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Monitorização de sistemas antigos com a ajuda do Ultralytics YOLO11

Vê como Ultralytics YOLO11 pode ajudar as empresas a monitorizar sistemas antigos com visão computacional alimentada por IA, melhorando a eficiência e reduzindo os custos de atualização.

Muitas empresas, especialmente nos sectores da produção, automação industrial, aeroespacial, telecomunicações e energia, dependem de sistemas antigos para as suas operações diárias. No entanto, a manutenção destes sistemas antigos acarreta frequentemente custos elevados e desafios técnicos. Apesar disso, a principal razão pela qual as empresas continuam a utilizar sistemas antigos é o facto de estes estarem profundamente integrados nos seus fluxos de trabalho. 

Quase dois terços das empresas gastam mais de 2 milhões de dólares na manutenção e atualização de sistemas antigos. Estes sistemas mais antigos foram criados para uma época diferente, em que a automatização e a análise em tempo real não eram uma prioridade. As empresas costumavam depender de processos manuais ou de ferramentas de monitorização desactualizadas, o que conduzia a ineficiências e a riscos operacionais mais elevados. Como resultado, muitas empresas encontram-se presas a estes sistemas desactualizados, incapazes de fazer facilmente a transição para soluções mais modernas sem interrupções significativas.

É aqui que a IA e a visão por computador, que permitem aos computadores compreender e analisar dados visuais, podem intervir e ajudar. Especificamente, modelos de visão computacional como o Ultralytics YOLO11 podem ser utilizados para detetar e monitorizar sistemas antigos, como contadores e medidores.

Neste artigo, vamos explorar a forma como YOLO11 pode ser utilizado na monitorização de sistemas antigos, as suas vantagens e como as empresas o podem integrar facilmente nos seus fluxos de trabalho existentes.

Fig. 1. Exemplos de sistemas antigos. Imagem do autor.

Desafios relacionados com a modernização de sistemas antigos

Os sistemas legados são vitais para muitas indústrias, mas transformá-los em sistemas digitais nem sempre é simples. A modernização destes sistemas é importante para aumentar a eficiência e reduzir os riscos. Aqui estão alguns dos desafios técnicos e ambientais que as empresas enfrentam quando actualizam os sistemas antigos:

  • Falta de interfaces digitais: Muitos sistemas antigos foram concebidos antes de a transformação digital se tornar comum. Funcionam com controlos analógicos, medidores e indicadores mecânicos, dificultando a integração direta com soluções de monitorização modernas.
  • Elevados custos de atualização: A substituição ou atualização da infraestrutura antiga pode ser dispendiosa e perturbadora. Muitas empresas hesitam em investir em substituições em grande escala devido aos elevados custos iniciais e às preocupações com o tempo de inatividade.
  • Conceção inconsistente dos sistemas: As máquinas mais antigas variam significativamente em termos de estrutura, materiais e funcionalidade. Esta falta de padronização dificulta a aplicação de uma solução digital uniforme em diferentes sistemas.
  • Desafios na captura de dados em tempo real: Os ecrãs analógicos não foram concebidos para a recolha automática de dados, o que dificulta a extração de leituras precisas e em tempo real de mostradores, contadores ou contadores mecânicos.
Figura 2. Desafios relacionados com a modernização de sistemas legados. Imagem do autor.

Como a IA de visão pode ajudar a monitorizar sistemas antigos

Muitas máquinas antigas utilizam mostradores, contadores e medidores analógicos que não podem ser ligados a sistemas digitais. As soluções Vision AI podem utilizar câmaras para monitorizar estes dispositivos e as imagens podem ser processadas em tempo real para converter as suas leituras em registos digitais para facilitar o acompanhamento e a elaboração de relatórios.

Uma das vantagens da utilização da visão computacional para este efeito é que os problemas operacionais podem ser detectados quase instantaneamente. Em situações de emergência, os alertas automáticos podem notificar os operadores quando os valores excedem os limites de segurança.

