نسل جدید بازرسی غیرمخرب NDT 4.0

مقدمه

روشهای سنتی بازرسی غیرمخرب (NDT) دیگر پاسخگوی نیازهای پیچیده صنایع امروز نیست. NDT 4.0 که برگرفته از فلسفه صنعت چهارم است، ترکیبی استراتژیک از روشهای کلاسیک بازرسی با فناوریهای دیجیتال پیشرفته نظیر هوش مصنوعی، اینترنت اشیاء، رباتیک، پردازش کلان‌داده و پهپادها محسوب میشود. این رویکرد نه تنها دقت و سرعت را افزایش میدهد، بلکه بازرسی را از یک فعالیت واکنشی به فرآیندی پیش بینی کننده تبدیل میکند.

در حال حاضر، کشورهای آمریکا و چین در حوزه تجاری و پژوهشی و کشورهای آلمان و انگلیس در زمینه پیاده سازی صنعتی این فناوری، پیشرو هستند.

کاربرد NDT 4.0 در روشهای مختلف بازرسی

امروزه دربازرسی چشمی (VT)، پهپادها و رباتهای مجهز به دوربین، دادههای تصویری را در بستر ابری پردازش کرده و با مدلهای بینایی ماشین، عیوب را شناسایی و روند خرابی را تخمین می زنند.

در آزمون اولتراسونیک (UT) و آرایه فازی (PAUT)، دستگاههای نسل جدید با ذخیره سیگنال خام و استفاده از فیلترهای دیجیتال و یادگیری ماشین، امکان تشخیص دقیق نقص از نویز را فراهم می سازند.

در آزمون مایع نافذ (PT)، با بهره گیری از دوربینهای UV دیجیتال و تحلیل تصویر، اندازه گیری کمی شدت نشتی و تشخیص ترک واقعی از علائم سطحی میسر شده است.

در رادیوگرافی دیجیتال (DR) و توموگرافی کامپیوتری (CT)، هوش مصنوعی امکان بازسازی سه بعدی نقص ها و مقایسه آنها با نقشه CAD را فراهم نموده و فرآیند کنترل کیفیت را به شکلی کاملاً داده ‌محور تبدیل نموده است.

در ترموگرافی، پهپادهای مجهز به دوربین مادون‌قرمز، نقاط داغ را در نیروگاههای خورشیدی شناسایی کرده و با ادغام دادههای محیطی، تحلیل وضعیتی دقیقی ارائه می دهند.

نمونه فناوری های کاربردی در NDT 4.0

نمونه فناوری های کاربردی که در NDT 4.0 در صنعت استفاده می شوند شامل موارد زیر می باشد.:

پهپادها

ابزارهای پرنده مجهز به دوربین و حسگر حرارتی که برای بازرسی خودکار و ایمن سازه‌های بلند و صعب‌العبور ایجاد شده اند مانند توربین‌های بادی و سکوهای نفتی استفاده می‌شوند SkySpecs و Raptor Maps دو نمونه بارز از شرکت‌هایی هستند که به‌طور گسترده از پهپادها برای بازرسی خودکار استفاده می‌کنند.

SkySpecs در زمینه بازرسی توربین‌های بادی با پهپادهای خودران فعال است و Raptor Maps بر روی بازرسی نیروگاه‌های خورشیدی با ترکیب پهپاد و دوربین‌های حرارتی تمرکز دارد.

علاوه بر این، در صنعت نفت و گاز نیز استفاده از پهپادها برای بازرسی خطوط لوله و سکوهای دریایی رواج یافته است .

دوقلوی دیجیتال

یک شبیه‌سازی مجازی و زنده از تجهیزات فیزیکی که با دریافت داده‌های لحظه‌ای، عملکرد، فرسایش و رفتار آینده دارایی را پیش‌بینی می‌کند.

یکی از معروف‌ترین نمونه‌های استفاده از دوقلوی دیجیتال، شرکت رولز-رویس (Rolls-Royce) است. آنها برای هر موتور جت خود یک دوقلوی دیجیتال می‌سازند تا عملکرد آن را در زمان واقعی پایش کرده و نیازهای تعمیر و نگهداری را پیش‌بینی کنند .

در صنعت نفت و گاز نیز شرکت BP از دوقلوی دیجیتال برای نظارت بر سکوهای دریایی خود و پیش‌بینی خرابی‌های احتمالی استفاده می‌کند .

هوش مصنوعی و پردازش تصویر

الگوریتم‌های پیشرفته‌ای که با تحلیل تصاویر بازرسی، عیوبی مانند ترک، خوردگی و نقاط داغ را به‌صورت خودکار و با دقت بالا شناسایی می‌کنند.

