基于边缘的分析推动实现智慧运营

基于 AI 的移动机器人"壮大"了员工队伍
作者:Michelle Cloutier
阅读时间大约为 6 分钟

这是星期五晚上的制造工厂。 Lauren 刚刚轮班上岗,她的工作是总控用于监控生产设备传感器的计算机。

当她坐在办公桌前观看几个显示机器遥测数据的屏幕时,她觉得自己的工作是多么的无聊,但转念一想,这比亲自检查每台机器要更可预测也更轻松,她不禁高兴起来。

突然,警报声响起。 设备传感器显示压力突然下降,这意味着 Lauren 需要目测检查机器是否发生泄漏。 为此,她必须戴上安全帽和护目镜,冒险深入工厂车间。 这并不是她想要的周末晚间时光,她甚至考虑自己是否应该再去寻找一份更有趣的技术性工作。

并不是只有 Lauren 才有这样的困惑。 制造商也面临着吸引和留住像她这样的优秀工人的问题。

事实上,如今的工业生产线技术含量很高,必须全天候监控自动化和机器遥测技术。 所有这些数据都必须由人工使用写字板或平板电脑来收集,或者由设备本身安装的成百上千个传感器来收集。 然后,通过手动或资产监控系统来进行分析。 然而,尽管这一切实现了自动化,但往往在需要甄别和解决泄漏等问题时,像 Lauren 这样的工人仍面临着一定的危险。

Spot - 一个后背安装传感器设备和分析功能的移动机器人

降低

与物联网仪器相关的成本

Spot 的例行检查路线和后续任务分配

提高

员工效率

鉴于安装过程的复杂性,使用固定传感器解决数据问题不具有可扩展性。 而手动方法则不够高效。 这两者都没有体现出您真正希望从大数据分析工具中获得的价值。
Michael Perry
波士顿动力公司业务拓展副总裁
酷似狗的黄色机器人 Spot 的详细视图

产业困境

自从 Henry Ford 在工厂生产线上生产出第一辆 T 型汽车以来,工业设施一直在演变。 如今,自动化和机器人技术已成为工厂车间的标配。 但制造商和其他工厂运营商必须维护和修理这些机器,才能保持工厂持续运转,这就需要不断地收集和分析数据。

作为移动机器人领域的全球领导者,波士顿动力公司的业务拓展副总裁 Michael Perry 描述了这个问题:“由于场地的复杂性和规模,传统机器人的自动化一直未取得成功,对于轮式和履带式机器人来说,它们不得不受限于狭窄的空间、楼梯和不平坦的地形。 在连接到智能技术后,收集数据的机器人也是最有用的,不仅能够执行计算,而且还能够在现场发生的状况与处理所有现场数据的任何设备之间建立通信。”

随着时间的推移,各公司在很大程度上都采用了以下两种方法之一来收集和分析机器所生成的数据。 较为传统的方法就是在整个工厂范围内定期派遣技术人员记录机器读数。 即使一台机器一年可能只出现一次问题,技术人员也需要每天或每周记录该机器的数据,找出不太严重的小问题,避免这些问题最终酿成重大故障。 工人必须维护和修理设备,有时还要深入到危险或嘈杂的环境中。

戴着安全帽的女士正在用平板电脑检查机械
Spot 正在检查蒸汽管道

另一种方法就是在每台设备上安装传感器,然后使用资产管理应用来收集和分析传感器数据。 IBM 设计了 IBM® Maximo® Application Suite 来分析云端存储的这些传感器数据。 然而,制造商首先面临着高昂的设备检测成本、进一步的数据存储成本,最后还需要购买解决方案来进行分析。 这通常会让较小型的企业根本无力完成全面部署。

IBM® Research 的 DE Research认知型 IoT 解决方案总监 Nancy Greco 解释道:“基于边缘的传感器会生成大量数据并传输到云端。 制造商看着他们的云账单,必然想知道为什么他们要花这么多钱来确认数据表明一切正常,没有任何问题。”

第三种解决方案就是派遣一个机器人,定期检查设备并从其遥测仪器收集数据。 这就是波士顿动力公司所创造的酷似狗的机器人 Spot 的灵感来源。 Spot 可以去人所能去的任何地方,并且可以更频繁、更准确地收集数据。 但是,即使配有摄像头和其他传感器,Spot 也无法自行解释数据。 数据仍然需要分析,所以当 Spot 发现异常时,就需要人工干预来解决问题。

由于场地的复杂性和规模,传统机器人的自动化一直未取得成功,对轮式和履带式机器人来说,它们不得不受限于狭窄的空间、楼梯和不平坦的地形。 在连接到智能技术后,收集数据的机器人也是最有用的,不仅能够执行计算,而且还能够在现场发生的状况与处理所有现场数据的任何设备之间建立通信。
Michael Perry
波士顿动力公司业务拓展副总裁

移动机器人 + AI

IBM 和波士顿动力公司决定提出这样一个问题:能否在边缘安全地收集并分析工厂数据? 这两家公司能否帮助工人避免手动收集数据,或置于危险的工厂车间环境中,同时减少对每台设备进行检测的需求和相关成本? 答案十分肯定。

波士顿动力公司和 IBM 将他们的技术结合起来,为 Spot 创建了一个基于 AI 的解决方案。 “波士顿动力公司和 IBM 展开了讨论,力图解决同样的数据采集和数据智能问题,”Perry 说道, “我们都从客户那里听到了同样的问题: ‘我怎样才能真正了解这个复杂的工业现场发生的状况?’”

