وفي السنوات الأخيرة، أدى استخدام الطائرات بدون طيار إلى إحداث تحول جوهري في طريقة تنفيذ مشاريع الهندسة الصناعية، كما أن الطائرات الآلية، المعروفة أيضا بالمركبات الجوية غير المأهولة، توفر وسيلة آمنة وفعالة من حيث التكلفة لتفتيش المواقع، وهي طريقة لا يمكن تصورها منذ عقد من الزمن، ومن خلال توفير المنظورات الجوية السريعة والبيانات العالية الاستبانة، أصبحت هذه التكنولوجيا أداة أساسية لضمان سلامة المشاريع وجودتها وتقدمها.

فهم تكنولوجيا الطائرات العمودية لأغراض التفتيش الصناعي

فأجهزة التفتيش الصناعي الحديثة أكثر تطورا من نماذج المستهلكين، وهي مجهزة عادة بأجهزة الاستشعار المتعددة التي تلتقط بيانات تتجاوز الصور المرئية القياسية، ومعظم أجهزة التفتيش الصناعي التي تستخدم أجهزة الاستشعار التالية: أجهزة قياس ذات قدرة عالية على إحداث تغيير في مواقع أجهزة القياس ذات الترددات الشمسية، وأجهزة قياس الترددات المتعددة، وأجهزة قياس الترددات، وأجهزة قياس الترددات، وأجهزة قياس الترددات، وأجهزة قياس الأشعة فوق البنفسجية،

أهم جوانب التفتيش الموقعي على أساس الطائرة

تحسين سلامة الموظفين

وتعود أفضل ميزة في التفتيش الموقعي القائم على الطائرات بدون طيار إلى التحسن الكبير في سلامة العمال، وكثيرا ما تتطلب أساليب التفتيش التقليدية من العمال أن يطويوا أماكن الاختراق، أو أن يعملوا على رفع الطفرة، أو أن يجتازوا أسطح غير مستقرة، أو يصعدوا إلى أماكن محدودة، وتقضي الطائرات على الحاجة إلى وصول الموظفين إلى العديد من هذه المناطق الخطرة، ويمكن أن يحل الطيران دون طيار محل راكب حراري ممتد على مسافة 200 قدم.

المكاسب الناتجة عن زيادة الكفاءة في الوقت

ويمكن إنجاز عمليات المسح الجوي عن طريق الطائرات بدون طيار في جزء من الوقت الذي تتطلبه الأساليب التقليدية، كما أن التفتيش اليدوي لجسر توقف يبلغ 000 1 قدم قد يستغرق فريقا من خمسة مهندسين بعد أيام مع قطع الحبال ووحدات التفتيش تحت التلال، كما أن طائرة بدون طيار مجهزة بكاميرا عالية الاستبانة يمكن أن تلتقط نفس البيانات الهيكلية في غضون ساعتين، بما في ذلك بعد التجهيز، وبالنسبة للمشاريع الصناعية الكبيرة التي تشمل مئات من مواقع التفتيش التي تعطلها الطائرات أو تعطلها الطائرات.

تخفيض التكاليف عبر دورة حياة المشروع

وإلغاء الحاجة إلى معدات الوصول الباهظة التكلفة هو توفير مباشر للتكاليف، فالعمليات المطوية، والرافعات، ومنصات العمل الجوي، وعمليات النقل التي يقوم بها الإنسان، تشمل نفقات الإيجار، والنقل، والوقت المحدد، وإغلاق الطرق المحتملة، كما أن الطائرات العمودية تقلل كثيرا من هذه التكاليف أو تزيلها، وعلاوة على ذلك، فإن الوقت الذي يُوفر مباشرة إلى تكاليف عمالة منخفضة، كما أن مشغلا واحدا بدون طيار ومحللا للبيانات يمكن أن يحقق ما كان يتطلبه سابقا فريقا من عدة مفتشين من عناصر التدريب على نوع من أنواع التدريب على إنتاجية.

بيانات عالية التوثيق والتحليلات المعزَّزة

ويمكن أن تلتقط أجهزة الاستشعار الحديثة للطائرات بدون طيار بيانات في قرارات تتجاوز كثيرا العين البشرية، ويمكن للطائرات التي ترفع على مسافة 100 قدم أن تنتج صورا بعينة أرضية تقل عن 0.5 بوصة، مما يتيح الكشف عن الشقوق، وحفر التآكل، وعناصر المخالفة، كما يمكن للكاميرات الحرارية أن تحدد مواقع ساخنة في البنى التحتية للتدفق الكهربائي أو تطفل الرطوبة في مظار المبنى الذي يمكن أن يُتُعَه أثناء سير العمل التقليدي.

رصد الوقت الحقيقي ودعم اتخاذ القرارات

ويمكن للطائرات التي تجهز بالوصلات من طراز 4G/5G أن تبث فيديو عالي التعريفات إلى مكاتب المشاريع أو ممثلي العملاء أو الخبراء الهندسيين في أي مكان في العالم، وهذه القدرة قيمة أثناء مراحل التشييد الحرجة مثل وضع الفولاذ أو صمامات الخرسانة أو المصعد الثقيل - حيث يمكن للمشرفين أن يرصدوا زوايا متعددة للموقع في وقت واحد، وفي حالات الاستجابة الطارئة، مثل الأضرار الهيكلية الناجمة عن العاصفة أو حادث إطلاق النار، تساعد الطائرات بدون طيار على زيادة الوعي في سرعة الامتثال.

