Nel settore manifatturiero, lo sforzo a livello di settore per attingere ai dati generati da sistemi legacy e modernizzati è probabilmente una delle definizioni migliori e più accurate di trasformazione digitale. I miglioramenti sono motivati dall'automazione intelligente, o meglio dal suo sottoprodotto, l'efficienza. In questo panorama, le applicazioni emergenti basate sui dati come la robotica avanzata e l'apprendimento automatico stanno diventando obiettivi strategici familiari, alimentando operazioni più sicure e competitive come il rilevamento di oggetti di precisione o l'ispezione automatizzata.
L'elaborazione di attività visive complesse in modo più efficiente dell'occhio umano richiede dati in tempo reale e molti di essi. L'hardware del computer specializzato come le soluzioni di elaborazione GPU industriale deve essere sufficientemente potente per eseguire algoritmi di visione complessi e consolidare carichi di lavoro che assomigliano all'elaborazione di data center. Per gli sviluppatori di sistemi, questo insieme unico di requisiti prestazionali sottolinea gli ostacoli ingegneristici comuni al perimetro robusto: come facilitare l'intelligenza artificiale (AI) e l'apprendimento automatico in ambienti industriali pesanti che sono rigorosi dal punto di vista ambientale, non controllati o soggetti a instabilità.
I sistemi implementati devono essere sia ad alte prestazioni che ad alta affidabilità in base alla progettazione. I tempi di fermo sono costosi e possono anche causare costosi ritardi e problemi di sicurezza sulla linea di produzione.
Metrologia basata sull'intelligenza artificiale
L'automazione delle ispezioni è un aspetto della precisione della produzione che dimostra il valore dei dati in tempo reale in fabbrica. La metrologia, le operazioni di controllo qualità utilizzate per misurare e ispezionare i componenti fabbricati, possono essere perfezionate con una visione più sofisticata la tecnologia. I sistemi in linea completamente automatizzati possono valutare ogni componente e aumentare significativamente la produttività, a differenza delle piattaforme di ispezione tradizionali in cui solo una piccola percentuale del prodotto fabbricato viene campionata da un lotto. I sistemi di metrologia in linea o quasi in linea offrono un controllo molto maggiore nel ridurre l'immissione sul mercato di prodotti difettosi.
La metrologia più avanzata e basata sull'intelligenza artificiale può essere illustrata dalle operazioni di un fornitore leader di soluzioni di metrologia di precisione per i produttori globali. La società ha abbinato la sua multi-sensore array con un computer GPU industriale appositamente costruito. Il sistema risultante alimenta la sua soluzione di punta, una nuova piattaforma metrologica senza contatto che ispeziona i componenti prodotti fino a 10 volte più velocemente rispetto alle macchine di misura tradizionali. Questo sistema di nuova generazione rappresenta una netta differenza rispetto alle funzionalità di metrologia legacy e consente ai produttori di aumentare la qualità, l'efficienza e la produttività complessive.
Maggiori informazioni sulla metrologia
La metrologia industriale si applica a un ampio campo di applicazioni per la calibrazione, il test e la misurazione. Il processo riguarda quasi tutti i tipi di parti che scendono dalla linea di produzione, certificando la qualità dei prodotti di fabbricazione come sottogruppi o componenti più piccoli che vengono poi integrati in sistemi critici. Poiché la metrologia si occupa di micro misurazioni dei prodotti finali, le industrie possono ridurre significativamente i propri costi di produzione con una calibrazione abile e controlli di processo più severi. La metrologia in linea non solo migliora la velocità e i risultati del controllo qualità, ma aumenta l'efficienza e il ROI in base alla riduzione degli sprechi.
Tuttavia, molti sistemi di produzione ad alto volume campionano le parti invece di ispezionare il 100% della linea di produzione. La natura delle parti, le loro forme e misure complesse, insieme a un ritmo di produzione aggressivo, impedisce che sia fattibile un'ispezione al 100%. Se viene rilevato un difetto quando vengono misurati solo i campioni, è molto probabile che un numero elevato di parti difettose sia già passato attraverso la linea di produzione. Le parti in genere non possono essere rilaminate e verrebbero invece scartate dal produttore.
Una calibrazione scadente durante la produzione può avere un impatto sulle aziende. Le industrie possono ridurre significativamente i loro costi di produzione con una calibrazione abile e controlli di processo più severi. (Immagine: Premio)
La metrologia senza contatto attinge alla visione artificiale
Nel nostro esempio, questo fornitore globale di soluzioni di automazione industriale e metrologia si affida a metodi metrologici senza contatto o sistemi basati sulla visione artificiale: queste tecnologie avanzate consentono misurazioni rapide e gestiscono dimensioni complesse fino al micron. I prodotti non vengono manipolati (o distrutti) durante il processo di test, eliminando la necessità di fissaggi o il processo di tenuta rigida delle singole parti per evitare movimenti durante la misurazione.
