夏に向けて、暖房、換気、空調（HVAC）システムを確実にフル稼働させることは、住宅や商業施設の機能にとって最も重要です。 温度と空気の質を調整し、全体的な快適さとエネルギー管理において重要な役割を果たす。 しかし、これらのシステムは、特に夏には、涼しい室内温度を維持するためにHVACシステムが残業するため、消耗しやすいという欠点もある。
人工知能（AI）の技術革新は、HVACの故障を検知・予防する新たな方法を導入し、予防的なメンテナンスとシステムの信頼性向上を可能にしている。 この記事では、HVACの故障を予測するためにAIをどのように適用できるか、現在の課題と将来の機会、予測的HVACメンテナンスの将来を定義する企業について探る。
AIによるHVACメンテナンスの改善
高度なレベルでは、AIはHVACシステムからの履歴データとリアルタイムデータを分析し、潜在的な故障についての洞察を提供するパターンと異常を特定するために適用することができる。 これを可能にするのが、HVACシステムに直接設置され、エッジインテリジェンスを収集・分析するスマートセンサーなどのIoTデバイスである。
洗練されたスマートセンサーは、温度、圧力、湿度、音、エネルギー消費などの環境要因に基づいて、システムの動作の微妙な変化を検出し、潜在的な問題を特定することができる。 AIは、請負業者や住宅所有者に、問題が発生するのをただ待つのではなく、事前に対策を講じる力を与える。 これにより、修理費用を大幅に削減し、システムの寿命を延ばし、サービスの中断をなくすことができる。
AIは処方箋的メンテナンスにも利用できる。 例えば、コンプレッサーの故障によって空調システムが停滞し始めたとする。 その場合、AIは、運転パラメーターの調整やコンプレッサーの交換スケジュールなど、具体的なアクションを推奨し、故障を軽減または予防することができる。
HVAC予知保全の例
予知保全技術は、AIを利用してコストのかかる修理や業務機能の遅延を防ぐセンサーやソフトウェアを通じて、すでに統合されている。 これらは、このイノベーションをリードしている実際の企業の一部である：
クールオートメーション
CoolAutomation1は、直感的なクラウドベースのアプリケーションとCloudBoxと呼ばれるIoT対応エッジデバイスで構成されるHVAC予知保全ソリューションを提供している。 このソリューションはプラグアンドプレイで、特定のパラメーターを設定してトレーニングすることができ、運用中に発生する可能性のある故障や異常をプッシュ通知で知らせてくれるので、メンテナンスチームはシステムの問題を未然に解決し、システム障害への悪化を防ぐことができる。
アチューン
Attune2資産 状態監視（ACM）プラットフォーム は、温度、湿度、空気の質、エネルギー消費量などのさまざまなパラメータに関するリアルタイムデータを収集するために、建物全体に配置されたワイヤレスセンサーを使用している。 このソリューションは異常を検出し、HVACの潜在的な故障を予測する。 ビルディング・オートメーション・システム（BAS）が更新されていない古い建物でも、クラウドに接続する仮想BASを使用して同じデータを取得するAttuneの代替改修オプションにより、ACMプラットフォームの恩恵を受けることができます。
トラン
革新的な気候技術を開発するフォーチュン100社のTraneTecnologies3は、携帯型の振動分析ツールを使って予知保全を実施しています。 これらの携帯型ツールは振動を収集し、機械学習を使ってほぼリアルタイムで異常を診断・特定する。 また、問題になる前に、システム故障の原因となる潜在的な漏れを聞くこともできる。
HVAC予知保全の現在の課題
しかし、HVACメンテナンスの革新にもかかわらず、HVACシステムの予知保全をより効果的で信頼性の高いものにするには、まだいくつかの課題がある。
エネルギー消費
多くのバッテリー駆動のIoT機器と同様、AI搭載センサーも大きな処理能力を必要とする。 IoT機器向けの超低消費電力半導体は、センサーをより効率的に動作させ、バッテリー寿命を延ばすことを可能にする。 より低いエネルギーレベルで高い計算能力を発揮することで、より洗練されたAIアプリケーションや最適化が容易になる。
ネットワーク・リライアンス
膨大な量のデータを分析するために、通常、機器はデータをクラウドに送信して処理する。 そのためには、生データを集中サーバーに送信するためのインターネットへの接続が必要となる。 エッジでのコンピューティングは、センサーが効果的に動作するために継続的な接続に依存する必要がないように、デバイス上での処理とストレージを可能にする。
遅延と帯域幅
予知保全は、HVACシステム・データのリアルタイム監視に依存している。 データ伝送の遅延や帯域幅の制限は、センサーデータの配信や、デバイスが故障を正確に予測する能力を遅らせる可能性がある。 ローカルAI処理は、分析のためにデータを送信する必要がないため、この課題を大幅に軽減する。
AIが拓く空調の未来
モノのインターネット（IoT）は、HVACの性能を向上させ、故障コストを削減し、エネルギー利用を最大化する機会を開いた。 AIの技術革新により、システムのエラーを予測し、どの部品にメンテナンスが必要かを特定し、故障を完全に回避することがこれまで以上に容易になった。 適切な技術により、建設業者と住宅所有者は、オペレーションをコントロールし、快適さと価値を最大限に高めることができる。
AIがますます高度化するにつれて、予知保全は、住宅と商業施設の両方で空調機器の寿命と効率を最大化するために不可欠なツールになるだろう。
Ambiqの貢献
リアルタイムの予知保全など、複雑なAI計算をデバイス上で実行し、電力バジェットを消耗させない技術を実現することは、強力なマイクロコントローラーで解決できる独自の課題です。Ambiqは、オンデバイスインテリジェンスと比類のないエネルギー効率でバッテリー駆動デバイスを実現する、さまざまな
参考文献
