この記事は「Evaluation Engineering」に掲載されたもので、許可を得てここに掲載しています。
学習できること：
- 堅牢なエッジシステムは、AIを活用した自動品質管理メカニズムとしての計測を可能にします。
- これまで医療機器に適用されていた100%検査の要件を、高価な小型電子機器では不可能だったハイエンド家電にも拡大できるようになりました。
計測は製造において極めて重要な役割を果たしており、その測定科学は家電製品から重要な医療機器や埋め込み型部品に至るまで多岐にわたります。製造業界ではデジタルトランスフォーメーションが中心となりつつあり、より高度な自動化機能が、この種の精密な物体検出と自動検査が、より多くの重要なデバイスにおける安全性と品質の向上をどのように推進できるかを再定義しています。
機械学習とより高度なロボット工学は産業界の一部になりつつあり、自動計測システムは製造された部品を完璧なガイドラインに沿って測定し検査することができます。完全に自動化されたインラインシステムは、すべての部品を検査し、生産量を大幅に増やし、ラインから出荷される不良品の数を減らします。
これを実現するには、複雑な視覚アルゴリズムとワークロード統合プロセスが、人間の目よりも効率的に複雑な視覚タスクを処理できる、十分に強力な産業用GPUコンピューティングプラットフォームを活用する必要があります。このレベルのパフォーマンスを促進することは、堅牢なエッジ、つまり、競争力を得るために非常に望ましい人工知能（AI）と機械学習を実装する方法の基準を引き上げる厳しい環境設定に密接に関連するコンピューティングエンジニアリングの課題です。高いパフォーマンスのために設計された展開システムは、高価なダウンタイムと製造ラインでの遅延を減らすために、信頼性も考慮して構築されなければなりません。
AIによって推進される計測の自動化
精密計測ソリューションのプロバイダーは、AIを活用した自動品質管理メカニズムとしての計測の例を提供できます。同社は、マルチセンサーアレイと専用の産業用GPUコンピュータを組み合わせ、従来のシステムより最大10倍高速な先進的な非接触計測プラットフォームを開発しました。この次世代システムは、従来の計測機能を大幅に進歩させ、製造業者に品質、効率、スループットを改善する機会を提供します。
計測は製造ラインで生産されるほぼすべての種類の部品に関係しますが、多くの大量生産システムでは、生産された出力の割合のみを検査します。製造部品の多様で複雑な性質に加え、競争の激しい産業生産施設に共通する迅速な生産ペースのため、100%検査は実行不可能と見なされていました。
このサンプリングされたグループのマイクロ測定は、最終的に重要なシステムに統合されるサブアセンブリや小型部品などの製品の品質を保証するための基礎となるため、慎重なバランスが必要です。産業界は、巧みな校正と明確に定義されたプロセス制御により、生産コストを効果的に抑制し、無駄を減らし、速度、品質管理、ROIを向上させることができます。しかし、製造された製品に欠陥があると判断された場合、多数の欠陥のある、多くの場合再利用できない部品がすでに生産ラインを通過している可能性が高いです。
マシンビジョンがよりスマートな非接触計測を実現
ここで紹介する実世界のシナリオでは、産業オートメーション企業は非接触計測方法、つまりマシンビジョンベースのシステムを利用しており、ミクロン単位の複雑な寸法を含む高速測定を実現しています。この高度なビジョンとマルチセンサー技術は、従来の測定アプリケーションで一般的に使用されていた従来のシステムである座標測定機（CMM）とは異なり、製品の物理的な取り扱いを必要としません。
製品は、動きを抑制するためにしっかりと保持する必要がなく、プラットフォームが高速スキャンを実行する間も損傷することはありません。さまざまなセンサーとカメラを使用して、1秒あたり最大500個の部品を詳細にスキャンできます。現在、欠陥はシステムのプローブと共焦点レンズによって検出されており、追加の高速スキャンオプションとしてLiDAR技術が間もなく登場する予定です。1秒あたり数百万のデータポイントをキャプチャするこのシステムは、複雑で多面的な形状を100万分の1メートルまで分析します。
たとえば、PremioのVCO-6020-1050Ti GPUベースの産業用コンピューターは、マシンビジョン機能を備え、このシステムの中核となる演算エンジンとして、データポイントをリアルタイムで分析・処理します。さまざまな測定値が同期して取得され、計測会社独自のソフトウェアがこれらのデータポイントを組み合わせて、1か所にデータを生成します。
より多くの環境でリアルタイムコンピューティングを実現
計測の改善は、ますます競争が激化する製造業の世界において重要であり、特に多くの産業環境でGPUコンピューティングが導入され、過酷な環境でリアルタイムコンピューティングが利用できるようになるにつれて、その重要性は高まります。製品サンプリングに測定を限定する必要がなくなり、誤差が許されない製品にとって利点が生まれます。埋め込み型治療機器などの医療機器は、すでに100%検査が義務付けられています。しかし、これは現在、高価な小型電子機器ではこれまで不可能であった、高価な消費者向けデバイスにもオプションとして簡単に拡大できるようになりました。
今日では、400～500もの重要な寸法を数秒で測定できるようになり、従来の計測操作に比べてかなりの変化と競争優位性をもたらしています。AIを活用した検査と測定は、重工業環境におけるデータ価値の新たなレベルを象徴しています。よりスマートで効率的なリアルタイムのデータ収集、分析、そして製造現場へのフィードバックを通じて、堅牢なエッジにおいて、よりインテリジェントな意思決定が可能になります。