L’imagerie thermique FLIR permet des inspections autonomes des véhicules miniers et routiers en Australie

Pitcrew AI est un nouveau système exploitant l’imagerie thermique FLIR et la technologie IA pour changer le mode d’inspection des véhicules routiers et miniers. Grâce à un algorithme d’IA formé sur une bibliothèque d’images thermiques, le système peut détecter les problèmes de manière précoce, avant que l’équipement ne soit détruit ou que les véhicules ne causent des accidents mortels sur la route.

Le système est conçu par Industrial Monitoring & Control (IMC), qui l’a développé pour automatiser les inspections des pneus des camions miniers. Cela est essentiel pour maintenir la disponibilité des camions miniers, car même des dommages mineurs sur un gros pneu, comme une simple coupure faite par une roche, peuvent entraîner une défaillance complète du pneu s’ils ne sont pas détectés. Les défaillances de pneus de camions représentent un risque financier et un risque de sécurité majeurs pour les opérations minières. Dans le pire des cas, le pneu peut prendre feu. Le résultat le plus probable, si les dommages aux pneus ne sont pas identifiés, est la survenue de temps d’arrêt imprévus pour les changements de pneus, ainsi que le coût potentiel de 50 000 AUD pour remplacer le pneu. Le fait de ne pas avoir d’informations sur les dommages aux pneus actifs sur site rend également difficile la planification du stock de pneus et peut rendre les changements plus longs.

Lorsqu’un petit dommage au pneu a le temps de se développer, il peut se transformer en une séparation thermique importante. Si un événement de pneu chaud est déclenché, il peut mettre un véhicule hors service pendant plus de 24 heures, car il doit être isolé dans une zone d’exclusion. Cela peut provoquer une perturbation importante des opérations du site. Cependant, un scénario encore pire est celui où un pneu chaud n’est pas détecté et que cela progresse vers un incendie. Cette situation peut être catastrophique et détruire des équipements critiques coûteux. Même en ignorant les problèmes de sécurité et d’exploitation, les pneus constituent un centre de coûts important pour les opérations minières. La prolongation de la durée de vie des pneus entraîne des économies significatives sur les dépenses d’exploitation du site (OPEX).

Tim Snell, directeur d’IMC, explique l’intérêt de développer un nouveau système d’inspection amélioré. « Nous avons développé de nombreuses solutions différentes au fil des années, » explique M. Snell. « C’est un problème que l’on rencontre sur les grands sites miniers et les carrières depuis de nombreuses années, et pour lequel il n’y avait pas de bonne solution. »

Les méthodes actuelles de détection des dommages aux pneus comprennent des inspections visuelles manuelles qui sont effectuées à intervalles réguliers, telles que les changements de quart de travail. Souvent, l’odeur de caoutchouc brûlé est la première indication d’un pneu chaud. Les opérations autonomes des camions de roulage réduisent la probabilité de détection précoce, car des inspections moins fréquentes sont réalisées. Il existe plusieurs exemples de feux de pneus importants sur les camions de roulage autonomes.

Les inspections détaillées des pneus nécessitent beaucoup de main-d’œuvre et un temps d’arrêt du véhicule pour effectuer un test de tapotement. Encore une fois, cela est plus difficile avec les flottes autonomes, car l’accès aux inspections nécessite que des isolations soient en place et des temps d’arrêt des machines. Il est peu probable que les inspections manuelles détectent les séparations par coupure causée par une roche et d’autres dommages aux pneus au début du processus de développement, car elles ne peuvent pas être effectuées assez fréquemment dans les environnements d’exploitation de flottes autonomes modernes.

Il y a eu un énorme investissement dans la technologie de conduite des flottes autonomes. Mais les conducteurs humains effectuent également de nombreuses tâches dans le véhicule au-delà de la conduite. Par exemple, sentir une odeur de caoutchouc brûlé, entendre un bruit de ferraille ou un grincement dans la compartiment moteur, sentir une vibration anormale provenant du siège. À ce jour, aucun investissement similaire n’a été réalisé pour remplacer ces fonctions secondaires du conducteur. Pour maximiser les performances des flottes autonomes et tirer pleinement parti des avantages financiers de leur investissement, les exploitants de sites miniers doivent adopter des technologies d’inspection et de surveillance autonomes.

Le remplacement de chaque pneu d’un camion minier peut coûter jusqu’à 50 000 AUD.

