In de productiesector is de industriebrede inspanning om gebruik te maken van gegevens die zijn gegenereerd door zowel verouderde als gemoderniseerde systemen waarschijnlijk een van de beste en meest nauwkeurige definities van digitale transformatie. Verbeteringen worden gemotiveerd door intelligente automatisering – of liever het bijproduct daarvan, efficiëntie. In dit landschap worden opkomende datagestuurde toepassingen zoals geavanceerde robotica en machine learning bekende strategische doelstellingen, waardoor veiligere en meer concurrerende operaties zoals nauwkeurige objectdetectie of geautomatiseerde inspectie worden aangewakkerd.
Om complexe visuele taken efficiënter te verwerken dan het menselijk oog, zijn gegevens in realtime en veel gegevens nodig. Gespecialiseerde computerhardware zoals industriële GPU-computingoplossingen moeten krachtig genoeg zijn om complexe vision-algoritmen uit te voeren en workloads te consolideren die lijken op datacentercomputing. Voor systeemontwikkelaars onderstreept deze unieke reeks prestatie-eisen de technische obstakels die de robuuste rand gemeen heeft: hoe kunstmatige intelligentie (AI) en machine learning te vergemakkelijken in zware industriële omgevingen die milieutechnisch streng, ongecontroleerd of onderhevig aan instabiliteit zijn.
Geïmplementeerde systemen moeten qua ontwerp zowel hoge prestaties als hoge betrouwbaarheid hebben. Stilstand is kostbaar en kan ook dure vertragingen en veiligheidsproblemen op de productielijn veroorzaken.
AI-aangedreven metrologie
Inspectieautomatisering is een precisieaspect van de productie dat de waarde van realtime gegevens op de fabrieksvloer aantoont. Metrologie, de kwaliteitscontrole die wordt gebruikt om gefabriceerde componenten te meten en te inspecteren, kan worden geperfectioneerd met een meer geavanceerde visie technologie. Volledig geautomatiseerde in-line systemen kunnen elk onderdeel evalueren en de doorvoer aanzienlijk verhogen, in tegenstelling tot oudere inspectieplatforms waar slechts een klein percentage van het vervaardigde product uit een batch wordt bemonsterd. In-line of near-line metrologiesystemen bieden veel meer controle bij het voorkomen dat defecte producten op de markt komen.
Meer geavanceerde, AI-aangedreven metrologie kan worden geïllustreerd door de activiteiten van een toonaangevende leverancier van precisie-meetoplossingen voor wereldwijde fabrikanten. Het bedrijf paste bij zijn multi-sensor array met een speciaal gebouwde industriële GPU-computer. Het resulterende systeem drijft zijn vlaggenschipoplossing aan, een nieuw contactloos metrologieplatform dat gefabriceerde componenten tot 10 keer sneller inspecteert dan traditionele meetmachines. Dit systeem van de volgende generatie vertegenwoordigt een duidelijk verschil met de bestaande metrologiemogelijkheden en stelt fabrikanten in staat de algehele kwaliteit, efficiëntie en doorvoer te verhogen.
Meer over metrologie
Industriële metrologie is van toepassing op een breed toepassingsgebied voor kalibratie, testen en meten. Het proces heeft betrekking op bijna elk type onderdeel dat door de productielijn komt en certificeert de kwaliteit van productieproducten zoals subassemblages of kleinere componenten die vervolgens worden geïntegreerd in kritieke systemen. Omdat metrologie zich bezighoudt met micrometingen van eindproducten, kunnen industrieën hun productiekosten aanzienlijk verlagen met bekwame kalibratie en strengere procescontroles. In-line metrologie verbetert niet alleen de snelheid en kwaliteitscontroleresultaten, maar verhoogt ook de efficiëntie en ROI op basis van minder afval.
Toch bemonsteren veel grootschalige productiesystemen onderdelen in plaats van 100 procent van de productielijn te inspecteren. De aard van onderdelen, hun complexe vormen en afmetingen, samen met een agressief productietempo, verhindert dat 100 procent inspectie haalbaar is. Als er een fout wordt gevonden wanneer alleen monsters worden gemeten, is de kans groot dat er al een groot aantal defecte onderdelen door de productielijn is gegaan. Onderdelen kunnen doorgaans niet opnieuw worden gerold en worden in plaats daarvan door de fabrikant gesloopt.
Slechte kalibratie tijdens de productie kan gevolgen hebben voor bedrijven. Industrieën kunnen hun productiekosten aanzienlijk verlagen met bekwame kalibratie en strengere procescontroles. (Afbeelding: Premie)
Contactloze metrologie maakt gebruik van machinevisie
In ons voorbeeld vertrouwt deze wereldwijde leverancier van industriële automatiserings- en metrologieoplossingen op contactloze metrologiemethoden of op machine vision gebaseerde systemen - deze geavanceerde technologieën maken snelle metingen mogelijk en beheren complexe afmetingen tot op de micron. Producten worden niet gehanteerd (of vernietigd) tijdens het testproces, waardoor de noodzaak voor bevestiging of het proces van het stijf vasthouden van afzonderlijke onderdelen om beweging tijdens het meten te voorkomen, wordt geëlimineerd.
