JP7181227B2 - 産業資産完全性データのインテリジェントな自動化されたレビュー - Google Patents

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Description

本明細書に開示される主題は、産業資産管理に関し、より詳細には、産業資産の健全性の監視及び管理に関する。
さまざまな実体は、それらの事業の一部としてさまざまな種類の産業資産を所有または保守してもよい。そのような資産は、物理的または機械的な装置または構造を含んでもよく、それらは、場合によっては、電気技術及び/または化学技術を利用してもよい。そのような資産は、さまざまな目的のために使用または保守されてもよく、主要なインフラストラクチャ、インベントリとして、または、文脈に応じて他の専門語によって、特徴づけられてもよい。たとえば、産業資産は、パイプラインまたは配電網などの分散型資産、ならびに、風力タービン、飛行機、フレアスタック、車両などの個別の資産または離散的な資産などを含んでもよい。資産は、動作に影響を与えることがあるさまざまな欠陥(たとえば、自然発生的な機械的欠陥、電気的欠陥、または日常的な損耗)が生じることがある。たとえば、時間が経つにつれて、産業資産は、天候により腐食もしくは割れが生じることがあり、または、1つもしくは複数の構成部品の摩耗もしくは故障のために、性能もしくは効率の悪化を示すことがある。
場合によっては、人間の検査員が、産業資産を検査及び解析してもよい。たとえば、検査員は、資産の表面上の腐食を探して、場所を突き止めることができる。しかしながら、資産の位置、寸法、及び/または複雑さ、ならびに周囲の環境に応じて、一人または複数の人間が検査を手動で行うことは、かなりの時間がかかることがある。さらに、一部の検査業務は、退屈で、汚く、または、その他の場合に人間には不適当であることがある。たとえば、一部の資産は、高さ、限定された空間、危険性などのために、人間が容易に近づくことができない場所にあることがある。
これらの問題に対処するために、資産検査計画が生成及び実行されてもよい。たとえば、検査員は、欠陥を探している資産の特定の予め決められた位置またはサブコンポーネントを調査してもよい。従来の産業資産検査は、資産完全性に関連するさまざまなデータの収集を必要とし、特定の種類のデータストリームを解析する特定のソフトウェアを使用することに留意されたい。たとえば、典型的な産業資産は、解析する必要があるいくつかの異なる種類の検査データ(たとえば、写真、温度、超音波データなど)を有してもよい。既存の方法は、最終的な検査概要を作成するために、手動データ相関及び異なる解析の融合を必要とする。扱いにくさの他に、このようなアプローチは、エラーが発生することがあり、かつ/または、非効率的であることがある。たとえば、エラー及び非効率性は、異なるデータソースを関連付けるために、かつ/または適切な資産位置及びサブコンポーネントにタグをつけるために必要な手動の労力によってもたらされることがある。
したがって、正確かつ効率的な方法で、産業資産完全性データのインテリジェントな自動化されたレビューを容易にするシステム及び方法を提供することが望ましいであろう。
概要
いくつかの実施形態によると、メタデータ検査データストアは、産業資産の階層型コンポーネント及びサブコンポーネントを含んでもよく、関心点を定義してもよい。産業資産検査プラットフォームは、その情報にアクセスして、少なくとも1つのセンサタイプと各関心点との関連性を含む検査計画を生成してもよい。次に、プラットフォームは、検査計画についての情報を検査計画データストアに格納してもよく、検査データ(たとえば、手動収集データ、少なくとも1つの検査装置からのセンサ情報のストリームなど)を受信してもよい。スマートタギングアルゴリズムは、検査計画データストアの情報に基づいて、少なくとも1つの関心点を検査データの適切な部分と関連付けるために実行されてもよい。いくつかの実施形態によると、次に、プラットフォームは、受信した検査データの適切な部分に基づいて検査レポートを生成し、検査レポートを検査情報データストアに格納してもよい。
いくつかの実施形態は、少なくとも1つのセンサタイプと複数の関心点のそれぞれとの関連性を含む検査計画を生成するために、産業資産検査プラットフォームによって、メタデータ検査データストアの情報にアクセスするための手段であって、メタデータ検査データストアが産業資産に関連する電子記録を含み、電子記録が産業資産の階層型コンポーネント及びサブコンポーネントを表し、複数の関心点を定義する、アクセスするための手段と、検査計画についての情報を検査計画データストアに格納するための手段と、通信ポートを介して、検査データ(たとえば、手動収集データ、少なくとも1つの検査装置からのセンサ情報の少なくとも1つのストリームなど)を受信するための手段と、検査計画データストアの情報に基づいて、複数の関心点の少なくとも1つを、受信した検査データの適切な部分と関連付けるためにスマートタギングアルゴリズムを実行するための手段とを含む。
本明細書に開示されるいくつかの実施形態の技術的利点は、正確かつ効率的な方法で、産業資産完全性データのインテリジェントな自動化されたレビューを容易にする改良されたシステム及び方法を含む。
いくつかの実施形態による産業資産検査システムの高レベルブロック図である。 いくつかの実施形態により実行されてもよい産業資産検査方法を示す。 いくつかの実施形態による検査プロセスフローを示す。 いくつかの実施形態による産業資産検査システムのより詳細な例である。 いくつかの実施形態により実行されてもよい検査計画方法を示す。 いくつかの実施形態による産業資産及び関連する産業資産階層の例である。 いくつかの実施形態により実行されてもよい検査データ収集方法を示す。 いくつかの実施形態による検査データ収集を示す。 いくつかの実施形態により実行されてもよい検査レビュープロセスの例である。 いくつかの実施形態によるスマートタギングを有する産業資産ユーザインタフェースを示す。 いくつかの実施形態により実行されてもよい変化検出方法の例である。 いくつかの実施形態により実行されてもよいレポート生成方法の例である。 いくつかの実施形態による産業資産検査プラットフォームを示す。 いくつかの実施形態による検査情報データベースのテーブル部分である。 いくつかの実施形態によるインタラクティブなグラフィカルユーザインタフェースを表示するタブレットコンピュータを示す。
詳細な説明