La solution Pitcrew AI

IMC savait depuis un certain temps que les séparations de pneus pouvaient être détectées à l’aide de caméras thermiques portables. Les inspecteurs peuvent utiliser les caméras pour détecter les points chauds causés par les matériaux séparés du pneu qui se frottent les uns contre les autres et créent des frictions. Ces points chauds sont visibles même si les pneus sont couverts de boue, ce qui est habituellement le cas des camions miniers, alors qu’une inspection visuelle pour le délaminage exige que le pneu soit lavé afin de détecter des traces de perforation dans la couche supérieure du pneu. « Ils peuvent être détectés en cas d’inspection visuelle détaillée », dit M. Snell. « Mais en réalité, c’est la seule technologie efficace que je connaisse pour faire les inspections en temps réel sans temps d’arrêt, »

Au-delà des imageurs portables, le système Pitcrew AI est fourni sous la forme d’un patin autonome à déploiement rapide alimenté par énergie solaire qui peut être installé sur le côté d’une route de transport en quelques heures. Contrôlé à distance par les ingénieurs de Pitcrew AI, le système comprend une caméra thermique de qualité militaire et un processeur de vision artificielle avancé. Aucun changement n’est requis pour les opérations du site. Le système peut inspecter chaque machine sans que le véhicule ne doive être à l’arrêt. Les véhicules qui passent près du système sont inspectés, 24 h/24, 7 j/7, 365 j/an, sans intervention humaine.

Pitcrew AI a la capacité de détecter de petits dommages aux pneus, tels que les perforations faites par des roches, les goujons manquants ou les incisions faites par des roches. Chaque dommage individuel peut être suivi via un identifiant de dommage individuel. Après la détection initiale, le pneu peut être inspecté et s’il est réparable, il peut être retiré et réparé, ce qui permet de réduire les dépenses liées aux pneus du site. La réparation des pneus est beaucoup plus respectueuse de l’environnement qu’installer un nouvel équivalent et peut jouer un rôle majeur pour aider les mines à atteindre leurs objectifs de durabilité.

Si le pneu est endommagé et ne peut plus être réparé, et si le véhicule peut être utilisé en toute sécurité, le pneu peut être remis en service. Dans le cas de dommages comme une coupure faite par une roche, la séparation peut être suivie à chaque passage du système Pitcrew AI et la croissance surveillée. Les modèles d’apprentissage automatique sont utilisés pour prévoir la croissance des dommages et prédire quand un changement de pneu est nécessaire. Cela permet de planifier les temps d’arrêt des véhicules bien à l’avance, de minimiser les changements de pneus imprévus et de gérer efficacement le stock de pneus.

De même, en prédisant la trajectoire des dommages causés aux pneus, un grand nombre de risques associés aux pneus chauds et aux incendies peuvent être évités. Cependant, des événements de pneus chauds peuvent toujours se produire et le système Pitcrew AI peut détecter les pneus chauds et alerter immédiatement le personnel par e-mail, SMS ou plusieurs autres voies de communication. Cela permet d’isoler un véhicule aussi rapidement que possible, améliorant ainsi la sécurité de la mine. Le système offre l’avantage supplémentaire de fournir un système d’inspection thermographique contrôlé à distance que la direction peut utiliser pour évaluer un véhicule à distance, améliorant ainsi la visibilité et les informations lors d’un événement de sécurité minière.

Points chauds sur les pneus détectés par imagerie thermique.

Choisir la bonne caméra thermique

Lorsqu’il s’agit d’automatiser les inspections, IMC a décidé d’utiliser une caméra thermique de vision industrielle FLIR A615 et a entraîné un modèle d’IA pour identifier les premières étapes de la séparation telles qu’elles sont apparues avec l’imagerie thermique.

Bien que la création d’une bibliothèque d’entraînement ait été une tâche monumentale (la formation d’une IA nécessite des milliers d’images), M. Snell et le reste de son équipe ont été surpris de la manière dont le projet s’est concrétisé. « Je pense que la première fois que nous avons lancé le système en direct sur un site, nous avons commencé à recevoir des alertes immédiatement, il a fonctionné comme il était censé le faire », explique M. Snell. « Rien ne fonctionne aussi bien dès le départ. » Bien sûr, ce succès est dû à une décennie de travail de codage hérité effectué par IMC, qui distribue et intègre des caméras FLIR comme l’A615 depuis environ 10 ans.

Pitcrew AI peut être utilisé pour vérifier des centaines de véhicules par jour pour détecter une séparation des pneus.

Système Pitcrew AI avec caméra FLIR sur le terrain.

