در عملیات هل دادن کک در کارخانه‌های کک‌سازی، وسایل نقلیه بزرگ کوره کک‌سازی مانند ماشین‌های هل‌دهنده و ماشین‌های هدایت کک‌سازی در مسیرهای پرگرد و غبار و با دمای بالا به جلو و عقب حرکت می‌کنند. حفظ فاصله ایمن بین پرسنل حاضر در محل و وسایل نقلیه در حال حرکت، مدت‌هاست که یک مسئله حیاتی در این صنعت بوده است. سیستم‌های سنتی ضد برخورد به مشاهده دستی و مکانیسم‌های محدودکننده مکانیکی ثابت متکی هستند که از پاسخ کند، نرخ بالای هشدار کاذب و سازگاری ضعیف با شرایط کاری پیچیده رنج می‌برند. با عمیق‌تر شدن تحول هوشمند در صنعت کک‌سازی، سیستم‌های ضد برخورد با حسگرهای چندمنبعی مبتنی بر تشخیص رادار، تشخیص بصری و تجزیه و تحلیل هوش مصنوعی در حال تبدیل شدن به یک پیکربندی استاندارد در سراسر صنعت هستند.
پس از چندین مرحله انتخاب مدل و اعتبارسنجی دقیق در محل، مشتری در نهایت کامپیوتر صنعتی جاسازی‌شده با خنک‌کننده فن‌دار قابل توسعه APQ E7DS را به عنوان پلتفرم محاسبات لبه‌ای اصلی برای سیستم تست هوشمند ضد برخورد خودروی هل‌دهنده خود انتخاب کرد.
چالش مشتری
الزامات پردازش تصویر با کارایی بالا و استنتاج هوش مصنوعی:سیستم تست ضد برخورد باید چندین جریان ویدیویی HD را به صورت بلادرنگ پردازش کند و الگوریتم‌های بینایی هوش مصنوعی مانند تشخیص مسیر اپراتور و تشخیص نفوذ در منطقه محدود را اجرا کند. این امر مستلزم آن است که IPC عملکرد محاسباتی قوی و قابلیت خروجی چند نمایشگری را ارائه دهد.
رابط‌های توسعه غنی:این سیستم باید همزمان به ماژول‌های تشخیص رادار، نظارت تصویری چند زاویه‌ای، آلارم‌های شنیداری/بصری و محرک‌های ترمز اجباری متصل شود. بنابراین، IPC باید اسلات‌های توسعه کافی به همراه چندین پورت سریال و چندین رابط USB را فراهم کند.
سازگاری با محیط‌های صنعتی خشن:مکان‌های عملیاتی خودروهای فشار قوی شامل دماهای بالا، گرد و غبار و ارتعاش هستند. بنابراین، IPC باید از عملکرد در دمای بالا پشتیبانی کند و مقاومت خوبی در برابر ارتعاش و ضربه ارائه دهد.
هماهنگی چند دستگاهی و آپلود داده‌ها:سیستم تست ضد برخورد باید داده‌های نظارتی را به صورت بلادرنگ به مرکز توزیع کارخانه کک‌سازی آپلود کند. این امر به اترنت گیگابیت دوگانه برای تفکیک ترافیک و همچنین پشتیبانی از گسترش بی‌سیم 4G/5G نیاز دارد.
عملکرد پایدار و قابل اعتماد درازمدت:خطوط تولید کک‌سازی به طور مداوم کار می‌کنند، بنابراین IPC باید دارای طراحی حرارتی فعال و قابلیت اطمینان در سطح صنعتی باشد تا عملکرد بدون وقفه 24 ساعته و 7 روز هفته را تضمین کند.
راهکار APQ
پلتفرم محاسباتی با کارایی بالا برای استنتاج لبه در زمان واقعی:E7DS از پردازنده‌های نسل ششم تا نهم اینتل Core/Pentium/Celeron با پشتیبانی از TDP تا 65 وات بهره می‌برد. این دستگاه دارای دو اسلات حافظه DDR4 SO-DIMM با پشتیبانی از دو کانال تا 64 گیگابایت است. گرافیک یکپارچه Intel UHD از خروجی سه‌گانه تصویر از طریق VGA، DVI-D و DP با وضوح حداکثر 4K پشتیبانی می‌کند. خروجی پایدار و با کارایی بالای پردازنده دسکتاپ برای پشتیبانی از استنتاج لبه در زمان واقعی برای مدل‌های هوش مصنوعی ضد برخورد کافی است و تضمین می‌کند که تأخیر انتها به انتها - از تشخیص پرسنل گرفته تا صدور فرمان ترمز - الزامات ایمنی را برآورده می‌کند.
