L'IA nel settore petrolifero e del gas: l'innovazione nella raffinazione

L'industria del petrolio e del gas svolge un ruolo enorme nella nostra vita quotidiana. La benzina della tua auto viene acquistata e lavorata attraverso una vasta rete. L'industria del petrolio e del gas è composta da diversi segmenti e operazioni e l'IA può essere applicata a molte di queste operazioni. Si prevede infatti che il mercato dell'IA nel settore petrolifero e del gas raddoppierà quasi di dimensioni entro il 2029, raggiungendo i 5,7 miliardi di dollari.

La computer vision, un sottocampo dell'IA, in particolare, può essere utilizzata per migliorare drasticamente la gestione di queste operazioni. Dalla vasta rete di oleodotti che si snoda nel sottosuolo alle imponenti piattaforme che estraggono il petrolio da chilometri di profondità, la computer vision offre al settore un nuovo set di occhi. In questo articolo analizzeremo come Ultralytics YOLOv8 può essere utilizzato per trasformare diverse aree chiave del settore petrolifero e del gas. Andiamo subito al sodo!

L'intelligenza artificiale nell'industria del petrolio e del gas si estende a tutti i segmenti

L'industria del petrolio e del gas può essere suddivisa in tre segmenti principali: upstream, midstream e downstream. Il segmento upstream del petrolio e del gas si concentra sull'esplorazione e sulla produzione. I geologi e gli ingegneri cercano i giacimenti di petrolio e gas per poi perforarli ed estrarli. Da qui, subentra il midstream. Il segmento midstream del petrolio e del gas trasporta le materie prime attraverso oleodotti, autocisterne e camion fino alle raffinerie o agli impianti di stoccaggio. Infine, le aziende del downstream raffinano il greggio e il gas naturale in prodotti utilizzabili come benzina, diesel, carburante per aerei e vari prodotti petrolchimici.

‍

La computer vision può essere applicata a tutti i segmenti dell'industria petrolifera e del gas. Quasi ovunque una telecamera possa monitorare un'operazione, la computer vision può intervenire e rendere le cose più efficienti. Diverse attività di computer vision come il rilevamento degli oggetti, la segmentazione delle immagini e il tracciamento degli oggetti possono essere utilizzate per estrarre preziose informazioni dai dati visivi.

Ecco alcuni esempi di applicazione della computer vision a ciascun segmento dell'industria petrolifera e del gas:

• A monte: Durante il processo di perforazione, la computer vision può essere utilizzata per analizzare le riprese delle telecamere in profondità. Identificando le caratteristiche delle formazioni rocciose incontrate, l'intelligenza artificiale può aiutare a ottimizzare il posizionamento e la traiettoria del pozzo per massimizzare la produzione di ogni pozzo petrolifero.
• Midstream: I droni dotati di telecamere e computer vision possono essere utilizzati per scansionare autonomamente chilometri di condutture, rilevando perdite, crepe e corrosione con un dettaglio incredibile. Possono sostituire le rischiose ispezioni manuali e ridurre i costi associati ai tempi di fermo per le riparazioni.
• A valle: Le raffinerie sono ambienti complessi con numerosi processi da monitorare. La computer vision può analizzare i feed delle telecamere all'interno di questi impianti per identificare inefficienze o potenziali guasti alle apparecchiature.

I vantaggi del Machine Learning nel settore petrolifero e del gas

Gli approcci tradizionali dell'industria petrolifera e del gas si basano spesso su processi manuali con un'analisi limitata dei dati che può essere inefficiente e soggetta a errori. Questi metodi prevedono in genere ispezioni umane e può essere difficile per l'uomo elaborare grandi volumi di dati in modo rapido e accurato. A sua volta, questo può portare a conseguenze costose come ritardi nel processo decisionale, guasti imprevisti alle apparecchiature e aumento dei tempi di inattività. 

