以無程式碼平台建立 ML 模型

我們想到物聯網 (IoT) 時,牲畜通常不會浮現腦海。同樣地,草莓、魚類、醫療病患或揮發性氣體外洩通常也不在我們的考量範圍。不過 AI 型電腦視覺與邊緣運算日新月異,「牛聯網」這類解決方案因而得以問世,並且催生了真正的商業效益。自動化管理讓蛋白質生產商能即時監控牲畜健康與牲畜所在位置,進而防止疾病蔓延、減輕損失,並且讓繁殖與分娩實務更臻完善。

然而,在「牛網路」或任何值得一試的機器學習專案整合人工智慧物聯網、電腦視覺 (CV) 和機器學習 (ML) 工具,可能頗有難度。

視訊管理系統一般會連接攝影機收集資料,然後 ML 工程師與資料科學家會用這些資料建立模型。另外,其他一套工具會裁剪視訊畫面、標記與訓練資料集、部署模型及監測模型的準確度。再來,必須先克服建立高品質資料集的難度。

Sixgill, LLC 這個人工智慧物聯網平台的 ML 生命週期管理供應商,降低了這項工作的難度。「物聯網開發人員真正需要的是可輕鬆部署、管理與調整的工具,不需要事前投入數個月開發的工具,」Sixgill 產品長 Elizabeth Spears 表示。至今,這類工具仍未問世。

機器學習不必如此費力

Sixgill 發現目前的 ML 工具難以在各團隊與企業中使用及實作時,他們就知道問題的主要癥結在於優質的資料。請試想清點牛的使用案例。

只要牛的樣貌與行為和用來訓練模型的影像一樣,模型應該就能順利運作。然而,如果拍攝影像的時間是夏天,那麼下雪時會怎麼樣呢?或者,如果牛向後退而非前進又會如何呢?除非可以快速重新訓練模型,教它辨識所有不同狀態下的牛隻,否則模型將開始失靈。

建立涵蓋這類例外情況的高品質資料集,過程可能單調又乏味。資料科學家或 ML 工程師的任務通常是標記影像,或者這項工作也可以外包。但是這兩種方法都成效不彰,而且所費不眥。舉例來說,相較於要他們建立即時視訊串流,並且派資料標記人員將它自動化,他們其實大可在更重要的地方發揮長才。

那麼何不直接將標記工具交給 SME?Spears 表示:「若是讓不具技術專業的 SME 輕鬆方便就能準備資料,他們就能提供清楚明瞭的範例,全面提高專案的準確度。」此外,異常偵測這類功能可讓新傳入的資料自動觸發「您是否要標記這份資料?」的提示,讓資料整理更簡單。

Sixgill 認為有可能開發精簡的工具,協助工程師、資料科學家或物聯網開發人員等各類使用者,迅速從頭打造功能完整的 ML 模型。因此,該公司建置了 Sixgill Sense 平台,整合影像型 ML 生命週期中的每個步驟。

自動物件辨識的威力

Sixgill 牲畜管理的客戶,最初是為了更準確清點牲畜而研究 AI。雖然手動流程每年損失的收益逼近 9000 萬美元之譜,但是某大雲端供應商專門為此打造的 ML 解決方案也差不多,即使上路一年後也是未見起色。

然而,Sixgill 接手這項專案時,三週內就將模型訓練到準確度達 99.7%,估計每年為客戶節省 5200 萬美元。該平台透過以下方式實現了這樣的成果:

  • 監測:利用影像標記從攝影機與其他感測器裝置收集資料,並且將資料正規化,獲得高品質的訓練資料集。
  • 清點:部署針對環境與情況訓練的 ML 模型,自動偵測、追蹤以及清點牲畜。
  • 效能標竿評測:透過線上學習的計量指標效能標竿評測,將 ML 模型效能監測自動化。
  • 分析:透過集中式儀表板,將計數與預測傳送到雲端,進一步分析與顯示。

無程式碼平台

Sense 有效取代了好幾道效率不彰的流程。例如,維護模型的準確度必須持續進行實驗,有了 Sense 則無須將資料從物聯網裝置移轉至單獨的標記工具,因為資料早已放置在需要的地方,大幅節省了時間。Spears 表示:「所有資料與模型集中管理,很快就能逐一查看。」

Sense 充分運用邊緣裝置的力量,以及 Intel® 加速的 ML 功能。另外,這個平台利用符合資料科學家、SME 與企業使用者需求的視覺 UX,讓共同合作變得易如反掌。這樣一來,以往過為複雜且耗時的工作大為簡化,輕點幾下滑鼠就能完成,模型也能快速訓練及測試。

Spears 表示:「透過這個平台,任何人都能用視訊建立無程式碼的端點對端點 ML 模型。」「這個平台對企業使用者來說夠簡單,對於 ML 工程師而言功能夠強大。」此外,Sixgill 定期舉辦活動、提供指導教學,能夠就電腦視覺與標記提供量身打造的訓練計畫,為物聯網開發人員提供成功所需的一切要素。

「牛網路」這個例子,清楚說明了以終端使用者為導向設計的工具價值何在。不過,這類例子不勝枚舉。製造、零售、生命科學等產業的企業若善用 AI、ML 與強大的邊緣運算,很有機會能提高收益並降低開支。

健康與安全:智慧工廠的第一優先任務

無論是什麼產業,所有企業最重要的目標,就是確保員工與客戶的安全。然而,新冠肺炎 (COVID-19) 卻為這項任務增加了一定的難度。為了防止疫情持續擴散,公司組織需要審視並調整其標準業務流程—提高其完成公司目標作法的透明度。

許多公司在初期尋求快速的解法,例如在第一線使用額溫槍。然而如此耗費勞力的作法,已證明仍具有入侵性、擴充不易且昂貴,而且造成員工必須與他人近距離接觸的風險。

「企業領導者知道他們需要找到更好的系統,」Hitachi Vantara 的 Smart Spaces and Lumada Video Insights 全球行銷總監 Justin Bean 表示。「他們提到:『我們應該如何盡好我們的責任、遵循規定與法規,以及保護人們的安全?』這不僅僅是正確之舉,也是良善企業應有的作為。」