Além disso, a visão por computador é uma opção mais económica. A instalação de câmaras e a implementação de um sistema de IA para analisar estas imagens é rentável em comparação com as actualizações tradicionais ou os métodos de monitorização manual. Em vez de actualizações dispendiosas da infraestrutura, os modelos de visão por IA como o YOLO11 podem funcionar com o equipamento existente, tornando a modernização mais acessível.

Sistemas de monitorização herdados permitidos pelo YOLO11

Atualmente, a IA está em expansão e há uma variedade de modelos e técnicas a considerar quando se implementa uma solução de IA. Por isso, deves estar a perguntar-te: o que torna um modelo como o YOLO11 tão especial?

YOLO11 suporta várias tarefas de visão computacional, como a deteção de objectos, a segmentação de instâncias e o seguimento de objectos, e é ideal para a monitorização em tempo real. Uma das suas principais vantagens é a sua capacidade de funcionar eficientemente em dispositivos de ponta. Isso significa que pode processar dados localmente, sem depender de uma forte conexão de rede ou infraestrutura de nuvem. 

Fig. 3. Um exemplo de utilização YOLO11 para a deteção de objectos.

No chão de fábrica ou em ambientes industriais com redes fracas ou pouco fiáveis, a implementação do YOLO11 em dispositivos periféricos garante uma monitorização contínua e em tempo real sem interrupções, reduzindo a necessidade de soluções dispendiosas baseadas na nuvem e tornando-a uma opção mais acessível e prática para as empresas.

Além disso, YOLO11 é conhecido pelo seu desempenho superior em termos de precisão e velocidade em comparação com os seus antecessores. Com menos 22% de parâmetros do que YOLOv8m, o YOLO11m atinge uma precisão média superior (mAP) no conjunto de dados COCO. 

Resumindo, YOLO11 consegue detetar objectos com maior precisão e rapidez, mesmo com menos capacidade de processamento. Isto torna-o mais eficiente na deteção de problemas e na monitorização de sistemas em tempo real, ao mesmo tempo que utiliza menos recursos, o que é especialmente útil para sistemas antigos.

Aplicações do YOLO11 em sistemas de monitorização antigos

De seguida, vamos explorar alguns casos de utilização do mundo real em que YOLO11 automatiza processos utilizando a visão por computador para seguir e analisar leituras, tudo sem a necessidade de modificar o equipamento existente.

Monitorização de medidores analógicos com YOLO11

Várias máquinas industriais utilizam medidores analógicos para medir a pressão, a temperatura e os níveis de fluidos. As leituras manuais demoram tempo e muitas vezes levam a inconsistências, especialmente em operações de grande escala. YOLO11 pode melhorar estes processos. 

Vê mais de perto como funciona normalmente a monitorização analógica de medidores com o YOLO11 :

  • Deteção de objectos: YOLO11 detecta e localiza primeiro o medidor dentro de uma imagem, assegurando que é identificado com precisão, mesmo em ambientes complexos.

  • Segmentação de instâncias: Assim que o medidor é identificado, YOLO11 utiliza a segmentação de instâncias para separar elementos-chave como a agulha, a escala e as marcações numéricas. Isto é importante porque assegura que o sistema se concentra apenas nas partes relevantes do medidor, removendo qualquer ruído de fundo ou distracções. Ao isolar estas áreas-chave, o passo seguinte torna-se mais preciso e eficiente.

  • Reconhecimento ótico de caracteres (OCR): Por fim, a tecnologia OCR pode ser utilizada para converter os números do medidor em dados digitais, permitindo às empresas acompanhar as medições sem necessidade de leituras manuais.

Embora este seja o método geral, os passos exactos podem variar dependendo de factores como o tipo de medidor, as condições ambientais e o ângulo ou a qualidade das imagens captadas. Podem ser efectuados ajustes para garantir leituras precisas com base nestas variáveis.

Fig. 4. Como funciona a monitorização analógica de medidores usando YOLO11 . Imagem do autor.

YOLO11 pode simplificar a monitorização de contadores de serviços públicos

Muitos fornecedores de serviços públicos ainda dependem de contadores mecânicos para controlar o consumo de água, gás e eletricidade. Em alguns casos, são necessárias visitas manuais ao local para recolher as leituras, o que demora tempo e aumenta os custos. 

