artikel

Digitale process safety: meer plus dan min

Veilig werken

In de toekomst kunnen zelflerende computers mogelijk een chemische ramp voorkomen. Maar zo slim is de digitalisering in de procesindustrie nu nog niet, zegt Tijs Koerts.

Digitale process safety: meer plus dan min

Koerts is specialist process safety. Hij is bovendien operations director van het European Process Safety Centre, waarin grote Europese Seveso-bedrijven samenwerken om hun procesveiligheid te verbeteren. “Toch heeft de digitalisering van process safety al meer plussen dan minnen.”
Op 27 januari 2016 gingen bij Shell Moerdijk de alarmbellen af. Het bedrijf ontdekte die dag dat vanuit een van zijn installaties ethyleenoxide naar de buitenlucht lekte. Twee maanden eerder was iemand na reparatiewerkzaamheden vergeten een afsluiter te dichten. Ondanks de digitalisering in de procesveiligheid binnen de procesindustrie werd de openstaande klep niet eerder opgemerkt.

Zes incidenten in 2016 gemeld als zware ongevallen

Nederland meldde over 2016 zes incidenten aan Europa die volgens de Brzo-richtlijn vallen onder zware ongevallen (rapport Staat van de Veiligheid majeure risicobedrijven 2016, juni 2017). Het RIVM analyseerde over 2016-2017 in haar jaarlijkse rapportage dertien incidenten met gevaarlijke stoffen bij grote bedrijven. Er ontstond drie keer een brand en acht keer zijn gevaarlijke gassen of dampen verspreid naar de omgeving.

Negen van de dertien incidenten waren het gevolg van een te hoge druk in een installatie of een verkeerde menselijke handeling. “Helaas gebeurt er keer op keer toch weer iets wat we niet verwachten”, zegt Koerts. Na zijn promotie aan de TU Eindhoven werkte de chemicus in uitvoerende en leidinggevende functies op het gebied van veiligheid en productieprocessen binnen de (petro)chemische industrie, onder andere bij DuPont, GE Plastics en LyondellBasell.

Helaas gebeurt er toch keer op keer weer iets dat we niet verwachten

Alles gericht op bescherming mensen, milieu en imago

“Process safety gaat om processen waarbij grote hoeveelheden stoffen betrokken zijn die giftig zijn, kunnen exploderen of hard kunnen branden”, legt Koerts uit. “Processen waarbij energie of chemicaliën kunnen vrijkomen, met grote gevolgen.” Alles is er volgens hem op gericht om loss of containment te voorkomen en zo mensen, milieu en imago te beschermen en boetes en bijkomende kosten te voorkomen. “Als alle gevaarlijke stoffen in het systeem blijven, doen we het goed.”

Procesindustrie heeft veel geïnvesteerd in digitalisering

Om de process safety te verbeteren heeft de procesindustrie volgens Koerts de afgelopen jaren veel geïnvesteerd in digitalisering. Die slag is voor een groot deel gemaakt, stelt hij. “Er komt al voortdurend informatie binnen. Sommige fabrieken verzamelen tienduizenden datapunten per dag. Dat wordt in de toekomst waarschijnlijk alleen maar meer.”

[box type=”shadow” ]Stuxnet
Bij een Amerikaanse cyberaanval op de nucleaire fabriek in Natanz (Iran) brachten geheim agenten het beruchte Stuxnet-virus binnen. Eenmaal binnen bekeek het virus op zijn gemak alle processen en koos na dertien dagen zelf het effectiefste moment om de nucleaire fabriek te ontregelen via de PLC-software van de controller. De centrifuges van de fabriek sloegen op hol, waarna Iran zich genoodzaakt zag de fabriek te ontmantelen. Het nucleaire programma liep daardoor grote vertraging op. Stuxnet-varianten ontregelden wereldwijd Windows-software bij latere uitbraken.[/box]

Drie trends in digitalisering

Koerts noemt drie trends in digitalisering.

  1. Via een chip en de koppeling aan internet levert tegenwoordig elk apparaat gebruikersdata – het Internet of Things.
  2. Daarnaast wordt binnen Industrie 4.0 gewerkt aan steeds verdergaande automatisering. “Dat gaat nu vooral over de zelfrijdende auto, maar straks praten we over een zelfopererende fabriek.”
  3. Als derde trend noemt hij de ongekende groei aan big data. “Big data groeien nog elke twee jaar met een factor 2. Bij het beschikbaar komen van data zitten we nog in een exponentiële trein.”

De beschikbare informatie door digitalisering kan onderhoud en productiedata binnen de procesindustrie ondersteunen, stelt hij. “Bij een goed onderhouden installatie is de faalkans lager. En bij tijdig onderhoud is een oudere installatie niet per definitie minder.”

Big data gebruiken om een incident te onderzoeken

Data uit het productieproces worden doorgestuurd naar de controlekamer en in de tijd opgeslagen, om van die informatie te leren en zo processen te verbeteren. Daarnaast zijn big data volgens Koerts te gebruiken om een incident te onderzoeken en, voorbij de directe oorzaak, achterliggende oorzaken te ontdekken. “Als je veel data hebt, kun je patronen herkennen om beter te worden. Maar dan heb je wel een computer en slimme algoritmes nodig”, stelt Koerts.

