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【本周专题:数字化】设备检测数字化 降本增效新方法

【本周专题:数字化】设备检测数字化  降本增效新方法

设备运行稳定性对于开发商收益影响巨大。常规检测以周期方式进行,造成大量的时间和成本浪费,且效率低、效果差。Avitas Systems推出一款数字化设备检测方案,效率更高,能明显降低成本。

来自 | E&P
编译 | 张德凯 影子

工业设备检测是一种劳动密集型作业,通常需要严格按照计划进行。其中,数据收集通常通过手动完成,不仅耗时,作业人员还会处于高风险环境中。例如绳索队高空检查及密闭空间检查作业等,工人经常暴露于危险的环境中。 此外,由于操作人员能力的差异,通常检查获得的数据并不理想,不能反映实际状况。

数据收集是一种主观工作,不同的操作人员会获得不同的数据,极易出现人为失误。一般情况下,检查是定期进行的,而实际情况是,定期进行的检查错误发现率往往低于2%,这就意味着,有98%以上的检测时间其实是不必要的。而在一些特殊情况下,如果检查间隔时间太长,又有可能发生不利事件。例如,在油气行业的某些设备(如火炬烟囱)检查中,运营商必须关停设施,从而导致收益流失。

检测人员收集到检验数据后必须迅速从中提取有效数值。同样,数据分析过程也是手动、分散的,造成检查结果混乱,需要进一步的整理、解释。若操作人员不同,这些结果还有可能变化,甚至完全不同。在后期的数据转移过程中,纸质或PDF报告数据也存在丢失风险。此外,报告完成后,公司通常会删除大部分“无效”数据,使设备的历史记录了解难度更大,降低了数据使用效率。最后,待所有检查完成后,还需要六个月甚至更长时间才能得到最终报告。

异常检测,自动生成警报

为了应对这些挑战,已经有公司开始使用无人机(UAV或AUV)进行设备检查。例如,在海底设备监测中,需要支持船和机组人员来控制ROV,通常非常昂贵,并且严重受天气状况限制。在地面设备检查中,无人机可以收集数以千计的图像数据,但操作人员需要手动处理这些数据才能制定报告,所以,这种方法实际上不会节省太多时间。机器人检测的真正好处在于,可以最大化数据的收集效率,并且操作设备占地面积小。

GE的子公司Avitas Systems正在研究一种更系统的设备检测方法,通过数据自动收集并将其融合到高速分析平台,之后利用人工智能(AI)、物理模型和特殊算法自动检测设备异常并生成警报。

在该方案的研发过程中,Avitas Systems将工程、分析、计算可视化、飞行操作和GE全球研发中心在内的各种技术专家团队整合,达到了方案可定制化实施的目的。

Avitas Systems使用了多种机器人技术,包括无人机、平面机器人(如爬行器)以及定制的传感器技术,使该平台具有跨行业、高针对性和全面服务的能力。通过将机器人技术应用于数据采集,可以避免操作人员执行高风险任务,并使检查标准更一致,更快速地、准确的检测设备问题,这意味着工业设备及其周围的环境安全性大幅提高。一直以来,最短的设备停机时间都是行业追求的目标,通过使用该平台,油气公司就会减少昂贵的周转时间。

高级3D模拟&人工智能技术

Avitas机器人数据收集如此高效的原因在于其特有的3D建模和AI集成技术,可实现强大的分析功能。Avitas的数据收集方式提高了故障监测水平和一致性,用户通常还可以看到检测的直播过程。通过数字3D模型,检查员还可以精确选择设备的检测点(POI),大大提高效率。

用户只需选择POI模式,改变模型视角,调整定义传感器角度,并通过扩展POI来指出可解析缺陷的范围,之后机器人检测距离也随之调整。这种点击式的方法针对性更强,将检测计划时间从几小时缩短到几分钟。Avitas自动将3D模型与用户需求(例如禁飞区域)集成,为机器人数据检测提供安全和精确的路径。

这些路径确定后可以重复使用,大幅提高效率,并且可以随时用于检测设备状态的变化。当设备状况发生变化,传感器以图像的形式捕获数据,同时将其作为历史数据存储在公司的数字云盘,图像种类包括RGB、红外和紫外图像。与许多其他技术不同,该平台不仅集成数据,随着数据量的增长还会检测记录进行归档检索。

【本周专题:数字化】设备检测数字化  降本增效新方法

深度学习模型储存于Avitas最初版本的AI平台中

预测性分析

除了数据存储,该平台还极具特色的配备了预测分析功能,在此基础上可以根据风险制定检测计划,而不是常规的周期性检测。目前,风险资产受到越来越多的关注,提高安全性是一种必然。Avitas将手动&自动检测数据、资产性能数据、外部数据(例如天气)以及后续作业中得到的新数据融合,通过高级算法自动检测设备缺陷和异常情况。纵观整个行业,设备缺陷和异常各不相同,上至火炬烟囱损坏,下至海底气泡,该系统都能完美掌控。

相比于常规手段需要花费几周的作业时间,Avitas可以在几个小时内以更低成本、更快速、更准确的方式确定可能诱发故障的缺陷。自动缺陷识别意味着操作人员不再需要手动查看不同团队之间获得的不同数据。在多种来源数据被采集后,存储在Avitas原始AI Workbench中深度学习模型对数据进行整合分析,获得更加明智的操作方案。

该平台利用预测分析方法,推荐更具针对性的检查方案和计划,大大提高检测准确性,并可以及早发现潜在问题。资产管理建议及全网风险图实时显示在该公司建立网络界面中,该系统以用户为中心,并且基于用户类型提供可访问的操作面板。界面中提供了高级报告工具,可与现有的管理和报告系统集成,提高操作效率和准确性。

合作共赢 创造更高收益

在Avitas的集成技术协助下,人类主观视角与先进的机器人、分析技术相辅相成,灵活性更强。毫无疑问,Avitas使检测人员的工作更轻松,更高效。该方案是业内第一个全方位检测方案,其涉及的基本算法可应用于多个行业,包括石油天然气、电力和运输等。Avitas正积极与机器人和人工智能领域的巨头合作,在全球扩展其平台。例如,通过与Kraken机器人公司合作,Avitas能够将传感器技术用于油气、海上可再生能源和航运行业的海底检测作业。

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