La termografia FLIR consente ispezioni autonome di veicoli per attività estrattive e da trasporto in Australia

Pitcrew AI è un nuovo sistema che sfrutta la termografia e la tecnologia IA FLIR per cambiare il modo in cui vengono ispezionati i veicoli da trasporto e per le attività estrattive. Utilizzando un algoritmo IA addestrato su una libreria di immagini termiche, il sistema può individuare i problemi nelle fasi iniziali, prima che vengano distrutte le apparecchiature o che i veicoli causino incidenti stradali mortali.

Il sistema è costruito da Industrial Monitoring & Control (IMC), che ha sviluppato il sistema per automatizzare le ispezioni degli pneumatici dei camion da miniera. Questo è fondamentale per mantenere i tempi di attività dei camion da miniera, poiché anche danni minori causati a uno pneumatico di grandi dimensioni, come un semplice taglio dovuto a una roccia, possono causare un guasto completo degli pneumatici se non rilevati. I guasti agli pneumatici OTR rappresentano un grave rischio finanziario e di sicurezza per le operazioni minerarie. Nel peggiore dei casi, può verificarsi un incendio. Il risultato più probabile, se non viene identificato un danno agli pneumatici, è che vi siano tempi di inattività non pianificati per sostituire gli pneumatici, a cui si aggiunge il costo potenziale di 50.000 AUD per lo pneumatico sostitutivo. L’assenza di informazioni sui danni attivi ai pneumatici in loco rende difficile la pianificazione delle scorte di pneumatici e può allungare i tempi di sostituzione.

Quando una piccola lesione degli pneumatici ha il tempo di espandersi, può trasformarsi in una grande separazione termica. Se la temperatura di uno pneumatico diventa troppo alta, può rimuovere un veicolo dal funzionamento per più di 24 ore, in quanto deve essere isolato in una zona di esclusione. Questo può essere un’interruzione significativa delle operazioni del sito. Tuttavia, uno scenario ancora peggiore è se uno pneumatico caldo non viene rilevato e rischia di innescare un incendio. Ciò può essere catastrofico e distruggere costose apparecchiature critiche. Anche ignorando i problemi di sicurezza e quelli operativi, gli pneumatici sono un centro di costo significativo per le operazioni minerarie, prolungando la vita degli pneumatici si ottengono risparmi significativi sulle spese operative del sito (OPEX).

Tim Snell, Direttore di IMC, spiega il valore dello sviluppo di un sistema di ispezione nuovo e migliorato. “Nel corso degli anni abbiamo sviluppato una serie di soluzioni diverse”, afferma Snell, “e questo è uno di quei problemi noti nei grandi siti minerari e di cava, ma per molti anni non c’è stata una buona soluzione”.

Gli attuali metodi per rilevare i danni agli pneumatici includono ispezioni visive manuali che vengono eseguite a intervalli regolari, ad esempio durante i cambi di turno. Spesso l’odore di gomma bruciata è la prima indicazione di uno pneumatico caldo. Le operazioni dei camion a raggio autonomo riducono la probabilità di rilevamento precoce, poiché si verificano ispezioni meno frequenti. Ci sono diversi esempi di gravi incendi agli pneumatici sui camion a raggio autonomo.

Le ispezioni dettagliate degli pneumatici richiedono molta manodopera e richiedono tempi di inattività del veicolo per eseguire un test del “tocco”. Anche in questo caso, le flotte autonome lo rendono più impegnativo poiché l’accesso per eseguire le ispezioni richiede isolamenti e tempi di inattività dei macchinari. È improbabile che le ispezioni manuali rilevino separazioni causate da una roccia e altri danni agli pneumatici nelle prime fasi del processo di sviluppo, in quanto non possono essere condotte abbastanza frequentemente nei moderni ambienti di estrazione autonoma delle flotte.

Sono stati effettuati enormi investimenti nella tecnologia per la guida autonoma della flotta. Tuttavia, i conducenti umani svolgono anche molte attività nel veicolo oltre alla guida. Ad esempio, sentono un odore di gomma bruciata, un sonaglio o una strizzatura dal vano motore, oppure sentono una vibrazione anomala attraverso il sedile. Ad oggi non è stato fatto lo stesso livello di investimenti per la sostituzione di queste funzioni secondarie del conducente. Per massimizzare le prestazioni delle flotte autonome ed estrarre tutti i vantaggi finanziari degli investimenti, gli operatori dei siti minerari devono adottare tecnologie di ispezione e monitoraggio autonomi.

Ogni pneumatico di un camion da miniera può costare fino a 50.000 AUD per la sostituzione.

