Soluzioni edge & cloud per il manifatturiero. Advantech è in prima linea per supportare le aziende nello sviluppo dell’iFactory, la fabbrica intelligente abilitante l’ottimizzazione dell’ambiente di produzione. Uno stack tecnologico hardware e software in continua evoluzione, che permette di capitalizzare il valore del machine learning e dell’intelligenza artificiale generativa. Accanto all’edge computing, che abilita soluzioni di real time monitoring – di efficienza energetica, di asset management, di manutenzione predittiva e di quality inspection – sono stati rilasciati i nuovi dispositivi edge per l’IA generativa. «Modelli di IA prima disponibili solamente on-line potranno andare essere installati completamente on-premise”, afferma Marco Zampolli, Industrial Iot product sales director di Advantech.
Una tecnologia con un form factor scalabile per far girare algoritmi basati su specifici dataset informativi: potranno dare risposte puntuali e accurate a tutti gli stakeholder di fabbrica, a operatori a capireparto a direttori di stabilimento, sullo stato di funzionamento di una singola macchina o di interi stabilimenti». Tecnologia edge a standard industriale, “secured by design”, che permette a oem e system integrator di implementare servizi iFactory in modalità plug & play.
Un mercato in piena espansione. Market Business Research prevede che il entro 2027 gli investimenti in smart equipment possano raggiungere i 4,9 trilioni di dollari. Crescita sostenuta dall’intelligenza artificiale, tradizionale e generativa. Secondo Gartner, nel 2025 la sola spesa per hardware e software AiIot sarà di 450 miliardi di dollari. Il trasferimento tecnologico delle nuove soluzioni viene accelerato dall’ecosistema di partner Advantech, system integrator e independent software vendor in grado di consegnare al cliente la soluzione finale.
La strategia della multinazionale taiwanese, fatturato sopra i 2 miliardi di dollari, ha intanto l’obiettivo di consolidare ed estendere l’integrazione di dispositivi e soluzioni edge-AIoT con la piattaforma cloud Wise-IoT, la suite software che consente il monitoraggio real-time di macchine e plant produttivi per un processo decisionale basato sui dati.
«L’iFactory mira ad aumentare l’efficienza operativa e la produttività sfruttando le informazioni ottenibili dai dati acquisiti all’edge», dice Zampolli. Uno scenario in piena trasformazione, all’interno del quale l’intelligenza artificiale generativa migliorerà l’accesso alle informazioni e il decision making di tutti i reparti di un’impresa manifatturiera. Il piano industriale del gigante dell’automazione prevede lo sviluppo della GenAI in tre aree chiave: sviluppo prodotto, produzione e gestione della supply chain, dove le soluzioni saranno focalizzate sul miglioramento della trasparenza e della flessibilità della catena di fornitura per ottimizzare il livello di scorte. «L’IA potrà analizzare i dati per individuare potenziali criticità prima che si verifichino, e fornire suggerimenti per adottare contromisure tempestive e risolutive. Nell’insieme, machine learning e IA generativa, migliorano l’efficienza operativa, automatizzano i processi e riducono gli errori umani, liberando le persone dalle mansioni ripetitive», sottolinea Zampolli. Ecco i nuovi dispositivi edge per la Gen Ai introdotti da Advantech e le soluzioni per asset management, manutenzione predittiva e ispezione visiva che danno vita all’Intelligent Factory.
Edge per IA generativa: dispositivi scalabili e modulari per una produttività algoritmica
«L’IA generativa esiste già nel cloud. Noi la portiamo sull’edge», dice Zampolli. Edge-cloud, un’opzione fondamentale. «Tipicamente si tende a preferire la soluzione cloud perché ha minori costi di gestione, ma per molti il problema è avere una connessione molto potente. In ambito produttivo il volume di dati e la velocità di esecuzione non sempre è compatibile con questa logica elaborativa, spiega Zampolli. Se devo chiedere a ChatGpt come stanno andando le macchine devo avere risposte immediate. Il nostro edge è un box in grado di far girare un algoritmo GenAI senza connessione a internet, perfettamente integrabile in tutte le linee di produzione». Edge, quindi, non soltanto come aggregatore di dati, ma come server elaborativo, una logica che viene già applicata in soluzioni di machine learning. «Il principio è lo stesso: raccolta e analisi dati, tradizionale o generativa». Hardware che va comunque definito e selezionato in funzione della scala del caso d’uso. «I modelli devono servire una macchina o più macchine e linee di produzione? Abbiamo dispositivi per un uso differenziato e incrementale: piccoli edge ultracompatti, delle dimensioni di 10 x 10 cm, oppure server con potenza di calcolo espandibile attraverso schede gpu Nvidia». Un hardware fanless, senza sistema di ventilazione, progettato in logica rugged, appositamente studiato per essere utilizzato in ambienti di fabbrica.
