机器视觉:将工厂车间的工业机器连接到 TensorFlow

TensorFlow 专家正在构建惊人的模型。使用 Google Brain 团队开发的开源机器学习平台,TensorFlow 正在为企业提供基于文本、语音搜索和面部识别的解决方案。 TensorFlow 也可以作为实时对象检测和制造中其他机器视觉用例的基础。例如,您创建的 TensorFlow 模型可以为机器人引导系统提供动力,促进高效的检查和装配验证解决方案,实现智能库存和资产控制系统,并优化机器性能。此外,它们有可能帮助制造商提高产品质量、自动化重复性任务以提高运营效率并避免停机。

但是,从您创建的优雅的 TensorFlow 模型中提供最大价值是有问题的。您需要找到一种方法将您的 TensorFlow 模型连接到制造商的机器,以便他们实际执行某些操作。

具有自动化功能的机器视觉很复杂

在现实生活中的工业环境中部署 TensorFlow 模型并让它们触发适当的操作是一个复杂的多步骤过程。开发模型后,您需要:

  • 训练它
  • 部署它
  • 启用视频流
  • 开发使用推理数据生成所需输出的应用程序
  • 创建合适的用户界面
  • 启用 PLC 连接

该过程中一些最常见的障碍包括:

1. 获取训练数据

制造业务可以使用来自不同供应商的 IT 和 OT 解决方案,这些解决方案会产生多个数据流,数据通常以不同的方式格式化。但是,要训练和测试 TensorFlow 模型,您需要访问系统使用的所有类型的数据,以便您的模型在实际操作中有效运行。进一步加剧这一挑战的是,操作可能会使用产生重要数据但不提供连接到网络的简单方法的传统设备。您需要一种方法来绑定所有数据流,并允许数据在模型训练和测试期间以及正在进行的操作期间自由流动。

2. 在边缘部署 TensorFlow 模型

在实际应用中,最好的策略可能是通过 TensorFlow Lite 在嵌入式、物联网 (IoT) 或其他边缘设备中部署您的 TensorFlow 模型。边缘的机器学习功能可以减少延迟并提高可靠性,但您需要为您的系统选择能够承受恶劣工业环境的组件,同时满足所有必要的处理和电源要求。

3. 将推理数据转换为自动化和控制设备

一旦您的 TensorFlow 模型成功训练,您还需要设计一种有效的方法来根据推理数据自动化设备功能,例如识别缺陷并向传送带的控制器发送消息以使其减速或停止。您的模型必须与工业设备“对话”。

在工厂车间运行 TensorFlow 的最佳方式

如果您的专长领域是 TensorFlow,那么您的专长很可能不是计算机数控 (CNC) 机器。任何时候开发人员需要获得专业知识才能使系统正常工作,有两种选择:寻找新资源或与专家合作。当您正在构建一个系统以利用 TensorFlow 进行工业用例时,合作可能是更方便的途径,尤其是当您可以选择与生活和呼吸机械和嵌入式 AI 的企业合作时。有了凌华科技,它甚至以我们的名义——自主设备链接。我们随时准备为您提供更快地构建、测试和部署 TensorFlow 解决方案所需的工具。

我们有边缘解决方案,可以解决开发人员在使 TensorFlow 模型适用于制造商时遇到的常见痛点。我们的解决方案使您能够:

  • 记录、捕获和流式传输来自工业相机的图像,以训练和测试您的模型。
  • 连接任何供应商的任何相机以使用来自多个来源的图像数据。
  • 通过一键式部署,在靠近数据源的边缘部署您的模型。
  • 连接 - 开箱即用 - 150 多个 OT 控制系统中的任何一个。
  • 使用 JavaScript 或 C++ 构建您自己的应用程序。

您还可以与熟悉为制造实施 TensorFlow 模型的合作伙伴合作。例如,我们已经看到合作伙伴通过构建 TensorFlow 模型但在英特尔的 OpenVINO 上运行它来成功加速系统。

凌华科技 Data River™ 连接并集成了机器学习平台、神经网络、机器视觉系统、云神经、工业相机和制造设备——在任何需要的地方实时传输数据。 

我们的交钥匙 凌华科技Edge™ 机器视觉 AI 解决方案包括连接相机、协助 TensorFlow 或其他 ML 模型以及实时流式传输推理数据所需的所有硬件和软件。这种边缘解决方案可实现更快的处理时间、更低的延迟和边缘控制,同时降低能源需求,包括预配置的解决方案——因此无需编码。

运行 TensorFlow 模型所需的硬件

工业边缘硬件是在工厂车间运行 TensorFlow 的关键组件。当然 我们为您服务 配备可立即部署的视觉系统、图像采集卡和智能相机,可在恶劣条件下进行边缘计算。您需要确保在 Intel、NVIDIA、Camera Link、GiGE 或模拟标准支持之间具有灵活性。

您在 TensorFlow 中构建的机器视觉模型有可能为制造商提供自动化、效率、可见性和更大的竞争力等优势。然而,为了实现最大价值,模型必须是为操作及其环境设计的整个系统的一部分,并且能够与制造设备(包括旧机器)配合使用。

丹尼尔柯林斯
丹尼尔柯林斯

凌华科技边缘解决方案高级总监

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