Platformy Neousys napędzane GPU

Przyszłość AGV zaczyna się już dziś!

Zanim wynaleziono pojazdy sterowane automatycznie (AGV) podnoszenie dużych ciężarów w fabrykach i magazynach było zadaniem maszyn i sterujących nimi ludzi. Proces ten często wymagał zaangażowania wielu osób i był czasochłonny, a możliwości składowania zapasów materiałowych i lokalizacje nierzadko okazywały się ograniczone przez nieefektywność transportu lub samą wagę materiałów.

Pierwszy krok w rozwoju stanowiło pojawienie się AGV z silnikami elektrycznymi – projektowano je i programowano przede wszystkim do wykorzystania w przemyśle (kontrole lub transport ciężkich materiałów do zakładów produkcyjnych i magazynów fabrycznych). Wstępnie zaprogramowana automatyka, potencjał różnych zastosowań i fakt, że pozwalały one na ciągły transport cięższych przedmiotów (np. zmontowanych podzespołów samochodowych, palet, arkuszy/walców metalowych itd.), przyniosły możliwość efektywnego sortowania składowanych zapasów. Pojazdy AGV mogą odtąd pracować całą dobę przy minimalnej liczbie pracowników, a jednocześnie efektywnie wykonywać zadania, co znacząco zwiększa ogólną produktywność.

Krok drugi – samodzielne i bezobsługowe systemy wizyjne

Większość urządzeń AGV (niezależnie od przeznaczenia) porusza się bezkolizyjnie po swojej trasie dzięki specjalnym czujnikom, kierując się znacznikami (kable, lasery, magnesy itd.). Środowisko, w którym pracują, musi być zatem zaaranżowane tak, by prowadziło maszynę „po sznurku” i ograniczało możliwość błędu.

W takiej sytuacji podłączenie systemu wizyjnego do AGV przynosi szereg usprawnień:

• koniec czujników, listew i magnesów kierowania montowanych w podłodze. Ruch AGV odbywa się odtąd dzięki elementom hardware’u, a zdolność do "widzenia" i samodzielnej nawigacji oraz brak zapotrzebowania na sprzęt nawigacyjno-kierujący sprawiają, że AGV staje się inteligentniejszy, skuteczniejszy i efektywniejszy niż wcześniej;
• minimalny sygnał bezprzewodowy wymagany do pracy. Niektóre fabryki wdrażają całą infrastrukturę sieciową Wi-Fi do kierowania AGV. Pokrycie "martwych punktów" hali produkcyjnej często wymaga dodatkowych routerów Wi-Fi do obsługi małych obszarów bez sygnału. Nie jest to skuteczna metoda, ponieważ sygnał staje się optymalny tylko wtedy, gdy nie znajduje przeszkód na swojej drodze. Jednak w codziennej rzeczywistości przedsiębiorstwa (np. zakładu produkcyjnego) pojazdy lub inne elementy wyposażenia ciągle zmieniają położenie, stając na ścieżce sygnału i osłabiając go;
• niezależna praca = większa efektywność i funkcjonalność. Integracja nawigacji i systemu wizyjnego oznacza, że AGV może działać bardziej efektywnie oraz samodzielnie. Przekłada się to na niższe koszty konserwacji w przyszłym czasie.

Poza prostym składowaniem półproduktów lub gotowych produktów system wizyjny zapewnia także strumieniowanie obrazu, a nawet analizę wideo.

Wiele zalet platformy neousys napędzanej GPU

Kompaktowa, zróżnicowana i unikatowa

Oprócz niewielkich rozmiarów i faktu, że z powodzeniem mogą pracować jako sterownik główny w samobieżnym pojeździe, systemy Neousys cechuje również:

• optymalizacja pod kątem wydajności i zużycia energii. Certyfikat NVIDIA gwarantuje optymalizację wydajności CPU i GPU. Platformy Neousys GPU sprawiają, że żaden impuls elektryczny nie idzie na marne. Zastosowanie energooszczędnego sprzętu w AGV zapewnia także dłuższą pracę na jednym ładowaniu akumulatora. Napędzana GPU platforma Neousys Technology jest oparta na mocnych podzespołach Tesla i Quadro oraz wydajne energetycznie podzespołach NVIDIA Jetson AGX Xavier, dzięki czemu spełni wszystkie stawiane przed nią wymagania;
• szeroki zakres mocy wyjściowej. Ponieważ w zastosowaniach motoryzacyjnych i przemysłowych często wykorzystuje się nieregulowane napięcia wejściowe, mogą w nich występować nieprzewidywalne stany przejściowe energii. Systemy Neousys GPU obsługują szeroki zakres napięcia wejściowego prądu stałego, od 8 do 48 VDC – co oznacza, że całość jest znacznie bardziej niż dotąd stabilna i niezawodna, nawet w tak trudnych warunkach;
• unikalne funkcje połączeń. Jedną z zalet wspomaganych przez GPU platform Neousys są rzadko spotykane i przydatne funkcje łączności. Przykładem Gigabit 802.3at w portach PoE+, które podają 25,5 W do zasilania kamer przemysłowych oraz GigaE do zastosowań systemów wizyjnych i łączności magistrali CAN (komunikacja systemu z innymi urządzeniami wbudowanymi).

