Automatisierte Planung von Kabelroutings (Projekt eCable)

VINCI Energies ist zukunftsorientiert und innovativ und entwickelte eine Lösung in enger Zusammenarbeit zwei ihrer Geschäftsbereiche. Mit dem Know-how der Actemium Large Projects GmbH im Bereich elektrische und elektronische Systeme, den technischen Fähigkeiten von Axians ICT Austria und der Unterstützung des Leonard AI-Programms wurde das Projekt eCable geboren.

Der Bau einer neuen Industrieanlage kann aufregend, frustrierend und überwältigend sein, aber mit Sicherheit ist er nie langweilig. Wenn es sich um einen intensiven Produktionsstandort wie ein Stahlwerk oder Kraftwerk handelt, werden mehrere Millionen Dollar investiert, um eine neue Fabrik zu errichten, die in der Lage ist, große Mengen zu produzieren.

Vom Grundstückserwerb bis zur Produktion des ersten Artikels müssen viele Schritte gründlich abgearbeitet werden, damit das Projekt erfolgreich sein wird und den Erwartungen entspricht: Einholung von Genehmigungen & Zulassungen, Suche nach vertrauenswürdigen Partnern, Terminplanung für die Bauarbeiten, Kauf von Spezialausrüstung, Planung für künftige Erweiterungen, usw.

Nichtsdestotrotz gibt es eine bestimmte Phase, auf die sich die Menschen am meisten freuen: Design und Konzeption. Diese Phase kann einige Zeit in Anspruch nehmen: Man arbeitet mit Experten aus vielen Bereichen wie Architektur, Belüftung, Beleuchtung usw. zusammen, die dabei helfen, eine Produktionsanlage zu entwerfen, die alle wichtigen Anforderungen erfüllt und die vorgeschriebenen Merkmale enthält. Dennoch wird das Ergebnis selten genauso ausfallen, wie man es sich vorgestellt hat…

Kabelrouting als komplexe Planungsaufgabe

Um die Komplexität der einzelnen am Prozess beteiligten Arbeitsschritte zu verstehen, nennen wir ein Beispiel: die Kabelführung. Stellen Sie sich vor, man muss einen Plan für die Verlegung von 3.000 km Strom*- und Steuerkabeln** erstellen, und zwar so, dass man nicht nur die anderen Installationen nicht beeinträchtigen darf, sondern auch die Beschaffenheit der einzelnen Kabel berücksichtigen muss, um elektrische Störungen, Spannungsabfälle, überlastete Trassen usw. zu vermeiden. Nun stellen wir uns vor, dass zusätzlich zu all dem, wenn man die Kosten betrachtet, Dutzende von Millionen Dollar für Material und Betrieb ausgegeben werden. Es ist daher nicht verwunderlich, dass das so genannte Kabelrouting, also die Optimierung der Kabellänge und die Auslastung von Kabeltrassen, um die Anzahl der Trassen zu reduzieren, von entscheidender Bedeutung ist, um sowohl erhebliche Einsparungen zu erzielen als auch eine Anlage zu bauen, die die notwendigen Vorschriften einhält.

Wie können wir schneller bessere Kabelroutings erstellen?

Auf dieser Basis fragen sich alle Experten im Konstruktionsbereich: Wie könnte man schneller bessere Pläne generieren? Um auf dieses strategische Anliegen zu reagieren, ebnet der Bausektor den Weg für das, was als generatives Design bezeichnet wird. Ein Ansatz, der die Digitalisierung von Prozessen und KI-Methoden nutzt, um Planern und Ingenieuren bessere Einblicke zu geben, damit sie schnellere und optimierte Entscheidungen treffen können. Belege für diesen Trend sind die 240 Millionen Dollar teure Übernahme von Spacemaker.io, einem Startup, das KI-gestützte Software für die Stadtentwicklung entwickelt hat, durch Autodesk im Jahr 2020 oder neue Initiativen von CAD-Branchenführern wie Autodesks Dynamo oder McNeels Generative Design-Module.

KI,  Data Science und Graphentheorie

VINCI Energies ist zukunftsorientiert und innovativ und entwickelte eine Lösung in enger Zusammenarbeit zwei ihrer Geschäftsbereiche. Mit dem Know-how der Actemium Large Projects GmbH im Bereich elektrische und elektronische Systeme, den technischen Fähigkeiten von Axians ICT Austria und der Unterstützung des Leonard AI-Programms wurde das Projekt eCable geboren. Dabei handelt es sich um eine generisch design getriebene Lösung, die Data Science und Graphentheorie nutzt, um das Design von Kabelroutings zu automatisieren und zu optimieren. Um das Innovationspotenzial zu fördern, wurde in einem ersten Schritt die gesamte Datenverarbeitungspipeline von den ersten Kundendaten bis zur endgültigen bereitgestellten Kabelverlegungsplanung neu organisiert. Dann wurde durch diese neue Struktur ein erstes generatives Modell eingesetzt, das in der Lage ist, Kabelroutings zu liefern, die die meisten durch die Gebäudestruktur bedingten Rahmenbedingungenberücksichtigen. Diese beiden Schritte legen den Grundstein für eine verbesserte Iteration, die es Actemium ermöglicht, die generischen Designmodelle unter Berücksichtigung zusätzlicher Randbedingungen anzupassen. Es wird laufend daran gearbeitet, ein noch besseres Modell einzusetzen, das in der Lage ist, alle Randbedingungen zu berücksichtigen und die Kosten zu optimieren. Kurz gesagt: eCable ist ein Schritt nach vorn bei der Konstruktion größerer Industrieanlagen und spart gleichzeitig Material und Arbeitsschritte.

Dieser Artikel ist Teil einer Serie mit den Teilnehmern des KI-Programms von Leonard, der Foresight- und Innovationsplattform des VINCI-Konzerns. Das Programm wurde speziell entwickelt, um die Einführung von KI-Technologien bei VINCI zu beschleunigen. Es besteht aus einer fünfmonatigen Inkubationsphase, in der ausgewählte VINCI-Mitarbeitende im Rahmen eines Learning-by-Doing-Prozesses unter Anleitung des Leonard-Teams und der Berater:innen von Eleven Strategy einen KI-basierten Anwendungsfall entwickeln.

*Stromkabel: Kabel, das zur Übertragung von elektrischer Energie verwendet wird
**Steuerkabel: Kabel, die zur Messung, Steuerung und Regelung oder Überwachung von Industrieanlagen verwendet werden

Was macht Leonard?

Unsere Regionen und Lebensgewohnheiten sind einem tiefgreifenden Wandel unterworfen. Als Reaktion auf die sich daraus ergebenden Herausforderungen hat der VINCI-Konzern Leonard ins Leben gerufen. Gemeinsam mit allen wichtigen Interessengruppen wollen wir die Stadt von morgen bauen.