Egal, ob beim Erlernen der notwendigen Arbeitsschritte oder bei der optischen Inspektion und Dokumentation in Echtzeit – intelligente Montageplätze können die Mitarbeiter im gesamten Prozess unterstützen. Sie verkürzen beispielsweise die Einarbeitungszeit, bis Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter produktiv tätig sind oder erkennen mögliche Fehler bereits während sie geschehen. Letzteres reduziert den Aufwand in der Beseitigung, da sich der Fehler sofort korrigieren lässt – es entstehen damit praktisch keine (Folge-)Kosten. Die Technik dazu setzt auf ein Array aus Kameras, das meist über dem Arbeitsplatz angebracht ist und damit den Bewegungsspielraum der Mitarbeiter nicht einschränkt. Gleichzeitig gewährt die Vogelperspektive auch einen Einblick in die Geräte oder Baugruppen. Zudem lassen sich damit auch die sich ständig ändernden Lichtverhältnisse der Arbeitsfläche ausgleichen.
Starke Rechen- und Grafikleistung in der Elektronik als Voraussetzung
Bei gut ausgebauten Montageplätzen kommen bis zu zwölf Kameras, ein oder zwei Beamer oder auch Laserpointer sowie mehrere Touch-Displays zum Einsatz. Über Kopf angebrachte Videoprojektoren helfen beispielsweise dabei, am Montageplatz die korrekte Position für den nächsten Arbeitsschritt anzuzeigen oder Probleme und Fehler zu beleuchten. Ein solcher Aufbau stellt jedoch hohe Anforderungen an die Elektronik, sowohl bei der Anzahl der Schnittstellen als auch im Datendurchsatz.
Seit kurzem stehen neue Prozessorgenerationen wie die elfte Generation Intel-Core und Intel-Xeon-Prozessoren (Codename Tiger Lake H) auch für Embedded-Anwendungen zur Verfügung und entsprechen genau dem genannten Anforderungsprofil: Sie bieten eine Vielzahl an High-Speed-Schnittstellen sowie starke CPU- und Grafik-Leistung inklusive effizienter KI-Unterstützung. Besonders im Bereich der High-End-Bildverarbeitung sollte das Augenmerk auf der H-Serie der Tiger-Lake-Familie liegen, wie sie etwa auf dem TQ-Embedded-Modul TQMx110EB zum Einsatz kommt. Diese liefert gegenüber der kleineren U-Serie mehr Systemperformance und den vollen Schnittstellenumfang.
Darüber hinaus bietet der Hersteller mit diesem Modell ein COM-Express-Modul (Basic-Formfaktor) an, das alle Embedded-H-Serie-Prozessorvarianten (Core i3, Core i5, Core i7 und Xeon) dieser neuen CPU-Generation unterstützt. Somit lässt sich je nach Ausbaustufe des intelligenten Montageplatzes genau die richtige Verarbeitungsleistung gewährleisten. Insgesamt stehen bis zu acht leistungsfähige CPU-Cores, ein hoch performanter Grafik-Controller, bis zu 24MB Cache und bis zu 64GB DDR4-3200 zur Verfügung. Letzterer sichert durch seine hohe Bandbreite eine durchgängig hohe Performance des Systems.
Viel Spielraum bei der Skalierung der Rechenleistung
Das Systemdesign profitiert dank der Kombination aus Prozessor-Modul und individuellem Carrier Board von einer hohen Flexibilität: Die COM-Express-Module bieten einen großen Spielraum bei der Skalierung der Rechenleistung. Dank des Carrier Boards kann sich die Systementwicklung voll auf ihre Kernkompetenzen fokussieren und hat zudem die Möglichkeit mittels unterschiedlicher Boards die Produktpalette zu optimieren, ohne dafür Rechentechnik und Software grundlegend verändern zu müssen.
Schnelles 2.5GBit-Ethernet, vier USB-3.2-Gen2-Schnittstellen (mit je 10Gb/s), acht USB-2.0-Interfaces sowie vier super-schnelle Sata-III-Ports werden über die COM-Express-Steckverbinder bereitgestellt. Zusätzlich bietet das COM-Express-Modul TQMx110EB 24 PCIe Lanes, wobei diese in zwei Gruppen aufgeteilt sind: Acht PCIe Lanes der dritten Generation mit je 8Gb/s werden über den PCH (Peripheral Controller Hub/Chipsatz) bereitgestellt und teilen sich die Bandbreite zur CPU mit den bereits erwähnten IO-Schnittstellen. Die weiteren 16 PCIe Lanes sind mit der PCIe-Geschwindigkeit der vierten Generation direkt an die CPU angebunden, sodass ein ungebremster, direkter Datentransfer zwischen Peripherie und Prozessor möglich ist.
Höchste Flexibilität bei der Anbindung von Kamera-Modulen
Besonders von Vorteil ist auch die vom Modul unterstützte PCIe Bifurcation, die eine Aufteilung dieser Schnittstelle für bis zu drei PCIe Root Ports (Modi: x16, x8/x8 oder x8/x4/x4) ohne kostspielige, zusätzliche Elektronik zulässt. Für anspruchsvolle Bildverarbeitung ist somit beispielsweise die Anbindung von mehreren schnellen PCIe-basierten Kamera-Modulen möglich. Auch lassen sich mehrere Framegrabber oder 10-GBit-Ethernet-Controller für hochauflösende High-Speed-Multi-Kamera-Systeme direkt an die CPU anbinden. Alternativ dazu sind weitere Optionen wie Zusatzsteckplätze für mehrere Beschleunigerkarten (beispielsweise für Tensor Processing Units) realisierbar, was gute Voraussetzungen für besonders anspruchsvolle KI-Auswertungen schafft.