為了協助客戶達到這個目標,Hitachi Vantara,物聯網與數位創新領域的領先者,將感應器與即時影片分析與雲端資料管理結合起來。該公司的數位健康與安全解決方案(一套直覺的自動化技術)可協助公司降低新冠肺炎的風險。在結合了其廣大的數位技術解決方案與策略諮詢下,客戶得以達成更廣泛的營運目標。

人工智慧與電腦視覺讓智慧工廠更安全

第一層的防護就是標記體溫升高的人員。備有熱感應器的智慧攝影機,可在邊緣智慧工作,當人員走入設施時,監控人臉的紅外線光譜。人工智慧掃描臉部多個點,比起簡單的紅外線量測,可以更準確地測量體溫。如果偵測到升高的數值就會發出警告,讓公司組織採取適當行動,例如進行第二次測量,或是要求該人隔離。

除此之外,這個偵測解決方案還可執行分析,找出哪一個輪班可能受到影響,讓公司組織採取行動,以避免進一步的擴散。與事件有關的資料(包括影片、影像、PDF 、音訊檔案或訪談以及測試結果等),會儲存在數位資料夾中,可以依案例彙整並與適當的人員共享。同樣的技術也可以用於偵測其他條件,例如員工在新冠肺炎期間,是否配戴適當的 PPE 或口罩。

保存過程,同時保護隱私

3D 光學雷達也是一層關鍵保護。「3D 光學雷達就像是聲納,不過它使用的是雷射,」Bean 解釋到。「它測量雷射光的行進時間,以及反射回來所需的時間。它也產生了非常準確的 3D 點雲端,進而即時描繪人們與物體移動時所發生的情況,而不須收集個人資訊。」

舉例來說,光學雷達技術可用來確認醫療保健人員或食品服務員工的洗手程序是否適當。由於沒有收集個人的識別資訊,可保有隱私,因而開啟了以往會過於敏感的全新使用案例。它也可以透過在設施中比對人員的移動,提供是否有保持適當社交距離的資訊。光學雷達甚至可以為必須注意社交距離的區域提供警示。這讓公司組織得以進行教育活動,並可重新設計或限制空間的容納人數,以達到更遠的距離。

雖然這些工具正被用來因應新冠肺炎所帶來的風險,但它們也可作為許多一般健康、安全及環境 (HS&E) 等的監控用途。舉例來說,解決方案可以偵測員工在工廠樓層是否戴上頭盔或手套,並監控員工是否遵循正確的守則與流程。

技術之外

感應器與邊緣閘道會收集並處理資料,不過最大的潛力在於如何使用這些資料。「資料會以地理空間的圖像呈現,以客戶需要的各種方式『切片與切塊』,作出更智慧的決策與流程,」Bean 表示。舉例來說,分析可以協助管理者了解哪些地方未符合規定,並深入了解作業程序,以找出並修正有風險的範圍。

為了充分發揮技術的能力,公司需要有正確的策略來協助他們在未來使用。Hitachi Vantara 提供一系列的策略諮詢服務與經驗證的解決方案,協助公司改善流程、文化與財務結果。

「其中很大一部分是設定正確的策略,使流程和系統得以改善。」Bean 表示。「這可以協助公司組織改善變革管理,驅策出成功與永續的成果。」

該公司與 Intel® 的合作,有助於將解決方案的價值最大化。

「Intel 是我們實現這些智慧的核心,」Bean 表示。「原始資料本身沒什麼用。有了像人工智慧這樣的工具來分析影片和 3D 光學雷達資料,我們得以執行更複雜的分析,提供我們全新的見解。Intel 提供了執行這類處理的平台,並在邊緣上執行 – 改善了速度、降低了成本,並進一步保護了隱私。這不僅對於保護人類健康與安全、以及我們人們的生計很重要,也讓公司企業做出正確的事。

物聯網技術:智慧建築的平台

面對日益增加的環境法規以及減少水電費的期望,商業樓宇的業主長期以來一直在尋求更好的方法來管理能源分配和空間配置。新冠肺炎 (COVID-19) 的健康與安全限制使壓力備增,迫使產業到達轉型的臨界點。

「我們看見一項巨大的轉變,也就是邁向永續發展及有效空間利用的趨勢,」IoT.nxt 數位建築垂直業務主管 Zahir Mamoojee 說。永續發展的需求促使各界大力採用智慧建築,不過對許多業主來說,通往智慧建築的道路充滿著絆腳石。

問題在於暖通空調、照明設備、管線和其他服務是由各自獨立的系統控制,宛如一個大雜燴。這些系統由不同的製造商製造,自成一格且無法相互配合,難以為業主提供有意義的見解以提高效率。Gartner 的報告顯示只有 29% 的房地產領導者對能源與空間管理有明確的概念

如果沒有一套全面的方法來管理能源,並將能源與樓宇的使用相連結,業主將無法做出明智的規劃決策。他們在空無一人的房間開空調、在奇怪的地點放置桌子,或者建立根本沒人使用的會議空間,白花花的銀兩就此浪費。AI 和智慧感應器等最新技術相當擅長解決這類問題,這點業主也很清楚。他們其中有許多人鍾情中央管理的現代樓宇,卻對拆除及更換昂貴的基礎架構裹足不前。

向智慧建築邁進

另一項選擇是結合樓宇系統的資料,建立統一的資訊。這是一項艱鉅的任務,因為製造商的操作指示南轅北轍。

IoT.nxt 這家數位與硬體平台公司來說,在不同的建築環境中管理資料是一項關鍵功能。「訣竅在於能夠整合協定。這是我們的獨家秘方,讓樓宇業主只要花成本的九牛一毛就能連接物聯網,」Mamoojee 表示。

為了打造統一的智慧建築解決方案,該公司在現有的系統中增加收集資料的感應器,這些系統包括暖通空調、照明設備,以及機械及製冷裝置。它會在單一軟體平台上顯示所有資訊,讓業主和管理員透過電腦或行動應用程式來控制。

