Aprimorando as operações da pedreira: IA no setor de agregados

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Blog do Tolveet

-5 min de leitura-2 de abril de 2024

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Atualmente, o setor de agregados está passando por uma transformação significativa com a integração de Inteligência Artificial (IA) e tecnologias avançadas para lidar com os desafios operacionais nas operações de pedreiras.

Ao utilizar uma variedade de algoritmos sofisticados - como visão computacional, aprendizado de máquina e técnicas de otimização - juntamente com dados de sensores, drones, câmeras e LiDAR, as pedreiras estão melhorando a eficiência operacional, a segurança e os processos de tomada de decisão. Essa evolução abrange desde o núcleo das plantas de britagem até o monitoramento aéreo, otimizando significativamente a produção, as medidas de segurança e a sustentabilidade ambiental.

No contexto desta postagem do blog, o termo IA refere-se especificamente à "IA prática ". A Inteligência Artificial (IA) prática é a aplicação de algoritmos avançados, análise de dados e capacidade computacional para resolver desafios específicos, produzindo resultados que superam significativamente o desempenho humano sem pretensão de Inteligência geral .

Esta publicação destaca diversos casos de uso no setor de agregados, onde a IA prática pode melhorar substancialmente as operações de campo. Usando técnicas de otimização, os produtores de materiais podem transformar dados históricos em insights acionáveis, otimizando a produtividade e a alocação de recursos na produção de agregados. O aprendizado de máquina impulsiona as operações das pedreiras com insights orientados por dados, enquanto a visão computacional com IA aumenta a eficiência operacional, a manutenção e a conformidade com a segurança, sinalizando uma mudança para operações de pedreiras mais inteligentes, seguras e eficientes.

Manutenção preditiva

A Manutenção Preditiva utiliza algoritmos avançados, como Change Point e Detecção de Excedentes, para analisar os dados dos sensores das máquinas da pedreira, antecipando possíveis falhas e necessidades de manutenção. Essa aplicação inteligente de aprendizado de máquina permite programar a manutenção em momentos menos críticos, reduzindo interrupções na produção. Por exemplo, pode prever problemas na correia transportadora em pedreiras ao analisar dados de velocidade, tensão e vibração, reduzindo o tempo de inatividade e aumentando a eficiência operacional. Adotar esses métodos preditivos melhora o gerenciamento de equipamentos, diminui surpresas de inatividade e prolonga a vida útil das máquinas.

Medições volumétricas

Medições volumétricas utilizam sensores estereoscópicos 3D e/ou LiDAR para estimativas precisas do volume da pedreira. Scanners de volume de carga por exemplo, possibilitam medições de volume de caminhões basculantes em movimento, eliminando a necessidade de balanças de peso em favor de cálculos de volume - essenciais para materiais com teor de umidade variável. Além disso, Scanners de volume de correia transportadora utilizam tecnologia similar e oferecem rastreamento da produção em tempo real.

A adoção de volume (metros cúbicos ou jardas cúbicas) como unidade de medida, em vez de peso, simplifica o planejamento operacional em pedreiras. Essa alteração acelera o monitoramento da produção, estoque e demanda, melhorando o planejamento.

Monitoramento de segurança

Ao monitorar a segurança e os riscos potenciais, você garante a proteção dos trabalhadores e a conformidade com as normas. Exemplos de uso dessa tecnologia incluem identificação em tempo real do uso de EPI, anticolisão homem-máquina, detecção de congestionamento no local e identificação de práticas inseguras.

Automação de portões

Sistemas de monitoramento de portões equipados com câmeras nos pontos de entrada, permitem o rastreamento de caminhões em tempo real e a captura automatizada da demanda, simplificando as operações das fábricas de agregados. Com detecção de placas de veículos e RFID, identificação de veículos e verificações de conformidade, esses sistemas reforçam a segurança, minimizam disputas e agilizam o processo de check-in/out.

Além disso, a emissão autônoma de bilhetes, facilitada pela visão computacional e eliminando a necessidade de quiosques, juntamente com o aprimoramento dos algoritmos de análise de tamanho de partículas para categorização de produtos, abre caminho para a coleta totalmente automatizada de produtos.

