Advanced Manufacturing Research Centre (AMRC) berupaya mengembangkan sistem inspeksi visual yang disempurnakan dengan AI yang dapat lebih cepat mendeteksi komponen yang rusak dengan lebih sedikit limbah.

Pusat ini menggunakan perangkat lunak IBM Maximo Visual Inspection pada server Power Systems AC922 berkinerja tinggi di Factory 2050, fasilitas pamernya. Solusi FlashSystem semakin meningkatkan kecepatan throughput dan efisiensi penyimpanan.

AMRC membantu memimpin revolusi di Inggris. Di dalam fasilitas Factory 2050 yang berdinding kaca dan canggih di Sheffield, pusat ini mengembangkan solusi berbasis digital yang menggunakan AI, Internet of Things (IoT), robotik, dan teknologi baru lainnya, semua dengan tujuan untuk memecahkan masalah manufaktur di dunia nyata. Setelah dianggap futuristik, solusi-solusi ini siap digunakan dalam skala penuh saat ini, membantu produsen Inggris meningkatkan kinerja mereka sekaligus mendorong Revolusi Industri Keempat.

"Seluruh etos di balik AMRC adalah untuk mempertahankan daya saing Inggris di bidang manufaktur global," jelas Tom Hodgson, Pemimpin Tema, Inspeksi dan AI, AMRC. "Kami mengambil ide-ide yang muncul dari universitas, di mana ide-ide tersebut telah dikembangkan ke tingkat prototipe. Kemudian, dengan perusahaan mitra kami, kami melakukan proyek penelitian untuk mentransisikan teknologi tersebut ke dalam lingkungan produksi."

Juga dikenal sebagai Industri 4.0, era baru inovasi teknologi ini dibangun di atas terobosan revolusi digital sebelumnya dengan memperkenalkan sistem yang dinamis, saling terhubung, dan cerdas yang menjanjikan untuk mendisrupsi - dan mengoptimalkan - rantai nilai di seluruh industri. Era ini juga membutuhkan daya pemrosesan dan kapasitas penyimpanan yang belum pernah terjadi sebelumnya.

AMRC adalah salah satu dari tujuh pusat High Value Manufacturing (HVM) Catapult di negara ini yang membantu membuka jalan menuju Industri 4.0. Diluncurkan pada tahun 2011 oleh UK Innovate untuk merevitalisasi sektor manufaktur di negara ini, inisiatif HVM Catapult menyatukan para peneliti dengan perusahaan-perusahaan dari berbagai skala untuk merintis solusi dan pada akhirnya menstimulasi pasar global.

"Sebagai bagian dari tim Catapult, kewajiban kami adalah mendemonstrasikan teknik, alat, dan teknologi mutakhir kepada para pelaku bisnis di Inggris," ujar Hodgson. AMRC secara menyeluruh memeriksa dan mengembangkan teknologi yang muncul, tanpa bias terhadap vendor TI tertentu. Kemudian AMRC ini menampilkan banyak solusi canggih di Factory 2050, fasilitas pertama di negara ini yang didedikasikan untuk teknologi perakitan, manufaktur komponen, dan permesinan yang dapat dikonfigurasi ulang dan dibantu secara digital.

Salah satu proyek pengembangan AMRC melibatkan otomatisasi proses berbasis manual yang digunakan untuk mendeteksi kekurangan pada komponen struktural yang diproduksi, terutama di industri penting keselamatan seperti kedirgantaraan dan pertahanan. Secara tradisional, pekerja pabrik telah memeriksa bagian menggunakan sinar cahaya dan metode padat karya lainnya. Sistem inspeksi visual yang otomatis dan cerdas dapat memungkinkan deteksi lebih cepat suku cadang yang rusak dalam skala besar, menghasilkan lebih sedikit cacat, lebih sedikit limbah, dan mengurangi biaya.

Tim proyek memerlukan perangkat lunak pengenalan visual pembelajaran mesin untuk digunakan dalam menciptakan model yang akurat untuk klasifikasi gambar dan deteksi cacat. Para peneliti membangun kumpulan data dengan menangkap dan memberi label pada ribuan gambar komponen dengan kepadatan tinggi yang dibidik dari berbagai sudut dalam pengaturan standar, yang kemudian digunakan untuk menguji berbagai produk pengenalan visual yang tersedia di pasar. Namun, pendekatan klasik untuk pemrosesan gambar ini tidak cukup memenuhi kebutuhan para peneliti untuk pekerjaan mereka yang canggih. "Segala macam hal dapat memberikan efek yang sangat besar pada algoritme visi komputer tradisional, seperti pencahayaan, di mana barang diposisikan di gudang, dan di dalam gudang atau pabrik yang mana," jelas Sean Wilson, AI Technical Lead, AMRC. "Diperlukan waktu berminggu-minggu untuk menyempurnakan solusi terhadap fitur tertentu dari suatu kesalahan. Namun bagaimana dengan komponen baru atau jenis kesalahan? Solusi-solusi ini tidak dapat digeneralisasi dengan baik.”