幕後的感應器資料會傳輸到 Intel® 處理器的閘道。部分資訊會在邊緣處理,讓管理員即時回應情況並接收警示。舉例來說,如果在長時間的會議中,二氧化碳累積到了危險程度,管理員會收到警示,便可設定應用程式將新鮮空氣泵入房間(影片 1)。

https://www.youtube.com/watch?v=cZxkGLKx6qQ

影片 1。人工智慧、機器學習和雲端運算系統實現智慧建築的能源及合規控制。(資料出處:IoT.nxt

沒有立即需要的資訊會傳輸到公司的資料中心或雲端,其中 AI 演算法顯示趨勢並發現迫在眉睫的問題,這些問題可以在導致停機損失慘重之前解決。舉例來說,如果電梯的門關閉的速度變得比預期慢(這通常會導致故障),則通常儲存在電梯的可程式化邏輯控制器中的資料將顯示於 IoT.nxt 平台上。大樓管理員可在肉眼察覺之前就先了解問題,並在電梯故障前安排維修。

用這種方式將樓宇系統的各個點相互串連,可以使老舊和新建的設施處於更公平的競爭環境中。「現今的建築管理為資料導向,」IoT.nxt 共同創辦人兼行銷長 Terje Moen 表示。「使用我們的解決方案後,您這棟 20 年歷史的樓宇將能提供與全新樓宇完全相同的可操作資訊。」

智慧建築告訴我們什麼

公司有時對物聯網系統能多快組裝而感到驚訝。Vodafone 多年來一直努力整合倫敦總部的系統卻苦無成效;但是在短短三週內,IoT.nxt 就將暖通空調、多個子系統以及公司現有的環境傳感器安裝到平台上,另外也增加了在場感應器和熱感應器。

在不到六個月的時間內,這個解決方案已產生了寶貴的深入剖析。舉例來說,該公司得知大樓在週五的使用者人數是其他天的一半。「他們可以在週五關閉三層樓,以節省製冷、供暖、照明和其他服務費用,」Mamoojee 表示。由於新冠肺炎 (COVID-19) 期間辦公大樓人數受到限制,Vodafone 尚未算出新系統省了多少能源,但是 Mamoojee 表示大多數公司都能減少 20% 的支出。

和許多公司一樣,Vodafone 正在使用進駐人數資料,來證明他們合乎社交距離的規範。然而在疫情爆發後,Mamoojee 認為企業將認識到感應器為空間規劃帶來的額外價值。「如果您有 10 個座位的會議室,但資料顯示 80% 的時間只有 5 人使用,那麼您就可以換成較小的房間並節約能源,」他表示。

同樣地,用於新冠肺炎偵測的紅外線熱感應器,不僅能顯示人們是否患病,還可以揭露他們聚集在樓宇的哪個區域,以及哪些區域沒有充分利用。在 IoT.nxt 平台揭露一樓有一側廳遭到空置後,Vodafone 通知大樓管理員,以構想其他用途重新配置空間。

AI 技術更添靈活度

該系統可輕鬆量身訂做,幾乎任何樓宇服務都能連結。有的公司測量耗水量與樓宇安全。餐廳與酒席承辦單位監控空氣和冰箱的溫度,以符合安全標準。資料中心使用平台來追蹤冷卻、電力消耗以及伺服器的健康。電信公司 Vodacom 運用它來密切注視 8,000 個行動通訊基地台的運作狀況。

樓宇業主可以管理單一樓宇、多個地點或地理區域的資料,並為不同目的進行合併與隔離。舉例來說,佛羅里達州有一所學校以前使用毯式系統來控制能源,如今在 6 個站點採用了 IoT.nxt 平台來實現更精細的控制。

現在,具有不同時間和能源系統的學校可以調整設定,以符合自己的需求。當在場感應器顯示,週末明明沒人使用,但有的樓宇卻開著空調,關閉後可立即節省 15% 的成本。

「自動化解決方案為人們提供許多選擇,以創造適應能力強的工作環境,」Moen 表示。「透過彙集資料和即時監控,公司能節省成本、達到永續發展的目標,並使樓宇成為更健康快樂的工作場所。」

智慧型變電站徹底改變電網

由於不確定因素持續存在,無論是全球能源價格還是不斷變化的競爭態勢,公營事業都面臨著多重挑戰。縱使可再生能源的快速成長增添了更多機會,卻也使情況更為複雜。局勢變幻莫測,需要兼顧各方,從而推動了營運商對新技術和業務模型的需求。

舉例來說,現今的電網圍繞大型能源而建,專為單方向生產和分配來設計。然而,未來的前景看來大相逕庭,公營機構也有更多不同的面向需要考量。增加使用分散式能源 (DER)、電動車以及可再生能源,電網的設計、保護和管理方式也進而需要大幅改變。

客戶成為能源發電商之際,需求曲線正在改變,導致單向模式無法持續。永續發展的能源生態系統需要邁向雙向交換能源。

凱捷管理顧問公司 (Capgemini) 是一家業務涵蓋數位轉型、技術及工程服務的全球頂尖公司,它正與 Intel® 攜手合作,專為能源管理打造變電站和電網邊緣自動化解決方案,透過諮詢、實作乃至於生命週期管理滿足這些需求。

這項解決方案能讓公營機構透過全面虛擬化和雙向多面向的操作,將電網扁平化。如此一來便能監控及管理所有資產之間的負載及流程、簡化能源生態系統、優先製造與消費清潔能源,並將費率結構扁平化。

從智慧變電站開始

「這項轉變始於變電站,公營機構必須更有效率地管理能源,」凱捷 XIoT 全球解決方案領導 Philippe Ravix 表示。「少了智慧變電站就什麼也做不到。」

然而,現今的變電站卻有所侷限。舉例來說,異常偵測、電壓調節和負載平衡等每項功能都使用獨立的控制系統。經營者在管理多家供應商提供的專利解決方案時遇到困難。每家都有各自的硬體部署、不同的介面,又佔用寶貴的房地產。

透過把這些功能虛擬化,智慧變電站得以將多家系統整合成單一的跨平台 (圖 1)。

多項硬體系統整合至單一系統,並從單一平台管理。
圖 1.智慧變電站將多項功能虛擬化,集中為單一的跨平台。(來源:凱捷管理)

顧問公司) 這項解決方案可虛擬化及管理任何供應商提供的功能。如此有助於公營機構從邊緣到二級變電站輕鬆部署並操作新功能。

「這關係到 IT 和營運技術 (OT) 的融合,前提是必須維持 OT 的必要條件,而這需要一個安全、決定型和強大健全的邊緣平台,」Ravix 解釋。「我們在具有參考架構的開放平台上所提供的正是這項功能。」

