Imago PV4 دید هوش مصنوعی مدولار را به بازرسی صنعتی می‌آورد

بینایی ماشین صنعتی به سمت هوش لبه‌ای حرکت می‌کند، جایی که تصمیم‌گیری‌های بازرسی دیگر به سیستم‌های محاسباتی متمرکز وابسته نیستند. حسگر بینایی جدید PV4 شرکت Imago Technologies این تحول را با طراحی ماژولار که پردازش تصویر کلاسیک و استنتاج هوش مصنوعی روی دستگاه را ترکیب می‌کند، منعکس می‌کند.

مقدمه: تغییر به سمت گره‌های بازرسی خودکار

PV4 در زمانی وارد بازار می‌شود که خطوط تولید به طور فزاینده‌ای به سیستم‌های بازرسی تطبیقی نیاز دارند. به جای ارسال داده‌های تصویری به رایانه‌های صنعتی خارجی، این حسگر تحلیل را به صورت محلی انجام می‌دهد که باعث کاهش تأخیر و ساده‌سازی معماری سیستم می‌شود.

این رویکرد PV4 را بین دوربین‌های هوشمند سنتی و پلتفرم‌های بینایی هوش مصنوعی کامل قرار می‌دهد. این حسگر برای محیط‌هایی طراحی شده که منطق بازرسی به طور مکرر تغییر می‌کند و زمان توقف برای پیکربندی مجدد سیستم باید حداقل باشد.

PV4 پردازش هوش مصنوعی تعبیه‌شده را با اپتیک ماژولار ترکیب می‌کند تا از جریان‌های کاری بازرسی صنعتی تطبیقی پشتیبانی کند.

معماری پردازشی درون PV4

این حسگر یک پردازنده هگزا-هسته‌ای Arm Cortex-A55 را با واحد پردازش عصبی اختصاصی که تا 2 TOPS قدرت دارد، ادغام می‌کند. این ساختار محاسباتی ترکیبی امکان اجرای همزمان الگوریتم‌های مبتنی بر قوانین و استنتاج یادگیری عمیق را فراهم می‌کند.

وظایف بینایی کلاسیک مانند OCR، خواندن کد و تشخیص لکه‌ها در کنار مدل‌های طبقه‌بندی عصبی اجرا می‌شوند. این رویکرد دوگانه وابستگی به سیستم‌های خارجی را کاهش داده و زمان پاسخ در خطوط تولید سریع را بهبود می‌بخشد.

از نظر کنترل، PV4 مانند یک گره لبه‌ای مستقل عمل می‌کند نه یک دوربین جانبی. این حسگر منطق تصمیم‌گیری را در نقطه ضبط اجرا می‌کند که نحوه طراحی شبکه‌های بازرسی توسط مهندسان را تغییر می‌دهد.

انعطاف‌پذیری سخت‌افزاری طراحی شده برای تغییرات تولید

Imago PV4 را بر اساس مفهوم سخت‌افزار ماژولار ساخته است که امکان تغییر پیکربندی حسگر بدون نیاز به طراحی مجدد کل سیستم بازرسی را فراهم می‌کند. این موضوع در محیط‌های تولیدی که فرمت محصولات به طور مکرر تغییر می‌کند، حیاتی است.

این سیستم از گزینه‌های رزولوشن متعدد و ماژول‌های اپتیکی قابل تعویض پشتیبانی می‌کند. انواع مختلف شامل بدنه‌های جمع‌وجور و مکعبی است که هر کدام برای محدودیت‌های نصب متفاوت بهینه شده‌اند.

طراحی بدنه ماژولار به PV4 اجازه می‌دهد تا با فضاهای محدود ماشین و فواصل بازرسی متغیر سازگار شود.

سیستم لنز مایع اختیاری قابلیت فوکوس خودکار را معرفی می‌کند که امکان تنظیم دینامیک فاصله کانونی بدون جابجایی مکانیکی را فراهم می‌کند. این ویژگی به‌ویژه برای خطوط تولید با تنوع بالا اهمیت دارد.

ادغام در اکوسیستم‌های ارتباطات صنعتی

PV4 از اترنت 2.5 گیگابیت، GigE Vision و OPC UA پشتیبانی می‌کند که آن را با معماری‌های داده صنعتی مدرن سازگار می‌سازد. همچنین شامل کانال‌های ورودی/خروجی دیجیتال اپتو-ایزوله برای تعامل مستقیم با ماشین است.

