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石油・ガス業界におけるAI:イノベーションの促進

コンピュータビジョンは石油・ガス業界を変革しています。蒸気検出や貯蔵タンク監視などの用途にUltralytics YOLOv8 を使用する方法をご覧ください。

石油・ガス産業は、私たちの日常生活において大きな役割を果たしています。あなたの車に搭載されているガソリンは、広大なネットワークを通じて調達され、処理されています。石油・ガス産業は、さまざまなセグメントや事業が組み合わさって形成されており、AIはこれらの事業の多くに適用できます。実際、石油・ガス市場におけるAIの規模は、2029年までにほぼ倍増し、 57億ドルに達すると予想されています。

特にAIのサブフィールドであるコンピュータービジョンは、これらの操作の実行方法を大幅に改善するために使用できます。 地下を蛇行するパイプラインの広大なネットワークから、何マイルも下から石油を抽出するそびえ立つリグまで、コンピュータービジョンは業界に新しい視点を提供します。この記事では、その方法を探ります Ultralytics YOLOv8 石油・ガスのいくつかの重要な分野を変革するために使用できます。さっそく見ていきましょう!

石油・ガス業界におけるAIは、あらゆるセグメントにまたがっています

石油・ガス産業は、上流、中流、下流の3つの主要なセグメントに分けることができます。石油・ガスの上流部門は、探査と生産に重点を置いています。地質学者やエンジニアは、石油やガスの鉱床を探し、掘削して抽出します。そこからは、中流が引き継ぎます。中流の石油・ガスセグメントは、パイプライン、タンカー、トラックを介して原材料を製油所または貯蔵施設に輸送します。最後に、下流企業は原油と天然ガスを精製して、ガソリン、ディーゼル、ジェット燃料、さまざまな石油化学製品などの使用可能な製品にします。

図1. 石油・ガス産業のセグメント。

コンピュータビジョンは、石油・ガス業界のあらゆる分野に適用できます。カメラが操作を監視できるほぼすべての場所で、コンピュータービジョンが介入して、物事をより効率的にすることができます。 物体検出画像セグメンテーション物体追跡 などのさまざまなコンピューター ビジョン タスクを使用して、視覚データから貴重な洞察を抽出できます

ここでは、石油・ガス業界の各セグメントにコンピュータビジョンを適用できる例をいくつか紹介します。

  • 川上: 掘削プロセスでは、コンピュータービジョンを使用して、ダウンホールのカメラ映像を分析できます。 AIは、遭遇した岩石層の特徴を特定することで、坑井の配置と軌道を最適化し、各油井からの生産量を最大化するのに役立ちます。
  • 中流: カメラとコンピュータービジョンを搭載したドローンを使用して、何マイルにもわたるパイプラインを自律的にスキャンし、漏れ、亀裂、腐食を信じられないほど詳細に検出できます。リスクの高い手作業による検査に取って代わり、修理のためのダウンタイムに関連するコストを削減できます。
  • ダウンストリーム:製油所は、監視するプロセスが多数ある複雑な環境です。コンピュータービジョンは、これらの施設内のカメラフィードを分析して、非効率性や潜在的な機器の故障を特定できます。

石油・ガス業界における機械学習の利点

石油・ガス業界の従来のアプローチは、データ分析が限られている手動プロセスに依存していることが多く、非効率的でエラーが発生しやすい可能性があります。これらの方法は通常、人間による検査を伴い、人間が大量のデータを迅速かつ正確に処理することは困難な場合があります。その結果、意思決定の遅れ、予期せぬ機器の故障、ダウンタイムの増加など、コストのかかる結果につながる可能性があります。 

機械学習、特にコンピュータービジョンは、石油・ガス業界に多くのメリットをもたらします。データをより正確に分析し、より良い意思決定とより円滑な運用につながります。コンピュータービジョンは、機器、インフラストラクチャ、作業員をリアルタイムで監視し、問題が発生する前に予測し、ダウンタイムを短縮できます。機械学習のイノベーションは、最終的に石油・ガス業界のコスト削減と生産性と安全性の向上に役立ちます。

石油・ガス業界における人工知能のユースケース

Ultralytics YOLOv8 モデルは、複数のコンピューター ビジョン タスクをサポートし、石油およびガス業界向けの革新的なソリューションを作成するために使用できます。その方法を詳しく見てみましょう YOLOv8 探査の強化、安全性の向上、メンテナンスプロセスの最適化など、さまざまなユースケースに適用できます。

Steamの識別とセグメンテーション YOLOv8

石油・ガス業界では、蒸気は石油回収や製油所の操業などのプロセスで重要な役割を果たしています。蒸気漏れとその発生源を正確に検出することで、企業は潜在的な危険を防ぎ、最適な運転条件を維持し、エネルギー効率を向上させることができます。従来の蒸気検出方法は、多くの場合、手動検査と単純なセンサーに依存しており、微妙な漏れや断続的な漏れを見逃す可能性があります。コンピュータービジョンを使用して蒸気を適切に識別およびセグメント化し、これらのプロセスを効率的かつ安全に実行することができます。

図2. 蒸気検出とセグメンテーションの例 Ultralytics YOLOv8.

