Hệ Thống Kiểm Tra Quang Học Tự Động Advantech Với Bộ Xử Lý Nhúng AMD Ryzen™

Khi các ứng dụng công nghiệp trở nên tinh vi và phức tạp hơn, chúng đòi hỏi các bộ xử lý mạnh mẽ hơn để phục vụ sản xuất. Một ví dụ điển hình là hệ thống Kiểm tra Quang học Tự động (AOI) cần độ chính xác cao.

Khách hàng cần đồng thời thu nhiều luồng video từ các camera công nghiệp và thu tín hiệu cảm biến/điều khiển từ nhà máy, trong khi vẫn duy trì các phân đoạn mạng riêng biệt với khả năng dự phòng. Ngoài ra, hệ thống phải thực hiện phát hiện lỗi theo thời gian thực, nhận dạng ký tự quang học (OCR) và ghi lại tất cả hành động của người vận hành để có thể truy xuất.

Để đáp ứng những yêu cầu phức tạp này, IPC-7120 của Advantech, được cấu hình với bo mạch chủ AIMB-723 sử dụng CPU nhúng AMD Ryzen™, đã được lựa chọn. Cấu hình này hỗ trợ năm card mở rộng PCIe và hai mô-đun I/O tách pin-header, mang lại sự linh hoạt và hiệu năng cần thiết cho các tác vụ AI công nghiệp.

Trong sản xuất truyền thống, kiểm tra thủ công kém hiệu quả và dễ phát sinh lỗi. Với sự phát triển của tự động hóa dây chuyền sản xuất, việc tích hợp công nghệ thị giác máy (machine vision) trở nên thiết yếu để nâng cao độ chính xác và tốc độ kiểm tra. Để đáp ứng các yêu cầu này, hệ thống kiểm tra phải thực hiện đồng thời nhiều yêu cầu kỹ thuật — từ thu hình ảnh đáng tin cậy đến phân tích theo thời gian thực. Những khả năng chính bao gồm:

Giải pháp AOI của Advantech bao gồm máy tính công nghiệp IPC-7120 và bo mạch chủ công nghiệp AIMB-723 được trang bị bộ xử lý AMD Ryzen™ Embedded 7000. Sự kết hợp này được thiết kế đặc biệt cho các ứng dụng kiểm tra độ chính xác cao. Giải pháp của AMD đã giúp Advantech nâng cao độ tin cậy của sản phẩm, giảm thời gian ngừng hoạt động và cải thiện hiệu quả sản xuất tổng thể. Nhờ đó, khách hàng của họ hiện có thể thực hiện các kiểm tra tốc độ cao, độ chính xác cao với rủi ro giảm hiệu năng tối thiểu. Hệ thống chạy kết hợp phần mềm AI tại biên (edge) và các pipeline thị giác máy nhẹ trên bộ xử lý AMD Ryzen Embedded 7000, cho phép thực thi các tác vụ thị giác đơn giản chỉ bằng CPU trong khi chuyển các tác vụ suy luận nặng hơn sang GPU. Dịch vụ ghi nhật ký tích hợp theo dõi tất cả các thao tác của người vận hành — bao gồm đăng nhập, thay đổi tham số, và ghi đè thủ công — lưu trữ nhật ký tại chỗ và truyền an toàn đến hệ thống MES của nhà máy để đảm bảo khả năng truy xuất.

Advantech đã đánh giá nhiều lựa chọn khác nhau, bao gồm cả các giải pháp sử dụng kiến trúc bộ xử lý hiệu năng cao. Mặc dù những giải pháp này mang lại hiệu năng vững chắc, nhưng họ nhận thấy rằng dưới tải nặng liên tục, một số mẫu xuất hiện hiện tượng giảm xung CPU (throttling), có thể ảnh hưởng đến tốc độ kiểm tra theo thời gian thực và làm giảm hiệu quả dây chuyền sản xuất.

Cuối cùng, công ty đã chọn bộ xử lý AMD Ryzen Embedded nhờ hiệu năng tần số cao bền vững. Ngoài ra, AMD cung cấp hỗ trợ mạnh mẽ cho các ứng dụng công nghiệp, đảm bảo khả năng cung cấp lâu dài và độ tin cậy — cả hai yếu tố đều rất quan trọng đối với khách hàng của họ.

Advantech đã nhận thấy các cải tiến sau kể từ khi tích hợp công nghệ AMD vào thiết kế: a) tăng tốc độ kiểm tra nhờ hiệu năng tần số cao ổn định, b) giảm tỷ lệ sản phẩm bị loại do phát hiện lỗi chính xác hơn, c) giảm bảo trì nhờ hệ thống hoạt động mà không bị quá nhiệt hay mất ổn định.

AI đóng vai trò then chốt trong giải pháp của Advantech. Hệ thống tích hợp các thuật toán thị giác máy dựa trên AI để nhận diện lỗi trên các linh kiện. Nền tảng AMD cung cấp sức mạnh tính toán tốc độ cao cần thiết cho suy luận AI tại biên, giảm nhu cầu xử lý trên đám mây và cải thiện thời gian phản hồi.

Bộ xử lý AMD Ryzen™ Embedded 7000 Series bao gồm kiến trúc lõi “Zen 4” 5nm và đồ họa AMD RDNA™ 2. Với các cấu hình công suất thiết kế nhiệt (TDP) từ 65W đến 105W, bộ xử lý AMD Ryzen™ Embedded 7000 Series kết hợp khả năng xử lý CPU mạnh mẽ với đồ họa tích hợp AMD Radeon™ và kết nối I/O phong phú trong một giải pháp có socket, mang lại hiệu năng cao và hiệu quả cho các hệ thống công nghiệp.

Bộ xử lý AMD Ryzen Embedded 7000 Series có thể mang lại tăng cường hiệu năng mạnh mẽ cho máy tính công nghiệp (IPC), trạm làm việc, máy chủ biên (edge server), robot và các ứng dụng thị giác máy, với các cấu hình công suất và khả năng tản nhiệt được tối ưu hóa cho khối lượng công việc nặng. Dòng bộ xử lý này cung cấp sự linh hoạt I/O dồi dào, với thiết kế có socket giúp đơn giản hóa việc tích hợp và nâng cấp.

Ngoài ra, bộ xử lý AMD Ryzen Embedded 7000 Series được trang bị đồ họa tích hợp AMD Radeon™ với công nghệ kiến trúc AMD RDNA™2 thế hệ mới, tối ưu hóa hiệu năng, hình ảnh và hiệu quả năng lượng. Đồ họa tích hợp loại bỏ nhu cầu sử dụng GPU rời hay card đồ họa, giúp các nhà thiết kế tối ưu mật độ hệ thống và tản nhiệt, đồng thời giữ lại các lane PCIe® để tối đa hóa linh hoạt I/O.

“Quá trình thiết kế của Advantech cùng AMD diễn ra với tinh thần hợp tác chặt chẽ,” ông Harry Weng, Quản lý Sản phẩm tại Advantech cho biết. “AMD đã cung cấp hỗ trợ kỹ thuật và hướng dẫn tối ưu hóa, đảm bảo hệ thống của chúng tôi tận dụng tối đa chế độ hiệu năng cao để đạt hiệu quả tối ưu. Tài liệu và các nguồn lực dành cho nhà phát triển do AMD cung cấp đã giúp quá trình tích hợp diễn ra suôn sẻ.”