Kuinka Edge IoT muuttaa teollisuutta

Kaluston seuranta, omaisuuden seuranta, autonomiset ajoneuvot, valmistusautomaatio ja varastointi ovat kaikki aloja, joilla tekoälyyn sulautetut siruteknologiat voivat purkaa verkon dataa kuljettavia kuormia. He voivat tehdä tämän tarjoamalla etulinjassa reaaliaikaista tietoa.

Monet näistä liikkeellä olevista prosesseista vaativat paljon dataa aktivoidakseen. Samaan aikaan he tarvitsevat näitä tietoja reaaliajassa ja kuljetuksen aikana tapahtuakseen. Tällaiset prosessit eivät hyödy niin paljon pilvilaskennasta kuin muut dataintensiiviset prosessit, kuten tietojen koulutus koneoppimisen kautta. Sen sijaan nämä prosessit hyötyvät eniten reunalaskennasta, joka tuo laskenta-, verkko- ja muut resurssit suoraan niitä tarvitseville laitteille ja datalle.

Aktivoimalla tekoäly (AI0-prosessointikuormitukset järjestelmä-sirun (SOC) tasolla) IT voi laajentaa vaihtoehtojaan tietojenkäsittelykuormien jakamiseen ja purkamiseen yritysarkkitehtuurin eri kerroksille (esim. pilvi, keskus tietokeskus tai itse reuna). Tämä parantaa tietojen hallintaa ja käsittelyä. Se myös säästää kaistanleveyttä ja nopeuttaa dataa ja tuloksia.

SOC-sulautetut mikro-ohjaimet käyttää kapeampaa muistia ja virrankulutusta kuin mitä perinteiset GPU:t (graafiset prosessointiyksiköt), FPGA:t (kenttäohjelmoitavat porttiryhmät) tai muun tyyppiset integroidut piirit (IC:t) vaativat.

"Näemme, että ääripäässä oleva tekoäly tulee arkipäivää seuraavien viiden vuoden aikana", sanoi Steve Conway, HPC Market Dynamicsin Hyperionin tutkimuksen vanhempi neuvonantaja.

"ARM Atom, GPU ja muut sulautetut prosessorit ovat jo yleisiä reunalaitteissa, kuten matkapuhelimissa, antureissa, autoissa, diagnostisissa lääketieteellisissä kuvantamisjärjestelmissä, pelijärjestelmissä ja monissa muissa laitteissa. Näistä vakiintuneista sulautetuista prosessoreista tulee todennäköisesti valtavirta AI-menetelmien tukemisessa, kun nämä menetelmät saavat jalansijaa", hän sanoi.

Edge IoT:n vaikutus alaan

Vuonna 2011 termi "Manufacturing 4.0" ilmestyi ensimmäisen kerran. Se sai alkunsa Saksan hallituksen pyrkimyksestä tietokoneistaa tuotantoa, ja se esitteli tulevaisuuden vision digitalisaatiosta, automaatiosta ja tekoälystä tehdastuotantoon. Järjestelmässä reunateknologia voisi helpottaa päätöksiä ongelman tai tilanteen kohdalla, jossa tekoälyyn upotetut SOC:t ovat tärkeässä roolissa.

Nykyään tämä reaaliaikainen reunapäätöksenteko on todellista. Valmistusprosessit perustuvat tekoälyn tukemiin päätöksiin reunalla. Tulevaisuudessa tekoälyä tukeva reunasiru voisi lähettää ostovaroituksen raaka-ainepulasta tai myyntiä mahdollisesta tuotteen puutteesta, jos viallinen komponentti löytyy.

Edge AI -siruautomaatio muuttaa myös logistiikkaa.

Kuorma-autosaattue voi kommunikoida ristikkäin matalan latenssin reunaviestinnän kanssa, joka on käytössä polttoaineen säästämiseksi ja reittien optimoimiseksi. Jatkossa on mahdollista, että vain yhdessä näistä kuorma-autoista on ihmiskuljettaja, ja loput saattueesta kulkevat SOC-ohjatulla automaatiolla.

Tämä voisi ratkaista kuljetusalan suuren ongelman: pätevien kuljettajien pulan. "Tämä on yksi niistä syistä, miksi näet niin paljon teknologiaa tulevan kuljetusalalle", sanoi Shelley Simpson, varatoimitusjohtaja, kaupallinen johtaja ja valtatiepalveluiden johtaja JB Hunt Transport Servicesistä.

Helposti pilaantuvia tavaroita voidaan myös tarkkailla älykkäillä sensoreilla jokaisen kuorma-auton tavaratilassa lämpötilan ja kosteuden suhteen.

