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邊緣運算無所不在 商機無所不在

 共創賦能全球物聯網產業鏈系列報導

人工智慧(AI)與5G激勵邊緣運算(Edge Computing)的蓬勃發展,再加上愈來愈多的開放原始碼軟體的加持,更加速邊緣運算應用的快速成長,這個標榜著本地運算、網路連接與智慧應用的邊緣運算的應用趨勢,其所帶來的低延時、低耗能、高效率、少資訊流量的優勢,滿足愈來愈多的工業物聯網(IIoT)應用領域的需求,同時讓工業智慧型應用的成長進入全新的里程碑。

研華IoT嵌入式平台事業群協理區曉風先生在「研華物聯網共創峰會」的第二天「嵌入式與無線物聯網」的專題座談中探討邊緣運算與人工智慧的相遇以及隨後的爆發式發展,演講主題為「邊緣運算無所不在,引爆新商機開場」,對邊緣運算趨勢在工業領域上的發展給予重要的肯定,雖然商機前景令人期待,但是所面臨的重要挑戰仍需產業界逐一加以克服。

他揭櫫包括(1)各式無線通訊協議種類眾多、標準不一致的問題,(2)一旦面對網路條件不穩定,環境狀況侷限之下,需要有考慮週到的系統容錯率與過程管理的設計,做為重要的補救措施,(3)確實做好網路區域的隔離,確保本地資訊的安全,杜絕資安風險,(4)工業現場的應用場景差異性大,邊緣運算系統需要具備兼容並蓄的運算能力,以符合不同的需求,(5)成本考量下需要面面俱到,並能夠支援大量的部署需求。

而人工智慧(AI)技術所展現出來的強大的功能,以及同步提供全新的視野與多樣化的智慧型解決方案,讓人目不暇給,這個專題座談特別聚焦於智慧交通與智慧製造的兩個關鍵的使用典範,期待協助產業界找尋一條成功的終南捷徑。

AI邊緣運算解決方案助力智慧交通的發展

研華IoT嵌入式平台事業群產品經理何肇峯先生與聰泰科技研究發展與客戶開發部副總經理林宏沛先生,展開對談並探討智慧交通解決方案的新發展,著重於「邊緣運算與AI技術助力智慧交通影像偵測與辨識的應用」,何肇峯首先舉2018年初中國春運的大數據,來說明結合AI與邊緣運算技術所展現的重要效益。

這場集結一共有28.9億次的輸運人次的春運中,有80%的車票是直接使用網路交易而完成,在北京、河南、廣州的大車站內,大量使用乘客的人臉辨識系統,以取代傳統人工驗票的機制,每3到6秒間就完成通過閘門驗票的動作,而車站內的乘客導航上的功效也不遑多讓,使用360度虛擬實境全景導航APP,協助乘客引路讓乘車更便捷。

AI影像識別系統大量使用在中國大陸的智慧交通的應用上,包括車牌車款辨識、車流與人流辨識、移動軌跡辨識、平交道路口安全管理、管制區的入侵偵測、科技執法抓違規等用途,提供的乘車便利、協助行車秩序的功效上,令人刮目相看。

聰泰科技的解決方案使用研華開發的神經網路計算引擎,這個稱為ESRP-SRP-ARK2250S的邊緣運算系統內建有Intel i7-6822EQ的CPU,以及Intel Movidius Myriad X視訊處理器,該AI晶片為低功耗系統單晶片(SoC)設計,加速深度學習應用所需要的處理效能,具備0.7 TOPS運算能力作為汽車車牌辨識、汽車車款識別、車輛數目計數與路邊行人識別的任務游刃有餘。

對於影像偵測與辨識的應用所需要的各式硬體配件,研華一併提供多樣化的選配選擇給技術合作夥伴,其中扮演關鍵「眼睛」角色的視訊攝影機,以及不同攝影鏡頭等影像來源裝置,都是智慧交通解決方案所不可或缺。

此外,為了讓系統開發商預先整合此系統,研華預先提供不同的AI軟體套件與工具,包括有視訊AI推論與神經網路最佳化軟體,以及基於規則制定為主的視訊辨識與深度學習分析工具,還有邊緣裝置管理與再訓練模型部署,以及視訊影像數據資料庫來協助系統廠商發展獨特的AI邊緣運算應用,並藉由整合雲端服務系統形成功能強大的交通管理系統,以提供警察完整的數位執法的輔助,也能做為下一階段包括路邊停車位管理與其他智慧交通的解決方案的建立,以便於讓更多的共創(Co-Creation)技術夥伴發展出更多的加值服務。

藉由偵測機械運轉震動啟動工廠預防維護應用

工廠生產機械與製程機台最重視停機(Downtime)的控制與預防,因為意外停機發生往往造成大量的產能與生產力的損失,對於企業的營收立即產生重大的衝擊,所以預防機台故障與預測故障的能力,一直是智慧製造所倚重的解決方案,由於馬達與各式各樣的機械裝置會產生運轉的振動頻率與噪音,透過智慧型感測器的量測與雲端服務的分析軟體,成為一個新興的解決方案。

研華IoT嵌入式平台事業群產品經理鞠劍先生與產品經理高信揚連袂出席,與逸奇科技總經理王逸民博士對談,聚焦於邊緣運算與雲服務議題,利用機台設備的智慧聯網技術啟動預防維護的功能。

逸奇科技對於偵測機器運轉特異震動頻率與持續的時間有長時間的研究,主要探究工廠內部的關鍵機械運轉頻率隨時間變化的情形,並分析各種不同頻率隨時間變化的組合,這種稱為時頻分析的技術,相較於傳統只分析震動頻率頻譜的技術,增加了頻率對時間變化的解析,利用時頻分析可以看出機台平時運作時的震動與聲音的關係,並做為機器需要維修或是產生故障種類的研判基礎,對於工廠的營運作有重大的發現。

王逸民指出當機械設備發生諸如良率無法掌握、品質不穩定、加工精度下降、操作經驗無法量化而得以傳承技術時,現場工程師雖然透過儀器來量測訊號,但卻不知道如何解讀,為了解決這個問題,逸奇科技發展震動監控分析軟體(VMA),用來監測工具機械的精準度、動平衡,甚至顫動等資訊,來判斷機械的現在的狀態,以及避免機台的刀具耗損而產生不良品,避免馬達故障而造成整個機台無法運作而產能降低。

這個解決方案使用研華的EIS-D150高效邊緣智慧伺服器所組成SRP-E2i120與SRP-E2i121的解決方案,做為機械設備震動監控以協助工廠自動化掌握機械維修與故障偵測的進度,減少停機時間的發生,並形成智慧製造一個具指標意義的應用。

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