzeuges bewegen. Man braucht keinen Drohnen-Piloten mehr“, erklärt die Seite Apps&Drones.

Infrastrukturen in großer Höhe überprüfen

Das Unternehmen Tibco setzt Drohnen ein, um ein Netz von Masten, Silos, Wassertürmen, Sonnenkollektoren oder Windkrafträdern zu warten. Die oft sehr extreme Lage dieser Infrastrukturen macht ihre Wartung oft schwierig.
 
Bis heute nutzt ein Techniker ein Fernglas, „um Rost oder eventuelle Abnutzungen zu entdecken“, erklärt Tibco auf seiner Internetseite. Für eine genauere Betrachtung bräuchte man einen Lift oder Kran. Das ist aber so teuer (Materialkosten, Schutzmaßnahmen und Personalkosten), „dass dies nur selten realisiert wird.“
 
Hier kann eine Drohne eingesetzt werden, die mit ad hoc Geräten wie einem hochauflösendem Fotoapparat oder thermischen Sensoren ausgerüstet ist. Die Drohne inspiziert das zu wartende Objekt, ohne dass dessen Aktivität unterbrochen werden muss. Sie führt bei Bedarf Wartungsmaßnahmen durch und kontrolliert jeden Winkel des Objekts. So können Rostspuren, Aufprälle oder witterungsbedingte Schäden aufgespürt werden.

Technische und regulatorische Bremsen

So deutlich die professionellen Drohnen ihren Wert für die Wartung gezeigt haben, so sehr wird ihre weitere Entwicklung von technischen und regulatorischen Beschränkungen gebremst.
 
Auf der technischen Seite stellt die unzureichende Autonomie der Drohnen immer noch ein Problem dar. Auch das umfangreiche Datenvolumen, dass die Drohnen sammeln, kann sich in der Analyse sehr zeitaufwendig gestalten, wenn sie von einem Wartungstechniker „manuell“ durchgeführt werden muss.
 
Auf der regulatorischen Seite hat die französische DGAC seit 2012 einen Rahmen zur Nutzung professioneller Drohnen aufgestellt. Er ist seitdem durch eine Reihe von Vorschriften ergänzt worden, die man auf der Internetseite des französischen Umweltministeriums finden kann. Neben anderen Anforderungen müssen die Drohnenpiloten zudem eine theoretische und praktische Ausbildung absolvieren.