L'apprendimento automatico, in particolare la computer vision, può offrire molti vantaggi all'industria petrolifera e del gas. Aiuta ad analizzare i dati in modo più accurato e porta a un migliore processo decisionale e a operazioni più fluide. La computer vision può monitorare le attrezzature, le infrastrutture e i lavoratori in tempo reale, prevedere i problemi prima che si verifichino e ridurre i tempi di fermo. Le innovazioni dell'apprendimento automatico aiutano a risparmiare sui costi e ad aumentare la produttività e la sicurezza nel settore petrolifero e del gas.

Casi d'uso dell'intelligenza artificiale nel settore petrolifero e del gas

Il modello Ultralytics YOLOv8 supporta diverse attività di computer vision e può essere utilizzato per creare soluzioni innovative per l'industria petrolifera e del gas. Diamo un'occhiata più da vicino a come YOLOv8 può essere applicato in vari casi d'uso per migliorare l'esplorazione, migliorare la sicurezza e ottimizzare i processi di manutenzione.

Identificare e segmentare il vapore con YOLOv8

Nell'industria petrolifera e del gas, il vapore svolge un ruolo importante in processi come il recupero del petrolio e le operazioni di raffinazione. Rilevando con precisione le perdite di vapore e le loro fonti, le aziende possono prevenire potenziali pericoli, mantenere condizioni operative ottimali e migliorare l'efficienza energetica. I metodi tradizionali di rilevamento del vapore si basano spesso su ispezioni manuali e semplici sensori, che possono non notare perdite sottili o intermittenti. Possiamo utilizzare la visione computerizzata per identificare e segmentare correttamente il vapore e garantire che questi processi funzionino in modo efficiente e sicuro.

‍

YOLOv8 supporta l'attività di computer vision di segmentazione delle istanze. Quindi, possiamo utilizzare il modello YOLOv8 per rilevare il vapore in ambienti complessi dove i sensori tradizionali potrebbero fallire. Il modello YOLOv8 può essere addestrato su un set di immagini etichettate di vapore per riconoscerne le caratteristiche uniche. Il modello addestrato può elaborare fotogrammi di video che coprono aree critiche e distinguere il vapore da altri elementi della scena. L'identificazione rapida e la segmentazione precisa aiutano gli operatori a prendere decisioni e a intraprendere azioni immediate per risolvere i problemi rilevati.

Rilevamento di serbatoi di stoccaggio tramite YOLOv8-OBB

I serbatoi di stoccaggio sono utilizzati per contenere petrolio grezzo, prodotti raffinati e altri materiali nell'industria petrolifera e del gas. L'integrità e la corretta manutenzione di questi serbatoi sono fondamentali per evitare perdite, contaminazioni e altri rischi per la sicurezza. Sono necessarie ispezioni regolari per monitorare le loro condizioni, ma le ispezioni manuali possono richiedere molto tempo e potrebbero non coprire efficacemente tutti i potenziali problemi.

Il modello YOLOv8-OBB (Oriented Bounding Box) è stato progettato appositamente per rilevare e localizzare oggetti con orientamenti arbitrari. È ideale per identificare i serbatoi di stoccaggio da una vista aerea. Dopo aver individuato i serbatoi, è possibile effettuare ulteriori elaborazioni per segmentare i serbatoi dallo sfondo e identificare caratteristiche specifiche come macchie di ruggine o deformazioni strutturali. I processi di rilevamento automatizzati possono garantire una maggiore sicurezza ed efficienza delle operazioni di stoccaggio.

Rilevamento dei DPI facilitato da YOLOv8

Tutti coloro che lavorano in un sito dell'industria petrolifera e del gas devono indossare i dispositivi di protezione individuale (DPI) necessari per garantire la sicurezza sul posto di lavoro. I DPI comprendono articoli come caschi, guanti, occhiali di sicurezza e indumenti ad alta visibilità che proteggono i lavoratori da potenziali pericoli. Monitorare la conformità ai requisiti dei DPI può essere impegnativo, soprattutto in impianti grandi o complessi dove le ispezioni manuali sono poco pratiche.

