IoT und Drohnen automatisieren Feldoperationen

Da das Internet der Dinge eine Vielzahl von Branchen durchdringt, hat es begonnen durch Kostensenkung und Effizienzoptimierung überzeugen. Im August 2019 berichtete McKinsey beispielsweise, dass die technologischen Fortschritte die Kosten für den Außendienst um 10 % bis 40 % gesenkt und die Gesamtproduktivität des Außendienstes um 30 % bis 40 % verbessert haben. Die wichtigsten Technologietreiber waren intelligente und präskriptive Action Boards, künstliche Intelligenz und maschinelles Lernen.

Während viele dieser Fortschritte bei der Feldoperation in Anwendungen vor Ort wie Smart City Monitoring, Predictive Manufacturing, feldbasiertes Asset Management und Logistikoptimierung zu finden sind, nehmen auch IoT und Drohnen den „Flug“ auf.

„Wir haben wirklich gesehen, wie das Interesse an Drohnen zugenommen hat“, sagte Mike Winn, CEO von DroneDeploy, einem Anbieter von Drohnen- und UAV-(unmanned Aerial Vehicle)-Kartensoftware. Winns Beobachtungen stimmen mit einer von Research Dive durchgeführten Studie aus dem Jahr 2021 überein, die ein Wachstum der Drohneneinnahmen von 19,9 % bis 2017 prognostiziert. Wachstum der Drohneneinnahmen bis 2027.

Treiber für die Einführung von Drohnen und IoT

Die Einführung von IoT-fähigen Drohnen sorgt für betriebliche Effizienz und Einsparungen vor Ort.

Hier ist eine Auswahl einiger dieser Effizienzen:

• Bau . Seit Jahren kämpft die Baubranche mit Kostenüberschreitungen und der chronischen Unfähigkeit, den Fortschritt zu überwachen, die Ausrüstung zu verfolgen, Projekte zu verwalten und die Bemühungen an Standorten zu koordinieren, die geografisch weit voneinander entfernt sind. Drohnenflüge können jetzt Materiallieferungen und Arbeitsfortschritte dokumentieren, was ein besseres Projektmanagement und Kosteneinsparungen ermöglicht.
• Bis vor kurzem war es nicht ungewöhnlich, dass ein Verkehrsunfall auf einer großen Autobahn den Verkehr stunden- und kilometerlang behinderte. Mit Hilfe von Drohnen können nun sowohl Strafverfolgungsbehörden als auch Versicherungen schnell „vor Ort sein“, die physischen Details von Unfällen mit Drohnen dokumentieren, ohne auf die Entsendung von physischen Besatzungen warten zu müssen, die die Arbeit „von Hand“ erledigen. ” Durch den Einsatz von Drohnen hat sich die Dokumentationszeit von 2 bis 3 Stunden auf 20 bis 30 Minuten verkürzt. https://www.pix4d.com/blog/drone-mapping-crash-investigation.
• Bergbau und Gas. Im Bergbau und bei der Erdgasexploration können schwer zugängliche Gebiete mit anspruchsvollen Topographien jetzt mit Drohnen kartiert werden, wodurch der Bedarf und die Kosten für Feldmannschaften sowie die Gefahren, denen sie möglicherweise ausgesetzt sind, entfallen.
• Das Militär verwendet Drohnen, um gefährliche Aufklärungsmissionen durchzuführen, wodurch die Risiken, die diese Operationen für das menschliche Personal darstellen, das sie sonst durchführen müsste, eliminiert werden.
• Gesundheitspflege. Drohnen wurden verwendet, um dringend benötigte medizinische Versorgung an Bevölkerungen zu liefern, die in abgelegenen und isolierten Gebieten der Welt leben.

Jedes Beispiel ist einzigartig, aber alle haben ein gemeinsames Thema:Die Vorteile des Drohneneinsatzes sind sofort erkennbar, und es werden Kostensenkungen und betriebliche Effizienzen erzielt.

Die Rolle des IoT in Drohnen

Was Drohnen im Unternehmensbetrieb effektiv macht, sind die vom IoT generierten Daten, die sie antreiben.