此解決方案採中央管理且能與邊緣互通,對於 CAPEX 和 OPEX 兩者來說都是促進成本效益的關鍵要素。

整合商可以從單一範本中工作,並更輕鬆地增添新功能,讓公營機構根據技術和業務需求以充分自由地選擇任何供應商。

物聯網裝置加強自動化

向來習慣維持少數大型資產的公營機構與服務供應商,會面對需要部署全新資源的情況,例如用來監控設備的感應器和攝影機。而所有的邊緣裝置,從小到大都必須共同合作、連至網路,即使不是為了連接上網的裝置也不例外。

「由於現在對安全保障的要求更高,比方在變壓器區架構攝影機或額外的感應器,來保護人員,以防遭受危險,」凱捷智慧能源服務總監 Thierry Batut 解釋。「您可以部署大量的小型裝置,來增強自動化並提供全新的功能」

凱捷透過與各個供應商合作,使不同資料來源的整合變得更輕鬆,以提供全新的數位功能,實現更智慧的電網。

針對可操作智慧的 AI

多項 Intel 技術帶來了必要的硬體與軟體平台,以為智慧變電站提供本地智慧。舉例來說,Intel AI 和機器學習功能可實現預測性維護的即時決策,如此一來能防止停機並降低作業成本。「你必須啟用並利用邊緣的人工智慧,為網路營運商創造更多價值,也為系統帶來更高的自主權,但也不忘對網路上的客戶和利益攸關方提供更多優勢,」Ravix。

「Intel 開發變電站解決方案,為平台帶來本地智慧和更精密監控能源市場的能力,」Ravix 繼續說道。「我們的合作夥伴關係使凱捷供了一個完整的平台,該平台以可擴充的方式可靠地滿足了邊緣自動化的所有運算需求。它亦經過數一數二的公營機構測試,那些單位看到了它所帶來的商機。」

大規模成長智慧電網

公營機構正在一次增加數百或數千個變電站,以攜手同心,滿足瞬息萬變之能源環境的需求。「大型經銷公司透過將經驗、智慧,以及它們透過實驗取得的進步相結合,以使該技術成熟並大規模利用,」Ravix 表示。

藉由智慧變電站實現電網現代化,可為公營機構帶來若干正面業務成果,包括投資規劃、資產生命週期改善、成本節省,以及增加收益來源的可能性。部署 AI、電腦視覺和機器學習等最新技術,可開創全新的效率,並建立更具彈性的網路。與 Intel 成為合作夥伴後,凱捷正使這項願景成真。

人工智慧強化商店安全,提升客戶體驗

這場大流行病對零售商構成了巨大的挑戰。零售商必須符合戴口罩、保持社交距離、消毒清潔等措施的法規,才能安全重新開張。這類健康程序不僅是政府的要求。

百分之八十的消費者對於從事戶外活動依舊感到不安,對於恢復正常生活的急迫性則日益升高;他們需要明確的理由,才能放心踏進他們所光顧的商店。

這場大流行病成了加速改採線上購物的推手,同時顧客也能獲得量身打造的服務。如今,冒險前往實體商店的人,不僅希望購物環境能安全無虞,還追求更貼近網路購物期望的客戶體驗。

零售商店必須臨危不亂,滿足這些新需求,但是單靠現有的系統及有限的人力,這項任務可能頗為艱鉅。為了實施衛生準則,商家必須密切監控店面的每個區域,即使架設監視攝影機也是難上加難。儘管採用穿戴式裝置或人數計數的技術解決方案能派上用場,但可能無法快速上手,並且困難重重。另外一項解決方案則是人工智慧視覺,能夠帶給零售商額外的視覺協助,不僅有助於執行衛生法規,還能強化顧客的體驗。

瞄準顧客體驗

人工智慧視覺的原理,就是在影像監控摘要套用演算法,擷取深入分析。UST Global 的人工智慧視訊監控解決方案,可與商店現有的攝影機連接,部署迅速,而且可擴充。

人工智慧視覺解決方案,旨在省下持續監控影像摘要的人力,協助零售業經理瞭解店面的動靜。人工智慧引擎可負責監視顧客是否遵守衛生準則,例如相隔六英尺的距離以及配戴面罩。

然而,解決方案的監控功能可不僅限於一個類別。UST Global 的解決方案提供了 15 個以上的功能,包括追蹤來店人數及其停留時間、掃描貨架售罄的物品、留意結帳櫃台是否大排長龍,以及偵測店內是否發生問題,例如產品濺灑溢漏或顧客滑倒。

這套系統使用 UST Global 軟體與 Intel 解決方案,例如 Intel® OpenVINO 工具組。它不使用臉部辨識技術,也不會追蹤個人身分、性別或種族。所有資料均保存於解決方案,通常會以節點方式安裝在商店內,而非移轉至遠端雲端。資訊彙整及處理是在邊緣進行,供商店經理取用。人工智慧模型就緒後,經理即可透過行動應用程式或店內的儀表板監控資料。

部分商店還可以選擇顯示資料儀表板供顧客瀏覽,讓他們比較放心,舉例來說,顧客可以看到特定時間店內有多少人。如果解決方案偵測到問題,例如未配戴口罩的顧客,就會立即傳送電子郵件或文字警示給商店經理。

解決方案部署後,零售商可輕鬆調整人工智慧模型的參數。舉例來說,經理調整軟體即可變更顧客社交距離警示,將六英尺改為九英尺。經理用新資料訓練及測試攝影機,即可新增其他人工智慧模型。

另外,視訊資料不會儲存。警示或通知反倒會根據視訊透露的訊息建立,例如某產品在特定時間售罄,然後傳送鏈結轉給中央管理。

多功能解決方案

除了零售業,人工智慧視覺技術在許多領域都能派上用場。在製造業方面,這項技術不需要真人接觸介入即可檢查零件,進行品質保證,另外還能密切留意工廠員工,確保他們的安全與健康。另外,人工智慧模型經過調整之後,即可追蹤高度客製化的程序,例如組裝與清理敏感的醫療儀器。