Mic-733: il dispositivo edge per l’IA generativa
Generative AI con Mic-733-AO basato su Nvidia Jetson Agx Orin ovvero come trarre beneficio da maggiore immediatezza, sicurezza avanzata e costi di connettività ridotti rispetto all’IA generativa in cloud. «I modelli Generative AI offrono un modello fondazionale gratuito che consente la personalizzazione e riduce drasticamente i tempi di sviluppo, dice Zampolli. Gli sviluppatori possono sfruttare la tecnica di Retrieval-Augmented Generation per connettere Llm alla knowledge base aziendale, un approccio che evita le più complesse attività di addestramento dei modelli generativi». Insomma, nello smart manufacturing l’edge computing avvicina l’elaborazione e l’analisi ai dispositivi IoT e alle attrezzature di produzione, consentendo tempi di risposta più rapidi. I vantaggi? Intelligenza distribuita: con l’elaborazione dei dati vicino ai dispositivi, l’edge consente di prendere decisioni in modo più autonomo e rapido, senza dover dipendere sempre da un sistema centrale. Resilienza: anche in caso di problemi di connessione con il cloud, i processi decisionali possono continuare a funzionare grazie all’elaborazione locale dei dati. Scalabilità: l’edge facilita l’aggiunta di dispositivi e sensori alla rete di produzione senza sovraccaricare il sistema centrale. In sintesi, Advantech offre una gamma completa di strumenti per lo sviluppo e l’implementazione di soluzioni di intelligenza artificiale direttamente sui dispositivi edge, eliminando la necessità di inviare costantemente dati al cloud per l’elaborazione.
Asset management & predictive maintenance edge to cloud. L’esempio dell’algoritmo sviluppato per l’analisi vibrazionale dei motori
La manutenzione predittiva utilizza analisi avanzate e algoritmi di machine learning per anticipare i guasti delle apparecchiature prima che si verifichino. Nell’iFactory di Advantech gli algoritmi di rilevamento delle anomalie vengono utilizzati per individuare in tempo reale malfunzionamenti delle apparecchiature, incongruenze di processo e difetti di qualità. «Identificando in modo proattivo le anomalie, gli operatori possono prevenire costosi fermi di produzione, ridurre al minimo i difetti del prodotto e ottimizzare l’efficienza produttiva, dice Zampolli. Una volta acquisito il dato posso sviluppare tutte le logiche di controllo con visualizzazione delle performance su dashboard dedicate. Le informazioni raccolte dal campo convergono nel cloud, creando un data Lake dove si analizzano i dati di produzione attraverso app dedicate». Un esempio è la soluzione di monitoraggio delle vibrazioni per una manutenzione predittiva di motori e compressori.
«Utilizziamo un sensore a batteria, senza cavi aggiuntivi. Una volta installato sul rotore acquisisce i dati e li invia al gateway Iot mediante LoraWan che si preoccupa di smistarli al cloud o al server edge deputato all’elaborazione per poi rendere disponibile l’informazione relativa allo stato di funzionamento dell’asset, racconta Zampolli. Posso sapere se funziona bene o male se avrà un problema critico nei prossimi giorni settimane o mesi». Soluzione che rientra nell’ambito del predictive health monitoring o phm. «Per implementarla non servono skill particolari o esperti di data engineering», sottolinea Zampolli.
Quality Inspection, sistemi edge per l’ispezione visiva e l’ottimizzazione delle linee di produzione
L’insieme di servizi e soluzioni iFactory di Advantech crea una relazione sinergica tra i dati dei sensori e l’intelligenza artificiale. Distribuiti in modo capillare raccolgono metriche sulle prestazioni delle macchine in tempo reale, consentendo manutenzione proattiva, l’identificazione delle inefficienze di processo e decisioni basate sui dati. «L’intelligenza artificiale sta migliorando la produttività industriale riducendo i tempi di fermo, i costi e consentendo un processo decisionale in tempo reale», dice Zampolli. Nell’ambito dell’ispezione visiva una nota multinazionale europea che opera nel settore delle bevande ha per esempio implementato una soluzione di controllo della qualità con un sistema AI-based di monitoraggio automatizzato 24 ore su 24, 7 giorni su 7.
La soluzione combina le piattaforme software e i sistemi di inferenza artificiale su dispositivi edge fanless Mic711 basati su gpu Nvidia. «Il produttore necessitava di una soluzione da integrare con le linee di produzione esistenti e doveva supportare velocità di elaborazione elevate per consentire il calcolo in tempo reale e l’inferenzia sull’edge. Doveva inoltre essere flessibile e scalabile per adattarsi a future espansioni», spiegano i tecnici di Advantech. «L’IA ha un enorme potenziale per le ispezioni automatizzate, apprende modelli dai dati, generalizzandoli ed eseguendo costantemente attività ripetitive, monitorando processi di produzione in rapido movimento». In ambito di quality inspection Advantech ha anche introdotto una smart camera con integrato un motore IA basato su tecnologica Nvidia. «Acquisizione e analisi delle immagini, tutto avviene su uno stesso hardware dalle dimensioni più compatte. Si guadagna spazio e si crea efficienza energetica poiché la soluzione integra hardware che solitamente vengono utilizzati separatamente. Insomma, un singolo dispositivo riesce a fare quello che veniva fatto da più dispositivi. Più produttività e più efficienza energetica», dice Zampolli.
Il forte connubio tra Advantech e Nvidia permette di mettere a disposizioni dei clienti sempre l’ultima tecnologia a disposizione declinata nella forma di cui il cliente necessita (Smart cameras, fanless box, moduli Mxm, Gpu). Essendo l’intelligenza artificiale una simbiosi tra piattaforma hardware e soluzione software è necessaria l’interazione con un indipendent software vendor in grado di realizzare la piattaforma e i modelli da utilizzare per rendere l’Intelligenza Artificiale efficacie. A tal proposito Advantech ha una vasta rete di collaborazioni con gli isv per poter dare al cliente finale la soluzione di IA che ottimizzi i suoi processi sia che essi siano.
(Ripubblicazione dell’articolo del 13 giugno 2024)