In plaats daarvan meet het platform ingewikkelde onderdelen door alleen te scannen, via een uitgebreide reeks sensoren en camera's die maar liefst 500 onderdelen per seconde scannen. Sondes en confocale lenzen worden gebruikt om de aard van een defect te helpen bepalen, en het systeem zal binnenkort LiDAR toevoegen voor extra scannen op hoge snelheid. In tegenstelling tot traditionele coördinatenmeetmachines (CMM), maakt het geautomatiseerde metrologieplatform van het bedrijf op unieke wijze gebruik van geavanceerde vision- en multisensortechnologie. Miljoenen datapunten worden per seconde vastgelegd en complexe geometrieën met meerdere facetten worden geanalyseerd tot op microns of een miljoenste van een meter.
Het bedrijf gebruikt Premio's VCO-6020-1050Ti GPU-gebaseerde industriële computer met machine vision-mogelijkheden als de rekenmotor voor zijn systeem. Meerdere metingen worden gelijktijdig geleverd, afgehandeld door een krachtige GPU die alle datapunten analyseert en verwerkt en de resultaten in realtime samenstelt. De eigen software van het metrologiebedrijf werkt samen met de industriële GPU van het systeem en hecht de datapunten aan elkaar om de data op één locatie te synthetiseren.
Premio's robuuste edge-oplossing integreert NVIDIA's GeForce GTX 1050 Ti voor efficiënte parallelle verwerking van vision- en sensorworkloads. De GTX 1050 Ti is voorzien van NVIDIA's Pascal-architectuur, inclusief 768 CUDA-kernen en 4 GB GDDR5-geheugen om de uiterst nauwkeurige metingen mogelijk te maken die essentieel zijn voor kwaliteitscontroles op de productielijn. Versnelde verwerking omvat een snelle verwerking van grafische afbeeldingen, het meten van oppervlakteafwerkingen zoals kleur, glans en textuur op microscopische niveaus. (Afbeelding: Premie)
Waarde toevoegen door automatisering
Metrologie is een cruciaal proces voor elk product dat van een productielijn komt; sommige producten hebben echter nog minder ruimte voor fouten dan andere. Medische hulpmiddelen, bijvoorbeeld apparaten die in het menselijk lichaam worden geïmplanteerd, worden gereguleerd door een 100 procent inspectie-eis.
AI-aangedreven metrologie heeft fabrikanten van consumentenelektronica ook in staat gesteld met een 100 procent inspectie-optie. Ideaal voor dure consumentenapparaten; het proces heeft ook hun vermogen vergroot om elementen te inspecteren en te meten die voorheen niet konden worden gemeten. Maar liefst 400-500 kritische dimensies kunnen nu in een paar seconden worden gemeten, ongehoord door traditionele metrologische operaties.
Alles verbinden
De wetenschap van het meten speelt een cruciale rol bij de vervaardiging van producten - van consumentenelektronica tot implanteerbare hartkleppen. Met meer geavanceerde en geautomatiseerde mogelijkheden kunnen industriële leiders complexe en langdurige meetvereisten voor een groter aantal kritieke apparaten oplossen.
Hoe meer apparaten worden aangesloten, hoe waardevoller de gegevens. Oudere systemen bestaan vaak naast nieuwere apparaten die gegevens kunnen vastleggen en verwerken, waardoor de productie-infrastructuren moeten worden bijgewerkt. Dit is waar AI-aangedreven metrologie haar intrede doet - op het snijvlak van krachtige computersystemen, geavanceerde visie- en verlichtingstechnologieën en IoT-connectiviteit, en komt op de voorgrond van productieomgevingen.
Gegevens worden in realtime verzameld, geanalyseerd en teruggeleverd aan het productiesysteem, wat naadloos leidt tot intelligentere besluitvorming in zware industriële productieomgevingen. Het is een infrastructuurverschuiving die de fabrieksvloer opnieuw definieert, diepere dataniveaus aanbort en deze bruikbaar maakt voor concurrerende waarde op de lange termijn.
Over de auteur
Als directeur productmarketing van Premio Inc. ontwikkelt Dustin Seetoo technische productmarketinginitiatieven voor industrieën die zich richten op hardware-engineering, productie en implementatie van industriële Internet of Things (IIoT)-apparaten, en x86 embedded en edge computing-oplossingen. Maak contact met Dustin via LinkedIn of dustin.seetoo@premioinc.com.
over Premium