Na manufatura, o esforço de todo o setor para aproveitar os dados gerados por sistemas legados e modernizados é provavelmente uma das melhores e mais precisas definições de transformação digital. As melhorias são motivadas pela automação inteligente - ou melhor, seu subproduto, a eficiência. Nesse cenário, aplicativos emergentes baseados em dados, como robótica avançada e aprendizado de máquina, estão se tornando objetivos estratégicos familiares, alimentando operações mais seguras e competitivas, como detecção de objetos de precisão ou inspeção automatizada.
O processamento de tarefas visuais complexas com mais eficiência do que o olho humano requer dados em tempo real e muitos deles. Hardware de computador especializado, como soluções de computação GPU industrial, deve ser poderoso o suficiente para executar algoritmos de visão complexos e consolidar cargas de trabalho que se assemelham à computação de data center. Para desenvolvedores de sistema, este conjunto exclusivo de requisitos de desempenho destaca os obstáculos de engenharia comuns à borda robusta: como facilitar a inteligência artificial (IA) e o aprendizado de máquina em ambientes industriais pesados que são ambientalmente rigorosos, não controlados ou sujeitos a instabilidade.
Os sistemas implantados devem ter alto desempenho e alta confiabilidade por design. O tempo de inatividade é caro e também pode causar atrasos caros e problemas de segurança na linha de fabricação.
Metrologia alimentada por IA
A automação da inspeção é um aspecto de precisão da fabricação que demonstra o valor dos dados em tempo real no chão de fábrica. A metrologia, as operações de controle de qualidade utilizadas para medir e inspecionar componentes fabricados, pode ser aperfeiçoada com uma visão mais sofisticada tecnologia. Sistemas em linha totalmente automatizados podem avaliar cada componente e aumentar significativamente o rendimento, em contraste com plataformas de inspeção legadas, onde apenas uma pequena porcentagem do produto fabricado é amostrada de um lote. Os sistemas de metrologia em linha ou quase em linha oferecem um controle muito maior na redução da entrada de produtos defeituosos no mercado.
A metrologia mais avançada, alimentada por IA, pode ser ilustrada pelas operações de um fornecedor líder de soluções de metrologia de precisão para fabricantes globais. A empresa combinou suasensor matriz com um computador GPU industrial desenvolvido para este fim. O sistema resultante capacita sua solução principal, uma nova plataforma de metrologia sem contato que inspeciona componentes fabricados até 10 vezes mais rápido do que as máquinas de medição tradicionais. Este sistema de próxima geração representa uma diferença marcante em relação aos recursos de metrologia legados e permite que os fabricantes aumentem a qualidade, a eficiência e o rendimento geral.
Mais sobre metrologia
A metrologia industrial se aplica a um amplo campo de aplicações para calibração, teste e medição. O processo está relacionado a quase qualquer tipo de peça que sai da linha de fabricação, certificando a qualidade dos produtos de fabricação, como subconjuntos ou componentes menores que são integrados em sistemas críticos. Como a metrologia lida com micro medições de produtos finais, as indústrias podem reduzir significativamente seus custos de produção com calibração hábil e controles de processo mais rígidos. A metrologia em linha não apenas melhora a velocidade e os resultados do controle de qualidade, mas aumenta a eficiência e o ROI com base em menos desperdício.
Ainda assim, muitos sistemas de manufatura de alto volume amostram peças em vez de inspecionar 100% da linha de produção. A natureza das peças, suas formas e medidas complexas, junto com um ritmo de produção agressivo, impede que uma inspeção 100 por cento seja viável. Se uma falha for encontrada quando apenas as amostras forem medidas, há uma grande probabilidade de que um grande número de peças defeituosas já tenha passado pela linha de produção. Normalmente, as peças não podem ser relaminadas e, em vez disso, seriam descartadas pelo fabricante.
A calibração deficiente durante a fabricação pode afetar as empresas. As indústrias podem reduzir significativamente seus custos de produção com calibração hábil e controles de processo mais rígidos. (Imagem: premio)
Metrologia sem contato aproveita a visão de máquina
Em nosso exemplo, este fornecedor global de soluções de automação industrial e metrologia depende de métodos de metrologia sem contato ou sistemas baseados em visão de máquina - essas tecnologias avançadas permitem medições rápidas e gerenciam dimensões complexas até o mícron. Os produtos não são manuseados (ou destruídos) no processo de teste, eliminando a necessidade de fixação ou o processo de segurar peças individuais com rigidez para evitar movimento durante a medição.
