Gli ambienti di produzione moderni di oggi affrontano la sfida di digitalizzare vari processi manuali. Questo è l'unico modo per rimanere competitivi e sopravvivere sul mercato. Per digitalizzare i processi, sono necessari vari prerequisiti: dispositivi abilitati alla rete, la rete stessa e dispositivi edge che possono registrare, scambiare e elaborare dati.
L'intelligenza artificiale (AI), basata sulle più recenti soluzioni hardware e software, svolge un ruolo cruciale nelle fabbriche moderne. Aiuta nell'ottimizzazione dei processi, rileva i difetti di prodotti o componenti in tempo reale e può abilitare la manutenzione predittiva dei macchinari. Un esempio di processo digitalizzato è l'Ispezione Ottica Automatica (AOI). Utilizza telecamere ad alta risoluzione e sensori ottici per controllare componenti e prodotti alla ricerca di difetti, deviazioni o irregolarità con l'aiuto dell'AI.
AOI potenziata dall'AI aiuta a rilevare errori
Prendiamo un esempio: se le schede elettroniche nella produzione di elettronica devono essere controllate per la qualità utilizzando un processo manuale, ciò porta a errori, ad esempio, a causa della fatica dei dipendenti o dei limiti di acuità. Questo causa costosi rifacimenti, scarti e resi in garanzia. (Fig. 1)
È qui che entra in gioco l'AOI: gli algoritmi di AI sono addestrati a riconoscere modelli di difetti complessi che sono difficili da rilevare con metodi convenzionali. Il sistema AI impara dai dati nel tempo, migliorando la sua capacità di rilevare difetti sottili e ridurre gli scarti. Invece di programmare tipi specifici di difetti, l'AI impara come appare il "normale" e segnala qualsiasi cosa insolita per rilevare nuovi difetti, non previsti nei dati di addestramento.
L'AI aiuta anche a migliorare la qualità dei prodotti con funzioni aggiuntive, tra cui:
- Supporto decisionale attraverso valutazioni di probabilità per diversi tipi di difetti.
- Correlazione dei processi, che può identificare le cause dei problemi di qualità.
- Il trasferimento dell'apprendimento riduce i requisiti di dati di addestramento per nuovi componenti o prodotti.
Sistema AOI con hardware potenziato da SECO e Axelera AI
SECO e Axelera AI offrono soluzioni hardware e software integrate che consentono agli sviluppatori di implementare progetti rapidamente e facilmente. In particolare, SECO fornisce System-on-Modules (SoM), noti anche come Computer-on-Modules (CoM), che consentono di ridurre il time-to-market, i costi di sviluppo e integrano l'accelerazione AI.
Tutti questi vantaggi possono essere visti nel SOM-COMe-BT6-RK3588 di SECO. Questo modulo COM Express Type 6 abbina un processore Rockchip RK3588, che incorpora quattro core Cortex-A76, quattro core Cortex-A55 e la GPU Mali G610 MC4, con l'accelerazione AI dell'Unità di Elaborazione AI Metis di Axelera AI saldata direttamente sul modulo. (Fig. 2)
L'AIPU offre prestazioni AI di 214 tera-operazioni al secondo (TOPS) con precisione INT8 a un'efficienza energetica eccezionale di 15 TOPS/W. I processori sono supportati da 32 GB di memoria LPDDR5 per la CPU, 2 GB di memoria LPDDR4x per l'AIPU e interfacce ad alte prestazioni estese, tra cui:
- 1x Gigabit Ethernet (GbE)
- 2x USB-C con DP-Alt-Mode
- 4x USB 5 Gbps
- 1x USB ad alta velocità
- 2x corsie PCIe Gen3
- 2x corsie PCIe Gen2
Grazie all'elevata prestazione del modulo e alla sua ampia scalabilità, può essere facilmente e rapidamente integrato nei sistemi AOI per impianti di produzione moderni. Ad esempio, il modulo:
- Consente la connessione di più telecamere ad alta risoluzione MIPI-CSI, Ethernet o USB
- Esegue modelli AI per modelli di difetti, anomalie e deviazioni di qualità, senza una GPU o un acceleratore AI fuori modulo
- Riduce la latenza elaborando le immagini direttamente sul modulo invece di inviarle su una rete a un altro dispositivo di rete interno o a un cloud
Stack software altamente integrato
Oltre a un hardware potente, è necessaria un'integrazione software appropriata per analizzare i dati registrati. È qui che entra in gioco la suite software IoT di SECO, Clea. Clea è composta da moduli software cloud e edge, orchestrando l'analisi dei dati e le comunicazioni (tramite Clea Astarte) e gestendo flotte di dispositivi a più livelli di granularità (tramite Clea Edgehog). Un'intera installazione IoT può essere gestita graficamente tramite accesso web con Clea Portal. Il design di Clea massimizza la scalabilità, supportando ogni carico, da un numero minimo di nodi locali a reti molto grandi e geograficamente disperse e servite da più CSPs o datacenter, tutto gestibile nel dettaglio dall'utente.
Clea OS, una distribuzione Linux embedded basata sul Progetto Yocto, può facilitare la registrazione e l'elaborazione di flussi video da più telecamere collegate tramite Ethernet o USB. L'OS rende anche possibile localizzare il processo decisionale grazie alla sua capacità di gestire l'analisi e la gestione di flussi di dati complessi su nodi edge. Ad esempio, può essere utilizzato per automatizzare l'azione su errori e tendenze rilevati, come il caso in cui un'anomalia rientra in una determinata tolleranza. Clea OS facilita inoltre la comunicazione con un cloud IoT, sia basato su Clea che su altri pacchetti software che utilizzano standard industriali.
Con Clea, gli sviluppatori hanno una piattaforma unica su cui operare, gestire e controllare i loro sistemi AOI, all'interno di una linea di assemblaggio, su più linee di assemblaggio all'interno di una fabbrica o su fabbriche ampiamente disperse, anche a livello mondiale. (Fig. 3)
Inoltre, Clea OS integra l'SDK Axelera AI Voyager, che supporta la creazione di soluzioni AI edge intelligenti. Fornisce un'integrazione software facile per l'inferenza AI all'edge, con strumenti integrati per valutare rapidamente le prestazioni, l'accuratezza e il consumo energetico di Metis. Consente anche un'integrazione end-to-end rapida con pipeline ottimizzate e accesso diretto all'hardware di inferenza tramite API a basso livello.
Questa infrastruttura hardware e software fornisce la piattaforma ottimale per gli sviluppatori per progettare soluzioni AI end-to-end che possono rilevare, classificare e rispondere ai difetti in tempo reale e raccogliere dati per carichi di lavoro basati su AI.
Conclusione
SECO e Axelera AI forniscono agli sviluppatori soluzioni hardware e software eccezionali, pronte per creare potenti soluzioni di visione artificiale basate su AI, scalabili e a prova di futuro, come i sistemi AOI per digitalizzare i processi manuali negli ambienti di produzione moderni.
Pronto a iniziare il tuo design AOI? Connettiti con gli esperti SECO ora!