5GⅹIIoTⅹ AI 打造工業物聯新生態

5G技術標榜高頻寬、低延遲、廣連結,目前工業物聯網在專網區域內能實現的方向非常多元,可以通過與垂直整合夥伴的合作,共同創造獨特的創新和應用,使生活中的各種基礎設施更具前瞻性。

文■陳昕宜 圖■陳素芳、昇頻股份有限公司


▲隨著技術的發展,5G高頻寬、低延遲、廣連結的特性,讓人興起無限想像。圖■達志影像


1990年代2G蜂巢式通訊開始,直到2000年3G(IMT-2000)時代語音與資料同時傳輸,iPhone設備問世讓人類行動上網快速普及,因而打開3G的全面應用,也促進地面網絡的布建和光纖升級。2010年發展到4G,LTE 長期演進技術(3GPP Release 8)和WiMAX全球互通微波存取(IEEE 802.16)這兩種規格出現,分別在通訊和電腦業各有舞臺,最後基於LTE 的4G基地臺布建及網路基礎建設在3G階段已完善,全民無痛轉換4G,市面上各項應用百花齊放,視頻影音傳輸大量被使用。2020年5G基於3G、4G的基礎上納入更廣泛應用,標榜高頻寬、低延遲、廣連結的特性,讓人興起無限想像(自動駕駛、虛實境整合、智慧城市、無人工廠等)。綜觀歷史脈絡,網路發展約略10年為一個階段,為人們整體生活帶來大躍進。

5G技術使用Sub-6GHz或毫米波(FR1、FR2)等更高頻率的無線電波和載波聚合,來實現更高的資料速率,高頻寬、低延遲這兩項特性的革新應用較容易發想,但廣連結這個功能要徹底發揮,基於高頻率又要滿足高傳輸量,就必須布建更密集的基地臺和骨幹網絡以增添覆蓋率,依據現況的布建基礎,離全面性覆蓋還有段距離。無論是Sub-6GHz或毫米波(FR1、FR2)使用於專網區域(Open-RAN開放式無線接取網路系統),其低干擾特性非常適合工業物聯網和企業商務應用,並在智慧工廠與共享工作空間日益普及下,目前在專網區確實可享用5G真正的便捷。前瞻未來6G時代,能創造遠距如臨現場,帶來更跨越式的高頻寬、更低的延遲性,真正實現萬物聯網,更能全面性體驗垂直應用服務帶來的助益。


▲昇頻股份有限公司陳文雄表示,以使用者為核心,偕同開發共創生態圈,才能加速產業效能。

科技始於人性 創意來自應用

IIoT工業物聯網這個名詞在過去就是M2M機器對機器傳輸的概念,在3G時代已經存在,傳輸頻寬用量小,在工業控制或實際應用上使用3G綽綽有餘。伴隨著影像需求在4G時代變大,例如監控系統、視訊影像、感測技術等,因此工業物聯網也搭載4G這班列車進而設備升級。來到5G時代,搭配專網區域性Open-RAN的布建,應用範疇變得多元,例如低延遲的好處可應用於機器手臂、限定區域內的自動駕駛或接駁車、物流倉儲機器人、無人操控的工程機具、虛擬實境、智慧工廠巡檢、即時調控運轉等,都是屬於工業物聯的落地應用。

擁有超過25年網通產業經驗的昇頻總經理陳文雄表示,由於目前工業物聯在專網區域內能實現的方向很多元,可透過垂直整合夥伴共創獨特的發明和應用,讓生活中的各項基建設施更具前瞻性,例如與思納捷合作的5G智慧杆、與凌群合作的蘇花公路改善計畫導入智慧交通管理、與政府推行的科技執法搭配AI運算監控、臺鐵軌道安全監控、台電智慧維運工程監控、高雄亞灣智慧碼頭、電動車充電站、智慧停車場等。工業物聯隨科技蓬勃進展,智慧應用之「路」,就「由」終端設備開始。