Al contrario, la piattaforma misura parti complesse mediante la sola scansione, tramite un'ampia gamma di sensori e telecamere che scansionano fino a 500 parti al secondo. Le sonde e le lenti confocali vengono utilizzate per aiutare a determinare la natura di qualsiasi difetto e il sistema aggiungerà presto LiDAR per ulteriori scansioni ad alta velocità. A differenza delle tradizionali macchine di misura a coordinate (CMM), la piattaforma di metrologia automatizzata dell'azienda utilizza esclusivamente una tecnologia di visione avanzata e multisensore. Milioni di punti dati vengono acquisiti al secondo e geometrie complesse con più sfaccettature vengono analizzate fino a micron o un milionesimo di metro.
L'azienda utilizza il computer industriale basato su GPU VCO-6020-1050Ti di Premio con capacità di visione artificiale come motore di calcolo per il suo sistema. Vengono fornite più misurazioni contemporaneamente, gestite da una potente GPU che analizza ed elabora tutti i punti dati e compila i risultati in tempo reale. Lavorando insieme alla GPU industriale del sistema, il software proprietario dell'azienda di metrologia unisce i punti dati per sintetizzare i dati in un'unica posizione.
La soluzione rugged edge di Premio integra la GeForce GTX 1050 Ti di NVIDIA per un'elaborazione parallela efficiente dei carichi di lavoro di visione e sensori. La GTX 1050 Ti presenta l'architettura Pascal di NVIDIA, inclusi 768 CUDA Core e 4 GB di memoria GDDR5 per consentire misurazioni ad alta precisione critiche per le operazioni di controllo qualità sulla linea di produzione. L'elaborazione accelerata include la gestione rapida delle immagini grafiche, la misurazione delle finiture superficiali come colore, lucentezza e consistenza a livelli microscopici. (Immagine: Premio)
Aggiungere valore attraverso l'automazione
La metrologia è un processo critico per qualsiasi prodotto che esce da una linea di produzione; tuttavia, alcuni prodotti hanno ancora meno margine di errore di altri. I dispositivi medici, ad esempio quelli che vengono impiantati nel corpo umano, sono regolati da un requisito di ispezione del 100%.
La metrologia basata sull'intelligenza artificiale ha inoltre consentito ai produttori di elettronica di consumo di un'opzione di ispezione al 100%. Ideale per dispositivi consumer costosi; il processo ha anche aumentato la loro capacità di ispezionare e misurare elementi che in precedenza non potevano essere misurati. Fino a 400-500 dimensioni critiche possono ora essere misurate in pochi secondi, cosa mai vista con le tradizionali operazioni di metrologia.
Connettere tutto
La scienza della misurazione svolge un ruolo fondamentale nella fabbricazione di prodotti, dall'elettronica di consumo alle valvole cardiache impiantabili. Con funzionalità più avanzate e automatizzate, i leader industriali possono risolvere requisiti di misurazione complessi e di lunga data per un numero maggiore di dispositivi critici.
Più dispositivi si connettono, più preziosi sono i dati. I sistemi legacy comunemente coesistono con i dispositivi più recenti che hanno la capacità di registrare ed elaborare i dati, determinando la necessità di aggiornare le infrastrutture di produzione. È qui che entra in gioco la metrologia basata sull'intelligenza artificiale, all'intersezione tra sistemi di calcolo ad alte prestazioni, tecnologie avanzate di visione e illuminazione e connettività IoT, diventando all'avanguardia negli ambienti di produzione.
I dati vengono raccolti, analizzati e restituiti al sistema di produzione in tempo reale, guidando senza soluzione di continuità un processo decisionale più intelligente negli ambienti di produzione industriale pesante. È un cambiamento dell'infrastruttura che ridefinisce il piano di fabbrica, attingendo a livelli più profondi di dati e rendendoli utilizzabili per un valore competitivo a lungo termine.
Circa l'autore
In qualità di direttore del marketing di prodotto di Premio Inc., Dustin Seetoo realizza iniziative di marketing di prodotti tecnici per le industrie focalizzate sull'ingegneria hardware, la produzione e l'implementazione di dispositivi industriali Internet of Things (IIoT) e soluzioni x86 embedded e edge computing. Connettiti con Dustin tramite LinkedIn o dustin.seetoo@premioinc.com.
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