这篇论文探讨了机器学习（ML）驱动的智能传感器在工业应用中的集成及其对操作效率、预测性维护和决策制定的影响。论文的主要目标包括：识别智能传感器技术在工业应用中的优势，评估其在减少停机时间和提高资源分配方面的贡献，识别采用智能传感器技术的挑战和限制，并提出促进其在工业监控中应用的策略。
论文首先回顾了智能传感器在制造、能源和医疗保健领域的应用。在制造业中，这些传感器通过检测设备早期故障迹象，显著减少了意外停机和生产延误。例如，西门子的Sitrans SCM IQ通过振动和温度数据监控机械设备，实现了10%的停机时间减少。在能源领域，智能传感器支持关键基础设施的高效分配和维护，通过监控涡轮机、变压器和电力线等关键组件，实现早期故障检测，降低维护成本。在医疗保健中，智能传感器通过可穿戴设备实现对患者的持续监测，提高了诊断准确性和医疗干预的及时性。
论文强调了机器学习算法与边缘计算、5G连接和数字孪生技术的集成。边缘计算允许数据在靠近数据源的地方进行处理，从而减少延迟并提高实时响应能力。5G技术则通过快速的数据传输支持实时设备异常响应。数字孪生技术通过在虚拟模型中模拟物理过程，预先识别缺陷，优化预测性维护。
研究表明，与现有系统的兼容性是影响智能传感器采用的主要因素。兼容性与采用率之间的正相关关系表明，减少基础设施集成障碍可以提高采用率。尽管数据隐私和合规成本存在，但对采用的影响较小，表明数据安全问题虽然重要，但并不显著阻碍技术采用。
论文总结道，机器学习驱动的智能传感器在提高操作效率、降低成本和增强预测能力方面具有显著优势。然而，不同行业的财务可行性差异较大，制造和医疗保健领域的回报时间较长。兼容性问题是广泛实施的关键，减少集成障碍对于普及应用至关重要。论文建议行业应优先投资于可适应的框架，如边缘计算和数字孪生技术，以促进与现有系统的兼容性并降低相关成本。此外，政策制定者应制定行业特定的指南，解决数据隐私和安全问题，鼓励透明的数据共享实践。
- 机器学习（ML）：一种通过算法和统计模型使计算机系统能够执行特定任务而无需明确指令的人工智能分支。
- 边缘计算：一种分布式计算范式，将数据处理能力推向网络边缘，靠近数据生成源。
- 数字孪生技术：通过创建物理对象或系统的数字副本来进行模拟和分析的技术。
- 5G连接：第五代移动通信技术，提供更高的数据传输速度和更低的延迟。
通过对这些技术的集成和应用，论文展示了智能传感器如何在不同行业中推动效率和可持续性的发展。