基于物聯(lián)網(wǎng)的預(yù)測性維護(hù)如何支持智慧城市基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)作

電梯和運(yùn)輸系統(tǒng)在新冠疫情后要承受更大壓力，無線技術(shù)將幫助提高這些關(guān)鍵性設(shè)備的可靠性。

智慧城市基礎(chǔ)設(shè)施的運(yùn)作

出現(xiàn)新冠疫情之后，人們見面和打招呼的方式發(fā)生了變化。握手和擁抱顯然已經(jīng)消失了，而且許多其他的日常習(xí)慣也發(fā)生了改變。請想想人們現(xiàn)在如何使用電梯：哈佛大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院告訴人們在乘坐電梯時(shí)不要講話，并且分開等間距站立。由于有些電梯甚至一次只允許一個(gè)人獨(dú)自乘坐，相較與其他人距離太近，孤獨(dú)感似乎是乘客要面對的更大問題。

在后新冠疫情時(shí)代，電梯、自動(dòng)步道和運(yùn)輸系統(tǒng)之類的基本服務(wù)將開始發(fā)生更重大轉(zhuǎn)變，上述的變化只是開端。這些系統(tǒng)將需要更努力、更智能地工作，因?yàn)槊看慰蛇\(yùn)載的人數(shù)減少了，所以要求它們支持更多次數(shù)的運(yùn)作。更長的正常運(yùn)行時(shí)間要求，也會(huì)帶來更多的磨損，從而需要更多的維護(hù)操作。

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重新構(gòu)想設(shè)備維護(hù)

這種情況迫使人們重新考慮如何監(jiān)控基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)作，以便在最需要它們的時(shí)候提高其可靠性。

舉例來說，電梯行業(yè)知名企業(yè)Thyssen Krupp指出，盡管電梯對于城市生活舉足輕重，但每年仍會(huì)發(fā)生超過2400萬次故障和1.9億小時(shí)的停機(jī)時(shí)間，這主要?dú)w咎于反應(yīng)式的維修模式，因?yàn)槿藗冎挥性诎l(fā)現(xiàn)問題后才致電技術(shù)人員。

如今，隨著傳感器和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)步，對于電梯這樣的關(guān)鍵設(shè)備來說，實(shí)現(xiàn)更長的正常運(yùn)行時(shí)間是有可能的。根據(jù)稱為“預(yù)測性維護(hù)（predictive maintenance）”的概念，安裝在設(shè)備上的無線傳感器可以測量其性能。對于電梯等復(fù)雜機(jī)械，運(yùn)作性能信息可能包括熱量、摩擦、噪聲、振動(dòng)和位置之類的數(shù)據(jù)。

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延長關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施的正常運(yùn)行時(shí)間

現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備具有強(qiáng)大的功能，這意味著可以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)精良的解決方案，并且可以最大程度地降低功耗和帶寬需求。例如，Nordic的nRF9160 SiP集成了功能強(qiáng)大的Arm Cortex M33處理器和基本AI功能，可在內(nèi)部分析來自傳感器的數(shù)據(jù)，從而僅需要在數(shù)據(jù)鏈路上傳輸必要的信息。

事實(shí)上，蜂窩物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)持續(xù)改進(jìn)，對于預(yù)測性維護(hù)應(yīng)用是一個(gè)好消息。例如，有些解決方案的傳感器需要依靠電池供電運(yùn)行數(shù)年，所以蜂窩物聯(lián)網(wǎng)具有低功耗特性是非常重要的。同樣地，由于蜂窩物聯(lián)網(wǎng)是現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的一部分，正在繼續(xù)吸引市場投資，因而預(yù)測性維護(hù)擁有諸多進(jìn)步和創(chuàng)新的潛力。

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各行各業(yè)均受益

知名咨詢機(jī)構(gòu)麥肯錫（McKinsey）估計(jì)，通過延長機(jī)器的使用壽命，預(yù)測性維護(hù)可以將維護(hù)成本降低10%至40%，設(shè)備停機(jī)時(shí)間減少50%，設(shè)備資本投資減少3%至5%。到2025年，每年可節(jié)省的費(fèi)用將近6300億美元。因此，眾多行業(yè)和服務(wù)領(lǐng)域都在考慮使用預(yù)測性維護(hù)解決方案，這就不足為奇了。對于城市功能舉足輕重的大量基礎(chǔ)設(shè)施，如下水管道、儲(chǔ)水箱、橋梁、ATM和自動(dòng)停車門等，都可以通過傳感器和蜂窩網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行革新提升。

展望未來

基于無線傳感器的預(yù)測性維護(hù)還可能推動(dòng)城市增加環(huán)境可持續(xù)的基礎(chǔ)設(shè)施。nRF9160 SiP之類設(shè)備已經(jīng)通過檢測小故障（例如起火和電涌）來支持智能電網(wǎng)的正常運(yùn)作。

鑒于所涉及的技能，如要成功地將預(yù)測性維護(hù)解決方案應(yīng)用于城市的基礎(chǔ)架構(gòu)，需要許多不同的各方進(jìn)行合作，包括設(shè)備制造商、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商、技術(shù)服務(wù)提供商，數(shù)據(jù)分析企業(yè)等等。如果這種情況出現(xiàn)，那么對于眾多行業(yè)而言，這就有如一句電梯行業(yè)的術(shù)語所說——唯一的發(fā)展方向就是向上。

原文刊于中電網(wǎng)

本文作者：Nordic半導(dǎo)體業(yè)務(wù)發(fā)展經(jīng)理Lorenzo Amicucci

編輯：jq