Das äußere Chassis der Drohne besteht aus leichten Materialien, die das Fliegen erleichtern und Vibrationen und Geräusche minimieren. Die IoT-Sensoren und das Navigationssystem befinden sich in der Nase der Drohne, und der Rest des Drohnenkörpers ist mit anderer IoT-Technologie ausgestattet, die für die Durchführung der Drohnenmission erforderlich ist. Diese IoT-Technologie kann von GPS-Systemen, zentralen Kontrollsystemen, Infrarotlasern und Kameras reichen; zu LiDAR-Instrumenten (Light Detection and Ranging), Photogrammetriegeräten und Trägheitsmesseinheiten (IMU), die Rotationselemente wie Nicken, Rollen und Gieren messen. Alle diese Systeme werden von einem Bodenfeldsystem aus gesteuert und arbeiten zusammen, um ein Betriebsergebnis zu erzielen.

Bathymetrie ist die Untersuchung der Unterwassertiefe von Meeresböden, Seeböden und Flussbetten. Um die Wassertiefe zu messen, verwenden Besatzungen Echolote, die Sonarschallwellen ins Wasser senden und dann Tiefenmessungen basierend auf den von diesen Wellen zurückgeworfenen Daten bestimmen.

Leider ist es in manchen Situationen nicht möglich, ein Echolot für Messungen ins Wasser abzusenken. Beispiele hierfür sind Gewässer, in denen die Algen so dicht sind, dass das Wasser undurchdringlich ist, oder Gesteinsschutt und andere Abfälle (sogenannte Tailings), die nach Abschluss eines Bergbaubetriebs zurückbleiben und das Wasser undurchdringlich machen.

Als Workaround in diesen Situationen kann ein Echolot auf eine Drohne geladen werden, die eine Kombination ihrer eigenen IoT-Systeme in Verbindung mit der Fähigkeit des Echolots verwendet, Schallwellen zu messen, die immer noch vom Grund eines Gewässers abprallen können, um zu messen Tiefe, obwohl sich das Echolot auf der Drohne in der Luft befindet und nicht in das Wasser eingetaucht ist. Versätze werden für den Raum zwischen der Drohne und der Wasseroberfläche sowie für alle Dreh- oder Flugwinkel berücksichtigt, die durch das Kampfmuster der Drohne erzeugt werden. Das Endergebnis sind hochgenaue Messungen.

„Es kann besser sein, eine Drohne mit Echolot für die Kartierung zu verwenden,

Mess- und Inspektionsaufgaben sowie Umgebungsüberwachung, wenn Sie bathymetrische Vermessungen von Tailings-Dämmen und -Teichen durchführen“, sagte Alexey Dobrovolskiy, CTO bei SPH Engineering, das Software- und Integrationsdienste für unbemannte Systeme anbietet. „Außerdem können Drohnen zur Profilerstellung von Flüssen und Seen für wissenschaftliche Untersuchungen und Umweltüberwachung eingesetzt werden.

Unterwasserinspektionen für Ingenieurarbeiten wie Brücken- oder Pipelineüberquerungen und für

Schlammvolumenmessungen an Klärbecken.“

Der nächste Schritt für IoT und Drohnen

Der Einsatz von IoT und Drohnen im Feldeinsatz hat Potenzial, jedoch besteht im rechtlichen und regulatorischen Bereich noch Nachholbedarf.

In den USA sind der Kongress und die Federal Aviation Administration langsam vorgegangen und haben sich die Zeit genommen, die öffentlichen Auswirkungen kommerzieller Drohnen zu berücksichtigen, bevor sie Lizenzen an diejenigen vergeben, die Drohnen für erweiterte kommerzielle Zwecke einsetzen möchten. Die derzeitige Richtlinie besagt, dass Drohnen nicht über 400 Fuß Höhe geflogen werden dürfen, um Störungen anderer Flugzeugtypen zu vermeiden. Kommerzielle Außendienstmitarbeiter müssen auch für das Fliegen von Drohnen lizenziert und zertifiziert sein und Sichtkontakt mit den von ihnen fliegenden Drohnen halten.

Was die physischen Drohnen selbst betrifft, sind Batterien immer noch ein Problem. Der durchschnittliche Drohnenflug dauert 30 Minuten. Diese Zeit in der Luft ist kürzer, wenn die Drohne gegen Gegenwind kämpfen muss. Aufgrund der begrenzten Batterielebensdauer ist es für Unternehmen wichtig, Drohnenmissionen sorgfältig zu planen.