Esimerkiksi rekka, joka kuljetti tuotteita Atlantaan, ohjattiin lähemmälle Washington DC:n markkinoille. Reitti määrättiin sen jälkeen, kun kuorma-auton tavaratilassa oleva anturi varoitti kuljettajaa ja logistiikkayritystä ylikuumenemisen aiheuttamasta tuotteen pilaantumisvaarasta. Yrityksen kyky ennakoida tiedot reaaliajassa vältyttiin pilaantumiselta ja säästettiin rahaa. Elintarviketeollisuudessa se on tärkeä asia. Yhdistyneiden kansakuntien elintarvike- ja maatalousryhmä arvioi, että 1 biljoona dollaria ruokaa menetetään tai menetetään hukkaan joka vuosi.

Tekoälyteknologiaa hyödyntävä sirutekniikka muuttaa myös ilmassa ja maassa olevien ajoneuvojen suorituskykyä.

Logistiset haasteet kohtaavat sotilaita, kun he tarkkailevat ja/tai saapuvat vaaralliselle alueelle. Aikaisemmin riskialtis valvontatyö on saattanut vaatia ihmisiä tarkastamaan alueen omakohtaisesti, mikä on altistanut henkilöstön vaaralle ja hengenvaaralle.

nyt reunan AI-käsittely, miehittämättömien droonien laivasto suorittaa tiedustelua ja kommunikoi keskenään reaaliajassa. Jos laivueen drooni putoaa alas, laivasto havaitsee ongelman ja säätää kokoonpanoaan jatkaakseen tehtävää. "Vaativat työmäärät, jotka vaativat useiden sensoristen syötteiden, kuten videon ja äänen, käsittelyä, voivat alkaa painaa kirjekuorta, elleivät erikoissirut tue sitä", sanoi Saurabh Mishra, SAS:n IoT- ja Edge-divisioonan tuotehallinnan johtaja. "Autonomiset droonit, robottikädet ja teollisuusautomaatio ovat kaikki hyviä esimerkkejä siitä, kuinka näitä siruja voidaan käyttää."

Geopolitiikka ja innovaatio

Siitä huolimatta yritykset ovat huolissaan siru- ja puolijohdeteollisuudessa vaikuttavien geopoliittisten voimien takia.

Vuonna 2019 Huawei otettiin käyttöön Yhdysvaltain rajoitettu luettelo. NVIDIA osti sitten Arm, Ltd.:n 40 miljardin dollarin kaupalla, johon kuuluivat Google, Microsoft, Qualcomm, Apple, Intel, Samsung, Huawei ja Amazon on huolissaan kriittisestä toimittajasta.

Vuonna 2019 Intel osti AI-sirun käynnistyksen Habana Labs 2 miljardilla dollarillaja AMD osti Xiliinx 35 miljardilla dollarilla.

"Viimeisen 50 vuoden trendi on ollut pitää asiaan liittymättömät kansallisen turvallisuuden huolenaiheet piilossa kilpailunrajoituspäätöksiä ohjaavasta taloudellisesta analyysistä. Kuitenkin silloin, kun mahdollinen kilpailunvastainen toiminta on haitallista myös kansalliselle turvallisuudelle, meidän ei pitäisi olla yllättyneitä, jos USG omaksuu aggressiivisemman lähestymistavan täytäntöönpanoon. kirjoitti Cullen O'Keefe, tutkimuskumppani Oxfordin yliopiston Center for the Governance of AI:ssa.

IT:n on harkittava näitä oikeudenkäyntejä ja kilpailunrajoituksia, kun se oikeuttaa ja yrittää tehdä "tulevaisuuden todisteita" tekoälysijoituksista.

"Tänään tekoälyä pidetään laajalti tulevaisuuden taloudellisen johtajuuden avaintekijänä, ja Kiinassa, Japanissa ja Euroopassa on voimakkaita aloitteita luopua USA:sta ja kehittää kotimaisia ​​prosessoreja", Conway sanoi. "IT-osastot eivät voi tehdä paljon vaikuttaakseen näihin geopoliittisiin taisteluihin, mutta ne voivat suunnitella varmistavansa, että tarvitsemiensa prosessorien toimitukset ovat turvallisia, erityisesti neuvottelemalla pitkäaikaisia ​​toimittajasopimuksia sakkolausekkeineen ja ylläpitämällä riittävää varastotasoa."

IT:n tehtävälista

Siirtyminen pienempään IoT:hen pakottaa IT-painopisteen kolmelle avainalueelle:

IT-arkkitehtuuri. IT-arkkitehtuuri on linjattava uudelleen vastaamaan yritysten käyttötapauksia, joita yritykset haluavat ratkaista sirutason tekoälyllä. Tämä arkkitehtoninen uudistus tuottaa todennäköisesti vähintään kolme IT-teknologian, käsittelyn ja tietoarkkitehtuurin tasoa: datakeskuksen, pilven ja reunan.

