Modular Vision MX8M-Plus: utilizzare una NPU per l'apprendimento automatico in un HMI. Caso d'uso suggerito: HMI su una macchina di automazione industriale. Una telecamera che esegue AOI (Ispezione Ottica Automatizzata) porta le immagini di un prodotto appena assemblato nell'HMI tramite Ethernet o USB. L'NPU include un algoritmo che analizza l'immagine in arrivo per parametri critici (colore, forma, posizioni e lunghezze relative, per esempio). L'HMI fornisce quindi un'interfaccia utente, AI edge e IoT per gestire i risultati dell'AOI.
Controllo di Qualità Intelligente: Fusione di AOI con HMI
L'Ispezione Ottica Automatizzata (AOI) è da tempo un pilastro dell'automazione industriale, in particolare nella produzione di elettronica. Tuttavia, i sistemi AOI possono presentare grandi problemi di integrazione a causa dell'uso di hardware altamente specializzato necessario per soddisfare le enormi esigenze di calcolo della visione artificiale.
Una soluzione promettente è migrare gli algoritmi AOI dall'hardware specializzato ai computer generici che eseguono l'interfaccia uomo-macchina (HMI). I dispositivi HMI, chiamati anche Panel PC, incorporano in un unico involucro adatto per l'uso in ambienti industriali un display touch, una piattaforma di elaborazione integrata e interfacce periferiche. I processori nei moderni sistemi HMI hanno prestazioni straordinarie, inclusi acceleratori di intelligenza artificiale (AI) integrati che possono aiutare a migliorare significativamente l'AOI. Questa è un'opzione conveniente perché i sistemi HMI e AOI di solito lavorano in concerto, con operatori umani che utilizzano un HMI per addestrare il sistema AOI, monitorarne il funzionamento e intervenire se necessario.
Vantaggi dell'Integrazione di AOI e HMI
La produzione odierna richiede una cooperazione senza soluzione di continuità tra più macchine, sistemi di controllo e soluzioni software per mantenere un flusso di produzione efficiente. Utilizzare l'HMI come base per questa integrazione semplifica notevolmente le cose.
In questa configurazione, le telecamere AOI portano immagini di prodotti assemblati mentre sono ancora sulla linea di assemblaggio all'HMI, affrontando diverse sfide:
- Collegando l'AOI e l'HMI, i tecnici possono addestrare l'AOI direttamente sulla linea di produzione. Questo porta a risultati migliori, poiché tiene conto di fattori come le condizioni di illuminazione sul pavimento della fabbrica.
- I sistemi devono adattarsi rapidamente a nuovi prodotti introdotti o cambiamenti di produzione senza causare lunghi tempi di cambio. Avere l'HMI e l'AOI integrati rende questo più facile.
- I sistemi AOI possono produrre falsi negativi (componenti difettosi mancanti) o falsi positivi (segnalare componenti buoni come difettosi), richiedendo ricontrolli e interventi manuali, un compito che richiede un HMI.
Un'interfaccia intuitiva facilita tutti questi compiti. Pertanto, è fondamentale cercare un HMI moderno con un display grande e di alta qualità.
Oltre ai benefici tecnici, la combinazione delle piattaforme di calcolo AOI e HMI riduce i costi di acquisto delle attrezzature e della manutenzione continua.
Sistemi di Esecuzione della Produzione e Integrazione IIoT
Un moderno hardware HMI può anche fornire la connettività necessaria per integrare l'AOI con i sistemi di esecuzione della produzione (MES) e le piattaforme Industrial Internet of Things (IIoT). Questa integrazione consente ai produttori di:
- Tracciare le metriche di qualità lungo l'intera linea di produzione.
- Identificare tendenze che potrebbero indicare problemi emergenti.
- Condividere i dati di ispezione con altri sistemi di produzione.
- Distribuire aggiornamenti agli algoritmi di ispezione su più sistemi.
- Monitorare e ottimizzare i processi di controllo qualità in tempo reale.
Queste capacità portano un sistema combinato HMI + AOI oltre un semplice punto di controllo sulla linea di produzione. Trasformano un punto di ispezione in un elemento critico dell'intera fabbrica intelligente.
Soluzione SECO con Modulo SMARC e Elaborazione AI
Per aiutare le aziende a migliorare i loro ambienti di produzione con AOI più intelligenti, SECO ha creato il Modular Vision 10.1 MX8M-Plus. Questo HMI all-in-one combina caratteristiche tra cui:
- Touchscreen robusto da 10,1" con luminosità di 400 cd/m² per una facile leggibilità in fabbrica.
- Un microprocessore NXP i.MX8M Plus con un'unità di elaborazione neurale (NPU) che offre 2,3 TOPS di prestazioni AI.
- Una GPU ad alte prestazioni per interfacce utente fluide.
- Porte Gigabit Ethernet, USB-C e USB 2.0 (tra altre interfacce).
- Interfacce RS-232, RS-485, GPIO e altre per la connessione a apparecchiature e sensori collocati.
- Quattro opzioni di montaggio (pannello, a filo, posteriore e montaggi VESA) per la massima flessibilità di incorporazione all'interno di macchinari industriali.
Con questo hardware, il Modular Vision 10.1 MX8M-Plus può connettersi a una telecamera tramite USB o Ethernet, elaborare i dati della telecamera con la sua NPU (che facilita operazioni sulle immagini come l'estrazione e l'identificazione delle caratteristiche) e visualizzare i risultati su uno schermo di alta qualità.
La piattaforma è alimentata da Clea OS, un sistema operativo cross-platform basato su Yocto Linux, che garantisce sicurezza avanzata e l'integrazione senza soluzione di continuità di ambienti Industrial IoT. Clea OS include le librerie necessarie per facilitare l'orchestrazione dei dati IoT edge (raccolta ed elaborazione) per ridurre al minimo la latenza e la successiva comunicazione al cloud per l'uso a livello aziendale, incluso il deployment di algoritmi basati su AI. Il sistema operativo include anche un gestore di flotte di dispositivi completo e funzioni di sicurezza della piattaforma. Clea OS fa parte dell'ecosistema Clea, che incorpora una serie di strumenti per la gestione dei dispositivi, l'orchestrazione dei dati e la connettività cloud.
Conclusione
Gli ambienti di produzione moderni richiedono sistemi di produzione intelligenti, in particolare per compiti come l'AOI. Il successo dipende dall'integrazione di algoritmi AI innovativi. SECO risponde a queste esigenze fornendo sistemi completi che combinano elaborazione integrata, display touch, connettività a telecamere e apparecchiature industriali, un sistema operativo Linux edge pronto per l'IoT e una suite software IoT di livello enterprise – per un rapido deployment in ambienti industriali.
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