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        人工智能融入物流配送 邊緣AI重新定義自動化

        發布時間:2021-09-13 15:00    來源:儀表網

        關鍵詞:人工智能 物流配送 重新定義自動化

        摘要:自動化使用技術來增強人類在無數任務中的工作量。在物流中,自動化的潛力是巨大的,而且好處是顯著的,尤其是當運營經歷巨大變化或需求增加時。擴大運營規模通常需要額外的員工,而這些員工通常無法立即投入使用,尤其是在其他行業也有需求的時候。對市場波動做出快速反應需要整個運營過程中的快速行動和額外的能力。

          隨著需求的變化,物流自動化可以使產能快速增長。如果有策略地使用,物流自動化可以提高生產率,減少人為錯誤,提高工作效率。在適當的物流自動化軟件、硬件和平臺資源到位的情況下,在低需求時期對運營支出的影響是最小的,遠遠低于維持大量的人力資源。隨著需求的增加,產能已經到位,隨時可以啟動。雖然這給了物流公司對需求變化做出快速反應所需的靈活性,但也有機會做得更多。

          人工智能放大物流自動化影響

          將人工智能(AI)引入物流自動化會放大人工智能的影響。AI減少了常見的半技能任務(例如對產品進行分類和分類)中的錯誤。例如,自主移動機器人(AMR)可以改善包裹遞送,包括通常最昂貴的最后一公里遞送。AI幫助AMR進行路線規劃和特征識別,例如人員、障礙物、交付門戶和門口。

          將物流自動化集成到任何環境中都會帶來挑戰。它可以像用動力傳送帶替換重復過程一樣簡單,也可以像將協作、自主機器人引入工作場所一樣復雜。當人工智能被添加到這個自動化和集成過程中時,挑戰變得更加復雜,但好處也會增加。

          隨著解決方案變得更加互聯并且更加了解流程中的所有其他階段,各個自動化元素的效率也會提高。將AI靠近生成數據和采取行動的位置,稱為邊緣AI。邊緣人工智能的采用已經重新定義了物流自動化。

          AI發展迅速,其用途不僅限于物流自動化。將人工智能置于網絡邊緣的好處必須與資源的可用性相平衡,例如電力、環境操作條件、物理位置和可用空間。

          邊緣推理

          邊緣計算使計算和數據更緊密地結合在一起。在傳統的物聯網應用中,大多數數據通過網絡發送到(云)服務器,在那里處理數據,并將結果發送回網絡邊緣,例如物理設備。僅云計算會帶來延遲,這在時間關鍵的系統中是不可接受的。邊緣計算發揮作用的一個例子是,在分揀過程中捕獲和處理本地包裹的圖像數據,使物流自動化系統在0.2秒內做出響應。系統這一部分的網絡延遲會減慢排序過程,但邊緣計算正在消除這個潛在的瓶頸。

          雖然邊緣計算使計算更接近數據,但將人工智能添加到邊緣可以使過程更加靈活,甚至更不容易出錯。同樣,最后一公里的物流在很大程度上依賴于人類,但使用邊緣AI的AMR也改善了這一點。

          增加人工智能對物流自動化中使用的硬件和軟件有重大影響,而且有越來越多的潛在解決方案。通常,用于訓練人工智能模型的解決方案并不適合在網絡邊緣部署模型。用于訓練的處理資源是為服務器設計的,其中電源和內存等資源幾乎是無限的。在邊緣,算力與存儲都是有限的。

          異構架構的趨勢

          在硬件方面,大型多核處理器不太適合邊緣AI應用。相反,開發人員正在轉向針對邊緣AI部署優化的異構硬件解決方案。這當然包括CPU和GPU,但它擴展到專用集成電路(ASIC)、微控制器(MCU)和FPGA。某些架構(例如GPU)擅長并行處理,而其他架構(例如CPU)則更擅長順序處理。今天,沒有一種架構可以真正聲稱為AI應用提供最佳解決方案??傮w趨勢是使用提供最佳解決方案的硬件來配置系統,而不是使用同一架構的多個實例。

          這種趨勢指向異構架構,其中有許多不同的硬件處理解決方案配置為協同工作,而不是使用多個設備的同構架構,所有設備都基于相同的處理器。能夠為任何給定任務引入正確的解決方案,或在特定設備上整合多個任務,提供了更大的可擴展性和優化每瓦特和/或每美元性能的機會。

          從同構系統架構轉向異構處理需要一個龐大的解決方案生態系統,以及在硬件和軟件級別配置這些解決方案的成熟能力。這就是為什么與所有主要芯片應商有重要一級合作關系的供應商合作是很重要的,這些供應商為邊緣計算提供解決方案,并與他們合作開發可伸縮和靈活的系統。

          此外,這些解決方案使用Linux等通用開源技術,以及機器人操作系統ROS 2等專業技術。 事實上,越來越多的開源資源正在開發中以支持物流和邊緣人工智能。從這個角度來看,沒有單一的“正確”軟件解決方案,運行軟件的硬件平臺也是如此。

          自動化邊緣計算的模塊化方法

          為了提高靈活性并減少供應商鎖定,一種方法是在硬件級別使用模塊化,使任何解決方案中的硬件配置更加靈活。實際上,硬件級別的模塊化允許工程師更改系統硬件的任何部分,例如處理器,而不會造成系統范圍的中斷。

          在部署邊緣AI等新技術時,“升級”底層平臺(無論是軟件、處理器等)的能力尤為重要。每一代新的處理器和模塊技術通常都會為在網絡邊緣運行的推理引擎提供更好的功率/性能平衡,因此能夠快速利用這些性能和功率增益,并將對整個物流自動化系統的中斷降到低,并且邊緣AI硬件系統設計是一個明顯的優勢。

          通過使用Docker等微服務架構和容器技術,將硬件中的模塊化擴展到軟件中。如果有更優化的處理器解決方案可用,即使它來自不同的制造商,利用該處理器的軟件也是模塊化的,可以代替先前處理器的模塊使用,而無需更改系統的其余部分。軟件容器還提供了一種簡單而強大的方式來添加新功能,例如,適用于在邊緣運行AI。

          結論

          在物流自動化中部署邊緣AI不需要更換整個系統。首先評估工作空間并確定可以真正從AI驅動的自動化中受益的階段。主要目標是在降低運營支出的同時提高效率,特別是在勞動力短缺時期應對需求增加。

          越來越多的科技公司致力于AI解決方案,但這些公司通常針對的是云,而不是邊緣計算。在邊緣,條件很不同,資源可能有限,甚至可能需要專用的專用通信網絡。

          通過使用人工智能等技術,自動化將在物流運營中繼續增長和擴展。這些系統解決方案需要設計用于惡劣的環境,與云或數據中心截然不同。我們使用模塊化方法解決這個問題,該方法提供具有競爭力的解決方案、較短的開發周期和靈活的平臺。

         

        (責編:heyan)
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