KI im Edge – Möglichkeiten für Edge-Computing

Kürzlich haben wir ein Gespräch zwischen Hans Pfisterer, Director of Project Management, und Michael Kleiner, VP of Engineering, aufgezeichnet. Die beiden sprachen über die Leistungsfähigkeit unserer neuen Karbon 800-Serie für Anwendungen der Künstlichen Intelligenz (KI) im Edge-Bereich. Sehen Sie sich die Aufnahme an oder lesen Sie die folgende Zusammenfassung!

Hier bei OnLogic arbeiten wir kontinuierlich an neuen Produkten, die mit den wachsenden technologischen Möglichkeiten Schritt halten können. So sind zunehmend Systeme für das Edge und KI im Edge gefragt. Das bedeutet, die Datenverarbeitung geschieht zunehmend dezentral, im Edge, direkt am Ort der Datenerfassung. 

Warum müssen Entscheidungen im Edge getroffen werden?

Bei einer zentralen Datenverarbeitung werden die Daten zuerst in ein Rechenzentrum oder in die Cloud geschickt und anschließend dort verarbeitet. Das hat jedoch lange Übertragungszeiten zur Folge, ist ressourcenintensiv und kann sehr teuer sein. Für modernes Industrie-Computing ist die Reaktionszeit außerdem viel zu langsam. Oft geht es um Reaktionszeiten, die nur Sekundenbruchteile betragen dürfen.

Qualitätsprüfung im Edge

Eines von vielen Beispielen für die Entscheidungsfindung im Edge ist die Qualitätsprüfung von Bauteilen während der Herstellung. Innerhalb kürzester Zeit muss anhand von Bildern, die eine Kamera aufzeichnet, eine Entscheidung vor Ort getroffen werden. Hat das Bauteil die Qualitätsprüfung bestanden und wird weiterverarbeitet oder muss es entsorgt oder nachgearbeitet werden?

Die Kombination von Daten im Edge

Dieser Prozess kann noch erweitert werden, indem zusätzliche Daten miteinbezogen werden. Sie können von einem Computer, von einer SPS (speicherprogrammierbare Steuerung) oder Sensoren kommen. Dies optimiert die Entscheidungsgrundlage. So kann der Grund ermittelt werden, warum ein Bauteil schlecht ist. Zum Beispiel könnte die Temperatur des Extrusionssystems zu hoch gewesen sein. Anschließend können auch direkt weitere Maßnahmen zur Korrektur des Mangels ermittelt und eingeleitet werden. Dies ist nur eines von vielen Beispielen für den wachsenden Bedarf an Edge-Computing-Lösungen.

Welche Herausforderungen gibt es im Edge?

Der Internetzugang – immer auf Sendung

Das Edge kann überall sein, auch an abgelegenen Orten, die per Fernzugriff, “remote”, gesteuert werden, an Außenstandorten oder direkt an den Produktionsanlagen. Dort ist eine Internetverbindung nicht immer verfügbar oder weist eine geringe Bandbreite auf. Daher muss das Edge-Computing-System über Funktionen verfügen, die diese Herausforderungen bewältigen. Dies kann die Datenverarbeitung und die Übermittlung einer begrenzten Teilmenge oder eine 4G-Verbindung umfassen. Letztere kann als Backup dienen, wenn das Internet ausfällt.

Temperatur – einen kühlen Kopf bewahren

Ein weiterer Faktor ist die Temperatur. Edge-Computer werden auch an Orten eingesetzt, die sehr heiß oder sehr kalt sein können. In der Fertigungsindustrie gehört Hitze an den Produktionsanlagen zum Alltag. Sobald Kühlwaren verarbeitet und gelagert werden, kommen Tiefkühlräume ins Spiel, die eine konstant kühle Temperatur halten sollen. Die dort installierten Edge-Systeme müssen also Extremtemperaturen oder Temperaturschwankungen aushalten können. Dazu gehören auch Schwankungen im Tagesverlauf, zum Beispiel in Fahrzeugen.

Wird ein Computersystem in Fahrzeugen eingesetzt, ist es täglich den oftmals starken Schwankungen der Umgebungstemperatur ausgesetzt.

Stromversorgung – wenn die Spannung steigt

Die Stromversorgung im Edge hält ebenfalls einige Schwierigkeiten für Edge-Computer bereit. Schwankungen der Stromzufuhr müssen sie abfedern können, ohne direkt einen Zusammenbruch zu erleiden und damit die ganze Produktionslinie lahmzulegen.

Der K800 – für das Edge entwickelt

Ein Edge-Computer muss also einigen Strapazen gewachsen sein. Daher arbeiten wir bei OnLogic daran, unsere Produkte so zu entwickeln, dass sie den Gegebenheiten von Edge-Anwendungen und dem zunehmenden Einsatz von KI im Edge standhalten. Dazu orientieren wir uns auch am Feedback unserer Kund:innen. 

So ist der neue Karbon 800 zu unserem leistungsstärksten Rugged-Computer geworden. 

