上月初,Beckhoff官網發布消息稱其已經在TwinCAT3軟件中無縫集成了機器學習(ML)解決方案,以幫助用戶在基于PC控制的設備系統中部署機器學習應用。
據悉,TwinCAT解決方案支持實時機器學習,能夠處理包括運動控制...等在內的各類嚴苛任務,并通過規范性維護、流程自我優化和流程異常的自主檢測...等功能,幫助設備用戶和制造商提升機器的綜合性能。
Beckhoff方面表示,機器學習的基本概念,是不再遵循為特定任務專門設計方案、然后將這些解決方案轉化為算法的傳統工程路線,而是從示例性過程數據中學習所需的算法。通過這種替代方法,可以訓練出強大的機器學習模型,然后用于提供卓越或性能更優的解決方案。在自動化技術方面,這為許多領域開辟了新的可能性和進一步提升優化的潛力,包括:預測性維護、過程控、異常檢測、協作機器人、自動化質量控制和機器優化。
按照官宣的說法,需要學習的模型是在機器學習框架(如:MATLAB或TensorFlow)中進行訓練的,然后通過ONNX(即:開放式神經網絡交換格式OpenNeuralNetworkExchangeFormat,一種用于描述訓練模型的標準化數據交換格式)導入TwinCAT運行。為此,TwinCAT的runtime整合了以下新功能:
用于經典機器學習算法的TwinCAT3機器學習推理引擎,例如:支持向量機(SVM)和主要成分分析(PCA)
用于深度學習和神經網絡的TwinCAT3神經網絡推理引擎,如:多層感知器(MLP)和卷積神經網絡(CNN)
同時,模型結果是可以實時直接執行的。就是說,推理-即已訓練機器學習模型的執行,可以使用TwinCATTcCOM對象實時直接完成,并通過PLC,C/C++TcCOM接口或循環任務調用。如果網絡較小,對應于50μs的TwinCAT周期時間,支持小于100μs的系統響應時間。
另外,與控制技術的無縫集成,將意味著:
TwinCAT3本身所提供的多核支持也同樣適用于機器學習應用。因此,不同的任務程序可以訪問同一個特定的TwinCAT3推理引擎而不會相互限制。
機器學習應用完全可以訪問TwinCAT中所有可用的現場總線接口和數據,這將使其能夠使用到大量數據,例如:用于復雜的傳感器數據融合(數據合并),并且有機會通過與執行機構的實時接口實現設備控制的優化。