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ヒートシンク工場の画像検査システム導入事例/AIによる革新的な検査効率の向上

2020/10/01
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ある工場では、ほとんどの部品が従業員によって目視検査されていました。 目視検査の場合、レーニングを受けた従業員でも、検査基準のバラつきが避けられず、品質を一定に保つことは非常に困難です。 さらに、眼の疲れ、倦怠などの体調不良や離職が原因で、生産ラインの検査漏れ率が高くなり、結果的に不良品を市場に出してしまい、クレームの数も多くなりました。

 

工場にプログラミングスキルを持つ従業員がいない場合、マシンビジョン検査(画像の取り込みと処理に基づいて機器を動作させるシステム)への理解は非常に限定的です。そのため、工場の検査漏れを減らし、検査効率を向上させるためのシステムを導入したくても、実際に着手できませんでした。

 

Advantechは産業オートメーションに特化したソフトウェア開発会社 Smasoftと協力して、人間の目視検査からAI検査に移行するための製造業向けシステムを提供しています。 ルールベース(人間が記述したルールに従って判断を行う)のマシンビジョンとAIの視覚的識別を組み合わせたこのシステムは、工場の特定の課題を解決するだけでなく、自動検査システムの構築も実現できます。

Smasoft:産業オートメーションに特化したソフトウェア開発会社。ユーザーに新たな視点を提供し、パートナー企業にはマルチプラットフォームでの成長をサポートするなど、多様なアプリケーションへアプローチすることで、産業オートメーションのソフトウェアモデルに革命をもたらしました。(HP: https://smasoft-tech.com/en/)

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システムの詳細
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ヒートシンク工場には当初、3つの主要な検査工程があり、複数の検査官がサイズ、厚さ、外観の検査を行っていましたが、効率が悪く、新たなソリューションが必要になりました。

 

そこで、Smasoftの自動ソフトウェア開発プラットフォーム「SmaSEQ」が採用されました。「SmaSEQ」はモジュール化された目視検査、モーション制御、I / O制御、AI欠陥検査ツール「SmaAI」、AIトレーニングなどの機能を統合して、サイズ、厚さ、外観の3つの検査を実行できるヒートシンク検査マシンを開発できます。 また、AIディープラーニングを継続させることで、検査漏れ率を下げ、品質も向上させます。

 

「SmaSEQ」はユーザーフレンドリーなインタラクティブインターフェイスを備えており、簡単に習得できます。 ソフトウェアトレーニングコースを受講すると、エンジニアリングの背景やAIディープラーニングを深く理解していなくても、オペレーターは「SmaSEQ」を容易に操作できます。 「SmaSEQ」はシンプルでわかりやすく、複雑なプログラム設定を必要としないため、システムインテグレーターとエンドユーザーは自身で AI(深層学習モデル)によって、マシンを学ばせることができます。

 

 

 

 

SmasoftのソフトウェアとAdvnatechのハードウェアの両方が、ヒートシンク検査マシンのAIシステムの最適化において重要な役割を果たします。Smasoftヒートシンク検査マシンに組込むコンピュータとして、Advantechの i-Modules拡張スロットを搭載したコンパクトファンレスシステム「MIC-770」、および NVIDIAJetson®Xavierを搭載したAI推論システム「MIC-730AI」採用しました。それまでSmasoftは他社のIPCを採用していましたが、IPCサイズが大きすぎるためにクライアントから返品を要求されることがありました。また、サイズに関してクライアントの要件を満たすも、しばしばクラッシュすることがありました。

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第8世代Intel®Core™i CPUソケット 搭載

(LGA 1151)コンパクトファンレスシステム

MIC-770

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NVIDIA Jetson® Xavier 搭載

AI推論システム

MIC-730AI

 

AdvantechのMICシリーズは、長時間の稼働試験において安定した動作を発揮しており、容易にクラッシュすることがなく、追加のI/Oが必要な場合でも、MICシリーズはすぐに拡張できるため、プロジェクトごとにハードウェアを細かく選定する必要がなくなります。

システムの要件

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システムのAI検査マシンに組み込まれた2つのAdvantechのハードウェア製品は、それぞれ異なるタスクを実行します。 「SmaSEQ」と共に実装された「MIC-770」は、検査工程を制御し、ルールベースのビジョン検査を実行して、ヒートシンクのサイズと厚さが仕様を満たしているかどうかを判断します。さらに、「SmaAI」と一緒に実装された「MIC-730AI」は、AI画像分析を行って、ヒートシンクと外観上の欠陥を比較および識別します。 これは、ソフトウェアとハードウェアを実装する前に、Smasoftがクライアントから収集した不良品の画像を「SmaAI」に提供することで可能になります。

 

「SmaAI」が関連するトレーニングを完了すると、トレーニングされたモデルが「MIC-730AI」に配置されます。 次に、AIの目視検査を実施して、平面度を評価し、つぶれ、汚れ、引っかき傷、および一般的な物理的ルールでは分類が困難なその他の欠陥を特定できます。

 

Smasoftの自動AIソフトウェアとAdvantechのハードウェアを組み合わせることで、ヒートシンク工場はAI検査機の組み立てとテストを3か月以内に完了できます。Smasoftは次のように述べています。「当初、クライアントの工場は新しいシステムの精度が90%であると期待していましたが、SmasoftとAdvantechのソリューションは、クライアントの要件をはるかに超える最大97%の精度を達成しました。」

 

従来は、生産ラインに10人の検査官が配置され、ヒートシンクのサイズ、厚さ、外観の3つの検査を行うのに30秒かかっていました。 現在、最終再検査を実施する必要があるのは1人の検査官だけであり、わずか4秒で検査タスクを完了できるようになりました。 このソリューションの導入により、人件費が削減されただけでなく、検査効率も向上しました。