以下の詳細な説明では、実施形態の完全な理解を提供するために、多数の特定の詳細が述べられる。しかしながら、これらの具体的な詳細なしで実施形態を実施できることは、当業者には理解されるであろう。他の例では、よく知られている方法、手順、構成要素、及び回路は、実施形態を不明瞭にしないように詳細には記載していない。
本明細書で説明されるいくつかの実施形態は、産業資産完全性データのインテリジェントな自動化されたレビューを提供することに関する。このような実施形態は、企業または法人実体、政府、個人、非営利団体などを含む、さまざまな実体と関連する産業資産を検査するときに有用であることがある。本明細書で論じられるように、そのような資産は、一般に離散的でもよく、もしくは、それらの範囲内に限定されてもよく(たとえば、飛行機、ヘリコプタ、船、潜水艦、宇宙打ち上げロケット、衛星、機関車などの乗り物)、または、地理的に分散されていてもよい(たとえば、道路または線路、港または空港、パイプラインまたは電気的インフラストラクチャ、発電施設または製造工場など)。本明細書で説明されるいくつかの実施形態は、ロボット手段を使用して、手動で、自律的に、または半自律的に、これらの種類の資産(ならびに、記載されていない他の資産)を検査するのに使用されてもよい。
これを考慮して、さまざまな分野において、分配型資産及び/または個別の資産などの資産が、任意の数の動作を実行するのに使用されてもよいことが理解されるであろう。時間が経つにつれて、資産は、天候、物理的摩耗などのために劣化することがある。たとえば、数か月または数年経つにつれて、資産の1つまたは複数の構成要素は、雨及び風もしくは他の環境状態のために、または、不十分な保守管理のために、摩耗または劣化することがある。あるいは、場合によっては、摩耗または保守管理状態とは無関係であることがあるが、代わりに検知されていない欠陥または知られていない応力要因に起因することがある、資産の1つまたは複数の構成要素またはシステムの自然故障が発生することがある。資産の欠陥が段階的なプロセスまたは突然の出来事によるかどうかにかかわらず、資産の健全性を理解することは、そのような欠陥をタイムリーかつ効果的な方法で検査することに依存する。
いくつかの従来のアプローチでは、一人または複数の担当者は、資産の健全性を判定するために、有限の期間での摩耗について資産を検査してもよい。たとえば、検査員は、複数の異なる種類のセンサからのデータを、手動で関連付けてもよく、融合させてもよい。しかしながら、人間が検査プロセスのこれらの態様をレビュー及び/または監視することは、難しく、エラーが生じやすい業務である可能性がある。計画された検査はかなりの時間がかかる、検査はさまざまなルートを潜在的にとる可能性がある、調査する多くの関心点がある、資産及び/または周囲の環境が複雑で動的に変化する、他の人々及び/またはロボットがその領域で同時に作動しているなどのとき、これは特に正しい可能性がある。
したがって、正確かつ効率的な方法で、産業資産完全性データのインテリジェントな自動化されたレビューを容易にするシステム及び方法を提供することが望ましいであろう。図1は、本発明のいくつかの実施形態によるシステム100の高レベルブロック図である。特に、システム100は、メタデータ検査データストア110(たとえば、産業資産の階層型コンポーネント及びサブコンポーネントを表し、関心点を定義する一組の電子記録を格納する)、ならびに、検査計画データストア120(たとえば、センサデータ、関心点、検査ロボットの移動経路などを含む検査計画を定義する一組の電子記録を格納する)の情報にアクセスすることができる産業資産検査プラットフォーム150を含む。産業資産検査プラットフォーム150は、遠隔ユーザインタフェース装置170と(たとえば、ファイアウォールを介して)情報を交換してもよい。いくつかの実施形態によると、産業資産検査プラットフォーム150は、ユーザインタフェース装置170と通信し、メタデータ検査データストア110及び/または検査計画データストア120の情報にアクセスし、検査データ(たとえば、センサ情報のストリーム)を受信し、スマートタギング140を実行し、自動化及び生産性ツール160を利用し、検査レポート180を生成してもよい。いくつかの実施形態によると、受信した検査データストリームは、通信プロトコルに従って、(情報の有線交換及び無線交換を含む)情報の交換に適したポートなどの通信ポートを介して交換されてもよい。産業資産検査プラットフォーム150は場合によっては、企業のために点検を実行する業者などの第三者と連携してもよいことに留意されたい。
産業資産検査プラットフォーム150は、たとえば、パーソナルコンピュータ(PC)、ラップトップコンピュータ、スマートフォン、エンタプライズサーバ、サーバファーム、及び/または、データベースもしくは類似の記憶装置と連携させてもよい。いくつかの実施形態によると、「自動化された」産業資産検査プラットフォーム150は、検査レポート180の作成を自動的に容易にしてもよい。本明細書で使用される場合、用語「自動化された」は、たとえば、人の介入をほとんど(または、まったく)伴わずに行うことができる動作を指してもよい。
本明細書で使用される場合、産業資産検査プラットフォーム150及び本明細書で説明される任意の他の装置に関連する装置を含む装置は、ローカルエリアネットワーク(LAN)、メトロポリタンエリアネットワーク(MAN)、ワイドエリアネットワーク(WAN)、専用ネットワーク、公衆交換電話網(PSTN)、無線アプリケーションプロトコル(WAP)ネットワーク、ブルートゥースネットワーク、無線LANネットワーク、及び/またはインターネット、イントラネット、もしくはエクストラネットなどのインターネットプロトコル(IP)ネットワークの1つまたは複数とすることができる任意の通信ネットワークを介して情報を交換することができる。本明細書で説明される任意の装置は、1つまたは複数のそのような通信ネットワークを介して通信してもよいことに留意されたい。
