按配方推理

按配方推理

OPC UA将基于AI的图像处理引入现场级

作为工业应用的一个很重要的组成部分,机器视觉系统现在正变得更精确和智能。基于以太网的工业协议(如 OPC UA)使用户无需额外设置或购买额外的硬件即可直接集成到工厂自动化流程中。结合整套解决方案 IDS NXT ocean,IDS NXT工业相机及其基于视觉应用的操作系统可满足自动化工程师的要求。用户可以通过软件更新实现OPC UA,通过网络中的"配方集"实现相机的AI功能,并将结果直接从现场级发送至机器和控制级。使用起来如此简单。这意味着IDS NXT相机不仅仅是一个模块,而是工业 4.0 系统的一个里程碑。

尽管我们还没有提供推理应用使用说明书,但使用一体化推理相机解决方案IDS NXT ocean,您可以使用自己的图像数据训练AI分类器,而无需事先了解人工智能,而人工智能可在IDS NXT相机上立即执行。借助集成的OPC UA服务器,通过配方和结果管理,可以向工业网络中的每个客户端提供推理任务及其结果。

我们的目标必须是持续不断地为工业应用开发工业相机和机器视觉产品,并简化其使用方法。OPC UA为将最先进的技术轻松、快速地集成到工业应用中铺平了道路。

— IDS的OPC UA专家Maximillian Keller —

为何选择OPC UA?

OPC UA是设备、机器和服务之间(甚至不同部门)之间交换数据和信息的关键技术。凭借供应商独立性、可扩展性和通信安全性等功能,工业协议现在正成为工业4.0中的开放标准。这也是由于OPC UA通过任何TCP/IP 网络中的Web协议工作,使通信完全独立于平台。所有这一切促进了IT标准的迅速传播。因此,OPC UA设法辐射并连接整个工厂。如果不需要通过不同的协议读取、转换和同步数据,则所有物理层和基于以太网的现场总线直到云端之间的统一交换将极大地简化工程开发。

OPC UA统一了设备之间的语言,并定义了设备如何向客户描述自己,或者设备提供哪些信息以及提供哪些服务。其优点是,机器数据不仅可以传输,而且可以通过机器可读的形式进行语义描述。OPC UA使用所谓的配套规范,全面"描述"特定行业的设备,从而提供专有设备信息的通用和简化视图,而内容可以随供应商不同而不同,相当于黑匣子。

可用的设备服务(在IDS NXT推理相机复杂图像处理任务的情况下)由OPC UA封装在函数块中,即所谓的"配方"中。自动化工程师或用户无需了解它们的确切操作模式即可使用。同样,对特殊应用程序的必要和复杂设置会被汇总并保存在配置数据记录中。无需详细了解特定于设备的设置选项,这些"预设"可帮助用户以最佳方式调整设备以执行特殊配方。这简化了应用程序工作流程中新设备的集成过程和调试。

自描述推理相机 - "你好!工业4.0"

在自动化和工业物联网领域,有许多设备和传感器提供服务和信息。为此,它们必须充当OPC UA网络中的服务器。根据客户图像处理所需的信息,它可能需要连接到其中几台服务器。工业相机等图像供应商本质上不是典型的OPC UA设备,因为它们不提供直接可用的信息,即:结果。这与具有独立评估功能的智能相机不同。特别是对于IDS NXT推理相机等嵌入式视觉设备,OPC UA是工业4.0中自我描述的完美语言。作为第一台具有OPC UA服务器的推理相机,它们可以直接由控制制造商使用。推理相机的工作方式就像视觉传感器,而非图像传感器。它们直接提供处理结果,而且由于其灵活的操作模式,还可以在OPC UA环境中提供可变信息和服务。

通过OPC UA直接集成IDS NXT相机
通过OPC UA直接集成IDS NXT相机

按下按钮即可更改产品

相机通过视觉应用提供图像处理任务及其结果,这些应用像智能手机上的应用程序一样容易使用和更改。在硬件方面,相机平台由并行工作的FPGA支持,该FPGA可以在运行时进行编程,并且作为AI加速器,它可以加速许多已知的神经网络架构。专用处理器的快速重新配置在面向未来、保持较低的经常性成本和上市时间方面提供了额外的优势。此外,可以在运行时在多个加载的CNN之间切换,这些转换可以在几毫秒内实现。在工业网络中,视觉应用的使用与OPC UA配方和配置管理完全关联,因此,用户可以实现按下按钮即可更改产品。