La soluzione Pitcrew AI

IMC sapeva già da tempo che le separazioni degli pneumatici potevano essere rilevate con le termocamere portatili. Gli ispettori possono utilizzare le telecamere per rilevare i punti caldi causati dai materiali separati dello pneumatico che strofinano l’uno contro l’altro e creano attrito. Questi punti caldi sono visibili anche se gli pneumatici sono torti nel fango, il caso abituale dei camion da miniera, mentre un’ispezione visiva per la delaminazione richiede che lo pneumatico venga lavato per rilevare tracce di una foratura nello strato superiore dello pneumatico. “Può essere rilevato se si stava eseguendo un’ispezione visiva dettagliata”, afferma Snell, “ma in realtà, eseguendo le ispezioni in tempo reale senza tempi di inattività, questa è l’unica tecnologia efficace di cui sono a conoscenza”.

Oltre agli imager portatili, il sistema Pitcrew AI viene fornito come slitta a installazione rapida, autonoma e alimentata a energia solare che può essere installata sul lato di una strada di trasporto in poche ore. Controllato da remoto dai tecnici di Pitcrew AI, il sistema include una termocamera di livello militare e un processore di visione artificiale avanzato. Non è necessario apportare modifiche alle operazioni del sito. Il sistema è in grado di ispezionare ogni macchina senza richiedere l’arresto del veicolo. Ogni veicolo che supera il sistema viene ispezionato, 24 ore su 24, 7 giorni su 7, senza alcun intervento umano.

Pitcrew AI è in grado di rilevare piccole lesioni agli pneumatici quali trapanazione su roccia, capocorda mancante o incisioni su roccia. Ogni singolo evento di danno può essere monitorato tramite un ID del danno individuale. Dopo il rilevamento iniziale, lo pneumatico può essere ispezionato e, se è riparabile, può essere rimosso e riparato, risparmiando sulla spesa per gli pneumatici del sito. La riparazione degli pneumatici è molto più rispettosa dell’ambiente rispetto al nuovo equivalente; inoltre, può svolgere un ruolo importante nell’aiutare le miniere a raggiungere gli obiettivi di sostenibilità.

Se lo pneumatico è danneggiato ed è irrecuperabile, se è sicuro utilizzare il veicolo, può essere rimesso in servizio. In caso di danni come un taglio causato da una roccia, la separazione e la relativa crescita possono essere monitorate su ogni passaggio del sistema Pitcrew AI. I modelli di apprendimento automatico vengono utilizzati per proiettare la crescita dei danni e prevedere quando è necessario cambiare lo pneumatico. Ciò consente di pianificare i tempi di inattività del veicolo con largo anticipo, riducendo al minimo le modifiche non pianificate degli pneumatici e consentendo di gestire le scorte di pneumatici in modo efficiente.

Allo stesso modo, prevedendo la traiettoria dei danni agli pneumatici, è possibile evitare molti dei rischi associati all’aumento della temperatura e agli incendi degli pneumatici. Tuttavia, possono comunque verificarsi aumenti della temperatura degli pneumatici e il sistema Pitcrew AI può rilevare pneumatici caldi e avvisare immediatamente il personale tramite e-mail, SMS o diverse altre opzioni di comunicazione. Ciò consente di isolare un veicolo il più rapidamente possibile migliorando la sicurezza delle miniere. Il sistema offre il vantaggio aggiuntivo di disporre di un sistema di ispezione termografica controllato da remoto che la direzione può utilizzare per valutare un veicolo da remoto, migliorando la visibilità e l’intelligenza durante un evento di sicurezza mineraria.

Punti caldi sugli pneumatici rilevati con la termografia.

Scegliere la termocamera giusta

Quando si è trattato di automatizzare le ispezioni, IMC ha deciso di utilizzare una termocamera FLIR A615 e ha addestrato un modello dell’intelligenza artificiale per identificare le prime fasi di separazione così come sono comparse nel settore termico.

La creazione di una libreria di formazione era un compito monumentale, mentre addestrare l’intelligenza artificiale richiede migliaia di immagini. Snell e il resto del suo team sono rimasti sorpresi da come il progetto è stato realizzato. “Penso che la prima volta che abbiamo eseguito il sistema in tempo reale su un sito abbiamo iniziato a ricevere avvisi immediatamente, aveva fatto tutto ciò che avrebbe dovuto”, afferma Snell. “Niente funziona mai così bene fuori dagli schemi”. Naturalmente, dietro questo successo vi è un decennio di lavoro di codifica legacy svolto da IMC, che distribuisce e integra termocamere FLIR, come A615, da circa 10 anni.

Pitcrew AI può essere utilizzato per controllare centinaia di veicoli al giorno per la separazione degli pneumatici.

Sistema IA Pitcrew con termocamera FLIR sul campo.