産業資産検査プラットフォーム150は、メタデータ検査データストア110及び/もしくは検査計画データストア120に情報を格納してもよく、ならびに/または、メタデータ検査データストア110及び/もしくは検査計画データストア120から情報を検索してもよい。メタデータ検査データストア110及び/または検査計画データストア120は、ダウンロードされたデータ、企業のオペレータによって最初に入力されたデータ、産業資産検査プラットフォーム150によって生成されたデータなどを格納してもよい。メタデータ検査データストア110及び/または検査計画データストア120は、ローカルに格納されてもよく、または、産業資産検査プラットフォーム150から離れて存在してもよい。以下でさらに説明されるように、メタデータ検査データストア110及び/または検査計画データストア120は、検査レポート180を生成するために、産業資産検査プラットフォーム150によって使用されてもよい。単一の産業資産検査プラットフォーム150が図1に示されているが、任意の数のそのような装置が含まれてもよい。さらに、本明細書に記載されたさまざまな装置は、本発明の実施形態に従って組み合わせることができる。たとえば、いくつかの実施形態において、産業資産検査プラットフォーム150、メタデータ検査データストア110、及び/もしくは検査計画データストア120は、同じ場所に配置されてもよく、かつ/または、単一の機器を備えてもよい。
場合によっては、検査データストリームは、それら自身が飛行する、かつ/または、産業資産検査プラットフォーム150を介して(たとえば、遠隔ユーザインタフェース装置170を使用する人間モニタによって)無線で制御される検査「ロボット」から受信される。本明細書で使用される場合、用語「ロボット」は、コンピュータによってプログラムされた一連の業務などの一連の業務(たとえば、機械の全部または一部の移動、検知データまたは測定値を取得する1つまたは複数の種類のセンサの動作など)を、自動的に(たとえば、少なくとも部分的に入力、監視、またはユーザによる制御なしに)実行することが可能な機械(たとえば、電気機械式機器)を指してもよい。検査ロボットは、産業資産の1つまたは複数の特性を検出する1つまたは複数のセンサを含んでもよいことに留意されたい。検査ロボットはまた、メモリ及びストレージコンポーネントに作動可能に結合される1つまたは複数のプロセッサを含む処理システムを含んでもよい。
いくつかの実施形態によると、システム100は、産業資産完全性データのインテリジェントな自動化されたレビューを提供してもよい。図1のシステム100は一例としてのみ提供され、実施形態は付加的な要素またはコンポーネントと関連付けられてもよいことに留意されたい。いくつかの実施形態によると、システム100の要素は、分散通信ネットワーク上のインタラクティブなユーザインタフェースディスプレイを自動的にサポートする。図2は、本発明のいくつかの実施形態に従って、図1に関して説明されたシステム100、または、任意の他のシステムの要素のいくつかまたはすべてによって実行されてもよい方法200を示す。本明細書で説明するフローチャートは、ステップの順序を固定することを意味するものではなく、本発明の実施形態は、実行可能な任意の順序で実施することができる。本明細書で説明する方法のいずれかは、ハードウェア、ソフトウェア、またはこれらの手法の任意の組合せによって実行することができることに留意されたい。たとえば、コンピュータ可読記憶媒体は、機械によって実行された場合、本明細書に記載の実施形態のいずれかによるパフォーマンスをもたらす命令を格納することができる。
S210において、システムは、検査計画を生成するために、メタデータ検査データストアの情報にアクセスしてもよい。いくつかの実施形態によると、検査計画は、少なくとも1つのセンサタイプと複数の関心点のそれぞれとの関連性(たとえば、欠陥が過去に発生した資産の位置、将来発生すると予測される資産の位置など)を含む。メタデータ検査データストアは、産業資産に関連する電子記録を含んでもよく、電子記録は、産業資産の階層型コンポーネント及びサブコンポーネントを表し、複数の関心点を定義してもよいことに留意されたい。いくつかの実施形態によると、メタデータ検査データストアの情報は、スキーマ、テンプレート、単純なデータ型の列挙リスト、構造化されたデータ型の列挙リスト、ならびに/または、単純なデータ型及び構造化されたデータ型の列挙リストを介して配置される。本明細書で使用される場合、文言「産業資産」は、一例としてのみ、フレアスタック、風力タービン、電力網、航空機、機関車、パイプ、貯蔵タンク、ダムなどを指ししてもよい。
いくつかの実施形態によると、S210の検査計画の生成はまた、他の情報に基づいてもよい。たとえば、検査計画の生成は、別の検査計画、検査レポート、及び/または過去のレビューにおいて(たとえば、自然言語処理を使用して)で見いだされたものを含む、検査関連アーチファクトの記載にさらに基づいてもよい。他の実施形態によると、検査計画は、過去の欠陥、明確なプロセス、暗黙のプロセス、産業資産の三次元モデル、産業資産のデジタルメトリックモデル、自然言語仕様、正式な検査計画、産業資産を取り囲む環境などに基づいてもよい。一組の関心点に加えて、検査計画は、「関心領域」としてグループ化された一組の関心点(たとえば、特定のサブコンポーネント上の)、関心点に関連する異常、関心点に関連する目線(たとえば、検査カメラで採用しなければならないカメラアングル及び/もしくはズームのレベル)、ならびに/または、関心点に関連する時間(たとえば、センサがその場所でどのくらいの期間、データを収集しなければならないかを定義する)と関連付けられてもよい。
S220において、システムは、検査計画についての情報を検査計画データストアに格納してもよい。S230において、システムは、通信ポートを介して、検査データを受信してもよい。たとえば、システムは、手動収集検査データ、及び/または、少なくとも1つの検査装置(たとえば、検査ロボット、固定されたセンサなど)からのセンサ情報の少なくとも1つのストリームを受信してもよい。たとえば、センサデータストリームの少なくとも1つは、産業資産の1つまたは複数の特性を示す検査装置から受信されてもよい。検査装置は、センサ情報を収集する複数のセンサを含んでもよいことに留意されたい。このような装置の例は、固定されたセンサ、ロボット、ドローン、車輪自動車、軌道に沿って移動するのに適した車両、昇降車両、巡回車両などを含んでもよい。採用されてもよいセンサの例は、カメラ、ビデオカメラ、赤外線(IR)カメラ、マイクロフォン、化学的検出器、光検知測距(LIDAR)センサ、放射検出器、熱画像機器、超音波試験装置などを含む。いくつかの例が単一の検査装置またはロボットに関連して本明細書で説明されているが、その代わりに、検査計画が同時に情報を収集する複数の検査装置またはロボットと関連付けられてもよいというわけではない。センサデータに加えて、産業資産検査プラットフォームは、検査装置から、計画された目的についての情報、全地球測位システム(GPS)/ディファレンシャルGPS(DGPS)座標、高度情報、近接情報、バッテリ情報、ミッションクリティカル情報、セーフティクリティカル情報、慣性計測装置(IMU)データなどの追加データを受信してもよい。