رابط‌های ورودی/خروجی غنی برای اتصال یکپارچه به چندین دستگاه حسگر:سیستم تست ضد برخورد خودروی هل دهنده باید به دستگاه‌های مختلفی از جمله حسگرهای رادار، چندین دوربین دید هوش مصنوعی و حسگرهای وضعیت عملکرد خودرو متصل شود. E7DS شش پورت USB 3.0 در پنل جلویی ارائه می‌دهد که امکان اتصال همزمان به چندین دوربین صنعتی و دوربین‌های دید هوش مصنوعی را فراهم می‌کند. دو پورت Intel Gigabit LAN ارائه شده است: یکی برای دسترسی به شبکه جمع‌آوری داده‌های رادار و بینایی و دیگری برای ارتباط با سیستم اعزام سطح بالا که امکان تفکیک ترافیک را بدون ازدحام فراهم می‌کند. چهار پورت سریال DB9 - دو پورت قابل تعویض بین RS232/422/485 و دو پورت ثابت RS232 - می‌توانند به طور پایدار به واحدهای LiDAR، حسگرهای وضعیت خودرو، کنترل‌کننده‌های PLC و سایر دستگاه‌های میدانی متصل شوند.
اسلات‌های توسعه استاندارد PCIe برای ادغام انعطاف‌پذیر کارت‌های افزونه:قابلیت توسعه یکی از نکات برجسته اصلی E7DS است. E7DS یک معماری توسعه PCIe استاندارد ارائه می‌دهد که ترکیبی از PCIe x16، PCIe x4 و PCI را پشتیبانی می‌کند و امکان ادغام انعطاف‌پذیر کارت‌های ضبط تصویر، کارت‌های شتاب‌دهنده هوش مصنوعی، کارت‌های کنترل حرکت و سایر بردهای تخصصی را فراهم می‌کند. در سیستم تست ضد برخورد خودروی هل دهنده، اسلات PCIe x16 می‌تواند برای یک شتاب‌دهنده استنتاج هوش مصنوعی اختصاصی استفاده شود که سرعت استنتاج لبه‌ای را برای تشخیص پرسنل و تشخیص مناطق محدود به طور قابل توجهی بهبود می‌بخشد. اسلات PCIe x4 را می‌توان برای کارت‌های گیرنده فریم چند کاناله برای دستیابی به دریافت و پیش‌پردازش همزمان جریان‌های ویدیویی چندین دوربین استفاده کرد. کارت‌های توسعه تا طول ۱۸۵ میلی‌متر و توان طراحی حرارتی ۱۳۰ وات پشتیبانی می‌شوند که این پلتفرم را برای فضای نصب محدود روی خودرو در خودروهای هل دهنده مناسب می‌سازد.
توسعه ماژولار MXM برای سفارشی‌سازی بر اساس تقاضا:E7DS یک رابط پرسرعت MXM 3.0 را در خود جای داده و از کارت‌های توسعه APQ MXM پشتیبانی می‌کند که امکان توسعه انعطاف‌پذیر برای چهار پورت LAN گیگابیت اضافی، شش پورت سریال، ۱۶ کانال GPIO و موارد دیگر را فراهم می‌کند. همچنین از توسعه Mini PCIe و M.2 Key-B برای ماژول‌های بی‌سیم مانند Wi-Fi و 4G/5G پشتیبانی می‌کند و شامل دو اسلات سیم‌کارت است. در سیستم تست ضد برخورد خودرو، ماژول‌های MXM می‌توانند توابع GPIO را برای ارتباط مستقیم با محرک‌های ترمز گسترش دهند، در حالی که می‌توان از Mini PCIe یا M.2 Key-B برای اضافه کردن ماژول‌های 4G/5G برای بک‌هال از راه دور وضعیت سیستم و اطلاعات هشدار استفاده کرد.
ذخیره‌سازی چند درایوی و RAID برای امنیت داده‌ها:E7DS از SSD های M.2 NVMe/SATA به همراه یک محفظه درایو 2.5 اینچی قابل تعویض در حین کار و یک محفظه درایو 2.5 اینچی داخلی، برای حداکثر سه درایو ذخیره‌سازی در مجموع پشتیبانی می‌کند و از RAID 0/1 سخت‌افزاری پشتیبانی می‌کند. در سیستم تست ضد برخورد pusher-car، RAID 1 mirroring پشتیبان‌گیری اضافی از داده‌های ایمنی حیاتی مانند داده‌های مسافت‌یابی رادار و سوابق تشخیص بصری هوش مصنوعی را تضمین می‌کند و به طور موثر از از دست رفتن داده‌ها ناشی از خرابی تک درایو جلوگیری می‌کند.
