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Erfolgsgeschichte

DFI-Lösung bietet zuverlässiges und stabiles High-Performance-Computing-Gehirn für automatisierte Roboter

Als perfekte Kombination aus beeindruckendem, elegantem Design und exzellenter Rechenleistung bietet die EC70A-SU/KU-Serie, basierend auf den High-End Intel® Core™ i7/i5/i3 Prozessoren der 6. Generation, herausragende Rechenleistung in einem lüfterlosen und kompakten Gehäuse. Dazu ist sie für platzbeschränkte und rechenintensive Lösungen konzipiert, wie z. B. den aufkommenden Autonomen Mobilen Roboter (AMR).

Region: Europa

Land: Dänemark

Anwendung: AMR für den Transport

Lösung: DFI EC70A-SU/KU Serie

 

Die Popularisierung von autonomen mobilen Roboteranwendungen ist ein unumgänglicher Trend

In den letzten Jahren ist mit der Popularisierung von Anwendungen der künstlichen Intelligenz und der Entwicklung der globalen Rund-um-die-Uhr-Logistik die Nachfrage nach mobilen Robotern in Branchen, die vom E-Commerce und der Fertigung dominiert werden, weiter angestiegen.

Angesichts der grassierenden COVID-19 vermeidet die Öffentlichkeit aus Angst vor Ansteckung das Ausgehen. Nicht nur sind die Bestellungen im E-Commerce in die Höhe geschnellt, dazu müssen die großen E-Commerce-Unternehmen den Einsatz von autonomen mobilen Robotern (AMR, Autonomous Mobile Robot) und fahrerlosen Führungsfahrzeugen (AGV, Autonomous Guided Vehicle) ausweiten.

Der sich ausweitende Arbeitskräftemangel aufgrund der Verschärfung der COVID-19-Pandemie erfordert von den großen Volkswirtschaften eine Neuplanung der Fertigungs- und Lieferketten. Basierend auf verschiedenen Überlegungen, wie z. B. die Produktion in der Nähe, die Verringerung der Humanressourcen und die Verbesserung der Produktionseffizienz, wird das zwangsläufig das Wachstum der Robotik-Industrie vorantreiben. Es wird erwartet, dass der Marktumsatz von mobilen Robotern im Jahr 2020 um 25% und im Jahr 2021 um 50% wachsen wird. Im Jahr 2024 wird der globale Marktumsatz für mobile Roboter 8,79 Milliarden US-Dollar erreichen, wovon die Investitionen der Fertigungsindustrie etwa 5 Milliarden US-Dollar betragen.

Ein AMR muss nicht wie FTS in einer vorgeplanten Umgebung eingesetzt werden (z. B. Umbau einer Fabrik, Verlegung von Gleisen und Nivellierung des Bodens), die Gesamteinsatzkosten sind relativ geringer und es ist auch einfach, mit unerwarteten Situationen wie Hindernissen während des Transports oder Unterbrechung des Betriebs fertig zu werden. Da die Navigationstechnologie für selbstfahrende Autos immer weiter fortschreitet, ist ein AMR mit autonomen Führungs-, Bildverarbeitungs- und Kartenrekonstruktionsfähigkeiten genauso wie ein automatisches Auto mit GPS und vorinstallierten Karten ausgestattet und kann automatisch den effektivsten Weg bestimmen und Hindernisse vermeiden kann. Für Bereiche mit schlechten Lagerbedingungen und starken Bodensenkungen muss der AMR über die Fähigkeit zur Hindernisüberwindung und zur Anpassungsfähigkeit an die Umgebung verfügen. Aufgrund der höheren Flexibilität beim Einsatz ist der AMR in den Bereichen Fertigung, Logistik und Lagerhaltung sowie medizinische Versorgung daher zu einem Produkt mit hoher Priorität geworden.

Intelligentere Roboter benötigen ein zuverlässigeres Rechengehirn

Der AMR, der intelligenter ist als ein AGV, benötigt jedoch eine höhere Rechenleistung, die Integration verschiedener Sensoren und eine höhere Widerstandsfähigkeit, um mit verschiedenen Umgebungen fertig zu werden.

Insgesamt muss seine Steuereinheit die folgenden Bedingungen erfüllen:

  • Hohe Leistung.
    • Sie ist ausreichend leistungsfähig für die handelsübliche Robotersoftware und bietet Spielraum für zukünftige Software-Upgrades.
    • Echtzeitberechnung von Positionierungs- und Kartenrekonstruktionsalgorithmen.
  • Vollständige E/A-Schnittstelle.
    • Einfache Integration einer breiten Palette von Sensoren und Aktoren.
    • Sie kann Hochgeschwindigkeits-Videoströme von Tiefenkameras und Datenströme von LiDAR (Light Detection And Ranging) empfangen.
  • Niedriger Stromverbrauch.
    • Verlängerte Batteriebetriebszeit.
    • Reduziert den durch häufiges Aufladen verursachten Batterieverschleiß.
  • Widerstandsfähigkeit in rauen Umgebungen.
    • Er kann über einen langen Zeitraum in einem breiten Temperaturbereich arbeiten, widersteht Signalstörungen und widersteht Vibrationen während der Bewegung.
    • Längere mittlere Betriebsdauer zwischen Ausfällen (Mean Time Between Failures/MTBF), niedrigere mittlere Betriebsdauer bis zu Ausfällen (Mean Time To Failures/MTTF) und kürzere mittlere Reparaturzeit (Mean Time To Repair/MTTR).
  • Robustes drahtloses Netzwerk.
    • Stabile und zuverlässige Übertragung von Daten und Steuerbefehlen.
    • Bequeme Selbstdiagnose und Remote-Fehlerbehebung.
  • Geringere Größe.
    • Vereinfachte Systemintegration.
    • Verbesserte Flexibilität bei der Entwicklung von Robotermechanismen.

