مع تحول التصنيع الذكي وتحديثه، أصبحت أنظمة فحص الرؤية الآلية أمرًا بالغ الأهمية لضمان جودة المنتج. بأخذ مشروع ترقية خط إنتاج فحص الرؤية كمثال، توضح هذه المقالة التطبيق العملي لبطاقة توسيع RAID LRSV9310-2IR M.2 NVMe RAID في سيناريوهات فحص الرؤية الصناعية، مما يوفر مرجعًا للمؤسسات التي تواجه تحديات تخزين مماثلة.

نظرة عامة على المشروع والتحديات

خلفية المشروع

المشروع لشركة تصنيع قطع غيار إلكترونيات استهلاكية ذات خطوط إنتاج مؤتمتة متعددة وأنظمة فحص بالرؤية الآلية للكشف عن عيوب المظهر. ومع توسع الطاقة الإنتاجية وزيادة متطلبات دقة الفحص، أصبح نظام التخزين الأصلي تدريجيًا عنق الزجاجة.

التحديات الأساسية

عنق زجاجة أداء التخزين استخدمت IPC الأصلية محرك أقراص SATA SSD واحدًا بسرعة كتابة تبلغ حوالي 500 ميجابايت/ثانية. ومع ذلك، أنتجت 4 كاميرات صناعية (5 ميجابكسل، 30 إطارًا في الثانية) بيانات بسرعة 1.8 جيجابايت/ثانيةتتجاوز بكثير قدرة SATA على الكتابة. كان يجب تخزين الصور مؤقتاً في الذاكرة أولاً، مما يعرض البيانات للفقدان.

1- عدم كفاية موثوقية البيانات يجب تخزين صور الفحص لمدة 6 أشهر على الأقل للتتبع. التخزين على قرص واحد يفتقر إلى التكرار؛ تعطل محرك الأقراص يتسبب في فقدان البيانات بشكل دائم.

2- سعة تخزين محدودة يوفر محرك أقراص SSD واحد مقاس 2.5 بوصة سعة محدودة، ولا يمكن لهيكل IPC المدمج استيعاب محركات أقراص إضافية.

3- قيود مساحة الهيكل يحتوي IPC المدمج على فتحة واحدة فقط مقاس 2.5 بوصة وفتحة PCIe واحدة منخفضة المستوى، مما يجعل التوسعة التقليدية غير مجدية.

4.قيود مساحة الشاسيه يحتوي IPC المدمج على فتحة واحدة فقط مقاس 2.5 بوصة وفتحة PCIe واحدة منخفضة الحجم، مما يجعل التوسعة التقليدية غير مجدية.

تصميم الحلول

اختيار الحل

بعد التقييم الفني، اعتمد المشروع بطاقة التوسعة LRSV9310-2IR PCIe 3.0 x8 إلى بطاقة توسعة M.2 NVMe RAID المزدوجة M.2 مع محركي أقراص M.2 NVMe SSD بسعة 2 تيرابايت صناعيين (2280).

بنية النظام

· يتم تثبيت LRSV9310-2IR في فتحة PCIe x16 منخفضة المستوى في IPC، مما يلائم الهيكل المدمج بشكل مثالي.

· محركا تخزين 2TB M.2 NVMe SSD بسعة 2 تيرابايت تم تكوينهما في RAID 1 (مرآة).

· يوفر RAID 1 إمكانية التكرار في الوقت الفعلي؛ حيث يفشل محرك أقراص واحد دون فقدان البيانات ودون انقطاع.

· يوفر NVMe نطاقًا تردديًا يزيد عن 3 جيجابايت/ثانية لتلبية الكتابة المتزامنة متعددة الكاميرات.

الأساس المنطقي لاختيار RAID 1

· أمن البيانات أولاً: صور الفحص هي بيانات إنتاج مهمة. يضمن RAID 1 تكرار النسخ المزدوجة.