總而言之,人工智慧視覺解決方案能強化零售業顧客體驗,提高各行各業的效率,而且前景一片大好。UST Global 技術客戶經理/GTM 主管 Gopal Rallapalli 表示:「這類非侵入性的解決方案部署速度快,也不需要採購額外的硬體。」「這項技術對於零售業的未來舉足輕重。」

若要進一步瞭解,請查看無人商店技術如何締造企業投資報酬率並創造零售業新商機這場座談會。

3D 影像的許多面向

您可能沒有想過,護士與道路工作人員的職責會有那麼多共同點,然而,他們修復傷口或坑洞時所採取的程序,需要類似的準備工作。測量 3D 物件的傳統方法包含低或無科技層次的工具,但那些方法並不精確,且容易受到限制。

有個更好的方法就是使用 3D 影像。雖然這不是新技術,然而,卻跳脫了以往工具的昂貴與體積龐大。現在,電腦視覺的演進使得攝影機朝更小且更有智慧的方向發展,具有更強大的功能。

透過將 3D 影像工具和最新邊緣到雲端技術結合起來,產業可以改變傳統測量程序並提高成效。

具有 3D、人工智慧與影像分析專業的電腦視覺解決方案供應商 GPC 系統公司執行長 John Miller 表示:「修復任何潰瘍或燒傷的關鍵因素是深度。」「您可以測量周圍,但若要測量深度,您必須使用探針,這對患者來說並不好受。」

道路養護也是遵循相同的模式。坑洞只不過是道路上的潰瘍,而道路工作人員一直都是使用看似兒童身高量尺般的金屬棒來測量深度。Miller 說明:「至今還沒有符合成本效益的解決方案,但使用 Intel® 實感 攝影機改變了流程。」

物件識別提高了效率

供應醫療保健或基礎架構產業的系統整合商,可利用像是 GPC 的 WoundMeasure 與 HighwayMeasure 這類產品解來解決他們客戶的實際問題。雖然使用案例可能不同,但兩者都能透過提高生產力與效率,讓投資有一致的收益。舉醫療保健為例,供應商可使用 WoundMeasure 快速分析並治療病患, 以空出床位(影片 1)。

影片 1. 3D 影像實現了醫療技術的全新應用。(來源: GPC 解決方案

在行車道上,工作人員可以更有效率地修補路面。而且這個解決方案有能力預測並執行維護,減少了由於法律案件或索賠所引起的後續需要緊急修復工作的風險。

Miller 表示:「如果您將攝影機安裝在汽車上,並定期在停車場或路上行駛,就可以讓修復成本迅速降低。」「您可以收集資料並開始降低您的保險成本。利用 Intel® AI 套件,解決方案可以預測未來會發生什麼事。」

WoundMeasure 和 HighwayMeasure 展現出解決方案的多種功能,而這只是開始。GPC 最近以其 FreightMeasure 工具,運用技術來協助貨運物流公司。

Miller 表示:「航空公司不只在貨運中運載您的手提箱;同時也運載貨物。」「他們可能從荷蘭空運鮮花,或是從緬因州空運活龍蝦。他們裝滿飛機的空間越有效率,就能賺取越多收益。」

為了建立 FreightMeasure (圖 1), GPC 把攝影機裝上堆高機,用以測量不同尺寸貨箱,並建立適度填滿飛機貨運貨櫃的計畫。若以人工來做,這項程序會花費很長的時間,導致貨物錯過航班。

物件偵測計算貨箱堆疊於棧板上的最佳放置尺寸。
圖 1. 自動載滿最大量。(來源: GPC 解決方案

GPC 系統公司商務發展暨夥伴關係部門負責人 Miller 表示:「 這項解決方案協助公司將貨物快速移入及移出倉庫,提高生產力及效率,並確保不會因為錯過航班而損失任何收益。」「所有使用的潛在利益就是收益增加。」

電腦視覺可以測量尺寸

雖然這些解決方案聽起來簡單,但執行起來需要先進的人工智慧。GPC 使用 Intel 實感攝影機來擷取資料,透過手持的方法,或將裝置安裝到平板電腦、堆高機或車輛。

攝影機可連接使用者的現有硬體或軟體系統。GPC 的軟體具有多項功能,而且是在後端完成分析。資料可以採 Excel 格式作記錄,或將資料推向雲端外部主機,以利隨時隨地查看。

Miller 表示:「資料可返回知識庫所在的中心位置。」「它可以告訴他們如何修復及使用什麼方法。它可以分析一塊瀝青或腿部傷口。這是相同的原理。」

GPC 的 WoundMeasure、HighwayMeasure 以及 FreightMeasure 都包含一個 Intel® IoT RFP Ready Kit,系統整合商或最終使用者可以獲得、下載並使用。另外,視環境或使用案例而定,GPC 也為軟體組態提供定做的發展與整合。

與 Intel® 的夥伴關係為 GPC 解決方案開啟了全新的機會。Miller 表示:「每當我們遇到一項新的創新計畫、或我們還沒有相當成功經驗的產業,例如我們最近在物流解決方案方面的成功,我們可以為了客戶共同合作加以實現。」「我們能夠以 Intel 的技術和能力運用 3D 尺寸標定的知識,代表我們提供了更好的服務與產品。」

讓系統整合商助您實現智慧型工廠

工廠主管肩負改善整體設備成效並最佳化其精實生產方法的使命。未經籌畫的停機和產品品質是他們的主要擔憂,因此需要確保廠區的機器能夠正常運作。若未正常運作,他們需要面對生產力和品質下降以及浪費和成本上升的後果。

只要善加利用創新技術的強大力量,就能更充分了解關鍵設備運作狀態,消除惱人的突發狀況。這需要具備適時收集並理解適當資料的能力。只要根據明確需求(而不只是根據行事曆)預測和規劃停機,就能減少這些突發狀況,進而實現夢寐以求的順暢營運管理。

AI、電腦視覺和即時分析讓這一切得以成真,實現了公司所需的數位轉型,在競爭越來越激烈的環境中變得更加敏捷。

這些技術和解決方案不僅為製造商創造了嶄新的契機,同時還為系統整合商 (SI) 提供了值得仰賴的機會。不過,擅於日常製造業營運的傳統 SI 是否具備部署這些進階邊緣到雲端 IoT 平台所需的 IoT 經驗?