Il convient de noter que sur la plupart des sites qui utilisent un système Pitcrew AI, un deuxième système est généralement installé à l’entrée de l’atelier de pneus. Ce système agit comme un contrôle de sécurité supplémentaire, pour alerter le personnel avant qu’un pneu potentiellement chaud ou dangereusement endommagé ne puisse entrer dans l’atelier.

Une préoccupation que l’équipe de Pitcrew entend généralement est « Nous avons déjà un système de surveillance des processus thermiques (Thermal Process Monitoring System, TPMS) avec des capteurs de température de pneu, nous n’avons pas besoin de ce type de système ». Le système de Pitcrew AI est en fait une technologie complémentaire parfaite au TPMS existant. Un exemple récent a été l’éjection d’huile chaude d’un turbo de camion de roulage sur un pneu, qui a provoqué un petit incendie sur la bande de roulement extérieure du pneu. Le TPMS interne a enregistré une hausse de température sur le pneu en feu inférieure à deux degrés au-dessus du pneu adjacent, car la masse thermique et le volume du pneu ont isolé le capteur du feu sur la couche de surface. Le système Pitcrew AI peut détecter immédiatement les anomalies thermiques de la couche de surface. Ces informations peuvent être transmises directement aux plateformes TPMS ou aux progiciels de gestion des pneus déjà en place.

Le système de Pitcrew IA fournit un tableau de bord Web convivial, accessible de n’importe où grâce à une connexion Internet. L’interface est optimisée pour les appareils mobiles et les utilisateurs ayant de mauvaises connexions réseau, car il s’agit de la méthode d’accès la plus courante par les utilisateurs de notre site. Un historique détaillé des inspections et des rapports automatisés sont disponibles. Des informations sur les opérations minières sont visibles dans les données et la surveillance de l’état de la mine est possible. Par exemple, si un type de dommage courant est détecté sur une position de pneu commune, il peut identifier qu’un entretien des routes de transport, des bancs ou des zones de travail est nécessaire. Cela permet de minimiser les dommages aux pneus et aux composants du camion et d’améliorer la productivité.

Dans le monde moderne et connecté, un système n’est efficace que s’il peut être étroitement intégré à d’autres systèmes pour former un flux de travail personnalisé et spécifique au site. Pitcrew AI propose une API RESTful flexible (Open API, Swagger) pour l’intégration à des systèmes tiers. Il peut être utilisé pour générer automatiquement des bons ou des tickets de travail pour l’inspection ou le remplacement des pneus, ou pour une communication bidirectionnelle avec les plateformes logicielles de gestion des flottes ou des mines.

Aller au-delà des inspections de pneus

Le système Pitcrew AI sous-jacent a été développé à l’origine pour les véhicules routiers lourds, avec un système de caméra FLIR similaire déjà utilisé comme outil pour détecter automatiquement les problèmes de frein sur les camions transfrontaliers. Ce système fournit aux autorités des informations de conformité et aux opérateurs de flotte des données de maintenance prédictive.

Bien que les pneus puissent constituer un problème fréquent associé aux camions de roulage miniers, les problèmes de frein sont le problème auquel les camionneurs transfrontaliers sont généralement confrontés. Les systèmes d’inspection thermique autonomes aux postes d’inspection de véhicules lourds et d’autres arrêts le long du parcours routier peuvent alerter les autorités routières des premiers signes de défaillance des freins et permettre des inspections ciblées plutôt qu’aléatoires. En Australie, les défaillances de frein sur les camions sont un facteur contributif dans près de 40 % des accidents de camion, ce qui en fait un problème critique à résoudre.

La solution automatisée peut être utilisée pour vérifier des centaines de véhicules par jour sur un site minier ou une bretelle de sortie. « Il n’y a aucune limite », explique M. Snell. « Vous pouvez en traiter un toutes les deux secondes. »

M. Snell espère que Pitcrew deviendra une solution répandue. « L’idée est qu’elle deviendra une norme dans toute l’Australie », dit-il, et voit également un potentiel mondial. Bien que le processus de collaboration avec les autorités routières locales pour installer les systèmes ait été lent au cours des cinq dernières années, l’entreprise a fait des progrès majeurs. Jusqu’à présent, l’entreprise opère en Australie, en Papouasie-Nouvelle-Guinée, en Nouvelle-Zélande, et a même des systèmes installés en Afrique du Sud. « Il n’y a rien qui nous empêcherait d’aller n’importe où dans le monde, je pense. »

Consultez le site Web de Pitcrew pour en savoir plus sur les solutions automobiles et industrielles FLIR.