Новини

Дълго време индустриалните изчисления работеха по прост начин: сензори и машини във фабричния цех генерираха данни, които след това отиваха към централен сървър или облачна платформа за обработка. Резултатите се връщаха като табла, отчети или контролни сигнали. Понякога отнемаха секунди, а друг път - минути. Този метод работеше достатъчно добре за наблюдение и дългосрочен анализ.

Но начинът, по който работи фабричната автоматизация, се променя. Днешните производствени среди се нуждаят от контрол на качеството, който се случва в реално време, от прогнозна поддръжка, която се извършва преди повреда, и от автономни мобилни роботи, които могат да се ориентират в променящите се оформления на етажите. Тези приложения не само работят по-добре, защото обработват по-бързо. Те се нуждаят от това. Изпращането на данни към облака и чакането на отговор вече не е достатъчно бързо.

Тази промяна е причината за популярността на периферния изкуствен интелект във фабриките: преместване на интелигентността от център за данни далеч до мястото, където е необходима. Това не е просто теория. Тя вече променя начина, по който производителите, системните интегратори и инженерите по автоматизация избират хардуер.

Аргументи за обработка на периферията

При периферните изчисления данните се обработват там, където се създават, вместо да се изпращат на друго място. Това означава, че в производствена среда вграден компютър, монтиран на или близо до производствена линия, взема решения локално. Той прави това, като анализира данни от камери, чете входни данни от сензори и изпълнява модели за извод, без да е необходимо да е свързан към облака през цялото време.

Има много доказателства, че практическите ползи са реални. Латентността варира от стотици милисекунди до само няколко. Използването на честотна лента намалява значително, защото само обработените резултати, а не суровите потоци от данни, трябва да се предават нагоре по веригата. И може би най-важното за регулираните индустрии е, че чувствителните оперативни данни остават локално. Това намалява вероятността от атаки от хакери и улеснява спазването на правилата за управление на данните.

Международната корпорация за данни (International Data Corporation) твърди, че глобалните разходи за решения за периферни изчисления ще достигнат 380 милиарда долара до 2028 г. Промишлени приложения като фабрики, енергийна инфраструктура, транспорт и здравеопазване са движеща сила на голяма част от този растеж. В тези области цената на престоя е хиляди долари на минута, а маржът за грешка е много малък.

Където изкуственият интелект влиза в картината

Самите по себе си периферните изчисления са ценни. Но истинската трансформация се случва в сливането на периферния хардуер с изкуствения интелект. Съвременните вградени персонални компютри, оборудвани със специални ускорители на изкуствен интелект, могат да изпълняват сложни модели за машинно обучение – компютърно зрение за откриване на дефекти, разпознаване на аномалии за прогнозна поддръжка, интерфейси на естествен език за отстраняване на неизправности в оборудването директно във фабриката.

Да разгледаме един практически пример. Станция за качествен контрол на опаковъчна линия трябва да идентифицира дефектни продукти със скорост от няколкостотин бройки в минута. Подходът, базиран на облак, би изисквал стрийминг на видеозаписи с висока резолюция към отдалечен сървър, обработката им и връщане на решение за преминаване/неминаване на продукта, всичко това в рамките на части от секундата преди пристигането на следващия продукт. Само поради променливостта на мрежата това е ненадеждно при производствена скорост.

Компютър с изкуствен интелект, работещ локално със същия модел на зрение, елиминира изцяло тази зависимост. Решението се взема за милисекунди, системата работи независимо от мрежовите условия и единствените данни, които излизат от системата, са обобщените резултати от инспекцията. Това не е незначително подобрение. Това е фундаментално различна архитектура.

Какво да търсите в хардуера за изкуствен интелект с индустриален edge

Изборът на подходящ хардуер за внедряване на edge AI изисква балансиране на няколко фактора, които обикновено не се появяват в спецификациите на потребителите. Индустриалните среди налагат ограничения, с които универсалният изчислителен хардуер просто не е проектиран да се справи.

Термално управление и безвентилаторен дизайн

Вентилаторите са пасив в индустриалните условия. Те въвеждат движещи се части, които се износват, вкарват замърсители, които увреждат електрическите вериги, и създават цикли на поддръжка, които прекъсват производството. Вградените компютри без вентилатор използват пасивно охлаждане чрез проектирани радиатори и термично оптимизирани корпуси. Не става въпрос само за издръжливост, а за обща цена на притежание. Система, която работи надеждно в продължение на години без намеса по поддръжката, намалява оперативното натоварване по начини, които се натрупват през целия живот на системата.

Търсете системи, проектирани за широк работен температурен диапазон. В повечето фабрични среди минималният стандарт е диапазон от -20°C до 60°C (-4°F до 140°F). По-суровите среди – хладилно съхранение, външни заграждения, леярни – може да изискват още по-широки допустими отклонения.