S240において、システムは、検査計画データストアの情報に基づいて、複数の関心点の少なくとも1つを、受信した検査の適切な部分と関連付けるために、スマートタギングアルゴリズムを実行してもよい(たとえば、システムはセンサ情報の受信したストリームの適切な部分を自動的に識別してもよい)。たとえば、スマートタギングアルゴリズムは、関心点へのデータの部分的に手動のタギング、関心点へのデータの自動タギング、異なるデータストリームからの相互関係のある照合された要素、GPS/DGPSデータ、IMUデータ、自動化された欠陥認識、自然言語記述を介して抽出された資産状況などと関連付けられてもよい。いくつかの実施形態によると、システムは、受信した検査データの適切な部分(たとえば、センサ情報のストリームの部分)に基づいて、検査レポートを自動的に生成してもよい。次に、検査レポートは、検査情報データストアに格納されてもよい。検査レポートの生成(たとえば、自動生成または部分的に自動生成)は、予め格納されたデータ(たとえば、定型表現、過去の検査結果など)を、センサ情報の受信したストリームの適切な部分と組み合わせること含んでもよいことに留意されたい。
図3は、いくつかの実施形態による検査プロセスフロー300を示す。特に、プロセスフローは、検査計画310(図5及び6に関して説明される)に続いて、検査データ収集320(図7及び8に関して説明される)、ならびに、レポート380を生成する検査レビュー330(図9に関して説明される)を含む。すなわち、産業資産検査は、検査計画310、検査データ収集320、及び検査レビュー330プロセスからなってもよい。さまざまな資産の種類を検査するために利用可能ないくつかの異なるツール及び技術があってもよいことに留意されたい。さらに、所定の資産の種類は、異なるツール及び技術によって検査されてもよい。たとえば、石油化学製油所フレアスタックのフランジまたはボルトは、写真または熱画像を使用して、腐食による損傷について視覚的に検査されてもよい。フレアスタックのパイロット及び燃料ガスパイプは、機械的完全性を保証する最小限の動作厚さを確認するために、超音波試験を代わりに使用してもよい。従来の検査アプローチでは、検査員は、全体的な評価を作成する前にデータを収集及び解析するために、異なる専用ツール及びソフトウェアを使用した。
このアプローチを改善するために、図4は、いくつかの実施形態による産業資産検査システム400のより詳細な例を提供する。すなわち、図は、さまざまな検査技術を統一アプローチに統合するいくつかの実施形態の全体的な概略図を提供する。いくつかの実施形態において、メタデータ仕様は、検査計画、レビュー、検査レポート、欠陥、ならびにセンサデータストリーム及びそれらの仕様などの検査関連アーチファクトを記載してもよい。メタデータは、スキーマ、テンプレート、または単純なデータ型及び構造化されたデータ型の列挙リストを使用して格納されてもよい
ことに留意されたい。
すでに述べたように、システム400は、メタデータ検査データストア410(たとえば、産業資産の階層型コンポーネント及びサブコンポーネントを表し、関心点を定義する一組の電子記録を格納する)、ならびに、検査計画データストア420(たとえば、センサデータ、関心点、検査ロボットの移動経路などを含む検査計画を定義する一組の電子記録を格納する)の情報にアクセスすることができる産業資産検査プラットフォーム450を含む。産業資産検査プラットフォーム450は、遠隔ユーザインタフェース装置470と(たとえば、ファイアウォール455を介して)情報を交換してもよい。いくつかの実施形態によると、産業資産検査プラットフォーム450は、ユーザインタフェース装置470と通信し、メタデータ検査データストア410及び/または検査計画データストア420の情報にアクセスしてもよい。
産業資産検査プラットフォーム450は、カメラ435を有する検査ロボット432、資産センサ434、検査ツール436、(たとえば、データに手動で注釈をつける)検査員438などのさまざまな装置と、検査データストリームを交換してもよい。検査データプラットフォーム450はまた、検査計画442、検査データ収集444、検査レビュー446などに関連するタギングなどの、スマートタギング440を実行してもよい。いくつかの実施形態によると、検査データプラットフォームは、可視化及び注釈プラグイン(図10に関して説明される)、変化検出464(図11に関して説明される)、ならびに/または、レポート生成(図12に関して説明される)に関連するツールなどの、自動化及び生産性ツール460をさらに利用してもよい。以下でさらに説明されるように、メタデータ検査データストア410及び/または検査計画データストア420は、検査レポート480を生成するために、産業資産検査プラットフォーム450によって使用されてもよい。単一の産業資産検査プラットフォーム450が図4に示されているが、任意の数のそのような装置が含まれてもよい。さらに、本明細書に記載されたさまざまな装置は、本発明の実施形態に従って組み合わせることができる。たとえば、いくつかの実施形態において、産業資産検査プラットフォーム450、メタデータ検査データストア410、及び/もしくは検査計画データストア420は、同じ場所に配置されてもよく、かつ/または、単一の機器を備えてもよい。
図5は、いくつかの実施形態により実行されてもよい検査計画方法を示す。S510において、検査計画が開始されてもよい。S510で開始される検査計画が、明確なプロセスまたは暗黙のプロセスとして生じてもよいことに留意されたい。明確なプロセスとして、検査計画は、検査する必要がある資産(または、資産サブコンポーネント)に言及してもよい。S520において、システムは、検査計画を定義するために、検査中の実際の資産のデジタルメトリックモデルを使用してもよい。デジタルモデルを使用して(または、自然言語仕様を使用して)、検査計画は、S530において、検査のための関心点及び/または関心領域を定義してもよい。これらは、たとえば、検査中の資産上の点及び領域に独自に対応してもよい。資産、資産階層、ならびに検査計画(関心点及び関心領域を含む)を説明するのに使用されるデータは、システムのメタデータ仕様のサブセットを備えてもよい。
図6は、いくつかの実施形態による産業資産及び関連する産業資産階層の例600である。特に、例600は、2つの風力タービン612、614を有する風力発電所に関連付けられている。メタデータ仕様は、産業資産に関連する階層650を定義してもよいことに留意されたい。本例600では、階層650は、風力発電所610が2台のタービン612、614を含むことを示す。さらに、タービンB614は、タワーサブコンポーネント622と、ロータサブコンポーネント624と、ハブサブコンポーネントとから構成される。同様に、ロータサブコンポーネント624は、ロータブレードA632と、ロータブレードB634と、ロータブレードC636とからなる。次に、階層650は、検査計画の自動定義及び/または検査レポートの自動生成を支援するために、システムによって使用することができる。