Em vez disso, a plataforma mede peças complexas apenas escaneando, por meio de uma ampla gama de sensores e câmeras que escaneiam até 500 peças por segundo. Sondas e lentes confocais são usadas para ajudar a determinar a natureza de qualquer defeito, e o sistema em breve adicionará LiDAR para varredura adicional de alta velocidade. Em contraste com as tradicionais máquinas de medição por coordenadas (CMM), a plataforma de metrologia automatizada da empresa emprega exclusivamente visão avançada e tecnologia multissensor. Milhões de pontos de dados são capturados por segundo e geometrias complexas com múltiplas facetas são analisadas em mícrons, ou um milionésimo de metro.
A empresa usa o computador industrial baseado em GPU VCO-6020-1050Ti do Premio com recursos de visão de máquina como mecanismo de computação para seu sistema. Várias medições são fornecidas simultaneamente, gerenciadas por uma GPU poderosa que analisa e processa todos os pontos de dados e compila os resultados em tempo real. Trabalhando em conjunto com a GPU industrial do sistema, o software proprietário da empresa de metrologia reúne os pontos de dados para sintetizar os dados em um único local.
A solução de ponta robusta do Premio integra GeForce GTX 1050 Ti da NVIDIA para processamento paralelo eficiente de cargas de trabalho de sensor e visão. A GTX 1050 Ti apresenta a arquitetura Pascal da NVIDIA, incluindo 768 núcleos CUDA e 4 GB de memória GDDR5 para permitir medições de alta precisão críticas para operações de controle de qualidade na linha de fabricação. O processamento acelerado inclui o manuseio rápido de imagens gráficas, medindo acabamentos de superfície como cor, brilho e textura em níveis microscópicos. (Imagem: premio)
Agregar valor por meio da automação
A metrologia é um processo crítico para qualquer produto que saia de uma linha de fabricação; no entanto, alguns produtos têm ainda menos espaço para erros do que outros. Dispositivos médicos, por exemplo, aqueles que são implantados no corpo humano, são regulamentados por uma exigência de inspeção de 100 por cento.
A metrologia alimentada por IA também possibilitou aos fabricantes de produtos eletrônicos de consumo uma opção de inspeção 100 por cento. Ideal para dispositivos de consumo caros; o processo também aumentou sua capacidade de inspecionar e medir elementos que antes não podiam ser medidos. Até 400-500 dimensões críticas agora podem ser medidas em poucos segundos, algo inédito nas operações tradicionais de metrologia.
Conectando tudo
A ciência da medição desempenha um papel crítico na fabricação de produtos - de eletrônicos de consumo a válvulas cardíacas implantáveis. Com recursos mais avançados e automatizados, os líderes industriais podem resolver requisitos de medição complexos e antigos para um grande número de dispositivos críticos.
Quanto mais dispositivos forem conectados, mais valiosos serão os dados. Os sistemas legados geralmente coexistem com dispositivos mais novos que têm a capacidade de registrar e processar dados, levando à necessidade de atualizar as infraestruturas de manufatura. É aqui que entra a metrologia acionada por IA - na interseção de sistemas de computação de alto desempenho, tecnologias avançadas de visão e iluminação e conectividade IoT, chegando à vanguarda dos ambientes de manufatura.
Os dados são coletados, analisados e devolvidos ao sistema de manufatura em tempo real, conduzindo perfeitamente a tomada de decisões mais inteligente em ambientes de produção industrial pesada. É uma mudança de infraestrutura que redefine o chão de fábrica, explorando níveis mais profundos de dados e tornando-os acionáveis para um valor competitivo de longo prazo.
Sobre o autor
Como diretor de marketing de produto da Premio Inc., Dustin Seetoo desenvolve iniciativas de marketing de produto técnico para indústrias focadas em engenharia de hardware, manufatura e implantação de dispositivos industriais de internet das coisas (IIoT) e soluções de computação de ponta e embutidas x86. Conecte-se com Dustin via LinkedIn ou dustin.seetoo@premioinc.com.
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