今日の包装業界では、効率性と持続可能性が密接に関連しており、自動化が材料廃棄物の最小化に極めて重要な役割を果たしています。あらゆるカートンで正確なボイドフィルを実現するため、大量生産を行う企業は、よりスマートなリアルタイム意思決定のためにマシンビジョンとAIを導入しました。スマートカメラをPremioの堅牢なマシンビジョンコンピューターとエッジで組み合わせることで、このシステムはコンベアのスループットに追随する推論速度を実現し、環境に優しい目標をサポートし、広範な電源入力と前面I/Oとのシームレスな統合により、効率的な導入を可能にしました。
課題
- ビジョン推論を高速化するためのFHFL GPUの要件
- 高帯域幅のイーサネットおよびフィールドネットワーキングに必要な追加のPCIeスロット
- 配線とメンテナンスを簡素化するために、すべてのI/Oが同じ方向を向くこと
- 産業環境で保護機能を備えた9～48VDCの広範な電源入力に対応
- 過酷な環境に耐える堅牢な設計
ソリューション
- Premioの産業用AIビジョンコンピュータ（VCO-6000-RPL）
- FHFL GPUとアドインカード用の専用レーンをサポートする4スロットPCIe Gen4拡張
- マルチポート2.5/10GbEを追加するためのネットワークアダプター用の追加PCIe
- 狭い筐体内のケーブル管理を簡素化するための統合された前面I/O
- 安定したエッジ展開のためのOVP/OCPおよび点火検知オプションを備えた9～48VDC入力
- 衝撃、振動、温度に耐える設計
利点
- 利用しやすいエンジニアリングサポートと技術専門知識
- 重要な環境での信頼性の高い長期導入
企業概要
世界的な包装イノベーターは、リサイクル可能な紙ベースの保護材料と、eコマース、小売、産業サプライチェーン向けの最終ライン自動化を開発しています。同社は、カートンを適正サイズにし、隙間を最適化するマシンビジョン駆動システムで知られており、スループットを向上させながら廃棄物の削減に貢献しています。現在、AIを活用した自動化を拡大し、主要ブランドが持続可能な方法で規模を拡大できるよう支援し、予測分析、高度なロボット工学、完全自律型包装ラインにおける将来の機会を模索しています。
課題
高性能GPUアクセラレーション
カートンのサイズ測定と内容物認識のためのビジョンモデルでは、ストリームからボックスが欠落することなくフレームレートの目標を達成するために、フルレングスのGPUが必要でした。CPUのみの推論では、ピーク時に遅延が頻発し、ライン速度が低下するリスクがありました。十分な冷却能力を備え、FHFL GPUを機械的および電気的にサポートするプラットフォームが必要とされていました。
ネットワーク用の追加PCIe
GPUアクセラレーションに加えて、このシステムは、カメラ、PLC、MESシステムとのマルチポート接続のために高性能イーサネットをサポートする2番目のPCIeスロットを必要としていました。オンボードLANのみに依存すると、重要な包装作業におけるセグメンテーションと冗長性の両方が制限されます。専用のNICを追加することで、プラットフォームはポートを拡張し、速度を向上させ、生産レイアウトの変化にシームレスに適応する柔軟性を獲得しました。
配線をすっきりさせるための片方向I/O
混在したコネクタでは、中二階や機械フレーム内での保守が困難な、かさばるハーネスが作成されていました。保守チームは、ケーブルをまとめて論理的にラベル付けできるように、単一のサービスエッジを要求しました。前面I/Oレイアウトにより、偶発的な接続解除が減り、交換時間が短縮されました。
広範な保護電源
配線は多様なDCバスから伸びており、サービス中に電圧低下、サージ、逆配線が発生する可能性があります。コンピューティングプラットフォームは、モーター始動時の電圧低下を回避するための保護機能を内蔵し、9～48VDCの耐性が必要でした。イグニッション感知とAT/ATXモードにより、コンベヤとの協調した電源投入が簡素化されました。
エッジ向けに堅牢化
コンベヤー付近の機器は、常に振動、時折の衝撃、ほこり、および変動する周囲温度にさらされます。ファン性能とカード保持は、稼働時間にとって重要です。信頼性目標を達成するためには、20Gの衝撃、3 Grmsの振動、および広い温度範囲での動作が検証された設計が必要でした。
ソリューション
Premioの産業用AIビジョンコンピュータ (VCO-6000-RPL)
FHFL GPU用4スロットPCIe Gen4
4スロット構成により、リアルタイムビジョンで使用されるフルレングスのデュアルスロットGPUに必要な機械的クリアランスと電力供給が提供されます。Gen4レーンは、低遅延の推論のためにGPUとCPU間の高い帯域幅を保証します。ロックブラケットとアクティブ冷却により、振動の多い場所でも性能を安定させます。
ネットワーク拡張用の専用PCIe
GPU専用のPCIeスロット以外にも、追加の拡張オプションがマルチポート2.5/10GbEまたはTSN NICをサポートし、カメラトラフィックがより広範な工場ネットワークから分離された状態を維持します。この分離により、カメラの数と画像解像度がともに増加しても、決定論的な性能が維持されます。モジュラーな柔軟性により、現場のチームはコアのコンピューティングシステムを再構築することなく、必要に応じてNICをアップグレードまたは交換することができます。
保守性を高める前面I/O
1つの面に集約されたI/Oにより、キャビネットや機械フレームへの配線が簡素化され、保守と統合がはるかに効率的になります。このシステムは、複数のUSB 3.2ポート、デュアル2.5GbE LAN、RS-232/422/485シリアル接続、および絶縁デジタルI/Oをすべて片側から簡単にアクセスできます。このレイアウトにより、技術者はGPUケーブルを邪魔することなく接続をテストまたは交換でき、MTTRの高速化と、ライン全体でのクリーンで安全なケーブル管理が実現します。
産業用電力の柔軟性
9～48VDCの広範囲な入力は、過電圧および過電流保護機能を備えており、ノイズの多い工場電源にも対応します。オプションのセカンダリGPU電源入力により、CPUレールに影響を与えることなく、負荷がかかった状態でもアクセラレータを安定させます。AT/ATXモードとイグニッション感知により、起動を上流コントローラーと連携させます。
衝撃、振動、温度に耐える設計
シャーシとカード保持設計は、SSD搭載時に20Gの衝撃と3 Grmsの振動に対して検証されており、コンベヤやシーラー付近での信頼性の高い動作をサポートします。スマートでホットスワップ可能なファンは、GPUとNVMeドライブ周辺のエアフローを維持します。-25°Cから70°Cの動作温度範囲は、空調のない空間や暖房のある筐体にも対応します。
メリット
アクセスしやすい技術専門知識
ロサンゼルスを拠点とするエンジニアリングおよびサポートリソースにより、スムーズな統合と迅速な対応が保証されました。専門家への直接アクセスにより、中断を最小限に抑え、効率的な運用を維持できました。
長期にわたる信頼性の高い導入
堅牢で規格に準拠した設計により、要求の厳しい環境でも一貫した信頼性を提供します。その耐久性により、システム障害の心配なく、安心して生産を拡大できます。
結論
スマートカメラと堅牢でPCIe豊富な産業用AIビジョンコンピューターを統合することで、チームは紙の充填決定を正確かつ迅速に自動化しました。その結果、ケーブル配線がクリーンになり、電源が安定し、モデルとカメラの数が増加しても拡張可能なGPUクラスの性能が得られました。アクセスしやすいエンジニアリングサポートとエッジ対応の信頼性により、包装ラインはより速く、より環境に優しく稼働できるようになりました。