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工業 5.0：展望未來
智慧工廠與工業 4.0 |
2022年7月27日 星期三
· 什麼是智慧交通系統？它的工作原理和優點
工程冒險：智慧交通系統
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| 不只是縮時，還有粉塵、噪音、位移偵測 |
THE CONSTRUCTION Building Ideas
為什麼需要智慧交通系統？
- 道路發展不足。
- 低速，增加事故率。
- 不可能建造足夠多的新道路或滿足需求。
- 透過使用資訊、通信和控制技術，使交通系統更加高效、安全和安全。
- 提高公共交通的吸引力。
- 解決日益嚴重的交通堵塞問題，這會增加旅行時間和行業成本。
- 減少交通對環境的影響。
智慧交通系統的優勢
- 減少交叉路口的停車和延誤。
- 速度控制和改進。
- 旅行時間改善。
- 容量管理。
- 事件管理。
智慧交通系統如何運作？
一、ITS 結合技術
智慧交通系統（ITS）的技術核心，是資訊與控制技術，在交通系統運行中的應用。這些技術包括通信、自動控制，以及電腦硬體和軟體。將這些技術應用於交通運輸，需要許多工程專業的知識，例如土木、電氣、機械、工業及其相關學科。大多數運輸問題，是由於缺乏即時準確的資訊，以及系統中缺乏適當的協調人員造成的。因此，資訊技術的積極貢獻，在於提供更好的資訊，來幫助參與系統的人員做出協同決策。
圖 1：ITS 組合技術
2. ITS 使能技術
有一系列資訊和通信技術支持 ITS 的發展。例如，光纖、CD-ROM、電磁羅盤、GPS、雷射感測器、數位地圖數據庫和顯示技術。使能技術可以分為幾類，包括：
數據採集
可以使用多種方式監控交通，例如感應環路檢測器、交通感測器。交通感測器的案例包括超音波和雷達、影像圖像檢測器 (VID) ，以及來自閉路電視 (CCTV) 的視覺圖像，它們提供即時圖像，以幫助交通中心操作員監控複雜的交通情況，並做出適當的決策。
圖2：作為智慧交通系統一部分的閉路電視攝影機
數據處理
在數據管理中心收集的資訊，需要經過處理、驗證和合併為，對營運商有用的格式。這可以使用數據融合過程來完成。除此之外，自動事件檢測 (AID) 也可用於數據處理。全球定位系統（GPS）可用於車輛側處理數據。
圖 3：高速公路上的自動事件檢測 (AID) 行人
數據通訊
可以使用多種方式來傳達消息，例如有線或無線、光纖、電子收費 (ETC)、商用車輛營運 (CYO)、停車管理、號誌搶占、車載簽名、車載旅行者資訊和信標 - 基於路線的引導系統。其中一些數據通信技術由數據管理中心使用，而另一些則用於車輛側。
圖4：無線感測器網路
數據分佈
交通和其他相關資訊可以以各種方式分發，以提高運輸效率、安全和環境質量。例如，電話、收音機、電視、桌上型電腦、傳真機和可變消息標誌 (VMS)、汽車收音機、蜂窩電話、膝上型電腦和手持數位設備。
資訊利用
這涉及坡道計量以控制併入高速公路的車輛流量，以及在交通管理中心協調大城市區域內的交通控制。除了允許用戶每分鐘做出策略決策的動態路線引導，以及允許駕駛員自動降低車速，以保持與前方車輛安全行駛的自適應巡航控制之外。
圖 5：自適應巡航控制
三、系統架構
規劃、定義和集成智能交通系統的框架。
建築的好處
- 減少將技術整合到當地需求所需的時間和資源。
- 幫助確定機構和司法管轄區並尋求他們的參與。
圖 6：智慧交通系統架構
