FLIR 열화상 촬영을 통해 호주에서 광업 및 트럭 차량의 자율 검사 가능

Pitcrew AI는 FLIR 열화상 및 AI 기술을 활용하여 트럭 및 광산 차량의 검사 방식을 바꾸는 새로운 시스템입니다. 열화상 이미지 라이브러리에 대해 훈련된 AI 알고리즘을 사용하면 장비가 파손되거나 차량이 도로에서 치명적인 사고를 일으키기 전에 초기 단계에서 문제를 발견할 수 있습니다.

이 시스템은 광산용 트럭 타이어의 검사를 자동화하기 위해 시스템을 개발한 Industrial Monitoring & Control(IMC)이 구축했습니다. 이러한 시스템은 광산용 트럭의 가동 시간을 유지하는 데 있어 매우 중요합니다. 단순한 암석으로 인한 절단과 같은 경미한 손상이라 할지라도 광산용 대형 타이어에서 이러한 손상이 감지되지 않으면 타이어가 완전히 파손될 수 있기 때문입니다. `OTR 타이어 고장은 광산 운영에 중대한 안전 및 재정적 위험을 초래합니다. 최악의 경우 타이어 화재가 발생할 수 있습니다. 타이어 손상이 확인되지 않는다면, 타이어 교체로 인한 예기치 않은 가동 중단 시간과 $50,000 AUD의 잠재적인 교체 타이어 비용이 발생할 가능성이 높습니다. 현장에서 사용 중인 타이어의 손상에 대한 정보를 파악하지 못하면 타이어 재고를 미리 계획하기 어려워지고, 교체 시간이 길어질 수 있습니다.

사소한 타이어 손상을 방치하면 시간이 지나 심각한 타이어 열화로 인한 파열로 발전할 수 있습니다. 타이어 열화 현상이 발생하면 차량을 제외 구역으로 격리해야 하므로 24시간 이상 운행할 수 없게 됩니다. 이는 현장 운영에 상당한 지장을 줄 수 있습니다. 그러나 더 나쁜 시나리오는 타이어 열화 현상이 감지되지 않고 타이어 화재로 진행되는 경우입니다. 치명적인 문제가 발생할 수 있으며 고가의 중요 장비가 파손될 수 있습니다. 안전 및 운영 문제를 무시하더라도 타이어는 채굴 작업의 중요한 중심 비용이며, 타이어 수명을 연장하면 현장 운영 비용(OPEX)이 크게 절감됩니다.

IMC 이사인 Tim Snell은 개선된 새롭고 검사 시스템 개발의 가치를 설명합니다. Snell은 “우리는 수년에 걸쳐 다양한 솔루션을 전체적으로 개발해 왔습니다.” “이는 대규모 광산 및 채석장에서 알려진 문제 중 하나였지만, 수년 동안 좋은 해결책은 없었습니다.”라고 Snell은 말했습니다.

현재 타이어 손상을 감지하는 방법에는 작업 교대와 같이 정기적으로 수행되는 수동 육안 검사가 포함됩니다. 타이어 열화의 첫 번째 징후는 고무 타는 냄새인 경우가 많습니다. 자율 주행 덤프 트럭 운영의 경우 검사 빈도가 적기 때문에 조기 감지 가능성이 줄어듭니다. 자율 주행 덤프 트럭에서 발생한 주요 타이어 화재의 몇 가지 사례가 있습니다.

상세한 타이어 검사는 노동 집약적인 작업이며, “탭” 테스트를 수행하려면 차량 가동을 중단해야 합니다. 다시 말하자면 자율 주행 차량에 검사를 수행하려면 격리가 필요하고 기계 가동을 중단해야 하므로 이러한 문제가 더욱 어려워집니다. 개발 프로세스 초기에 수동 검사를 통해 암석 절단 파열과 기타 타이어 손상을 감지할 가능성은 낮습니다. 현대의 자율 주행 차량 채굴 환경에서는 이러한 수동 검사를 자주 수행할 수 없기 때문입니다.

자율 주행 차량 운전 기술에는 막대한 투자가 이루어졌습니다. 그러나 인간 운전자는 차량에서 운전 이상의 많은 작업을 수행합니다. 예를 들어, 타는 고무 냄새, 엔진룸의 덜컹거리는 소리 또는 끼익거리는 소리, 시트를 통한 비정상적인 진동을 느낄 수 있습니다. 현재까지 이러한 보조 운전 기능을 대체하는 데 투자된 금액은 비교할 수 없을 정도로 적습니다. 자율 주행 성능을 극대화하고 이에 대한 투자의 재정적 이점을 최대한 활용하려면 광산 현장 운영자는 자율 주행 검사 및 모니터링 기술을 수용해야 합니다.

광산용 트럭의 각 타이어는 교체 비용은 최대 $50,000 AUD에 달합니다.