شرکت Eddyfi Technologies که در زمینه روش‌های اولتراسونیک و جریان گردابی فعال است، با کمک هوش مصنوعی سیگنال‌ها را تحلیل کرده و عیوب را به‌طور خودکار تشخیص می‌دهد.

همچنین، شرکت‌هایی مانند SkySpecs و Raptor Maps از الگوریتم‌های هوش مصنوعی برای پردازش تصاویر دریافتی از پهپادها و شناسایی خودکار ترک‌ها، خوردگی و نقاط داغ استفاده می‌کنند.

اینترنت اشیاء (IoT)

شبکه‌ای از حسگرهای متصل به هم (ارتعاش، دما، اولتراسونیک) که به‌صورت پیوسته وضعیت تجهیزات صنعتی را پایش و داده‌های بلادرنگ ارسال می‌کنند.

در بسیاری از صنایع، از حسگرهای IoT برای پایش وضعیت تجهیزات استفاده می‌شود. برای مثال، شرکت رولز-رویس از حسگرهای نصب‌شده روی موتورهای جت برای جمع‌آوری داده‌های بیش از دوازده پارامتر مختلف در زمان واقعی استفاده می‌کند و این داده‌ها را به دوقلوی دیجیتال خود می‌فرستد

پلتفرم‌های مدیریت داده

سامانه‌های یکپارچه‌ای که جمع‌آوری، پاک‌سازی، ذخیره‌سازی و تحلیل حجم عظیم داده‌های بازرسی هستند.

اگرچه نام شرکت خاصی در نتایج جستجو به‌عنوان ارائه‌دهنده صرفاً این پلتفرم‌ها ذکر نشده، اما شرکت‌های بزرگی مانند سیمنس (Siemens) و جنرال الکتریک (GE) از زیرساخت‌های داده‌ای قدرتمندی برای یکپارچه‌سازی و تحلیل داده‌های بازرسی در مقیاس صنعتی بهره می‌برند

چشم انداز حرکت ایران به سوی NDT 4.0

در ایران، اگرچه آشنایی نسبی با مفهوم NDT 4.0 در میان متخصصان و جامعه فنی وجود دارد، اما همچنان تمرکز اصلی بر بهینه سازی روشهای سنتی بازرسی غیرمخرب معطوف شده است.

با این حال، طراحی و اجرای نقشه راه ۷ ساله در صنعت پتروشیمی کشور با هدف بومی سازی تجهیزات و حرکت به سوی صنعت 4.0 یک فرصت راهبردی و طلایی برای جهش در این حوزه محسوب میشود و میتواند نقطه عطفی در تحول دیجیتال صنعت بازرسی کشور باشد.

پروژه پایلوت پیشنهادی

بهترین و عملی ترین گام برای آغاز این مسیر، برنامه ریزی جهت اجرای یک پروژه پایلوت با همکاری یک شرکت پیشرو در صنعت نفت و گاز و یک شرکت دانش بنیان داخلی است.

این پروژه می تواند بر روی یک دارایی مشخص مانند یک مخزن ذخیره یا یک خط لوله انتقال، با استفاده از رباتهای مجهز به حسگرهای پیشرفته اولتراسونیک برای انجام بازرسی خودکار و تحلیل اولیه داده ها با بهره گیری از الگوریتمهای هوش مصنوعی متمرکز شود.

اجرای چنین پروژهای، ضمن کسب تجربه عملی و فنی ارزشمند، بازگشت سرمایه ملموسی را نیز به تصمیم گیرندگان و ذینفعان صنعت نشان خواهد داد و بستر را برای پذیرش گسترده تر این فناوری فراهم خواهد آورد.

آموزش و توسعه نیروی انسانی

در این مسیر، بهره گیری از تجارب موفق کشورهای منطقه در زمینه آموزش تخصصی نیروی انسانی، توسعه مهارتهای دیجیتال و ایجاد زیرساختهای استاندارد، می تواند نقطه شروعی مؤثر و کم هزینه باشد.

نقش انجمن ها و استانداردهای تخصصی

برقراری ارتباط سازنده و مستمر با انجمن های تخصصی داخلی و ایفای نقش مؤثرتر در مجامع و استانداردهای بین المللی، نیز به عنوان یک فرصت کلیدی برای انتقال دانش، جذب سرمایه و ارتقای جایگاه فنی کشور در سطح جهانی به شمار میرود.

جمع بندی

و در آخر NDT 4.0 یک تحول پایدار و غیرقابل اجتناب است که بازرسی را به زنجیره‌ای دیجیتال از حسگر های هوشمند تا تصمیم‌گیری داده‌ محور تبدیل می کند.

این رویکرد باعث افزایش کیفیت، سرعت، ایمنی، کاهش هزینه و قابلیت پیش بینی پذیری خواهد شد.