Тенденции при безразрушителния контрол
Начало > Измервателна техника > Статии > Сп. Инженеринг ревю - брой 9/2023 > 04.01.2024
- Преходът към дигитални изображения и архивиране в безразрушителното тестване става официален през 2004 г., когато ASTM внедрява стандарта DICONDE
- В сферата на NDT изкуственият интелект често позволява на екипите частично или изцяло да автоматизират дейности, за които традиционно е била необходима човешка намеса
- Днес приложението на роботи в областта на безразрушителното тестване обхваща и сектори като автомобилостроенето, добива и преработката на нефт и газ, строителството и много други
ПОДОБНИ СТАТИИ
Предимствата на сензорите с IO-Link
Роботи за фармацевтичното производство
Актуални тенденции при автоматизираната визуална инспекция
RedCap спецификацията – интернет на нещата (IoT) за 5G
Измерване на влагосъдържанието на почвата с E-IoT безжична, ad hoc локална мрежа и NB-IoT технология
Четвъртата индустриална революция, известна като Индустрия 4.0, бързо променя начина, по който функционира бизнесът. Дори секторът на безразрушителния контрол е застигнат от автоматизацията, интернет на нещата (IoT), изкуствения интелект, сензорните технологии, големите обеми данни и инструментите за анализ. Индустрия 4.0 обещава да революционизира бизнес моделите и ефектите от тях, което означава, че безразрушителното тестване (nondestructive testing, NDT), което познаваме днес, вероятно няма да бъде същото през следващото десетилетие.
NDT и облакът
Както вече установиха редица индустриални сектори, изчисленията в облака повишават ефективността и спомагат за редуциране на оперативните разходи. Те също предоставят ползи като мащабируемост, възможност за възстановяване на данните при природни бедствия, лесно сътрудничество, управление на данните и безопасен достъп до информация от всяка точка.
За всеки, занимаващ се с безразрушителен контрол, тези фактори са важни, но може би от най-голямо значение е фактът, че всички данни и изображения се съхраняват централно, така че всички виждат една-единствена версия на правилните файлове. Това е изключително важно, независимо дали става въпрос за сравнение на измененията във вътрешното натоварване на мост, подложен на тежък трафик, или във функционирането на реактивен двигател. По-голямата видимост допринася за по-добро сътрудничество, което в крайна сметка води до вземането на оптимални решения, по-висока безопасност и по-ниски разходи.
NDT означава изображения, а облакът – цифрови изображения. Облакът предоставя централизиран архив на данни от извършени инспекции, но за да бъдат значими данните през годините, трябва да се поддържа стандарт за изображенията.
Преходът към дигитални изображения и архивиране в безразрушителното тестване става официален през 2004 г., когато подкомитет E07.11 на Американското дружество за изпитване и материали (ASTM) внедрява стандарта DICONDE (Digital Imaging and Communication for Non-Destructive Evaluation). Базиран на DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine), доказан стандарт за изображения и архивиране в медицинския сектор от 1993 г., DICONDE дефинира всички качества и елементи на изображенията в универсален формат.
Все още има компании, които смятат, че преминаването към цифрови изображения би било твърде сложно и времеемко, което би елиминирало всички ползи от преход към облака. За съжаление, компании с този начин на мислене не остават конкурентни за дълго. Ако дългосрочният план на една компания включва запазване на конкурентността, то една от най-лесните възможни организационни промени е преместването на данните в облак. Изчисленията в облака позволяват на малките бизнеси да действат по-бързо от големите, утвърдили се конкуренти. В допълнение, поради актуализирането на оборудването, рано или късно ще се наложи пристъпването към облачни услуги.
Първата стъпка е да се дигитализират филмите от предходни инспекции, защото не се препоръчват опитите да се работи едновременно и в аналоговия, и в цифровия свят. Това ще предотврати възникването на допълнителни разходи и нарушения на работния процес.
Изкуствен интелект и IoT
NDT е от ключово значение за множество процеси по контрол на качеството. Безрарзушителният контрол обаче може да отнема много време, а в доста случаи автоматизирането на някои задачи – като визуалната инспекция на продукт или компонент за наличието на дефекти, се оказва трудно.
Изкуственият интелект (AI) променя това. С достатъчно данни често е възможно да се автоматизират широк диапазон от задачи, които в миналото не можеха да бъдат поверени на алгоритми.
Алгоритмите за изкуствен интелект, обучени въз основа на достатъчно голям обем информация, могат ефективно да откриват разнообразие от тенденции в набори от данни. Извън областта на безразрушителното тестване технологията позволява на изследователи да разработят алгоритми, които могат да автоматизират товарни влакове, да оптимизират спасителни операции и дори да възстановят аромати, описани в исторически документи.
В сферата на NDT технологията предлага аналогични ползи и често позволява на екипите частично или изцяло да автоматизират дейности, за които традиционно е била необходима човешка намеса. Изследователи например използват изкуствен интелект за създаване на нови алгоритми, базирани на съществуващи визуални данни, например от 3D скенери и предходни тестови данни, за откриване на дефекти в рамките на нови метрологични сканирания. Това позволява на изкуствения интелект да анализира данните, които по принцип трябва да бъдат прегледани от техник, обучен да идентифицира и класифицира дефекти. Използването на изкуствен интелект спомага за стандартизиране на процеса на визуална инспекция, освобождава време на техническия персонал за по-важни задачи или намалява необходимостта от обучение на екипите за откриване на определени дефекти.