通过使用 Spot,已不必再在每台设备上安装传感器。 现在,IBM 正在将 AI 和 Maximo 解决方案的强大功能添加到 Spot,以便提供边缘分析功能。 在 IBM 的帮助下,Spot 可以通过其装载的摄像头和传感器解释它所“看到”的状况。 通过在机器人上实时展开分析,减少了对单独云数据存储和分析的需求。 Spot 是 IBM AI@Edge 混合云战略的扩展。

Spot 正在检查机械
Spot 在锅炉房

“Spot 变成了一种漫游边缘设备,可以在用户需要的任何地方携带分析技术的有效负载,”Greco 说道, “它可以进入狭窄的空间, 也可以爬台阶。 它将带来所有这些分析功能。”

可高度定制且经过优化的 AI 模型不只是识别问题那样简单,还可以帮助 Spot 检测异常,并立即采取纠正措施。 根据 Perry 所言,“Spot 可以在现场四处走动,识别问题,并使用 Maximo 自动生成工单以及解决问题的后续步骤。”

除 Maximo 之外,IBM 还将充分展现在资产管理、AI 和 5G 技术方面广泛而深厚的经验和专业知识,与波士顿动力公司联合推出具有 AI 功能的 Spot 产品。

IBM Consulting 顾问正在为波士顿动力公司提供实施和支持服务。 他们还将提供行业咨询,帮助满足客户的特定需求。 最后,使用 Red Hat® 技术意味着可以在混合云环境中经济高效且十分轻松地部署分析技术。

Perry 这样描述了这种合作关系:“波士顿动力公司为机器人平台 Spot 带来了移动性和灵活性,而 IBM 则为其系统实现了智能化,用于理解 Spot 所收集的数据。”

机器人技术与智能技术的结合正在推动创新进程。 这不仅仅是感知世界的能力,还是感知世界并与之互动的能力。
Michael Perry
波士顿动力公司业务拓展副总裁

去往人类所不能到达的地方

坐在两个显示器前的女士

对于任何工业客户而言,保持生产线正常运行是实现盈利的关键。 最重要的一点是,Spot 系列解决方案有助于减少异常检测时间,及早发现问题,避免演变成一场灾难。 Spot 可以为任何规模的公司做到这一点,这使得那些原本无力负担 100% 设备检测或云存储成本的小企业也能从 Spot 提供的漫游检测功能中获益。

“我们的客户需要一种经济合理的方法来降低风险,确保他们的机器不会出现故障,”Greco 表示, “现在,他们能够以负担得起的方式做到这一点,既减少了设备量、数据移动量和延迟,也提高了数据安全性。”

借助其嵌入式 IBM Maximo 分析功能,Spot 有助于增加设备正常运行时间。 它不仅可以识别异常,还可以解释出现异常的可能原因并提出补救措施。 它可以为主要问题创建工单或重新审视次要问题。 “连接到 IBM 服务的 Spot 可以提供大量洞察,让客户能够更长时间运行这些资产,及早捕获潜在问题,并避免停工,从而使他们的资产能够保持正常运行,”Perry 说道。

Spot 并不是要取代人类工作者, 而是旨在帮助确保他们安全无虞,并提高他们的工作效率。 Lauren 不必再亲自去检查可能的泄漏,而是可以派 Spot 去检查,并根据需要安排维护。 就像利用搜救犬去处理人员所不能到达的地方来帮助主人一样,敏捷的移动式 Spot 可以进入由于化学物质、噪音或其他危害而让当今工人止步的危险环境。

使用 Spot 来检测和修复问题并不会将工人取而代之,而是让公司有机会将其员工提升到能够更好地施展其才能的角色。 Greco 将 Spot 称为“协作机器人”,因为它与人类一起工作,就像搜索犬与它的主人一起合作一样。 像 Lauren 这样的技术人员现在可以处理和训练 Spot,让它在工厂里巡视并解决问题。 或者,她也可以转去从事制造商更需要的其他关键高科技工作岗位。

“最好是利用人类解决问题的能力……而不是花费时间和精力,并冒着可能存在的健康风险去做非常乏味琐碎的任务,”Perry 说道, “这是一个机会,可以利用 Spot 去完成一些单调的重复性任务、一些工作环境比较危险的任务,从而让人们抽出身来接受更多高价值的培训。”

随着 IBM 和波士顿动力公司进一步开发具有 AI 功能的 Spot,两家公司的兴奋之情都溢于言表。 整个 IBM 的团队正在将他们认为可以从使用 Spot 和 IBM 分析功能中受益的用例带给从事该项目的团队。 IBM 正在探索与 5G 等领域的生态系统合作伙伴进行合作,利用他们的能力将最新技术引入 Spot,为 IBM 和波士顿动力公司的客户创造最大价值。

波士顿动力公司将继续增强 Spot 的能力,而 IBM 则将继续打磨更准确的模型。 IBM Research 将为与波士顿动力公司的合作关系带来一系列全新的分析功能,包括声学、嗅觉、成分分析等。

就 Spot 而言,“机器人技术与智能技术的结合正在推动创新进程。 这不仅仅是感知世界的能力,还是感知世界并与之互动的能力。”Perry 总结道。

波士顿动力公司徽标

关于波士顿动力公司

波士顿动力公司外部链接是机器人领域的全球领导者,着力开发和部署能够应对最严峻机器人挑战的高机动机器人。 该公司的核心使命是引领先进机器人的创造和交付,旨在对社会产生积极的影响。 波士顿动力公司成立于 1992 年,最初从麻省理工学院行走机器人实验室剥离出来,在 2020 年被 Inc. 杂志评为最佳工作场所之一。

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