物聯(lián)網(wǎng)時代傳感器故障是對生命的潛在威脅
如果預計將在幾年內(nèi)到位的200億個傳感器中有一些拋出了錯誤數(shù)據(jù),會發(fā)生什么?如果買的是麥片而收到的是麥圈,我想我們都可以接受,但是,如果因傳感器故障而危害生命該怎么辦?
新波音737-Max 8的兩次致命墜毀就是一個很好例子。一份關(guān)于獅航墜機原因的初步報告指出,來自傳感器的錯誤數(shù)據(jù)導致飛機新的自動穩(wěn)定器系統(tǒng)將飛機機頭向下推,飛行員奮力將飛機拉起,然而最終還是墜入大?!,F(xiàn)在看來,同樣有故障的傳感器也可能導致了埃塞俄比亞的墜機事件。
一份報告指出AOA(迎角)傳感器有故障,也就是說,迎角傳感器可以檢測出機頭方向。但在另一份報告中,出現(xiàn)了一個老的罪魁禍首,即空速指示器,在許多致命的墜機事件中都有提到該指示器。
當物聯(lián)網(wǎng)傳感器報告錯誤信息時,使用它的軟件可能會執(zhí)行異常操作。就我個人而言,我開的是福特猛禽皮卡,當我以每小時90公里的速度行駛時,傳感器故障(即恒速控制)導致我的變速器幾乎災難性地降到一檔,導致后輪鎖死,并且我?guī)缀跏チ藢囕v的控制。這一故障導致召回,在福特推出了變速箱控制系統(tǒng)的新版本后,問題才得以解決。
不幸的是,這些傳感器故障并非總有這么好的結(jié)果。由于皮托管系統(tǒng)故障,發(fā)生了許多致命的飛機墜毀事件。皮托管系統(tǒng)是一個壓力敏感儀表系統(tǒng),用于確定飛機的空速、馬赫數(shù)、高度和高度趨勢。皮托管系統(tǒng)讀數(shù)錯誤可能極其危險。
幾起商業(yè)航空公司的事故都可以歸因于皮托管系統(tǒng)的故障。
例子包括:
阿根廷南方航空2553航班:導致74名乘客和機組人員遇難。根據(jù)阿根廷和烏拉圭空軍的一項調(diào)查,皮托管是一種測量飛機空速的主要儀器,當飛機通過一個15000米高的積雨云時皮托管結(jié)冰,阻塞了儀器并使之給出錯誤的讀數(shù),導致機師操作失誤。
伯根航空301號航班:導致176名乘客和13名機組人員遇難。事后調(diào)查發(fā)現(xiàn),事故發(fā)生時飛機實際上以220節(jié)(410km/h)的速度飛行。調(diào)查的結(jié)論是,用于測量空速的三個皮托管中的一個被堵塞,并出現(xiàn)致命的皮托管故障,調(diào)查人員懷疑這是由于昆蟲在皮托管內(nèi)筑巢造成的,主要嫌疑是泥胡蜂。
法航447航班:導致216名乘客和12名機組人員遇難。法國航空安全局BEA表示,皮托管的結(jié)冰是導致飛機墜入大西洋的一個原因。BEA的最終報告得出結(jié)論,飛機墜毀是因為皮托管結(jié)冰使飛機未能檢測到空速,導致自動駕駛斷開,隨后機組人員錯誤操作導致失速,最后釀成空難。
那么,驅(qū)動工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的最常見傳感器又如何呢?其中大多數(shù)都是相當簡單的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備,它們具有稱為浴缸曲線的故障曲線。也就是說,由于制造缺陷、安裝不當、使用不當?shù)戎T多因素的影響,早期故障的發(fā)生幾率就很高。除此之外,它們在達到正常使用壽命之前會運行很長時間,并且在整個生命周期中仍然會出現(xiàn)故障。
有兩種方法可以知道傳感器是否出現(xiàn)故障。首先,在最佳情況下,它會告訴您出現(xiàn)故障,但目前,有此功能的傳感器并不多。第二種方法是注意模型和數(shù)據(jù)分析中的一些意外結(jié)果。但就飛機而言,這還遠遠不夠。我們將很快對此進行研究并撰寫更多文章,包括一些處理物聯(lián)網(wǎng)傳感器疲勞和故障的創(chuàng)新工具。