智慧交通系統用戶服務
智慧交通用戶服務見表1。
表1 智慧交通服務
| 標題 | 服務 |
| 旅客資訊 | 行程前資訊、行程中司機資訊、行程中公共交通資訊、個人資訊服務、路線引導和導航 |
| 交通管理 | 交通規劃支持、交通控制、事故管理、需求管理、交通法規、基礎設施維護管理。 |
| 車輛系統 | 增強視覺、自動車輛操作、縱向防撞、橫向防撞、安全準備、碰撞前約束佈署。 |
| 商用車 | 商用車輛預清關、車輛管理流程、自動化路邊安全檢查、商用車輛車載安全監控、商用車輛車隊管理 |
| 公共交通 | 公共交通管理、需求響應交通管理、共享交通管理。 |
| 應急管理 | 緊急通知和人身安全、緊急車輛管理、危險材料和事故通知 |
| 電子支付 (EP) 安全 | 電子金融交易、公共旅行安全、弱勢道路使用者的安全改進、智慧路口。 |
圖 7：全球定位系統（GPS）
圖 8：高級旅客資訊
圖 9：車內交通資訊系統
· 採用「ITS」整體觀推進道路車輛安全(3)
美國未來的汽車、飛機和火車會是什麼樣子
系統思維推動智慧交通系統朝著「零願景」的目標前進。
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本文包括來自澳洲智慧交通技術總監 Scott Benjamin 的貢獻；Mara Bullock，加拿大 ITS 規劃實踐國家經理；Ian Patey，英國智慧交通專業負責人；紐西蘭交通部技術總監 Fergus Tate。
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全面考慮智慧交通系統，是現代交通系統交付的關鍵。這種觀點包含模式和使用者之間的介面和交互，這些交互通常是任何安全問題的核心 —— 而這些交互在很大程度上涉及機動車輛。
雖然車輛的實體設計，超出了智慧交通系統 (ITS) 的工作範圍，但有一些以車輛為中心的技術，無論是特定於車輛本身，還是作為更廣泛的數據主導的 ITS 全系統方法的一部分，對交通生態系統的整體安全產生影響。交通系統的整體視角，基於道路系統用戶和系統設計者分擔責任的安全系統原則1 ， 將根據零願景促進車輛安全改進，該願景目的在防止全球道路內的死亡和重傷交通系統。
ITS 整體方法將人員、流程、基礎設施、車輛和技術，以及相關數據整合在一起，為人員和貨物的流動形成安全高效的環境。
車輛安全背景
實用性、風格、舒適性和相關的顯著特徵，一直是並將繼續成為人們選擇交通方式的重要因素 —— 但交通行業的人們必須始終將安全放在首位，並繼續尋求安全方面的創新，即使最終使用者最初並不這樣做問他們。
車輛安全方面的進步，直接有助於減少道路死亡人數。這些進步包括與安全帶使用、防抱死制動系統、安全氣囊相關的努力和創新，以及最近的安全輔助系統，例如倒車/倒車攝影機、碰撞警告雷達系統，和車道偏離警告系統。美國交通部的國家公路交通安全管理局 (NHTSA) 估計，從 1987 年到 2017 年，僅正面安全氣囊就在美國挽救了 50,457 人的生命。2 歐洲和澳洲的新車評估計劃 (NCAP) 和 NHTSA 等安全法規和認證體係，為不斷發展更安全的車輛，創造了必要性和環境，因此挽救了許多生命。
人為錯誤，仍然是多達 94% 的機動車碰撞事故的一個因素，3 這加劇了系統設計人員（包括道路車輛設計人員）面臨的持續挑戰。儘管全自動車輛被視為消除人為錯誤的機會，但要實現所有用例的完全自動駕駛，還有很長的路要走。這需要一種新的思維方式，來主動解決當今車輛，仍然存在的持續安全問題；這種想法將隨著道路車輛技術的進步而發展，最終實現完全自動化。