Vale la pena notare che nella maggior parte dei siti che gestiscono un sistema Pitcrew AI, generalmente un secondo sistema viene installato all’ingresso dell’officina degli pneumatici. Questo sistema funge da ulteriore controllo di sicurezza, per avvisare il personale prima che qualsiasi potenziale pneumatico caldo o pericolosamente danneggiato possa entrare in officina.

Una preoccupazione che il team di Pitcrew sente in genere è: “Abbiamo già un TPMS con sensori di temperatura degli pneumatici, non abbiamo bisogno di questo tipo di sistema”. Il sistema Pitcrew AI è in realtà una tecnologia complementare perfetta al TPMS esistente. Un esempio recente è stato quando l’olio caldo di un turbocompressore per camion è stato espulso su uno pneumatico, causando l’innesco di un piccolo incendio sul battistrada esterno dello pneumatico. Il TPMS interno ha registrato un aumento della temperatura dello pneumatico in combustione inferiore a due gradi sopra lo pneumatico adiacente, poiché la massa termica e il volume dello pneumatico hanno isolato il sensore dal fuoco sullo strato superficiale. Il sistema Pitcrew AI è in grado di rilevare immediatamente anomalie termiche dello strato superficiale. Queste informazioni possono essere trasmesse direttamente alle piattaforme TPMS o ai pacchetti software per la gestione degli pneumatici già in uso.

Il sistema Pitcrew AI fornisce un pannello web intuitivo, accessibile da qualsiasi luogo con una connessione Internet. L’interfaccia viene ottimizzata per i dispositivi mobili e gli utenti con connessioni di rete scadenti, in quanto questo è il metodo di accesso più comune da parte degli utenti del nostro sito. Sono disponibili una cronologia dettagliata delle ispezioni e report automatizzati. Le informazioni sulle operazioni minerarie sono visibili nei dati e il monitoraggio delle condizioni minerarie è possibile. Ad esempio, se viene rilevato un tipo di danno comune su una posizione comune degli pneumatici, può essere necessario eseguire la manutenzione di strade, panche o aree di lavoro. Ciò garantisce che i danni ai componenti di pneumatici e camion siano ridotti al minimo e che la produttività sia migliorata.

Nel mondo moderno e connesso, un sistema è efficace solo se può essere strettamente integrato con altri sistemi per formare un flusso di lavoro personalizzato e specifico per il sito. Pitcrew AI offre un RESTful API flessibile (Open API, Swagger) per l’integrazione con sistemi di terze parti. Può essere utilizzato per generare automaticamente ordini di lavoro o richieste di lavoro per l’ispezione o il cambio degli pneumatici o per la comunicazione bidirezionale con piattaforme software di gestione di flotte o miniere.

Andare oltre le ispezioni degli pneumatici

Il sistema Pitcrew AI sottostante è stato originariamente sviluppato per i veicoli pesanti su strada, con un sistema di termocamere FLIR simile già utilizzato come strumento per rilevare automaticamente i problemi di frenata sui camion internazionali. Questo sistema fornisce alle autorità informazioni sulla conformità e agli operatori della flotta dati di manutenzione predittiva.

Anche se gli pneumatici possono essere il problema frequente per i camion progettati per il trasporto minerario, i problemi ai freni sono quelli che solitamente riscontrati dai camionisti di tutto il Paese. I sistemi di ispezione termica autonomi presso stazioni di ispezione di veicoli pesanti e altre fermate lungo la strada possono avvisare le autorità stradali delle prime indicazioni di guasto dei freni e consentire ispezioni mirate piuttosto che casuali. In Australia, i guasti ai freni dei camion sono implicati come fattore che contribuisce a quasi il 40% di tutti gli incidenti stradali, rendendolo un problema critico da affrontare.

La soluzione automatizzata può essere impiegata per controllare centinaia di veicoli al giorno in un sito minerario o in un offramp. “Non c’è alcuna limitazione”, afferma Snell. “Puoi elaborarne una ogni due secondi”.

Snell spera che Pitcrew diventi una soluzione diffusa. “L’idea è che diventerà uno standard in tutta l’Australia”, afferma, e vede anche un potenziale globale. Sebbene il processo di collaborazione con le autorità stradali locali per installare i sistemi sia stato lento, negli ultimi 5 anni l’azienda ha fatto grandi progressi. Finora, operano da Australia, Papua Nuova Guinea, Nuova Zelanda e hanno persino sistemi installati fino al Sudafrica. “Non c’è nulla che ci impedisca di spingerci in qualsiasi parte del mondo che non penso”.

Visita il sito Web di Pitcrew e scopri di più sulle soluzioni industriali e automobilistiche FLIR.