2026-06-03 
В условиях трансформации и модернизации интеллектуального производства системы машинного зрения стали играть решающую роль в обеспечении качества продукции. В этой статье на примере проекта модернизации производственной линии машинного зрения демонстрируется практическое применение карты расширения LRSV9310-2IR M.2 NVMe RAID в сценариях промышленной инспекции зрения, что служит примером для предприятий, сталкивающихся с аналогичными проблемами хранения данных.
Проект предназначен для производителя деталей бытовой электроники с несколькими автоматизированными производственными линиями и системами машинного зрения для обнаружения дефектов внешнего вида. По мере расширения производственных мощностей и повышения требований к точности контроля первоначальная система хранения постепенно становилась узким местом.
Узкое место в производительности системы хранения данных В оригинальном IPC использовался один SSD SATA со скоростью записи около 500 МБ/с. Однако 4 промышленные камеры (5 МП, 30 кадров в секунду) генерировали данные со скоростью 1,8 ГБ/счто значительно превышало возможности SATA по записи. Изображения приходилось сначала кэшировать в памяти, что чревато потерей данных.
1.Недостаточная достоверность данных Изображения инспекций должны храниться не менее 6 месяцев для отслеживания. В однодисковом хранилище отсутствовало резервирование; отказ диска приводил к необратимой потере данных.
2.Ограниченная емкость для хранения Емкость одного 2,5-дюймового SSD была ограничена, а компактный корпус IPC не мог вместить дополнительные накопители.
3.Ограничения пространства шасси Компактный IPC имел только один 2,5-дюймовый отсек и один низкопрофильный слот PCIe, что делало традиционное расширение нецелесообразным.
4.Ограничения пространства шасси Компактный IPC имел только один 2,5-дюймовый отсек и один низкопрофильный слот PCIe, что делало традиционное расширение нецелесообразным..
После технической оценки проект принял Плата расширения LRSV9310-2IR PCIe 3.0 x8 to Dual M.2 NVMe RAID с двумя промышленными твердотельными накопителями M.2 NVMe емкостью 2 ТБ (2280).
· LRSV9310-2IR устанавливается в низкопрофильный слот PCIe x16 IPC, идеально вписываясь в компактное шасси.
· Два твердотельных накопителя M.2 NVMe емкостью 2 ТБ, сконфигурированных в RAID 1 (зеркальный).
· RAID 1 обеспечивает резервирование в режиме реального времени; при отказе одного диска потеря данных и бесперебойная работа исключены.
· NVMe обеспечивает пропускную способность более 3 ГБ/с для одновременной записи данных с нескольких камер.
· Безопасность данных превыше всего: Инспекционные изображения - это критически важные производственные данные. RAID 1 обеспечивает резервирование с двумя копиями.
· Достаточная производительность: Скорость записи ~3 ГБ/с значительно превышает первоначальные 500 МБ/с, легко удовлетворяя требованиям 4 камер.
Простое обслуживание: Горячее восстановление поддерживает замену дисков без простоев.
Конфигурация программного обеспечения
Система работает Galaxy Kylin V10LRSV9310-2IR подключается без необходимости установки драйверов. RAID 1 настраивается в BIOS; ОС распознает один логический диск объемом 2 ТБ. Файловая система XFS используется для оптимизированной записи больших файлов.
Результаты тестирования производительности (fio)
Предметы для испытаний | Результаты испытаний | Сравнение с оригинальным решением |
Последовательная запись | 2 850 МБ/с | Улучшение в 5,7 раза |
Последовательное чтение | 3 200 МБ/с | Улучшение в 6,4 раза |
4K Случайная запись IOPS | 180,000 | 10-кратное улучшение |
После модернизации системы хранения эффективность сбора изображений в системе технического осмотра значительно повышается. Четыре промышленные камеры могут вести непрерывную съемку на полной скорости, а данные изображения записываются на диск в режиме реального времени, устраняя потерю кадров, вызванную узкими местами в системе хранения. Скорость инспекции линии увеличилась с 60 штук в минуту до 120 штук в минуту, что удвоило производственную мощность.
