對于貝加萊,創新,即,通過把握各個垂直行業用戶的需求,并借助于橫向科技,通過工程(Engineering)集成,解決產業實際的問題,讓用戶獲得高投資回報。AI就是貝加萊一直持續關注的橫向科技。貝加萊持續為AI應用進行基礎設施的打造-聚焦于裝備領域的機器智能化發展,提供支撐的硬件、軟件及工程解決方案。
感知-AI算力集成的機器視覺
AI在工業應用,首先是感知,而視覺則是“多面手”,它能夠進行缺陷識別、測量、定位、讀碼等多種任務,也正在成為制造業中最為重要的傳感器。貝加萊已經推出“集成相機”,即,將鏡頭、光源、相機、處理集于一體。而最新的貝加萊機器視覺,已經將AI加速器直接嵌入,進行高算力的本地處理。可以部署基于深度學習的本地推理能力-它在增強分析能力的同時,也提供了更快的響應能力。
圖1-AI嵌入的機器視覺
這款全新的相機,既有超強算力,也有貝加萊Automation Studio中的工程簡化能力,讓非專業的工程師也能夠通過“配置”方式快速實現一個機器視覺應用的搭建。
它包括以下一些能力:
-采用深度學習的文本識別,它無需訓練,不受字體影響(手寫,或在雜亂背景,如紋理或反射的情況)可以進行有效識別。
-針對各種環境下的缺陷檢測,無需手動標定,也不需要不良品圖片,僅需少量良品即可進行訓練。
-在通?;谝巹t的算法上加入深度學習(如Halcon深度網絡),以獲得更好的產品質量。
圖2-集成AI加速的機器視覺
如圖2所示的嵌入AI加速器的機器視覺,其算力可達26TOPS,這與最新的蘋果A16智能芯片處于同一量級。
OPC UA FX-為AI應用搭建傳輸通道
早在2016年,貝加萊即加入TSN的整形器工作組,并與全球工業通信領域的企業共同推進TSN技術發展?,F在TSN被OPC基金會與5G/Wi-Fi統稱為“OPC UA FX”(FX即Feild eXchange,現場層通信)。這項技術與規范正是為了應對今天越來越多的全局分析、優化任務而準備。運行于邊緣側、云端的這些AI應用,需要能夠直接的獲得傳感器的信息,作為感知層輸入,并快速的計算分析、反饋給底層執行機構。OPC UA FX工作組,正是為了這些越來越多的AI級分析和計算任務而構造的下一代通信網絡。
圖3-貝加萊全線產品支持OPC UA FX的通信規約
如圖3所示,貝加萊目前在X20、APC系列的控制系統中,均支持OPC UA FX的接口能力,并提供TSN交換機,在分布式I/O系統的總線模塊提供OPC UA/TSN的連接能力。它主要解決AI應用時代的重要問題:
1).通過OPC UA實現語義互操作能力,以跨平臺數據集成應用;
2).信息安全保障,當數據要被在多個平臺系統間傳輸時;
3).性能卓越,實現高速的傳輸,并支持大帶寬的需求如視頻圖像;
4).多業務流數據混合傳輸—這正是AI時代所需的,從現場到云端的數據傳輸,以及針對各個領域的信息建模支持。
計算-APC4100 高算力可擴展工業PC
在AI工業應用中,感知、傳輸,再到計算,就有賴于高性能的PLC或PC。在一些對響應要求不高的場合,PLC即可響應。而如果要獲得高算力,則可以采用貝加萊的APC 4100。其可擴展的CPU從Intel處理器賽揚到Core i系列多核處理器,可以運行貝加萊的Hypervisor虛擬控制技術。支持最大16PCIe的插槽—這意味著可以在其上插入AI加速卡,以提高本地的推理能力,例如英偉達、HALO、Intel等提供的加速卡。
圖4-B&R Hypervisor技術支撐
如圖4,Hypervisor提供了在多核處理器如Core i系列上運行多個操作系統的機制。它包括可以支持Automation Runtime的RTOS,和Windows/Linux的通用操作系統。這使得在多個核心上分別支持不同的應用任務。在Linux任務上,主要針對數據類、事件驅動類的AI任務,或支持Python、Docker這類開發的應用。
圖5-APC 4100工業PC
APC 4100既可以作為大型的機器或產線的控制系統,也同樣可以作為計算任務的執行者,它可以為高性能的本地推理提供支撐,實現控制與計算的融合。
X20 Edge-為邊緣側任務搭建的硬件架構
在產線級的邊緣側任務,需要連接數據并集成邊緣應用,它需要開放的架構,支持本地的AI應用。
X20 Edge ,如圖6所示,它是采用基于 ARM 的 CPU,運行Linux操作系統,并支持Python的編程。可以實現AI、ML、和IIoT算法的容器化環境。
圖6-X20 Edge邊緣控制器
它內嵌的OPC UA協議??梢耘c云端系統進行快速的連接,也可以自行采用WebAPI、Restful、MQTT來實現這些連接。容器環境,可以支持外部的容器化應用的運行。
執行-機器人與智能輸送系統
在生產線的執行端,除了ACOPOS系列伺服驅動器,貝加萊的Codian系列機器人、ACOPOStrak/6D智能輸送系統,也將更為智能的提供產線的生產調度。
圖7-Codian機器人與智能輸送系統
ACOPOStrak和ACOPOS 6D的內嵌智能路徑調度,因此,他們本身是一個智能的執行體。在任務的需求發送給他們后,如何獲得最優的策略,將由軌道系統的控制調度算法自行計算,并控制驅動系統給出控制的電流、相位等信號。
工程集成-AIGC編程
人們會擔心AI時代的這些技術會變得復雜,讓工程師花費更大的學習和工程時間消耗于不同的任務之間。而這也是自動化企業在技術集成中必須考慮的。而貝加萊的Automation Studio Copilot則基于AIGC的方式為開發者提供了更為高效的代碼利器。
圖8-Automation Studio Copilot生成式AI編程
Copilot與Automation Studio的幫助文件相連,它可以更為廣泛的使用示例代碼和項目模版、以及更多的知識庫資源來為開發者提供輔助。
Automation Studio可以快速的生成自動化的代碼,如ST的代碼,支持代碼的注釋和優化,并且,它非常了解貝加萊庫中的自動化系統命名規則。除此之外,Automation Studio還為AI時代的分布式能力提供了協作,以及在版本控制方面的增強。
感知-傳輸-計算-執行的完整應用架構
這是一個完整的架構,在原有的系統升級中,將AI分別嵌入在機器視覺、PC,并通過OPC UA FX實現設備間互聯、云端/邊緣側的連接。并在執行側更為智能的機器人與輸送技術。如圖9所示,貝加萊在整個應用架構中,強化了AI的能力。
圖9-更為智能的機器與產線
AI對于裝備及產線及應用而言,最為重要的是,它能夠實現以下幾個方面的技術升級:
1).通過語音交互來提高機器的“易操作性”—這是大語言模型時代的基本能力;
2).視覺的感知,對產品生產過程中的缺陷識別、機器人智能導引,前者提高質量,后者帶來效率和工程的簡化。視覺與機器人、與輸送系統的同步,帶來了整體效率的提升。
3).AI的參數優化,對于出廠前的調試、現場運行的批次后參數優化,能夠帶來良品率的提升,不良品降低帶來的成本下降。
總之,AI最大的潛能就在于它能夠構建一個“自我迭代”、“更為聰明”的機器。而貝加萊,一直致力于為這樣的機器和系統提供基礎支撐,以及工程化的服務。