EPF si affida a Siemens e punta sulla IA

EPF doveva automatizzare il controllo qualità sulla linea di un cliente in ambito automotive, per riconoscere componenti o rilevare anomalie. L’azienda si è affidata a Siemens e al suo modulo che consente l’elaborazione efficiente delle reti neurali.

Negli ultimi anni l’intelligenza artificiale (IA) ha compiuto importanti progressi a livello di hardware e software, oltre che di potenza di calcolo e trasmissione dati. Le recenti innovazioni hanno reso possibile l’utilizzo industriale delle più avanzate tecnologie di reti neurali (deep learning) e apprendimento automatico. L’uso dell’IA crea nuove opportunità per una produzione flessibile ed efficiente, anche quando si tratta di prodotti complessi e sempre più personalizzati in piccole serie. 

E se un robot potesse regolare automaticamente la sua presa in base alle dimensioni e alla forma dell’oggetto? Secondo Siemens è possibile. Un esempio concreto arriva da Cuneo, dove un’azienda ha applicato l’IA basata su reti neurali all’automazione di fabbrica.

EPF punta sulla IA

EPF nasce nel 1961 nell’ambito dell’automazione industriale per i sistemi elettromeccanici. Oggi è una moderna azienda le cui attività spaziano fino alla robotica e allo sviluppo software. Con sede a Carrù, nel cuore delle Langhe, è profondamente radicata nel territorio ma le sue attività hanno respiro internazionale. Oggi comprende tre settori: automazione, energia e stampaggio plastico. Quest’ultimo ha trainato lo sviluppo dell’impresa, distributrice ufficiale e service partner di Toshiba Machine (che ha recentemente cambiato il nome tornando a quello originario, Shibaura Machine). EPF integra da tempo soluzioni Siemens, e in un periodo in cui le tecnologie di IA si stanno delineando come strumenti efficaci per l’inserimento sulle linee, ha voluto implementare le nuove soluzioni sviluppate in tal senso. 

I vantaggi dell’IA nei controlli visivi

Il mondo che ci circonda è già permeato da tecnologie di IA, quello che manca è la loro industrializzazione e presenza sul campo. La mission di EPF è integrare l’IA all’interno dell’ecosistema aziendale. E ha cercato nuove soluzioni sul mercato, per approfondire in particolare le potenzialità nel settore della visione artificiale.

“EPF ha una cultura specifica su queste tecnologie grazie al team di sviluppatori software, ma avevamo bisogno di un hardware industriale in grado di risolvere problematiche legate in particolare al controllo qualità sulla linea” afferma Franco Filippi, CEO di EPF. “Per controllo qualità, mi riferisco ai controlli visivi che con tecniche tradizionali non è possibile eseguire. Pensiamo al riconoscimento di difetti, o all’orientamento di componenti o ai sistemi di packaging di prodotti tutti diversi come può essere la frutta. La flessibilità è il vantaggio più importante che porta una soluzione tecnologica di IA”.

Riconoscere in modo automatico componenti o rilevare anomalie

La sfida era quella di automatizzare il controllo qualità sulla linea, costruendo una macchina capace di riconoscere in modo automatico componenti di prodotti o rilevare anomalie. La macchina di EPF esegue controlli qualità a valle di una linea di assemblaggio e confezionamento di componenti per il settore automotive, alla fine del processo produttivo. Durante il trasferimento dei componenti dalla cella di assemblaggio a quella di packaging, esegue delle ispezioni visive automatiche degli stessi, assicurando il soddisfacimento delle specifiche prescritte dal produttore. Tra queste c’è verificare la qualità del materiale di attrito. Gli algoritmi di visione che integrano l’IA rappresentano dunque una tecnologia abilitante, vista l’estrema difficoltà di realizzare tali controlli con gli algoritmi di machine vision tradizionali. “L’utilizzo delle soluzioni software di EPF e del modulo Simatic S7-1500 TM NPU di edge computing di Siemens ha permesso di soddisfare la necessità del nostro cliente, portando a bordo linea le più avanzate tecnologie e permettendo di ottenere prodotti di qualità e affidabilità crescenti” sottolinea Filippi.

L’IA può rilevare difetti mai catalogati

Il nuovo modulo S7-1500 TM NPU è dotato del processore Myriad™X Vision di Intel Movidius^™ che consente l’elaborazione efficiente delle reti neurali. L’IA garantisce al robot di riconoscere oggetti e relative classi di appartenenza non noti a priori, grazie a un preventivo addestramento della rete neurale, che raccoglie e sfrutta tutta la relativa esperienza. “Il vantaggio per i nostri clienti è la disponibilità di macchine più robuste e adattabili, che rispondono a esigenze di controllo qualità” afferma Filippi. “L’IA può rilevare difetti mai catalogati. Anche in termini di addestramento del modello, questa soluzione implica tempi di sviluppo inferiori rispetto alle soluzioni sviluppate con algoritmi tradizionali. L’addestramento è stato fatto con risorse interne formate allo scopo”. 

Spiega Davide Maffei, Technical Sales Support Professional Edge & AI di Siemens: “Il progetto di computer vision realizzato con EPF è strategico. Abbiamo avuto la possibilità di collaborare con un’azienda che oltre ad avere forti competenze di automazione, è anche focalizzata sulle tecnologie emergenti tipiche del mondo IT, come machine learning ed edge computing”.

Integrare l’IA con l’automazione in modo facile, robusto e affidabile

Ma la strategia di Siemens per rendere l’IA una tecnologia al servizio dell’industria è molto più ampia, e ha l’obiettivo primario di rendere semplice, robusta ed affidabile l’integrazione con l’automazione, come sottolinea Maffei: “Grazie al nostro nuovo Industrial Edge è possibile già da ora sfruttare la flessibilità e la scalabilità della piattaforma, e implementare algoritmi sviluppati ad hoc. Ciò permette di migliorare processi di macchine e impianti, a partire dai campi di robotica, efficientamento energetico, manutenzione predittiva e anomaly detection”.

Prerogativa di un qualsiasi sistema di analisi basati sul dato è una rete di comunicazione affidabile, che è il cuore dello scambio dati in ottica di accelerare i processi di digitalizzazione. Anche in questa applicazione, EPF ha scelto di basare il backbone dello scambio dati tramite fieldbus Profinet con switch Siemens della famiglia Scalance X. Era fondamentale infatti avere una rete di comunicazione che garantisse sia l’affidabilità della trasmissione dei dati di automazione, sia la disponibilità dello scambio dati per la rete neurale. Un ulteriore vantaggio che ha spinto EPF ad adottare questa tecnologia di comunicazione era legato alla facilità di programmazione nell’engineering framework di Siemens.