一種新的思維方式
全世界每年約有 135 萬人死於道路上；還有 2000 萬到 5000 萬人受重傷。4 「零願景」認為，世界道路上的生命損失是不可接受的；在一系列影響因素中，它考慮了車輛安全的進步，如何有助於實現全球零傷害的總體目標。這種系統思維視角，透過了解接口和相互關係來優化改進，而不是孤立地考慮車輛。例如，沃爾沃集團承諾在整體框架的指導下「努力」實現零願景。5 在 ITS 整體環境中，車輛安全是預防碰撞和降低發生碰撞時，嚴重傷害風險的重要因素。
車輛安全的下一個重大飛躍，是透過引入互聯和自動車輛 (CAV) 技術，來減少人為錯誤的影響。但是，如果汽車製造商單獨實現這一飛躍，該技術將無法充分發揮其潛力。
系統思維是世界許多地方的一種新方法，它反映了車輛安全設計的歷史轉變。其中一個轉變是優先考慮耐撞性，或車輛保護其乘員的能力 —— 具有諸如碰撞區之類的功能，目的在最大程度地減少對乘員的傷害，而不是盡量減少對車輛本身的損害。這些功能通常會增加前期成本，或碰撞後的維修成本，但這一費用被死亡人數和傷害嚴重程度的減少所抵消。
同樣，將 ITS 技術整合到車輛中，可能會帶來額外的成本，以及車輛製造商和基礎設施所有者和營運商 (IOO) 之間的額外協調和責任。但同樣，當與更安全的結果（減少道路死亡人數和嚴重傷害）明確相關時，這項投資將證明是值得的。
車輛製造商已經接受了這一前提，並與 IOO 展開了對話，這比 25 年前幾乎沒有關係的情況邁出了一大步。過去設計車輛，設計道路，但很少追求兩者的融合。今天，我們看到了涉及 IOO 和汽車製造商合作的大規模試點計劃 —— 我們還看到了致力於推進研究，和分享經驗教訓的會議 —— 這些成果反映了一種認識，即為了實現重大安全改進的目標，必須建立道路和車輛之間的伙伴關係。
道路與車輛的伙伴關係，將透過向普遍連接的發展來實現，以支持更高的自動化。連接性是最終使車輛感測器能夠「看到」拐角處，或提高其對遠處問題的「意識」的粘合劑。整體思維把我們帶到了這個關口。世界上最大的汽車製造商大眾汽車集團6 正在歐洲帶頭開發具有 Car2X 無線電連接功能的高度智慧系統，以「讓車輛直接與彼此及其周圍環境進行通信，從而更安全地運行」。7
圖 1 - 聯網駕駛：車輛直接相互通信並與周圍環境通信，以更安全地運行 - 圖片來源：WSP
在美國 (US)，車聯網 (V2X) 連接也被廣泛認為是實現「零願景」目標的關鍵推動因素 —— 全球道路交通系統中的零死亡和重傷 —— 前提是系統是整體考慮的。美國交通部 (US DOT) 公開表示，V2X 技術具有「顯著的安全性和行動性優勢，無論是單獨使用還是與車載感測器結合時作為補充技術」。8
例如，由於速度是導致碰撞發生或嚴重程度的主要因素之一，因此從基礎設施到車輛，傳達速度限製或建議 —— 以及可能基於當前天氣和道路建設的可變條件 —— 可以更直接地向駕駛員提供資訊，和自動駕駛系統目前推薦的安全運行速度是多少。此外，當存在不安全情況時，例如相鄰車輛之間的速度差異較大，或前方交通排隊時，可以在車輛之間傳輸資訊，以告知其他車輛及其駕駛員如何為接近做最好的準備條件。
在英國，A2M2 Connected Vehicle Corridor Trial 9 測試了將高速公路信號與測試車輛中的顯示器連接起來的系統，以展示直接向車載顯示器，提供可變限速和道路工程資訊的潛在好處。