只要與 IoT 解決方案整合商合作(由他們協助進行採購、部署和管理進階邊緣到雲端系統),此疑慮即可迎刃而解。

透過合作簡化 IoT 專案

Arrow Electronics, Inc. 這個整合商是一間引導其客戶推動 IoT 創新的公司,該技術提供者的成功案例橫跨各種 IoT 及其他解決方案。Arrow EMEA OT 聯盟總監 Andy Smith 表示:「我們化零為整並結合多個夥伴的技能和專業能力,創造出完美的解決方案」。

舉例來說,有了製造業解決方案提供者 ADLINK 以及資料分析領導者 SAS 等夥伴,Arrow 就能透過最簡單的方式,協助 SI 將最新技術解決方案整合至其客戶。此外,Arrow 可以提供全面智慧型工廠解決方案,而不是在中斷/修復、按服務收費的模型下工作,不但所費不貲且效率不彰。

Smith 表示:「想像一下,如果能確定機器在需要進行維修前可運作多少時數,那該有多好。這種知識能讓客戶妥善規劃並確保備份已準備就緒,讓生產順利運作。現在,只要將這種深入見解延伸到整個營運的所有機器,對於生產力和成本節省的影響將會無遠弗屆。」

這種預測維護對 ADLINK Edge MCM 快速入門等可擴展的端對端平台來說是可達成的目標。Arrow 提供的這項進階解決方案是至關重要的範例,展現夥伴生態系統相互結合時所能解決的常見製造業問題(影片 1)。

影片 1:支援 AI 的預測維護可降低製造成本並提高機器上線時間。(資料來源:ADLINK

AI 的強大力量能禁得起時間考驗

ADLINK 系統已設計成周全的解決方案,可透過震動偵測監控 CNC 機器的工具運作狀態。此外,由於工廠環境中會有數千個消耗性零件損壞及磨損,因此可將同樣的技術應用到整個工廠作業空間。

解決方案邊緣軟體要素包含資料彙總、正規化、警示及裝置管理。此外,SAS 事件串流處理可提供進階分析和自動化決策。這種端對端整合能讓 SI 及其客戶為所有這些消耗性零件(而不只是 CNC 工具)建立運作狀態評分機制。

ADLINK 邊緣解決方案資深總監 Daniel Collins 表示:「因此,這個產品只是試金石,利用數位轉型來大規模監控廠區的資產和設備運作狀態」。

雖然使用震動偵測來預測 CNC 機器零件故障並非嶄新的做法,但 ADLINK 的邊緣到雲端策略使其解決方案變得與眾不同。Collins 接著解釋:「我們不認為每一份資料都必須移至雲端才能變得有價值;這樣做很快會變得非常昂貴」。

因此,我們透過 Intel® 處理器閘道,在邊緣執行資料彙總、正規化和分析。而當資料有策略地在雲端來回傳送時,它會變得越來越強大,對於測量整個機群在一段時間內的趨勢會很有幫助。

更重要的是,即使製造商不是資料科學家,也能輕鬆執行。Collins 接著補充:「這個解決方案是專為營運和工廠主管所打造,提供易於使用和利用的簡易 GUI」。

智慧型工廠成本節省

有一個小型零件製造商幾乎每天都在改變切割工具,以防止故障並為停機事先做好規劃。因此,這些工具早在真正的故障點之前即已更換,發生故障會浪費人力和財務資源。

此外,由於人員是停止和啟動機器不可或缺的環節,因此發生錯誤是在所難免的。當機器執行錯誤的工作直到完成,這種情況不一定總是顯而易見,因此會導致時間損失、零件損壞及工具提示毀壞。

在 Arrow 的協助下,這間公司部署了 ADLINK 系統,因此能夠根據執行每個工作的機器,掌握獲得更準確的資產生命週期分析所需的資訊。由於這個解決方案將某個運作狀態分數繫結到可能發生的故障,因此製造商現在可以提高預測精確度,了解何時需要更換工具。如此便能獲得降低成本和提高上線時間的成果。

透過結合 Arrow 等解決方案整合商的專業能力、夥伴生態系統及強大的邊緣運算,系統整合商能更有效地協助其客戶從類似的成果中獲益,並在程序中產生新的收入來源。

馬來西亞的 21 世紀智慧教室

在全球新冠肺炎疫情爆發前,馬來西亞教育的數位轉型進展得很好。隨著教育技術的全新動力與創新,家長與教育工作者急切希望見到更有智慧的學校與教室成為新標準的重要一環。

畢竟, 21世紀的教育(使用數位白板、智慧筆記型電腦、互動式教學,甚至遠端學習)是為學生準備未來最好的方法。

但在馬來西亞,完整的轉變仍有波折。網路基礎架構與連線能力不一致。學校通常有功能不同之舊型與新型裝置的組合,而且,職員的 IT 素養程度也不同,使得連線和管理裝置(在智慧教室中至關重要)成為一大挑戰。

此外,即使使用新技術,新式教學的實施也無法保證一定順利。舉例來說,許多教師與家屬並不知道,當疫情迫使我們思考新方法讓學生持續學習時,到底應從哪裡開始。對某些人來說,這是一個沒有合適的運算裝置或數量不足的問題。對於其他人來說,則是不知道如何使用虛擬教學工具的問題。

幸運的是,政府和電信公司通過投資稅收激勵和補貼計劃以幫助學生使用新設備來幫助解決這些持續存在的挑戰。同時,也持續改善網路基礎架構,這表示連線能力可遍佈全國。

然而,與此同時, 技術解決方案供應商 SNS Network 利用 CV 和 AI 的發展, 讓當今馬來西亞學校變聰明。學生與家長不必等待 21世紀的教育,即使學校只是剛開始進行數位轉型。

最快通往智慧學校的路徑

透過 SNS JOI Smart Classroom 解決方案,該公司可以在學校進行數位化的任何階段與學校會商。這個系統包含了搭載 Intel®技術互動式白板、尖端的學生裝置、內容媒體伺服器、充電台以及優勢 CV 和 AI 技術的彈性組合,可隨時自動點名並評量學生參與。