"Lähtökohtana on tietysti kartoittaa ja optimoida päästä päähän -prosessi ja käyttää näitä tietoja asianmukaisten resurssien osoittamiseen jokaisessa vaiheessa matkan varrella", Conway sanoi, joka viittasi PayPalin työhön.

"Puoli tusinaa vuotta sitten PayPalilla oli vakava ongelma luottokorttitapahtumien petoksissa", sanoi Conway. ”Petoksen tunnistaminen kesti jopa kaksi viikkoa, ja siihen mennessä petos oli usein osunut asiakkaiden kortille. Yritys asensi tehokkaan tietokoneen, joka pystyi havaitsemaan ja estämään petokset 150 millisekunnissa, mikä säästää PayPalilta yli 700 miljoonaa dollaria noin ensimmäisen vuoden aikana.

PayPalin ja muiden yritysten sovellus perustuu kortinlukijoiden sulautettuihin prosessoreihin, Internetiin edestakaisen valtuutusprosessia varten ja palvelinjärjestelmiin, joissa ei ole sulautettuja prosessoreita raskaiden nostoihin, tiloissa tai pilvissä.

IT-taidot. Vain 47 % kyselyyn vastanneista vuoden 2019 Microsoft IoT Signals -raportissa uskoi, että markkinoilla oli henkilöitä, joilla on tarvittavat IoT-työtaidot https://news.microsoft.com/2019/07/30/microsoft-announces-iot-signals-research-report-on-state-of-iot-adoption/.

"Ammattitaitoisten resurssien saatavuus AI-mallien käyttöönoton hallintaan siruilla on edelleen haaste", sanoi Saurabh Mishra, SAS:n IoT- ja Edge-divisioonan tuotehallinnan johtaja. ”Yritysten pitäisi myös tiedostaa tämä

edge AI -sirut eivät ole hopealuotteja. Ne toimivat suuremman järjestelmän yhteydessä. Tekoälyön upotettuja siruja käytettäessä on tärkeää ajatella koko putkistoa, koska heikko linkki ylä- tai loppupäässä voi mitätöidä niiden kohdistetun tehostuksen.

Kaupalliset IoT-ohjelmistot ja -laitteistopinot voivat auttaa ratkaisemaan putkien integroinnin haasteita, mutta IT:n on silti määritettävä prosessointi jokaisella tasolla. Tämä sisältää mallinrakennuksen ja SOC-ohjelmoinnin.

Investointien hallinta. Konsolidaatioita, kilpailuoikeuden ja immateriaalioikeuksia koskevia oikeusjuttuja jatketaan tekoäly/siru-alueella, kuten muilla IT-alueilla.

Hyvä uutinen on, että yritysten IT-osastot eivät ole vieraita tälle.

Laajasti hyväksytyn IOT-pinoratkaisun, jolla on suuri käyttäjäkunta, valitseminen on yksi tulevaisuuden varmistusmuoto sekä sen varmistaminen, että käyttämäsi IoT on yleisten tietoturvastandardien ja API:iden mukainen. Toinen strategia on neuvotella IoT-toimittajien kanssa vastuu- ja investointisuojasta, jotka määrittelet sopimuksissasi.

Lopuksi tekoälyä tukevien sirujen on tuotettava liiketoimintatuloksia.

"IoT:n vaikutukset IT-arkkitehtuuriin rajoittuvat käyttötapauksiin, jotka IT:tä pyydetään toteuttamaan ja joissa tekoäly tarjoaa mahdollisuuden esikäsitellä tietoa reaaliajassa ja siirtää vain olennaista ja hyödyllistä dataa", sanoi johtaja Murali Gopalakrishna. itsenäisten koneiden tuotehallinnasta ja robotiikasta NVIDIA:ssa.

"Tehtaalla automatisoitu tekoälyn tarkastusprosessi käyttää reaaliaikaista tietoa sekunnin murto-osien päätösten tekemiseen reunalla ja siirtää asiaankuuluvat tiedot taustajärjestelmiin jälkikäsittelyä, analytiikkaa ja uusien mallien kehittämistä varten kaistan ulkopuolella IoT:n reunaan. perustuvia päätöksiä."

Sovellukset voivat havaita naamareita käyttävät matkustajat tai laskea tilaan saapuvien ja sieltä poistuvien ihmisten määrä luomalla lämpökartat varmistaakseen, ettei käyttörajoja ylitetä. Ja lisäanturien, kameroiden ja automaation tapahtuessa IoT:ssä ja sen reunalla, tekoäly tulee entistä merkityksellisemmäksi IT-johtajille ja infrastruktuuriarkkitehtuurille, Gopalakrishna sanoi.