即插即用

IDS NXT相机的不同视觉应用的设备信息和结果数据由OPC UA信息模型和机器视觉系统作为面向对象的数据结构的配套规范公开。每个客户都可以使用它来获取所需的信息,甚至被告知更改。因此,通过OPC UA进行统一通信为使用新设备"即插即用"奠定了基础。因此,IDS NXT推理相机可以快速轻松地在OPC UA网络中用作机器视觉系统。因此,调试时间缩短并简化为最低。

接口合并

通过REST(代表状态传输)网络服务和OPC UA工业协议,它们提供了标准化的、独立于平台的接口,无需额外的软件或网关,就能与其他设备类轻松联网。此外,当涉及到使用关联的设置来配置推理任务,并且通过配方和配置在OPC中实现这些任务时,OPC UA是非常重要的接口。这是因为OPC UA规范本身不提供特定于设备和制造商流程的功能调用。由于图像处理系统在控制、操作模式以及使用的设置和数据方面很难比较。这使得在不过度限制单个系统功能或过度扩大通用接口的情况下创建标准变得困难。这意味着设备制造商可以将它作为独特卖点,OPC UA通信仍然可以实现简化和可扩展性。因此,OPC UA是IDS NXT相机的理想补充,可在工业环境中以兼容和可读的格式在工业环境中进行相机配置和基于视觉应用的推理任务。

OPC UA和设备特定的REST通信
OPC UA和设备特定的REST通信

您必须提高系统的可用性,以使复杂的任务易于掌握。然后,自动化专家可以充分利用他们的专业知识。

— IDS产品营销经理Patrick Schick —

可用性得到提高

仅实现机器视觉系统的功能是不够的,而要实现这些功能有时需要在网络上了解相关的专业知识。对于自动化工程师来说,机器视觉解决方案应该易于使用。然后,您自己可以描述在无需求助专家的情况下,必须如何处理图像。正是出于以上目的,我们开发了一体化推理相机解决方案IDS NXT ocean。它们非常易于使用,即使没有图像处理和AI知识也可以直观地实现复杂的分析。借助基于云的软件解决方案IDS NXT lighthouse,用户可以管理基于AI图像处理任务的应用图像,从而可以在数分钟内训练单个神经网络。仅需要三个步骤:根据应用程序上传训练图像,评估和标记训练图像,最后完全自动训练所需的网络,然后即可在IDS NXT相机上运行。用户只需要了解其图像和评估知识,即可可靠地识别甚至差异很大的对象,例如对不同类型的水果进行分类或检测水果上的受损区域。使用OPC UA,现在也可以通过标准化通信来对功能块进行所需的封装。这使得工业图像处理和PLC联系更为紧密。

通过软件更新实现前瞻性

由于基于应用程序的概念,IDS NXT相机平台与智能手机一样通用。用户可以快速设置和更改重复执行的任务,例如读取代码、字符或车牌,以及查找、测量、计数或识别物体。借助诸如“Classifier”和“Object Detector”之类的视觉应用程序,可以使用整套解决方案来对图像组件进行分类或使用人工智能来识别特定对象。另一方面,IDS NXT Vision App Creator SDK允许开发人员和AI专家通过创建单独的视觉应用来更深入地了解系统,从而使他们能够根据自己的需求更好地定制IDS NXT相机。因此,设计可能性和应用场景几乎无限。

而且AI技术的发展如此迅速,以至于每个月都会增加新的框架和架构。因此,IDS不断开发相机平台,并通过软件更新提供新功能和工具。这使得用户无需购买新硬件即可扩展其IDS相机的功能。

推理4.0

IDS NXT推理相机具有简单的易用性以及非常灵活和可扩展的部署选项,可为OPC UA网络直接提供可操作的过程决策。这样可以节省自动化时间和成本,并确保快速集成到工厂中。借助OPC机器视觉配套规范,跨制造商和跨行业的通信技术提供了理想的接口扩展,可以轻松地通过IDS NXT嵌入式系统的基于AI的“配方”轻松“改善”工厂自动化流程。由于既不需要图像处理知识也不需要机器学习,因此IDS NXT推理相机是工业4.0的里程碑式的产品。