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Monitorização de sistemas antigos com a ajuda do Ultralytics YOLO11

Abirami Vina

Leitura de 5 minutos

26 de março de 2025

Veja como Ultralytics YOLO11 pode ajudar as empresas a monitorizar sistemas legados com visão computacional alimentada por IA, melhorando a eficiência e reduzindo os custos de atualização.

Muitas empresas, principalmente nos setores de manufatura, automação industrial, aeroespacial, telecomunicações e energia, dependem de sistemas legados para suas operações diárias. No entanto, a manutenção desses sistemas mais antigos geralmente acarreta altos custos e desafios técnicos. Apesar disso, a principal razão pela qual as empresas continuam a usar sistemas legados é que eles estão profundamente integrados em seus fluxos de trabalho. 

Quase dois terços das empresas gastam mais de US$ 2 milhões na manutenção e atualização de sistemas legados. Esses sistemas mais antigos foram construídos para uma época diferente, quando a automação e a análise em tempo real não eram uma prioridade. As empresas costumavam confiar em processos manuais ou ferramentas de monitoramento desatualizadas, o que levava a ineficiências e maiores riscos operacionais. Como resultado, muitas empresas se veem presas a esses sistemas desatualizados, incapazes de fazer a transição facilmente para soluções mais modernas sem interrupções significativas.

É aqui que a IA e a visão por computador, que permitem aos computadores compreender e analisar dados visuais, podem intervir e ajudar. Especificamente, modelos de visão computacional como o Ultralytics YOLO11 podem ser utilizados para detect e monitorizar sistemas antigos, como contadores e medidores.

Neste artigo, vamos explorar a forma como YOLO11 pode ser utilizado na monitorização de sistemas antigos, as suas vantagens e a forma como as empresas o podem integrar facilmente nos seus fluxos de trabalho existentes.

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Fig 1. Exemplos de sistemas legados. Imagem do autor.

Desafios relacionados à modernização de sistemas legados

Os sistemas legados são vitais para muitos setores, mas transformá-los em sistemas digitais nem sempre é simples. Modernizar esses sistemas é importante para aumentar a eficiência e reduzir os riscos. Aqui estão alguns dos desafios técnicos e ambientais que as empresas enfrentam ao atualizar sistemas legados:

  • Falta de interfaces digitais: Muitos sistemas legados foram projetados antes que a transformação digital se tornasse comum. Eles operam usando controles analógicos, medidores e indicadores mecânicos, dificultando a integração direta com soluções de monitoramento modernas.
  • Altos custos de atualização: Substituir ou atualizar a infraestrutura legada pode ser caro e disruptivo. Muitas empresas hesitam em investir em substituições em grande escala devido aos altos custos iniciais e preocupações com o tempo de inatividade.
  • Designs de sistema inconsistentes: Máquinas mais antigas variam significativamente em estrutura, materiais e funcionalidade. Essa falta de padronização dificulta a aplicação de uma solução digital uniforme em diferentes sistemas.
  • Desafios na captura de dados em tempo real: Os displays analógicos não foram projetados para coleta automatizada de dados, dificultando a extração de leituras precisas e em tempo real de mostradores, medidores ou contadores mecânicos.
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Fig 2. Desafios relacionados à modernização de sistemas legados. Imagem do autor.

Como a Visão de IA pode ajudar a monitorar sistemas legados

Muitas máquinas legadas usam mostradores, medidores e indicadores analógicos que não podem ser conectados a sistemas digitais. As soluções de Visão de IA podem usar câmeras para monitorar esses dispositivos, e as imagens podem ser processadas em tempo real para converter suas leituras em registros digitais para fácil rastreamento e geração de relatórios.

Um dos benefícios de usar a visão computacional para isso é que os problemas operacionais podem ser detectados quase instantaneamente. Em emergências, alertas automatizados podem notificar os operadores quando os valores excederem os limites de segurança.

Além disso, a visão por computador é uma opção mais económica. A instalação de câmaras e a implementação de um sistema de IA para analisar estas imagens é rentável em comparação com as actualizações tradicionais ou os métodos de monitorização manual. Em vez de actualizações dispendiosas das infra-estruturas, os modelos de visão por IA como o YOLO11 podem funcionar com o equipamento existente, tornando a modernização mais acessível.

