産業に活力を与えるAI x IoTの成功事例集

産業に活力を与えるAI x IoT の成功事例集 アドバンテック株式会社 IIoT事業部TEAM マーケティング Roger Rogers

1. コロナウイルス対策用スマート5Gパトロールロボット 2. クッキーファクトリーをサポートするAI 3. 自律調整型交通信号制御システムのためのインテリジェントビデオ交通監視 4. AIによる織物生地の欠陥検査 5. ヒートシンク工場へのAI検査の展開

コロナウイルス対策用スマート5Gパトロールロボット 所在地:中国 背景 台北(2020年3月)ー COVID-19（新型コロナウイルス感染症）の感染阻止 の一環として、中国のGuangzhou Gosuncn Robot Co., Ltd （広州五三ロ ボット(株)）がアドバンテックの技術を用いて、5Gパトロールロボットを開発 しました。この5Gパトロールロボットは、中国国内の空港をはじめとした公 共の場所で、マスク着用の有無や体温のモニタリングを無人で行い、ウイ ルス感染の拡大防止に貢献しています。 スマートシティ・IoTの商品・サービスを提供する大手企業である Guangzhou Gosuncn Robot Co., Ltdは、新型コロナウイルス感染症 （COVID-19）の発生に伴い、第一線の警察官による疾病予防検査を支援 するため、新たな機能を備えた5Gパトロールロボットを改良しました。この ロボットは、高解像度カメラ5台と赤外線温度計を装備し、半径5mの範囲 で10人の体温を同時に計測します。高熱を発している人や、マスクを着用 していない人を検知した場合、関係当局に瞬時に通知が行われます。取 主な特徴 • 5Gパトロールロボットを用いて、公共の場所でのマ 得した全ての情報データは、集中制御センターに送信され、リアルタイム スク着用や体温をモニター で状況を確認し、対策への意思決定することが可能です。また、ロボット • このロボットは、高解像度カメラ5台と赤外線温度計 は自動運転ですが、遠隔操作も可能であり、人間によるパトロールの負 を装備し、半径5mの範囲で10人の体温を同時に計 担を軽減し、交差感染を防止することで、人的リソースを削減することが 測可能 できます。この次世代5Gパトロールロボットは、すでに広州、上海、西安、 • 中国・貴陽空港で、温度走査型5Gパトロールロボッ 貴陽の各都市の空港やショッピングモールなどで導入が進んでいます。 トによる乗客の温度チェックを実施

コロナウイルス対策用スマート5Gパトロールロボット 所在地:中国 信頼性の高い人工知能トレーニングおよび推論の ための産業用グレードデザイン 高性能産業用コンピューティングソリューションのリーディング・プロバイダー であるアドバンテック社が開発したMIC-770産業用コンピューターとMIC- 75G20 GPU iModuleの組み合わせは、人工知能のトレーニングと推論のため の高性能なシステムを提供します。過酷な条件下での24時間365日動作に耐 えるために、MIC-770の頑丈なシャーシと鋳造アルミニウム製のヒートシンク は振動や衝撃に耐え、パッシブな熱的ソリューションにより静音動作を保証し、 すべての電子部品は、環境保護、EMI/ESD耐性、および高Voltageサージ要 求事項(2KV)に関する業界標準を満たしています。 一方、MIC-75G20 GPU「iModule」は、主流のGPUカード(アクティブクーリング 付)に加え、フレームグラバー、GPU、モーション・コントロールカードなどの PCIe/PCI I/Fアドオンカードに対応しており、予備電源としてオンボードコネク ターから12VDCを備え、追加電源を必要とするカードに対応します。アドバン Guangzhou Gosuncn Robot の5Gパトロールロボットは、IoT、人工知能、ク テックのMIC-770+MIC-75G20ソリューションの高性能計算能力は、都市のセ ラウドコンピューティング、ビッグデータ技術を統合し、５G環境の中で行動 センシングや対話と同様に、環境センシング、ダイナミックな意思決定、自 キュリティ、スマート機器、自動運転車、人工知能推論サーバ、ハイエンドの 律モーション・コントロールを実行することが可能です。この高度なコン 医学・セキュリティ検査機器、およびマシン・ビジョンソリューションに広く適用 ピューティングを可能にするために、5Gパトロールロボットは、IoTアプリ でき、多様な産業オートメーションアプリケーションに対応しています。 ケーション向けの8th gen Intel® Core™ iプロセッサとGPU iModule (MIC- 75G20)を搭載し、アドバンテックの高性能産業用エッジコンピューター (MIC-770)を搭載しています。