YOLOv8 インスタンスのセグメンテーションの Computer Vision タスクをサポートします。したがって、 YOLOv8 従来のセンサーが故障する可能性のある複雑な環境で蒸気を検出するためのモデル。ザ YOLOv8 モデルは、蒸気のラベル付けされた画像のデータセットでトレーニングして、その固有の特性を認識できます。トレーニング済みのモデルは、重要な領域をカバーするビデオ フィードのフレームを処理し、シーン内の他の要素から蒸気を区別できます。迅速な識別と正確なセグメンテーションにより、オペレーターは意思決定を行い、検出された問題に対処するための迅速なアクションを実行できます。

次を使用した貯蔵タンクの検出 YOLOv8-OBBの

貯蔵タンクは、石油およびガス産業で原油、精製品、およびその他の材料を保持するために使用されます。これらのタンクの完全性と適切なメンテナンスは、漏れ、汚染、およびその他の安全上の問題を防ぐために不可欠です。状態を監視するには定期的な検査が必要ですが、手作業による検査には時間がかかり、潜在的な問題をすべて効果的にカバーできない場合があります。

図3. を使用した貯蔵タンク検出の例 Ultralytics YOLOv8-OBBです。

YOLOv8-OBB (Oriented Bounding Box)モデルは、任意の向きのオブジェクトを検出して位置を特定するために特別に設計されています。空中から貯蔵タンクを識別するのに最適です。タンクを検出した後、さらに処理を行ってタンクを背景からセグメント化することができ、錆びた斑点や構造上の変形などの特定の特徴を特定することもできます。自動検出プロセスにより、ストレージ操作の安全性と効率をより適切に維持できます。

PPEの検出が簡単に YOLOv8

石油・ガス産業の現場では、職場の安全を維持するために必要な個人用保護具(PPE)を着用する必要があります。PPE には、ヘルメット、手袋、安全メガネ、視認性の高い衣服など、潜在的な危険から労働者を保護するアイテムが含まれます。PPE要件への準拠を監視することは、特に手作業による検査が現実的ではない大規模または複雑な施設では困難な場合があります。

図4. 個人用保護具(PPE)の検出例 YOLOv8.

YOLOv8 物体検出を使用して、作業者が必要な安全装置を着用しているかどうかを自動的に識別することで、PPE検出を簡素化します。このモデルは、PPEを着用している人員と着用していない人員の画像でトレーニングし、両者を区別する方法を学習できます。施設内に設置されたカメラからの映像をリアルタイムに処理することで、 YOLOv8 コンプライアンスまたはコンプライアンス違反をすばやく特定できます。この即時のフィードバックにより、安全規制を遵守するための迅速な是正措置が可能になります。

YOLOv8 車両追跡および監視用

製油所や掘削現場などの石油・ガス施設内の車両の動きは、最大の効率を達成し、アイドル時間を避けるために慎重に管理する必要があります。車両の位置と行動を監視することで、事故を防ぎ、交通の流れを最適化し、車両が適切に使用されているかどうかを追跡することができます。手動による追跡方法は、特に大規模またはビジーな環境では、非効率的でエラーが発生しやすい場合があります。 

図5. 車両検知・監視の一例 YOLOv8.

YOLOv8 物体追跡による 車両の追跡 と監視に効果的なソリューションになります。戦略的に配置されたカメラからのビデオフィードを分析することにより、 YOLOv8 車両をリアルタイムで検出して追跡できます。上記の例は、一般的な道路交通に適用されますが、石油およびガスサイトでの車両監視にも同様に効果的です。このモデルは、各車両を識別し、その動きを監視して、交通パターンと潜在的な安全上の問題に関する貴重なデータを提供できます。 

石油・ガス業界におけるAI導入の課題

コンピュータービジョンは石油・ガス業界にエキサイティングな可能性をもたらしますが、これらのソリューションの実装にはいくつかのハードルもあります。大きな課題の 1 つは、AI が学習できるクリーンな画像を取得することです。リグなどのこの業界の環境は、汚れていたり、照明が不十分だったり、常に変化したりする可能性があるため、ぼやけた映像や一貫性のない映像は、コンピュータービジョンシステムにとって混乱を招きます。

また、古いカメラシステムは、コンピュータービジョンが効果的に機能するために必要な詳細をキャプチャするのに十分な高解像度ではない可能性があります。カメラインフラのアップグレードには多額の投資が必要です。これらのカメラでキャプチャされた機密データを処理すると、さらに複雑さが増します。石油・ガス会社は、潜在的なデータ侵害から保護するために、堅牢なサイバーセキュリティ対策を実施する必要があります。石油・ガス業界向けのコンピュータビジョンの導入には課題がありますが、未来は明るいと思われます。AI コミュニティは、これらのハードルに対処するために積極的にイノベーションを起こしています。

石油・ガス産業における未来の技術を形作るイノベーション

AI、特にコンピュータービジョンや YOLOv8は、石油・ガス業界の業務を変化させています。コンピュータービジョンは、蒸気検出や車両追跡などのユースケースを通じて、探査とメンテナンスを改善できます。AIが進化し続けるにつれて、石油・ガスの未来にはさらに画期的なアプリケーションが出現することが期待できます。

AIに興味がありますか?コミュニティに参加して最新のアップデートやインサイトを入手し、 GitHubリポジトリをチェックしてください。また、 ヘルスケア製造などの業界でコンピュータービジョンをどのように使用できるかを調べることもできます。

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