Sistemas de monitorização antigos activados pelo YOLO11

Atualmente, a IA está em expansão e há uma variedade de modelos e técnicas a considerar quando se implementa uma solução de IA. Por isso, deve estar a perguntar-se: o que torna um modelo como o YOLO11 tão especial?

YOLO11 suporta várias tarefas de visão computacional, como a deteção de objectos, a segmentação de instâncias e o seguimento de objectos, e é ideal para a monitorização em tempo real. Uma das suas principais vantagens é a sua capacidade de funcionar de forma eficiente em dispositivos periféricos. Isto significa que pode processar dados localmente, sem depender de uma ligação de rede forte ou de uma infraestrutura de nuvem. 

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Fig. 3. Um exemplo de utilização YOLO11 para a deteção de objectos.

No chão de fábrica ou em ambientes industriais com redes fracas ou pouco fiáveis, a implementação do YOLO11 em dispositivos periféricos garante uma monitorização contínua e em tempo real sem interrupções, reduzindo a necessidade de soluções dispendiosas baseadas na nuvem e tornando-a uma opção mais acessível e prática para as empresas.

Para além disso, YOLO11 é conhecido pelo seu desempenho superior em termos de precisão e velocidade em comparação com os seus antecessores. Com menos 22% de parâmetros do que YOLOv8m, o YOLO11m atinge uma precisão média superiormAP) no conjunto de dados COCO . 

Resumindo, YOLO11 consegue detect objectos com maior precisão e rapidez, mesmo com menos capacidade de processamento. Isto torna-o mais eficiente na deteção de problemas e na monitorização de sistemas em tempo real, ao mesmo tempo que utiliza menos recursos, o que é especialmente útil para sistemas antigos.

Aplicações do YOLO11 em sistemas de monitorização antigos

De seguida, vamos explorar alguns casos de utilização do mundo real em que YOLO11 automatiza processos utilizando a visão por computador para track e analisar leituras, tudo sem a necessidade de modificar o equipamento existente.

Monitorização de manómetros analógicos com YOLO11

Várias máquinas industriais utilizam manómetros analógicos para medir a pressão, a temperatura e os níveis de fluidos. As leituras manuais demoram tempo e muitas vezes levam a inconsistências, especialmente em operações de grande escala. YOLO11 pode melhorar estes processos. 

Aqui está um olhar mais atento sobre como funciona normalmente a monitorização de manómetros analógicos utilizando YOLO11 :

  • Deteção de objectos: YOLO11 detecta e localiza primeiro o medidor numa imagem, assegurando a sua identificação exacta, mesmo em ambientes complexos.

  • Segmentação de instâncias: Assim que o medidor é identificado, YOLO11 utiliza a segmentação de instâncias para separar elementos-chave como a agulha, a escala e as marcações numéricas. Isto é importante porque assegura que o sistema se concentra apenas nas partes relevantes do medidor, removendo qualquer ruído de fundo ou distracções. Ao isolar estas áreas-chave, o passo seguinte torna-se mais preciso e eficiente.

  • Reconhecimento ótico de caracteres (OCR): Por fim, a tecnologia OCR pode ser utilizada para converter os números do medidor em dados digitais, permitindo às empresas track as medições sem necessidade de leituras manuais.

Embora este seja o método geral, as etapas exatas podem variar dependendo de fatores como o tipo de medidor, as condições ambientais e o ângulo ou a qualidade das imagens capturadas. Ajustes podem ser feitos para garantir leituras precisas com base nessas variáveis.

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Fig. 4. Como funciona a monitorização analógica de medidores utilizando YOLO11 . Imagem do autor.

YOLO11 pode simplificar a monitorização de contadores de serviços públicos

Muitos fornecedores de serviços públicos ainda dependem de contadores mecânicos para track o consumo de água, gás e eletricidade. Nalguns casos, são necessárias visitas manuais ao local para recolher as leituras, o que demora tempo e aumenta os custos. 