自律調整型交通信号制御システムのためのインテリジェント ビデオ交通監視 所在地:台湾 背景 市街地は、歩行者、自転車、車、バスなど、あらゆる種類の車両が交わる道路や 交差点で構成されています。交差点での信号制御は、車両の動きに大きな影響 を与え 、衝突する動きと通過スピードに影響を与え ます。安全を維持しつつ、よ り良い交通を可能にする効果的な交通ソリューションを実現するためには 、正確 な交通監視が、市内の車両の動きと流れを理解するために必要で す。 超音波、マイクロ波レーダー、または赤外線センサーのような伝統的な検出方法 は、展開するのにコストがかかりすぎるか、あるいは必要なデータ取集できない ことが多い。ビデオ検出システムは、これらの欠点を克服することができ、人工知 能(AI)を用いて、重要なトラフィックメタデータを生成することができます。車両番 号、方向、待ち時間などの情報は、エッジベースのAIシステムを搭載したビデオ を使って簡単に取得できます。それは、交通監視の革命で す。 アドバンテックが選ばれる理由 リアルタイムトラフィック監視アプリケーションと自律調整型トラフィックライト制御を実現する ために、良く設計されたエンドツーエンドデータフローが重要です。しかしながら、市場の多く 主な特徴 • エンドツーエンドのデータフローをうまく設計し のトラフィックモニタリングシステムは、車両認識と物体カウントに焦点を当てていますが、解 たAIトラフィックモニタリングソリューション 決策を実用的にするための生のメタデータ変換を欠いています。 • 道路脇での AIコンピューティングを最小限の アドバンテックは、AIエンドツーエンドソリューションを提供し、AI推論を実行するために充分 構成で実現 なディープラーニング能力を有するフルレンジAIシステムおよびAI推論システムを提供しま す。MIC-720AIは、NVIDIA JETSONの特徴を活かし、道路脇にAIの設置を可能にします。 • バックエンドでのディープラーニングによる、自 SKY-6100 1U ラックマウント・サーバーは、大規模な人工知能での分析のために、最大5枚 律調整型信号制御 の最新鋭のNVIDIA Tesla T4をサポートします。

自律調整型交通信号制御システムのためのインテリジェント ビデオ交通監視 所在地:台湾 システム要件 自律調整型交通信号システム、エッジAIシステム、およびバックエンドAI推論サー バを含むAIトラフィックモニタリングソリューションは、 すべて注意深く設計された データフローに統合されました。 エッジAIシステムは、IPカメラからビデオストリームを取り込み、推論を用いてコン テンツを分析しました。PoE(Power-Over-Ethernet)は、汎用RJ45 LANポートを介 してIPカメラに電力を供給するため、遠隔地にカメラを配置しやすくなります。交通 信号構造物に吊り下げて信号灯を制御するため 、路側機として低消費電力、ファ ンレス設計、広範囲動作温度機能が求められていました。 道路側の交通監視が終了した後、生データを中央制御室に送信します。事前訓 練されたディープラーニングモデルを介してメタデータの集合を解析できるように、 AI推論サーバは、高い処理能力を持つ大規模推論処理能力を活かし解析を行い ました。その結果、自律調整型交通信号システムを交通センター制御室から管理 することが可能となりました。

自律調整型交通信号制御システムのためのインテリジェント ビデオ交通監視 所在地:台湾 システムの説明 主要商品製品 エッジAIシステムとしては、NVIDIAJetson Tegra 2(TX2)をベースにした小型産 業用コンピュータMIC-720AIを使用し ました。MIC-720AIは、AI推論技術を利用 して、 収集された大量のデータに対してトラフィック監視を行います。これはオブ SKY-6100 ジェクト追跡に使用される従来の車両認識方法を上回ります。MIC-720AIは、 1UラックマウントデュアルIntel® 道路側でのディープラーニング・コンピューティングの要件を満たし、メタデータ Xeon®スケーラブルGPUサーバ はパッケージ化され、中央制御室に送信され ます。MIC-720AIはまた、他の交 ー 通機器と接続するための複数のインターフェースを提供します。 SKY-6100 AI推論サーバーは、制御室の直感的なダッシュボードと統合され、 MIC-720AI すべてのエッジAIシステムからメタデータを受信するだけでなく、ディープラーニ NVIDIA Jetson® Tegra ングモデルを介してすべてのトラフィック状況をモニターします。何らかの異常事 X2に基づくAI推論システ 態が発生した場合、AIサーバはそれを認識し、信号を適切に管理することがで ム き ます。SKY-6100の解析力により、自律調整型交通信号制御システムは 、都 市内の交通をスムーズかつ効率的になるよう制御します。市政府は、市内のす べてのトラフィックをリアルタイムでハイレベルに概観することができます。 さらに、現在および過去のパフォーマンスを評価し、将来のパフォーマンスを予 測するために、トラフィックデータおよび情報は、常に必要とされます。これらは すべて、交通影響評価、公共交通、道路設計など、将来のより良い交通インフ ラストラクチャを作るための事前の交通計画策定に役立ちます。