· أداء كافٍ: ~تتجاوز سرعة الكتابة بسرعة 3 جيجابايت/ثانية تقريبًا سرعة الكتابة الأصلية التي تبلغ 500 ميجابايت/ثانية بكثير، مما يرضي 4 كاميرات بسهولة.

سهولة الصيانة: تدعم إعادة بناء التوصيل السريع استبدال محرك الأقراص دون توقف.

عملية النشر والتنفيذ

تركيب الأجهزة

أكمل فريق تنفيذ المشروع نشر الأجهزة وفقًا للخطوات التالية:

الخطوة 1: قم بإيقاف تشغيل IPC وفصل كابل الطاقة لضمان التشغيل الآمن.

الخطوة 2: افتح هيكل IPC وحدد موقع فتحة التوسعة PCIe منخفضة المستوى. الخطوة 3: استبدل LRSV9310-2IR بالركيزة منخفضة المستوى (مضمنة كملحق قياسي).

الخطوة 4: أدخل بطاقة التوسعة في فتحة PCIe وقم بتثبيت براغي الكتيفة.

الخطوة 5: قم بتثبيت محركي أقراص M.2 NVMe SSD في الفتحات المزدوجة لبطاقة التوسعة.

الخطوة 6: أغلق الهيكل وأعد توصيل الطاقة وشغّل الطاقة للاختبار الذاتي.تكوين البرنامج

تكوين البرنامج

يعمل النظام Galaxy Kylin Kylin V10، و LRSV9310-2IR يتم توصيله وتشغيله دون الحاجة إلى برنامج تشغيل. يتم تكوين RAID 1 في BIOS؛ يتعرف نظام التشغيل على محرك أقراص منطقي واحد بسعة 2 تيرابايت. نظام ملفات XFS يُستخدم للكتابة المحسّنة للملفات الكبيرة.

نتائج اختبار الأداء (fio)

تأثيرات وفوائد التطبيق

تحسين الأداء

بعد ترقية التخزين، يتم تحسين كفاءة جمع الصور لنظام فحص الرؤية بشكل كبير. يمكن لأربع كاميرات صناعية التصوير باستمرار بأقصى سرعة، وتتم كتابة بيانات الصور على القرص في الوقت الفعلي، مما يقضي على فقدان الإطارات الناجم عن اختناقات التخزين. زادت سرعة فحص خط الإنتاج من 60 قطعة في الدقيقة إلى 120 قطعة في الدقيقة، مما ضاعف من الطاقة الإنتاجية.

ضمان موثوقية البيانات

توفر آلية النسخ المتطابق RAID 1 حماية التكرار في الوقت الفعلي لبيانات فحص الجودة. في حالة حدوث عطل في قرص SSD بعد تنفيذ المشروع، يتحول النظام تلقائيًا إلى القرص الصلب العادي من خلال RAID 1، مع عدم فقدان بيانات الفحص وعدم وجود تأثير على الإنتاج. بعد استبدال القرص المعطوب، يتم إعادة بناء مصفوفة RAID تلقائيًا دون توقف.

تخفيض تكاليف التشغيل والصيانة

تعمل وظيفة إعادة بناء التوصيل السريع ل RAID 1 على تبسيط صيانة التخزين إلى حد كبير. وبالمقارنة مع العملية المعقدة للحل التقليدي أحادي القرص الذي يتطلب نسخًا احتياطيًا واستبدال القرص واستعادة البيانات في وقت التعطل، يمكن الآن إكمال استبدال القرص وإعادة بناء المصفوفة دون توقف، مما يقلل من وقت الصيانة الواحدة من 4 ساعات إلى 30 دقيقة.

