凌華科技自動(dòng)光學(xué)檢測(cè) (AOI) 解決方案采用Intel CPU、GPU，以及經(jīng)過(guò)OpenVINO toolkit優(yōu)化的AI模型，提供高精度的大規(guī)模視覺(jué)推理，減少制造過(guò)程中有關(guān)質(zhì)量保證的 間接成本。

人類的視覺(jué)和注意力無(wú)法滿足生產(chǎn)線上視覺(jué)產(chǎn)品檢測(cè)的需求。人類在從事高速和重復(fù)的判斷時(shí)，準(zhǔn)確性和可靠性就會(huì)下降。多年來(lái)，利用計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)來(lái)增強(qiáng)人類的工作流程，已經(jīng)成功地減少了疲勞并提高了準(zhǔn)確性和生產(chǎn)力。

現(xiàn)在，AI 的進(jìn)步進(jìn)一步改進(jìn)了這個(gè)模型，讓基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)（AOI），大幅減輕檢測(cè)人員的工作負(fù)擔(dān)。AOI系統(tǒng)使用相機(jī)傳感器來(lái)采集生產(chǎn)線上產(chǎn)品的圖像，然后通過(guò)算法分析這些圖像，并識(shí)別其缺陷和異常。這種流程適用于各種制造行業(yè)，具有改善質(zhì)量控制和降低成本的潛力。因此，預(yù)計(jì)到2032年1，全球細(xì)分市場(chǎng)的規(guī)模預(yù)計(jì)將增長(zhǎng)12.3%。

行業(yè)挑戰(zhàn)

當(dāng)制造型企業(yè)在規(guī)劃部署有關(guān)AI（包括 AOI）的解決方案時(shí)，都面臨著技術(shù)復(fù)雜性和計(jì)算要求的挑戰(zhàn)。由于失誤和缺乏關(guān)鍵的專業(yè)知識(shí)，項(xiàng)目有可能會(huì)被推遲或完全失敗。凌華科技利用一種易于實(shí)施的、高精度的AOI解決方案，幫助客戶克服這些障礙，縮短產(chǎn)品的上市時(shí)間并降低總體擁有成本，此外，還為不同的生產(chǎn)用例提供了靈活性。

凌華科技面向制造業(yè)的 AOI 解決方案

凌華科技在自己的生產(chǎn)線上進(jìn)行概念驗(yàn)證，部署了AOI解決方案來(lái)自動(dòng)執(zhí)行對(duì)嵌入式計(jì)算機(jī)的最終檢測(cè)。

該解決方案使用了六個(gè)相機(jī)從各個(gè)方向采集產(chǎn)品的圖像，在凌華科技MVP-5200系列緊湊型工業(yè)計(jì)算機(jī)上使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)幀進(jìn)行分析。該系統(tǒng)采用Intel Core i7-12700E處理器和凌華科技基于Intel Arc Graphics的MXM-AXe GPU模塊，為不同復(fù)雜度的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，提供了包括CPU、集成GPU和獨(dú)立GPU的各種靈活的組合。

視覺(jué)推理的準(zhǔn)確性是解決方案最重要的關(guān)鍵績(jī)效指標(biāo)（KPI）。凌華科技先進(jìn)制造技術(shù)中心經(jīng)過(guò)初步的測(cè)量發(fā)現(xiàn)，普通檢驗(yàn)員能夠以約每20秒一次的速度檢查一次產(chǎn)品，準(zhǔn)確率約為98%（具體取決于個(gè)人）。該團(tuán)隊(duì)將改進(jìn)結(jié)果作為主要目標(biāo)，并且采用AOI解決方案之后，成功地將每個(gè)產(chǎn)品的檢測(cè)時(shí)間縮短到一秒之內(nèi)，且準(zhǔn)確度高達(dá) 98.8%。2這一結(jié)果證明了在制造過(guò)程中可以節(jié)省檢查人員間接時(shí)間的巨大潛力。

