Dźwignia i koło były technologicznymi rewolucjami swoich czasów. Teraz, w latach 2020, robotyka i sztuczna inteligencja rewolucjonizują sposób naszej pracy. Robotyka programowa może być stosowana przykładowo w różnych zadaniach wymiarowania i trasowania planowanych sieci energetycznych. Powstałe w ten sposób projekty sieci są porównywalne i spójne jakościowo oraz uwzględniają zarówno aspekty techniczne, jak i ekonomiczne. Projekty takie stanowią solidną podstawę do ustalania priorytetów inwestycyjnych, a tym samym wspierają proces decyzyjny przedsiębiorstwa.
Obecnie zaostrzają się wymagania dotyczące neutralności węglowej produkcji i bezpieczeństwa dostaw. Do sieci zostanie podłączonych więcej rozproszonych i zależnych od pogody źródeł wytwarzania, a samochody elektryczne zyskują na popularności. Przedsiębiorstwa odpowiadają na te wyzwania, dokonując poważnych inwestycji: zwiększając odporność sieci dystrybucyjnych na warunki atmosferyczne oraz ich zdolność do reagowania na zmiany dotyczące sektora energetycznego, a także – w miarę nasilania się urbanizacji – lokalizując linie napowietrzne pod ziemią.
Jak przedsiębiorstwa mogą sprostać wyzwaniom w coraz bardziej złożonym środowisku? Uwzględnienie różnych zmiennych, ocena wielu scenariuszy i znalezienie rozwiązań, które są zarówno opłacalne, jak i uwzględniają bezpieczeństwo energetyczne, to czasochłonne i wymagające zadanie przy planowaniu sieci. Stare i nowe przekroje przewodów, szafy rozdzielcze i wielkości bezpieczników; w sieci energetycznej wszystkie te czynniki są ze sobą powiązane i mogą łatwo doprowadzić do bardzo pracochłonnego procesu prób i błędów. A gdyby istniał robot, który zająłby się tymi procedurami jako asystent osoby planującej sieć?
Aby sprostać tej potrzebie, firma Trimble opracowała program Network Optimizer we współpracy z Caruna i Elenia, dwoma największymi firmami typu Investor Owned Utilities w Finlandii.
Siła robota leży w jego zdolności do wykonywania danego zadania cyklicznie, szybko i niestrudzenie. Network Optimizer znajduje najlepszą możliwą konfigurację sieci na polecenie planisty i zapewnia, że sieć jest prawidłowo zwymiarowana. Jeśli dane wejściowe ulegną zmianie, obliczenia mogą zostać powtórzone za pomocą jednego przycisku. Samo projektowanie sieci opiera się na minimalizacji kosztów cyklu życia w danym okresie – w ramach ograniczeń technicznych. Przejmując pewne pracochłonne i czasochłonne procedury, Optimizer zwalnia czas ekspertów, którzy mogą skupić się na bardziej istotnych zagadnieniach.
“Praca analityka sieci wymaga zrozumienia środowisk operacyjnych różnych obszarów sieci i analizowania przyszłych trendów. Dzięki Network Optimizer więcej czasu można poświęcić na analizę tak dużych zagadnień, ponieważ czasochłonne czynności manualne można wykonać szybciej niż dotychczas", mówi Janne Sorsanen, analityk sieci w firmie Caruna.
Również Vesa Hälvä, kierownik ds. rozwoju w firmie Elenia, mówi, że główną korzyścią i celem rozwiązania Network Optimizer jest usprawnienie i przyspieszenie procesu planowania sieci.
“Network Optimizer umożliwia bardziej płynny proces projektowania z mniejszą ilością powtarzalnych czynności. Oprócz rzeczywistej techniczno-ekonomicznej optymalizacji sieci, współpracowaliśmy również z firmą Trimble w celu opracowania post-processingu projektu, dzięki czemu rutynowe zadania, które wcześniej były wykonywane ręcznie, zostały zautomatyzowane”, mówi Hälvä.
Szczegółowe informacje na wcześniejszym etapie projektu
“Dzięki Optimizerowi jesteśmy w stanie wykonać szczegółowe plany na wczesnym etapie procesu, gdy jesteśmy jeszcze w fazie planowania wstępnego, dzięki czemu mamy lepszy wgląd w efekt końcowy, także pod względem finansowym," mówi Elina Lehtomäki, Senior Vice President Electricity Network Management and Operation w Carunie.
“Mamy dobre wyobrażenie o prawdopodobnym poziomie kosztów i opłacalności remontu. A z drugiej strony możemy uniknąć późniejszych niespodzianek w zakresie kosztów. Optimizer odgrywa dużą rolę zwłaszcza w zarządzaniu portfelem inwestycyjnym," kontynuuje Lehtomäki.
Również w opinii Vesa Hälvä poprawa dokładności prognozowania jest istotną korzyścią rozwiązania. “Otrzymujemy dokładniejsze oszacowanie kosztów i wolumenu projektu na wcześniejszym etapie procesu.”
Spójne, porównywalne projekty sieci odzwierciedlające strategię
Według Hälvä, Network Optimizer jest również użytecznym narzędziem do stosowania zasad projektowania w praktyce.