In den letzten Jahren hat Intel NUC (Next Unit of Computing) den Trend zu kompakten Computern vorangetrieben und wurde zur ersten Wahl für einige Roboterhersteller in den frühen Phasen der Produktentwicklung. Allerdings können der anwendungsorientierte NUC und ähnliche Produkte für Personal Computer die folgenden Anforderungen nicht erfüllen.

●    Hohe Zuverlässigkeit und langer Lebenszyklus.

●    Mehrere Sensorschnittstellen, z. B. die beliebte RS-422 für Laserscanner.

●    Kein Leistungsverlust durch Vibrationen und Signalstörungen.

Wenn eine System-on-Chip-Plattform mit ARM-Befehlssatzarchitektur (z. B. Nvidia Jetson Xavier) eingesetzt wird, ist es aufgrund von Leistungsengpässen schwierig, schnell auf Bedarfsänderungen zu reagieren. Daher benötigen Roboter Steuereinheiten auf Industrierechnerebene, die das x86-Ökosystem und ausgereifte Softwareressourcen nutzen, um Zuverlässigkeit und Langlebigkeit zu gewährleisten, die Betriebseffizienz zu verbessern, die Gesamtbetriebskosten (TCO) und die Gesamtinvestitionen (CAPEX) zu senken.

DFI-Lösung überwindet die Engpässe von Verbraucherprodukten

Ein europäischer AMR-Hersteller, der eine führende Position im Bereich mobiler Roboter und Industrieautomation innehat, hat eine Serie von automatischen Transportrobotern auf den Markt gebracht, die 100 kg, 200 kg, 250 kg, 500 kg und 1000 kg tragen können. Ursprünglich hatte man sich für Intel NUC als Rechengehirn des AMR entschieden, aber aufgrund der oben genannten Einschränkungen von NUC wandte man sich der industrietauglichen EC70A-SU/KU-Serie von DFI zu.

DFI-Lösung: Hohes Energieverbrauchsverhältnis, hohe Haltbarkeit, hohe Stabilität und einfache Entwicklung

Der AMR des europäischen Kunden integriert eine große Anzahl von Sensoren, darunter Tiefenkameras und Laserradare zur Positionierung, Laserscanner zur Vermeidung von Kollisionen im Fernbereich und Ultraschallsensoren zur Erkennung von Kollisionen im Nahbereich.

Die DFI EC70A-SU/KU-Serie bietet nicht nur zuverlässige Energieeffizienz, Langlebigkeit und Stabilität, sondern auch eine komplette E/A-Schnittstelle, die von Sensoren, drahtlosen Netzwerken, Stromversorgungen und Stromversorgungssystemen reicht. Sie erfüllt vollständig die Anforderungen eines AMR.

Die hervorragende Leistung des Intel® Core™ der 6. Generation ermöglicht einem AMR auch die Berechnung von Algorithmen für maschinelles Sehen und Kartenrekonstruktion in Echtzeit. Die x86-Befehlssatzkompatibilität erleichtert auch die Softwareentwicklung und maßgeschneiderte grafische Benutzeroberflächen (GUI) für verschiedene Kunden. Zum Beispiel kann das FTS direkt von einem entfernten Computer oder sogar einem Smartphone über ein zuverlässiges drahtloses Netzwerk bedient werden, ohne dass eine komplizierte Konsolenverwaltung erforderlich ist, was die Betriebskosten weiter senkt.

DFI-Lösungen bringen der Robotikindustrie höhere Werte

Das AGV, das mit der DFI EC70A-SU/KU-Serie als Rechengehirn ausgestattet ist und mit der Lithium-Batterie-Technologie elektrisch betrieben wird, erreicht eine lange Betriebszeit mit einer einzigen Batterieladung (8-10 Stunden/20 km) und eine maximale Geschwindigkeit von 2,0 m/s. DFI bietet außerdem umfassenden technischen Support, ein kundenspezifisches BIOS und verfeinerte Hardwarespezifikationen, die es Kunden ermöglichen, automatisierte Transportroboter zu entwickeln, die für die Industrie 4.0-Umgebung geeignet sind.

DFI wurde 1981 gegründet und ist ein weltweit führender Anbieter von High-Performance-Computing-Technologie in verschiedenen Embedded-Branchen. Dank des innovativen Designs und eines erstklassigen Qualitätsmanagementsystems ermöglichen es die industrietauglichen Lösungen von DFI den Kunden, ihre Geräte zu optimieren und eine hohe Zuverlässigkeit, eine lange Lebensdauer und einen Betrieb rund um die Uhr in einer Vielzahl von Märkten zu gewährleisten, darunter Fabrikautomatisierung, Medizintechnik, Spiele, Transportwesen, Intelligente Energie, Mission-Critical und intelligenter Einzelhandel. Die aufsteigende Entwicklung von automatisierten Robotern wird auch eine neue Herausforderung für DFI sein, um einen höheren Wert für diese Industrie zu schaffen.