AIを活用した注射用バイアル検査：エッジAIコンピュータによる欠陥検出の自動化


製薬業界の自動化と製造において、注射用バイアルの完全性を維持することは、患者の安全性と規制への準拠にとって不可欠です。標準的な検査方法は手作業で行われ、技術者は各バイアルのシールを個別に物理的に検査する必要がありました。このプロセスは非常に厳しく、拡張性、精度、一貫性に大きな制限をもたらしていました。ある製薬製造システムインテグレーターは、自動外観検査（AVI）システムでこの大きなボトルネックを解消しようとしました。このケーススタディでは、Premioのエッジコンピューティングハードウェアソリューションが、AIを活用した欠陥検出により、粉末充填された注射用バイアルのAVI機械をどのように実現しているかをご紹介します。 

 

課題： 

システムインテグレーターは、製薬業界の自動化における欠陥検出にエッジAIを実装することが複雑な課題であることを認識していました。彼らは産業用コンピューターが必要であると認識し、満たすべき重要な導入要件のセットを提示しました。 

  • ビジョンAIと教師なし機械学習により異常検出を可能にする
  • 複数の高解像度ビジョンカメラを接続する
  • 詳細な分析のために高精度な欠陥データを集約して保存する
  • 工場環境での長時間稼働に耐える耐久性と信頼性 

ソリューション： 

Premioは、システムインテグレーターの要件を満たすように調整された、高性能の産業用AIエッジ推論コンピューターであるRCO-6000-CML-4NSを推奨しました。 

  • 第10世代Intel Core TEプロセッサによるリアルタイム性能
  • モジュラー型EDGEBoost I/O、4つのRJ45 LANポートによりIoTカメラを統合
  • EDGEBoost Nodeは、高速データ集約のために4つのNVMe U.2 SSDをサポート
  • 過酷な工場展開環境での超堅牢な耐久性 

利点： 

  • 150,000平方フィートの製造スケーラビリティ
  • 積極的なエンジニアリングと販売サポート

 

課題 

従来のバイアルシーリング検査方法は、技術者が各バイアルの欠陥を目視で確認することに依存していました。このアプローチは時間のかかるものであっただけでなく、人間の疲労や一貫性のなさによりばらつきが生じていました。メーカーは、AIと機械学習を備えた自動外観検査（AVI）機を駆動するための産業用コンピューターを必要としていました。 

 

エッジでのビジョンAI展開の複雑さ 

システムインテグレーターの注射用バイアルAVIプラットフォームは、集中的な教師なし機械学習と複数の高解像度画像ストリームを同時に処理するために、かなりの計算能力を必要としました。欠陥が検査後数秒以内にラインから排出される必要があったため、リアルタイム性能が不可欠でした。クラウドコンピューティングは、遅延と動作するための一貫したワイヤレス接続の問題があるため、選択肢ではありませんでした。このスループット要件は、エッジコンピューティングソリューションが、複数のカメラフィードを処理しながら、サブ秒の遅延で複雑な欠陥検出アルゴリズムを実行する必要があることを意味しました。 

 

ビジョンカメラ用のIIoT接続が必要 

注射バイアルAVIシステムは、複数のビジョンカメラを活用し、各バイアルシールの異なる角度から画像をキャプチャして、包括的な検査カバレッジを提供しました。各カメラには、高帯域幅のデータ伝送のための専用接続が必要です。これは、エッジコンピューティングソリューションが、ビジョンカメラやその他のIoTデバイスをサポートするために、互換性のある必要な接続量を提供する必要があることを意味しました。 

 

大容量データストレージの必要性 

バイアル欠陥検出システムの重要な要件は、品質保証、規制遵守、およびAIモデルトレーニング目的で大量の欠陥バイアル画像を保存できることでした。この需要を満たすことができるサーバーラック構成は多数ありますが、製造環境では、AVIのそれぞれのスペースに後付けできる、空間効率の良いフォームファクターが求められました。さらに、ストレージソリューションには、データ帯域幅の潜在的なボトルネックを防ぐために、データをリアルタイムで集約および保存するための高速機能が必要でした。生成された欠陥データの機密性を考慮すると、ミッションクリティカルなデータを保護し、システム全体の整合性を確保するために、ある種の冗長性が必要です。 

 

工業用グレードの信頼性が求められる 

製薬製造環境での運用は、コンピューティング機器にとって独自の課題を提示します。このソリューションは、24時間365日の運用能力を持ち、粉塵、振動、温度変動、電力の不整合に対する耐性など、厳格な産業環境に耐えながら一貫した性能を維持することが期待されています。 

 

