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Tipo: Dissertação
Título: Método para reconhecimento automatizado de falhas construtivas na execução de fachadas com uso de drones e aprendizado de máquina
Autor(es): Silva, Alisson de Souza
Primeiro Orientador: Costa, Dayana Bastos
metadata.dc.contributor.advisor-co1: Melo, Reymard Savio Sampaio de
metadata.dc.contributor.referee1: Silva, Francisco Gabriel Santos
metadata.dc.contributor.referee2: Corrêa, Fabiano Rogerio
metadata.dc.contributor.referee3: Melo, Roseneia Rodrigues Santos de
metadata.dc.contributor.referee4: Costa, Dayana Bastos
metadata.dc.contributor.referee5: Melo, Reymard Sávio Sampaio de
Resumo: A fachada é um dos principais subsistemas de uma edificação e o surgimento de manifestações patológicas pode comprometer seu desempenho. Portanto, atividades de inspeções e manutenções periódicas são necessárias, principalmente durante a execução, onde surgem diversas anomalias. No entanto, muitas vezes, as inspeções manuais e visuais apresentam algumas limitações, sendo consideradas demoradas, caras e inseguras. Diante disso, o uso de tecnologias digitais pode minimizar tais limitações. Neste contexto, o objetivo principal deste trabalho é propor um método de reconhecimento automatizado para identificar manifestações patológicas em fachadas de parede de concreto durante a execução, com uso de drones e algoritmos de Aprendizado de Máquina (AM), visando a melhoria na qualidade da obra. Para tanto, foi adotado a estratégia de pesquisa da Design Science Research (DSR), envolvendo três estudos de caso ao longo das seguintes etapas: a) Conscientização através da investigação do problema teórico por meio de uma Revisão Sistemática da Literatura-RSL, identificando as lacunas de pesquisa e através da investigação do problema prático em campo; b) Sugestão do artefato através da realização de um estudo de caso exploratório, no qual foi utilizando drones para aquisição de imagens e algoritmos de AM para processamento digital de imagens; c) Desenvolvimento do artefato com a realização de dois estudos de caso implementando o método de reconhecimento automatizado de manifestações patológicas através de protocolos de aquisição e processamento de imagens, além da incorporação das informações oriundas dessas atividades no sistema de gestão da qualidade da obra; d) Avaliação do método proposto através dos constructos Transparência, Eficiência e Utilidade, por meio de variáveis e fontes de evidências; e por fim, e) Conclusão com a formalização do método proposto e considerações finais sobre o estudo. Foram propostos dois protocolos que permitiram maior celeridade e precisão nas etapas de aquisição e processamento de imagens. Nos estudos foram levantadas onze manifestações patológicas, das quais quatro foram visualizadas com drone e analisada por algoritmos de aprendizado de máquina. Dos nove modelos criados no software de AM chamado Custom Vision, o que apresentou melhor desempenho atingiu 58,99% de F1 Score e 65% de mAP. Além disso, durante os testes, algumas falhas construtivas foram reconhecidas corretamente com até 97,4% de probabilidade. Do ponto de vista gerencial, as informações adquiridas por meio das inspeções foram incorporadas no processo de execução da obra através de relatórios, imagens coletadas com drone e planos de ação baseados no ciclo PDCA. Após a avaliação do método, evidenciou que as informações através do método proposto deram suporte aos gestores na tomada de decisão em relação ao controle da qualidade durante o processo construtivo de fachadas de paredes de concreto moldadas in loco.
Abstract: The facade is one of the central systems of a building, and the appearance of pathologies in this system can compromise its performance. Therefore, periodic inspections and maintenance activities are necessary, especially during execution, when several anomalies arise. However, manual and visual inspections often have some isolated ones, being considered time-consuming, expensive, and unsafe. Therefore, the use of digital technologies can minimize such limitations. In this context, the main objective of this work is to propose a controlled recognition method to identify pathological manifestations in concrete wall facades during execution, using drones and Machine Learning (ML) algorithms, aiming to improve the quality of the work. To this end, the research strategy of Design Science Research (DSR) was adopted, involving three case studies along the following steps: a) Awareness through the investigation of the theoretical problem through a Systematic Literature Review-RSL, identifying the research gaps and through investigation of the practical problem in the field; b) Suggestion of the process by carrying out an exploratory case study, in which drones were used for image acquisition and AM algorithms for digital image processing; c) Development of the experiment with the realization of two case studies implementing the method of recognition of pathological manifestations through image acquisition and processing protocols, in addition to the incorporation of information arising from these activities in the quality management system of the work; d) Evaluation of the proposed method through the constructs Transparency, Efficiency and Usefulness, through measurement and sources of evidence; and finally, e) Conclusion with the formalization of the proposed method and final considerations about the study. Two standardized protocols allowed incredible speed and precision in image acquisition and processing stages. In the studies, eleven pathological manifestations were raised, of which four were visualized with a drone and followed by machine learning algorithms of the new models created in the AM software called Custom Vision, the one that presented the best food performance at 58.99% of F1 Score and 65% of mAP. Furthermore, some constructive faults were recognized correctly, with up to 97.4% probability during testing. From a managerial point of view, the information acquired through the inspections was incorporated into the work execution process through a report, images collected with a drone, and action plans based on the PDCA cycle. After evaluating the method, it was found that the information through the standard method supported managers in decision-making about quality control during the construction process of cast-in-place concrete wall facades.
Palavras-chave: Inspeção automatizada
Fachada - parede de concreto
Drone
Inteligência artificial
Controle de qualidade
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL::CONSTRUCAO CIVIL
Idioma: por
País: Brasil
Editora / Evento / Instituição: Universidade Federal da Bahia
Sigla da Instituição: UFBA
metadata.dc.publisher.department: Escola Politécnica
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Civil (PPEC) 
Tipo de Acesso: CC0 1.0 Universal
metadata.dc.rights.uri: http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/
URI: https://repositorio.ufba.br/handle/ri/38429
Data do documento: 22-Mar-2023
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