التطبيقات الأساسية في مشاريع الهندسة الصناعية

التفتيش الهيكلي للجسور والأبراج والمبنى

ولا تزال عمليات التفتيش الهيكلي من بين أعلى حالات الاستخدام للطائرات الصناعية بدون طيار، وفي قطاع النقل، تقوم الطائرات بدون طيار بتفتيش أسطح الجسور، والهياكل الفرعية، والكابلات، والعلامات، ويمكن أن تطير إلى أماكن ضيقة بين العوارض التي يتعذر على الإنسان الوصول إليها دون أن يطوي عليها مسافات طويلة، أما بالنسبة لأبراج الاتصالات وأفران التربين، فتؤدي إلى ظهور صور مثبتة بالأقدام عالية.

رصد التقدم المحرز في مجال التشييد

ويستخدم مالكو المشاريع وشركات الهندسة رحلات جوية دورية بدون طيار لتتبع التقدم المادي للتشييد مقارنة بجدول المشروع، كما أن الرحلات الجوية الآلية التي تُجرى على فترات أسبوعية أو شهرية تُنتج خرائط أوتوماتوغرافية ونماذج سطحية رقمية يمكن أن تكون مغلوطة في نظام البناء المتكامل، ويمكن للمتعاقدين أن يُحددوا بسرعة حالات التضارب بين الأسعار والرسوم أو التأخير في تطبيق نظام الأساس.

التقييم البيئي والطبغرافي

وقبل أن تقطع أي عملية صناعية، يلزم إجراء مسح بيئي وطوبغرافي شامل، ويحل محل عمليات المسح الأرضية التقليدية للعديد من هذه المهام، ويسمح التصوير المتعدد الأطياف للمهندسين بتقييم صحة النباتات وتحديد موائل الأنواع الحساسة المبتلة أو المعرضة للخطر دون دخول المنطقة فعليا، ويساعد استخدام الصور الملتقطة من طراز LiDAR على إنتاج نماذج تصعيدية ذات مواضع أقل دقة في قياس حجم المياه العواصف.

تفتيش الهياكل الأساسية للنفط والغاز

وتواجه مرافق النفط والغاز، من آبار استخراج إلى المصافي، تحديات أمنية شديدة بسبب وجود غازات قابلة للاشتعال وضغوط عالية، وتتزايد استخدام الطائرات الدرنية لكشف التسرب (تستخدم كاميرات تصوير الغاز البصري) وعمليات التفتيش المشتعلة، وعمليات مسح المزارع الصهريجية، ويمكن أن تطير إلى مناطق ذات تركيزات غازية عالية الخطورة على الحياة البشرية، مما يقلل من الحاجة إلى إجراء عمليات تفتيش مقفلة بالكامل.

تفتيش أصول توليد الطاقة

وفي الطاقة الريحية، تفتش الطائرات بدون طيار نصلات التربين عن طريق التحات في المحركات، والتلف في البرق، والشققات الهيكلية التي كانت تتطلب من قبل تقنيي الوصول إلى الحبل أو منابر السائل، ويمكن للطائرة بدون طيار أن تفتش مجموعة كاملة من اللوحات على توربين مميتين في أقل من 30 دقيقة مقابل يوم كامل من التلاعب بمفتشين البشر.

التغلب على التحديات في التفتيش على المواقع

الامتثال التنظيمي وإدارة الفضاء الجوي

وتخضع عمليات الطائرات بدون طيار لأنظمة صارمة تختلف حسب البلد، ففي الولايات المتحدة، تندرج الرحلات الجوية بدون طيار التجارية في إطار الباب 107 من قواعد القوات المسلحة الأنغولية، مما يتطلب شهادة تجريبية عن بعد ويحافظ على خط البصر البصر في جميع الأوقات، ويمكن أن تؤدي العمليات التي تتجاوز خط البصر (BVLOS)، أو الرحلات الجوية الليلية، أو الرحلات الجوية فوق الناس إلى إعفاءات إضافية، وفي كثير من الأماكن الصناعية، قد يكون من الضروري الحصول على تراخيص لخبراء استشاريين في مجال الأعمال الهندسية ذات الطابع الخاص أو التنسيق مع المطارات المحلية.

إدارة البيانات وتجهيز سير العمل

ويمكن أن يولد تفتيش واحد للطائرات بدون طيار العديد من البيانات المتعلقة بالصور الخام، والسجلات الحرارية، وسحب النقاط المرجعية للطائرات المسماة " ليد آر " ، وبدون خطة منهجية لإدارة البيانات، يمكن أن تصبح هذه المعلومات القيمة مائلة وغير مستغلة على نحو كاف، ويتعين على الشركات الاستثمار في برامجيات التجهيز المناسبة (مثل Pix4D، وأغيسوفت ميتشاب، أو شركة " دروب " )، وإيجاد حلول للتخزينة تسمح بالوصول إلى المعلومات عن نوعية العمليات البحرية.

