モジュラー・ビジョンMX8M-Plus：HMIにおける機械学習のためのNPUの使用。提案される使用例：産業用自動化機械のHMI。AOI（自動光学検査）を行うカメラが、組み立てられたばかりの製品の画像をEthernetまたはUSB経由でHMIに送信します。NPUには、受信した画像を重要なパラメータ（例えば、色、形状、相対的な位置や長さ）で分析するアルゴリズムが含まれています。したがって、HMIはAOIの結果を処理するためのユーザーインターフェース、エッジAI、IoTを提供します。
スマートな品質管理：AOIとHMIの統合
自動光学検査（AOI）は、特に電子機器製造において、産業オートメーションの基盤として長らく活用されてきました。しかし、AOIシステムは、コンピュータビジョンの膨大な計算需要に対応するために必要な高度に専門化されたハードウェアの使用により、統合の際に大きな頭痛の種となることがあります。
有望な解決策の一つは、AOIアルゴリズムを専門化されたハードウェアから、人間機械インターフェース（HMI）を実行する汎用コンピュータに移行することです。HMIデバイスは、パネルPCとも呼ばれ、タッチディスプレイと組み込みコンピューティングプラットフォーム、周辺インターフェースを一つの筐体に組み込んでおり、産業環境での展開に適しています。現代のHMIシステムのプロセッサは、内蔵の人工知能（AI）アクセラレータを含む驚異的な性能を持ち、AOIを次のレベルに引き上げることができます。これは便利なオプションであり、HMIとAOIシステムは通常連携して動作し、人間のオペレーターがHMIを使用してAOIシステムを訓練し、その動作を監視し、必要に応じて介入するからです。
AOIとHMIの統合の利点
今日の製造業では、効率的な生産フローを維持するために、複数の機械、制御システム、ソフトウェアソリューションのシームレスな協力が必要です。この統合の基盤としてHMIを使用することで、問題が大幅に簡素化されます。
このセットアップでは、AOIカメラが組み立てられた製品の画像を、まだ組立ライン上にある間にHMIに送信し、いくつかの課題に対処します：
- AOIとHMIを結合することで、技術者は製造ライン上で直接AOIを訓練できます。これにより、工場の照明条件などの要因を考慮したより良い結果が得られます。
- システムは、新しく導入された製品や生産の変更に迅速に適応し、長い切り替え時間を引き起こさないようにする必要があります。HMIとAOIが統合されていることで、これが容易になります。
- AOIシステムは、欠陥のある部品を見逃す偽陰性や、良好な部品を欠陥品としてマークする偽陽性を生じる可能性があり、再チェックや手動介入が必要です。これにはHMIが必要です。
直感的なインターフェースは、これらのタスクをすべて容易にします。したがって、大型で高品質なディスプレイを備えた最新のHMIを探すことが重要です。
技術的な利点に加えて、AOIとHMIのコンピューティングプラットフォームの組み合わせは、機器購入と継続的なメンテナンスのコストを削減します。
製造実行システムとIIoTの統合
最新のHMIハードウェアは、AOIを製造実行システム（MES）および産業用モノのインターネット（IIoT）プラットフォームと統合するために必要な接続性も提供できます。この統合により、製造業者は次のことが可能になります：
- 生産ライン全体の品質指標を追跡する。
- 新たな問題を示す可能性のある傾向を特定する。
- 検査データを他の製造システムと共有する。
- 複数のシステムにわたって検査アルゴリズムを更新する。
- リアルタイムで品質管理プロセスを監視および最適化する。
これらの機能により、HMI + AOIの組み合わせシステムは、生産ライン上の単なるチェックポイントを超えます。それは、全体的なスマートファクトリーの重要な要素に変わります。
SMARCモジュールとAI処理を備えたSECOソリューション
SECOは、よりスマートなAOIで生産環境を強化するために、Modular Vision 10.1 MX8M-Plusを作成しました。このオールインワンHMIは、次のような機能を組み合わせています：
- 工場内での読みやすさを考慮した400 cd/m²の明るさを持つ堅牢な10.1インチタッチスクリーン。
- 2.3 TOPSのAI性能を提供するニューラルプロセッシングユニット（NPU）を備えたNXP i.MX8M Plusマイクロプロセッサ。
- スムーズなユーザーインターフェースのための高性能GPU。
- ギガビットイーサネット、USB-C、USB 2.0ポート（他のインターフェースも含む）。
- RS-232、RS-485、GPIO、および他のインターフェースで、同じ場所にある機器やセンサーに接続可能。
- 産業機械内に組み込むための最大限の柔軟性を提供する4つの取り付けオプション（パネル、フラッシュ、リア、VESAマウント）。
このハードウェアを使用して、Modular Vision 10.1 MX8M-PlusはUSBまたはイーサネット経由でカメラに接続し、そのNPUでカメラデータを処理（特徴抽出や識別などの画像操作を容易にする）し、高品質な画面に結果を表示できます。
プラットフォームは、クロスプラットフォームの一貫性、強化されたセキュリティ、およびIoTネットワークへのシームレスな統合をサポートするYocto LinuxベースのオペレーティングシステムであるClea OSによって駆動されます。Clea OSには、エッジIoTデータオーケストレーション（収集と処理）を容易にし、遅延を最小限に抑え、企業全体での使用のためにクラウドに通信するために必要なライブラリが含まれています。これにはAIベースのアルゴリズムの展開も含まれます。オペレーティングシステムには、フル機能のデバイスマネージャーとプラットフォームセキュリティ機能も含まれています。Clea OSは、デバイス管理、データオーケストレーション、およびクラウド接続のための多数のツールを組み込んだCleaエコシステムの一部です。
結論
現代の生産環境では、特にAOIのようなタスクにおいて、インテリジェントな製造システムが必要です。成功は、高い統合密度と革新的なAIアルゴリズムに依存しています。SECOは、組み込み処理、タッチディスプレイ、カメラおよび産業機器の接続性、IoT対応エッジLinuxオペレーティングシステム、および企業グレードのIoTソフトウェアスイートを組み合わせた完全なシステムを提供することで、これらのニーズに応えています。これにより、産業環境への迅速な展開が可能です。
AIを活用した検査で生産ラインを強化する準備はできていますか？<