Monitoramento de ponte IoT para a Marinha Italiana
Sobre o cliente
O cliente representa a sede de engenharia da Marinha da República Italiana, uma das seis filiais das Forças Armadas italianas. A Marinha italiana tem uma força de cerca de 30.923 funcionários ativos com aproximadamente 184 navios em serviço. As três bases principais da Marinha italiana, cada uma equipada com um estaleiro militar, estão localizadas em La Spezia, Taranto e Augusta.
Resumo do projeto
Nossa equipe da Industries eXcellence colaborou com a Marinha Italiana em uma iniciativa pioneira para infraestrutura inteligente focada na ponte giratória naval San Francesco di Paola de Taranto, na Apúlia, Itália. Para ajudar a Marinha italiana a otimizar os processos pelos quais o desempenho da ponte estava sendo monitorado e mantido, nossa equipe construiu e implantou um sistema de monitoramento de ponte inovador aproveitando os sensores da Internet of Things (IoT), aquisição de dados em tempo real e análises avançadas.
Atividades do projeto
- Desenhou e construiu sensores IoT personalizados instalados na ponte para monitorar e coletar dados vibracionais continuamente.
- Desenvolveu uma plataforma digital integrada para aquisição de dados em tempo real e análises avançadas de saúde de ponte.
- Desenvolvimento de aplicativo baseado na web para visualizar e analisar tendências de resposta de ponte e KPIs de estrutura relevantes.
- Alertas automáticos habilitados para manutenção se as respostas da ponte dinâmica se moverem para fora do limite de segurança.
- Apoiando planos futuros para integração de análise de imagem de vídeo e IA para expandir os recursos do sistema entregue.
Motivadores de negócios do cliente
- Desenvolvimento de plataforma rápido e flexível
- Aumentar a confiabilidade e o desempenho da infraestrutura
- Otimizar o planejamento e as intervenções de manutenção da ponte
- Reduzir os custos de manutenção da infraestrutura naval
- Permitir a coleta de dados em tempo real e o monitoramento da ponte
- Fornecer análises precisas sobre a integridade da ponte para impulsionar a melhoria contínua e decisões mais informadas
- Facilitar o monitoramento de estruturas críticas de difícil acesso (pontes, treliças, ferrovias, turbinas eólicas, etc.)
Mais sobre a infraestrutura
Construída em 1887 e renovada em 1958, a ponte giratória de San Francesco di Paola de Taranto tem 89 metros de comprimento e 9 metros de largura. A ponte permite a passagem de grandes navios militares para o estaleiro naval quando aberta. A importância desta ponte para as operações navais tem levado à aplicação de um rigoroso cronograma de verificações físicas e intervenções de manutenção que garantem que continue a funcionar como esperado.
Devido à estrutura e física únicas da ponte giratória, essas intervenções frequentes são realizadas por operadores altamente especializados e utilizando equipamentos muito caros. Além de onerosos, os cheques interrompem drasticamente o fluxo normal do tráfego urbano na ponte. Como resultado, o quartel-general de engenharia da Marinha italiana em Taranto decidiu investir em novas tecnologias para facilitar e melhorar as atividades de monitoramento, gerenciamento e manutenção da ponte San Francesco di Paola. Graças à experiência de nossa empresa em projetar, implementar e integrar soluções digitais para uma longa lista de clientes líderes no setor aeroespacial, espacial, naval e de defesa nos Estados Unidos e na Europa, o cliente fez parceria com a Engineering para esta iniciativa.
Mais sobre o projeto
1. Sensores IoT poderosos para monitorar a ponte naval.
Nossa equipe primeiro projetou e construiu sensores poderosos que foram instalados na ponte para monitorar continuamente a estrutura e coletar dados vibracionais em tempo real. Os sensores são capazes de processar uma quantidade de dados muito grande e de alto volume do que poderia ser coletado manualmente. O sistema IoT faz a amostragem das vibrações da ponte a 200 Hz, o que significa que os sensores coletam 4.000 ocorrências de vibração a cada 5 segundos.
