杉巖數(shù)據(jù)：工業(yè)視覺的智能存儲之道

制造業(yè)是立國之本、興國之器、強國之機。智能制造為中國制造業(yè)跨越發(fā)展提供了歷史性機遇。人工智能與制造業(yè)深度融合所形成的新一代智能制造技術(shù)，成為新一輪工業(yè)革命的核心驅(qū)動力。

在新制造環(huán)境下，工業(yè)視覺在質(zhì)量管理的流程中扮演相當(dāng)重要的角色。作為智能制造的“智慧之眼”，工業(yè)視覺不僅提高檢測效率和準(zhǔn)確度，進一步提升產(chǎn)出功率與降低查驗人員的作業(yè)負(fù)荷，還可讓產(chǎn)品的出貨質(zhì)量更穩(wěn)定。

工業(yè)視覺是計算機視覺的一大分支，更注重廣義圖像信號與自動化控制方面的應(yīng)用，提高生產(chǎn)的柔性和自動化程度。在一些不適合人工作業(yè)的危險工作環(huán)境或人工視覺難以滿足要求的場合，常用工業(yè)視覺來替代人工視覺，提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)的自動化程度。而且工業(yè)視覺易于實現(xiàn)信息集成，是實現(xiàn)自動化集成制造的基礎(chǔ)技術(shù)。隨著智能制造的發(fā)展，工業(yè)視覺也迎來了新的應(yīng)用需求。

一個典型的工業(yè)視覺系統(tǒng)（AOI、MVI）包括：光源、鏡頭、 相機(包括CCD相機和CMOS相機)、圖像處理單元(或圖像捕獲卡)、圖像處理軟件、監(jiān)視器、通訊 / 輸入輸出單元等。

 表1 工業(yè)視覺的優(yōu)勢

工業(yè)視覺的引入，便利了產(chǎn)品生產(chǎn)的同時，也帶來新的挑戰(zhàn)。為了生產(chǎn)數(shù)據(jù)的留痕和追溯，生產(chǎn)企業(yè)需要將工業(yè)視覺產(chǎn)生的海量圖片數(shù)據(jù)進行保存。傳統(tǒng)的保存方式是直接儲存在工控機中，但這種方式的可管理性、擴容性、安全性等都比較低。具體體現(xiàn)在以下幾個方面：

傳統(tǒng)數(shù)據(jù)保護措施，安全性低

由于數(shù)據(jù)都保存在工控機中，只能通過RAID保護圖片數(shù)據(jù)，如果有多個硬盤損壞就會導(dǎo)致數(shù)據(jù)的丟失，更會造成生產(chǎn)線的停工，影響很大。因此，這種數(shù)據(jù)保護措施給后續(xù)的運維帶來很大的壓力。為了保障智能制造生產(chǎn)線7*24小時不間斷生產(chǎn)，需要提供高穩(wěn)定性、高可靠性的數(shù)據(jù)存儲方案。

監(jiān)管需求升級，容量擴容難

產(chǎn)品從制造到出廠，按照不同行業(yè)的管理要求，工業(yè)視覺圖片數(shù)據(jù)都需要保存七天到一個月不等，生產(chǎn)中如果精度提高、拍攝維度增多或保存時間延長時，都會面臨存儲擴容的問題。傳統(tǒng)存儲模式擴容時，必須停止生產(chǎn)線增加硬盤，影響生產(chǎn)效率，且運維繁瑣。

訪問時延高，無法滿足檢索需求

除生產(chǎn)線的工業(yè)視覺設(shè)備需要實時調(diào)用圖片外，還有很多后續(xù)QA設(shè)備需要重新對工業(yè)視覺圖片進行篩查比對，傳統(tǒng)模式下圖片保存在本地存儲中只支持文件名檢索，無法通過其他屬性或標(biāo)簽信息進行檢索，且在文件數(shù)量比較大的時候，搜索性能非常慢，無法滿足實時檢索需求。