今天的防撞系統通常是基於車輛的，並且相對獨立於基礎設施，但它們可以與碰撞通知系統相結合，一旦發生碰撞，就會與基礎設施進行通信。這與緊急車輛搶佔等應用，一起調整緊急車輛路線上的信號時間，以支持更安全、更快地穿越十字路口，可以在發生碰撞時縮短響應時間，從而有助於降低事故的嚴重性任何傷害。
透過同一個鏡頭看
並非所有車輛和技術公司，包括一些正在開發自動駕駛系統的公司，都將道路和車輛之間的這種夥伴關係視為關鍵步驟。一些技術專家認為他們不需要連接，他們可以設計他們的車輛軟體或硬體系統，來導航傳統道路，而不是就設計更好和更智慧的道路系統，如何支持和支持他們的車輛系統展開對話。
由於先進或自動駕駛系統的未來，分散在不同的利益相關者組織和公司群體中，有些人滿足於透過軟體簡單地「設計更好的驅動程序」，並假設它可以在任何設計領域或環境條件下運行。他們沒有看到連通性在擴大數據輸入，到駕駛決策過程中的價值。儘管這些努力在特定的地理圍欄條件下，將繼續取得有限的成功，但由於「超越車輛本身」的能力有限，它們最終將在有效性方面達到一個平台。
但即使每個人都將連通性視為主要問題，CAV 行業本身仍陷入技術驅動的衝突，因為依賴安全的系統的開發週期，比新技術的開發週期長得多。世界各地的許多專家花了十年時間研究、開發和測試，基於 Wi-Fi 的 V2X 通信協議，而在此期間，蜂窩技術的快速發展進入了討論，結果是缺乏對最佳方案的普遍看法連接設備的通信方法。預計第五代蜂窩 (5G) 的普及，將使本已不確定的技術格局進一步複雜化。
形成整體觀點的機會
雖然車輛通信和車輛安全的方法，在利益相關者中可能並不普遍，但持續的對話和對實現零願景的整體關注，可能會導致基礎設施增強，從而反映車輛製造商的投入，並對安全產生重大影響。
例如，在美國，全國統一交通控制設備委員會 (NCUTCD) 最近努力推薦更寬的路面標記，以支持未來的自動駕駛系統。NUTCCD 是一個組織，其目的是協助制定交通控制設備和實踐的標準、指南和保證，並向美國交通部提出建議，以供將來納入其統一交通控制設備手冊。
美國交通部和白宮科技政策辦公室還在2020 年初公佈了確保美國在自動駕駛汽車技術方面的領導地位：自動駕駛汽車 4.0 (AV 4.0) 。10 本文件以美國交通部先前的指導為基礎，並擴展了範圍包括 38 個相關的美國政府部門，這些部門在 CAV 技術的安全開發和整合方面，擁有直接或間接股權。AV 4.0是美國 DOT 本身的一個整體觀點，目的在確保政府對 AV 技術採取一致的方法，並指定當局、詳細研究並協調整個政府的投資。
加拿大交通部於 2019 年 1 月發布加拿大自動駕駛系統安全評估，11確定了具有 ADS 功能的車輛應該能夠執行的 13 項成果，確保在政策仍在制訂期間能夠繼續創新。2019 年 2 月，加拿大交通部發布了加拿大自動駕駛和聯網車輛安全框架 12，概述了加拿大的立法和監管制度和標準，並概述了使用非監管工具支持安全測試和部署的靈活方法。
另一個需要考慮的重要因素是人為因素。13這包括確定使用者將如何與任何系統交互，以確保在不引入其他不良行為和增加駕駛員工作量，和/或分心的情況下實現預期收益。這種需求還可能為 IOO 提供與汽車製造商和技術公司合作的機會，以確保車載技術的任何應用，都以安全為重中之重。
ITS，包括速度感測器和紅燈攝影機，也可用於執法目的並鼓勵安全使用道路。如前所述，雖然車輛的實體設計在發生碰撞時，對乘員和易受傷害的道路使用者的安全做出了重大貢獻，但不在 ITS 的範圍內，但可以在車輛上安裝各種 ITS 技術以解決問題區域在他們的物理設計中。