Polecane produkty   Nuvo-7166GC – wzmocniona platforma obliczeniowa GPU – obsługa procesora NVIDIA Tesla T4 i Intel Core 9./8. generacji przy użyciu podwójnego PCIe   Nuvo-7164GC – wzmocniona platforma obliczeniowa GPU – obsługa procesora NVIDIA Tesla P4/T4 i Intel Core 9./8. generacji   NRU-120S – NVIDIA Jetson AGX Xavier AI NVR do inteligentnej analizy wideo   NRU-110V – obsługa platformy NVIDIA Jetson AGX Xavier Edge AI – obsługa 8x GMSL – obsługa kamer samochodowych – obsługa Ethernet 10G   POC-500 – ultrakompaktowy wytrzymały komputer z wbudowanym procesorem AMD Ryzen V1605B/V1807B – interfejsy 4x PoE+ i MezIO   POC-300 – ultrakompaktowy wytrzymały komputer Intel Pentium N4200 lub Atom E3950 – szyna DIN – praca bezwentylatorowa – interfejsy GbE i PoE

Opatentowana konstrukcja termiczna do pracy w (NAPRAWDĘ!) szerokim zakresie temperatur

W przypadku instalacji w pomieszczeniach zamkniętych komputery mają najczęściej problemy ze spadkiem wydajności. Winny jest zły lub niemal zerowy przepływ powietrza, co powoduje przegrzewanie układu.

Systemy Neousys Technology nie korzystają z istniejących, gotowych rozwiązań typu „barebone”. Zamiast tego są wyposażone w opracowane od podstaw i opatentowane konstrukcje termiczne. Bezwentylatorowe rozwiązania Neousys różnią się od konkurencji na wiele innowacyjnych sposobów:

• izolacja podzespołów wytwarzających ciepło. Wszystkie podzespoły wytwarzające ciepło umieszczono u góry. Taka lokalizacja umożliwia im bezpośredni kontakt z radiatorem i w efekcie skuteczne rozpraszanie ciepła;
• równomierne rozmieszczenie komponentów, zapobiegające przegrzewaniu. Podzespoły wytwarzające ciepło są równomiernie rozłożone wzdłuż górnej części PCB;
• ekstremalnie efektywna warstwa termoprzewodząca klasy premium. W bezwentylatorowych systemach Neousys znajdziesz zaledwie jedną warstwę termoprzewodzącą między podzespołami wytwarzającymi ciepło a radiatorem zewnętrznym. Dzięki temu przewodzenie ciepła jest bezpośrednie i efektywne;
• unikatowa konstrukcja mechaniczna i termiczna na poziomie samych założeń.

Ponieważ producent odrzucił gotowe rozwiązania, bezwentylatorowy system Neousys został zaprojektowany od zera i stworzony tak, by zapewnić maksymalną efektywność termiczną. Dzięki temu urządzenia są zdolne do pracy w naprawdę szerokim zakresie temperatur, od –25°C do 70°C, w trybie 24 h na dobę. Konstrukcja o bardzo wysokiej efektywności rozpraszania ciepła gwarantuje stabilność systemu podczas pracy oraz trwałość podzespołów elektronicznych;

Opatentowane gniazdo GPU – odporność na wstrząsy i drgania

W ruchomym pojeździe wstrząsy i drgania to codzienność, której muszą sprostać wbudowane urządzenia. Jednym z podzespołów komputera o najwyższej wrażliwości na te czynniki jest bez wątpienia twardy dysk. Możliwe rozwiązanie to instalacja dysku SSD, ale jak ustabilizować kartę graficzną w takim środowisku? W celu rozwiązania tego problemu firma Neousys zaprojektowała i opatentowała regulowane gniazda kart graficznych GPU. Dzięki temu wspomagany przez GPU system, po odpowiedniej regulacji karty, może być w pełni odporny na wstrząsy i drgania.

Najnowsze rozwiązania

Rozwój technologiczny czujników i systemów wizyjnych w ciągu ostatnich lat zdecydowanie zwiększył popularność takich technologii w pojazdach AGV. Ma to swoje uzasadnienie. W przeciwieństwie do innych AGV wymagających odpowiedniego wdrożenia i obecności specjalnych urządzeń w wybranej lokalizacji, samojezdne pojazdy wspierane systemami wizyjnymi są nowocześniejszym rozwiązaniem.