為了解決工業(yè)視覺場景下圖片存儲的難題，杉巖數(shù)據(jù)提供了工業(yè)圖片存儲解決方案。該方案基于行業(yè)領(lǐng)先的分布式對象存儲技術(shù)，通過杉巖對象存儲整合通用x86服務(wù)器及其磁盤資源，提供了全面的數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)管理和數(shù)據(jù)智能服務(wù)。如下圖所示：

 圖2 工業(yè)圖片存儲解決方案

在建設(shè)項目時，考慮到方案上線的實用性、可持續(xù)性、便捷性，客戶會更關(guān)注解決方案的以下幾個維度：

建設(shè)模式選擇

在建設(shè)該場景時，不少客戶都會考慮公有云還是私有云。

公有云基礎(chǔ)架構(gòu)是多租戶、共享的。對于給定的用戶，它似乎是無限的，因為可以為不可預(yù)料的工作負(fù)載，按需擴展資源，當(dāng)需求減少時還可以縮減。

但在制造業(yè)場景中，有部分?jǐn)?shù)據(jù)是保密的，不適合放在公有云。其次由于生產(chǎn)線是7*24小時不間斷生產(chǎn)，數(shù)據(jù)量也是源源不斷的增長，所以公有云的彈性伸縮特性對客戶沒有意義。并且由于持續(xù)不斷的數(shù)據(jù)產(chǎn)生，這些數(shù)據(jù)如果保存到公有云需要占用大量的網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬。

因此，制造業(yè)更適合采用私有云存儲。

未來的生產(chǎn)效率

生產(chǎn)線上的工業(yè)相機拍攝的照片傳輸給視覺分析軟件進行檢測，檢測完成后根據(jù)結(jié)果進行引導(dǎo)處理，同時將圖片保存到對象存儲中，圖片保存完成后生成線才會繼續(xù)檢測下一個工件，因此圖片的拍攝、分析、存儲效率直接決定了生產(chǎn)效率。

杉巖數(shù)據(jù)提供的對象存儲解決方案對整體的網(wǎng)絡(luò)、部署模式等進行了綜合優(yōu)化，保證了最短的傳輸路徑和最快的存儲效率。同時對象存儲的整體性能和節(jié)點數(shù)呈正比，并且每個節(jié)點提供了GB級帶寬，可以保證海量數(shù)據(jù)的快速存儲和檢索。

業(yè)務(wù)的快速上線

目前工業(yè)視覺還在快速發(fā)展階段，其視覺分析軟件的編程語言多種多樣、生產(chǎn)廠商來自全球各地。杉巖數(shù)據(jù)提供各種語言的SDK和API接口，并且提供了專業(yè)技術(shù)人員支撐業(yè)務(wù)系統(tǒng)的接口改造，滿足各種工業(yè)視覺應(yīng)用的快速改造和上線。

數(shù)據(jù)管理的便捷性

杉巖數(shù)據(jù)的對象存儲提供了數(shù)據(jù)的標(biāo)簽管理和檢索服務(wù)，客戶可以根據(jù)需要在可視化的界面中對數(shù)據(jù)進行檢索、下載等操作。并且對象存儲提供了獨有的小文件優(yōu)化處理技術(shù)，面對億級圖片的檢索可以提供毫秒級訪問性能。

生產(chǎn)數(shù)據(jù)的生命周期管理

杉巖數(shù)據(jù)的解決方案提供了數(shù)據(jù)的全生命周期管理，全流程記錄了數(shù)據(jù)的各種操作，以便進行生產(chǎn)細(xì)節(jié)追溯。同時解決方案提供了內(nèi)建的智能數(shù)據(jù)處理引擎，可以根據(jù)不同生產(chǎn)線的數(shù)據(jù)管理要求進行數(shù)據(jù)自動歸檔、圖片格式轉(zhuǎn)換、定時刪除。

當(dāng)前，隨著新基建的不斷投入，智能制造發(fā)展如火如荼，為社會帶來持續(xù)不斷的動能。智能制造離不開工業(yè)視覺，是實現(xiàn)工業(yè)自動化和智能化的必要手段，杉巖數(shù)據(jù)將通過構(gòu)筑完整的海量數(shù)據(jù)存儲解決方案為工業(yè)視覺應(yīng)用添動力。