図7は、いくつかの実施形態により実行されてもよい検査データ収集方法を示す。S710において、検査データ収集が開始されてもよい。検査データは通常、S720において、手動プロセスとして異なるセンサ/ツールを使用して、または、ロボットシステム(ドローン及びクローラなど)を使用することによって収集されることに留意されたい。通常、データ収集は検査計画によって案内されるが、正式な検査計画は、本明細書で説明される実施形態に対して必要ではないことに留意されたい。検査計画が提供されて、ツールがその検査計画から自動的に作動することができる場合、収集されるデータは、適切な関心点及び関心領域でS730において自動的にタグをつけられてもよい。完全には自動化されない場合、検査員は、収集またはレビュープロセス中に、データの一部または全部に手動でタグをつけてもよい。さらに、収集プロセスは、データにGPS及びIMUデータを付け加えてもよいことに留意されたい。本明細書で使用される場合、文言「IMU」は、たとえば、加速度計及びジャイロスコープ、ならびに/または磁力計の組合せを使用して、本体の力、角速度、及び/または本体を取り囲む磁場を測定及び報告する電子装置を指してもよい。いくつかの実施形態によると、特定のツールはまた、データが収集されるときに、関心点及び/または関心領域に画像を付け加えることを任意選択的に可能にしてもよい。
図8は、いくつかの実施形態による産業資産/モデル810のための検査計画に関連する検査データ収集の例800である。検査ロボット830の移動を表す飛行経路840は、関心点(X)の指示とともに、検査計画によって定義されてもよい。本実施形態によると、検査ロボット830の向きは、そのロボット830上のセンサの視界835とともに定義されてもよい。このようなアプローチは、たとえば、関心点が視界835内になることを保証してもよい。いくつかの実施形態によると、「収集の検知された領域」870は、(図8のクロスハッチング領域によって示されるように)産業資産モデル810の表面上に射影されてもよい。次に、検査ロボット830、センサS1、及びセンサS2は、収集される検査データストリームを(たとえば、図8の破線矢印によって示されるように)すべて送信してもよい。
図9は、いくつかの実施形態により実行されてもよい検査レビュープロセスの例である。S910において、検査レビュープロセスが開始されてもよい。検査レビュープロセスは、検査員に検査データをレビューさせてもよいことに留意されたい。検査レビュープロセスは、いくつかの実施形態に従ってS920においていくつかの自動化及び生産性ツールを使用して実現されてもよい。これらのツールは、たとえば、メタデータ仕様及び特定の検査データを利用してもよい。次に、システムは、S930においてスマートタギングを容易にしてもよい。
ここで、スマートタギングのいくつかの例は、図10に関連して説明される、いくつかの実施形態によるインタラクティブなユーザインタフェースディスプレイ1000である。ディスプレイ1000は、サービスプロセスとしての検査と関連付けられてもよく、産業資産1010、関心点(POI)、近くの環境などのさまざまな表示を含んでもよい。いくつかの実施形態によると、ディスプレイ1000は、たとえば、領域のライブビュー、産業資産のストリートビュー、1つまたは複数の検査ロボットのバッテリ電源1030、自動化された欠陥認識などの追加情報を含む。ディスプレイ1000は、(たとえば、コンピュータマウスまたはタッチスクリーンを介して)人間モニタによって選択されたときに、スマートタギングプロセスを開始するアイコン1020をさらに含んでもよい。場合によっては、ディスプレイ1000上の要素の選択により、その要素について提供される詳細情報が(たとえば、「ポップアップ」ウィンドウで)もたらされてもよく、ディスプレイパラメータを(たとえば、ディスプレイ1000の一部をズームインまたはズームアウトすることによって)調整するなどしてもよい。
よって、実施形態は、ロボットシステム検査計画を提供してもよい。検査計画は、たとえば、関心点、各関心点で探す異常、各関心点の望ましい表示目線などを含んでもよい。検査の必要性に基づいて、ロボティクスシステムは、必要に応じて検査データを収集するために追従される資産のまわりの飛行/運動計画を生成する。ロボティクスシステムには、検査が行われる環境の三次元モデルが提供されてもよい。検査実行中、ロボットシステムは、計画された目的についての情報、すなわち、数分/数秒内に実行される目的、動作環境についての三次元情報、センサ(たとえば、RGBカメラ)からのライブ映像、GPS/DGPS座標、及び、任意の他のセーフティクリティカル情報をユーザインタフェースのモニタに送信してもよい。次に、この情報は、産業資産の三次元モデルを使用して理解されてもよい。
いくつかの実施形態によると、産業資産検査プラットフォームは、検査レポートに関連する異なるデータ及び過去のデータの相関関係及び照合を容易にするために、可視化及び注釈プラグインを実行してもよい。たとえば、可視化及び注釈プラグインは、ユーザにディスプレイ要素を選択させるインタラクティブなインタフェース(たとえば、ユーザインタフェースディスプレイ1000)に関連付けられて、それらの要素についての詳細情報を受信し、検査レポートの一部にユーザコメントをつけてもよい。データが取り込まれると、スマートタギングコンポーネントは、さまざまなアルゴリズムを柔軟に使用して、異なるデータストリームからのさまざまな要素を関連付けて、照合してもよい。たとえば、
・正式な検査計画が使用され、データ収集システムが正式な検査計画を利用することができる場合、スマートタギングは、異なるデータソースの関連付けのために関心点及び/または関心領域のタグマッチングを実行してもよく、過去のデータを照合するためにタイムスタンプを使用してもよい。
・正式な検査計画が使用されないが、データ収集システムが状況の附帯データ(たとえば、GPS/IMUデータ)を提供する場合、システムは、関連付けるために状況の附帯データを利用することができる。
・加えて、システムは、画像解析を使用して(画像がメタデータの一部としてキャプチャされる場合)、データ項目間の対応関係を自動的に定めてもよい。
