Industrielle Edge-KI für autonome Betriebsabläufe

Emerson und SiMa.ai arbeiten gemeinsam daran, Physical-AI-Funktionen in industrielle Edge-Computing-Systeme zu integrieren, die in der Fertigungsindustrie, Energieversorgung, Versorgungswirtschaft und weiteren Industriesektoren eingesetzt werden. Die Zusammenarbeit kombiniert Infrastruktur für industrielle Automatisierung mit KI-spezifischer Rechenhardware, um Echtzeitanalysen und lokale Entscheidungsprozesse direkt an den Betriebsstandorten zu ermöglichen.

Die gemeinsame Lösung konzentriert sich auf industrielle Edge-KI-Anwendungen, bei denen Latenz, eingeschränkte Konnektivität und betriebliche Zuverlässigkeit eine lokale Verarbeitung anstelle einer zentralisierten Cloud-Infrastruktur erfordern. Zu den Zielanwendungen zählen vorausschauende Wartung, visuelle Qualitätsprüfung mittels Computer Vision, Prozessoptimierung, Sicherheitsüberwachung und Anomalieerkennung.

Rollen der Partner und industrieller Kontext
Emerson stellt die industrielle Automatisierungsinfrastruktur bereit, darunter Industrie-PCs, speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS), IIoT-fähige SCADA/HMI-Software, Sensoren sowie Enterprise-Analytics-Systeme. SiMa.ai liefert die Machine-Learning-System-on-Chip-Architektur für KI-Inferenzanwendungen am Netzwerkrand.

Die Zusammenarbeit adressiert betriebliche Herausforderungen in industriellen Umgebungen, in denen eine kontinuierliche Verbindung zu zentralisierten Cloud-Systemen aufgrund von Latenzanforderungen, Cybersicherheitsvorgaben oder Infrastrukturgrenzen nicht praktikabel oder ungeeignet ist. In Bereichen wie Öl und Gas, Bergbau, Halbleiterfertigung und Energieerzeugung benötigen industrielle Systeme häufig deterministische Reaktionszeiten und autonome Betriebsfähigkeit unter anspruchsvollen Umgebungsbedingungen.

Technische Architektur und Systemintegration
Die integrierte Plattform kombiniert die robusten Industrie-PCs von Emerson mit der MLSoC-Rechentechnologie von SiMa.ai. Die Architektur ermöglicht die gleichzeitige Verarbeitung von Sensordaten, Videostreams, Bildern, Audiodaten und Betriebsdaten direkt am Edge, ohne Arbeitslasten an externe Cloud-Systeme zu übertragen.

Die Industrie-PCs sind für den Einsatz in Umgebungen mit Vibrationen, Stößen und Temperaturschwankungen ausgelegt und unterstützen Betriebstemperaturen von -40 °C bis 70 °C. Lokale KI-Inferenzfunktionen reduzieren die Abhängigkeit von externen Rechenressourcen und gewährleisten gleichzeitig geringere Latenzen für betriebliche Entscheidungsprozesse.

Die Systemarchitektur kombiniert SPS-basierte Steuerungssysteme, industrielles Edge Computing sowie IIoT-fähige SCADA/HMI-Software zu einer einheitlichen digitalen Infrastruktur. Dadurch können KI-generierte Erkenntnisse direkt in betriebliche Abläufe und Steuerungslogiken integriert werden.

Implementierung und industrielle Anwendungsfälle
Die Plattform ist für den Einsatz sowohl in der Prozessindustrie als auch in der diskreten Fertigung vorgesehen. Zu den Anwendungsfällen zählen Inline-Qualitätskontrolle, Optimierung von Druckluftsystemen, Energiemanagement, Abfallreduzierung, Fackelüberwachung sowie Zustandsüberwachung von Anlagen.

An abgelegenen Industriestandorten mit eingeschränkter Konnektivität ermöglicht lokale KI-Verarbeitung eine kontinuierliche Überwachung und automatisierte Reaktionsfunktionen ohne Abhängigkeit von Cloud-Kommunikation. In luftgekapselten industriellen Steuerungssystemen unterstützt der Einsatz von Edge-KI zudem Sicherheitsanforderungen in Bereichen wie Kernenergie, Wasseraufbereitung und kritischer Infrastruktur.

Die betrieblichen Vorteile ergeben sich vor allem aus geringeren Latenzen, kontinuierlicher lokaler Analyse und der Integration in bestehende Automatisierungssysteme. Inline-Fehlererkennung und vorausschauende Wartungsfunktionen können zur Verbesserung der Anlagenverfügbarkeit und zur Reduzierung ungeplanter Stillstände beitragen, während lokale Verarbeitung den Bandbreitenbedarf und die Anforderungen an zentrale Infrastruktur reduziert.

Bearbeitet von Aishwarya Mambet, Induportals-Redakteurin, mit Unterstützung von KI.

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