Pitcrew AI 솔루션

IMC는 휴대용 열화상 장비를 사용하여 타이어 파열을 감지할 수 있다는 것을 이미 알고 있었습니다. 검사자는 카메라를 사용하여 타이어의 파열된 재료가 서로 맞문질러지고 마찰을 일으키면서 발생하는 과열 지점을 감지할 수 있습니다. 이러한 과열 지점은 타이어가 진흙으로 굳어있어도 볼 수 있습니다. 이는 광산용 트럭의 경우 일반적인 경우입니다. 반면, 층간 박리 육안으로 검사하려면 타이어의 상부 층에 있는 펑크의 흔적을 감지하기 위해 타이어를 씻어내야 합니다. “상세한 육안 검사를 수행한다면 이를 감지할 수 있습니다.” Snell은 말합니다.“하지만 실제로는 가동 중단 없이 실시간으로 검사를 수행하는 데 있어 이것만이 제가 알고 있는 유일한 효과적인 기술입니다.”

휴대용 영상 장치를 뛰어넘는 Pitcrew AI 시스템은 신속한 배포가 가능한 독립형 태양열 구동 스키드로 제공되어, 몇 시간 내에 운송 도로 옆에 설치할 수 있습니다. Pitcrew AI 엔지니어가 원격으로 제어하는 이 시스템에는 군용 열화상 카메라와 고급 인공 지능 머신 비전 프로세서가 포함되어 있습니다. 현장 운영을 변경할 필요가 없습니다. 차량을 멈추지 않고도 모든 기계를 검사할 수 있는 시스템입니다. 시스템을 통과하는 모든 차량은 사람의 개입 없이 연중무휴로 검사가 수행됩니다.

Pitcrew AI는 암석으로 인한 구멍, 빠진 러그 너트 또는 암석에 의한 절개와 같은 작은 타이어 손상을 감지할 수 있습니다. 각 개별 손상 이벤트는 개별 손상 ID를 통해 추적할 수 있습니다. 최초 감지 후 타이어를 검사하고, 수리 가능한 경우 타이어를 분리하고 수리하여 현장 타이어 비용을 절감할 수 있습니다. 타이어 수리는 새로운 타이어를 사용하는 것보다 훨씬 더 친환경적이며, 광산이 지속 가능성 목표를 달성하는 데 중요한 역할을 할 수 있습니다.

타이어가 수리할 수 없을 정도로 손상된 경우, 차량을 운행하는 것이 안전하다면, 타이어를 다시 사용할 수 있습니다. 암석으로 인한 절단과 같은 손상의 경우, Pitcrew AI 시스템에서 각 통과 시 파열을 추적하고 파열이 심해지는 상태를 모니터링할 수 있습니다. 머신 러닝 모델은 손상 증가를 예측하고 타이어 교체가 필요한 시기를 예측하는 데 사용됩니다. 따라서 차량의 가동 중단 시간을 미리 계획하여 예기치 않은 타이어 교체를 최소화하고 타이어 재고를 효율적으로 관리할 수 있습니다.

마찬가지로 타이어 손상의 궤적을 예측함으로써 타이어 열화 현상과 타이어 화재와 관련된 많은 위험을 피할 수 있습니다. 그러나 여전히 타이어 열화 현상은 발생할 수 있습니다. Pitcrew AI 시스템은 타이어 열화 현상을 감지하고 이메일, SMS 또는 여러 가지 기타 통신 옵션을 통해 즉시 직원에게 알릴 수 있습니다. 이를 통해 가능한 한 빨리 차량을 격리하여 광산 안전을 개선할 수 있습니다. 이 시스템은 경영진이 원격으로 차량을 평가하는 데 사용할 수 있는 원격 제어 열화상 검사 시스템을 제공하여 광산 안전 이벤트 중에 가시성과 인텔리전스를 개선함으로써 추가적인 이점을 제공합니다.

열 화상 기술로 감지된 타이어 과열 지점.

적합한 열화상 영상 장치 선택

검사 자동화와 관련하여 IMC는 FLIR A615 Thermal Machine Vision 카메라를 사용하기로 결정하고, 열 화상에서 나타나는 파열 초기 단계를 식별하기 위해 AI 모델을 훈련시켰습니다.

AI를 훈련하라면 수천 개의 이미지가 필요하기 때문에 교육 라이브러리를 구축하는 것은 매우 힘든 작업이었지만, Snell과 그의 팀원들은 프로젝트가 이렇게 잘 진행될 수 있다는 사실에 놀랐습니다. “현장에서 처음으로 시스템을 실시간으로 가동했을 때 바로 경고 알림을 받기 시작했습니다. 실제로 시스템은 정상적으로 작업을 수행했습니다.”라고 Snell은 말합니다. “처음부터 잘 작동하는 경우는 없습니다.” 물론, 이러한 성공 뒤에는 IMC가 10년 동안 수행해온 레거시 코딩 작업이 있습니다. IMC는 약 10년 동안 A615와 같은 FLIR 카메라를 배포하고 통합해 왔습니다.

Pitcrew AI를 사용하여 하루에 수백 대의 차량에 타이어 파열이 있는지 확인할 수 있습니다.

현장에 FLIR 카메라가 있는 Pitcrew AI 시스템.