الملخص ومشاركة الخبرات

وقد تحقق تنفيذ المشروع من القيمة العملية لجهاز LRSV9310-2IR في سيناريوهات فحص الرؤية الصناعية. وفيما يلي الملخصات الرئيسية لتنفيذ المشروع:

1.تقييم متطلبات الأداء بالكامل في مرحلة الاختيار، قام فريق المشروع بحساب متطلبات عرض النطاق الترددي النظري للكتابة المتزامنة لكاميرات متعددة بالتفصيل، واحتفظ بهامش أداء بنسبة 30%. وهذا يضمن أن نظام التخزين يمكن أن يعمل بثبات حتى عند تذبذب معدل إطارات الكاميرا أو عند حدوث كتابة البيانات المتتالية في التشغيل الفعلي.

2- إيلاء أهمية لتصميم موثوقية البيانات بالنسبة لسيناريوهات التطبيقات الرئيسية مثل فحص الجودة، يجب إيلاء موثوقية البيانات اهتمامًا مساويًا للأداء. على الرغم من أن RAID 1 يضحّي بنصف سعة التخزين، إلا أن ضمان أمان البيانات الذي يجلبه لا يمكن الاستغناء عنه في بيئة الإنتاج.

3- التركيز على التوافق المادي تفرض أجهزة الكمبيوتر الشخصية الصناعية المدمجة المستخدمة في المواقع الصناعية قيودًا صارمة على حجم بطاقات التوسعة. يتيح تصميم LRSV9310-2IR منخفض الطول ومنخفض الحجم إمكانية ملاءمته للهيكل الصناعي القياسي، كما يوفر التكوين القياسي ذو الحامل المزدوج مرونة لبيئات التركيب المختلفة.

4- التحقق من توافق نظام التشغيل يعمل تصميم LRSV9310-2IR الخالي من برامج التشغيل على تبسيط عملية النشر. بالنسبة للمشاريع الصناعية التي تستخدم أنظمة تشغيل محلية، يوصى بإجراء اختبار توافق كافٍ قبل النشر الرسمي.

التطبيقات الموسعة الموصى بها

استنادًا إلى تجربة التنفيذ، يمكن أيضًا تطبيق LRSV9310-2IR على السيناريوهات المماثلة التالية:

· فحص رقاقة أشباه الموصلات: تجميع عالي السرعة لصور سطح الرقاقة مع خوارزميات التعرف على العيوب باستخدام الذكاء الاصطناعي

· فحص جودة قطع غيار السيارات: الفحص البصري متعدد المحطات، والتخزين في الوقت الحقيقي لصور الفحص عالية الوضوح

· فحص عبوات الأغذية: الفحص البصري عالي السرعة لخط الإنتاج لضمان سلامة التغليف وصحة الملصقات

· إمكانية تتبع عبوات المستحضرات الصيدلانية: التخزين طويل الأجل وإمكانية تتبع بيانات الفحص التي تفي بمتطلبات ممارسات التصنيع الجيدة على المدى الطويل

· مراقبة الفيديو الصناعية: تخزين تسجيل فيديو عالي الوضوح لمدة 7 × 24 ساعة في الساعة، ودعم التحليل الذكي

الخاتمة

توفر بطاقة التوسعة LRSV9310-2IR M.2 NVMe RAID بطاقة توسعة RAID LRSV9310-2IR حلاً تخزينياً عالي الأداء والموثوقية لنظام الفحص البصري الخاص بشركة تصنيع الإلكترونيات هذه. من خلال آلية النسخ المتطابق RAID 1، تحقق المؤسسة تحسين أداء التخزين بأكثر من 5 أضعاف مع تحقيق حماية التكرار في الوقت الفعلي لبيانات الفحص الرئيسية.

بالنسبة للمؤسسات الصناعية التي تواجه تحديات تخزين مماثلة، يوصى بالبدء من احتياجات العمل الفعلية، وتقييم الأداء والموثوقية والسعة والتكلفة وعوامل أخرى بشكل شامل، واختيار حل توسيع التخزين الأنسب لسيناريوهاتها الخاصة. وبفضل تكوين RAID المرن والتصميم المدمج والتوافق الواسع للنظام، فإن LRSV9310-2IR يستحق الإدراج في قائمة تقييم حلول التخزين الخاصة بفحص الرؤية الصناعية.