A medição volumétrica, ou volumetria, é um processo crítico em muitas indústrias, desde a manufatura até a logística. Envolve determinar o espaço tridimensional ocupado por um material ou objeto, o que é essencial para o controle de qualidade, gerenciamento de inventário e uso eficiente de recursos.
Em ambientes industriais, medições volumétricas precisas podem significar a diferença entre lucro e prejuízo, além de garantir a conformidade com regulamentos e especificações dos clientes. Tradicionalmente, essas medições dependiam de métodos convencionais de topografia ou sensores básicos, que podem ser demorados, propensos a erros humanos e limitados em sua capacidade de lidar com abundância de material ou formas complexas.
Esses desafios têm sido há muito tempo um empecilho para as indústrias que buscam maior eficiência e precisão. No entanto, o advento das tecnologias de visão computacional e inteligência artificial está revolucionando o campo da volumetria, oferecendo novas soluções para problemas antigos.
Sistemas de visão computacional, equipados com câmeras de alta resolução e algoritmos sofisticados, agora podem capturar e analisar dados tridimensionais com velocidade e precisão sem precedentes. Quando combinados com a capacidade de aprendizado e adaptação da IA, esses sistemas de volumetria inteligente podem lidar com as complexidades dos ambientes industriais reais, onde os objetos podem variar em forma, tamanho e orientação.
Essa sinergia tecnológica está abrindo novas possibilidades para automatizar e otimizar medições volumétricas, prometendo aumentar a produtividade, reduzir o desperdício e melhorar a eficiência operacional geral em várias indústrias.
Como a volumetria inteligente funciona
Três tecnologias são essenciais para a implementação de um sistema de volumetria com visão computacional: LIDAR, câmeras estereoscópicas e inteligência artificial de borda.
O LiDAR (sigla em inglês que significa “Light Detection And Ranging”, ou “Detecção e Medição por Luz”) funciona como uma versão high-tech da ecolocalização usada por morcegos, mas com luz em vez de som. Um dispositivo dispara pulsos rápidos de luz laser, que atingem objetos no ambiente e ricocheteiam de volta para o sensor do LiDAR. O dispositivo então mede quanto tempo é necessário para cada pulso de luz retornar.
Como sabemos a velocidade da luz, o dispositivo pode calcular a distância exata até cada ponto onde a luz rebateu. Ao repetir esse processo milhões de vezes por segundo e em diferentes direções, o sistema LiDAR cria um mapa 3D detalhado de seu entorno.
Já as câmeras estereoscópicas são dispositivos de captura de imagem que simulam a visão binocular humana, permitindo a criação de imagens tridimensionais. Esses dispositivos geralmente possuem duas ou mais lentes, cada uma com seu próprio sensor de imagem, posicionadas a uma distância entre si similar à dos olhos humanos. Elas captam duas imagens ligeiramente diferentes do mesmo objeto ou cena, uma para cada “olho”. Quando essas imagens são combinadas, seja por técnicas de visualização especiais ou processamento digital, criam a ilusão de profundidade e tridimensionalidade.
Porém, estas duas tecnologias são responsáveis somente pela coleta dos dados. A “mágica” acontece quando os sensores são conectados a um sistema de inteligência artificial de borda.
Este tipo de sistema processa as informações em tempo real, realizando cálculos volumétricos para estimar o volume de uma pilha de soja ou de minério, por exemplo, e apresentando os resultados intuitivamente na interface do usuário. O processamento é feito localmente, próximo ao ponto de captura. Por isso, dizemos ser um sistema “de borda”, localizado na fronteira entre uma rede local e a internet.
Isto permite redução no tráfego de dados entre os sensores e a plataforma onde são processados, já que somente os resultados das observações são transmitidos, e aumenta a privacidade e a segurança, já que informações sensíveis, como imagens de câmeras, não precisam trafegar pela internet.
Usos e benefícios da volumetria inteligente
A volumetria inteligente pode ser aplicada a uma ampla variedade de casos de uso no segmento industrial, todos trazendo benefícios como controle mais rigoroso e gestão otimizada de recursos e maior agilidade na operação. Entre eles, temos:
- Volumetria de galpão: para cálculo preciso do volume disponível para armazenamento de material, evitando surpresas desagradáveis com falta de espaço em momentos de alta demanda.
- Medição de estoque de grãos em armazéns e silos: para otimizar vendas, reduzir tempo de medições manuais e facilitar a emissão de certificados de crédito, além de garantir segurança operacional, evitar superlotação e aumentar a receita.
- Volumetria de cana-de-açúcar em pátios: para controlar a produção, gerir resíduos eficientemente, controlar a velocidade de moagem, reduzir a degradação de equipamentos e melhorar o planejamento logístico.
- Volumetria de bagaço de cana: para auxiliar na tomada de decisões econômicas sobre venda ou uso para geração de energia, automatizar processos, promover sustentabilidade e garantir medições precisas.
- Quantificação de cargas em caminhões e vagões de trem: para garantir segurança, eficiência e conformidade regulatória no transporte, evitando perdas, reduzindo o desgaste de pneus e trilhos e otimizando o carregamento.
Agregando valor com inteligência artificial
Podemos dar um passo além da visão computacional adotando sistemas como o AIOS, da dtLabs, que agrega recursos de inteligência artificial. Com isso, é possível implantar soluções que seriam impensáveis em sistemas legados, que irão aumentar a eficiência de seus processos.
Uma delas é a separação de materiais combinada com a medição volumétrica. Isso permite a detecção de impurezas e a determinação precisa do volume por tipo de material. A inteligência artificial analisa as imagens capturadas pela câmera, identificando e classificando diferentes materiais e garantindo que somente materiais puros sejam contabilizados e utilizados.
A inteligência artificial também permite o uso da volumetria para cálculo de inventário automatizado e previsão de estoques. Ao medir regularmente a variação no volume de materiais ao longo do tempo, como grãos em silos ou cana-de-açúcar em pátios, sistemas como o AIOS podem prever mudanças nos níveis de material. Os resultados das medições são combinados com dados históricos e atuais, e analisados para identificar padrões e tendências, proporcionando previsões precisas.
Isso permite um planejamento mais eficiente, ajudando a evitar tanto a escassez quanto o excesso de estoque. Isso também facilita a gestão logística, garantindo que os materiais estejam disponíveis quando necessário e evitando custos com armazenamento excessivo.
Conclusão
Neste artigo apresentamos as principais vantagens da adoção de novas tecnologias para volumetria inteligente, com base em nossa experiência em campo, nossos parceiros, e os casos mais comuns já trabalhados com nossos clientes.
Desde a medição precisa de estoques de grãos até a quantificação de cargas de caminhões, passando pelo controle de resíduos e a detecção de impurezas, a volumetria com visão computacional e inteligência artificial proporciona uma gestão mais eficiente e econômica, de forma mais acessível e eficaz.
A combinação de volumetria e inteligência artificial não só aprimora a precisão das medições, como também permite que as empresas tomem decisões informadas, melhorem a eficiência operacional e garantam a qualidade dos materiais, proporcionando um controle mais rigoroso e uma gestão otimizada.
