PofoliaPofolia ile paylaşıldı

Scientific Reports· 2026Q1

Tech-Long Üretim Hatlarında Çok Modlu Anomali Tespiti ve Enerji Optimizasyonu için Kenar Hafif Yapay Zeka Dağıtımı

Deployment of edge-lightweight AI vertical models in multimodal anomaly detection and energy optimization of tech-long production line

Xiaoman Wu, Xingshuo Tao, yu cheng, Zeyu Wang

Kısa özet

Tech-Long üretim denetleyicilerine entegre edilmiş çok modlu hafif bir yapay zeka sistemi, yüksek hızlı sıvı paketleme hatlarında %0,931 anomali penceresi tanıma doğruluğu elde eder, model FLOP'larını %83 azaltır, çıkarım gecikmesini %60 düşürür ve genel enerji tüketimini %26 azaltır.

Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.

Ana noktalar

  • Çok modlu FeatherCNN, geleneksel ML, derin öğrenme taban çizgileri ve tek modlu yapılardan daha iyi performans göstererek %0,931 anomali penceresi tanıma doğruluğu elde eder.
  • Model hafifleştirme, Yüzeyde Kayar Nokta İşlemlerini (FLOPs) yaklaşık %83 oranında azaltmıştır (3,42×10⁹'dan 0,58×10⁹'a).
  • ARM denetleyicilerindeki çıkarım gecikmesi %60 oranında azalmıştır (18,63 ms'den 7,41 ms'ye).
  • Çift katmanlı işbirlikçi kontrol, sabit çalışma koşulları altında genel enerji tüketimini %26 oranında azaltmıştır.

Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.

Özet (abstract)

Aiming at the problems that the abnormal state of high-speed liquid packaging production lines is difficult to identify in time, the computing power of edge controller is limited, and the energy consumption regulation and condition monitoring are separated from each other, a multimodal lightweight artificial intelligence (AI) system embedded in Tech-Long production controller is constructed; this realizes the collaborative optimization of abnormal operation window identification and energy consumption of the whole line. First, this study collects vibration, acoustic, and thermal signals from the bottle blowing, filling, and packaging sections; it also constructs cross-sectional anomaly characterization through time synchronization, feature-level alignment, and hierarchical fusion. Subsequently, Feather Convolutional Neural Network (FeatherCNN) is reconstructed using kernel fusion, channel compression, and 4-bit Integer (INT4) quantization to reduce model computation and storage load; thus, the network can adapt to resource-constrained Advanced RISC Machine (ARM) edge controllers. Finally, a dual-layer control chain is built, composed of continuous basic energy-saving and anomaly risk-weighted correction, so that anomaly scores influence the updates of temperature zones, valve openings, and heat-sealing parameters via dynamic weights and adjustment gains. The experimental results demonstrate that the anomaly window recognition accuracy of multimodal FeatherCNN reaches 0.931, which is superior to traditional machine learning models, deep learning baselines and various single-modal structures. The lightweight processing reduces Floating-Point Operations (FLOPs) from 3.42×10⁹ to 0.58×10⁹, a decrease of approximately 83%. The inference latency of the complete model on the ARM controller is shortened from 18.63 milliseconds (ms) to 7.41 ms. Under the controlled conditions of fixed production line speed, material specifications, and statistical windows, the dual-layer collaborative control has reduced the overall energy consumption of the whole line by 26%. The results show that multimodal anomaly identification, model lightweighting, and energy-saving parameter tuning can work together in the same edge decision chain. The framework verifies the feasibility of resource-constrained controllers supporting abnormal monitoring and energy consumption regulation of the entire packaging line; meanwhile, it provides an engineering reference for edge intelligent deployment of similar high-speed liquid packaging lines.

Yazarların özeti; kaynağından alınmıştır. Scientific Reports, 2026 · DOI ↗

ÇıkarımlarPremium
Makaleye SorÜcretsiz hesapla

Ücretsiz hesapla devam et

Makaleye Sor ile bu makaleye günde 3 soru ücretsiz; makaleyi kaydet, kaynakçasını al, ilgi alanına göre her gün yeni özetler. Çıkarımlar Premium.

Web'de ücretsiz devam et

Google ya da Apple hesabınla giriş; kart istemez. Bu makaleye geri dönersin.

Telefonda:

Alan: Endüstri ve İmalat Mühendisliği

Industrial and Manufacturing EngineeringEngineering