Giải pháp máy tính Edge AI bền bỉ cho hệ thống khai thác mỏ tự hành

Giới thiệu

Ngành khai thác mỏ toàn cầu đang trải qua một cuộc chuyển đổi số đáng kể, được thúc đẩy bởi việc áp dụng xe tự hành, trí tuệ nhân tạo (AI) và điện toán biên (edge ​​computing) để nâng cao tính an toàn, hiệu quả và tính bền vững. Những môi trường khắc nghiệt và khó lường như khai thác mỏ lộ thiên đòi hỏi các giải pháp điện toán mạnh mẽ, có khả năng suy luận AI theo thời gian thực để phát hiện chướng ngại vật, định vị và bảo trì dự đoán. Phần cứng CNTT truyền thống thường gặp khó khăn trong việc hoạt động đáng tin cậy dưới nhiệt độ khắc nghiệt, rung động liên tục và tiếp xúc với bụi. Để giải quyết những thách thức này, một đơn vị vận hành xe tự hành hàng đầu trong lĩnh vực khai thác mỏ đã tìm kiếm một nền tảng máy chủ hiệu suất cao, cấp công nghiệp, có thể tích hợp liền mạch khả năng tăng tốc AI, đảm bảo tính ổn định vận hành và hỗ trợ khối lượng công việc quan trọng trong các điều kiện khắc nghiệt.

Yêu cầu hệ thống

Khách hàng yêu cầu một nền tảng máy chủ biên mạnh mẽ được thiết kế để đáp ứng các nhu cầu đặc biệt của xe khai thác tự động. Các yêu cầu chính bao gồm:

• Khả năng chống chịu môi trường khắc nghiệt cực tốt: Hoạt động đáng tin cậy trong phạm vi nhiệt độ rộng và tiếp xúc liên tục với bụi và mảnh vụn.
• Chống rung và sốc: Ổn định trước chuyển động liên tục của xe và va chạm đột ngột, đáp ứng các tiêu chuẩn công nghiệp về rung và sốc.
• Xử lý AI thông lượng cao: Khả năng chạy nhiều mô hình học sâu để phát hiện vật thể, phân tích địa hình và giám sát an toàn theo thời gian thực.
• Khả năng mở rộng: Hỗ trợ nhiều bộ tăng tốc PCIe Gen5 để đảm bảo tính linh hoạt tính toán cho khối lượng công việc AI trong tương lai.
• Kết nối và quản lý tiên tiến: Mạng băng thông cao với quản lý từ xa để kiểm soát toàn bộ đội xe và đồng bộ hóa dữ liệu đáng tin cậy.

Mô tả hệ thống

Để đáp ứng các yêu cầu nghiêm ngặt này, khách hàng đã áp dụng giải pháp kết hợp bo mạch chủ Advantech ASMB-831 với máy chủ HPC-7420 4U, mang lại độ bền chắc và sức mạnh tính toán cần thiết cho các hoạt động tự động quan trọng.

Bo mạch chủ ASMB-831: hỗ trợ bộ vi xử lý AMD® EPYC™ dòng 9005/9004, bo mạch chủ này hỗ trợ tối đa sáu khe cắm DDR5 RDIMM (576 GB) cho hiệu năng bộ nhớ tốc độ cao. Năm khe cắm PCIe Gen 5 x16 và hai cổng Intel® X710-AT2 10 GbE cho phép tích hợp nhiều bộ tăng tốc AI và truyền dữ liệu nhanh chóng. Với giao diện lập trình ứng dụng (IPMI) tích hợp, bo mạch chủ cho phép chẩn đoán, giám sát và quản lý năng lượng từ xa trên toàn bộ các đội tàu được triển khai tại các địa điểm khai thác xa xôi.

Máy chủ công nghiệp HPC-7420 (Tùy chỉnh): Dựa trên vỏ bọc 4U chắc chắn, độ sâu ngắn, máy chủ được thiết kế riêng để đáp ứng nhu cầu vận hành cụ thể của khách hàng. Máy chủ được nâng cấp để chịu được độ rung 2 Grms và lực sốc 10G, đảm bảo sự ổn định khi xe di chuyển nặng trên địa hình khai thác mỏ gồ ghề. Ngoài ra, máy chủ còn được trang bị nguồn điện DC 24 V 2000 W tùy chỉnh để tích hợp liền mạch với hệ thống điện trên xe tự hành. Thiết kế kết cấu gia cố, luồng không khí được lọc và khoang ổ đĩa có thể hoán đổi nóng đảm bảo khả năng bảo trì mà không cần thời gian dừng hệ thống, trong khi khả năng chịu nhiệt độ rộng đảm bảo hoạt động đáng tin cậy trong các điều kiện khí hậu khác nhau đặc trưng của môi trường khai thác mỏ. Cùng nhau, ASMB-831 và HPC-7420 tùy chỉnh cung cấp một nền tảng điện toán biên AI sẵn sàng cho tương lai, cho phép các xe khai thác mỏ tự hành thực hiện việc ra quyết định theo thời gian thực đồng thời duy trì an toàn và hiệu quả hoạt động trong một trong những lĩnh vực công nghiệp đòi hỏi khắt khe nhất.

Lợi ích cho khách hàng

• Hiệu suất tính toán biên đáng tin cậy trong các môi trường quan trọng: Đảm bảo suy luận AI và xử lý dữ liệu liên tục trong điều kiện nhiệt độ, lạnh, bụi và rung động khắc nghiệt.
• Sức mạnh tính toán AI có thể mở rộng: Mở rộng PCIe Gen 5 linh hoạt hỗ trợ card GPU/FPGA tiên tiến cho khối lượng công việc AI đang phát triển và phân tích thời gian thực.
• Giảm thời gian dừng hệ thống và bảo trì đơn giản: Bộ lưu trữ có thể hoán đổi nóng truy cập phía trước và thiết kế khung máy chắc chắn đã cải thiện khả năng bảo trì trong các triển khai từ xa.
• Giao tiếp tốc độ cao: Cổng 10GbE cho phép truyền dữ liệu hiệu quả từ biên đến hệ thống điều khiển trung tâm.
• Quản lý đội xe từ xa: IPMI tích hợp cho phép giám sát và điều khiển tập trung các hệ thống phân tán trên khắp các địa điểm khai thác.

Tại sao là Advantech?

Advantech được lựa chọn nhờ khả năng cung cấp các nền tảng điện toán công nghiệp hiệu suất cao, bền bỉ, được thiết kế riêng cho AI tại biên. HPC-7420+ASMB-831 mang đến sự kết hợp mạnh mẽ giữa:

• Độ tin cậy đã được chứng minh trong điều kiện khắc nghiệt, đáp ứng các tiêu chuẩn chống sốc, rung động và nhiệt độ rộng cấp công nghiệp.
• Kiến trúc điện toán tiên tiến, hỗ trợ CPU AMD EPYC 9005/9004 và bộ tăng tốc AI PCIe Gen 5.
• Khả năng tích hợp và quản lý hệ thống, với IPMI cho phép vận hành từ xa và I/O có thể cấu hình cao.
• Hỗ trợ toàn cầu và chuyên môn trong ngành, đảm bảo sản phẩm luôn sẵn sàng lâu dài và phản hồi nhanh chóng với các yêu cầu của dự án.

Kiến thức chuyên sâu về lĩnh vực và hệ sinh thái sản phẩm toàn diện của Advantech đã biến chúng tôi trở thành đối tác công nghệ đáng tin cậy trong việc triển khai các giải pháp biên thông minh trong bối cảnh ngành khai thác mỏ tự động đang phát triển.