71、建筑与农业领域的网络物理系统应用与潜力

建筑与农业领域的网络物理系统应用与潜力

1. 建筑机械维护规划的重要性

在大型建筑工地，同一时间可能会使用多台相同类型的机器。精确的维护规划能够显著提高现有机械和维护资源的利用率，减少机械的停机时间，尤其是非计划停机时间。这主要通过磨损检测以及磨损和疲劳预测来实现。许多建筑机械制造商将维护规划纳入其车队管理软件工具中，还支持直接通过这些软件工具快速订购备件。

2. 建筑行业网络物理系统（CPS）的现状与潜力

建筑行业中，每个工作步骤都可以利用关键技术和算法进行优化。目前市场上已有许多商业系统和产品，多数产品旨在优化特定的工作步骤，近年来也有一些研究致力于优化更大范围的流程。

未来，进一步的交叉连接、更智能的数据评估以及新型传感器的引入，将通过提高车辆利用率、减少机器停机时间和减少人工规划与控制工作量，大幅提高流程效率。自动化或自主机器还能通过减少不必要的土壤、砾石和其他材料的移动与处理，更快地实现预期结果。

目前，建筑行业在关键技术上投入巨大，如无人机技术。一项研究甚至建议在建筑工地使用增强现实眼镜。大部分建筑行业从业者相信“大数据”和数字化将塑造建筑行业的未来，86%的人认为这些系统将显著提高建筑工地的及时性。

建筑机械制造商和供应商估计，CPS可使建筑工地的总成本降低20 - 30%。相关算法能使燃油成本降低40%以上，土方设备的移动时间减少50%。与已经采用工业4.0的行业相比，CPS可能使建筑行业的生产率提高三倍。

3. 农业领域精准农业（PA）概述

精准农业（PA）是一种基于CPS的全农场管理方法，旨在提高产量的同时确保生态可持续性。PA分为三个应用领域：