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【「預測性維護」之感測&連網】
每一項「預測性維護」計畫都是從機器在正常運行期間的機器特性檢測開始,例如,檢測結構雜訊和空氣雜訊的聲學或固有頻率,然後將其數位化並傳送到電腦或雲端。儘管本地資料處理多採用邊緣運算,網際網路連接對於韌體更新和遠端監控都是不可或缺的。
原則上,群體智慧 (Swarm Intelligence) 並不是用來學習和改善過程的,且受限於本地運算能力和用戶自己的經驗歷史。另一方面,雲端運算能比較所有在現場運作的系統,並從個別系統的變化到其他系統的變化中得出結論。除了這種群體智慧,雲端運算在計算能力或記憶體容量方面沒有限制,可靈活地更改所使用的對數,例如,從靜態資料分析到機器學習或深度學習。
無論是在本地還是在雲端進行分析,都必須弄清楚可能發生損壞的位置及最佳的檢測位置。但是,感測器也可以安裝在此處嗎?放置在這個地方是否容易操作且空間是否足夠?環境噪音是否過大?是持續不斷發生的還是以不規則的間隔發生的?一旦理想的安裝位置清楚了,感測器的類型通常也就確定了:如果所有因素都支持連接到設備或機器,這就是要檢測結構雜訊。
因此,衝擊和振動感測器或加速度感測器就是要選擇的工具。當放置在設備或機器外部時,則是檢測空氣傳播的噪音。為了此用途,市面上已有具有特定頻率範圍的微機電 (MEMS) 麥克風感測器可供採用,例如意法半導體 (ST) 和英飛凌 (Infineon) 的感測器產品。由於它們通常帶有吸收聲波和降低聲壓的開口,因此要採取特殊的措施,才適合在潮濕或多灰塵的環境中使用。
無線電技術通常較便宜、較靈活,也較耐用。新的 LTE 類別適用於「不使用資料收集器」的感測器,或經由邊緣運算進行強大資料壓縮、僅需要將少量資料傳送到網際網路的資料收集器。它們無需單獨的閘道就可建立從感測器到雲的直接網際網路連接,並將測量數值傳送到雲。最新的 LTE 類別 NB-IoT 和 M1 (LTE M1 或 LTE-M) 非常適合預測性維護等需要在「隔離」情況下傳送少量資料的應用。
一旦從感測器傳送出資料後,最棘手的任務就是資料分析。當滾子軸承的頻率發生變化時,這意味著甚麼?這是否有發生故障的風險,是否只是生產過程改變了,還是機器要在週末停止運作?或者是一個要對這種變化負責的干預因素?哪些偏差仍屬於正常波動?最後:發生損壞的機率有多高,何時必須介入干預?這將導致特定的設定檔,其相應的參數和閾值儲存在軟體中。
延伸閱讀:
《要如何成功實施預測性維護?》
http://compotechasia.com/a/tech_applicati…/…/0708/42272.html
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【低功耗 LTE 可能帶來「大規模的 IoT」部署?】
蜂巢式技術的覆蓋範圍比任何其他無線技術更好,強大的通訊協定以及用於蜂巢式通訊的頻譜分配的監管、許可和管理所實現的品質服務保證 (QoS),進一步強化了這些優勢;這已引起了負責建設物聯網 (IoT) 工程師的注意,有望把遠端低功耗廣域網路 (LPWAN) 的 IoT 感測器直接連接到雲端。另外,蜂巢式技術可當作 LPWAN 基礎,而 LPWAN 可充當由低功耗藍牙或 Thread 等短距離無線技術支援的區域網路 (LAN) 的雲端閘道。但在此之前,還有一些工作要進行。
蜂巢式數據機已找到將昂貴遠端資產連接到雲端的利基市場,例如,用於控制智慧配電網的農村智慧電子設備 (IED) 會定時透過蜂巢式數據機將資訊發送回控制中心,但它們不適合 IoT 應用。首先,許多 IoT 使用正在逐步淘汰的傳統 2G 網路,這些舊技術 2025 年前便會消失。其次,蜂巢式 2G、3G 和 4G LTE 數據機很貴,體積龐大且功耗大——因為它們必須設計為符合電訊標準協會的第三代合作夥伴計畫 (3GPP) 之中,用於更高類別 (更高輸送量) 操作的規範。
3GPP 在 2015 年發佈其第 13 版本的規格時,將數據機類擴展到 LTE 類別 M1 (LTE-M) 和窄頻 (NB-IoT)。這一舉措鼓勵開發用於 IoT 應用的 4G LTE 數據機,這些 IoT 應用是使用更高類別單元時難以實現的。許多廠商認為,LTE 和 NB-IoT 數據機是最有機會實現 LPWAN 的快速大規模部署和加速 IoT 的發展的技術。因為 LTE 是一個開放標準,在 RF 頻譜的許可部分運行;利用現有基礎設施覆蓋以及具有共存機制,這個共存機制允許擴展每個基地站的高節點數。
相比之下,與之競爭的 LPWAN 私有技術包括由某些公司擁有和控制的元件,當其他供應商採用時要繳付許可費用、且產品差異化空間會受到限制;此外,因為這些頻譜是共用資源,在未經許可的 RF 頻譜分配 (通常在低於 1 GHz 頻率) 中很難實現共存性。根據電訊設備製造商愛立信等公司和 GSMA 的看法,低功耗 LTE 可能帶來「大規模的 IoT」部署;愛立信更進一步指出,到 2023 年蜂巢式技術將迅速擴展到助力 18 億個 LPWAN 連接設備中的 75%。
延伸閱讀:
《為甚麼低功耗的蜂巢式技術將可支撐物聯網?》
http://www.compotechasia.com/a/ji___yo…/2018/0709/39352.html
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