AIによる繊維のAI欠陥検査 所在地:台湾 1212 背景 今日、産業発展のペースは加速しており、台湾の伝統的な繊維産業は、世界 の流行を早く捉えたいと考えています。繊維メーカーや繊維工場のような繊維 産業は、市場に早く参入するために、機器更新プランを加速する必要がありま す。伝統的な繊維産業では、デザイン、生地選択、紡績、織布、染色、仕上げ に多くの資源と時間を消費します。例えば、適切なタイプの織物および高品質 の材料を手動で選別するには 、数日から数週間かかります。しかし、もし重大 な欠陥があった場合、それは生産前から量産段階、そしてもちろん顧客への 配送までの全プロセスを著しく停滞させる可能性があります。 人工知能(AI)のおかげで、織物や織物パターンの検査のようなマニュアル検 査をスマート AIモデルで行うことができます。精密位置決めユニットを使用し たロボットアームは、繊維製造において多くの日常的な自動化されたプロセス を実行することができます。ロボットアームと人工知能を組み合わせることで、 繊維の製造工程が数週間から数日 、場合によっては数時間に大幅に短縮で きる可能性があります 。AIは繊維産業全体に根本的な変化をもたらします。 アドバンテックが選ばれる理由 主な特徴 • ハイコンピューティング・マネジメント・システム 様々な環境におけるすべてのエッジAIコンピューティングに対応するために、 からエッジAIシステムまでの、幅広い製品群 アドバンテックはAIエンドツーエンドソリューションを提供し、AI推論ソリューショ • 拡張性と柔軟性を備えた分散型 AIガイドロボ ンを実行するため、エッジコンピューティングおよびAI推論システムを提供しま ットアームソリューション す。アドバンテックの提供している製品は 、AIコンピューティング機能でお客 様の事業目標達成を支援します 。AIガイドロボットアーム は繊維メーカーや • 織物欠陥検査による、AIコンピューティングを 織物工場がトレンドに合わせた製品開発を加速させるために設計された 、繊 可能にする産業用エッジ AIシステム 維欠陥検査ソリューションです。アドバンテックのMIC-770およびMIC-730AIは、 すべてのAIコンピューティング要件に完全に適合しています。

AIによる繊維のAI欠陥検査 所在地:台湾 1212 システム要件 エッジ環境での要求を満たすために必要な拡張性と柔軟性を有する分散コンピュ ーティングにより、AIガイドロボットアームソリューションは構成されます。集中型管 理システムは、製造ライン上のすべての産業用カメラから高速の生画像を取得し、 前処理された画像をエッジAIシステムに配信し、織物の欠陥検査を行います。こ れらの産業用カメラは、GenICam規格に準拠し、ハイスループットGigE Power over Ethernet (PoE) を介して動作します。 管理システムは、コントラスト調整、画像キャリブレーション、画像セグメンテーショ ンのような画像前処理を並列に実行するための高い処理能力を必要とします。次 に、前処理された画像がエッジAIシステムに送られ、AI推論を実行し、メタデータ 結果を管理システムに戻します。一旦欠陥が認識されると、マネジメントシステム は、欠陥材料を同定し、修正するためにロボットアームを制御します。多数の織物 および材料、および多くの異なる種類の欠陥が存在する可能性があるため、対応 するAIモデルは、マネジメントシステムによって特定され、展開される必要があり ます。

