這里為你介紹位于日本神奈川縣的村田制作所港未來創(chuàng)新中心如何通過IoT實現(xiàn)舒適環(huán)境、能源節(jié)省和安全性的智能樓宇。

01、用了哪些傳感器技術(shù)？

村田制作所港未來創(chuàng)新中心維持其功能的機器設(shè)備在地下層，包括機房和中央管理室等大樓的“心臟”。人們的印象中，設(shè)置機器設(shè)備的機房都燈光昏暗，地上布滿粉塵和油漬，但這里的機房打掃整理得很干凈，看起來充滿未來感。

 井然有序的樓層

負(fù)責(zé)設(shè)備管理的芳賀與東京分公司負(fù)責(zé)銷售的山本（上圖）介紹說：

出于對安全性的考慮，設(shè)施中處于高溫或低溫狀態(tài)的設(shè)備和管道都包裹著隔熱材料，以預(yù)防作業(yè)人員觸碰受傷，同時預(yù)防結(jié)露造成的劣化。

樓層多處安裝了大量攝像機和傳感器。通過這些傳感器收集到的數(shù)據(jù)會傳送到中央管理室，并通過AI進(jìn)行解析。

這里有哪些具有代表性的傳感器呢？這些傳感器進(jìn)行什么樣的檢測？有什么樣的益處？...

設(shè)備介紹

振動傳感器

振動傳感器用于迅速檢測異常振動，比如檢測電機和電機傳動軸的振動。由于傳感器以磁吸方式裝卸，當(dāng)安裝位置不合適或不再需要傳感器時，可以輕易改變安裝位置或拆卸下來。通過振動傳感器檢測振動，可以在恰當(dāng)?shù)臅r間進(jìn)行潤滑等維護(hù)，此外還可以確認(rèn)維護(hù)的效果，也有助于預(yù)估性維護(hù)。

振動傳感器以及在電機上安裝振動傳感器的示例

漏水傳感器

漏水傳感器使用范圍寬廣，例如處理冷熱水的室外機和大小管道周邊等。細(xì)微的漏水也能檢測。漏水傳感器可以通過安裝在設(shè)備主體上的漏水檢測帶檢測漏水。例如，將其安裝在供水泵的地板周邊，就可以迅速檢測出意外漏水的情況并進(jìn)行維護(hù)。

漏水傳感器設(shè)置示例

AI Camera讀表

設(shè)施中大量使用了數(shù)值讀取攝像機（詳情可參考：AI上崗：抄表竟然如此簡單?。?，用于大幅減少查看儀表的工作量。

通過數(shù)值讀取攝像機查看儀表

數(shù)值讀取攝像機是可以讀取儀表數(shù)值的攝像機。無論是指針儀表還是數(shù)字儀表均可讀取。一臺攝像機可以讀取多個儀表，不僅可以大幅減少查看儀表的工作量，還可以隨時讀取數(shù)值。

02、如何管理大量的傳感器信息？

設(shè)備管理的大腦是中央管理室。以上介紹的傳感器和攝像機全部通過路由器以無線方式連接至中央管理室（攝像機通過Wi-Fi、傳感器通過920MHz（特定小功率無線）連接）。

因為是無線通信，所以不需要設(shè)置有線通信電纜；

因為是電池驅(qū)動，所以不需要設(shè)置電源線。

通過這樣的傳感器和攝像機收集到的數(shù)據(jù)將會被如何利用？有哪些優(yōu)點呢？

集中管理＋AI解析

樓層面積寬敞，設(shè)置了許多空調(diào)設(shè)備、電氣設(shè)備以及其他實用設(shè)備，儀表的數(shù)量也相當(dāng)多。因此巡邏需要花費很長時間。

對全部傳感器和儀表進(jìn)行集中管理＋AI解析，比如設(shè)備儀表上安裝的數(shù)值讀取攝像機傳送的圖像可以在中央管理室查看，讀取的圖像由AI進(jìn)行解析，出現(xiàn)異常時會通知中央管理室。即可減少巡邏次數(shù)，還可縮短每次巡邏的時間。

統(tǒng)一顯示多個儀表

掌握需求，實現(xiàn)能源節(jié)省

通過傳感器可在短周期內(nèi)獲取數(shù)據(jù)，并可實時生成圖表，實現(xiàn)可視化。由此可以正確掌握電力、冷熱和蒸汽的需量值（即任意30分鐘內(nèi)消耗的電力或蒸汽的平均值）。通過實現(xiàn)能源成本的可視化，不僅可以得到理想的能源節(jié)省效果，還可以切身感受到我們?yōu)楣?jié)省能源作出的努力，有助于提高作業(yè)人員對設(shè)備管理的積極性。

根據(jù)傳感器發(fā)送的數(shù)據(jù)算出需量值

自動生成正確的報告

根據(jù)傳感器收集到的數(shù)據(jù)，可以方便生成各部門電力及熱源使用量等的報告。此外還可以自動算出單位產(chǎn)值能耗。通過自動生成這些數(shù)據(jù)，我們解決了報告撰寫工作高度依賴特定人員的問題，并可以向相應(yīng)部門和相關(guān)人員實時進(jìn)行報告。并且還可以減少手寫輸入數(shù)據(jù)時產(chǎn)生的工作量和失誤。