Механизм зеркалирования RAID 1 обеспечивает защиту данных проверки качества в режиме реального времени. Если после реализации проекта произойдет сбой SSD, система автоматически переключится на обычный жесткий диск через RAID 1, при этом данные проверки не будут потеряны и не окажут влияния на производство. После замены неисправного диска массив RAID автоматически перестраивается без простоев.
Функция горячего восстановления RAID 1 значительно упрощает обслуживание системы хранения данных. По сравнению со сложным процессом традиционного однодискового решения, требующего резервного копирования, замены диска и восстановления данных, замена диска и восстановление массива теперь могут быть выполнены без простоев, что сокращает время обслуживания с 4 часов до 30 минут.
В ходе реализации проекта была подтверждена практическая ценность LRSV9310-2IR в сценариях промышленного контроля зрения. Ниже приведены основные итоги реализации проекта:
1.Полная оценка требований к производительности На этапе выбора проектная группа детально рассчитала теоретические требования к пропускной способности для одновременной записи данных с нескольких камер и оставила запас производительности 30 %. Это гарантирует стабильную работу системы хранения данных даже при колебаниях частоты кадров с камер или при серийной записи данных в реальных условиях эксплуатации.
2.Придавать большое значение надежности данных В таких ключевых сценариях применения, как проверка качества, надежности данных следует уделять не меньшее внимание, чем производительности. Хотя RAID 1 жертвует половиной емкости хранения, гарантия безопасности данных, которую он обеспечивает, незаменима в производственной среде.
3.Фокус на физической совместимости Компактные промышленные ПК, используемые на промышленных объектах, имеют строгие ограничения на размер карт расширения. Низкопрофильный дизайн LRSV9310-2IR с половинной длиной позволяет устанавливать его в стандартные промышленные шасси, а стандартная конфигурация с двумя кронштейнами обеспечивает гибкость при различных условиях установки.
4.Проверка совместимости операционной системы Конструкция LRSV9310-2IR, не требующая драйверов, упрощает процесс развертывания. Для промышленных проектов, использующих отечественные операционные системы, перед официальным развертыванием рекомендуется провести достаточное тестирование на совместимость.
Основываясь на опыте применения, LRSV9310-2IR можно также использовать в следующих аналогичных сценариях:
· Инспекция полупроводниковых пластин: Высокоскоростной сбор изображений поверхности полупроводниковых пластин с алгоритмами распознавания дефектов на основе искусственного интеллекта
· Проверка качества автозапчастей: Многостанционная инспекция зрения, хранение в реальном времени изображений инспекции высокой четкости
· Контроль упаковки пищевых продуктов: Высокоскоростная визуальная инспекция производственной линии для обеспечения целостности упаковки и правильности этикетки
· Прослеживаемость фармацевтической упаковки: Долгосрочное хранение и прослеживаемость данных контроля в соответствии с требованиями GMP
· Промышленное видеонаблюдение: 7×24-часовое хранение видеозаписей высокой четкости, поддержка интеллектуального анализа
Плата расширения LRSV9310-2IR M.2 NVMe RAID обеспечивает высокопроизводительное и надежное решение для хранения данных в системе визуального контроля этого производителя электроники. Благодаря механизму зеркалирования RAID 1 предприятие достигает более чем 5-кратного повышения производительности системы хранения данных, обеспечивая защиту ключевых данных инспекции в режиме реального времени с избыточностью.
Промышленным предприятиям, сталкивающимся с подобными проблемами хранения данных, рекомендуется исходить из реальных потребностей бизнеса, всесторонне оценить производительность, надежность, емкость, стоимость и другие факторы и выбрать наиболее подходящее решение для расширения системы хранения данных в соответствии со своими сценариями. Благодаря гибкой конфигурации RAID, компактному дизайну и широкой совместимости с системами, LRSV9310-2IR заслуживает включения в список оценочных решений для хранения данных при промышленном контроле зрения.