Nog wel een ding: patronen en relaties herkennen

En daar wringt tegelijk een beetje de schoen, aldus Koerts. Patroonherkenning is niet makkelijk, zegt hij. “We zoeken nog hoe we de juiste informatie uit de berg kunnen halen om, in dit geval, de procesindustrie veiliger te maken. Hoe beïnvloedt het een het ander, welke specifieke relaties zijn er en hoe maken we die zichtbaar? En welke conclusies kunnen we daaruit trekken om ons te verbeteren? Dat is nog wel een ding.”

Het is zaak om op het juiste moment de juiste informatie uit de data-berg te krijgen

Want met duizenden datapunten per dag kun je niet meer handmatig bijhouden wanneer een onderdeel aan vervanging toe is, geeft Koerts als voorbeeld. “Dus is het zaak om op het juiste moment de juiste informatie uit de data-berg te krijgen.”

Weten welke info nodig is om tijdig in te grijpen

En om incidenten te voorkomen, wil je vooraf weten welke informatie nodig is om te kunnen ingrijpen, zegt hij. “Als een zelfrijdende auto bij een bocht naar links steeds buiten de lijnen gaat rijden, wil je weten hoe dat komt. Wat zijn de gegevens die een upset veroorzaken? Die relatie wil je uit de data kunnen halen. Je wilt de patronen herkennen om het beter te kunnen doen: misschien moeten we vóór de bocht toch een beetje afremmen.”

Volgens Koerts werken specialisten nu hard aan zelflerende computers en neuronnetwerken. “Want de potentie is enorm, ook voor de procesindustrie. Het is niet makkelijk, maar daarin zit juist de uitdaging. Hoe interpreteren we informatie, zodat de zelfrijdende auto vanzelf binnen de lijnen blijft? Dat geldt voor process safety ook: hoe zorgen we ervoor dat we nooit meer buiten de lijntjes komen? Want dat is wat er gebeurt bij een ongeval.”

Hoe zorgen we dat we
nooit meer buiten de lijntjes komen?

Meer plussen dan minnen bij digitale process safety

Door de digitalisering kan de process safety leren en verbeteren. Dat draagt bij aan de efficiëntie, kwaliteit en veiligheid. “Als je geen ongevallen hebt, scheelt dat ook kosten.”

Daar tegenover staan de risico’s van digitalisering, zoals het gevaar van hacks door kwaadwillenden. Koerts: “Je moet veel aandacht besteden aan cyber security, de computer van de fabriek goed gescheiden houden van internet en andere systemen. Een terrorist mag nooit kunnen inbreken en een reactortemperatuur naar 1000 graden sturen. Dat is een bekend risico waar een heel heldere structuur voor is ontworpen, zodat dat nooit kan. Je kunt niet eenvoudigweg door een password te hacken een operator overnemen. De basisveiligheid van de fabriek zit in het eigen systeem, waar echt niemand aan kan komen.”

Maar afgezien van kwaadwillenden, kan ook een softwarefout grote gevolgen hebben. Koerts: “Foutloze software heb ik nog nooit gezien (zie ook het kader Rekenfoutje). We komen altijd nieuwe kinderziekten tegen of een nieuw virus. Dat overwinnen we dan weer. De voordelen zijn groter dan de risico’s, er zijn meer plussen dan minnen. We kunnen trouwens ook niet meer terug.”

[box type=”shadow” ]Rekenfoutje
Op 4 juni 1996 explodeerde de onbemande Ariane-5 raket van European Space Agency (ESA), 37 seconden na lancering. Er was tien jaar gewerkt aan de raket. De ontwikkeling kostte 14 miljard gulden. Raket en lading hadden een gezamenlijke waarde van 1 miljard gulden.
Onderzoek wees al snel op een ‘rekenfoutje’. Een 64 bit reëel getal werd omgezet naar een 16 bit geheel getal. Het reële getal was groter dan 32768, het grootste getal dat te beschrijven is met een 16 bit geheel getal. Daardoor week de raket van zijn koers af. Om erger te voorkomen bracht men de raket tot ontploffing.[/box]

Arboprofessionals zijn vooral de gebruikers van data

Bij de digitalisering van process safety in de procesindustrie speelt vooral de technical safety specialist een belangrijke rol, zegt Koerts. “Een technical safety specialist begrijpt de techniek en de chemie. Arboprofessionals hebben daar onvoldoende kennis van. Een veiligheidskundige bijvoorbeeld is goed thuis in wetgeving, maar niet de persoon om chemische installaties te ontwerpen of te beoordelen.”

Technical safety specialists begrijpen de techniek en de chemie, arboprofessionals niet

Vanuit veiligheid vooral aandacht voor slips, trips and falls

Arboprofessionals zijn vooral gebruikers van data, stelt Koerts. “Zij hebben vanuit het oogpunt van veiligheid vooral aandacht voor de slips, trips and falls. De meeste ongevallen gebeuren ook omdat mensen van een trap vallen, niet omdat een reactorvat ontploft. Bij onderzoek van incidenten kunnen arboprofessionals digitale informatie gebruiken. En met REACH hebben arbeidshygiënisten een grote database over chemicaliën. Arboprofessionals kunnen ook adviseren over systemen. Maar zij zijn gebruikers, geen bouwers. Ze vullen geen databases.”

Als gebruikers zijn arboprofessionals gebaat bij een goede interpretatie van de vele data uit de fabrieken, stelt Koerts. En het helpt bijvoorbeeld als veiligheidskundigen een tijd aan een proces verbonden zijn, zodat ze dit technisch-inhoudelijk kunnen beoordelen. “Maar het gebruik van data door arboprofessionals is van een andere orde dan het ontsluiten van big data voor process safety. Dat is echt werk voor specialisten.”

Reageer op dit artikel