Същият подход позволява и създаването на AI алгоритми, способни да идентифицират и организират засечените дефекти. Това може да даде възможност на екип да автоматизира дейности като класифициране на открити пукнатини в изображения. Автоматизирането на процесите на детекция и класификация може да спести много време на изпитващите екипи и да улесни визуалната инспекция.
Процесите на ръчно докладване обикновено са много по-бавни от тези, управлявани по автоматизиран модел. Екип, преразглеждащ практиките в ултразвуковото безразрушително тестване, открива например, че шаблоните за автоматизирано докладване могат да съкратят цикъла с 55 минути.
IoT устройства в комбинация с технологии за мобилна комуникация могат да спомогнат за реализирането на автоматизирани работни потоци за тестване и докладване, което значително би улеснило широк диапазон от безразрушителни тестове. Интелигентни проследяващи устройства, свързани към интернет, могат да събират данни в непрекъснат режим. В тестова среда това позволява на техниците да използват IoT устройство за регистриране на резултатите, които автоматично ще бъдат организирани с релевантна информация като дата, локация, настройки при тестване и дори аудио коментари от екипите. Автоматичното събиране и съхраняване на данни може да спомогне за подобряване на организацията на тестовите резултати и улесняване на процеса на прочистване на данни.
Свързани с интернет сензори пък правят възможно тестването в реално време, което позволява на бизнесите да следят експлоатационните параметри на машини и друго оборудване непрекъснато. При наличие на достатъчно данни, това може да даде възможност и за прогнозна поддръжка.
Данните от IoT сензорите предоставят непрекъснато информация на оперативни променливи, свързани със състоянието на оборудването – например за генерирането на нискочестотен ултразвук, който може да бъде ранен индикатор за повреда на дадена машина. Когато проследяваните променливи излязат от безопасен работен обхват, IoT системата може автоматично да извести техниците за възникването на потенциална повреда.
Роботизация
Използването на роботи при безрарушителното тестване започва около средата на 20-и век, най-вече в сектори като авиокосмическата индустрия и ядрената енергетика, където прецизността и безопасността са от първостепенно значение. Ранните роботизирани NDT системи обаче обикновено са с големи размери, струват скъпо и са с ограничена функционалност. Ръстът в роботизацията може да се отдаде на технологичния напредък при сензорите и изкуствения интелект, което значително разширява възможностите и на роботизираните системи за безразрушителен контрол. Появяват се по-малки, по-адаптируеми роботи, способни да навигират в комплексни среди и да провеждат широк диапазон от инспекции.
Днес приложението на роботи в областта на безразрушителното тестване преминава отвъд традиционните индустриални сектори и обхваща автомобилостроенето, добива и преработката на нефт и газ, строителството и много други. Роботи се използват за задачи като инспекция на заварки, оценка на корозия, охарактеризиране на материали и откриване на дефекти. Те опосредстват NDT инспекции в отдалечени или опасни среди, като дълбоководни тръбопроводи, ядрени реактори и космически мисии, предоставяйки защитна бариера за инспектиращите от експозиция на радиация, екстремни стойности на температурата или токсични вещества.
Внедряването на автоматизация чрез роботи води до повишена ефективност на инспекцията, което е свързано с редуциране на продължителността на престой на критично важни машини и оборудване. Съществени спестявания на разходи могат да бъдат реализирани чрез по-добро управление на активите и прогнозна поддръжка.
Роботите в областта на безразрушителния контрол извличат огромни ползи от интегрирането на усъвършенствани сензори, включително за ултразвуково изпитване, тестване с вихрови токове, магнитни частици и термовизионни датчици. Тези сензори разширяват възможностите за детекция и улесняват процеса по събиране на данни, които след това могат да бъдат подложени на анализ чрез изкуствен интелект и машинно самообучение за целите на прогнозната поддръжка и идентифицирането на тенденции.
Напредъкът в автономната роботика позволява на роботите да взимат решения в реално време в рамките на инспекцията, като се адаптират безпроблемно към изменящи се условия. Интелигентните роботи притежават способността да работят ефективно съвместно с операторите по изпълнението на по-сложни задачи. Някои роботизирани системи за безразрушителен контрол претърпяват процес на миниатюризация и стават по-лесно преносими, което улеснява внедряването им при различни сценарии.
Вижте още от Измервателна техника
Ключови думи: безразрушителен контрол, IoT, изкуствен интелект, роботи, изчисления в облака
Редактор на статията:
Отговорен редактор
• Завършва специалност "Инженерна екология" в Химикотехнологичен и металургичен университет;
• Заема длъжността "Отговорен редактор" в издателство TLL Media от 2020 г.;
• Разполага с над 10 години опит в създаването на съдържание и писането на научни статии.
Контакт в LinkedIn
Новият брой 9/2024