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邊緣人工智能如何推動工業(yè)4.0的成果

與過去以物理世界為中心的工業(yè)革命不同，第四次工業(yè)革命引入的數(shù)字元素正在為整個制造業(yè)帶來新的創(chuàng)新和智能解決方案。網(wǎng)絡(luò)連接的最新進展正在推動數(shù)字化：計算、物聯(lián)網(wǎng)和傳感器技術(shù)、自動化和機器人技術(shù)，以及人工智能和機器學(xué)習(xí)(AI/ML)。

對于制造商而言，工業(yè)4.0創(chuàng)造了無限的可能性，從提高對供應(yīng)鏈運營的洞察力和可見性、減少危險狀況和提高工人安全，到執(zhí)行預(yù)測性維護以減少設(shè)備停機時間。為了實現(xiàn)這一愿景，制造商必須了解所有各種傳感器、執(zhí)行器和設(shè)備，并決定在哪里執(zhí)行分析，為操作人員使用的應(yīng)用、儀表板和警報解決方案提供信息。如今工業(yè)4.0的主要障礙與用例無關(guān)，而是集中在如何以最有效和最經(jīng)濟的方式確保所有物理和數(shù)字功能之間的互操作性。當(dāng)前對實現(xiàn)互操作性的考慮制造商掌握著從各種傳感器、系統(tǒng)和資產(chǎn)生成的大量數(shù)據(jù)。但在原始形式下，如果不能快速分析這些數(shù)據(jù)就無法提供價值。分析這種規(guī)模的數(shù)據(jù)需要與數(shù)據(jù)源緊密相連的人工智能和機器學(xué)習(xí)的力量。Gartner的2019年十大戰(zhàn)略技術(shù)趨勢預(yù)測，到2028年，邊緣設(shè)備中傳感器、存儲、計算和高級人工智能功能的嵌入將穩(wěn)步增加。這種增長有可能創(chuàng)造一個擁有數(shù)千種“智能”邊緣設(shè)備類型的行業(yè)——有些大，有些小，有些比其他設(shè)備的功率要求更高。當(dāng)與數(shù)百甚至數(shù)千個需要在這些設(shè)備上運行的AI/ML模型結(jié)合在一起時，會發(fā)現(xiàn)這很快就會變成一場管理噩夢。許多組織默認(rèn)購買專有的垂直“解決方案”來解決特定邊緣應(yīng)用的離散問題，例如視覺質(zhì)量檢查或預(yù)測性維護監(jiān)控。盡管這種方法可能解決短期需求，但會增加日益嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。專有系統(tǒng)或單點解決方案并不總是能很好地集成到現(xiàn)有工作流程或技術(shù)堆棧中，最終可能會導(dǎo)致用戶社區(qū)的采用障礙和摩擦。最重要的是，當(dāng)今許多面向分析的解決方案還需要將來自傳感器或其他來源的數(shù)據(jù)發(fā)送到中央數(shù)據(jù)中心或云計算環(huán)境，以進行分析和機器學(xué)習(xí)。由于數(shù)據(jù)傳輸量和決策延遲增加，這種設(shè)計模式變得極其昂貴，并且還可能引入新的安全漏洞。總而言之，現(xiàn)今，許多制造商依賴于低效且不可擴展的解決方案和方法來集成跨工廠的AI/ML功能，這只會導(dǎo)致機器、工具和系統(tǒng)混亂，互操作性差，有時甚至是相互競爭的技術(shù)。構(gòu)建可互操作的AI/ML支持的系統(tǒng)那么，構(gòu)建互操作性和實現(xiàn)工業(yè)4.0的關(guān)鍵是什么？第一步是通過使用可能已經(jīng)存在的資產(chǎn)來簡化流程，并確定最有效，橫向和可擴展的方法來實現(xiàn)希望實現(xiàn)的結(jié)果。目前，有數(shù)十億已安裝的資產(chǎn)具有某種形式的嵌入式計算，收集豐富的洞察數(shù)據(jù)。理想情況下，數(shù)據(jù)應(yīng)該在設(shè)備上或設(shè)備附近進行實時分析，最大限度地減少數(shù)據(jù)傳輸，以避免網(wǎng)絡(luò)和安全問題及成本，并與現(xiàn)有的操作系統(tǒng)集成，以最大限度地減少中斷并增加價值。下一個問題是，如何有效地將AI/ML集成到所有這些資產(chǎn)中，以實現(xiàn)互操作性？Gartner預(yù)測，上述許多已安裝的設(shè)備將使用人工智能代碼進行改造；此外，數(shù)以百萬計的資產(chǎn)將采用嵌入式技術(shù)制造，為支持人工智能的軟件創(chuàng)造計算環(huán)境。根據(jù)Gartner的預(yù)測，更有效的方法是讓AI/ML模型盡可能接近需要加速分析和處理的用戶或設(shè)備，然后將這些AI/ML生成的預(yù)測集成到自定義或COTS應(yīng)用和儀表板系統(tǒng)中。使用管理和監(jiān)控部署到邊緣設(shè)備的AI/ML模型的商業(yè)解決方案可以為潛在的混亂帶來秩序。與選擇垂直專有系統(tǒng)的方法相比，通過中央平臺將AI/ML功能部署到所有設(shè)備、傳感器和邊緣資產(chǎn)不僅會加速構(gòu)建AI/ML驅(qū)動的解決方案的開發(fā)過程。還將彌合當(dāng)前架構(gòu)差距，以建立系統(tǒng)之間的互操作性。這種互操作性形成了物理和數(shù)字洞察之間的連接點，從而實現(xiàn)了工業(yè)4.0?？偨Y(jié)為了縮小當(dāng)今使用的技術(shù)與工業(yè)4.0技術(shù)之間的差距，制造商必須考慮新的互操作性方法，以實現(xiàn)大規(guī)模的AI/ML洞察力。與其將每種資產(chǎn)類型視為需要解決的新謎題，不如將每種資產(chǎn)類型視為可以一次性解決的謎題的一部分。通過采用集成優(yōu)先的方法，集中所有與AI/ML相關(guān)的資產(chǎn)，制造商可以從現(xiàn)有資產(chǎn)中提取AI/ML生成的洞察力，同時保持未來發(fā)展的靈活性。更重要的是，這種跨制造設(shè)施提供AI/ML驅(qū)動的洞察力的方法，創(chuàng)造了實現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動解決方案所需的互操作性，從而推動工業(yè)4.0的成果。

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