凌華科技MVP-5200系列計(jì)算機(jī)采用第12代Intel Core處理器，融合了凌華科技多年積累的嵌入式系統(tǒng)工程方面的專業(yè)知識(shí)。其堅(jiān)固耐用的無(wú)風(fēng)扇設(shè)計(jì)非常適合在邊緣側(cè)運(yùn)行工業(yè)計(jì)算和AI引用，無(wú)論是Linux還是Windows。除了CPU及其強(qiáng)大的集成顯卡之外，該系統(tǒng)還通過(guò)凌華科技的MXM-AXe GPU模塊上的Intel Arc Graphics，提供額外的擴(kuò)展推理能力。

該平臺(tái)上可用于AI計(jì)算的硬件資源，包括在CPU（AVX-512、VNNI）和GPU（DP4a）中的特殊指令（用于加速向量和整數(shù)計(jì)算），以及獨(dú)立GPU模塊所提供的用于矩陣乘法的專用引擎（XMX）。

MVP-5200 系列計(jì)算機(jī)上的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算硬件加速

超級(jí)計(jì)算是Intel Deep Link技術(shù)的一部分，可以智能地平衡CPU和 GPU資源之間的計(jì)算工作負(fù)載。這種底層機(jī)制讓?xiě)?yīng)用程序能夠最大限度地利用Intel的硬件功能來(lái)加速計(jì)算。同樣，Intel OpenVINO推理引擎能夠結(jié)合Intel的平臺(tái)上（例如凌華科技的MVP-5200系列計(jì)算機(jī)）可用的CPU、集成GPU和獨(dú)立的GPU資源，支持AI工作負(fù)載。OpenVINO解決案采用開(kāi)放式的、非專有的編程模型，并且享有Intel有關(guān)硬件和軟件模塊的生態(tài)系統(tǒng)所帶來(lái)的諸多優(yōu)勢(shì)。

MVP-5200-MXM 計(jì)算機(jī)和MXM-AXe GPU 模塊

邊緣視覺(jué)分析 SDK 簡(jiǎn)化集成工作

為了加速機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用的開(kāi)發(fā)和部署，凌華科技在其AI視覺(jué)產(chǎn)品中嵌入了邊緣視覺(jué)分析(EVA)SDK，提供了運(yùn)行時(shí)（Runtime）和集成的開(kāi)發(fā)環(huán)境 (IDE)，以實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單直觀的操作，并支持Windows、Linux和Docker容器，它還包括了代碼示例和技術(shù)支持。

EVA SDK 功能

這個(gè)服務(wù)就緒的軟件平臺(tái)提供了即用型的開(kāi)源插件，支持工作流程的每個(gè)階段，包括從圖像采集和處理，到AI推理、后處理和分析。EVA還支持使用Python創(chuàng)建新的插件，這些插件可以與已提供的基于C的插件一起運(yùn)行。通過(guò)支持十多種相機(jī)協(xié)議和低代碼/無(wú)代碼GUI，讓開(kāi)發(fā)人員能夠快速創(chuàng)建概念驗(yàn)證(PoC)，以驗(yàn)證項(xiàng)目計(jì)劃，并增強(qiáng)對(duì)時(shí)間和預(yù)算投資的控制。

EVA SDK的基礎(chǔ)是開(kāi)源GStreamer媒體框架，它支持在應(yīng)用管道中使用硬件資源進(jìn)行媒體處理。EVA SDK使GStreamer的功能更加強(qiáng)大，并降低了邊緣AI視覺(jué)開(kāi)發(fā)的復(fù)雜性。該特性為復(fù)雜的管道提供了現(xiàn)成的支持，開(kāi)發(fā)效率更高。實(shí)施團(tuán)隊(duì)通過(guò)拖放功能組件來(lái)創(chuàng)建處理管道來(lái)構(gòu)建應(yīng)用程序。EVA支持多種推理引擎，包括針對(duì)英特爾硬件進(jìn)行優(yōu)化的OpenVINO。

