레시피에 의한 인퍼런스

OPC UA는 AI 기반 이미지 처리를 필드 레벨로 도입합니다

산업용 어플리케이션의 중요한 구성 요소는 머신 비전 시스템으로, 이는 점점 더 정밀해지고 지능적으로 동작합니다. OPC UA와 같은 이더넷 기반의 산업용 프로토콜은 또한 어떤 노력이나 추가 하드웨어 없이 공장 자동화로 직접 통합될 수 있습니다. 턴키 솔루션(turnkey solution) IDS NXT ocean와 연계하여, 비전 앱 기반 운영 체제를 갖춘 IDS NXT 산업용 카메라는 자동화 엔지니어들의 빈틈없는 요구 사항을 충족합니다. 소프트웨어 업데이트를 통해 OPC UA가 장착되어, 네트워크의 "레시피 컬렉션"을 통해 AI 기능을 사용할 수 있게 하고, 현장 레벨로부터 기계 및 제어 레벨로 결과를 직접 통신하게 만듭니다. 정말 쉽습니다. 즉, IDS NXT 카메라는 단순한 빌딩 블록(building block)이 아니라 인더스트리 4.0 시스템의 이정표(milestone)입니다.

비록 인퍼런스 어플리케이션을 위한 레시피가 포함된 쿡북(cookbook)이 아직은 매장에 없지만, 올인원 인퍼런스 카메라 솔루션 IDS NXT ocean과 함께 인공 지능에 대한 사전 지식 없이도 여러분 자신의 이미지 데이터로 AI 분류기를 훈련시킬 수 있고, 이를 IDS NXT 카메라 상에서 즉시 실행 가능합니다. 통합된 OPC UA 서버 덕분에, 인퍼런스 작업과 그 결과를 레시피 및 결과 관리를 통해 산업 네트워크의 모든 클라이언트에게 사용 가능하도록 만들 수 있습니다.

"목표는 산업용 카메라와 산업용 머신 비전 제품을 지속적으로 더 개발하고, 제어하기 쉽도록 만드는 것이어야 합니다. OPC UA는, 산업용 어플리케이션들에 최첨단 기술을 쉽고 빠르게 통합할 수 있는 길을 열어줍니다."

— Maximillian Keller, IDS의 OPC UA 전문가 —

왜 OPC UA일까요?

심지어 다른 부문들에서도, OPC UA는 장치, 기계 및 서비스 간에 산업에서 데이터와 정보를 교환하기 위한 핵심 기술입니다. 산업용 프로토콜은 공급 업체 독립성, 확장성 및 통신 보안과 같은 기능들을 통해 Industry 4.0에서 개방된 표준으로 점점 더 자리를 잡고 있습니다. 이는 또한 OPC UA가 어떠한 TCP/IP 네트워크에서도 웹 프로토콜을 통해 동작하여, 통신을 완전히 플랫폼 독립적으로 만드는 사실 때문입니다. 이 모든 것이 IT 표준의 급속한 확산으로 이어졌습니다. 따라서, OPC UA는 공장 전체에 미치면서 곳곳을 연결하게 되었습니다. 클라우드까지의 이더넷 기반의 필드버스들 및 모든 물리적인 레이어들에 걸친 균일한 교환은, 만약 데이터가 다른 프로토콜을 통해 판독, 변환, 및 동기화될 필요가 없으면, 엔지니어링 노력을 대폭 단순화합니다.

OPC UA는 장치들 간의 언어를 통일시키고 장치가 클라이언트들에게 자신을 어떻게 설명할지 또는 어떤 정보 및 어떤 서비스를 제공할지를 정의합니다. 장점은, 머신 데이터가 전송될 수 있는 것은 물론, 머신 판독 가능한 형식으로 의미상 표현될 수도 있다는 것입니다. OPC UA는 “동반 사양(companion specifications)”을 사용하는데, 이것은 특정 산업의 장치를 포괄적으로 "설명"하여 장치 정보에 대한 일반화되고 단순화된 시야를 제공하는 반면에, 내용은 벤더에 특정되게 유지되고 블랙 박스로 취급됩니다.

사용 가능한 장치 서비스들 (IDS NXT 인퍼런스 카메라의 경우 복잡한 이미지 처리 작업)은 "레시피"로 불리는 기능 블록에서 OPC UA에 의해 압축됩니다. 단지 사용을 위해서는 정확한 동작 모드가 자동화 엔지니어나 사용자에게 알려질 필요가 없습니다. 마찬가지로, 특별한 어플리케이션에 대해 필요하고 때로는 상세한 설정들이 요약되고, 설정 데이터 레코드에 저장됩니다. 장치별 설정 옵션을 자세히 알 필요 없이, 이러한 "사전 설정"은 사용자가 특별한 레시피를 실행하기 위하여 장치를 최적으로 조정할 수 있도록 도와줍니다. 이를 통해 어플리케이션 워크플로에서, 새로운 장치의 통합 프로세스 및 시운전이 간소화됩니다.

