従来型AIマシンの自動光学検査 (AOI) を高度化

背景

　あるグローバル企業では、市場における圧倒的な競争力を維持するため、生産効率の大幅な向上が急務となっていました。その実現に向け、同社が求めていたのが、自社製SOM（システム・オン・モジュール）ボードを複数搭載できるバックプレーンスロットを備え、高度な検査を効率的かつ効果的に実行できる高性能な自動外観検査システムです。さらに、本アプリケーションの運用においては、システム全体が不具合を起こすことなく安定して稼働し続けるよう、最適化された優れた熱対策が不可欠でした。

要件

　対象企業では、従来、生産ラインのデータ制御・収集・管理にレガシーシステムを採用していました。同社は、生産ラインの稼働への影響を最小限に抑えつつ、既存のAIシステムをアップグレードする道を模索していました。この課題を解決するため、同社はアドバンテックの産業用PC（IPC）と複数のSOM（システム・オン・モジュール）ボードを自社システムに統合することを決定しました。これにより、既存のインフラを妨げることなく、必要とされる拡張容量の確保に成功しました。今回のアップグレードにおいて、お客様はシステムの精度向上と効率化に加え、より高速なデータ転送を実現するフレームグラバーカードおよびグラフィックスカードの追加を要望されていました。しかし、すべてのカード、特にFPGAカードモジュールから発生する熱がシステム全体に負荷をかける懸念があったため、最適化された熱対策ソリューションの導入も不可欠でした。

• 既存システムにおけるアップグレードと統合の壁を打破。
• 既存AIシステムの品質検査パフォーマンス低下を克服。
  
• 熱暴走によるシステム停止を回避。
  

アドバンテックの製品ラインナップ

　本プロジェクトに向け、アドバンテックはお客様のSOMボードの形状に合わせ、特別設計のファンダクトを搭載したカスタマイズシャーシを開発しました。これにより、システムファンからの気流をボード上に集中させ、システム内部の熱を効率的に外部へ排出することに成功しました。また、今回のアップグレードを支える基盤として、必要な拡張カードをすべて実装できる十分なスロットを備えた、産業用PCIeバックプレーンを採用しています。さらに、システム全体を安定稼働させるための大容量電源ユニットに加え、排熱用エアダクトの経路を最適に確保するための特殊なケーブル配線も施されています。

• バックプレーンおよびシャーシカスタマイズ：画像処理やメディアキャプチャ用のFPGAカードおよびGbEカードに対応。11基のPCIeスロット（20スロット幅）を備えたカスタムバックプレーンと、専用設計の6Uサイズ・シャーシを開発しました。
• 高度な熱設計：特別設計のファンダクトによりシステム内の気流を集中させ、効率的な熱対流による優れた排熱処理を実現しました。 
• 利便性を追求した包括的な設計基準：メンテナンス性を向上させるため、ディスクの出し入れが容易な着脱式ディスクドライブトレイ構造を採用しています。

導入製品

　最終的なシステム構成として、第3世代バックプレーンに12基のカスタムスロットを配置した6Uサイズシャーシと、第10世代インテル® CPUを搭載したシングルボードコンピュータ「PCE-7132」を統合しました。これにより、お客様のアプリケーション向けに極めて安定し、信頼性の高いシステム環境を実現しました。さらに、最適化されたカスタム熱対策ソリューションの導入により、不要なノイズの発生やメンテナンスの煩雑化の原因となる追加ファンの設置を完全に不要としました。

• カスタマイズ対応ラックマウントシャーシ：カスタマイズされた6Uシャーシと特注電源を搭載。
• PCE-5B12：12スロットを備えた第3世代仕様のカスタムPICMG 1.3バックプレーン。
• PCE-7132：第10世代インテル® Xeon® W／Core™ i9/i7/i5/i3 プロセッサ搭載（LGA1200）システムホストボード DDR5、SATA 3.0、USB 3.2、デュアル2GbE、3画面出力
• PCIE-1674：4ポート搭載のPCI Express対応GigE Visionフレームグラバーカード。
• 大容量電源ユニット：専用カスタム電源ケーブルを付属した1,200W高出力電源。
  

システム構成図

まとめ

　アドバンテックが持つ高い柔軟性とカスタマイズ対応力により、お客様は「高効率」「高精度」「高性能」を兼ね備えた自動検査装置へのアップグレードという目標を達成されました。本システムは拡張性にも優れており、将来的にはさらなるパフォーマンス向上のための拡張カード追加も可能です。今回のプロジェクトにおいて、アドバンテックはお客様に最適化されたカスタムソリューションを提供。当社のエンジニアリングチームは、あらゆる設計基準を徹底的に検討し、有益な提案を行いました。また、アドバンテックの産業用PCはすでに世界各国の主要なグローバル認証を取得しているため、お客様が自社システムとしてグローバル認証を申請する際にも、短期間での認証取得を可能にします。

本ソリューションメリット

• 将来のアップグレードを見据えた高い拡張性を備えるシステム設計
• 信頼性に優れた堅牢な産業用グレードのコンポーネントを採用
• 豊富な専門知識に基づく万全のテクニカルサポート
• ボードからコンポーネントに至るまでの継続的な長期供給サポート
• 設計・開発から各種認証取得までを網羅するワンストップサービス