西门子将人工智能引入控制逻辑

Simatic S7-1500控制器和ET 200MP I/O系统的神经处理单元模块使机器能够识别复杂的模式。

西门子展示了使用人工智能和神经网络处理的“柔性抓取”。
西门子展示了使用人工智能和神经网络处理的“柔性抓取”。

如果机器人可以根据物体的大小和形状自动调整抓地力会怎么样?换句话说,一个机器人可以微调如何握住一个物体,从而不让它掉下来,就像人类做的那样。西门子表示,这是很有可能的,而这一切都取决于基于神经网络的人工智能(AI)。

神经网络是一种模仿人类大脑的技术,它能够识别复杂的模式。考虑到这一点,西门子表示,通过将人工智能通过神经网络添加到传统的控制程序(旨在执行设定的任务)中,系统的能力可以扩展到根据产品或过程的参数进行更改。最重要的是:机器自然变得灵活。

去年在德国纽伦堡举行的SPS/IPC/Drives展上,西门子宣布了一个模块,该模块将把人工智能能力集成到公司的Simatic S7-1500控制器和公司的ET 200MP I/O系统中。今年,在拉斯维加斯PACK EXPO,西门子在美国推出了这一产品,为未来的投资组合奠定了基础,该投资组合将使西门子所有级别的人工智能成为可能。完全集成自动化(TIA)架构它是硬件和软件的结合,将所有东西无缝地连接在一起。TIA的目标是将人工智能应用于从西门子的MindSphere(基于云计算的物联网(IoT)操作平台)到工业边缘,甚至到控制器和现场设备的应用中。

随着Simatic S7-1500控制器的S7-1500 TM神经处理单元(NPU)模块和ET 200MP I/O系统的发布,西门子将人工智能直接引入控制器。该公司表示,S7-1500 TM NPU模块适合在机器的现场水平上使用,以及任何需要可靠、快速、确定性决策的地方,因为它能够通过培训将人力专业知识转移到机器上。

西门子工厂自动化数字化专家Colm Gavin在PACK EXPO的新闻发布会上说:“有了人工智能,我们能够训练、识别和调整,以允许更灵活的机械。”“因为,我们是想要10台机器包装10种不同类型的产品,还是一种工具,可以容纳不同的包装和不同的尺寸,并自动调整到新的格式?”

S7-1500 TM NPU模块使用SD卡上经过训练的神经系统运行。用户可以将千兆以太网和USB 3.1兼容的传感器,如摄像头和麦克风连接到模块的集成接口上。通过背板总线传输的CPU数据也可以作为输入数据。然后在CPU程序中评估处理结果。

例如,在包装中,瓶子从传送带上快速下来,如果系统经过了通过/失败的训练,一旦有东西超出了允许范围,它就会失败。但是,通过使用人工智能训练神经网络来识别10亿张各种可能组合的图片,视觉系统将能够自行找出规则。

根据Gavin, S7-1500 TM NPU模块的好处是:

  • 灵活性:它使处理未知对象变得容易,而无需进行资源密集型编程。
  • 质量:通过神经网络的高级训练,快速可靠的质量检查的专家知识直接转移到模块中。
  • 更高的效率:机器可以灵活和自动响应情况,一旦需要人工干预,减少停机时间,提高可用性。
  • 成本效益:该模块可以在生产早期发现问题,避免返工甚至丢弃产品的成本。

在机器人、质量保证和状态监测领域的应用特别适合TM NPU模块。但是应用程序只受限于用户的想象力。在PACK EXPO上,西门子展示了一款使用人工智能的“灵活抓取”机器人,该机器人可以查看一个形状,并计算抓取器可以抓取它的最佳点(看到视频).一旦它理解了最佳抓取点,AI就会告诉它去哪里。加文说:“你不需要给机器人编程,因为人工智能让它能够抓住任意形状和位置的物体。”他补充说,在制造业中模仿人手的能力有可能成为一项非常大的业务。

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