學校可以根據需求,為一間或數間教室選擇一或多種元件。而由於這個解決方案是以裝置即服務、每月訂購為基礎的方式銷售,因此,對於剛開始採用的學校,前期投資的負擔並不重。SNS Network (M) SDN BHD 總經理 Ko Yun Hun Hung 表示:「這樣一來,他們就能以最負擔得起的方式獲得新裝置,並且從保固和不間斷的服務中獲益。」

許多學校在教室前面安裝 JOI 智慧白板,展開教學變革。然而,一旦學校將教學輔助轉型成數位,就可以專注於學生裝置的升級、將學生裝置連接到白板以及 JOI Connect 內容媒體伺服器。他們可以更進一步考慮新增智慧型攝影機與即時分析,搭載 Intel® OpenVINO 工具組,藉以衡量與提升教學效果(圖 1)。

學生在白板上寫作業。
圖 1. JOI Smart Classroom 始於互動式數位白板。(資料來源: Pokde.net

智慧教室運作實況

一名 SNS 客戶使用 JOI Smart Classroom,減輕教師的行政負擔,同時改善學生的學習狀況。首先,智慧攝影機能自動點名。Yun Hung 解釋「這不是關鍵任務,但確實耗費時間,這些時間用在課業方面會更好。」

而且,為了創造更具吸引力的學習體驗,學校為學生使用各種運算裝置,這些裝置都連結到全新的智慧白板。Yun Hung 表示:「現在,它與迷你的主從式架構環境非常類似。而且,教師可以輕鬆地與所有的學生裝置分享內容,無論是從網路直播還是從儲存的檔案中。」。

Yun Hun 指出,這種互動式體驗的目的並非在於取代像書本與鉛筆等學習的基本工具,而是讓學習更有效率。只是某些主題(例如幾何學)若有技術作輔助,學習起來會更為輕鬆又有趣。

即使那個主題很複雜,例如微積分?不像以前,學生必須喚起記憶並瀏覽筆記型電腦,才能找到以前的證明。相反地,21世紀的智慧教室記錄了所有課程,讓學生可以只需按一下按鈕,就能取得每個重要的詳細資料。

零障礙銷售點的自助式購物

請想像一下您走進商店購買所有想要的商品,而不需走進任何一個走道。或者想像您不用攔下任何一位店員,就可以馬上找到您想要的除草機。以及如果您可以看著螢幕輕鬆結帳(不需要錢包、電話或是手指),就可以將除草機送到家,不用排著冗長的隊伍等待?

如此個人化、流暢、零觸控的體驗,可能比您想像地還要快,就會出現在您身邊的商店裡。引領著這條路的,是智慧型終端資訊站。

當客戶已經將自助式服務站視為處理交易的便捷作法,很快地,創新的科技將讓人們有能力做更多的事。電腦視覺、AI 和雲端服務開啟了全新的功能,創造了優異的自助選擇,協助零售商改善客戶體驗,降低了流程的營運成本。

「未來將變為零觸控,」全球資訊站方案供應商 M3 Technology Solutions (M3t) 營運長 Dylan Waddle 表示。「客戶將可以進行互動與付款,而不需插入卡片甚至不需觸摸螢幕。智慧終端的創新著重於改善客戶體驗,同時確保交易安全。」

更方便的銷售點

夥伴關係對於開發與部署下一代的自助式解決方案至關重要。例如,M3t 與主要系統整合商 UST Global 合作,在美國與歐洲的連鎖便利商店推出智慧式終端系統。與 Amazon Go 的概念類似,客戶可以在透過應用程式自動付款後購買商品離開。

Waddle 表示:「我們正處於現金與數位社會交錯的年代。」「我們的資訊站為客戶提供了想用信用卡、現金或智慧型手機付款的彈性。在人口下降的同時,便利商店仍然以大量現金的方式營運。我們正在協助縮短現金社會與正朝向以數位、以卡片或以手機為基礎的付款解決方案發展之間的差距。」

M3t Technology 為便利商店所做的只是一個開始。

新冠肺炎加快了人們在購物和金融交易上使用數位工具的腳步。McKinsey Digital 的調查顯示,百分之 75 在疫情期間首次使用這些管道的人表示,當生活恢復「正常」後,他們將繼續使用這些管道。在伴隨著更進步的語音與生物分析技術下,數位工具被更加廣泛地採用,而終端設備也具有改變零售產業的潛力,尤其是在大型商店。

百分之八十七的購物者開始嘗試網路購物,而百分之 46 偏好在實體店家購買。客戶可以在家開始購物、在到達商店時從手機掃描 QR 代碼後繼續該筆交易。新的零售資訊站機型為 22 至 27 吋的大螢幕,提供尋找、查詢庫存狀態、產品資訊以及瀏覽網路上無止盡的商品目錄等功能(圖 1)。

資訊站顯示了商店裡產品的圖片與資訊。
圖 1. 大型螢幕協助客戶找到產品、瀏覽選擇後購買。(資料來源:M3t)

Waddle 表示:「我們正在簡化客戶體驗,讓人們不再選擇排隊結帳,」「我們預期這些終端設備將會出現在每個走道的盡頭,例如在大型居家裝修商店。」

互動式的終端設備也有機會降低營運成本。除了降低員工開支,這些設備還會影響零售商必須在店裡備貨的庫存數量。Waddle 表示:「大型商店必須備有大量的庫存,但是人們買走的並沒有那麼多。」「資訊站讓他們得以減少庫存與存貨面積,同時改善客戶體驗。」

使這一切成真的影像與人工智慧技術

無論是在技術還是推動市場的能力上,Intel® 在自助式服務的創新扮演著關鍵角色。

Waddle 表示:「改變遊戲規則的其中一個重大技術是 Intel 的處理器。」「因為其功能如此強大,使得我們可以在我們的終端設備中採用更小的電腦。」

較小的電腦也使得使用的周邊裝置較小,包括收據列印機與條碼掃描機。這些簡化、具吸引力的終端設備佔的空間較少,可以取代佔據大量商店空間龐大笨重的結帳區。

M3t 還利用了 Intel® 3D RealSense 的 相機解決方案與 Intel® OpenVINO 工具組,達到讓客戶零障礙付款的功能。

Waddle 表示:「在生物分析的交易中,客戶會被告知,並給予僅作為 ID 驗證目的的許可。」「我們以加密或隱藏的格式儲存這些資料以保護客戶及其身分。客戶可以在進行零觸控的互動時感到放心。」

