CYPCは中国の水力発電所で特殊ロボットを稼働させた
世界中の水力発電事業者は、運用効率を向上させ、リスクを軽減し、再生可能エネルギーへの移行をサポートするために、ロボット工学や人工知能 (AI) にますます注目しています。ヨーロッパの先進的な四足歩行ロボットから中国の特殊な検査システムに至るまで、これらのテクノロジーは、人間のオペレーターにとって困難、危険、または時間のかかるタスクを処理するために導入されています。
スペインの四足ロボット工学
EDP と Alisys は、高度な四足ロボット工学を水力発電所の運転に適用するプロジェクトに協力しました。この取り組みの目標は、動物の生体力学にヒントを得た、定期的な検査、監視、機器の読み取りなどのタスクを自律的に実行できる新しいクラスのロボットを導入することでした。このプロジェクトは、ロボット工学がプラントの効率を高め、可用性を最大化し、信頼性の高い再生可能電力生産をサポートできることを実証しました。
このプロジェクトでは、スペインとポルトガルの Alisys が提供する Boston Dynamics の Spot (エンタープライズ版) がプラットフォームとして使用されました。人工知能と高度なモビリティを備えたこのロボットは、水力発電所内を移動し、日常的な低価値のタスクを実行し、オペレーターがより高度なメンテナンスと運用業務に集中できるように適応されました。
プロジェクトの重要な要素は、工場全体のアナログ機器とデジタル機器の両方を読み取ることができるコンピュータ ビジョン システムの開発でした。このシステムは、スペインのアストゥリアス州にある EDP のタネス水力発電所 (出力 124.17MW) でテストおよび検証されました。
プロジェクトは、構造化された一連の段階を経て進行しました。まず、技術的および機能的要件を定義しました。次に、センサー、通信システム、電源ソリューションが選択され、統合されました。第三に、自律動作を可能にする制御および自動化アルゴリズムが開発されました。最後に、プロトタイプ システムが構築され、最初は Alisys 施設の模擬環境で、次に Tanes 工場の実際の運用環境でテストされました。
その結果、ロボットが自律的に航行し、割り当てられたミッションを完了し、幅広い測定機器を確実に読み取ることができることが実証されました。将来のアプリケーションの可能性を反映して、漏れや流出の検出など、より複雑なタスクへの取り組みが続けられています。
このプロジェクトでは、四足ロボットが水力発電の運用において実用的な役割を果たし、効率、信頼性、安全性を向上させながら、再生可能エネルギーインフラの継続的な進化をサポートできることが確認されました。
ボストン・ダイナミクスのスポット・ロボットは、EDP と Alisys によって導入され、水力発電所を自律的に移動して検査を実行し、再生可能エネルギーの運用をサポートしました
ヴァッテンフォール作戦における AI とロボット工学
AI とロボット工学の同様の応用がヴァッテンフォールでも進行中です。フォルスマルク原子力発電所では、ボストン・ダイナミクスのスポットロボットが人間にとって危険すぎる作業を行っている。その一方で、大規模なデータセットを分析し、構造的問題を検出し、運用予測を改善するために、エネルギー分野全体に AI が適用されています。これらのテクノロジーはプラントの管理とメンテナンスに不可欠なものになりつつあります。
Vattenfall の研究開発部門のデータ サイエンスおよび AI セクションのマネージャーである Dag Wästlund 氏は、Vattenfall の発電事業全体の効率を向上させるためのデータ収集と分析の方法を開発する 15 人のエンジニアのチームを率いています。 「AI は業務の合理化に役立ち、グリーン移行において重要な役割を果たすでしょう」と彼は言います。
AI は複数の水力発電の状況に適用されます。ドイツのゴールディスタール工場では、ドローンの画像を分析してダム構造の亀裂を検出しています。ジュクタン工場では、ドローンが地下トンネルを含む施設全体の地図を作成し、改修計画をサポートする 3D デジタル モデルを作成しました。
環境モニタリングももう一つの焦点です。スウェーデンでは、Stornorrfors 水力発電所の AI システムが魚の数を検出し、その健康状態を評価しています。アルゴリズムにより、真菌感染を特定し、体長と体重を推定し、食料の入手可能性を監視できます。同様のプロジェクトが、スコットランドとスウェーデンの風力発電所周辺の野生生物を追跡しています。
AIによる予知保全も進んでいます。アルゴリズムがコンポーネントの障害を予測し、計画外のダウンタイムを削減するようになりました。熱処理では、AI が焼却炉内のスラグ形成をモデル化し、原子力発電所では、運転条件下での曲がりを予測することで燃料棒の配置の最適化に役立ちます。
ロボティクスはデータ分析を超えて進んでいます。フォルスマルクでは、スポットにはカメラ、センサー、グラップルが装備されており、放射能汚染地域であっても検査と操作を実行できます。テストでは、ロボットが工場内を移動し、割り当てられたタスクを安全に実行できることが示されました。近い将来、人型ロボットは既存のインフラを改造せずに動作し、危険な作業やリスクの高い作業を引き受けるようになるでしょう。
仮想トレーニング環境の開発により、ロボット学習が加速しました。ロボットは、階段の上り下りや機器の操作などのタスクを習得するまで繰り返しシミュレーションできるため、初期テスト中の人間による監督の必要性が軽減されます。
Wästlund 氏によると、ロボットと AI は今後 10 年以内に工場の運営で日常的に使用され、現場作業と事務作業の両方をサポートするようになるでしょう。これらの技術を適用することで、水力発電やその他のエネルギー部門は効率を向上させ、人員へのリスクを軽減し、再生可能エネルギーへの移行をサポートできます。
中国の特殊ロボット
中国長江電力 中国三峡集団公司 (CTG) の上場子会社である (CYPC) は最近、水力発電所で 3 台の特殊ロボットを稼働させました。これらのロボットはそれぞれ、特定の検査および保守作業用に設計されています。
1 つ目は、Underwater Dragon と呼ばれる水中検査およびメンテナンス ロボットで、複数のアドオン デバイスを備えたホスト ユニットで構成されています。貯水池、放水域、流路、暗渠で動作し、最大 300 メートルの深さに到達できます。これは、同じ条件下で人間のダイバーの 5 倍の深さです。このロボットには、水中撮影、スキャン、サルベージ、測定、洗浄、切断の機能が備わっています。潜水作業を自律的に実行することで、安全リスクを軽減し、メンテナンス効率を向上させます。
2 番目のロボットは、コンクリート流路検査用に設計され、Gecko という愛称が付けられており、重量は 18.4kg で、コンクリート表面に付着します。障害物を自動的に検出して回避し、表面に沿って歩き、手動検査のために遠隔制御することができます。 Gecko は欠陥を特定し、そのサイズと深さを測定し、詳細な表面分析を実行できます。これは、中国でコンクリート流路の検査に使用されるこのタイプのロボット初であり、水力発電のメンテナンス技術の大幅な進歩を表しています。
スパイダーマンと呼ばれる 3 番目のロボットは、直径 12.4 メートルまでの大型鋼製圧力管の検査とメンテナンスを目的としています。 HD カメラとドットマトリックス レーザー スキャナーを装備し、高層高圧鋼管のドームに沿って這い回り、検査エリアの 3D モデルを作成します。スパイダーマンは自動的に欠陥を検出し、寸法を測定し、研削、溶接、塗装などの修理を実行できます。このシステムには、車体構造、制御システム、地上基地局、および外観検査システムが含まれます。
これら 3 つのロボットは水力発電所全体の運用能力を拡張し、人間にとって困難または危険な領域でのより安全で効率的な検査と保守を可能にします。
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