Lösungsplattformen für High-Performance-Engineering Edge Computing: So sparen sich OEMs kostenintensive Vorarbeiten

In Halle C, Stand 534, präsentiert Congatec auf der diesjährigen Automation World Korea seine neuen Highlights im Bereich Edge Computing. Dazu gehören ein Ökosystem für COM-HPC-Computer-on-Modules, Lösungsplattformen für Smart Vision in Kooperation mit Hacarus und Basler sowie Bausteine für Künstliche Intelligenz in Zusammenarbeit mit Hailo. Die Nutzung solcher applikationsfertiger Edge-Computing-Plattformen soll OEMs arbeits- und kostenintensive Vorarbeiten ersparen und die Produktentwicklung und Markteinführung beschleunigen.

Neue COM-HPC-Module

Das vorgestellte COM-HPC-Angebot reicht von Server-on-Modulen bis hin zu ultrakompakten COM-HPC-Client-on-Modulen, die kaum größer als eine Kreditkarte sind. In Kombination mit passenden Kühllösungen, Carrierboards und Design-in-Services bietet Congatec damit alles, was Entwickler für die nächste Generation ihrer High-Performance-Embedded- und Edge-Computing-Plattformen benötigen.

Mit dem neuen COM-HPC-Mini-Standard profitieren dabei auch Lösungen mit geringem Platzangebot von einem Leistungsschub und einer größeren Anzahl von Hochgeschwindigkeitsschnittstellen. So können OEMs ganze Produktfamilien hin zum neuen PICMG-Standard migrieren, ohne wesentliche Änderungen am internen Systemdesign und Gehäuse vornehmen zu müssen. Zwei Referenzsystemdesigns zeigen, wie einfach es dabei ist, Applikationen schneller produktiv zu machen, indem vorvalidierte anstatt von Grund auf neu entwickelte Systemkonzepte genutzt werden.

Das Embedded-Edge-Server-Flaggschiff der COM-HPC-Präsentationen ist ein Referenzsystemdesign mit Heatpipe-Kühlung für raue Industrieumgebungen. Es basiert auf den Conga-HPC/sILH-Server-on-Modules mit Intel-Xeon-D-Prozessoren und bietet erweiterte Netzwerkfunktionen mit achtmal 25 GbE. Mit bis zu 20 Cores ist es prädestiniert für die Workload-Konsolidierung in Produktionszellen sowie für die Orchestrierung der Kommunikation in IoT-Netzwerkinfrastrukturen. Weitere Anwendungsbereiche sind Datenaggregatoren und Gateways zwischen OT und IT. Der Support der Echtzeit-Hypervisor-Technologie von Real-Time Systems ermöglicht auch gemischt-kritische Anwendungsszenarien.

Für die industrielle Workstation-Performance bietet Congatec ein robustes COM-HPC-Client-Referenzsystemdesign auf Basis des Conga-HPC/cRLP-Client-on-Moduls mit 13.-Gen-Intel-Core-Prozessoren mit bis zu 14 Kernen. Typische Anwendungsfälle für dieses lüfterlose Design sind Hochleistungsapplikationen mit Echtzeitsteuerung, Künstlicher Intelligenz, HMI-Visualisierung und Edge-Gateway-Funktionalitäten, die alle auf einer einzigen Plattform laufen.

Künstliche Intelligenz mit Hailo

In Kooperation mit dem KI-Prozessorhersteller Hailo zeigt Congatec eine Demo mit vier Kameras, die an den 3,5-Zoll-Single-Board-Computer Conga-JC370 angeschlossen sind. Er enthält ein Hailo-8-KI-Modul, das mit bis zu 26 Tera-Operationen pro Sekunde (TOPS) andere Edge-KI-Prozessoren deutlich übertreffen soll. Im Vergleich zu anderen Lösungen sind seine Flächen- und Energieeffizienz um einige Größenordnungen besser, bei einem Footprint, der kleiner als ein Cent ist, einschließlich des erforderlichen Speichers.

Mit einer Architektur, die sich die Kerneigenschaften neuronaler Netze zunutze macht, ermöglicht der neuronale Chip Edge-Geräten, Deep-Learning-Anwendungen effizienter, effektiver und nachhaltiger auszuführen, während gleichzeitig die Kosten gesenkt werden. Auf einem applikationsfertigen 3,5-Zoll-SBC, der mit vortrainierten Deep-Learning-Modulen für verschiedene Computer-Vision-Aufgaben ausgestattet ist, können Entwickler schnell Prototypen auf Basis dieser neuen KI-Plattform erstellen.

Smart Vision mit Hacarus und Basler

Der in Zusammenarbeit mit dem japanischen KI-Unternehmen Hacarus vorgestellte Smart Vision Showcase besteht aus einem Sparse Modeling Kit, das auf maschinellen Lernalgorithmen basiert. Sparse Modeling benötigt nur wenige Trainingsdaten, um präzise Vorhersagen zu treffen. Dies ist unter anderem für bildverarbeitungsbasierte Inspektionssysteme von Vorteil, da die Ausschussrate bei hoher Fertigungsqualität naturgemäß geringer ist.

Mit Sparse Modeling ist es möglich, ein neues Prüfmodell ab 50 oder sogar weniger Bildern zu erstellen. Das ist deutlich weniger als die 1.000 oder mehr Bilder, die für traditionelle KI benötigt werden. Das Sparse Modeling Kit kann als eigenständiges System oder als Ergänzung zu bestehenden Inspektionssystemen verwendet werden.

Hauptkunden sind Anbieter von Bildverarbeitungssystemen und ihre Systemintegratoren. Eine weitere Gruppe stellen Maschinen- und Anlagenbauer dar, die bildverarbeitungsbasierte KI in ihren Geräten einsetzen wollen, aber bisher zurückhaltend waren – etwa weil die Vielfalt individueller Kundeninstallationen eine Anpassung der Algorithmen erfordert, die bisher zu aufwendig war. Congatec hat weitere Informationen zu den Vorteilen von Sparse Modeling in einem Whitepaper zusammengestellt.