ソリューション 

システムインテグレーターのAVIソリューション要件を理解した後、プレミオはRCO-6000-CML-4NSを推奨しました。その革新的な機能と産業用グレードの設計により、AI駆動の欠陥検出アプリケーションに理想的なプラットフォームとなっています。 

 

リアルタイムのエッジAI性能を実現 

RCO-6000-CML-4NSは、第10世代Intel Core TEプロセッサと64GBのDDR4メモリを活用し、AI駆動の検査ワークロードに優れたコンピューティング性能を提供します。この強力な処理アーキテクチャにより、毎分最大50バイアルの高速で欠陥検出のためのリアルタイムAI推論が可能になります。システムの高度な処理能力により、画像取得、処理、ストレージ操作を含む複数の同時タスクを効率的に管理しながら、画像分析の超低遅延が保証されます。 

 

シームレスな接続性と互換性を実現するモジュラーEDGEBoost I/O 

RCO-6000シリーズの主要な機能は、モジュラーEDGEBoost I/O（EBIO）テクノロジーです。このプラットフォームは、独自の需要要件を満たすシームレスなI/Oの柔軟性と互換性を提供します。AVIシステムの場合、RCO-6000-CMLは、複数のビジョンカメラに直接接続するための4つの追加RJ45 LANポートを備えたEBIOで構成されています。このモジュール性により、最適化が簡素化され、さまざまなIoTデバイスとのシームレスな統合のための標準化されたインターフェースがサポートされます。 

 

スケーラブルで冗長性のあるストレージを実現するEDGEBoostノード 

製薬業界のインテグレーターが高価なOEM設計を回避できるようにした業界をリードする設計アプローチは、PremioのEDGEBoostノード技術です。これなしでは、システムインテグレーターは、利用可能なスペースと互換性のないサーバーラックソリューションを利用するか、OEM設計を選択する必要がありました。 

EBIOと同じモジュラー設計原則に従うことで、この技術はGPU、NVMeストレージ、および/またはPCIe拡張性による設定可能なパフォーマンスアクセラレーションを可能にします。RCO-6000-CML-4NSは、EDGEBoostノードを統合して4つの15mmホットスワップ可能なNVMe U.2 SSDをサポートし、テラバイト単位のバイアルシール欠陥画像を保存できます。ホットスワップ機能により、オペレーターは最小限のダウンタイムでデータをオフロードできます。 

RCO-6000-CML-4NSは、NVMe技術により高速データ転送速度を実現し、集中的な画像処理ワークロード下でもストレージのボトルネックを解消します。データの整合性を確保するため、ソフトウェアRAIDは冗長性を提供し、ドライブ障害から重要な検査データを保護しながら、迅速なデータオフロードを容易にします。 

 

産業用ファンレス&ケーブルレス設計 

RCO-6000-CML-4NSは、信頼性と寿命を中心に設計された堅牢な設計を特徴としています。そのファンレス冷却設計は、可動部品などの主な故障点を排除し、ほこりやゴミの侵入を防ぎます。製薬製造業務はミッションクリティカルであり、突然のダウンタイムは高額であり、生産を中断させます。過酷な展開環境に耐えるように設計されたRCO-6000-CML-4NSは、広い動作温度範囲、MIL-STD-810Gの衝撃および振動耐性、内蔵電源保護付きの広い電源入力範囲により、継続的で信頼性の高いパフォーマンスを保証します。さらに、UL認証は、厳格な安全基準への準拠を確認し、規制された製造環境での展開に安心感を提供します。 

 

利点 

Premioは、完全に最適化されたエッジAIコンピューティングソリューションを提供するだけでなく、信頼できるビジネスパートナーとして包括的なサポートも提供しました。専任のエンジニアリング支援、スケーラブルな米国ベースの製造、および継続的な技術サポートにより、Premioは最高の信頼性と品質保証を備えた長期的なパートナーシップを保証します。 

 

包括的なエンドツーエンドサポート 

Premioの専任セールスおよびエンジニアリングチームは、プロジェクトのライフサイクル全体を通じてエンドツーエンドのサポートを提供しました。これには、特定の要件を理解するための初期相談、ビジョンAIプラットフォームのファームウェア設定の最適化、および最適なシステムパフォーマンスを確保するための継続的な技術サポートが含まれていました。プロアクティブなサポートアプローチにより、統合の課題が最小限に抑えられ、AVIシステムの展開時間が短縮されました。 

 

スケーラブルな製造能力 

ロサンゼルス、カリフォルニアにあるPremioの150,000平方フィートの製造施設は、システムインテグレーターにAVIシステムの需要増加に対応できる信頼性の高いスケーラブルな生産パートナーを提供します。この国内製造能力は、一貫した品質管理、迅速な履行、および市場の需要が増加するにつれて生産を拡大する柔軟性を保証します。