مهندسان می‌توانند سیستم را با استفاده از ماژول‌های کمکی مانند واحدهای کنترل نور یا رابط‌های ورودی/خروجی توسعه یافته گسترش دهند. این ماژولار بودن نیاز به کنترلرهای خارجی را در بسیاری از استقرارهای بازرسی میان‌رده کاهش می‌دهد.

در سیستم‌های اتوماسیون توزیع‌شده، PV4 می‌تواند در کنار پلتفرم‌هایی مانند اکوسیستم‌های PLC زیمنس یا معماری‌های کنترل متصل به لبه با استفاده از پروتکل‌های صنعتی استاندارد ادغام شود.

جایی که بینایی تطبیقی بیشترین اهمیت را دارد

PV4 محیط‌های تولیدی را هدف قرار می‌دهد که در آن نیازهای بازرسی سریع‌تر از چرخه‌های ماشین تغییر می‌کنند. به عنوان مثال، خطوط بسته‌بندی اغلب با فرمت‌های برچسب متغیر، سطوح آسیب‌دیده و جریان‌های محصول مخلوط مواجه هستند.

در کاربردهای لجستیکی، این حسگر خواندن بارکد و طبقه‌بندی را حتی در شرایط غیرایده‌آل انجام می‌دهد. مدل‌های هوش مصنوعی آن مقاومت را در مواردی که سیستم‌های مبتنی بر قوانین سنتی شکست می‌خورند، بهبود می‌بخشند.

تولید دارو و مواد غذایی از توانایی آن در بازرسی سطوح بازتابنده یا نامنظم بهره‌مند می‌شوند. در چاپ، این حسگر تراز و یکنواختی رنگ را با استفاده از تحلیل ترکیبی کلاسیک و عصبی ارزیابی می‌کند.

یکپارچه‌سازان سیستم که با خطوط تولید پرتحرک کار می‌کنند می‌توانند چنین سیستم‌های بینایی را با پلتفرم‌های درایو با عملکرد بالا مانند موتورها و درایوهای ABB جفت کنند تا بازرسی و کنترل حرکت را هماهنگ کنند.

جهت‌گیری صنعت: هوش توزیع‌شده در لبه

بینایی صنعتی از پردازش هوش مصنوعی متمرکز به سمت هوش توزیع‌شده که مستقیماً در دستگاه‌های میدانی تعبیه شده است، حرکت می‌کند. این موضوع بار پهنای باند را کاهش داده و چرخه‌های تصمیم‌گیری در سطح ماشین را کوتاه‌تر می‌کند.

حسگرهای ماژولاری مانند PV4 همچنین تغییر در استراتژی تأمین را نشان می‌دهند. به جای دوربین‌های با عملکرد ثابت، تولیدکنندگان اکنون سیستم‌های تطبیقی را ترجیح می‌دهند که با نیازهای تولید تکامل می‌یابند.

با گذشت زمان، این معماری احتمالاً با اکوسیستم‌های گسترده‌تر IIoT ادغام خواهد شد، جایی که سیستم‌های بینایی، حرکت و کنترل به عنوان گره‌های هماهنگ لبه عمل می‌کنند نه زیرسیستم‌های جداگانه.

نظر نویسنده

PV4 صرفاً عملکرد بینایی ماشین را بهبود نمی‌بخشد. بلکه محل قرارگیری هوش را در داخل ساختار اتوماسیون تغییر می‌دهد.

با انتقال استنتاج هوش مصنوعی مستقیماً به حسگر، Imago پیچیدگی سیستم را کاهش می‌دهد اما اهمیت استراتژیک دستگاه‌های لبه را افزایش می‌دهد. به نظر من، این یک گام عملی به سمت معماری‌های بازرسی غیرمتمرکز است نه صرفاً یک ارتقاء ویژگی.

با این حال، ارزش بلندمدت به چگونگی ادغام چنین سیستم‌هایی در محیط‌های اتوماسیون چندفروشنده بستگی دارد. اکوسیستم‌های بسته پذیرش را محدود می‌کنند، در حالی که سازگاری صنعتی باز مقیاس‌پذیری واقعی را تعیین خواهد کرد.

ریچارد هیل، گزارشگر سیستم‌های صنعتی — ۱۴ سال تجربه در اتوماسیون صنعتی، با سابقه یکپارچه‌سازی میدانی در زیمنس، راکول اتوماسیون و سیستم‌های فرآیندی امرسون.