الحد من الطقس والبيئة

فالطائرات الصناعية بدون طيار هي أكثر فعالية في ظروف واضحة وهادئة، إذ يمكن أن تدمج الريح العالية (فوق 25-30 متراً)، والأمطار الثقيلة، والثلوج، والضباب، ودرجات الحرارة القصوى، الرحلات البرية أو تدهور نوعية البيانات، ومن أجل التخفيف من هذه القيود، ينبغي للمشغلين أن يُدخلوا التنبؤات الجوية في خططهم وأن يُزودوا بنوافذ الطوارئ لعمليات التفتيش المقررة.

الاستثمار الأولي والتدريب والتأمين

:: شراء نظام للطائرات بدون طيار محترف مناسب لعمليات التفتيش الصناعي، إلى جانب أجهزة الاستشعار اللازمة وبطاريات قطع الغيار، وهي تكاليف عادة تتراوح بين 000 10 دولار و 000 50 دولار، وتشمل التكاليف الإضافية التدريب على عدد من المشغلين، ورخص البرامجيات (يمكن أن تكون الاشتراكات السنوية 000 1 دولار و 000 5 دولار للمقعد الواحد)، وأقساط التأمين على المسؤولية التي يمكن أن تتراوح بين 000 1 دولار و 000 5 دولار سنويا حسب حجم المخاطر، وبالنسبة للعديد من الشركات، فإن العودة إلى مرحلة الشراء الاستثماري واضحة.

الاتجاهات والابتكارات المستقبلية في التفتيش على أساس الطائرة

ويتسارع تطور تكنولوجيا الطائرات بدون طيار في الهندسة الصناعية، وقد بدأت الاستخبارات الفنية تؤدي دورا رئيسيا في الكشف عن العيوب وتصنيفها آليا، فبدلا من أن يكون لدى محلل بشري أكثر من آلاف الصور، فإن الخوارزميات التي يتم تدريبها على ملايين الصور العيوب يمكن أن تُعلم الآن عمليات التصدع المحتملة أو التآكل أو الأجسام الأجنبية في الوقت الحقيقي أو في وقت قريب من الوقت أثناء عملية التجهيز السريع.

وتنتقل نظم الطيران المستقلة، ولا سيما عمليات شركة BVLOS، من مرحلة تجريبية إلى مرحلة روتينية، وتعتمد الأطر التنظيمية ببطء للسماح بتجهيز محيطات آلية وبعثات مبرمجة مسبقاً تتطلب الحد الأدنى من التدخل البشري، وبالنسبة للأصول الكبيرة من قبيل خطوط الأنابيب، أو خطوط الكهرباء، أو السككك الحديدية، يمكن للطائرات المسيرة BVLOS أن تقوم بدوريات على مئات الأميال يوميا، وتبث البيانات إلى مراكز العمليات الرئيسية.

وتدمج التكنولوجيا الرقمية المزدوجة مع بيانات الطائرات بدون طيار لخلق نماذج حيّة من الأصول الصناعية تستكمل في الوقت الحقيقي مع وصول بيانات التفتيش الجديدة، ويمكن أن يظهر التوأم الرقمي لمصفاة النفط، على سبيل المثال، لا النموذج الأصلي للشركة فحسب، بل أيضا الصور الحرارية لكل من الأنابيب والسفن، مع وصلات إلكترونية لتقارير التفتيش وتاريخ الصيانة، وهذا التقارب في التقاط الحقائق والتقديرات سيقلل من الصيانة والتنبؤ.

وأخيراً، حيث تنسق الطائرات الآلية المتعددة لتفتيش مناطق شاسعة في آن واحد، وهي ناشئة بالنسبة لمجمعات صناعية كبيرة جداً، ويمكن برمجة الأسلحة الصغيرة لتغطية جميع المزارع الشمسية أو حفر التعدين في جزء من وقت طائرة واحدة بلا طيار، مع قيام شركة آي بتركيب مسارات طيران لتجنب التصادم، وفي حين أن معدلات التفتيش على الحزام لا تزال في مرحلتها التجارية المبكرة، تعد بالمشاريع التي تتطلب تغطية عالية.

وفي الختام، لم يعد اعتماد الطائرات بدون طيار لأغراض التفتيش الموقعي في مشاريع الهندسة الصناعية أمراً جديداً؛ فهو معيار تشغيلي للمنظمات التي تعطي الأولوية للسلامة والكفاءة واتخاذ القرارات التي تحركها البيانات، وهذه التكنولوجيا ناضجة بما يكفي لتحقيق عائدات واضحة، ومع ذلك تتطور بسرعة بما يكفي لتعريف المزيد من القدرات، كما أن الشركات الهندسية التي تستثمر في الهياكل الأساسية للطائرات بدون طيار، والتدريب المناسب، وإدارة البيانات ستحقق ميزة تنافسية في تنفيذ المشاريع على نحو أسلم وأسرع.