保持公平
汽車製造商必須保持警惕，以確保在最廣泛的車輛截面上，快速提供安全增強功能。傳統上，新功能首先在高端車輛上實施，然後隨著消費者的需求引入其他車型；雖然這種方法可能適用於豪華附加組件，但它對於基本安全功能的防禦性較差。
在某些情況下，這種進展可能需要監管力量來確保成功，類似於現在在美國、加拿大和其他國家銷售的所有新車，都必須配備倒車攝影機。這項授權花了很多年才制訂和生效，但現在，在授權兩年後，它已被廣泛接受。另一個例子是倫敦交通局的公共汽車安全標準，該標準準備要求所有新的全尺寸大客車配備駕駛員輔助技術，例如智慧速度輔助和間接視覺系統（例如即將發生的碰撞檢測/警告）。14
挑戰仍然存在，只有新車才能從新車的變化和要求中受益，而且許多人已經擁有或將購買二手車。因此，應酌情設計和實施售後技術，至少，汽車製造商應考慮允許在現有車輛上，安裝經過驗證的安全技術，而不會使保修失效，特別是如果這些技術，使車輛更有可能觀察到更安全的駕駛行為，並最終保護其乘員。此外，在只有部分車輛受益於某些安全功能的時間段內，必須為未配備的車輛提供替代選項。
除瞭解決單個車輛之間的公平挑戰之外，IOO 在對不同車輛增強功能進行試點測試時還需要考慮公平問題。這包括在不同類型的位置實施系統，例如有信號和無信號的十字路口、人行橫道、過境和貨運走廊，以及在城市和農村環境中。公平的另一個組成部分是確保跨模式的安全，不僅關注車輛中的人，還關注在車輛附近旅行的人，例如行人、騎自行車的人或其他易受傷害的道路使用者。透過盲點檢測和自動緊急制動等各種車輛功能，以及基於基礎設施的行人檢測系統、主動人行橫道和智慧照明，可以增強車輛附近易受傷害的道路使用者的安全。
Euro NCAP 增加了對車輛，設計如何保護弱勢道路使用者安全的評估。對 ITS 和其他新興技術進行此類評估，將有助於確保車輛技術目的在保護車輛乘員和其他道路使用者，特別是目前佔所有道路死亡人數一半以上的弱勢道路使用者。
自動車道保持等新的駕駛員輔助功能，可以幫助應對這一挑戰。這項措施依賴於機器可讀的線路，需要有針對性的支出才能產生廣泛、永續的安全影響。當這些增強功能還可以超越個人設備、可穿戴設備和微型行動模式（例如踏板車和自行車（電動和非電動））時，將實現真正的整體方法。
向前進
系統化的方法需要車主承擔額外的責任 —— 確保所有車輛安全功能/系統在與系統基礎設施相關的情況下正常運行，而不是簡單地確保車輛本身「適合上路」。還需要對系統進行全面審查，以便瞭解增量收益和相關影響；隨著越來越多的車輛包含附加的安全功能，本次審查可以讓我們瞭解持續改進如何影響整體系統安全。
圖 2 - 零願景方法中分擔安全責任。（改編自瑞典交通管理局）
安全機動車輛是安全道路系統的關鍵組成部分。一個整體的視角將有助於理解系統的相互依賴性，以及如何最好地支持協調變化，以創建和維護所有道路使用者和車輛之間的安全接口。
設計考慮整個系統並考慮人為錯誤的車輛，並鼓勵這些車輛安全運行，從而在個人道路使用者與基礎設施，和車輛系統設計師之間分擔交通安全責任，對於設計專注於以下方面的道路系統非常重要所有用戶的安全。實現零死亡和重傷 —— 零願景的目標 —— 需要多個利益相關者之間，共享這種包容各方的合作方法。
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1 系統設計者——根據零願景方法——包括政策制訂者、政治家/政府官員、基礎設施所有者和營運商、規劃者、工程師和道路設計師、車輛製造商、創傷和醫院護理提供者、執法者，以及其他提供道路運輸的人系統。