Infrastruktur standar AMRC on premises, terdiri dari server berbasis CPU di gedung terpisah dengan koneksi jaringan 1 Gb/s ke Factory 2050, juga menghambat kemajuan tim. Infrastruktur tidak dapat secara cepat memproses file gambar yang sangat besar yang dihasilkan oleh tim, dengan total sekitar 20 GB untuk setiap komponen. Selain itu, banyak pelanggan bisnis pusat beroperasi di bawah peraturan industri yang mengharuskan gambar inspeksi diarsipkan dengan aman selama beberapa tahun. Penyimpanan yang ada di pusat penyimpanan tidak memiliki kapasitas penyimpanan modern untuk mendukung kebutuhan ini.

Dengan infrastruktur yang modern, lincah, dan kaya akan keamanan untuk menganalisis gambar kerja, tim dapat memajukan proyek inspeksi visualnya, termasuk terus melatih dan memvalidasi model dengan cepat. Solusi baru ini memberikan kecepatan transfer 5 GB/s, dibandingkan dengan 70 MB/s seperti yang disediakan oleh infrastruktur di tempat yang terletak di gedung lain. "Dalam hal penelitian, kami harus secepat dan seefisien mungkin," kata Wilson. "Sekarang, dengan penyimpanan FlashSystem yang terhubung ke server AC922 kami, kami bisa langsung mengunduh dan memproses gambar dengan throughput yang luar biasa cepat."

Para peneliti akan mengembangkan sistem pemeriksaan visual terstandarisasi, termasuk solusi pencitraan robotik, untuk penggantian sendi lutut. Namun demikian, sistem ini akan memiliki aplikasi lintas industri. "Tujuan utama di balik pekerjaan ini adalah untuk menunjukkan bagaimana bisnis dapat secara efektif menerapkan teknologi tersebut dan kesulitan yang mungkin mereka alami," kata Edge. Pada akhirnya, sistem baru ini berpotensi membantu berbagai produsen meningkatkan kualitas produk, meningkatkan produktivitas di lantai produksi, dan mengurangi limbah dengan biaya yang lebih rendah.

Di luar proyek ini, tim AMRC dapat menggunakan solusi server dan penyimpanan IBM di tempat untuk membantu para produsen dengan inisiatif-inisiatif lain yang berfokus pada AI. Kemampuan untuk menawarkan kemampuan server dan penyimpanan IBM di lokasi sangat penting bagi pelanggan dengan data sensitif. "Berkat IBM, kami bisa menempatkan server AI dan penyimpanan yang canggih dalam ruang yang sangat kecil di dalam rak pabrik kami," ujar Wilson. "Fakta bahwa kami sekarang memiliki kemampuan on-premise yang disediakan oleh IBM berarti bahwa pelanggan kami dapat mulai berinovasi di area-area seperti AI dan Big Data, dengan rasa senang karena data mereka aman."

Tim ini juga dapat memenuhi misinya dengan lebih baik untuk membantu usaha kecil dan menengah berinovasi di seluruh siklus manufaktur. Baru-baru ini, sebuah perusahaan rintisan membagikan idenya untuk solusi berbasis AI kepada tim Wilson. Dengan menggunakan perangkat lunak IBM Maximo Visual Inspection yang berjalan pada infrastruktur IBM, para peneliti menyelesaikan solusi POC yang sukses untuk pelanggan hanya dalam waktu lima hari. Wilson mencatat bahwa tanpa solusi IBM, tim ini membutuhkan waktu lima hari untuk melabeli set data.

Tim AMRC sangat antusias dengan pekerjaan mereka di garis depan inovasi Industri 4.0. "Factory 2050 pada dasarnya adalah sebuah toko terbuka," jelas Wilson. "Sangat menyenangkan bisa berdiri di lantai showroom kami dan mengatakan kepada perusahaan bahwa [inovasi ini] tidak ada di masa depan. Sekarang. Ini adalah sesuatu yang sebenarnya dapat mulai mereka gunakan di pabrik dan proses mereka."

Didirikan pada tahun 2001, AMRC (tautan berada di luar ibm.com) melakukan penelitian terdepan di dunia dalam bidang permesinan, manufaktur, dan material canggih. Acara ini menyatukan lebih dari 600 peneliti dan insinyur dari seluruh dunia untuk mempercepat pengembangan teknik dan teknologi manufaktur bernilai tinggi. AMRC merupakan bagian dari AMRC Group, yang mempromosikan penelitian kolaboratif yang berfokus pada industri yang melibatkan universitas, akademisi, dan bisnis.