Dlaczego?

M.in. dlatego, że korzystają z najnowszych technologii samodzielnej jazdy, czujników i wspomnianych systemów wizyjnych. Wykorzystują je do nawigacji, nauki i mapowania obiektu podczas manewrów. Oprócz rozpoznawania obiektów i ścieżek na obrazach 360° obsługują także wejścia map obiektów 3D, które pomagają znajdować drogę w nowym środowisku niemal natychmiast po wdrożeniu.

Natychmiastowe wdrożenie umożliwia im podjęcie się takich zadań, jak lokalizacja konkretnych obiektów lub skanowanie obrazów pod kątem pustej/zajętej przestrzeni, co pozwala korygować agregację materiałów na bieżąco.

AGV z systemami wizyjnymi oferują większą elastyczność, ponieważ zmiany środowiskowe nie wpływają na ich zdolność do poruszania się w konkretnej przestrzeni. Będą więc automatycznie uczyć się, rejestrować zmiany i w razie potrzeby unikać kolizji. W dłuższej perspektywie takie pojazdy stają się samoczynnie coraz bardziej niezależne i ekonomiczne, ponieważ nie wymagają przekształcania otoczenia, aby prawidłowo funkcjonować.

W przyszłości, gdy dany obiekt produkcyjny czy magazynowy zostanie rozbudowany, można przesłać zaktualizowaną lub nową mapę bazy do samojezdnego AGV z systemem wizyjnym i natychmiast skierować go do pracy!

Jak to działa w praktyce?

Transport na ostatnim etapie

Jedno z rozwiązań, dotyczących budowy autonomicznego robota mobilnego poziomu 4, z wykorzystaniem wytrzymałych systemów wbudowanych Neousys, było przeznaczone dla fabryki o powierzchni ponad 130 tys. m², produkującej na potrzeby takich rynków, jak dostawa żywności i materiałów, mobilny handel detaliczny i bezpieczeństwo. W efekcie podjętych działań kilka pojazdów AGV, pracujących w hali produkcyjnej, jest dziś całkowicie autonomicznych, choć są też w stanie działać w stanie hybrydowym, zależnie od zadania lub obszaru. Tryby można zmieniać płynnie.

Wśród kluczowych zalet decydujących o wyborze przez klienta systemów wbudowanych Neousys znajdowały się:

• kompaktowe wymiary,
• minimalne zużycie energii
• duża moc obliczeniowa (CPU+GPU),
• odporność na wstrząsy i drgania,
• stabilność pracy,
• port magistrali CAN,
• port PoE+,
• izolowane porty komunikacyjne.

Zastosowanie AGV w elektrowni

Możliwość wdrożenia AGV poziomu 4 w terenie przynosi wiele korzyści, zwłaszcza jeśli warunki pracy są szczególnie niebezpieczne. Dotyczyło to jednej z elektrowni – zakładu wytwarzającego silne pola magnetyczne, powodujące długotrwałe problemy zdrowotne u pracowników.

AGV poziomu 4 wysłane w taki teren stały się oczami każdego operatora – dzieje się tak dzięki strumieniowaniu wideo na żywo (w czasie rzeczywistym) lub analizie zdjęć. Brak zagrożeń dla ludzkiego zdrowia jest najlepszym uzasadnieniem tej inwestycji.

O wyborze systemów wbudowanych Neousys zdecydowały:

• zgodność z systemem operacyjnym Linux,
• kompaktowe wymiary,
• minimalne zużycie energii,
• izolowane porty komunikacyjne.

AMR – paletowe wózki widłowe w fabryce

Nasze urządzenie pełni tu funkcję procesora wózka widłowego, kierowanego przy użyciu taśmy magnetycznej lub kolorowej. Rozwiązanie zostało zakupione w 2012 r., gdy technologia autonomicznego kierowania nie była jeszcze tak łatwo dostępna. Obecnie wózek widłowy AGV poziomu 4 nie wymaga już taśmy do kierowania ruchem; potrafi rozpoznawać i omijać obiekty w otoczeniu. Ponadto może być wyposażony w inne funkcje, takie jak strumieniowanie wideo na żywo i stanowi doskonałe narzędzie w pracy z regałami paletowymi w magazynie.

Czynnikami decydującymi o wyborze systemów wbudowanych Neousys przez tego klienta były:

• moc obliczeniowa CPU,
• kompaktowe wymiary,
• port magistrali CAN.

Elmark Automatyka
tel. 22 773 79 37
ul. Bukowińska 22 lok. 1B 02-703 Warszawa
elmark@elmark.com.pl
www.elmark.com.pl