Заказать обратный звонок
Я соглашаюсь на обработку персональных данных и ознакомлен(а) с Политикой конфиденциальности.
КЕЙС ВНЕДРЕНИЯ СИСТЕМЫ ML SENSE
Контроль зубьев экскаватора
Система на основе нейросети в добывающей промышленности для холдинга УЗТМ-КАРТЭКС
О проекте
Совместно с нашим партнером АО "Союзтехноком" для холдинга УЗТМ-КАРТЭКС разработана "под ключ" система контроля целостности зубьев экскаватора и успешно эксплуатируется на Кедровском угольном разрезе.
Решение основано на использовании машинного зрения и нейронных сетей.
Решение основано на использовании машинного зрения и нейронных сетей.
Задачи проекта
На момент постановки задачи контроль зубьев ковша проводили машинисты экскаватора. При этом рабочие смены идут круглосуточно в любую погоду и время года. Соответственно видимость зубьев может зависеть от уровня освещенности, пыли, осадков, физической усталости машиниста и других факторов.
После осмотра места производства совместно с Заказчиком были определены основные задачи, которые должна решать подобная система контроля:
После осмотра места производства совместно с Заказчиком были определены основные задачи, которые должна решать подобная система контроля:
- 1Автоматизировать процесс наблюдения за целостностью зубьев и исключить «человеческий» фактор.
- 2Система должна прогнозировать поломку зубьев при значительном их износе.
- 3Должны быть механизмы защиты от ложных срабатываний системы при временном или частичном перекрытии зубьев породой или налипанием глины.
- 4Должны быть предусмотрены способы информирования машиниста о критическом износе или поломке зубьев для своевременной остановки добычи породы.
Разработка и этапы внедрения системы на карьерный экскаватор ЭКГ-35.
Этап 1. Сбор данных с работающего экскаватора и обучение нейронной сети распознавать целостность зубьев экскаватора и их износ в разных условиях.
1
Наши специалисты установили на экскаватор камеру видеонаблюдения для контроля зубьев и неделю собирали видеозаписи с его работой в разных условиях: день, ночь, осадки, пыль в воздухе, вибрации и т.п.
2
На основе собранных данных подобрали и обучили нейросеть, чтобы она без ошибок распознавала целостность зубьев на экскаваторе ЭКГ-35 и их износ.
3
Проверили работу нейросети по распознаванию зубьев на других экскаваторах и на разных моделях ковшей. Нейронная сеть корректно определяла зубья во всех случаях. Это позволило нам с уверенностью говорить о потенциальной успешности сдачи проекта.
Рис. 1. Работа карьерного экскаватора ЭКГ-35
Рис. 2. Ковш с поврежденным зубом
Рис. 3. Обучение нейросети распознавать зубья
Этап 2. Подбор оборудования и сборка прототипа.
При подборе оборудования для контроля зубьев учитывались экстремальные условия его работы:
- Диапазон температур может колебаться от -60 до +40 на улице и от -30 до +40 в кабине машиниста.
- Учитывались внешние уличные условия: осадки, солнечная радиация, пыль в воздухе, различная освещенность при смене времени суток.
- Отдельно было уделено внимание значительным вибрациям на стреле экскаватора, где будет расположена камера машинного зрения.
Для понимания: стальная пластина толщиной 8 мм (0,8 см) и длиной 40 см, закрепленная на стреле, от вибраций и низких температур покрывается трещинами и ломается за 1.5-2 месяца работы экскаватора.
Состав прототипа:
Рис. 4. Камера машинного зрения с кронштейном для крепления к стреле экскаватора
Рис. 5. Системный блок для обработки потока видео в монтажном коробе для устанавки в кабине машиниста.
Рис. 6. Сенсорный монитор с динамиками для визуального и голосового оповещения машиниста о состоянии зубьев экскаватора
Этап 3. Установка на экскаватор и тестирование работы системы в "боевых" условиях.
Разработанный программно-аппаратный комплекс был установлен в действующий экскаватор в Кузнецком угольном бассейне в январе, когда ещё сильны Сибирские морозы.
В данный момент прототип успешно протестирован и работает в штатном режиме.
В данный момент прототип успешно протестирован и работает в штатном режиме.
Рис. 7. Событие - все зубья на ковше целы
Рис. 8. Событие - один зуб отсутствует.
В программе есть возможность настроить процент критического износа зубьев при котором происходит визуальное и голосовое уведомление о наступлении события машиниста.
Кроме того, можно сохранить настройки для более точного контроля по умолчанию для разных моделей ковшей, которые устанавливаются на экскаваторы:
Кроме того, можно сохранить настройки для более точного контроля по умолчанию для разных моделей ковшей, которые устанавливаются на экскаваторы:
Рис. 9. Настройка калибровки ковша экскаватора
Система контроля целостности зубьев может быть установлена на следующие экскаваторы:
ЭКГ-20
ЭКГ-35
Komatsu WA900
Komatsu PC2000
Komatsu PC4000
Liebher PR9200
Liebher PR9400
По требованию Заказчика система может быть адаптирована и под другие модели экскаваторов.
Отзыв о нашей работе:
