各組織在收集資料之處,加進更多的分析能力,正提高它們的反應力和效率。本文介紹三個邊緣分析成功的案例。
文/Bob Violino‧譯/羅耀宗
邊緣運算提供各行各業的公司巨大的潛在優勢。這種分散式運算模式將資料儲存和分析拉近到資料來源,能讓組織擁有更好的反應時間、縮減網路延遲、降低頻寬成本,甚至增強安全。
邊緣運算從遠端處理連網物件收集到的資料,有助於支援物聯網(IoT)等計畫的推行。少了這樣的系統,連網裝置產生的巨量資料,很容易便會壓垮組織的中央資料基礎設施 ─ 或者如果傳送到雲端儲存庫進行分析,則必須承擔可觀的成本。
組織將更多的分析能力推向收集資料的邊緣,可以取得更高的反應力和效率。本文舉例說明組織為了各式各樣的應用案例,如何在邊緣部署分析能力。
邊緣分析案例一:道路安全
Trimble Transportation 提供路由和最佳化、追蹤和可見性,以及安全和合規系統等技術給它的顧客。客戶通常是汽車貨運公司,每天從它們的車載資訊裝置產生超過 100 億個資料點,其中包括 50 多個變數,例如引擎溫度、渦輪轉速、油壓、速度和冷卻液液位。
愈來愈多的車輛感應器監控著關鍵性能指標,提醒駕駛人注意低胎壓、偏離車道和倒車障礙等異常狀況。雖然這有助於促進安全技術方面的許多進步,卻也產生巨量的資料,需要快速處理,才能即時發揮功用。
對 Trimble 來說,邊緣分析提供了一種方法,能以更快的速度交付洞見。Trimble 的資料科學副總裁 Chris Orban 說,該公司為運輸和物流公司發展硬體與軟體,創建連網供應鏈,正在建構一套軸輻式網路系統,以貨車運輸公司的後勤辦公室為「輪軸」。
Orban 表示,這個輪軸包括運輸管理系統、接單、安全和合規等應用,以及依賴「輪輻」提供資料的其他營運系統。
Orban 說:「這個模式的輪輻是貨車司機,他們在路上使用車載電腦、電子登入裝置,以及車內的更多器材等邊緣技術。各種裝置透過 4G LTE 網路連接到雲端,並在邊緣執行許多運算,包括追蹤司機的服勤時間、報告安全事件,以及掃描電子文件,例如交貨證明。」
Orban 指出,自商用車輛的追蹤受到監管起,這家公司多年來一直使用某種反覆執行(iteration)的邊緣運算。他表示,Trimble 早年安裝在貨車駕駛室內的電子裝置,會傳回貨車所在位置和油量多寡等簡單資訊,「在不是人人口袋裡都有手機的時候,可以和後勤辦公室通訊。」
要做到這一點,關鍵性的業務動因是貨運公司需要知道它們的資產在哪裡,以及能與行動電話基地臺覆蓋範圍外的司機和裝置通訊。Orban 說:「這些裝置必須和司機在邊緣一起運作,因為衛星通訊可能是他們的唯一連網選項。」
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從安全的角度來看,Trimble 在商用貨車的引擎控制模組(engine control module,ECM)和公司自有與第三方安全工具之間的所有行動裝置介面,提供緊急剎車提醒、跟車距離警告,以及側傾穩定控制通知等功能。
Orban 說:「駕駛員在駕駛室中,可以立即收到駕駛行為的回饋,即時有效改正,或者有裝置能為他們做這件事。例如,如果他們發現過彎太快,觸發側傾穩定控制功能,那個裝置真的能夠啟動剎車,減緩貨車的速度,使它回到側傾穩定控制不再觸發的狀態。」
Trimble 也提供邊緣應用程式,根據駕駛員的服勤時間,計算他們的疲勞程度。
Trimble 正在投資資料分析和邊緣運算能力的另一個重要領域是影像。「今天許多商用車輛都裝有攝影機,儀表板上、車側後視鏡、倒車攝影機,不是朝外,就是朝內,也可能全都安裝。從這些視覺資料來源收集的資訊數量十分龐大。」
安全事件發生時,例如駕駛員猛踩剎車以避免碰撞的緊急剎車動作,會觸發 Trimble 的「影像智慧」(Video Intelligence)工具。這些影像可用於緩解駕駛員承受的風險、防止事故期間的責任,或者用於駕駛員培訓。
Orban 說:「我們已經把標準的行車記錄器遠遠拋到後頭,現在到了真正將影像系統整合起來的地步,能夠下看貨車的兩側,向駕駛員發出偏離車道的警告、幫助他們把車子停妥在裝卸站臺等,對他們載運貨物的過程大有助益。」
Orabn 表示,Trimble 的資料科學團隊深入參與它的邊緣分析產品。他說:「我們的團隊投入大量的時間,直接和顧客合作,了解他們在業務上的特定需求。」
一般而言,當 Trimble 的顧客開始運用安全系統,他們會見到隨著時間的推移而逐步改進。Orban 說:「由於他們運用不同類型的嚴重事件警告,例如緊急剎車、側傾穩定控制等,駕駛員的可預防事故減少了 10%到 15%。這類邊緣解決方案,可說正在改變採取這些行動的司機行為。」
邊緣分析案例二:交通控制