2. Coleta de dados em tempo real na plataforma central.
Conforme os sensores medem as vibrações da ponte, eles coletam e enviam automaticamente essas informações para uma plataforma integrada para gerenciamento e análise de dados em tempo real. Projetado e implantado por nossa equipe de desenvolvimento de software, o sistema é um repositório seguro central para todos os dados vibracionais coletados, criando um lago de dados em crescimento contínuo relacionado ao desempenho da ponte giratória que pode ser acessado, estudado e utilizado pelo cliente agora e no futuro.
3. Desempenho de ponte inteligente e avaliação de integridade para otimização de manutenção.
A plataforma também é capaz de analisar os dados vibracionais e usá-los para deduzir informações sobre a estabilidade da ponte. Os eventos vibracionais são consumidos como entrada por um algoritmo sofisticado desenvolvido pelo Tenente Fabio Campeggio, Engenheiro Naval e Civil da Marinha Italiana. O algoritmo foi baseado nos resultados de um piloto de 6 meses usando o FEM, ou Método dos Elementos Finitos, um método poderoso para calcular os deslocamentos, tensões e deformações em uma estrutura sob um conjunto de cargas. Se a resposta dinâmica da ponte muda muito com o tempo ou se move para fora de um limite específico, o sistema envia notificações automáticas para alertar o pessoal relevante. Essas informações serão utilizadas pela Marinha para otimizar o planejamento de manutenção e intervenções na ponte giratória, economizando custos e recursos. Isso também permitirá que eles identifiquem problemas antecipadamente e fechem a ponte para evitar possíveis falhas inesperadas.
4. Painéis de monitoramento para indicadores-chave de desempenho (KPIs) e análises de dados avançadas.
A solução usa os dados que estão sendo coletados para calcular e fornecer análises de desempenho da ponte que podem ser acessadas pelo pessoal naval por meio de um aplicativo baseado na web. Lá, os usuários autorizados podem ver e compreender as respostas dinâmicas da ponte em diferentes períodos de tempo. Eles podem executar análises de detalhamento para KPIs que os sensores foram configurados para extrair dos sinais de vibração, incluindo tempo de amortecimento, transformação de Fourier, frequência e vibração de pico, velocidade, deslocamento e resposta dinâmica.
Vantagem da Engineering
Nossa equipe está muito orgulhosa da conclusão bem-sucedida deste projeto de Gestão de desempenho dos ativos (APM), que foi realmente o resultado de uma estreita colaboração entre as equipes da Marinha Italiana, Engineering Industries eXcellence e Engineering Itália. O sistema de monitoramento dinâmico agora está funcionando com sucesso na ponte Taranto, e o cliente está analisando os resultados dos dados sendo coletados pelo sistema. Esperamos continuar a fazer parceria com o cliente em iniciativas futuras que irão expandir ainda mais as capacidades de seu novo sistema de monitoramento, incluindo a integração de Inteligência Artificial e análise de imagem de vídeo para permitir o reconhecimento de padrão avançado e análise preditiva.
Acreditamos que a solução entregue é uma demonstração poderosa do valor que a digitalização pode trazer para o desempenho da infraestrutura, estabilidade, melhoria e prevenção de desastres. O projeto foi inclusive citado em parlamento pelo Ministro da Defesa italiano como uma iniciativa exemplar para a modernização dos sistemas de controle elétrico e automação de pontes no país. Também acreditamos fortemente que esta iniciativa será um caso de uso crítico para o futuro da infraestrutura inteligente, mostrando como e por que projetos como este devem ser expandidos para garantir a estabilidade de pontes, edifícios e estruturas críticas não apenas em toda a Itália, mas também nos EUA e em todo o mundo. Você gostaria de saber mais sobre este estudo de caso de cliente? Contate-nos em info@indx.com.