AIによる繊維のAI欠陥検査 所在地:台湾 1212 システムの説明 主要製品 管理システムは分散コンピューティングシステムにおいて重要な役割を果たし、 すべての画像の前処理を実行するために強力なコンピューティング能力を必要 としました。画像の前処理は 、後続のAI推論に対して生データをより互換性が あるように加工します。良好に設計された前処理は、エッジAIワークロードを有 MIC-730AI 意に低減するだけでなく、AI推論の精度を向上させることができます。MIC-770 NVIDIA® Jetson AGX Xavier™ は、8th gen Intel® Core™ i CPUに対応しており、拡張i-Moduleを介して GigE に基づくAI推論システム PoEカードを統合する柔軟性を備えています。MIC-770は、管理システムが接続 されたすべてのエッジAIシステムを処理できるコンピューティング能力がありま す。 AI推論は 、高い計算能力を必要とし 、計算を加速するためにGPUベースのソ MIC-770 リューションを必要と します。MIC-730AIは、NVIDIA® Jetson AGX Xavier™GPU 8th Gen Intel® Core™ i を使用しており、エッジAIシステムとして採用されています。Jetson Xavierの高 CPUソケット(LGA 1151)付 い処理能力により、高精度の繊維製品をより高速・高精度で自動的に検査する 小型ファンレス・システム ことが可能になります。AI推論技術を用いた織物欠陥検査は、最も微細な欠陥 を効率的に同定し、高品質の製品を提供します。管理システムによって自動的 に制御されるロボットアームは、良品と不良品の両方を処理することができ ま す。この分散型のAIガイドロボットアームソリューションにより、繊維メーカーと織 物工場は、リアルタイムで生産量をモニターし、制御することができるようになり ました。

ヒートシンク工場へのAI検査の展開 所在地:台湾 1212 背景 これまでは、工場の構成部品の大半は、従業員が目視で点検していました。 検査員に対する事前教育訓練は実施されましたが 、個々の認識に基づく検 査は検査基準の統合を困難にしました。さらに、視覚疲労、疲れ、およびスタッ フの交代により、生産ラインの検査ミス率が高くなりました。不良品の市場投 入後、苦情発生率が高まっています。 また、プログラミング能力のある人員が不足している場合には、マシン・ビジョ ン点検についての理解は非常に限られてしま います。このように、工場が検 査ミス率を下げ、検査効率を上げるための技術、製品を導入したいと思っても 、 それを実現する能力はありませんでした。 アドバンテックとSmasoftの協業は 、製造業が人間の目視検査からAI検査へ 移行するのを支援することを目的としてい ます。ルールベースのマシン・ビジョ ンと人工知能の視覚的な識別を組み合わせたソリューションは、工場の問題 に対する完璧な解決策であるだけでなく、自動検査システムの導入にも貢献し • コスト効率の良いソリューションと柔軟な構造により、 ています。 ルールベースマシン・ビジョン法と人工知能法を同時 主な特徴 に組み合わせることが可能。 アドバンテックが選ばれる理由 • 柔軟で分散型のアーキテクチャ構成で 、将来のファク トリー展開に対応。 ハードおよびソフトの全面的な相互支援を得て 、アドバンテックとSmasoftは、 • シンプルかつ簡単で、複雑なプログラム設定を必要と アプリケーションシナリオを満たすエンドツーエンドの人工知能ソリューションを せず、 システム・インテグレータとエンド・ユーザが自 顧客に提供しました 。AIシステムの豊富な製品提供により、顧客は容易かつ 迅速にエッジソリューションを開発することができます。 らマシンをトレーニング可能。

ヒートシンク工場へのAI検査の展開 所在地:台湾 1212 システム要件 ヒートシンク工場では、当初、3つの主要な検査ステーションがあり、複数の検査員が サイズ、厚さ、外観の検査を行っていました。Smasoftの現行の自動化ソフトウエア開 発プラットフォーム (SmaSEQ)は、モジュール化された目視検査、モーション・コントロ ール、I/O制御、AI欠陥検査ツール(SmaAI)、AIトレーニングなどの機能を統合し、3種 類の検査を行うことができるヒートシンク検査機を開発しました。同時に、AIディープラ ーニングモデルを継続的にトレーニングし、欠落検査率をさらに低下させ、検査の質 を向上させました。 SmaSEQはユーザーフレンドリーなインタラクティブインタフェースを持ち、学習が容易 です。ソフトウェアトレーニングコースを受講した後、クライアントオペレータは、技術 的なバックグラウンドやディープラーニングに対する適切な理解がないにもかかわら ず 、SmaSEQを簡単に操作することができます。SmaSEQはシンプルか簡単で 、複雑 なプログラム設定を必要とせず、システム・インテグレータとエンド・ユーザが自らマシ ンをトレーニングすることができます 。 Smasoftのソフトウエアおよびアドバンテックのハードウエアは、ヒートシンク検査機の 人工知能システムの最適化において複雑な役目を果たしています。Smasoftはアドバ ンテックi-Module拡張スロットとコンパクトファンレス ・システムMIC-770を採用し、 NVIDIA Jetson® Xavier MIC-730AI AI Inference Systemと協調動作します 。 これまでは、Smasoftは他社からIPCを採用していましたが、IPCのサイズが大きすぎ るため、顧客から交換を要求されることもしばしばありました。また、サイズの面で顧 客の要求を満たした機種もありましたが 、しばしば壊れることもありました。アドバン テックのMICシリーズは、長時間のバーンイン後も安定動作してい ます。追加I/Oが 必要な場合は、いつでも拡張可能です。これにより、プロジェクト毎にハードウェアを 再評価する必要がなくなりました。