자체-설명 인퍼런스 카메라 - "Hello Industry 4.0"

자동화 및 산업용 IoT의 세계에서, 서비스와 정보를 제공하는 많은 장치들과 센서들이 있습니다. 이를 위해, 장치들과 센서들이 OPC UA 네트워크에서 서버 역할을 해야 합니다. 클라이언트가 추가 처리를 위해 어떤 정보를 필요로 하는지에 따라, 여러 대의 서버들을 서로 연결해야 할 수 있습니다. 산업용 카메라와 같은 이미지 공급업체들은, 사용할 수 있는 정보나 결과를 직접 제공하지 않기 때문에, 본래는 전형적인 OPC UA 장치들이 아닙니다. 독립적인 평가 기능을 갖는 지능형 카메라와는 상황이 다릅니다. 특히 IDS NXT 인퍼런스 카메라와 같은 임베디드 비전 장치의 경우, OPC UA는 Industry 4.0에서 자체-설명을 위한 완벽한 언어입니다. 자체 OPC UA 서버를 갖는 최초의 인퍼런스 카메라로, 제어 제조업체에서 직접 사용될 수 있습니다. 유연한 작동 모드로 인해, OPC UA 환경에서 결과, 가변 정보 및 서비스를 제공하는 비전 센서처럼 작동합니다.

OPC UA를 통한 IDS NXT 카메라의 직접적인 통합
OPC UA를 통한 IDS NXT 카메라의 직접적인 통합

버튼을 눌러 제품 변경

카메라는 이미지 처리 작업과 그 결과를 비전 앱을 통해 제공하고, 이는 스마트 폰의 앱만큼이나 사용하고 변경하기 쉽습니다. 하드웨어 측면에서, 카메라 플랫폼은 런타임에서 프로그래밍될 수 있는 병렬 처리 FPGA에 의해 지원되며, AI 가속기로서 이미 알려진 많은 신경망 아키텍처를 가속화할 수 있습니다. 전용 프로세서의 빠른 재설정은, 미래에도 사용 보장, 낮은 반복 비용, 및 출시 시간 측면에서 추가적인 이점을 제공합니다. 추가로, 로딩된 여러 CNN들 간의 전환은 수 밀리초 내의 런타임에서 수행될 수 있습니다. 비전 앱의 사용은 OPC UA 레시피 및 설정 관리에 의해 산업용 네트워크에서 완전히 맵핑되므로, 예를 들어 버튼을 눌러 제품 변경을 가능하게 합니다.

플러그 앤 프로듀스

IDS NXT 카메라의 서로 다른 비전 앱들의 장치 정보 및 결과 데이터는, OPC UA 정보 모델 및 머신 비전 시스템의 동반 사양에 의해 객체 지향 데이터 구조로 공개됩니다. 모든 클라이언트는 이를 사용하여 필요한 정보를 얻거나 변경 사항에 대한 정보를 통지받을 수도 있습니다. 따라서 OPC UA를 통한 통일된 통신은 새로운 장치들과 함께 "플러그 앤 프로듀스"에 대한 기반을 만듭니다. 따라서, IDS NXT 인퍼런스 카메라는 OPC UA 네트워크에서 머신 비전 시스템으로 빠르고 쉽게 사용될 수 있습니다. 따라서 최소한으로 시운전 시간이 단축되고 간소화됩니다.

인터페이스 결합

REST (Representational State Transfer) 웹 서비스 및 OPC UA 산업용 프로토콜은, 추가 소프트웨어 또는 게이트웨이 없이 다른 웹-사용 가능한 장치 클래스와 쉽게 네트워킹할 수 있는 표준화된, 플랫폼- 독립적인 인터페이스를 제공합니다. 게다가, 관련 설정으로 인퍼런스 작업을 설정하고 레시피 및 설정을 통해 OPC 세계에서 사용하는데 관한 한, 결정적인 인터페이스입니다. 이는 OPC UA 사양 자체가 장치별 및 제조업체별 프로세스에 대한 함수 호출을 제공하지 않기 때문입니다. 이미지 처리 시스템은 제어, 작동 모드, 및 설정과 사용되는 데이터 측면에서, 거의 비교될 수 없을 정도이기 때문입니다. 이로 인해, 개별 시스템의 기능을 제한하거나 일반 인터페이스를 너무 많이 과장하지 않고는 표준을 만들기가 어렵습니다. 즉, 장치 제조업체를 위한 고유의 강점들은 계속 가능하도록 유지되고, OPC UA 통신은 간결하고 확장 가능하게 유지됩니다. 그러므로, OPC UA는 카메라의 설정과 Vision App 기반의 인퍼런스 작업들을 OPC UA 클라이언트에게 호환, 판독 가능한 형식으로 접근할 수 있도록 IDS NXT 카메라를 이상적으로 보완합니다.