"Przede wszystkim Optimizer generuje projekty sieci o spójnej jakości, umożliwiając firmie Elenia modelowanie sposobu, w jaki budujemy nasze sieci. Podobnie wszelkie strategiczne zmiany w zasadach konstrukcyjnych mogą być wprowadzane bezpośrednio do Optimizera, co pozwala na szybkie i efektywne wdrożenie zmiany w całym portfelu projektów”, mówi Hälvä.
"Na tym etapie stosowania planowania wspomaganego robotami największe korzyści można dostrzec w wydajności procesu planowania i spójnej jakości projektów sieci, co wzmacnia zarządzanie zasobami sieciowymi," kontynuuje.
Według Lehtomäki robot planujący może być również wykorzystany do zapewnienia przejrzystości łańcucha dostaw, tzn. że sieć jest zgodna z zasadami planowania Caruny.
"W przypadku jakichkolwiek odchyleń nie ma potrzeby późniejszego dociekania przyczyn, ponieważ Optimizer pomaga wrócić do wcześniej wybudowanej sieci i zobaczyć zasady, według których sieć została zaprojektowana i zbudowana.”
Podział pracy pomiędzy ekspertem a robotem planującym jest jasny: ekspert dostarcza dane wejściowe, które następnie Network Optimizer wykorzystuje do wykonania setek do tysięcy rund obliczeniowych. W ciągu kilku minut Optimizer zwraca najlepszy projekt sieci pod względem minimalizacji kosztów cyklu życia infrastruktury. Sieć ta jest również prawidłowo zwymiarowana z elektrotechnicznego punktu widzenia i jest zgodna z zasadami planowania specyficznymi dla danego przedsiębiorstwa, począwszy od struktury sieci, poprzez typy komponentów, aż po wymagania dotyczące niezawodności dystrybucji.
Tak więc wykorzystanie robotyki przyspiesza proces planowania i szacowania kosztów, ale jakie inne korzyści przynosi użytkownikowi?
“Znacznie przyspiesza proces myślenia użytkownika, ponieważ z mojego doświadczenia wynika, że łatwiej jest ocenić istniejące rozwiązanie sieciowe niż stworzyć zupełnie nowe. Widzę również istotny aspekt edukacyjny w korzystaniu z rozwiązania w ten sposób, aby umożliwić użytkownikowi poszerzenie jego spojrzenia na rozwój sieci,” mówi Janne Sorsanen.
Jako potencjalne wyzwanie Sorsanen wskazuje jakość modelowania sieci.
“Rzeczywista jakość rozwiązań zależy w dużej mierze od jakości danych wejściowych. To podkreśla znaczenie dobrej jakości dokumentacji," mówi.
Hälvä podkreśla podział pracy pomiędzy robotem planującym a jego użytkownikiem.
“Ważne jest, aby znać zasady, według których działa narzędzie, aby przewidzieć jego przydatność w różnych sytuacjach. Nie jest nawet pożądane, aby próbować zbudować narzędzie, które poradzi sobie ze wszystkimi szczególnymi przypadkami, ale sensowne jest pozostawienie ich ekspertowi.”
Dlatego w planowaniu sieci nadal potrzebny jest człowiek.
Network Optimizer bez wątpienia już zrewolucjonizował planowanie sieci, ale jednocześnie łatwo dostrzec wiele możliwych sposobów, w jaki robot mógłby jeszcze bardziej rozszerzyć wsparcie dla procesów przedsiębiorstw. Jakie są pomysły zakładów energetycznych na temat przyszłego rozwoju?
Hälvä z firmy Elenia mówi, że byłoby wspaniale, gdyby w przyszłości, na drodze do bardziej holistycznej optymalizacji, Network Optimizer nauczył się wchodzić w większą interakcję z użytkownikiem i wykorzystywać dane o zasobach i stanie sieci w celu wzbogacenia procesu decyzyjnego.
W firmie Caruna pomysły idą w tym samym kierunku. Lehtomäki pozytywnie ocenia pomysł, aby Network Optimizer brał pod uwagę ogólny stan sieci i wybierał z zestawu narzędzi najbardziej odpowiednie rozwiązanie dla każdego celu. Dziś nadal wyboru dokonuje ekspert. Ale co by było, gdyby modelowanie sieci ewoluowało od wykorzystania danych dotyczących historii, energii i zasilania do przewidywania, co najprawdopodobniej wydarzy się w każdej części sieci w przyszłości?
"Gdybyśmy byli w stanie przynajmniej modelować, gdzie mamy wzrost, a gdzie straty migracyjne," mówi Lehtomäki.
"Tym, co sprawia, że funkcjonowanie przedsiębiorstw sieciowych jest wyzwaniem, jest długoterminowa perspektywa, ponieważ inwestycje są realizowane przez bardzo długi okres. Ponieważ rośnie globalna zależność od energii elektrycznej i jednocześnie zmienia się klimat, to właśnie przewidywalność tych wszystkich elementów musi być wprowadzona do zarządzania systemem," kontynuuje.
Być może przyszła inteligencja maszynowa umożliwi wykrycie i zrozumienie subtelnych, ukrytych sygnałów, dzięki czemu w przypadku sieci energetycznej w danym regionie będziemy w stanie sprostać wymaganiom, które wciąż czają się za rogiem. Niezależnie od tego, jaka będzie przyszła rola robota planistycznego, jedno jest pewne: wiedza profesjonalna eksperta będą coraz ważniejsze.
