基于物聯(lián)網(wǎng)的預測性維護如何支持智慧城市基礎設施運作

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

智慧城市基礎設施的運作

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：哈佛大學公共衛(wèi)生學院告訴人們在乘坐電梯時不要講話，并且分開等間距站立。由于有些電梯甚至一次只允許一個人獨自乘坐，相較與其他人距離太近，孤獨感似乎是乘客要面對的更大問題。

在后新冠疫情時代，電梯、自動步道和運輸系統(tǒng)之類的基本服務將開始發(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，因為每次可運載的人數(shù)減少了，所以要求它們支持更多次數(shù)的運作。更長的正常運行時間要求，也會帶來更多的磨損，從而需要更多的維護操作。

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重新構想設備維護

這種情況迫使人們重新考慮如何監(jiān)控基礎設施運作，以便在最需要它們的時候提高其可靠性。

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，但每年仍會發(fā)生超過2400萬次故障和1.9億小時的停機時間，這主要歸咎于反應式的維修模式，因為人們只有在發(fā)現(xiàn)問題后才致電技術人員。

如今，隨著傳感器和網(wǎng)絡技術的進步，對于電梯這樣的關鍵設備來說，實現(xiàn)更長的正常運行時間是有可能的。根據(jù)稱為“預測性維護（predictive maintenance）”的概念，安裝在設備上的無線傳感器可以測量其性能。對于電梯等復雜機械，運作性能信息可能包括熱量、摩擦、噪聲、振動和位置之類的數(shù)據(jù)。

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延長關鍵基礎設施的正常運行時間

現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)設備具有強大的功能，這意味著可以實現(xiàn)設計精良的解決方案，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。

事實上，蜂窩物聯(lián)網(wǎng)標準持續(xù)改進，對于預測性維護應用是一個好消息。例如，有些解決方案的傳感器需要依靠電池供電運行數(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)絡基礎設施的一部分，正在繼續(xù)吸引市場投資，因而預測性維護擁有諸多進步和創(chuàng)新的潛力。

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各行各業(yè)均受益

知名咨詢機構麥肯錫（McKinsey）估計，通過延長機器的使用壽命，預測性維護可以將維護成本降低10%至40%，設備停機時間減少50%，設備資本投資減少3%至5%。到2025年，每年可節(jié)省的費用將近6300億美元。因此，眾多行業(yè)和服務領域都在考慮使用預測性維護解決方案，這就不足為奇了。對于城市功能舉足輕重的大量基礎設施，如下水管道、儲水箱、橋梁、ATM和自動停車門等，都可以通過傳感器和蜂窩網(wǎng)絡進行革新提升。

展望未來

基于無線傳感器的預測性維護還可能推動城市增加環(huán)境可持續(xù)的基礎設施。nRF9160 SiP之類設備已經(jīng)通過檢測小故障（例如起火和電涌）來支持智能電網(wǎng)的正常運作。

鑒于所涉及的技能，如要成功地將預測性維護解決方案應用于城市的基礎架構，需要許多不同的各方進行合作，包括設備制造商、網(wǎng)絡運營商、技術服務提供商，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半導體業(yè)務發(fā)展經(jīng)理Lorenzo Amicucci

編輯：jq