طراحی مقاوم در برابر دما و لرزش در سطح صنعتی برای محیط‌های خشن کوره کک:محیط‌های عملیاتی Pusher-car با دمای بالا، گرد و غبار زیاد و لرزش مکرر مشخص می‌شوند. E7DS دارای یک هیت سینک آلیاژ آلومینیوم با مساحت بزرگ همراه با شاسی فولادی گالوانیزه، همراه با خنک‌کننده فعال PWM با فن هوشمند است. پره‌های آلومینیومی بزرگ و طراحی حرارتی لوله حرارتی مسی آن به طور موثری مشکلات اتلاف گرما را برای پردازنده‌های با کارایی بالا در محیط‌های داخلی محصور حل می‌کند. این دستگاه از ورودی ولتاژ گسترده 9 تا 36 ولت DC پشتیبانی می‌کند و به خوبی با نوسانات ولتاژ در سیستم منبع تغذیه داخلی Pusher-car سازگار می‌شود. محدوده دمای عملیاتی از -20 تا 60 درجه سانتیگراد و محدوده دمای نگهداری از -40 تا 80 درجه سانتیگراد است و سیستم آزمایش لرزش تصادفی 3 گرم بر ثانیه و شوک 30 گرم را پشت سر گذاشته است که امکان عملکرد پایدار طولانی مدت در محیط‌های سخت کوره کک شامل دود، بخار، دمای بالا و لرزش را فراهم می‌کند. پنل جلویی دارای یک دکمه روشن/خاموش، دکمه تنظیم مجدد و نشانگرهای وضعیت سیستم برای نگهداری آسان در محل است.
دستاوردهای ارزشی:
اکتساب و پردازش بلادرنگ داده‌های سنجش از چند منبع:با پیکربندی رابط کاربری غنی شامل ۶ پورت USB 3.0 + ۴ پورت سریال DB9 + ۲ پورت LAN گیگابیتی، این سیستم می‌تواند آشکارسازهای راداری، چندین دوربین دید هوش مصنوعی و حسگرهای وضعیت عملکرد خودرو را در یک واحد متصل کند و امکان جمع‌آوری دقیق داده‌ها را به صورت ۲۴ ساعته و ۷ روز هفته در محیط‌های کوره‌های کک پر از دود، بخار و دمای بالا فراهم کند.
استنتاج لبه بلادرنگ و ترمز سریع:خروجی پایدار و با کارایی بالای پردازنده‌ی دسکتاپ، همراه با یک شتاب‌دهنده‌ی هوش مصنوعی نصب‌شده از طریق PCIe x16، امکان استنتاج لبه در لحظه را برای مدل‌های هوش مصنوعی مانند تشخیص مسیر پرسنل و تشخیص منطقه‌ی محدود فراهم می‌کند و پاسخ حلقه بسته در سطح میلی‌ثانیه را از «ورود فرد به مرز خطر ۳ متری» تا «فعال شدن ترمز اجباری اینترلاک» تضمین می‌کند.
توسعه ماژولار برای نیازهای متنوع برنامه:طراحی ماژولار توسعه MXM، همراه با Mini PCIe و توسعه بی‌سیم M.2 Key-B، به یک پلتفرم سخت‌افزاری واحد اجازه می‌دهد تا الزامات پیکربندی متفاوت سیستم‌های ضد برخورد را در کارخانه‌های مختلف کک‌سازی، صرفاً با استفاده از ماژول‌های توسعه مختلف - بدون تعویض کل دستگاه - برآورده کند.
داده‌های ایمنی حیاتی به خوبی محافظت می‌شوند:سه جایگاه درایو به همراه RAID سخت‌افزاری 0/1، پشتیبان‌گیری اضافی برای داده‌های ایمنی حیاتی مانند سوابق مسافت‌یابی رادار و گزارش‌های تشخیص بصری هوش مصنوعی فراهم می‌کنند و به طور مؤثر از از دست رفتن داده‌ها ناشی از خرابی تک درایو جلوگیری کرده و پشتیبانی کامل از داده‌ها را برای ممیزی ایمنی و بهینه‌سازی مداوم سیستم ضد برخورد فراهم می‌کنند.
عملکرد پایدار طولانی مدت در محیط های خشن:با محدوده دمای عملیاتی گسترده از -20 تا 60 درجه سانتیگراد، ورودی برق با ولتاژ گسترده 9 تا 36 ولت و گواهینامه مقاومت در برابر لرزش 3 G به علاوه 30 G، این سیستم می‌تواند به طور پایدار 24 ساعته و 7 روز هفته در محیط با دمای بالا، گرد و غبار و لرزش شدید یک ماشین هل دهنده کار کند و به طور قابل توجهی دفعات تعمیر و نگهداری و هزینه‌های عملیاتی را کاهش دهد.