Специализирано ускорение с изкуствен интелект

Изпълнението на машинно обучение с помощта на инференциални данни върху универсален процесор е възможно, но е неефективно за производствени натоварвания. Индустрията се е насочила към ускорители, базирани на графични процесори – най-вече платформата NVIDIA Jetson – като стандарт за вграден изкуствен интелект. Тези модули осигуряват специализирана процесорна мощност за изкуствен интелект (измерена в TOPS или трилиони операции в секунда) в рамките на енергийния и топлинен диапазон на вградена система.

Екосистемата на Jetson обхваща широк диапазон на производителност, от Jetson Orin Nano за по-леки задачи за извод до Jetson AGX Orin за високопроизводителни приложения с множество камери и множество модели. Изборът на правилния модул зависи от сложността на вашето работно натоварване и от това дали трябва да стартирате един конвейер за извод или няколко едновременно.

Плътност на входно/изходните данни и мрежова свързаност

Един компютър с изкуствен интелект на периферията не съществува изолирано. Той се свързва с камери, сензори, PLC, задвижващи механизми и мрежи нагоре по веригата. Броят и видът на наличните портове – Gigabit Ethernet (включително PoE за захранване на IP камери), USB 3.2, serial COM, CAN bus, цифрови входно/изходни портове – определят колко гъвкаво се интегрира системата в съществуващата инфраструктура. Множеството LAN портове са особено важни за сегментирането на мрежите за оперативни технологии (OT) и информационни технологии (IT), което е нарастващо изискване в съоръженията, ориентирани към киберсигурността.

Дългосрочна доставка и поддръжка през целия жизнен цикъл

Индустриалните внедрявания не са потребителска електроника. Система за машинно зрение, валидирана за производствена линия, може да се нуждае от репликация в множество съоръжения в продължение на няколко години, а резервни устройства може да са необходими десетилетие след първоначалната инсталация. Това прави дългосрочната наличност на продукта критичен критерий за избор – такъв, който разделя производителите на индустриален хардуер от компаниите, които обновяват каталозите си на всеки дванадесет месеца.

Контролът върху дизайна на компонентно ниво също е от значение. Производителите, които притежават собствени BIOS, дизайн на платки и фърмуер, могат да предложат персонализирани конфигурации, удължени ангажименти за жизнен цикъл и по-бързо време за реакция, когато са необходими модификации – без да зависят от решения на трети страни.

Съчетаване на правилния хардуер с приложението

Не всяко приложение изисква едно и също ниво на изчислителна мощност на изкуствения интелект. Разбирането къде се пада вашето работно натоварване помага да се определи правилната платформа – и правилното ниво на инвестиции.

Подходът на Contec: Воден от инженерството, готов за приложение

В Contec, нашият подход към хардуера за периферен изкуствен интелект се основава на 50 години опит в проектирането на индустриални изчислителни платформи за критично важни среди. Ние сме ключов производител в екосистемата Jetson на NVIDIA, изграждайки здрави, безвентилаторни периферни компютри с изкуствен интелект, които са проектирани от самото начало за непрекъсната индустриална работа, а не са адаптирани от потребителски или търговски дизайни.

Нашата DX серия от периферни AI компютри обхваща цялата гама Jetson, от Orin Nano до AGX Orin, всеки от които е поместен в компактен, безвентилаторен корпус с работа в широк температурен диапазон, множество гигабитови LAN портове, NVMe съхранение и опционална 4G LTE свързаност. Всяка система е подкрепена от дългосрочни ангажименти за доставка, персонализирани BIOS възможности и контрол на дизайна до ниво платка, което означава, че когато вашето приложение изисква нестандартна конфигурация, ние можем да я доставим без забавянията или компромисите, които произтичат от работата с фиксиран продуктов каталог.

За приложения, които не изискват специално ускорение с изкуствен интелект, нашата серия BX безвентилаторни вградени компютри, захранвани от процесори Intel от Atom до 13-то поколение Core i7, осигурява същата надеждност от индустриален клас и дълъг жизнен цикъл на поддръжка за традиционни задачи за периферни изчисления, събиране на данни и управление.

Защо инженерните екипи избират Contec:

• 50 години опит в индустриалните изчисления: Доверен от лидери в здравеопазването, отбраната и автоматизацията
• Контрол на дизайна на ниво BIOS: Персонализирани конфигурации без зависимости от трети страни
• Удължаващи се жизнени цикли: Защита на вашата инвестиция за внедряване
• Част от групата Дайфуку: глобален производствен мащаб с годишни приходи от над 273 милиона долара
• Проектирано, интегрирано и поддържано от Мелбърн, Флорида: С над 600 служители по целия свят

Първи стъпки: От оценка до внедряване

Ако оценявате ъпгрейд на AI хардуер за предстоящ проект, независимо дали става въпрос за ново приложение за машинно зрение, внедряване на прогнозна поддръжка или инициатива за интелигентност в цялата фабрика, най-продуктивната първа стъпка е разговор за вашата специфична среда и изисквания.

Всяко внедряване е различно. Броят на камерите, сложността на модела за извод, физическите ограничения на инсталацията, мрежовата архитектура, регулаторните изисквания - всичко това оформя правилната препоръка за хардуер.

Универсалният подход не работи на периферията, поради което Contec предлага персонализирани конфигурации, наред със стандартната си продуктова гама.