Для более умных машин — Begalai продолжает строить инфраструктуру искусственного интеллекта

2025-06-26

Для компании B&R инновации подразумевают понимание потребностей пользователей в различных вертикальных отраслях и использование горизонтальных технологий через инженерную интеграцию для решения практических проблем в отрасли, что позволяет пользователям добиться высокой рентабельности инвестиций. Искусственный интеллект (ИИ) является той горизонтальной технологией, на которую компания Beijiale постоянно фокусируется. Beijiale продолжает развивать инфраструктуру для приложений искусственного интеллекта, сосредотачиваясь на развитии машинного интеллекта в области оборудования и предлагая сопутствующие аппаратные, программные и инженерные решения.

В промышленных приложениях искусственный интеллект в основном используется для восприятия, а компьютерное зрение выступает как универсальный инструмент, способный выполнять различные задачи, такие как распознавание дефектов, измерение, локализация и чтение кодов. Он также становится важнейшим сенсором в производственной отрасли. B&R представила «интегрированную камеру», которая объединяет в себе объектив, источник света, камеру и обработчик. А у последней модели компьютерного зрения B&R непосредственно встроен ускоритель ИИ для локальной обработки с высоким вычислительным потенциалом. Это позволяет развертывать возможности локального вывода на основе глубокого обучения, что повышает аналитические возможности и обеспечивает более быструю реакцию.

Эта совершенно новая камера обладает как высоким вычислительным потенциалом, так и возможностями инженерного упрощения, предоставляемыми средством B&R Automation Studio, что позволяет неспециалистам-инженерам быстро создавать приложения машинного зрения с помощью «конфигурации».

Она включает в себя следующие возможности:
- Распознавание текста с использованием глубокого обучения, которое не требует обучения и не подвержено влиянию шрифтов (включая рукописный текст или текст на сложных фонах, например с текстурами или бликами), при этом обеспечивает эффективное распознавание.
- Для обнаружения дефектов в различных средах нет необходимости в ручной калибровке или изображениях дефектных изделий — достаточно небольшого количества качественных образцов для обучения.
- Добавление методов глубокого обучения (например, глубинных сетей Halcon) к традиционным алгоритмам, основанным на правилах, для достижения лучшего качества продукции.

Как показано на рисунке 2, машинное зрение с встроенным ускорителем ИИ имеет вычислительный потенциал до 26 TOPS, что соответствует уровню последнего интеллектуального чипа Apple A16.

Уже в 2016 году компания B&R присоединилась к рабочей группе по разработке шейперов TSN и вместе с мировыми компаниями в области промышленных коммуникаций участвовала в продвижении разработки технологии TSN. Сейчас TSN объединенно с 5G/Wi-Fi именуется организацией OPC Foundation как «OPC UA FX», что расшифровывается как Field eXchange (обмен на производственном уровне), то есть коммуникация на уровне производственного слоя. Эта технология и спецификация разработаны для решения возрастающего количества задач анализа и оптимизации в мире сегодня. Эти приложения ИИ, работающие на крайних устройствах и в облаке, должны иметь возможность напрямую получать информацию с сенсоров в качестве входных данных для слоя восприятия, быстро вычислять, анализировать и предоставлять обратную связь нижележащим исполнительным органам. Рабочая группа OPC UA FX разрабатывает сеть коммуникаций следующего поколения для возрастающего количества задач анализа и вычислений уровня ИИ.

Как показано на рисунке 3, в настоящее время компании B&R системы управления серий X20 и APC поддерживают возможности интерфейса OPC UA FX, а также предлагаются коммутаторы TSN. Бусовый модуль распределенной системы ввода-вывода обеспечивает возможность подключения через OPC UA/TSN. Это в основном решает важные проблемы в эпоху приложений ИИ:
1). Обеспечение семантической взаимосвязи через OPC UA для приложений интеграции данных кроссплатформенного типа;
2). Защита информационной безопасности при передаче данных между несколькими платформенными системами;
3). Отличные эксплуатационные характеристики, обеспечивающие высокоскоростную передачу и поддерживающие требования к высокой пропускной способности, например для видеокадров;
4). Смешанная передача данных различных бизнес-потоков — это именно то, что требуется эпохе ИИ, включая передачу данных от производственного уровня к облаку, а также поддержку моделирования информации в различных областях.

В промышленных приложениях ИИ восприятие, передача и вычисления опираются на высокопроизводительные ПЛК или ПК. В некоторых ситуациях, где требования к реакции невысоки, ПЛК могут реагировать. Для достижения высокого вычислительного потенциала можно использовать APC 4100 компании B&R. Его масштабируемые процессоры варьируются от процессоров Intel, таких как Celeron, до многоядерных процессоров семейства Core i, и могут работать с виртуальной технологией контроля Hypervisor компании Berkeley. Поддерживаются до 16 слотов PCIe — это означает, что в них можно устанавливать ускорители ИИ для повышения возможностей локального вывода, например, производимые Nvidia, HALO, Intel и другими компаниями.

Как показано на рисунке 4, Hypervisor предоставляет механизм для запуска нескольких операционных систем на многоядерных процессорах, таких как семейство Core i. Он включает в себя реальное время операционную систему (RTOS), поддерживающую Automation Runtime, и универсальную операционную систему для Windows/Linux. Это позволяет поддерживать различные прикладные задачи на нескольких ядрах. В задачах Linux в основном нацелены задачи ИИ, управляемые данными или событиями, или приложения, поддерживающие разработку, такие как Python и Docker.

На крайних устройствах производственной линии необходимо объединять данные и интегрировать крайние приложения. Для этого требуется открытая архитектура, поддерживающая локальные приложения ИИ.

X20 Edge, как показано на рисунке 6, использует процессор на базе ARM, работает под управлением операционной системы Linux и поддерживает программирование на Python. Может обеспечивать контейнеризованные окружения для алгоритмов ИИ, МЛ (машинного обучения) и IIoT (промышленного интернета вещей).

Его встроенный стек протоколов OPC UA позволяет быстро подключаться к облачным системам, или он может сам использовать WebAPI, Restful, MQTT для осуществления этих подключений. Контейнеризованная среда может поддерживать работу внешних контейнеризованных приложений. Его встроенный стек протоколов OPC UA позволяет быстро подключаться к облачным системам, или он может сам использовать WebAPI, Restful, MQTT для осуществления этих подключений. Контейнеризованная среда может поддерживать работу внешних контейнеризованных приложений.

На исполнительном уровне производственной линии, помимо серводвигателей серии acopos, роботы серии Codian и интеллектуальная транспортная система ACOPOStrak/6D компании B&R также обеспечат более интеллектуальное планирование производства на линии.

Люди могут беспокоиться, что эти технологии в эпоху ИИ станут более сложными, и инженерам придется тратить больше времени на обучение и инженерные задачи между различными заданиями. И это также то, что предприятия в области автоматизации должны учитывать при интеграции технологий. Тем временем, Automation Studio Copilot компании B&R предоставляет разработчикам более эффективный инструмент для кодирования на основе AIGC.

Это полная архитектура, внедряющая ИИ в ПК для машинного зрения, а также обеспечивающая взаимосвязь устройств и связь облака/края через OPC UA FX. А на исполнительном уровне — более интеллектуальные роботы и технологию транспортировки. Как показано на рисунке 9, компания B&R улучшила возможности ИИ на всей архитектуре приложений.