Tiskane izdaje
Mednarodni projekt COPCAMS (COgnitive & Perceptive CAmeraS, kar pomeni kamere, ki zaznavajo in sklepajo) so izvajali v preteklih treh letih v sodelovanju z 21 partnerji iz Francije, Španije, Velike Britanije, Danske, Poljske in Turčije. Sofinanciralo ga je evropsko industrijsko združenje Artemis, katerega člani so veliki evropski koncerni, kot so Bosch, Siemens, Philips in drugi. Preostali del finančnih sredstev so v Sloveniji prispevali ministrstvo za gospodarski razvoj in tehnologijo ter oba slovenska partnerja, Institut Jožef Stefan (IJS) in idrijski koncern Kolektor Group, d. o. o.
Prof. dr. Bogdan Filipič, vodja skupine za računsko inteligenco na odseku za inteligentne sisteme na ljubljanskem IJS, pravi, da je združenje Artemis zelo zainteresirano za izboljševanje teh metodologij in njihovo uporabo v industriji. Njihov cilj je namreč razvoj naprednih tehnologij za vgradne računalniške sisteme z namenom, da bi se izboljšala evropska konkurenčnost in omogočilo oblikovanje novih trgov.
Razvijajo zelene kamere
Cilj, ki so si ga postavili sodelavci tega obsežnega projekta, je razviti tako imenovane zelene kamere, ki bodo visoko računsko zmogljive in bodo porabile malo energije. To dosegajo z razvojem vgradnih računalniških arhitektur, ki omogočajo obdelavo slik na mestu njihovega zajemanja in temeljijo na vzporednem računanju. To pomembno povečuje njihovo zmogljivost, poraba energije pa je precej nižja kot pri klasičnih delovnih postajah.
V slovenskem delu evropskega projektnega konzorcija so se osredotočili na razvoj postopkov za nadzor kakovosti v proizvodnji komponent za avtomobilsko industrijo v Kolektorju. V obliki algoritmov za namenske računalniške arhitekture so umeščeni v proizvodne linije in že v poskusnem obratovanju. S tem jim je večinoma uspelo nadomestiti dosedanje ročne postopke nadzora kakovosti, s čimer zagotavljajo večjo zanesljivost in kakovost končnih izdelkov. To pomembno pripomore k povečanju konkurenčnosti podjetja kot dobavitelja za avtomobilsko industrijo, ki ima zelo stroge zahteve glede kakovosti.
Strojni vid za
V tem obdobju so se ti računalniški sistemi nenehno spreminjali in se dopolnjevali, zato so problem končnega nadzora kakovosti teh izdelkov razmeroma zadovoljivo rešili, zdaj pa želijo s strojnim vidom opremiti celoten proizvodni proces, kar bo omogočilo nadzor kakovosti tudi v vmesnih fazah.
»V projektu COPCAMS gre za tehnično zelo zahtevne rešitve, zato je vse novo znanje na področju strojnega učenja in algoritmov, ki obdelujejo slike, za naše podjetje zelo dragoceno. Sodelovanje v projektu je bilo odlična priložnost za preizkus teorije v praksi, ker gre za komplementarne zadeve. Pri teoretskem reševanju nekega problema namreč nikoli nismo popolnoma prepričani, da smo upoštevali vse naravne zakonitosti, ki na določen sistem delujejo. V praksi pa je ravno obratno, saj se spopadamo predvsem z vprašanjem, kako naj izključimo dejavnike, ki pomenijo motnjo,« poudarja vodja raziskav največjega inženirskega podjetja v Sloveniji.
Postopki, ki so jih razvili sodelavci IJS in Kolektorja v projektu COPCAMS, temeljijo na strojnem vidu, strojnem učenju in optimizaciji, omogočajo pa meritve dimenzij, ugotavljanje morebitnih napak in meritve hrapavosti grafitnih komutatorjev.