快速、準(zhǔn)確的深度學(xué)習(xí)結(jié)果，由 OpenVINO 提供支持

Intel OpenVINO toolkit發(fā)行版包含在EVA SDK中，助力并簡(jiǎn)化在凌華科技AOI解決方案中快速、準(zhǔn)確地創(chuàng)建深度學(xué)習(xí)管道。凌華科技的團(tuán)隊(duì)利用該工具包簡(jiǎn)化了開(kāi)發(fā)的工作流程，釋放了寶貴的團(tuán)隊(duì)資源。使用 OpenVINO可實(shí)現(xiàn)一次寫(xiě)入、任意部署的模型，其算法可以跨硬件平臺(tái)進(jìn)行部署，包括CPU、集成GPU和獨(dú)立的GPU。基于Intel架構(gòu)的邊緣優(yōu)化模型，可以快速地進(jìn)行轉(zhuǎn)換和優(yōu)化，進(jìn)而大幅提高推理的準(zhǔn)確性，同時(shí)加速了開(kāi)發(fā)的進(jìn)程。

該解決方案的設(shè)計(jì)規(guī)范要求以每秒20幀的速率采集和分析輸入數(shù)據(jù)，以獲得強(qiáng)大的數(shù)據(jù)輸入流。為了滿足這一性能閾值，凌華科技的團(tuán)隊(duì)評(píng)估了許多神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，以確定每個(gè)模型的適用性。OpenVINO Toolkit包含了大量的針對(duì)Intel架構(gòu)優(yōu)化的模型，而且數(shù)量還在不斷地增加。這樣可以考慮比實(shí)際情況更多的模型，從而提高解決方案的質(zhì)量，同時(shí)減少開(kāi)發(fā)的工作量。凌華科技的AOI開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)在使用OpenVINO進(jìn)行開(kāi)發(fā)時(shí)，獲得了更多的受益，包括易于安裝、兼容多種模型格式和數(shù)據(jù)類型，以及面向低代碼開(kāi)發(fā)的GUI工具。這些優(yōu)勢(shì)結(jié)合起來(lái)可以提高開(kāi)發(fā)效率、靈活性和準(zhǔn)確性。

凌華科技軟件研發(fā)經(jīng)理Fencer Kao表示：

“ 使用OpenVINO進(jìn)行開(kāi)發(fā)，極大地節(jié)省了凌華科技的工程資源...... OpenVINO支持廣泛的模型，尤其是幫助我們的團(tuán)隊(duì)以更快、更經(jīng)濟(jì)的方式，將高質(zhì)量的AOI解決方案推向了市場(chǎng)。"

總結(jié)

凌華科技EVA所提供的平臺(tái)和編程模型，具有開(kāi)放性和可擴(kuò)展性的特點(diǎn)，這些優(yōu)勢(shì)使其成為一個(gè)理想的出發(fā)點(diǎn)，在制造業(yè)中實(shí)施更廣泛的AI部署。例如，額外的視覺(jué)計(jì)算工作負(fù)載可以支持工人安全監(jiān)控，如跟蹤接近危險(xiǎn)設(shè)備的距離以及個(gè)人防護(hù)設(shè)備的正確使用等等。機(jī)器人和其他自動(dòng)化系統(tǒng)與AI技術(shù)的結(jié)合，在工廠車間發(fā)揮著越來(lái)越大的作用，這種發(fā)展模式對(duì)制造業(yè)的未來(lái)至關(guān)重要。通過(guò)在生產(chǎn)的各個(gè)方面提高效率并節(jié)省成本，利用AI創(chuàng)新提高盈利能力的未來(lái)已經(jīng)逐步走向成熟。

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凌華科技是邊緣計(jì)算解決方案的全球領(lǐng)導(dǎo)廠商，解決方案包括加固級(jí)模塊與系統(tǒng)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集解決方案，以及實(shí)現(xiàn)人工智能+物聯(lián)網(wǎng)(AIoT)的應(yīng)用等。凌華科技是Intel Internet of Things Solutions Alliance優(yōu)選會(huì)員(Premier Member)，NVIDIA全球伙伴，并積極參與多項(xiàng)國(guó)際技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，包括Open Compute Project (OCP)、Object Management Group (OMG)和ROS 2技術(shù)指導(dǎo)委員會(huì)(Technical Steering Committee; TSC)。