OPC UA 및 장치별 REST 통신
OPC UA 및 장치별 REST 통신

"복잡한 주제를 쉽게 익힐 수 있도록 시스템의 편의성을 개선해야 합니다. 그러면 자동화 전문가가 자신의 전문성을 최대한 활용할 수 있습니다."

— Patrick Schick, IDS의 제품 마케팅 매니저 —

한발 더 나아간 편의성

네트워크 상에 알려진 머신 비전 시스템의 기능을 단순히 만드는 것만으로는 충분하지 않고, 때로는 전문 지식이 필요합니다. 머신 비전 솔루션은 자동화 엔지니어에게 사용하기 쉬워야 합니다. 그러면 전문가에게 전화하지 않고도 어떻게 이미지가 처리되어야 하는 지를 여러분 스스로가 설명할 수 있습니다. 올인원 인퍼런스 카메라 솔루션 IDS NXT ocean은 정확히 이 어플리케이션을 위해 개발되었습니다. 이미지 처리 및 AI 지식 없이 복잡한 분석도 직관적으로 실현할 수 있을 만큼 그 이용이 간단합니다. 클라우드 기반 소프트웨어 솔루션 IDS NXT lighthouse로, AI 기반의 이미지 처리 작업을 위한 어플리케이션 이미지가 관리될 수 있고, 개별 신경망이 몇 분 내에 훈련될 수 있습니다. 단지 세 단계만 필요합니다: 훈련 이미지를 업로드하고, 어플리케이션에 따라 훈련 이미지를 평가하고 라벨링하며, 최종적으로 원하는 네트워크를 완전히 자동으로 훈련시키세요. 이제 IDS NXT 카메라에서 즉시 실행할 준비가 되었습니다. 서로 다른 유형들의 과일 분류 또는 과일에서 손상된 영역 감지와 같은, 매우 다양하게 변화하는 오브젝트들도 신뢰할 수 있게 식별하기 위하여, 사용자는 이미지 및 어플리케이션에 대한 지식만을 필요로 합니다. OPC UA와 함께, 표준화된 통신을 통하여 기능 블록들이 필수적으로 캡슐화되는 것이 이제 가능합니다. 이것은 마침내 산업용 이미지 처리와 PLC를 더욱 더 밀접하게 만듭니다.

소프트웨어 업데이트를 통하여 미래에도 사용 보장

앱 기반의 개념 덕분에, IDS NXT 카메라 플랫폼은 스마트폰만큼 다재다능 합니다. 오브젝트의 찾기, 측정하기, 개수 세기 또는 식별하기뿐만 아니라, 코드, 문자 또는 번호판의 판독하기와 같은 반복되는 작업들을 빠르게 셋업하고 변경할 수 있습니다. "Classifier" 및 "Object Detector"와 같은 비전 앱과 함께, 턴키 솔루션으로 이미지 컴포넌트를 분류하거나 인공 지능을 사용하여 특정 오브젝트를 식별할 수 있습니다. 반면에, IDS NXT Vision App Creator SDK를 통해, 개발자와 AI 전문가가 개별 비전 앱을 만들어 시스템에 대해 더 깊이 탐구할 수 있고, IDS NXT 카메라를 자신의 필요에 맞게 훨씬 더 잘 맞춤화할 수 있습니다. 따라서 설계 가능성과 어플리케이션 시나리오들은 사실상 무제한입니다.

또한, AI 기술은 매우 빠르게 발전하여 새로운 프레임워크와 아키텍처가 매달 추가되고 있습니다. 따라서, IDS는 지속적으로 카메라 플랫폼을 개발하고, 소프트웨어 업데이트를 통하여 새로운 기능들과 도구들을 제공하고 있습니다. 이로써, 사용자는 새 하드웨어를 구입하지 않고도 IDS 카메라의 성능과 가능성을 확장할 수 있습니다.

INFERENDUSTRY 4.0

간단한 편의성과 매우 유연하고 확장 가능한 배포 옵션으로, IDS NXT 인퍼런스 카메라는 직접적으로 실행 가능한 프로세스 결정을 OPC UA 네트워크에 제공합니다. 이를 통해 자동화에 드는 시간과 비용을 절약하고, 산업 공정(industrial plant)과의 신속한 통합을 보장합니다. OPC Machine Vision Companion 사양과 함께, 제조업체 간 및 산업 간 통신 기술은 IDS NXT 임베디드 시스템의 AI 기반의 "레시피"로 공장 자동화를 쉽게 "개선"할 수 있는 이상적인 인터페이스 확장을 제공합니다. 이미지 처리나 머신 러닝에 대한 사전 지식이 요구되지 않기 때문에, IDS NXT 인퍼런스 카메라는 Industry 4.0의 획기적인 사건입니다.