 

このAI検査ソリューションは分散アーキテクチャ構成を採用しているため、1台の「MIC-770」が複数の「MIC-730AI」と連携してAI推論を行うことができます。 これにより、工場が追加のAI検査を実装する、または検査速度を向上させる必要がある場合、ネットワークケーブルを介して追加の「MIC-730AI」をデプロイするだけで、工場の検査システムを拡張できます。

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ソリューションの特徴
  • 費用対効果の高いソリューションと柔軟なシステム構造により、ルールベースのマシンビジョンとAIを同時に組み合わせることが可能です。
  • 柔軟で分散したアーキテクチャ構成により、将来の工場拡張が便利になります。
  • シンプルで分かりやすく、複雑なプログラム設定を必要としないAI検査ソリューションにより、システムインテグレータとエンドユーザーは自身でマシンをトレーニングできます。
採用製品

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MIC-770

  • 第8世代 Intel® Core™ i CPUソケットタイプ(LGA1151)と Intel®Q370/H310チップセット
  • 幅広い動作温度範囲(-10〜50°C)
  • VGAおよびHDMI出力
  • 2 x GigaLAN、2 x USB 3.1および6 x USB 3.0
  • 2 x RS-232 / 422/485、4 x RS232シリアルポート(オプション)
  • 2.5インチHDD / SSD x 1、mSATA x 1
  • 9〜36 VDC入力電力範囲
  • 2 x LAN、絶縁COM、32ビットGPIOモジュールに対応
  • Advantech i-Modulesに対応
  • Advantech SUSIAccess &組込みソフトウェアAPIに対応

 

詳細はこちら①(本体製品)

 

詳細はこちら②(I/Oモジュール)

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MIC-770 + MIC-75G20

  • AIアプリケーション向けに、nVIDIA 250W、2スロット幅/285mmのGPUカードを備えた強力なGPUソリューションを提供
  • 信頼性の高い電源とOCPソリューションを備えたデュアル24VDC(電源入力)、最大ピーク電力 600W
  • システム & GPUカードの独立した電源ステータスのLED表示
  • 壁面取付け、テーブル取付け可能、様々なアプリケーションに対応
  • 容易に交換できるデュアルフロントアクセスストレージベイ
  • 最大40°Cの動作温度、最大0.5 Grms opの振動
  • IP30規格、産業向けのファンフィルター付き
  • コンパクトサイズ設計

 

詳細はこちら(製品ページ)

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MIC-730AI

  • NVIDIA Jetson™ Xavier 搭載
  • ファンレス・コンパクト設計
  • 1 x MiniPCIe & 1 x M.2 (PCIex4 NVMe) 対応
  • Linux Ubuntu 18.04 プリインストール済
  • NVIDIA JetpackおよびDeepStream SDK 対応
  • iDoor、iModule、PCIeアドオンカード対応
  • Allxonによる24時間365日のセキュアなリモート監視、制御、OTA展開を対応 (JetPack 4.4GA以上をサポート)
  • マシンビジョン、ロボット、医療用画像アプリケーション に最適

 

詳細はこちら(製品ページ)

MIC-770とI/Oモジュールの統合
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AINaviは、AI欠陥検査ツールと独立したAIトレーニングソフトウェアを含む、Advantechのディープラーニングベースの画像分析ソフトウェアです。複数の製品ラインおよび欠陥アプリケーションでの検査をサポートします。様々なトレーニングモデルが組み込まれているため、ユーザーは自社の画像を取り込み、AI分析をトレーニングできます。


NVIDIA GPU搭載の産業用コンピューター

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NVIDIA®製GPUを活用した産業用AI x IoTソリューション

NVIDIA®Jetson™、Quadro®、Teslaなどのプラットフォームと互換性を持つAI推論コンピュータ、AI推論サーバーを多数ラインナップ。産業用設計で過酷な動作環境に対応します。

 

詳細はこちら

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NVIDIA Jetson Xavier NX搭載の産業用エッジAIコンピューター

2020年5月、AdvantechはNVIDIA®Jetson Xavier™NXを採用した、コンパクトで低消費電力な産業用コンピューター「MIC-710AIX」および「MIC-710IVX」を発表しました。

 

詳細はこちら

 

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Advantechについて

Advantechは、IoTインテリジェントシステムおよび組込みプラットフォームの分野でグローバルトップシェアのインダストリアル・プラットフォームメーカーです。「Enabling an Intelligent Planet(インテリジェントプラネットの実現)」をコーポレートビジョンに掲げ、近年はIoT、ビッグデータ、AIのトレンドを取り入れ、エッジインテリジェンスなWISE-PaaS AIoTプラットフォームとマーケットプレイスのインダストリアル業界向けソリューションを提供し、クライアントとビジネスパートナーとが結びつきを深め、AIoT時代の新たなビジネスをCo-Creation(共創)できるエコシステムの実現を進めています。

(ウェブサイト:www.advantech.com

アドバンテックテクノロジーズ(ATJ)について

アドバンテックテクノロジーズ株式会社 (略称:ATJ、旧オムロン直方) は、Advantechグループの日本国内拠点として、Advantech製品の販売ならびに、医療設備、ロボット産業、設備産業などのインダストリアル向け電子機器のMade In Japan 開発・製造サービス(DMS/ODM/EMS)を提供しています。Advantechの豊富なAIoT関連製品を日本国内のお客様ニーズに合わせたカスタマイズサービスにも対応し、AI x IoT時代の新たなデザイン・イン・サービスをご提案致します。

 

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