6 Mark Toljagic，wheels.ca，Mark Toljagic，wheels.ca，「這些是世界上最大的汽車製造商」，2019 年 8 月 20 日
9 科進為走廊設計了試驗和系統架構；實際試驗涉及 30 多家零部件製造商，例如車載顯示器和感測器。
10 AV 4.0，美國交通部
13 「有效的智慧交通系統整合人為因素」，wsp.com
· 邊緣運算對於智慧製造的成功極為重要
什麼是邊緣運算，為什麼它如此重要？
製造業正處於發展的歷史性時刻。隨著物聯網的興起，以數據為中心的互聯智慧工廠正迅速成為常態。然而，要讓工業 4.0 充分發揮其潛力，製造商將不得不實施邊緣運算。
邊緣運算是將運算過程，盡可能靠近數據源的概念。它不依賴遠端數據中心，而是使用本地基礎設施來處理數據。它採用雲並將其帶到你身邊已經存在的硬體上。
預測顯示，到 2025 年，全球將有 215 億台聯網的物聯網設備。想像一下，如果其中只有一半，可以為其他設備和服務運行運算任務。這個龐大、 互聯的運算網路對於智慧製造尤其有價值。
現在的工業 4.0 有一些相當大的障礙阻礙了它的成功。邊緣運算是克服許多這些障礙的解決方案。以下是邊緣技術為工業 4.0 帶來的一些最重要的優勢。
更低的延遲
邊緣最常被提及的好處之一，是它可以大幅減少延遲。向世界各地的數據中心發送請求，然後等待響應返回需要時間。因此，傳統的雲端運算對於許多關鍵任務應用來說並不理想。
沒有這種低延遲的智慧製造，無法體驗物聯網的全部優勢。如果裝配線上的連接機器辨識出故障，則傳輸該信號的任何延遲都可能代價高昂。這可能會導致零組件損壞，甚至導致人的受傷。
低延遲對於互連繫統正常工作非常重要。傳統雲端運算的本質，在這方面有所限制。如果大部分或所有工業運算都發生在數據源上，這不會是一個問題。
提高網路安全
網路安全是或至少應該是智慧工廠的主要關注點。儘管物聯網很有幫助，但網路中的更多設備，意味著網路犯罪分子的更多潛在切入點。在不利用邊緣優勢的情況下保護這些網路，是一項更具挑戰性的任務。
傳統雲端運算的中心化特性，使其容易受到駭客攻擊，包括拒絕服務攻擊。但是，如果工廠將處理和儲存功能分佈在整個邊緣，那麼任何一次攻擊都無法破壞整個網路。由於運算發生在離數據源更近的地方，因此在任何給定時刻面臨風險的數據都更少。
在過去五年中，超過 50% 的中小型企業經歷過網路攻擊。其中，製造業是最常成為攻擊目標的行業之一。對以數據為中心的營運感興趣的製造商，需要強大的網路安全，而邊緣提供了它。
更易於管理的數據分析
大數據是新工業革命的基礎。物聯網最重要的優勢之一，是它如何改進數據分析。然而，分析所有這些數據需要大量的儲存、頻寬和運算能力。
邊緣運算以兩種方式解決了這些擔憂。首先，它在源頭或附近處理數據，因此整個過程要快得多。其次，智慧工廠中的每個數據點都處理自己的資訊，因此沒有一個系統必須處理所有事情。
在邊緣處理數據減少了單個系統的壓力，但它也改進了流程。由於它是按性質劃分的，因此更容易篩選並找到最相關的資訊。
擴展的互操作性
物聯網網路只有在可互操作時才有效。尋找相容的設備或系統，可能成為智慧製造擴展的障礙。但是，如果這些機器可以翻譯協議，它們將使自己更加相容。
對互操作性的擔憂是其採用的主要障礙之一，因為沒有標準協議。將運算功能移動到邊緣，消除了對通用標準的一些需求。當設備可以自己轉換信號時，它們將能夠與更多種類的系統一起工作。