・さらに、自然言語記述が提供される場合、システムは、資産状況を抽出するために、それらの記述を処理してもよく、データ要素間の対応関係を定めるために、類似性メトリックを使用する。
実施形態は、定めた対応関係に関連する信頼性を増加させるために、上記の技術の組合せを利用してもよいことに留意されたい。
いくつかの実施形態によると、産業資産検査プラットフォームは、可視化及び注釈プラグインを実行してもよい。スマートタギングは、異なるデータ及び過去のデータの関連付け及び照合を可能にしてもよく、それにより、検査員が、データビュー全体を移動して、可視化及び注釈を処理する最適なプラグインを呼び出すために、ディスプレイ1000を簡単に使うことができることに留意されたい。たとえば、フレアスタックのフレアチップなどの特定の資産サブコンポーネントに対応する、超音波試験(UT)スキャン、赤外線サーモグラフ、及び高解像度画像データは、統一インタフェースを使用して調査することができる。検査員は、その特定のデータ型を取り扱うために登録されるプラグインを呼び出すことによって、特定の詳細に進むことができる。たとえば、UTスキャンビューアは、UTデータを可視化して、注釈をつけるために呼び出してもよい。検査員は、領域を選択し、レビュープロセスの一部として、領域にコメント及び/または調査結果をつけることができる。
図11は、いくつかの実施形態により実行されてもよい変化検出方法の例である。S1110において、産業資産検査プラットフォームは、自動化された変化解析ツールを実行して、現在及び過去の検査レポートデータを自動的に比較し、変化概要及び傾向解析出力を生成してもよい。いくつかの実施形態によると、S1120において、変化解析ツールは、ユーザリクエスト及び/または自動化されたバックグラウンドプロセスとともに重要な変化を自動的に識別する。よって、実施形態は、現在及び過去のデータを見る自動化された変化解析ツールを組み込んで、変化概要及び傾向解析を提供してもよい。重要である変化は、レビューの一部として注釈をつけて、格納することができる。検査員は、要求に応じて、変化解析を呼び出すことができる、または、その代わりに、システムは、バックグラウンドで変化解析を実行してもよい。次に、結果は、レビューの準備ができているとき、S1130において提供してもよい。
図12は、いくつかの実施形態により実行されてもよいレポート生成方法の例である。S1210において、検査レポートの自動生成は、検査レポートテンプレートのライブラリから選択されたレポートフォーマットに従って実行される。いくつかの実施形態によると、検査レポートが生成されるとき、各テンプレートはS1220において、埋め込むデータ要素を参照する。データ要素はテーブル及び変化概要を含んでもよく、検査レポートの自動生成は、S1230において、ユーザが適切な検査レポートテンプレートをライブラリから選択するプロンプトに応答するインタラクティブなインタフェースウィザードに関連付けられてもよいことに留意されたい。よって、実施形態は、さまざまなレポートフォーマットに基づいて、検査レポートを自動的に生成する機能を提供してもよい。レポート生成プロセスは、検査レポートテンプレートのライブラリと関連付けられてもよい。各テンプレートは、システムに格納された特定の要素からレポート生成プロセス中に埋め込まれるデータ要素(たとえば、テーブル及び変化概要)を参照してもよい。いくつかの実施形態はまた、一連の質問/プロンプトを介して、検査レポートに含む必要があるものについてシステムが検査員に「インタビュー」し、自動的に、適切なデータを検索して書式を整え、ダウンロード可能なレポートとしてそれを公開するインタラクティブなウィザードによるアプローチを可能にしてもよい。
本明細書で説明される実施形態は、任意の数の異なるハードウェア構成を使用して実現することができる。たとえば、図13は、たとえば、図1のシステム100に関連することができる産業資産検査プラットフォーム1300のブロック図である。産業資産検査プラットフォーム1300は、通信ネットワーク(図13では図示せず)を介して通信するよう構成された通信装置1320に結合される、1チップマイクロプロセッサの形態の1つまたは複数の市販の中央処理装置(「CPU」)などの、プロセッサ1310を備える。通信装置1320は、たとえば、1つまたは複数の遠隔検査ロボット、ユーザインタフェース装置などと通信するのに使用してもよい。産業資産検査プラットフォーム1300は、入力装置1340(たとえば、検査情報、資産モデリングデータ、ドローン制御信号などを入力するコンピュータマウス及び/もしくはキーボード)、ならびに/または、出力装置1350(たとえば、ユーザインタフェース表示をレンダリングし、制御信号を検査ロボットに送信するなどをするコンピュータモニタ)をさらに含む。いくつかの実施形態によると、モバイル機器及び/またはPCは、産業資産検査プラットフォーム1300と情報を交換するのに使用されてもよい。
プロセッサ1310はまた、記憶装置1330と通信する。記憶装置1330は、磁気記憶装置(たとえば、ハードディスクドライブ)、光学記憶装置、携帯電話、及び/または半導体メモリ装置の組合せを含む、任意の適切な情報記憶装置を備えてもよい。記憶装置1330は、プロセッサ1310を制御するための、プログラム1312及び/または資産検査エンジン1314を格納する。プロセッサ1310は、プログラム1312、1314の命令を実行し、それによって、本明細書で説明される実施形態のいずれかに従って動作する。たとえば、プロセッサ1310は、産業資産の階層型コンポーネント及びサブコンポーネントを含み、関心点を定義する電子記録にアクセスしてもよい。プロセッサ1310は、その情報にアクセスして、少なくとも1つのセンサタイプと各関心点との関連性を含む検査計画を生成してもよい。次に、プロセッサ1310は、検査計画についての情報を格納し、検査データ(たとえば、手動収集データ、少なくとも1つの検査装置からのセンサ情報の少なくとも1つのストリームなど)を受信してもよい。次に、少なくとも1つの関心点を、受信した検査データの適切な部分と関連付けるために、プロセッサ1310によってスマートタギングアルゴリズムが実行されてもよい。いくつかの実施形態によると、次に、プロセッサ1310は、受信した検査データの適切な部分に基づいて検査レポートを生成し、検査レポートを格納してもよい。