Pitcrew AI 시스템을 운영하는 대부분의 현장에서는 일반적으로 두 번째 시스템이 타이어 작업장 입구에 설치된다는 점은 주목할만한 점입니다. 이 시스템은 잠재적인 타이어 발열 또는 위험하게 손상된 타이어가 작업장에 들어가기 전에 작업자에게 알리는 추가적인 안전 제어 장치 역할을 합니다.

Pitcrew 팀이 일반적으로 듣는 우려 사항 중 하나는 “타이어 온도 센서가 있는 TPMS가 이미 있으므로 이러한 유형의 시스템이 필요하지 않다”라는 말입니다. Pitcrew AI 시스템은 실제로 기존 TPMS를 완벽하게 보완하는 기술입니다. 최근 사례로는 덤프 트럭 터보의 뜨거운 오일이 타이어 위로 배출되어 타이어 외부 트레드에서 작은 타이어 화재가 발생한 경우가 있습니다. 타이어 화재가 발생했을 때, 타이어의 열 질량과 부피가 표면층의 화재로부터 센서를 보호했기 때문에 내부 TPMS는 불이 난 타이어의 온도 상승이 인접한 타이어보다 2도 미만인 것으로 기록했습니다. Pitcrew AI 시스템은 표면층의 열 이상 현상을 즉시 감지할 수 있습니다. 이 정보는 이미 설치된 TPMS 플랫폼 또는 타이어 관리 소프트웨어 패키지로 직접 전달할 수 있습니다.

Pitcrew AI 시스템은 인터넷 연결을 통해 어디서나 액세스할 수 있는 사용자 친화적인 웹 대시보드를 제공합니다. 인터페이스는 모바일 기기와 네트워크 연결이 원활하지 않은 사용자에 최적화되어 있습니다. 사이트에 액세스하는 대부분의 일반적인 사용자가 모바일 기기를 사용하거나 네트워크 연결이 원활하지 않기 때문입니다. 자세한 검사 이력과 자동 보고서를 이용할 수 있습니다. 광산 운영에 대한 통찰력은 데이터에서 확인할 수 있으며, 광산 상태 모니터링이 가능합니다. 예를 들어, 일반적인 타이어 위치에서 일반적인 손상 유형이 감지되는 경우, 운송 도로, 벤치 또는 작업 구역의 유지관리가 필요하다는 것을 식별할 수 있습니다. 이를 통해 타이어와 트럭 부품의 손상을 최소화하고 생산성을 높일 수 있습니다.

현대적이고 연결된 세상에서 시스템은 다른 시스템과 긴밀하게 통합되어 맞춤형 사이트별 워크플로를 형성할 수 있는 경우에만 효과적입니다. Pitcrew AI는 타사 시스템과의 통합을 위한 유연한 RESTful API(Open API, Swagger)를 제공합니다. 타이어 검사 또는 교체를 위한 작업 지시서 또는 작업 티켓을 자동으로 생성하거나 차량 또는 광산 관리 소프트웨어 플랫폼과의 양방향 통신에 사용할 수 있습니다.

타이어 검사 그 이상

근본적인 Pitcrew AI 시스템은 원래 도로 주행용 차량용으로 개발되었으며, 유사한 FLIR 카메라 시스템이 이미 크로스컨트리 트럭의 브레이크 문제를 자동으로 감지하는 도구로 사용되고 있습니다. 이 시스템은 규제 준수 정보를 당국에 제공하고 차량 운전자에게 예측 유지보수 데이터를 제공합니다.

광산용 덤프 트럭에서는 타이어가 자주 발생하는 문제이지만, 대륙 횡단 트럭 운전사는 일반적으로 브레이크 문제를 겪습니다. 대형 차량 검사소와 도로의 다른 정차 지점에 있는 자율 열 검사 시스템은 도로 당국에 브레이크 고장의 초기 징후를 알리고, 무작위 검사가 아닌 표적 검사가 가능하도록 합니다. 호주에서는 트럭의 브레이크 고장이 전체 트럭 사고의 거의 40%에 영향을 미치는 요인으로 간주되기 때문에 해결해야 할 중요한 문제입니다.

자동화된 솔루션은 채굴 현장 또는 진출로에서 하루에 수백 대의 차량을 점검하는 데 사용할 수 있습니다. “제한은 없습니다”라고 Snell은 말합니다. “2초에 하나식 처리할 수 있습니다.”

Snell은 Pitcrew가 널리 보급되는 솔루션이 되기를 희망합니다. 그는 “이 아이디어는 호주 전역에서 표준이 될 것입니다”라고 말하며, 전 세계적인 가능성도 보고 있습니다. 시스템을 설치하기 위해 현지 도로 당국과 협력하는 과정이 느려졌지만, 지난 5년 동안 회사는 큰 진전을 이루었습니다. 지금까지 호주, 파푸아뉴기니, 뉴질랜드에서 사업을 운영하고 있으며, 심지어 멀리 떨어진 남아프리카 공화국까지 시스템을 설치했습니다. “세상 어느 곳으로든 나아가는 데 우리를 막을 것은 아무것도 없다고 생각합니다.”

Pitcrew 웹사이트를 방문하여 FLIR 자동차 및 산업 솔루션에 대해 자세히 알아보십시오.