邊緣還充當資訊和營運技術之間的連接點。它打破了這些區別，形成了一個更具凝聚力的智慧工廠。
降低儲存成本
智慧製造涉及大量數據，需要類似的大量儲存。傳統的本地儲存選項可能不方便，並且雲服務可能很昂貴。在邊緣儲存數據是一個理想的中間地帶。
借助邊緣儲存，工廠可以選擇僅將相關數據發送到其雲解決方案。邊緣可以透過在本地分析數據，並僅將結果或匯總數據發送到雲來充當閘道器。除了減輕基於雲的分析的壓力之外，這還有助於節省儲存成本。
一些邊緣應用甚至可以在本地保存一些數據。他們不需要儲存太多，因為每台機器只處理自己的操作數據。結果是一個分段的、有組織的和負擔得起的數據儲存解決方案。
工業 4.0 的未來取決於邊緣運算
工業 4.0 在沒有轉移到邊緣的情況下只能走這麼遠。如果物聯網是雲之後的運算步驟，那麼邊緣是物聯網之後的下一個邏輯步驟。如果不採用這項技術，工業 4.0 將無法發揮其全部能力。
這種轉變不會也不會在一夜之間發生，但這幾乎是不可避免的。製造業能夠以多快的速度進入下一個工業時代，取決於它能夠以多快的速度實現邊緣化。在此之前，工業物聯網無法釋放其全部潛力。
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· 工業 4.0 礦業案例：鄧迪貴金屬
鄧迪貴金屬
Dundee Precious Metals (DPM) 總部位於多倫多（加拿大），主要勘探保加利亞的地下銅和金礦。其他國家包括奈米比亞和亞美尼亞。
幾年前，企業希望 IT 部門研究各種新的可能性，以提高積極主動性、安全性和營運壽命，更好地了解礦場中發生的事情，並了解可以利用收購的所有資產、流程做什麼洞察力等，最終提高生產力，這是工業 4.0 的主要目標。
我們也需要採礦業的顛覆性創新（Rick Howes，Dundee Precious Metals 首席執行官）
它成為一個工業物聯網和工業 4.0 專案，具有多重優勢、流程優化、生產力提高和技術方面，也使鄧迪貴金屬成為採礦和金屬行業的先驅之一，以挖掘工業網路的可能性並具有可操作性來自連接資產的數據。
數位化轉型、萬物互聯和採礦業的顛覆性創新
採礦業面臨幾個挑戰。根據開採材料（「商品」）的類型，這些範圍從降低/波動的商品價格和需求到勞動力短缺、不斷變化的競爭格局、安全問題和生產力優化。
雖然你可能不會將礦山與數位化轉型和顛覆聯繫起來，但幾家礦業公司（嘉能可、力拓等）已經很早就開始利用物聯網了。
不過，前面還有很多工作要做。根據 IDC 的數據，全球 77% 的礦業公司剛剛開始他們的數位化轉型之旅。在那個旅程中，數據（分析）和工業物聯網當然是兩個主要的推動力。
鄧迪貴金屬顯然不是這一旅程的開始。2016 年初，首席執行官 Rick Howes 撰寫了一篇題為「我們也需要採礦業的顛覆性創新」的文章，其中詳細闡述了礦業公司向知識型公司轉型的挑戰和轉變。
作為一個有時在惡劣條件下營運的資產密集型行業，這似乎同時也很有可能，但至少可以說，這並不是最簡單的任務。
儘管如此，正如 IDC 在 2015 年所寫的那樣，「採礦的未來是透過虛擬化、機器人技術、物聯網 (IoT)、感測器、連接性和行動性等技術的整合網路，來創建將礦山作為一個系統進行管理的能力。 —— 指揮、控制和響應」。
將採礦作業轉變為基於知識的人員、流程、資產、數據和優化生態系統
你如何在地下礦井中實現所有這些 —— 以及更多 —— 以及在非常偏遠地區的礦井呢？
此外，為了提高生產力、提高工人的安全性和滿意度，以及向知識型國家的演變，正如 Rick Howes 在提到的「顛覆性創新」文章中所描述的那樣，還有很多東西可以聯繫起來。
