通过Sushi Sensor和负载波动传感器实现轻松物联网——Osaka Metro对乘客安全性和舒适度的追求

实施概况

Osaka Metro是大阪地铁集团的核心，在大阪市及周边地区运营九条地铁线路和公共巴士，通过最新技术提高客户的安全性和舒适度，并解决环境问题。
为了通过综合提供交通和社会服务为地区振兴做出贡献，该公司还创新性地利用新技术提供新服务，例如有关按需公交车*运营的城市移动即服务(MaaS)。

为了确保乘客的舒适度，Osaka Metro安装了巨大的通风机(进气口和排气口)，以使新鲜空气在地铁站和隧道中循环。为了测试横河的无线Sushi Sensor是否可以在地下混凝土结构中收集数据，以便在早期检测可能影响这一重要设备运行的任何异常情况，Osaka Metro在其多个地铁站对这些传感器进行了现场测试。根据这些测试的结果，该公司计划在其所有地铁线路的通风机和空调设备上安装Sushi Sensor。

* 共享巴士运行人工智能确定的路线，并根据客户的要求在适当的地点搭载乘客。MaaS不仅有望提高用户的便利性，还有望为交通拥堵、全球变暖以及改善老年人交通出行需求等问题提供解决方案。作为一项社会实验，该公司于2021年3月开始运营按需公交车，并正在继续扩大业务范围和改善服务。

 

客户面临的挑战和我们的解决方案

关于Sushi Sensor

横河电机的Sushi Sensor是一款小型无线设备，可以测量温度、压力、振动水平和其他变量，并通过LoRaWAN广域无线网络协议传输这些数据。Sushi Sensor系列包含XS770A。这是一种集成型无线振动传感器，可以使用磁铁或螺丝轻松安装在任意位置，也可以使用智能手机应用程序进行设置和监测。使用预设阈值，只要检测到异常，就可以向主管发送警报。Sushi Sensor的数据可以存储在云端或本地服务器上，并通过仪表板画面进行监控。通过分析这些数据，可以在早期发现并纠正设备异常。
 

为了了解更多关于这些活动的信息，我们采访了Osaka Metro运输部门的员工Shigeru Kai。他一直向公司提议引进Sushi Sensor。本次采访于2022年4月进行。

--您第一次听说Sushi Sensor是在电视节目上，这是真的吗？

"是的，我和从事石油业的儿子一起观看了一个关于横河电机的电视节目。我之前工作的一家工业仪表公司使用了横河的产品，所以我对横河非常熟悉。节目中有一个片段简要介绍了Sushi Sensor如何通过在早期检测异常振动来加快维护。Osaka Metro正处于从基于时间的维护(TBM)到基于状态的维护(CBM)的转换阶段，我喊道：‘就是它！’。”

横河集团总部展厅中的Sushi Sensor

 

-- 关于Sushi Sensor的内容持续了不到一分钟。

“但是我很确定。Osaka Metro的地铁站和隧道里有数百台通风机。由于我们的第一条地铁线路——御堂筋线已经有将近90年的历史了，其中一些设备非常陈旧，容易出现故障。如果出现严重缺陷，停车时间可能会很长，维修成本也很高。如果我们能迅速发现即将出现的故障迹象，我们就能在设备发生故障之前解决问题，并确保服务不会中断。所以，当我看到Sushi Sensor时，我的反应是‘就是它！’。”
 

Sushi Sensor安装在排气扇电机(左)和轴承外壳(右)上

 

--您的设备多久检查一次？

“根据设备的不同，需要每月检查一次。我们的人员在设备运行时触摸和倾听设备，如果他们有足够的经验，可以发现可能指向问题的细微差异。但并不是每个人都能做到这一点，另外还存在人员不断减少的问题。我明白，不能再继续依赖使用五感的检查技术了。由于我们的熟练工依靠其对每件设备的个体特征的了解，我知道很难将这些知识传授给其他人，因此我选择了Sushi Sensor的解决方案。通过安装Sushi Sensor，我们的目标是逐步消除每月的检查需求。”
 

Sushi Sensor通过磁铁安装在一个巨大的排气扇上

 

-- 现场测试的结果怎么样？

“我们在每个地铁站都进行了现场测试，以确定安装网关设备的最佳位置，并了解这些设备能否正确接收来自通风机上的Sushi Sensor的信号。每次测试大约需要三天时间。地铁站的设备通常放置在有厚墙和铁门的房间里，墙壁往往用钢筋建造，这会干扰无线信号的接收。我们和横河的工程师必须在每个地铁站找到接收信号最强的位置。最终我们临时想出了一种方法，将网关安装在梯子上，并在车站周围来回走动(笑)。现在我们知道了如何做到这一点，通常只需要不到半天的时间就可以在站点中找到安装网关设备的最佳位置。”

梯子上的网关设备

 

-- 您为什么决定引进Sushi Sensor？

“之所以选择基于状态的维护，其中一个原因是为了降低成本。因此，对于我们来说，最大限度地减少任何新的布线和管道需求非常重要。我做了很多研究，并比较了不同供应商的产品，而Sushi Sensor满足了我们的所有要求。正如我前面说到的，我非常熟悉横河的产品，在我职业生涯的早期阶段就使用过，所以我首先知道横河的产品非常可靠。我的儿子在一家炼油厂工作，他也很熟悉横河的产品，他们工厂已经使用了Sushi Sensor，所以我觉得我不能输给他(笑)。