振動傳感器以及在電機上安裝振動傳感器的示例

03、還有哪些課題需要解決？

村田在多地的工廠通過引進(jìn)IoT工具實現(xiàn)設(shè)備管理智能化，這些工廠制造的電子元件對溫度和濕度很敏感，而且停止生產(chǎn)線會造成很大的損失。要使這樣的工廠穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，就需要以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)進(jìn)行更高階的設(shè)備管理，設(shè)備管理作業(yè)智能化是不可或缺的舉措。芳賀與山本的介紹說，港未來創(chuàng)新中心的設(shè)備管理智能化是一次嘗試，是村田以工廠中的設(shè)備管理技術(shù)為基礎(chǔ)，進(jìn)一步升級以便能夠應(yīng)對智能樓宇。

開展設(shè)備管理數(shù)字化轉(zhuǎn)型，在IoT工具引進(jìn)過程中還有很多課題需要解決，例如利用監(jiān)控機器人節(jié)省人力，利用云服務(wù)對遠(yuǎn)處的大樓和工廠的設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行統(tǒng)一管理，等等。

設(shè)備管理所面臨的課題

人手短缺

設(shè)備管理行業(yè)存在慢性的人手短缺問題。對設(shè)備管理中的運營維護(hù)業(yè)務(wù)進(jìn)行工作時間分析后，結(jié)果顯示日常檢查、月度及定期檢查整修業(yè)務(wù)、故障及投訴處理占業(yè)務(wù)整體的80%。特別是在日常檢查業(yè)務(wù)中，87%的業(yè)務(wù)都需要工作人員到現(xiàn)場以目視方式閱讀儀表并輸入數(shù)值。在本來就存在技術(shù)人員短缺問題的情況下，這項工作負(fù)擔(dān)是個不可小覷的問題。

設(shè)備管理的數(shù)字化轉(zhuǎn)型有許多益處，但是在實際推動過程中，“節(jié)省人力”并非沒有遭到抵觸。芳賀介紹說，擴大管理面積是一項舉全公司之力實施的舉措，對村田來說，提高越來越龐大的檢查業(yè)務(wù)的效率也是當(dāng)務(wù)之急。認(rèn)識到通過引進(jìn)IoT工具大幅削減日常檢查所需時間這一點，大家都沒有異議了。

安裝傳感器的問題

當(dāng)一座入住者尚未確定的大樓處于設(shè)計階段時，傳感檢測所需的傳感器和網(wǎng)絡(luò)等幾乎都是未知數(shù)。只有在大樓建成、入住者確定后才能知道。在已竣工的大樓內(nèi)安設(shè)傳感器和網(wǎng)絡(luò)不僅需要額外施工，其費用也相當(dāng)高昂。此外，如果要進(jìn)行傳感檢測的位置和數(shù)據(jù)突然增加或發(fā)生變化，額外施工也不可或缺。

通過使用電池驅(qū)動的無線傳感器和儀表類的自動讀取攝像機等設(shè)備，我們盡可能地減少了額外供電和中央監(jiān)控裝置的網(wǎng)絡(luò)布線等額外施工。此外，由于傳感器采用了易于安裝和拆卸的結(jié)構(gòu)，我們可以選擇適合的位置獲取數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)的應(yīng)用

另外，通過設(shè)置傳感器和網(wǎng)絡(luò)連接收集到的數(shù)據(jù)需要經(jīng)過解析并用于管理。數(shù)據(jù)分析在計算機上用分析工具進(jìn)行。但有許多管理負(fù)責(zé)人此前并沒有數(shù)據(jù)分析的經(jīng)驗，因此需要培養(yǎng)和錄用精通數(shù)據(jù)應(yīng)用的人才。要做到這一點，就需要數(shù)據(jù)分析和解析的知識，也需要時間去學(xué)習(xí)。對于習(xí)慣了傳統(tǒng)設(shè)備管理業(yè)務(wù)的負(fù)責(zé)人來說，數(shù)據(jù)解析和分析是一個艱深的領(lǐng)域。但能從體力消耗大、危險性高的工作中解放出來，是一個明顯的益處。

數(shù)據(jù)分析的知識，也需要時間去學(xué)習(xí)

總結(jié)

村田的目標(biāo)是實現(xiàn)人性化的設(shè)備管理。

這里所說的“人性化”是指作業(yè)的“安心、安全”。也就是從設(shè)備管理中去掉“危險”“辛苦”的作業(yè)，并替換為數(shù)據(jù)分析和解析等更高階的作業(yè)，以及避免工傷。例如，我們會通過傳感器檢測危險的發(fā)熱體，從熱圖中找出需要隔熱的位置并添加隔熱材料，以保護(hù)作業(yè)人員免受高溫帶來的危險。

人性化”的設(shè)備管理既能帶來節(jié)能和擴大人均管理面積等經(jīng)濟利益，也能保護(hù)作業(yè)人員免受危險，并讓作業(yè)人員專注于更高階的工作，從而提高他們的積極性。