プログラム1312、1314は、圧縮フォーマット、未コンパイルフォーマット、及び/または暗号化フォーマットで格納されてもよい。プログラム1312、1314は、オペレーティングシステム、クリップボードアプリケーション、データベース管理システム、及び/または周辺機器とインタフェースするためにプロセッサ1310によって使用されるデバイスドライバなどの、他のプログラム要素をさらに含んでもよい。
本明細書で使用される場合、情報は、たとえば、(i)別の装置から監視及び制御プラットフォーム1300によって「受信」されてもよく、もしくは、別の装置から監視及び制御プラットフォーム1300に「送信」されてもよく、または、(ii)別のソフトウェアアプリケーション、モジュール、または任意の他のソースから産業資産検査プラットフォーム1300内のソフトウェアアプリケーションまたはモジュールによって「受信」されてもよく、もしくは、別のソフトウェアアプリケーション、モジュール、または任意の他のソースから産業資産検査プラットフォーム1300内のソフトウェアアプリケーションまたはモジュールに「送信」されてもよい。
いくつかの実施形態(図13に示されるものなど)では、記憶装置1330は、メタデータ検査データベース1360、検査計画データベース1370、及び検査情報データベース1400をさらに格納する。ここで、産業資産検査プラットフォーム1300に関連して使用することができるデータベースの例を、図14に関して詳細に説明する。本明細書で説明されるデータベースは一例に過ぎず、追加の及び/または異なる情報をそこに格納してもよいことに留意されたい。さらに、さまざまなデータベースが、本明細書に記載された実施形態のいずれかに従って分割または結合されてもよい。
図14を参照すると、いくつかの実施形態による産業資産検査プラットフォーム1300に格納することができる検査情報データベース1400を表すテーブルが示されている。テーブルは、たとえば、本明細書で説明される実施形態のいずれかに従って実行された資産検査プロセスを識別するエントリを含んでもよい。テーブルはまた、各エントリに対して、フィールド1402、1404、1406、1408、1410、1412、1414を定義してもよい。フィールド1402、1404、1406、1408、1410、1412、1414は、いくつかの実施形態によれば、資産検査識別子1402、資産識別子1404、資産階層データ1406、検査計画データ1408、関心点1410、収集センサデータ1412、及びスマートタグ1414を指定してもよい。検査情報データベース1400は、たとえば、産業資産が設置され、検査が実行されるなどしたときに、作成及び更新してもよい。
資産検査識別子1402は、たとえば、検査ロボットによって実行された検査プロセスを識別する独自の英数字コードでもよい(そして、検査の日付及び/または時間を含んでもよい)。資産識別子1404は、検査されていた産業資産を識別してもよい。資産階層1406は、産業資産のコンポーネント及びサブコンポーネントがどのように関連するかについて定めてもよく、検査計画データ1408は、検査を行うために使用された情報を備えてもよい。関心点1410は、たとえば、ドローンの飛行経路を定義するのに使用されてもよい。収集センサデータ1412は、検査されている産業資産の特性を記録するのに使用される画像、映像などを含んでもよい。スマートタグ1414は、収集センサデータ1412の特定の部分に自動及び/または手動で関連付けられた情報を含んでもよい。
よって、いくつかの実施形態は、正確かつ効率的な方法で、産業資産完全性データのインテリジェントな自動化されたレビューを容易にするシステム及び方法を提供してもよい。さらに、スマートタギングは、異なるデータソースを融合させて、解析のための自動化ツールを使用してもよく、その結果、検査員は、データを迅速にレビューし、最終的な検査レポートを自動的に生成することができる。実施形態は、データ、情報、及び解析を関連付けるメタ仕様及びインテリジェントなタギングアルゴリズムを使用することによって、さまざまな検査技術を集約する統一アプローチを実現してもよい。実施形態は、複数のソフトウェアツールで作業する必要性を低下させる最適なデータ可視化及び注釈エンジンをインテリジェントに呼び出すプラグインアーキテクチャをさらに提供してもよい。さらに、実施形態は、検査データ、注釈、及びレポートテンプレートを入力してもよく、出力として検査レポートを自動的に生成する。
以下に、本発明のさまざまな追加の実施形態を示す。これらはすべての可能な実施形態の定義を構成するものではなく、当業者は、本発明が他の多くの実施形態に適用可能であることを理解するであろう。さらに、以下の実施形態は、明瞭にするために簡潔に記載されているが、当業者であれば、これらの及び他の実施形態ならびに用途に対応するための上述の装置及び方法に、必要に応じて任意の変更を加える方法を理解するであろう。
特定のハードウェア及びデータ構成について本明細書で説明してきたが、本発明の実施形態に従って任意の数の他の構成を提供することができることに留意されたい(たとえば、本明細書に記載のデータベースに関連する情報の一部は、外部システムと組み合わせるか、または外部システムに格納することができる)。さらに、いくつかの実施形態は、特定の種類の産業資産の損傷または検査に注目しているが、本明細書で説明される実施形態はどれも、サイバー攻撃、天候による損傷などを含む他の状況に適用することができる。さらに、本明細書で説明されたディスプレイは一例としてのみ使用されており、任意の数の他の種類のディスプレイを使用することができる。たとえば、図15は、いくつかの実施形態によるインタラクティブなグラフィカルユーザインタフェース1510を表示するタブレットコンピュータ1500を示す。特に、ディスプレイ1510は、産業資産1520(たとえば、電力網の要素)の近くの検査ロボットに関連するスマートタグ及び/または自動化された欠陥認識を含む。さらに、タブレット1500のタッチスクリーンは、スマートタギングプロセスを開始するアイコン1530を選択するのに使用されてもよい。
本発明は、説明目的のみのために、いくつかの実施形態の観点から記載されている。当業者であれば、本発明は記載された実施形態に限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲の精神及び範囲によってのみ限定される修正及び改変によって実施できることを認識するであろう。

Claims (14)

  1. 産業資産を検査するためのシステムであって、
    前記産業資産に関連する電子記録を含むメタデータ検査データストアであって、前記電子記録が前記産業資産の階層型コンポーネント及びサブコンポーネントを表し、複数の関心点を定義する、前記メタデータ検査データストアと、
