martes, 13 de noviembre de 2018

El lado bueno y malo de IA al utilizar drones para las inspecciones de activos



Por Mahesh Rangarajan, Arquitecto de Plataformas y Empresas, y director del Programa de Incubación de Drones en TCS.



Los activos son la parte más importante de la hoja de balance de una compañía, de ahí el gran esfuerzo que se realiza por extender su vida operativa. Las actividades normales de inspección, mantenimiento y reparación ayudan a aumentar la duración de los activos y evitan contratiempos operativos. En las industrias con alto volumen de activos, tales como petróleo y gas, telecomunicaciones, transporte y tecnología ambiental, los costos relacionados con las actividades de inspección pueden ser considerables. Los factores como cumplimiento y requerimientos regulativos, errores humanos y accesibilidad complican aún más el proceso de inspección de activos.



La tarea de inspección de activos requiere una fuerza laboral grande capaz de identificar anormalidades y emitir alertas cuando sea necesario. Sin embargo, muchas industrias enfrentan el problema del envejecimiento de su fuerza laboral, sin la disponibilidad de un reemplazo capacitado. Las aeronaves no tripuladas (UAV, por sus siglas en inglés) —o drones— podrían ofrecer un gran apoyo en esta situación, ya que las máquinas se podrían entrenar para entender y procesar los datos de inspección y generar perspectivas a partir de éstos. Con el uso de drones para la inspección de activos, las industrias pueden ahorrar tiempo, esfuerzo y costos, así como reportar mejores resultados.



Veamos el tipo de activos aquí abordados a través de una clasificación sencilla:



1. Fijos: Estos activos son inamovibles y se encuentran dentro de una cerca virtual, tales como aerogeneradores, edificios comerciales, plantas industriales, etc.

2. Lineales: Activos que recorren distancias largas, tales como líneas de transmisión y distribución de energía, tubería de gas, vías férreas, etc.

3. Civiles: Activos como puentes y presas que están fijos, pero geográficamente distribuidos.



¿Por qué los drones son buenos asistentes de inspección?

Utilizar drones para inspeccionar los activos fijos resolverá problemas relacionados con la seguridad, la accesibilidad y el alcance. Por ejemplo, para estudiar un puente, el equipo de inspección se suspende de una cuerda que cuelga de una grúa. Con frecuencia, los trabajadores operan en ambientes poco seguros y en zonas bajo inspección mal iluminadas, lo que afecta las observaciones a llevarse a cabo. Los drones pueden resolver de manera eficaz esos casos de uso para permitir a los trabajadores realizar las inspecciones en un ambiente más seguro.



El cumplimiento con las regulaciones y la generación de informes son un reto durante las inspecciones. Los sistemas automatizados integrados con drones inteligentes y almacenamiento en la nube pueden ofrecer una solución a esta situación. Mientras que los drones inteligentes pueden capturar y producir datos relevantes para las autoridades de cumplimiento, los sistemas de automatización pueden generar las perspectivas deseadas. Además de acelerar y optimizar el sistema automatizado, dichas perspectivas podrían proporcionar una respuesta más rápida.



Los drones también brindan a los clientes una opción para gestionar los tiempos de respuesta operativa con mayor eficiencia. Cuando se utilizan drones, el tiempo que toma inspeccionar un activo disminuye de 8 a 10 veces. El proceso de inspección más rápido realizado por los drones también permite conducir inspecciones con mayor frecuencia. Por ejemplo, si un ingeniero evalúa manualmente entre 12 y 16 km de vías férreas al día, un dron puede evaluar una distancia mucho mayor en el mismo lapso. Las inspecciones frecuentes de activos realizadas con drones no sólo ayudan a crear un ambiente operativo más seguro y más eficiente, sino que también aseguran que las operaciones se lleven a cabo sin contratiempos.



Limitaciones operativas y curva pronunciada de aprendizaje automático

La inspección de activos con drones también conlleva retos. En un día nublado, la señal de GPS podría ser muy mala en ciertos lugares; o si hubiera demasiado viento, los drones no podrían volar. En muchos casos de uso, los retos impuestos por las condiciones operativas reales necesitan resolverse con eficacia.



En ocasiones, no logramos reconocer los lugares que visitamos durante el día y en la oscuridad de la noche. La estructura externa y los alrededores de los edificios pueden verse distintos a diferentes horas del día debido a la luz, o la estructura puede verse alterada bajo la lluvia o nieve. Los humanos tienen la inteligencia para relacionar las anormalidades y/o atributos con las causas.



Para incorporar esa inteligencia en los drones, los algoritmos de aprendizaje automático se tendrían que diseñar para capturar mejor los detalles minúsculos y realizar inspecciones eficaces de los activos. Por ejemplo, pensemos en la detección de grietas en los durmientes de ferrocarril. Esas grietas tienen un aspecto diferente en el hierro que en el concreto o en la madera.



Los drones (y sus algoritmos relacionados) tendrían que entrenarse y programarse para identificar esas diferencias de manera eficaz. Parte de ese entrenamiento consistiría en conducir una inspección de activos al lado de los humanos hasta que los drones desarrollen la inteligencia necesaria para inspeccionar por completo los activos.



Otra situación en la que se pueden utilizar drones inteligentes es la captura y análisis de video. Las cámaras de los drones capturan 30 cuadros por segundo, lo que significa que se podrían generar entre 30,000 y 35,000 imágenes durante la inspección de 16 km de vías férreas. Asimismo, 15 a 20 minutos de video producen 8 a 10 GB de datos RGB visuales.



Para los humanos, esta enorme cantidad de datos es imposible de monitorear y analizar para detectar anormalidades, y luego emitir alertas. Esto abre el camino hacia la implementación de drones inteligentes que no sólo puedan capturar imágenes, sino también analizarlas para generar información y perspectivas consumibles.



Panorama de crecimiento para los drones de inspección de activos

En la actualidad, las regulaciones sobre el uso de las UAV no permiten conducir vuelos con drones fuera del campo visual del operador. Además, los drones sólo pueden utilizarse para realizar inspecciones de la estructura externa de un activo.



En una fábrica con chimenea, la generación actual de drones puede inspeccionar la superficie externa de cualquier tipo de anormalidad. Sin embargo, para inspeccionar la parte interior de la chimenea en busca de daños estructurales o revisar el grosor de la pared, se requieren drones más pequeños.



Todo invento tiene una curva de adopción. Mientras que algunos podrían considerar que las revisiones por humanos son una mejor manera de inspeccionar los activos, los drones están destinados a evolucionar con el tiempo y a crear su propio espacio.

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