Besparen op materiaal en CO2 uitstoot met behulp van een algoritme

Als een constructeur moet berekenen wat de beste constructie is voor het verankeren van een tunnelbuis dan kost dat weken, soms maanden werk. Een genetisch algoritme maakt dit soort ingewikkelde berekeningen in enkele uren. En waar de constructeur zijn berekeningen maakt met twee of drie opties, kan het algoritme er nog veel meer meenemen in de overwegingen. Op die manier kan er bij het aanleggen van tunneltoeritten flink bespaard worden op materiaal en dus kosten. Daarnaast kan de uitstoot van CO₂ worden beperkt.

Op zoek naar de optimale constructie

Met behulp van kunstmatige intelligentie kunnen ontelbaar veel opties worden doorgerekend. 30 zware en diepgefundeerde palen? Of toch beter 45 lichtere en ondiep gegraven palen? En van welk materiaal dan? Als een mens alle mogelijke opties zou moeten doorrekenen dan kost dat jaren. Zoveel tijd is er natuurlijk niet. Dus kiest de constructeur twee of drie opties die hij doorrekent. Vervolgens verwerkt hij zijn bevindingen in een rapport. Aan de hand daarvan wordt de uiteindelijke keuze gemaakt. Daardoor is er het risico dat die ene nog betere oplossing buiten beeld blijft. Dat geldt natuurlijk niet alleen voor tunneltoeritten.

Toegepaste kennis

Het is en blijft de mens die aan de bron staat van genetisch algoritme. De werkwijze is gebaseerd op wat mensen al eeuwenlang doen: kruisen en zoeken naar de beste combinatie. Op die manier worden springpaarden gefokt die de beste prestaties leveren en groenten met meer smaak en een betere structuur. Koeien die veel melk of goed vlees geven en planten die kunnen overleven in ons zeeklimaat. Het genetisch algoritme doet niets anders dan ontelbaar veel opties met elkaar vergelijken. Het verschil is dat de computer dat vele malen sneller kan dan het menselijk brein. Daar wordt dankbaar gebruik van gemaakt bij het ontwerpen van constructies voor tunnelmoten.

Kostenbesparing

De tool die nu gebruikt wordt voor de tunnelbuizen kan ook prima ingezet worden bij hergebruik van materialen. Als er bijvoorbeeld nog palen beschikbaar zijn van een vorig project dan kan worden berekend of en zo ja waar en hoe deze voor de nieuwe constructie kunnen worden gebruikt. Ook kunnen er verschillende opties worden doorgerekend. Op die manier kan de opdrachtgever een keuze maken uit bijvoorbeeld 2 of 3 goede opties. Materiaalgebruik en kosten kunnen daarbij een rol spelen. Op die manier kan soms wel tot 30% op de projectkosten worden bespaard.

Constructeurs blijven nodig

Het is zeker niet zo dat constructeurs nu hun baan verliezen. Zij blijven hard nodig om de uiteindelijke opties te beoordelen. Het verschil is alleen dat ze nu nog slechts enkele opties hoeven te bekijken. En dat zijn volgens het genetische algoritme de beste keuzes. Op die manier kan de mankracht, die door personeelsgebrek vaak beperkt is, optimaal worden ingezet.

Bron: Cobouw