Les environnements de production modernes d'aujourd'hui sont confrontés au défi de numériser divers processus manuels. C'est le seul moyen de rester compétitif et de survivre sur le marché. Pour numériser les processus, diverses conditions préalables sont nécessaires : des appareils compatibles avec le réseau, le réseau lui-même, et des dispositifs périphériques capables d'enregistrer, d'échanger et de traiter des données.
L'intelligence artificielle (IA), basée sur des solutions matérielles et logicielles puissantes, joue un rôle crucial dans les usines modernes. Elle aide à l'optimisation des processus, détecte les défauts de produits ou de composants en temps réel et peut soutenir la maintenance prédictive. Un exemple de processus numérisé est l'inspection optique automatisée (AOI). Elle utilise des caméras haute résolution et des capteurs optiques pour vérifier les composants et les produits à la recherche de défauts, de déviations ou d'irrégularités avec l'aide de l'IA.
L'AOI alimentée par l'IA aide à détecter les erreurs
Restons sur un exemple : si les cartes de circuits imprimés dans la production électronique doivent être vérifiées pour la qualité à l'aide d'un processus manuel, cela entraîne des erreurs, par exemple, en raison de la fatigue des employés ou des limites de l'acuité. Cela provoque des retouches coûteuses, des rejets et des retours sous garantie. (Fig. 1)
C'est là que l'AOI entre en jeu : les algorithmes d'IA sont entraînés à reconnaître des motifs de défauts complexes qui sont difficiles à détecter avec des méthodes conventionnelles. Le système d'IA apprend des données au fil du temps, améliorant sa capacité à détecter des défauts subtils et à réduire les rebuts. Au lieu de programmer des types de défauts spécifiques, l'IA apprend à quoi ressemble le "normal" et signale tout ce qui est inhabituel pour détecter de nouveaux défauts, non prévus dans les données d'entraînement.
L'IA aide également à améliorer la qualité des produits avec des fonctions supplémentaires, notamment :
- Support à la décision grâce à des évaluations de probabilité pour différents types de défauts.
- Corrélation de processus, qui peut identifier les causes des problèmes de qualité.
- L'apprentissage par transfert réduit les besoins en données d'entraînement pour de nouveaux composants ou produits.
Système AOI avec matériel alimenté par SECO et Axelera AI
SECO et Axelera AI offrent des solutions matérielles et logicielles intégrées qui permettent aux développeurs de mettre en œuvre des projets rapidement et facilement. Plus précisément, SECO fournit des System-on-Modules (SoMs), également connus sous le nom de Computer-on-Modules (CoMs), qui permettent de réduire le temps de mise sur le marché, les coûts de développement et l'accélération de l'IA intégrée.
Tous ces avantages peuvent être observés dans le SOM-COMe-BT6-RK3588 de SECO. Ce module COM Express Type 6 associe un processeur Rockchip RK3588, qui intègre quatre cœurs Cortex-A76, quatre cœurs Cortex-A55 et le GPU Mali G610 MC4, avec l'accélération IA de l'unité de traitement IA Metis d'Axelera AI soudée directement sur le module. (Fig. 2)
L'AIPU offre une performance IA de 214 tera-opérations par seconde (TOPS) avec une précision INT8 à une efficacité énergétique exceptionnelle de 15 TOPS/W. Les processeurs sont pris en charge par une mémoire LPDDR5 de 32 Go pour le CPU, une mémoire LPDDR4x de 2 Go pour l'AIPU, et des interfaces haute performance étendues, notamment :
- 1x Ethernet Gigabit (GbE)
- 2x USB-C avec DP-Alt-Mode
- 4x USB 5 Gbps
- 1x USB Haute Vitesse
- 2x voies PCIe Gen3
- 2x voies PCIe Gen2
En raison de la haute performance du module et de sa large évolutivité, il peut être facilement et rapidement intégré dans des systèmes AOI pour des installations de production modernes. Par exemple, le module :
- Permet la connexion de plusieurs caméras haute résolution MIPI-CSI, Ethernet ou USB
- Exécute des modèles IA pour les motifs de défauts, les anomalies et les déviations de qualité, sans GPU ou accélérateur IA hors module
- Réduit la latence en traitant les images directement sur le module au lieu de les envoyer sur un réseau à un autre appareil réseau interne ou à un cloud
Pile logicielle hautement intégrée
En plus d'un matériel puissant, une intégration logicielle appropriée est nécessaire pour analyser les données enregistrées. C'est là que la suite logicielle IoT de SECO, Clea, entre en jeu. Clea se compose de modules logiciels cloud et edge, orchestrant l'analyse des données et les communications (via Clea Astarte) et gérant des flottes d'appareils à plusieurs niveaux de granularité (via Clea Edgehog). Une installation IoT entière est gérée via un accès web via le portail Clea. Le design de Clea maximise l'évolutivité, prenant en charge tout, d'un nombre minimal de nœuds locaux à de très grands réseaux géographiquement dispersés, tous gérés à des niveaux de granularité définis par l'utilisateur.
Clea OS, une distribution Linux embarquée basée sur le projet Yocto, peut faciliter l'enregistrement et le traitement des flux vidéo de plusieurs caméras connectées via Ethernet ou USB. L'OS permet également de localiser la prise de décision grâce à sa capacité à gérer l'analyse et la gestion de flux de données complexes sur des nœuds edge. Par exemple, il peut être utilisé pour automatiser l'action sur les erreurs et tendances détectées, comme si une anomalie est dans une tolérance donnée. Clea OS facilite également la communication avec un cloud IoT, qu'il soit basé sur Clea ou d'autres packages logiciels utilisant des normes industrielles.
Avec Clea, les développeurs disposent d'une plateforme unique pour exploiter, gérer et contrôler leurs systèmes AOI—au sein d'une chaîne de montage, à travers plusieurs chaînes de montage dans une usine, ou à travers des usines largement dispersées, même dans le monde entier. (Fig. 3)
De plus, Clea OS intègre le SDK Axelera AI Voyager, qui prend en charge les solutions IA edge intelligentes. Il fournit une intégration logicielle facile pour l'inférence IA à la périphérie, avec des outils intégrés pour évaluer rapidement la performance, la précision et la consommation d'énergie de Metis. Il permet également une intégration rapide de bout en bout avec des pipelines optimisés ainsi qu'un accès direct au matériel d'inférence via des API de bas niveau.
Cette infrastructure matérielle et logicielle fournit la plateforme optimale pour que les développeurs conçoivent des solutions IA de bout en bout capables de détecter, classer et répondre aux défauts en temps réel, et de collecter des données pour des charges de travail basées sur l'IA.
Conclusion
SECO et Axelera AI fournissent aux développeurs des solutions matérielles et logicielles exceptionnelles, prêtes à créer des solutions de vision par ordinateur basées sur l'IA puissantes, pérennes et évolutives telles que les systèmes AOI pour numériser les processus manuels dans les environnements de production modernes.
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