充分利用終端設備所帶來的所有效率的零售商,將得到比他們想像還快的投資回報。

Waddle 表示:「智慧資訊站可以在三至六個月內回本。」「這是個非常誘人的數字,而且如果大部分的商店利用減少樓層面積和重新注意在員工上,就可以達到。重點在於確保客戶得到應有的體驗。我很期待看到零售技術的未來。」

為工業 4.0 重新思考工業電腦的面貌

人工智慧 (AI) 與分析是製造業轉型的推手,揭開了工業 4.0 的序幕。研究公司 Markets and Markets 指出,工業人工智慧市場目前價值 11 億美元,2026 年估計將達到 167 億美元

這項技術固然潛力無窮,卻也面臨了一項挑戰。目前工業基礎架構的設計,無法為釋放工業 4.0 的潛力提供必要彈性。一直以來,工作負載都是在無法儲存也無法分析資料的孤立裝置上執行。

Intel® 物聯網事業群資深客戶群經理 Adam Berniger 表示:「過去幾百年來,每項重大創新或轉型都是由一項基礎裝置所帶動。」「例如蒸汽引擎、個人電腦或智慧型手機。帶動工業 4.0 的銜接技術則是工業電腦。」

新式工業電腦結合了 IT 與營運技術 (OT),分析可能從工廠機器收集後轉化為商業智慧的邊緣資料磁碟區。為了讓數位轉型順利進行,製造商紛紛向系統整合商 (SI) 求助,由專家協助他們善用廠房的寶貴資訊。

工業電腦:重要的橋樑

這對 SI 而言是不可多得的商機。Berniger 表示:「邊緣越來越強大,價值也越來越高。」「邊緣有三大新興主題:邊緣智慧、邊緣融合與邊緣連接。」

邊緣智慧包括分析、深入分析與人工智慧。Berniger 表示:「邊緣智慧能將智慧引進工廠的關鍵區域。」「使用案例可能包括預測性維護與分析、改善作業效率,以及提高生產力。」

邊緣融合涵蓋了 OT 與 IT 最佳實務、流程、裝置、功能與應用程式。邊緣連線是指讓未連線的裝置相互連線,同時也與雲端連線。

Berniger 將工業電腦的潛力與智慧型手機相提並論。他說道:「五或十年前,旅行時,我們是用「非智慧型」手機打電話或傳簡訊。」「我們用相機拍照,而且必須列印地圖才能判斷方向。過去,我們為個別功能準備了好幾部裝置,但如今這些功能全都整合在一部手機上。工業電腦以後會跟智慧型手機一樣,您只要從應用程式商店就能下載各種功能的硬體與軟體。」

SI 是工廠邁向工業 4.0 的領航員

SI 有機會成為帶動轉型的先驅,提供採用 Intel® 夥伴(例如 Axiomtek)推出之工業電腦的整合式系統,引領產業邁向未來

SI 不妨先提供讓投資最大化的解決方案,例如減少浪費、強化產品品質,或是延長工廠設備的運作時間。「SI 必須確保投資報酬率顯而易見,提供讓解決方案符合成本效益的途徑。系統整合商也必須格外著重作業衡量指標,並且確認網路安全,讓公司企業知道並未暴露在風險之下。」Berniger 表示。「重要的專案通常必須藉由加強維護或改善品質保證,讓生產作業最佳化。」

舉例而言,工業 3.0 規定了固定的維護時程表,例如在規定的時間之後更換 A、B 和 C 零件,工業 4.0 則採用預測性維護。若將機器零件與邊緣技術結合,締造即時智慧,工廠就能避免可能的生產停工。

最新一代的工業電腦支援全新層次的智慧與連線能力,實現了這個構想。舉例來說,IPC964-512-FL 可以搭載人工智慧卡,強化內建的 Intel® Core 處理器圖 1)。

結合邊緣技術的機械手臂,可在問題導致停工前先行偵測偏差,預測是否需要維修。
圖 1. 結合邊緣技術的機械手臂,可在問題導致停工前先行偵測偏差,預測是否需要維修。(資料來源:Axiomtek

另外,SI 還可結合取代人眼目測檢查的攝影機,為工業電腦提供品質控制更優異的智慧型解決方案。以某知名輪胎製造商為例,該公司曾因為輪胎問題客訴增加而苦惱。不僅公司商譽受損,瑕疵輪胎退貨衍生的人力與運輸成本更是節節攀升,進而導致利潤減損。

該公司於是部署了在採用 Intel 技術之 IPC 執行,並且以 Intel ® Distribution of OpenVINO 工具組最佳化的電腦視覺與人工智慧解決方案。在短短六個月內,輪胎退貨數銳減,原本多達 6,000 個,現在則是區區幾十個而已。由於這套解決方案可大幅擴充,因此該製造商便將它部署至其他生產線負責檢查工作。

Berniger 表示:「肉眼本來就無法一週五天每天八小時都盯著同一項物品。「但是與 IPC 連線的攝影機可是箇中翹楚(影片 1)。部署後,偵測率從百分之 80 上升至百分之 99.9,誤判次數少之又少。另外,速度也加快了,視工作而定,在某些情況下,檢查時間從一分鐘縮短為一至五秒。機器視覺可為工廠製造或出貨的所有產品偵測瑕疵並改善品質保證,協助工廠節省花費。浪費代價高昂。」

影片 1。工業電腦結合機器視覺,在品質控制方面舉足輕重。(資料來源:Axiomtek

IPC 也帶領 SI 邁向未來

工業電腦不僅引領製造業邁向未來,同時也讓 SI 在過程中佔有一席之地。Berniger 表示,SI 單憑一招半式闖天下的時代過去了。

他說:「整合商必須能脫穎而出,並且提高自己的附加價值。」「我的主管以兩間修車廠為例,說明了這個道理。兩間修車廠的手藝或許高下有別,但他們終究都能修復車身上的刮痕。然而,如果其中一間修車廠開始提供有附加價值的活動與解決方案,那麼他們就不僅僅是修車廠,而是汽車專家。」

欣然接受工業電腦功能的 SI 搖身一變成為製造商需要的專家,不僅能滿足客戶需求、讓客戶更上層樓,還能成為客戶邁向工業 4.0 的專業領航員。