‍

YOLOv8 semplifica il rilevamento dei DPI utilizzando il rilevamento degli oggetti per identificare automaticamente se i lavoratori indossano i dispositivi di sicurezza richiesti. Il modello può essere addestrato su immagini di personale con e senza DPI e imparare a distinguere tra i due. Grazie all'elaborazione dei flussi video in tempo reale provenienti da telecamere posizionate in tutta la struttura, YOLOv8 è in grado di identificare rapidamente la conformità o la non conformità. Questo feedback immediato consente di intraprendere rapidamente azioni correttive per rispettare le norme di sicurezza.

YOLOv8 per la localizzazione e il monitoraggio dei veicoli

La circolazione dei veicoli all'interno degli impianti petroliferi e del gas, come le raffinerie e i siti di trivellazione, deve essere gestita con attenzione per raggiungere la massima efficienza ed evitare i tempi morti. Il monitoraggio della posizione e del comportamento dei veicoli aiuta a prevenire gli incidenti, a ottimizzare il flusso del traffico e a verificare che i veicoli siano utilizzati in modo appropriato. I metodi di tracciamento manuale possono essere inefficienti e soggetti a errori, soprattutto in ambienti grandi e trafficati. 

‍

YOLOv8 può essere una soluzione efficace per la localizzazione e il monitoraggio dei veicoli attraverso il tracciamento degli oggetti. Analizzando i flussi video provenienti da telecamere posizionate strategicamente, YOLOv8 può rilevare e seguire i veicoli in tempo reale. L'esempio mostrato sopra è applicato al traffico stradale in generale, ma può essere altrettanto efficace per il monitoraggio dei veicoli nei siti petroliferi e di gas. Il modello è in grado di identificare ogni veicolo e di monitorarne i movimenti per fornire dati preziosi sui modelli di traffico e sui potenziali problemi di sicurezza. 

Sfide nell'implementazione dell'IA nel settore petrolifero e del gas

Sebbene la computer vision offra possibilità interessanti per il settore petrolifero e del gas, l'implementazione di queste soluzioni presenta anche alcuni ostacoli. Una grande sfida è quella di ottenere immagini pulite da cui l'intelligenza artificiale possa imparare. Gli ambienti di questo settore, come le piattaforme, possono essere sporchi, scarsamente illuminati e in continuo cambiamento, il che rende le riprese sfocate o incoerenti fonte di confusione per i sistemi di computer vision.

Inoltre, i sistemi di telecamere più vecchi potrebbero non essere ad alta definizione per catturare i dettagli di cui la computer vision ha bisogno per funzionare efficacemente. Aggiornare l'infrastruttura delle telecamere può essere un investimento significativo. La gestione dei dati sensibili acquisiti da queste telecamere aggiunge un ulteriore livello di complessità. Le aziende del settore petrolifero e del gas devono adottare solide misure di cybersecurity per proteggersi da potenziali violazioni dei dati. Anche se l'impiego della computer vision per il settore petrolifero e del gas presenta delle sfide, il futuro appare luminoso. La comunità dell'IA sta innovando attivamente per affrontare questi ostacoli.

Le innovazioni che danno forma alla tecnologia del futuro nell'industria del petrolio e del gas

L'intelligenza artificiale, in particolare la computer vision e i modelli come YOLOv8sta cambiando le operazioni nell'industria petrolifera e del gas. La computer vision può migliorare l'esplorazione e la manutenzione grazie a casi d'uso come il rilevamento del vapore e la localizzazione dei veicoli. Con la continua evoluzione dell'IA, possiamo aspettarci che nel futuro del settore petrolifero e del gas emergano applicazioni ancora più rivoluzionarie.

Sei curioso di conoscere l'IA? Unisciti alla nostra community per ricevere gli ultimi aggiornamenti e approfondimenti e dai un'occhiata al nostro repository GitHub. Puoi anche scoprire come la computer vision può essere utilizzata in settori come quello sanitario e manifatturiero!