    前記産業資産に対する検査計画に関連する電子記録を含む検査計画データストアと、
    検査結果に関連する電子記録を含む検査情報データストアと、
    検査データを受信する通信ポートと、
    前記メタデータ検査データストア、前記検査計画データストア、前記検査情報データストア、及び前記通信ポートに結合されており、少なくとも1つのメモリに動作可能に結合された少なくとも1つのコンピュータプロセッサを有する、産業資産検査プラットフォームと、
    を備え、
    前記コンピュータプロセッサが、
    少なくとも1つのセンサタイプと前記複数の関心点のそれぞれとの関連性を含む検査計画を生成するために、前記メタデータ検査データストアの情報にアクセスし、
    前記検査計画についての情報を前記検査計画データストアに格納し、
    前記通信ポートを介して、前記検査データを受信し、
    前記複数の関心点の少なくとも1つに前記検査データを部分的に手動タギングすること及び前記複数の関心点の少なくとも1つに前記検査データを自動タギングすることの少なくとも1つを含むスマートタギングアルゴリズムを実行することで、前記検査計画データストアの情報に基づいて、前記複数の関心点の少なくとも1つを前記受信した検査データの適切な部分と関連付け
    ように構成され、
    前記受信した検査データが、少なくとも1つの検査装置からのセンサ情報の少なくとも1つのストリームを備え、
    前記少なくとも1つの検査装置が検査ロボットを備え、
    前記産業資産検査プラットフォームの前記コンピュータプロセッサが、
    前記センサ情報の前記受信したストリームの前記適切な部分に基づいて検査レポートを自動的に生成し、
    前記検査レポートを前記検査情報データストアに格納する
    ようにさらに構成されている
    システム。
  2. 前記受信した検査データが、手動収集検査データを含む、
    請求項1に記載のシステム。
  3. 前記検査計画の前記生成が、(i)検査関連アーチファクトの説明、(ii)別の検査計画、(iii)検査レポート、(iv)過去のレビュー、(v)過去の欠陥、(viii)前記産業資産の三次元モデル、(ix)前記産業資産のデジタルメトリックモデル、(x)自然言語仕様、(xi)正式な検査計画、及び(xii)前記産業資産を取り囲む環境のうちの少なくとも1つにさらに基づいている、
    請求項1又は2に記載のシステム。
  4. 前記検査計画が、(i)関心領域としてグループ化された一組の関心点、(ii)関心点に関連する異常、(iii)関心点に関連する目線、及び(iv)関心点に関連する時間のうちの少なくとも1つとさらに関連付けられている、
    請求項1から3のいずれか1項に記載のシステム。
  5. 前記検査装置が、前記センサ情報を収集する複数のセンサを含み、(i)ドローン、(ii)車輪自動車、(iii)軌道に沿って移動するのに適した車両、(iv)昇降車両、(v)巡回車両のうちの少なくとも1つに関連付けられている、
    請求項1から4のいずれか1項に記載のシステム。
  6. 少なくとも1つのセンサが、(i)カメラ、(ii)ビデオカメラ、(iii)赤外線カメラ、(iv)マイクロフォン、(v)化学的検出器、(vi)光検知測距センサ、(vii)放射検出器、(viii)熱画像、及び(ix)超音波試験のうちの少なくとも1つに関連付けられている、
    請求項5に記載のシステム。
  7. 前記産業資産検査プラットフォームが、前記検査装置から、(i)計画された目的についての情報、(ii)全地球測位システム座標、(iii)ディファレンシャルGPS座標、(iv)高度情報、(v)近接情報、(vi)バッテリ情報、(vii)ミッションクリティカル情報、(viii)セーフティクリティカル情報、及び(ix)慣性計測装置データのうちの少なくとも1つをさらに受信する、
    請求項1から6のいずれか1項に記載のシステム。
  8. 前記産業資産が、(i)フレアスタック、(ii)風力タービン、(iii)電力網、(iv)航空機、(v)機関車、(vi)パイプ、(vii)貯蔵タンク、及び(viii)ダムのうちの少なくとも1つに関連付けられている、
    請求項1から7のいずれか1項に記載のシステム。
  9. 前記コンピュータプロセッサが、ユーザインタフェース装置のディスプレイに前記複数の関心点の少なくとも1つ及び/又は自動化された欠陥認識を表す情報を表示させ、前記ユーザインタフェース装置を介して前記スマートタギングアルゴリズムを開始するユーザ入力を受け付けるように構成されている、請求項1から8のいずれか1項に記載のシステム。
  10. 前記スマートタギングアルゴリズムが、所定の検査計画が実行される場合に、異なるデータソースを互いに関連付けるために、異なるデータソースの関心点及び/又は関心領域のタグマッチングを実行する、及び/又は、タイムスタンプを使用して対応する関心点及び/又は関心領域に関する過去のデータを特定するようにさらに構成されている、請求項1から9のいずれか1項に記載のシステム。
  11. 前記スマートタギングアルゴリズムが、異なるデータストリームの要素を互いに関連付けるために、全地球測位システムデータ、ディファレンシャル全地球測位システムデータ、慣性計測装置データ、前記受信したストリームに含まれる画像を解析した結果のうちの少なくとも一つに基づいて、異なるデータストリームの対応する要素を特定するようにさらに構成されている、請求項1から10のいずれか1項に記載のシステム。
  12. 前記スマートタギングアルゴリズムが、異なるデータストリームの要素を互いに関連付けるために、自然言語記述を処理して資産状況を抽出する、及び/又は、異なるデータストリームに対して類似性メトリックを使用して対応する要素を特定するようにさらに構成されている、請求項1から11のいずれか1項に記載のシステム。
  13. 前記産業資産検査プラットフォームが、検査レポートに関連する異なるデータ及び過去のデータの相関関係及び照合を容易にするために、可視化及び注釈プラグインを実行するようにさらに構成されている、
    請求項1から12のいずれか1項に記載のシステム。
  14. 前記産業資産検査プラットフォームが、自動化された変化解析ツールを実行して、現在及び過去の検査レポートデータを自動的に比較し、変化概要及び傾向解析出力を生成するようにさらに構成されている、
    請求項1から13のいずれか1項に記載のシステム。
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