工業級CPE大躍進 物聯生智有創意

所有的結合應用都能從「終端設備」(User Equipment,簡稱UE,或Customer Premise Equipment,簡稱CPE)出發,資訊與資料交換傳輸有連網需求,都可透過終端設備達成,品項包含路由器、閘道器、傳輸器等。昇頻的終端設備可隨需求靈活改變外型和模組化設計,可分成戶外使用、弱電箱使用、企業商務使用等。例如M567強固戶外用的5G終端設備能抗風防水防塵,適合應用機場、山區、礦場,再連結應用於機器設備,實現無人操作的挖土機、山貓、挖礦機等,在日本已進入概念驗證階段,未來可使用於危險場域的工程,大大提升人身安全與工程精準度。而針對弱電箱的使用情境,可依布建需求在箱體外面安裝不同的外接式天線,例如磁吸式、固定式等,增強網路訊號接收,其彈性做法被廣泛使用於IIoT場域應用。

目前昇頻M357-AI工業級5G AI邊緣運算閘道器,高度整合5G SOM系統模組、高運算晶片及AI加速模組,可應用在任何需要AI運算及資訊傳送連結雲端學習的項目,以科技執法為例,昇頻M357-AI可載入雲端既有的學習模型,場域現場資料運算能即時決策,並將訓練模型或訊息回傳雲端整合,末端機器與雲端可協同學習,這些功能都能透過在現場的昇頻M357-AI設備完成,同時在2臺設備彼此之間也能系統同步,即時協作互為備援。過去要實現這樣的目標,可能需要好幾臺工業電腦外加路由器才能完成。昇頻透過垂直整合各夥伴廠商的專業強項於產品中(聯發科晶片、勤創5G模組、HAILO的AI 加速模組,搭配強大的運算能力、5G連網規格、SD插卡資料存取等),開放Docker和OpenWRT 平臺,藉由第三方軟體開發快速整合其它的對接設備,同時做為一臺整合型端點設備還能為資安把關,導入Check Point 合作,1 機抵4 臺的靈活整合性讓工業物聯方案走向更輕盈、介面更乾淨、更節能減碳、更高效能的搭配。


軟硬兼備系統整合 大幅降低維運成本

除了硬體設備,昇頻更開發O’smartIoT 物聯網管理系統,包含設備管理與監控、即時告警、匯總分析、定位追蹤、敏捷支援功能,結合智慧型手機快速引導現場人員進行設備安裝、查修、替換任務,並自動回報給管理平臺。以往需要人工定期查驗除錯,耗費大量的檢測成本,現在一支手機搞定,也大幅降低企業隱性成本,目前O’smart 實際應用於電動車充電站、停車場、交通執法監測等服務。例如每支約9至25公尺高的5G智慧杆,檢查維護不易,現場人員利用O’smart經由行動裝置方便查修檢測。此外,用於車隊管理時,當緊急狀況發生,透過O’smart即時回報控制中心,能將問題防範未然,減少不必要的生產力損耗。因O’smart有助規模化配置、提供有價值的資料分析和行動裝置的無縫操作,簡化網路和設備管理,無論部署於電動車充電樁、無人值守停車場、智慧杆和太陽能發電廠等多元化場域,O’smart皆能讓物聯網解決方案變得更加智慧化。

匯整生態圈共創商機共享成果

陳文雄認為,以臺灣資通產業這個領域與市場考量,結盟共創生態圈才能走出屬於自己的藍海策略,整合資源共同發想創意產品做利基垂直市場,能免於各自獨大弱化產品競爭力的局面,也能真正節省開發上投入的人力、時間和成本資源。結盟夥伴貢獻自家專長,整合成強而有力的解決方案,以使用者為核心,落實「科技始於創新,終於應用落地」的精神,發揮軟硬體研發設計與敏捷服務並進的獨特利基優勢,串聯上下供應鏈及服務整合,結盟通訊模組、晶片、軟體服務平臺與維運系統各廠商等,齊力偕同開發,如此才能加速提升產業效能,攜手共創垂直應用的經濟效益。產業拓展不僅科技賦「智能」,也能同行共好有「智慧」。

末端機器學習結合AI的優勢

1. 使用5G 減少雍塞,廣連結物聯網,支援多元途徑(Wi-Fi、LTE、5G 等)增強應用程式。

2. 在線學習+ 邊緣演算,精確速決,改善4G 數據回傳雲端產生延遲耗費流量。
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《經貿透視》雙周刊2023/6月 第619期

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《經貿透視》雙周刊

2023/6月 第619期