産業用サーバがロボットアームを強化
2021/05/22
場所：アメリカ合衆国
背景
スマート製造は、自動化された生産と商品配送に大きな変化をもたらし、さまざまな用途で人工知能（AI）の革新を引き起こしています。AIの利用が増える中で、推論やトレーニングの処理を行うGPU搭載のAI対応産業用サーバの需要も高まっています。
スマート製造におけるAIの新たな利用例として、ロボットアームの活用があります。これにより、生産が自動化され、生産量が増加しますが、製造規模が拡大するとロボットアームのプログラミングや最適化が課題となります。
ロボットアームを大規模に展開するには、AI技術の強化が重要です。そのためには通常のサーバとは異なる、AI対応の産業用サーバが必要です。
システム導入
AIとロボットアームの統合は、プログラミング、オペレータ、メンテナンスの3つのフェーズで成功の鍵となります。複数のロボットアームが1台の産業用サーバと連携し、AI処理を追加することで各フェーズに大きな影響を与えることができます。
プログラミング：AIは、ロボットアームが異なるサイズや位置のアイテムに対応するのを助け、出荷ラインでの段ボール箱の扱いをプログラム変更なしで行えます。また、デモンストレーションによる学習（LbD）を可能にし、人間のオペレーターがロボットアームに動作シーケンスを教えることができます。
オペレータ： 動作効率は運用効率の重要な指標です。AIが動作を最適化し、時間を削減することで、運用期間中の節約が可能になります。AIが多くの状況を把握し進化することでエラーが減少し、効率が向上します。
メンテナンス：稼働時間は、自動化の導入で重要です。各ロボットアームのセンサは、運転に関する詳細なデータを提供し、アームの動きが正常でも部品の摩耗による精度の低下を予測分析を用いてセンサーのデータを処理し、わずかな劣化の兆候を見つけることができます。これにより、メンテナンスや部品交換の計画が効率的に行うことができます。
ロボットアームはマイクロコントローラと連携し、アイテムを認識して適切な圧力を調整します。工場での導入には処理量と種類が重要で、多くのAI開発者はNVIDIA® GPUを使用します。リアルタイムAI推論には複数のGPUカードが必要で、1枚の高性能GPUカードは最大300Wの電力を消費します。AIトレーニング機能は高性能な産業用サーバに搭載されることもあります。
ローカライズされた産業用サーバは、安全性が重要な用途やサイバーセキュリティの保護においてもメリットがあります。開発、認証、メンテナンスを一つのプラットフォームで行うことができ、産業用通信プロトコルの拡張にも対応しています。また、産業用サーバは、運用技術（OT）ネットワークとIPベースの情報技術（IT）ネットワークとのゲートウェイとして機能します。
産業用サーバの選定基準には、パフォーマンス、品質、信頼性、長寿命、そしてリビジョン管理が含まれます。産業用途のサーバのライフサイクルは、通常7年以上です。試験用のサーバは、数年後に購入する本番用サーバと同じ構成でなければなりません。リビジョンが管理されていないと、ライフサイクルコストが急激に上昇する可能性があります。
産業用サーバには、エラー検出・修正（ECC）メモリや登録DIMM（RDIMM）、フラッシュベースのソリッドステートドライブ（SSD）が必要です。ECCメモリはエラーを修正し、稼働時間とデータ整合性を保ちます。RDIMMはメモリの帯域幅を増加させ、SSDは高速で信頼性の高いストレージを提供します。これらのコンポーネントは商業用製品よりも長寿命が求められます。
システム要件
AI対応の産業用サーバの一例として、アドバンテックのSKY-6400があります。これは、4UサイズのIntel® Xeon®スケーラブルサーバで、4つのPCIe x16ダブルデッキスロットと2000Wの1+1冗長電源を備えています。SKY-6400は、最大4枚のNVIDIA V100 Tensor Core GPUを提供し、その性能を十分に発揮できるように設計されています
SKY-6400サーバのすべてのコンポーネントは、産業アプリケーションに必要なパフォーマンス、品質、信頼性、および長寿命を考慮して選ばれています。例えば、SKY-6400はIntelの組込みロードマップに基づくIntel Xeonスケーラブルプロセッサを使用しており、最低7年間の供給保証があります。
この理念に基づき、アドバンテックはMicron Technology社と提携し、Industrial Quotient（IQ）パートナーとなりました。Micron IQは、選定されたECC RDIMMとSSDを長寿命市場向けに認定します。IQの目標には、信頼性を重視した設計、徹底した品質保証テスト、長寿命化、アプリケーション固有の最適化、および堅牢化が含まれます。「Micron IQは、AI対応のパフォーマンスを備えた産業用サーバーの総所有コスト（TCO）を削減するのに役立ちます」と、Micronのシニア産業セグメントマーケティングマネージャーであるTaufique Ahmed氏は述べています。
SKY-6400は、Intel Xeonスケーラブルプロセッサと64GBのMicron DDR4 ECC RDIMM（2666 MHz動作）を組み合わせています。ストレージには、2.5インチまたはM.2フォームファクターのMicron 1300などのSATA SSDを提供しており、これらのSSDは信頼性の高い96層TLC NAND技術を採用し、530 MB/sの読み取り性能と低消費電力を実現しています。Micron IQのメリットにより、AIトレーニングと推論を高速化し、すべてが1つのAI対応産業用サーバーで実行されます。
スマート製造におけるAIの今後の展望
AIはITから分散型エッジコンピューティング環境に進化しており、AI対応の産業用サーバが高度なロボット技術やIoTセンサと組み合わせてスマート製造で活用されています。エッジでのリアルタイム処理がネットワークやストレージの負荷を軽減し、ダッシュボードが処理状況を監視します。AIの進展により新たな革新が生まれ、AI対応サーバの需要が増加しています。アドバンテックとMicron社の提携により、産業クラスのサーバと高品質なメモリ・ストレージを用いて、エッジでのAI対応が実現されています。
産業指数（IQ）パートナー：Micron Technology
Micron社は、革新的なメモリおよびストレージ・ソリューションの業界リーダーであり、世界のあらゆる人々の生活を豊かにするための情報活用方法を変革しています。マイクロン社は、顧客およびテクノロジーのリーダーシップ、そして優れた製造と運用を常に重視しており、Micron® および Crucial® ブランドを通じて、高性能 DRAM、NAND、NOR メモリおよびストレージ製品の豊富なポートフォリオを提供しています。 同社の従業員が生み出すイノベーションは日々、データエコノミーを促進し、人工知能と 5G アプリケーションの進歩を実現させ、データセンターからインテリジェント エッジ、そしてクライアントとモバイル ユーザー エクスペリエンス全体にわたってチャンスを解き放ちます。 Micron Technology社（Nasdaq: MU）公式サイト ⇒ https://jp.micron.com/
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