YOLO11 automatiza o processo de monitorização utilizando a visão por computador para detect e cortar as partes relevantes dos mostradores dos contadores. Ao fazê-lo, os valores numéricos no mostrador podem ser isolados e o OCR pode ser utilizado para os ler.

Com os dados recolhidos utilizando a visão computacional, os fornecedores de serviços públicos podem analisar os padrões de consumo de forma mais eficaz. A integração da análise de dados no processo de monitorização ajuda a track as tendências históricas de utilização, a identificar anomalias e detect irregularidades, como picos ou quedas súbitas no consumo, que podem indicar problemas como fugas ou contadores defeituosos.

Análise de painéis de controlo com o YOLO11

Sistemas legados, como unidades de controle industrial, monitores de rede elétrica e painéis de automação de fábrica, dependem de painéis de controle analógicos com interruptores, botões e luzes indicadoras para exibir o status da máquina e os códigos de erro. Geralmente, os operadores inspecionam esses painéis manualmente, o que consome tempo e aumenta o risco de respostas atrasadas.

YOLO11 pode otimizar este processo ao identificar e seguir com precisão os componentes do painel de controlo. Pode detect interruptores, etiquetas e luzes indicadoras, e determinar as suas posições e estados. Pode identificar se as luzes indicadoras estão a mostrar avisos ou funcionamento normal. 

Por exemplo, se uma luz de aviso for activada, YOLO11 pode detect imediatamente a alteração e os operadores podem ser alertados, permitindo tempos de resposta mais rápidos e reduzindo o risco de não se detectarem questões críticas.

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Fig 5. Um painel de controle com luzes indicadoras.

Prós e contras da modernização de sistemas legados

A visão computacional é uma forma prática de monitorar sistemas legados sem substituir o hardware existente. No entanto, como qualquer outra tecnologia, ela tem vantagens e limitações. Vamos explorar ambas para ter uma ideia melhor de como ela pode ser aplicada de forma eficaz.

Aqui estão algumas maneiras pelas quais a Visão de IA impacta positivamente o monitoramento de sistemas legados:

  • Custos de longo prazo mais baixos: Embora a configuração inicial possa exigir investimento, a automação das tarefas de monitoramento e a redução do erro humano podem levar a economias significativas ao longo do tempo.
  • Consistência e fiabilidade: Ao contrário das inspecções humanas, que podem variar em qualidade e consistência, YOLO11 oferece um desempenho consistente e fiável ao longo do tempo.
  • Tomada de decisão aprimorada: Dados e análises em tempo real melhoram a tomada de decisão, permitindo que os operadores façam escolhas informadas com base em informações atualizadas.

Enquanto isso, aqui estão algumas das considerações que precisam ser levadas em conta:

  • Dependência da qualidade da imagem: A visão computacional depende fortemente de imagens ou feeds de vídeo de alta qualidade. Má qualidade da imagem, baixa resolução ou iluminação ruim podem levar a detecções imprecisas ou perdidas.

  • Vulnerabilidade a fatores ambientais: Ambientes hostis, como temperaturas extremas, poeira, vibrações ou interferência, podem degradar o desempenho dos sistemas de visão computacional.
  • Complexidade no manuseio de grandes volumes de dados: À medida que o sistema coleta grandes quantidades de dados visuais, gerenciar, armazenar e analisar esses dados pode se tornar um desafio sem a infraestrutura adequada.

Principais conclusões

A monitorização eficiente de sistemas antigos nem sempre requer a substituição do hardware existente. Muitas empresas lidam com equipamento desatualizado, mas a Vision AI oferece uma forma de track o desempenho sem fazer grandes alterações.

YOLO11 torna isto possível através da utilização da deteção de objectos e de outras tarefas de visão por computador. Pode ler medidores, contadores e painéis de controlo com câmaras para monitorização em tempo real, sem necessidade de modificar o sistema. O modelo funciona sem problemas em dispositivos periféricos, o que o torna ideal para indústrias com conetividade limitada à nuvem. Isto permite às empresas processar dados no local e resolver rapidamente problemas operacionais.

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