是時候看看 Dundee Precious Metals，在物聯網和互聯技術方面做了什麼，以及它取得了哪些成果。
我們在上面提到了有意的任務。企業真的希望 IT 能夠，正如他們所說的那樣，揭開礦井的蓋子：將「舊流程」（包括紙質報告和被動式維護）轉變為一種可以即時獲取資訊的新方式，從而使維護變得主動等等。
Dundee Precious Metals 還希望將其保加利亞礦山的產量提高 30%。採礦作業中生產力的提高顯然包括幾個因素。
在 YouTube 上的一段影片中， IT 公司總監 Mark Gelsomini 解釋了 IT 工作人員，如何希望看到提高生產力的所有可能性，無需額外的工人或車輛，透過挖掘礦井的蓋子，並真正深入研究各種參數，它概述了今天的採礦作業是如何發生的。
除其他外，這些參數包括礦工和採礦設備的位置、實際「生產」 （讀作：裝滿的桶的數量）和車輛的狀態（礦井中有相當多的車輛）。
雖然很容易看出為什麼位置（以及行動）和裝滿的水桶與生產力相關，但對於車輛來說可能不太明顯。但是你知道當生產和供應鏈中的車輛，或任何類型的資產發生故障時，會發生什麼：中斷，影響生產力。這就是為什麼車輛狀態監控，以及其他預測性維護非常重要，以及為什麼跟蹤車輛狀況的各種參數很重要。
採礦實踐中的連通性和通信挑戰
為了跟蹤所有這些參數，並將數據轉化為可操作的情報，以實現生產力提升和所有其他（中間）目標，你顯然需要一個通信系統來通信，和傳輸感測器的數據和連接的資產/設備。
在地下礦井中，傳統上 Wi-Fi 並不是最好的解決方案，除非工人在同一個隧道中，如案例研究 PDF 中所述（見下文）。如果你沒有 Wi-Fi 或任何其他形式的連接，你需要等到如前所述以紙質形式獲得生產數據，並且你無法即時瞭解當前和此處發生的任何中斷
這就是思科技術（以下整體項目中的更多合作夥伴）以及無線 IP 網路得以實現的地方。連接性顯然意味著從「事物」傳輸數據，在這種情況下，還包括 IP 電話、車載平板電腦、監控攝影機、工廠輸送系統上的 PLC、燈等的連接。
司機可以了解生產情況，並且可以在出現影響生產力的問題時，使用他們的平板電腦與專家分享問題視訊。
最後但同樣重要的是，RFID 標籤被添加到礦工的帽子和車輛上。這些信號在自定義應用中被利用，這增加了礦工的安全性。
在 Dundee Precious Metals IoE 專案中獲得收益
2014 年，在提高生產率目標四年後，鄧迪貴金屬實現了 400% 的產量增長，而不是它想要實現的 30%。
除了提高生產力之外，在我們諮詢的資源中還實現了其他好處（你可以閱讀更多關於它們和技術堆棧的資訊）。
RFID 標籤被添加到礦工的帽子和車輛上
這些已實現的好處包括：
- 增強協作和即時溝通能力。
- 遠端解決問題和主動維護。
- 提高了安全性。
- 提高資產利用率（例如車輛）。
- 降低溝通成本。
- 計劃工作和生產的更好方法。
- 再見緩慢的紙質報告，你好即時數據。
該解決方案也應用於其他礦山，並探索了其他好處，其中包括露天礦環境和健康監測。
查看上面提到的視訊，其中鄧迪貴金屬公司的 IT 公司總監 Mark Gelsomini 處理了此案。
關於鄧迪貴金屬工業網路案例的諮詢和其他資源：
上圖：Shutterstock -版權所有： raifu - 所有其他圖片均為其各自提及的所有者的財產。 免責聲明：我們與任何上述公司沒有任何關係。上圖沒有顯示切洛佩奇礦。