ヒートシンク工場へのAI検査の展開 所在地:台湾 1212 システムの説明 システムのAI検査機に内蔵されている2つのアドバンテックハードウエア製品は、そ さらに、このAI検査ソリューションは分散アーキテクチャ設定を採用し、1つの れぞれ異なったタスクを実行します。SmaSEQに搭載されたMIC-770は、検査ステー MIC‐770がAI推論を行う際に複数のMIC‐730AIと協調することを可能にしました。そ ションのプロセスを制御し、ルールベースの視覚検査を行い 、ヒートシンクのサイズ の結果、AI検査の追加実施や検査スピードの向上を希望する場合は、ネットワーク と厚さが仕様に合致しているかどうかを判定します。 ケーブルを介してMIC-730AIを追加設置するだけで、顧客は今後の工場増設を簡 単に行うことができます 。 さらに、SmaAIを搭載したMIC-730AIは、外観欠陥のあるヒートシンクを比較 ・同定 するためにAI画像解析を行います。これは、Smasoftがクライアントから収集した欠 陥製品の画像をSmaAIに提供し、ソフトウェアを事前にハードウェアへインポートす ることで可能になります 。SmaAIが関連するトレーニングを完了した後 、トレーニン グモデルはMIC-730AIに配置されます。次いで、AI画像検査を行い、平滑度を評価 主要製品 し、一般的な物理的ルールによって分類することが困難なキズ、汚れ、引っかき傷 およびその他の欠陥を分類することができます。 MIC-730AI Smasoft社の自動的なAIソフトウェアとアドバンテック社のハードウエアを組み合わ NVIDIA Jetson® Xavierによる せることで、ヒートシンク工場は3カ月でAI検査機の組み立てとテストを完了すること AI推論システム ができました。 Smasoftは、「当初、顧客側では90%の精度を期待していたが、Smasoft andアドバン テックのソリューションでは、顧客の要求を大幅に上回る97%の精度アップを実現し た」と述べております。これまでに 10名の検査官が検査を行っており、ヒートシンク MIC-7700 ごとに3種類の点検を行うのに30秒かかっていました。今では、最終的な再検査を Intel® 6/7世代Core i卓上 行うのに必要な検査官は1人だけであり、作業を完了するのに4秒しかかかっていま コンパクトシステム せん。結果として、このソリューションの導入は、人件費を削減するだけでなく、検査 効率も改善しました。

アドバンテックについて アドバンテックは今後も産業用コンピューター世界シェアNO.1企業として、新しいIoT社会の実現に貢献してまいります。 台湾 Advantech Co., Ltd. (TAIDEX:2395)は、1983年の創業以来ｅプラットフォームのリーディング・プロバイダとして、産業 用コンピューティングやオートメーション市場における高品質でハイパフォーマンスな製品の開発・製造および販売に携わ っており、現在では世界26カ国96都市に拠点を構えるグローバル企業です。得意とする組込み用ボードコンピュータや産 業用PC、リモートI/Oモジュールや産業用マザーボードの販売に加え、お客様のニーズにきめ細かくお応えする産業用コン ピュータのBTOサービスや、お客様の要求仕様に合わせて製品の設計から生産までを請け負うDMSビジネスも行なってい ます。また、近年コーポレートビジョンである「インテリジェント･プラネットの実現」を具現化するスマートシティ＆IoTソリュー ション･ビジネスの開拓に注力する当社は、積極的な製品およびソリューション開発に務めるとともに、さまざまなエコパート ナー企業とのパートナーシップの強化を図っています。このようなエコパートナー企業との緊密な協力関係、および自らの 研究開発投資によって、インテリジェント・システムを様々な産業に普及させ、地球上のあらゆる労働環境と生活環境をよ り豊かでスマートなものにしていくこと、- インテリジェント・プラネットの実現 - が、我々Advantechの使命です。 (ホームページ: www.advantech.co.jp) 本件についてのお問い合わせ先 アドバンテック株式会社 IIoT事業部 TEAM マーケティング Roger Rogers TEL： 06-6267-1887 Mail： AJP.IIOT.Marketing@advantech.com