Controle de qualidade

Aproveitando a análise de imagens para avaliação em tempo real do tamanho das partículas em pilhas de estoque ou correias transportadoras, a tecnologia de visão computacional pode classificar com precisão a qualidade do material. Isso garante a consistência do produto e a adesão às especificações do cliente, eliminando a necessidade de amostragem manual periódica.

Monitoramento da condição do equipamento

A análise em tempo real do desgaste do maquinário previne avarias. Sistemas de detecção de dentes ausentes em escavadeiras e carregadeiras evitam bloqueios em britadores e interrupções, oferecendo análise de condições em tempo real e alertas de manutenção imediata.

Estimativas de volume de estoque

As imagens de drones, a fotogrametria e o aprendizado profundo permitem precisão medição do volume da pilha otimizando o gerenciamento e a eficiência do estoque. Esse método oferece uma análise rápida no terreno, melhora o monitoramento e a visibilidade dos estoques, e apoia relatórios semiautomatizados e em tempo real para melhor reconciliação de estoque e previsão financeira.

Otimização de processos

Ao utilizar dados de sensores em equipamentos como alimentadores, trituradores e moinhos, algoritmos de otimização ajustam os parâmetros operacionais com base em temperatura, infravermelho, vibração e consumo de energia. Esse ajuste fino estratégico aumenta a produção e a qualidade dos agregados, minimiza o desperdício e a ineficiência, e reduz o tempo de inatividade da planta. O resultado é uma operação adaptável e altamente eficiente, capaz de atender a demandas e condições variáveis, garantindo o fornecimento de agregados de qualidade superior.

Gerenciamento de recursos

Algoritmos de otimização são essenciais para melhorar a alocação de recursos e o agendamento da produção. Ao equilibrar a demanda, capacidade de produção e estoques, esses algoritmos aumentam a eficiência operacional e reduzem custos, otimizando as operações da pedreira.

Previsão de demanda

Para grandes operações de agregados com centenas de pedidos diários e caminhões entrando na fábrica, o uso de modelos de Previsão de Séries Temporais pode auxiliar na previsão da demanda futura de materiais agregados, ajudando no planejamento estratégico e nos ajustes operacionais.

Caminhões de transporte autônomos

Caminhões autônomos adaptados para operações em pedreiras passaram do conceito para a realidade de algumas empresas O caminhão de transporte autônomo é o primeiro do mundo, simbolizando o avanço do setor rumo a soluções inovadoras que aprimoram a eficiência e reduzem os custos operacionais. A implementação desses caminhões foi motivada pelo sucesso de sua adaptação na mineração.

O impulso para a automação é motivado pelo potencial de economia significativa de custos e aumento da produtividade. Contudo, a aplicação dessa tecnologia no setor de agregados enfrenta desafios exclusivos, especialmente devido ao ambiente acidentado das pedreiras, onde a poeira e a lama impactam substancialmente as operações. Esses desafios são agravados pela complexidade e pelos custos das configurações de rede e pela necessidade de múltiplos sensores. Apesar desses obstáculos, o investimento e esforço iniciais prometem uma aplicação mais ampla da autonomia em operações de pedreiras, possivelmente abrangendo tratores, escavadeiras e rolos, estabelecendo um precedente para um futuro totalmente automatizado no setor de agregados.

Conclusão

A integração de tecnologias avançadas nas operações de pedreiras indica um avanço em direção a práticas mais inteligentes e eficientes. As inovações, de insights de sensores a visões gerais de drones, estão estabelecendo novos padrões operacionais. Tolveet A KPMG, empresa líder em tecnologia no setor de agregados, facilita essa transformação ao implementar IA e aprendizado de máquina para simplificar o gerenciamento de pedreiras, desde a manutenção preditiva até a otimização de recursos. Isso não só aumenta a eficiência operacional, mas também reduz custos e aumenta a produção. Sem a Tolveet, os produtores de materiais correm risco de perder esses avanços, o que pode levar ao maior tempo de inatividade, uso ineficiente de recursos e incapacidade de atender à crescente demanda por materiais sustentáveis. Conforme o setor avança, as soluções da Tolveet são vitais para conduzir as pedreiras a maior eficiência e sustentabilidade.

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