PCなしで実現するエッジビジョン

検査システムから自律型プロセスモニタリングへ

従来、産業用画像処理は主に欠陥や異常の検出に重点が置かれていました。しかし現在では、プロセスの挙動を理解し、根本原因を特定することも同様に重要になっています。ユーザーは、特定のシステム状態がどのように発生し、なぜ不具合が生じるのかを把握したいと考えています。そのためには、関連する画像データを取得し、プロセスの分析やエラー原因の特定を行うための基盤を提供するシステムが必要です。同時に、そのようなソリューションは容易に統合でき、安全に運用でき、さらに経済的に拡張可能でなければなりません。

プロセス分析やモニタリングへの要求が高まるにつれ、システムアーキテクチャは複雑化しがちです。カメラ、産業用PC、ソフトウェア、ストレージ、各種インターフェースを統合し、維持管理する必要があります。コンポーネントが追加されるたびに、工数やコストが増加し、サイバーリスクにさらされる可能性も高まります。このような背景において、画像データの主な役割は、設備の状態を把握し、不具合の原因を分析するための基盤となることです。現在では、多くのアプリケーションにおいて、これらのタスクをより効率的に実現できるようになっています。最新のエッジビジョンシステムは、分析、録画、通信機能をカメラ上に統合することで、システム全体の複雑さを低減します。

ストリーミング、モニタリング、AIのためのスケーラブルなプラットフォーム

モニタリングカメラは、動画ストリーミング、イベントベースの録画、画像解析を1台のデバイスに統合します。REST APIやOPC UAといった標準化されたインターフェースにより、機械、制御システム、およびオートメーション環境への統合が可能になります。ダークファクトリーのコンセプトでは、これらのカメラが継続的に画像データを取得し、分析します。従来の画像処理システムとは異なり、想定される異常状態をあらかじめすべて定義しておく必要はありません。その代わりに、システムは典型的なプロセスシーケンスや正常な稼働状態を学習し、それらからの逸脱を検出できます。異常が検出されると、システムは通知を生成したり、出力をトリガーしたり、録画データを保存したりできます。リングバッファは、イベントそのものだけでなく、その発生に至る経緯も保存・記録します。これにより、根本原因分析やプロセス最適化のための貴重なデータ基盤が得られます。

スケーラブルなプラットフォームコンセプトにより、ユーザーはシンプルなストリーミングとモニタリングから導入を開始し、後からAIベースの画像解析機能を追加できます。運用方法やシステムアーキテクチャは、すべてのカメラカテゴリで共通です。

画像から情報へ

最新のエッジビジョンシステムの真の価値は、画像データから得られる情報にあります。uEye Liveファミリーの高性能モデルには、AIアクセラレータがハードウェアに直接統合されています。解析はカメラ上で直接行われ、映像データはプロセス、状態、イベントに関する有用な情報へと変換されます。この情報は可視化したり、制御システムやITシステムへ転送したりすることができます。その結果、ユーザーは不具合発生時の記録だけでなく、その原因や関連性に関する実用的な知見も得ることができます。同時に、データ転送や外部コンピューティングハードウェアにかかる負担も軽減されます。

AIをより使いやすく

しかし、産業用AIの成功を左右するのは、ニューラルネットワークそのものではありません。重要なのは、その技術を既存のプロセスへどれだけ容易に統合し、実際の業務で活用できるかという点です。多くの企業は、自らがアプリケーション開発者や画像処理の専門家、あるいはAIの専門家になることなく、AIのメリットを享受したいと考えています。そのため、代表的な用途向けに、すぐに利用できるビジョンアプリが用意されています。これらはカメラ上で直接動作し、Webフロントエンドから設定できます。ビジョンアプリはモジュール型の組込みビジョンワークフローの基盤を構成します。特定の用途に対しては、学習済みニューラルネットワークを追加することで機能を拡張できます。アプリやモデルはWebインターフェースを通じてアップロードされ、設定され、カメラインターフェースとの連携設定を行ったうえで有効化されます。

このアプローチの一例が、AI技術パートナーであるDENKweitとの協業です。ノーコードのクラウドシステムDENK VISION AI HUBでは、高度なAIの専門知識がなくてもニューラルネットワークを学習させることができます。その後、モデルはuEye Liveカメラに搭載されたAIアクセラレータ向けに自動的に最適化され、互換性のあるビジョンアプリとして提供されます。数ミリ秒単位の処理時間により、カメラ上でのリアルタイムAI解析を実現します。

重要な要素としてのデータセキュリティ

デジタル化の進展に伴い、データ主権とサイバーセキュリティの重要性がますます高まっています。この点においても、エッジ処理は明確なメリットを提供します。ストリーミング、録画、圧縮、暗号化、およびAIによる評価処理はすべてカメラ上で直接行われます。そのため、機密性の高い画像データをシステム外へ送信する必要がありません。

ローカル処理により、クラウドサービスへの依存を低減し、遅延を最小限に抑えるとともに、データ保護要件への対応を支援します。暗号化通信プロトコル、産業用途向けハードウェア設計、および最新のセキュリティ要件への配慮により、長期的な投資保護も実現します。

キーテクノロジーとしてのインテリジェントカメラ

ダークファクトリーにおいて、カメラは単なるセンサーから、プロセスモニタリングと運用状況の可視化を実現するインテリジェントなツールへと進化しています。uEye Liveは、モニタリング、録画、AIを統合したスケーラブルなエッジビジョンプラットフォームです。ユーザーはプロセスの透明性を向上させ、不具合の原因をより迅速に特定できるようになると同時に、システムアーキテクチャの複雑さも軽減できます。産業用AIへの取り組みは、追加のPCインフラを必要とすることなく、データソースであるカメラから直接始めることができます。