拉斯維加斯市正在使用邊緣運算,包括部署物聯網,用於交通控制,以及和自動駕駛汽車自動化通訊。
這座城市的 IT 部門創新長 Michael Lee Sherwood 說:「我們一直尋找各種方法來改善營運效率,同時謀求社區之福。有了邊緣運算,物聯網系統才能處理極其重要的資料,並提供即時的分析和資料。」
稱為 Blackjack 的交通系統,利用思科(Cisco)供應的平臺,監控交通流量與提供即時的交通統計數字,並和自動駕駛汽車通訊。
拉斯維加斯 2018 年開始部署邊緣運算技術,同時致力研創智慧型交通解決方案。Sherwood 表示,在網路邊緣分析資料的關鍵動因,來自和需要近乎即時資料的自動駕駛汽車公司合作。
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Sherwood 說:「邊緣運算可以在分析資料之後,以最快的速度提供資訊給接收者。」
以即時的格式將資料視覺化,「能讓決策者做出更明智的決策」。
加進預測分析和人工智慧(AI),有助於做出改善交通流量的決策,Sherwood 說:「在不久的將來,會對減少交通堵塞和改善運輸時間與結果,產生巨大的衝擊。」
為了協助加強整體和邊緣的資料分析作業,市政府正在培訓一個資料分析小組,作為 IT 部門的分支。Sherwood 指出,資料與分析辦公室(Office of Data and Analytics)將研討組織內部資料的治理和使用方式。他說:「隨著許多新技術湧進市場,我們看到很多機會。我們的主要目標著重在建立團隊,投入資料來源的治理和維護。」
部署行動的早期階段效益包括根據實際的交通流量,調整交通路口的燈號時間。Sherwood 表示,這「是新技術可以如何真正協助創建解決方案,讓社區中的每個人受益的正面跡象」。
Sherwood 認為,隨著 AI 在這座城市的一些最新智慧型系統中發揮作用,邊緣運算和分析的需求只會有增無減。
Sherwood 表示,邊緣運算的大部分挑戰,是決定在邊緣處理什麼事情,以及資料的儲存方式與時段。他說:「我們仍在努力完成這個過程,而且我們建立的系統和執行的試營運專案愈多,對於各種可能和現實限制兩者之間的藝術了解更多。」
邊緣分析案例三:地球觀測
Satellogic 這家公司供應商業和政府顧客高頻率、高解析度的地理空間圖像和分析,將邊緣運算的概念發揮到極致。
這家公司製造自己的衛星,正和大型資料分析軟體供應商 Palantir Technologies 等幾家夥伴合作,將它的資料分析能力推向網路的邊緣 ─ 安置在它的衛星上。
Satellogic 的技術長兼共同創辦人Gerardo Richarte 表示,該公司正在建造和運作一個衛星群,收集多光譜和高光譜圖像,以及全動態影像(full-motion video,FMV)。
Richarte 說:「十多年前我們設計和建造第一批衛星時,知道我們需要在邊緣做出決策。我們的第一批衛星搭載利用邊緣運算的硬體和軟體飛進太空,而這種垂直整合,意味著我們可以在軌道中高度靈活地開發和測試新技術。」
Richarte 表示,以衛星為基地的運算工作起初屬內部和實驗性質。他說:「隨著顧客群擴展,我們開始和顧客合作,在軌道上傳輸他們的圖像處理演算法提供的串流資料。」
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Richarte 說,邊緣運算為 Satellogic 的顧客體驗增強三件事。他說:「第一,邊緣運算將使我們能夠即時提供顧客警訊。我們離資訊來源愈近,就能愈早產生和發出每個顧客需要的警訊。」
第二,公司可以在邊緣採取行動,包括重新執行任務。Richarte 說:「當受注意的特定物件被演算法標記,我們可以立即重新執行衛星的任務,以鎖定、追蹤那個物件,或者啟用全動態影像捕捉等不同的產品。」
演算法可能觸發衛星立即開啟特定的酬載(payload),以捕捉稍縱即逝的資料。舉例而言,Richarte 說,全動態影像「是邊緣 AI 的絕佳應用,因為能夠證明對某些類型的決策至關重要。但是它的資料密集程度太高,無法連續運行」。他指出,根據精確的顧客需求設計程式的邊緣 AI 演算法,加上其他的資料和成本密集型酬載,可以定義各種參數,以利用 Satellogic 的全動態影像。
最後,可以利用邊緣運算來安排資料傳輸的優先順序。Richarte 說:「從軌道到地面的遠程連結頻寬有限,資料下載可能比某些應用程式要求的時間要長。利用邊緣演算法跑衛星資料,可以根據每個顧客的優先順序和目標,協調資料的傳輸作業。」
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