Eigenschaften

Die Karbon 800-Serie basiert auf den Intel Prozessoren der zwölften Generation. Durch unsere Hardshell-Fanless-Technologie wird der Karbon 800 ohne Lüfter gekühlt. Zur Wärmeableitung dienen Kühlrippen. Daneben wurde dieser robuste Industrie-PC auf seine Widerstandsfähigkeit gegenüber Stößen und Vibration getestet.

Einsatzmöglichkeiten für den Rugged-Edge-PC K800

Der Karbon 800 ist vielseitig einsetzbar und hat seine Bezeichnung “Rugged-PC” wirklich verdient. Er kann auch auf Schiffen, in Frachtcontainern, an Maschinen oder in staubigen Fertigungshallen und Lagern eingesetzt werden. Zwei der Modelle, der K801 und K802, besitzen keinen Lüfter, der durch Staub verstopfen kann. Die anderen beiden Modelle, der K803 und der K804, besitzen eine Lüfterlos-Hybrid-Kühlung.

Unterschiede zwischen den vier K800-Modellen

Die Karbon 800-Serie der Rugged-PCs umfasst vier Modelle. Sie haben folgende Besonderheiten:

• K801: Er ist kompakt und passt somit in jede noch so kleine Ecke.
• K802: Dieses Modell besitzt einige Erweiterungssteckplätze wie ModBay oder I/O-Erweiterungen.
• K803: Dieses Modell glänzt unter anderem mit einer PCIe Gen 4 x16-Erweiterung.
• K804: Er bringt gleich eine ganze Palette an Funktionen mit. Dazu gehören bis zu 22 LAN oder 30 USB und die Fähigkeit, leistungsstarke Grafikkarten aufzunehmen. Außerdem ist er 4G- und 5G-fähig. Damit ist er ein ausgesprochenes Kraftpaket.

Zusätzliche Möglichkeiten für Kunden

Die Anwendungsmöglichkeiten für Edge-Computer sind vielfältig und je nach Branche wünschen unsere Kund:innen auch spezialisierte Funktionen. Daher ist im K800 auch ein Mikrocontroller integriert. So lassen sich mit speziell angepassten Code weitere Steuerungsfunktionen ausführen und Sensoren integrieren. Einige Kunden z. B. auch in Deutschland machen bereits extensiv Gebrauch von dieser Funktion. 

Außerdem interessant ist die Möglichkeit, eine integrierte Grafikverarbeitung oder iGPU zu nutzen. Das bedeutet, die Funktion ist bereits im Silizium des Prozessors integriert. Die zwölfte Generation der Prozessoren von Intel bietet eine hohe Leistungsfähigkeit. Somit wird nicht noch zusätzliche separate Hardware benötigt wie Google Coral, FPGA oder eine Grafikkarte. Die Anwender:innen können also direkt mit der iGPU arbeiten.

Kundenbeispiel – Artemis Vision

Das Unternehmen mit Hauptsitz in Denver und einem technischen Standort in Regensburg hat die RaPTr-Logistikösung entwickelt. Dabei handelt es sich um ein Scan-System mit Machine Vision, das Barcodes auf Paletten scannt und sie somit jederzeit in der Lieferkette auffindbar macht. So kommen die Produkte effizient zum richtigen Zeitpunkt an den richtigen Ort. Die Bildverarbeitung führt der Industrie-Edge-PC Helix 500 aus. Er ist lüfterlos und eignet sich daher perfekt für eine oftmals staubige Lagerumgebung. Lesen Sie mehr dazu in unserem Kundenbericht zu Artemis Vision.

Datacadabra

Das niederländische Unternehmen Datacadabra hat den MowHawk entwickelt, ein intelligentes Mähsystem für Straßenränder. Dafür nutzt das Unternehmen den robusten Karbon 700-SE, der auch den Vibrationen des Mähers standhält. Mithilfe seiner Computer-Vision-Fähigkeit erkennt der MowHawk invasive Pflanzenarten oder Abfälle am Straßenrand. So können diese Teile des Straßenrandes separat gemäht und der Grünschnitt entsprechend sicher entsorgt werden. Damit leistet das System einen Beitrag zu einer nachhaltigen Umwelt. Mehr über die Funktionsweise erfahren Sie in unserem Kundenbericht zu Datacadabra.

Lokaler Vertrieb und Support für europäische Kunden

Neben unserem Standort in den USA haben wir eine Niederlassung in Oosterhout, in den Niederlanden. Alle Produkte und Dienstleistungen werden an unsere europäischen Kunden direkt von diesem Standort aus geliefert. Dort werden die Computersysteme zusammengebaut und sorgfältig geprüft. Wir arbeiten stets eng mit unserem Supply-Chain-Team in Taiwan zusammen. So können wir Sie auch in der zunehmend schwieriger werdenden Liefersituation mit den Systemen ausstatten, die für Ihre Anwendung geeignet sind. Wenden Sie sich gerne an unsere Hardware-Profis für weitere Informationen.