Pri tem so strojno učenje uporabili za samodejno gradnjo računalniških postopkov za nadzor kakovosti na podlagi veliko primerov, napredne optimizacijske metode pa so bile potrebne za uglasitev strojnega vida in strojnega učenja pri iskanju kompromisa med točnostjo in računsko učinkovitostjo. Inovativen tako ni le rezultat tega razvoja, ampak tudi pot, po kateri so ga dosegli.
Grafitni komutatorji
Tako se je pred približno 16 leti začel proces uveljavljanja grafitnih komutatorjev, ki so nadomestili bakrene. Kolektor je ta prehod dovolj hitro opazil, se nanj odzval in v sodelovanju z avstrijskim podjetjem Hofmann, ki proizvaja grafitni material za ščetke in komutatorje, razvil grafitne komutatorje.
»Ker smo imeli v Idriji tehnologijo, ki omogoča masovno proizvodnjo, je bil razmeroma hitro osvojen velik del trga, je postal Kolektor poleg Japoncev skoraj edini proizvajalec grafitnih komutatorjev v svetu,« je povedal inženir elektrotehnike Ludvik Kumar. Pred petimi leti je za razvoj grafitnega komutatorja prejel Puhovo priznanje skupaj s sodelavcema IJS prof. dr. Miranom Mozetičem in prof. dr. Urošem Cvelbarjem. Zdaj na idrijski lokaciji tovarne izdelajo približno od 45 do 50 milijonov komutatorjev na leto. Zaradi zaščite tehnologije ne prenašajo na druge lokacije.
Manjša poraba energije
Novi vgradni računalniški sistemi, ki so večinoma že nameščeni na proizvodnih linijah, so nastali v Artemisovem evropskem projektu kot rezultat tesnega sodelovanja raziskovalcev in razvojnikov z IJS in iz Kolektorja, pri čemer so uporabljali tudi metode in orodja drugih projektnih partnerjev. Računalniške rešitve, ki so jih razvili, pa ne bodo pripomogle zgolj k večji kakovosti in zanesljivosti grafitnih komutatorjev, ampak bodo skrajšale tudi razvojne cikle ter zmanjšale porabo časa in energije.
»V projektu smo se spopadli s problemom nadzora kakovosti izdelkov že v vmesnih fazah proizvodnje, kar bi zahtevalo postavitev veliko računalniških sistemov, ki jih do zdaj zaradi visokih cen tovrstne opreme v Kolektorju niso nameščali. Tako smo si postavili cilj, da bomo poskušali razviti računalniške vgradne sisteme, ki bodo precej cenejši od sedanjih,« je povedal Valentin Koblar, sodelavec Oddelka za raziskave in razvoj v Kolektorju, sicer pa doktorski študent na Mednarodni podiplomski šoli Jožefa Stefana.
»Nižje cene smo dosegli tudi z odprtokodnimi rešitvami, kar nam omogoča, da ne plačujemo dragih licenc za uporabo določenih računalniških programov. Tako nam je uspelo ceno strojne in programske opreme znižati za kar 50 odstotkov, hkrati pa ugotavljamo, da smo razvojni čas skrajšali za vsaj 20 odstotkov. Metodologija, ki smo jo razvili, nam omogoča tudi reševanje podobnih zapletenih problemov z veliko manj truda in velikim časovnim prihrankom. Človek namreč lahko natančno sledi le nekaj spremenljivkam, ko pa se njihovo število poveča do večjih razsežnosti, kot se je zgodilo v našem primeru, postane njihovo obdelovanje zanj neobvladljivo. Računalnik pa z algoritmi, ki smo jih razvili, vse zahtevne probleme lahko hitro in uspešno rešuje,« je dodal Valentin Koblar, ki je kot študent v Ljubljani več let uspešno vodil Kolektorjevo študentsko skupino iDRIUM, za kar je prejel priznanje Life Learning Academie. V času njegovega vodenja je skupina izvedla številne praktične projekte, od konstrukcij specialnih naprav in strojev do razvoja posebnih nadzornih postopkov.