YOLO11 automatiza o processo de monitorização utilizando a visão por computador para detetar e cortar as partes relevantes dos mostradores dos contadores. Ao fazê-lo, os valores numéricos no mostrador podem ser isolados e o OCR pode ser utilizado para os ler.

Com os dados recolhidos utilizando a visão computacional, os fornecedores de serviços públicos podem analisar os padrões de consumo de forma mais eficaz. A integração da análise de dados no processo de monitorização ajuda a seguir as tendências históricas de utilização, a identificar anomalias e a detetar irregularidades, como picos ou quedas súbitas no consumo, que podem indicar problemas como fugas ou contadores defeituosos.

Analisar painéis de controlo com o YOLO11

Os sistemas antigos, como unidades de controlo industrial, monitores de redes eléctricas e painéis de automação de fábricas, dependem de painéis de controlo analógicos com interruptores, botões e luzes indicadoras para apresentar o estado da máquina e os códigos de erro. Geralmente, os operadores inspeccionam estes painéis manualmente, o que consome muito tempo e aumenta o risco de respostas atrasadas.

YOLO11 pode otimizar este processo ao identificar e seguir com precisão os componentes do painel de controlo. Consegue detetar interruptores, etiquetas e luzes indicadoras, e determinar as suas posições e estados. Consegue identificar se as luzes indicadoras estão a mostrar avisos ou funcionamento normal. 

Por exemplo, se uma luz de aviso for activada, YOLO11 pode detetar imediatamente a alteração e os operadores podem ser alertados, permitindo tempos de resposta mais rápidos e reduzindo o risco de não se detectarem questões críticas.

Fig. 5. Um painel de controlo com luzes indicadoras.

Prós e contras da modernização de sistemas antigos

A visão por computador é uma forma prática de monitorizar sistemas antigos sem substituir o hardware existente. No entanto, como qualquer outra tecnologia, apresenta vantagens e limitações. Vamos explorar ambas para ter uma ideia melhor de como pode ser aplicada eficazmente.

Eis algumas formas em que a IA de visão tem um impacto positivo na monitorização de sistemas antigos:

  • Reduz os custos a longo prazo: Embora a configuração inicial possa exigir investimento, a automatização das tarefas de monitorização e a redução do erro humano podem levar a poupanças significativas ao longo do tempo.
  • Consistência e fiabilidade: Ao contrário das inspecções humanas, que podem variar em qualidade e consistência, YOLO11 oferece um desempenho consistente e fiável ao longo do tempo.
  • Melhoria da tomada de decisões: Os dados e a análise em tempo real melhoram a tomada de decisões, permitindo aos operadores fazer escolhas informadas com base em informações actualizadas.

Entretanto, eis algumas das considerações a ter em conta:

  • Depende da qualidade da imagem: A visão por computador depende muito de imagens ou vídeos de alta qualidade. A má qualidade da imagem, a baixa resolução ou a má iluminação podem levar a detecções imprecisas ou perdidas.

  • Vulnerabilidade a factores ambientais: Ambientes agressivos, como temperaturas extremas, poeira, vibrações ou interferências, podem degradar o desempenho dos sistemas de visão computacional.
  • Complexidade no tratamento de grandes volumes de dados: Como o sistema recolhe grandes quantidades de dados visuais, a gestão, o armazenamento e a análise desses dados podem tornar-se um desafio sem uma infraestrutura adequada.

Principais conclusões

A monitorização eficiente de sistemas antigos nem sempre requer a substituição do hardware existente. Muitas empresas lidam com equipamento desatualizado, mas a Vision AI oferece uma forma de acompanhar o desempenho sem fazer grandes alterações.

YOLO11 torna isto possível utilizando a deteção de objectos e outras tarefas de visão por computador. Consegue ler medidores, contadores e painéis de controlo com câmaras para monitorização em tempo real, sem necessidade de modificar o sistema. O modelo funciona sem problemas em dispositivos periféricos, o que o torna ideal para indústrias com conetividade limitada à nuvem. Isto permite às empresas processar dados no local e resolver rapidamente problemas operacionais.

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