可以用磁铁将Sushi Sensor安装在任意位置，并立即开始测量，这真是太好了，非常方便。不过，我们也确实发现，设备有时会被人移动并安装成不同的方向，这会影响测量。所以，我们让横河的一位工程师用Tepra标签打印机给我们做了很多贴纸，我们将贴纸贴在传感器上，用来指示正确的安装方向。”

Sushi Sensor上的Tepra标签指示正确的安装方向

系统概述

 

-- 如何设置阈值？

“我们已经为几个传感器设置了阈值，所使用的设置是在每台设备记录的实际振动水平上加上一定百分比来计算的。现在并不是所有的空调机都需要设置，但是当天气变暖时，我们会为这些设备设置阈值，并开始监测趋势数据。我们预计将大幅增加我们设施中的Sushi Sensor数量，因此我认为有必要引进人工智能解决方案来监测振动读数。”

“至于远程监控，我们目前正在两个办公室进行。从本财年开始，我们将在所有主要站点的重要设备上安装Sushi Sensor，并增加监控PC的数量。每个地铁站都有不同的布局，因此我们必须在每个车站找到可以安装网关设备的正确位置。不过正如我前面说到的，我们能够很快做到这一点。我和同事们开玩笑说，我觉得我们可以看到无线电波！”(笑)

 

-- 您发现Sushi Sensor带来了哪些成果？

“能够查看长期记录的振动读数，这点给我留下了深刻的印象。每台设备的运行条件和振动水平之间的关系都清晰可见。事实证明，那些我自认为理解的东西，其实我并不了解。”

“能够查看长期记录的振动读数，这点给我留下了深刻的印象。每台设备的运行条件和振动水平之间的关系都清晰可见。事实证明，那些我自认为理解的东西，其实我并不了解。”

Kai先生(Osaka Metro)

 

采用力和触觉传感技术的负载波动传感器

横河电机长期以来一直在研究力和触觉传感技术，该技术能够量化触摸表面粗糙、柔软等物体的感觉。该技术可用于工厂加工，以量化各种物体的状况。例如，在化学生产过程中，它可以用于量化在反应罐中搅拌的化学物质的粘度。横河电机正在将这项技术应用于设备诊断。

Osaka Metro在通风机电机上安装了一个使用这项技术的负载波动传感器，用于测量和计算负载波动，从而确定风机皮带是否打滑或风机不平衡。横河已经为这项技术申请了专利。
 

* 目前，该产品仅面向日本市场。

负载波动传感器系统概述

 

-- 负载波动传感器在PoC中如何工作？

“如果驱动通风机轴的风扇皮带断裂，就会是一个大问题。最坏的情况是断裂的风扇皮带会把金属外壳吹掉。虽然Sushi Sensor可以检测风扇和电机轴承的异常，但是仅凭振动读数可能无法显示皮带打滑等问题。我询问横河是否有解决方案可以检测风扇皮带故障，他们最终提出了使用负载波动传感器的建议。我对此非常感兴趣，所以决定进行测试。在两年的时间里，我们确认了传感器数据与设备状况之间的关系，例如皮带张紧不良和打滑、风扇不平衡、轴承润滑脂过度注入和气流波动。”

“这只是我的观点，但如果我们能够使用负载波动传感器来确定适当的操作条件，包括皮带张紧程度，我们就可以减少使用的风扇皮带的数量。在许多情况下，维护人员并不确定需要什么，并且会使用超出所需用量的风扇皮带。减少风扇皮带的数量可以节约能源。如果皮带轮不对准，风扇皮带很容易断裂。我相信，使用负载波动传感器对设备状况进行量化可以推动各种改善。”

 

客户满意度

-- 您未来有何计划？

“我们目前在四个地铁站的通风机上安装了Sushi Sensor，并计划将其安装在整个地铁网络的所有通风机和空调机组上。通风机具有必要的功能，例如在不太可能发生的火灾中排出烟雾。虽然空调曾被认为是一种非必要的奢侈品，但是现在每个人都期望实现这种舒适度。随着Sushi Sensor和负载波动传感器的引进，我们相信我们现在可以快速应对这一重要设备的任何问题。”

“我认为，在日本运营基础设施的许多其他公司也面临着类似的情况：就像我们的地铁线路一样，他们的设施很久以前就建成了。我相信，我们与横河的合作已经开发出了行业领先的先进解决方案。”

“对于将于2025年举办的大阪世博会，不仅政府机构，还有许多公司都在为迎接来自世界各地的游客做准备。我们正在努力通过引进先进技术来快速改善我们的服务。自成立以来，Osaka Metro一直致力于成为顶级科技公司和交通领域的领导者。”

 

-- 您对横河有何期望？

“横河的员工很友善，我觉得他们很喜欢自己的工作。我一直和他们相处得很好。我希望他们能继续与我们合作，为我们面临的许多困难挑战提出解决方案。如果横河能在人力资源开发领域帮助我们，我也会非常感谢。对于我们来说，确定善于使用工具、运用五感、处理数据和IT的人员非常重要。我认为，与横河电机这样的外部合作伙伴开展合作是实现这一目标的一种方式。”

“每当我升级智能手机时，我都会确保立即安装Sushi Sensor应用程序。从这一点可以看出我有多喜欢Sushi Sensor。”

(左起)

Miyagawa先生(横河电机)、Kai先生(Osaka Metro)、Nishida先生(横河电机)