Automatisieren Sie die Schulung und Bereitstellung von Amazon Lookout for Vision zur Erkennung von Anomalien - AWS Prescriptive Guidance

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Automatisieren Sie die Schulung und Bereitstellung von Amazon Lookout for Vision zur Erkennung von Anomalien

Erstellt von Michael Wallner (AWS), Gabriel Rodriguez Garcia (AWS), Kangkang Wang (AWS), Shukhrat Khodjaev (AWS), Sanjay Ashok (AWS), Yassine Zaafouri (AWS) und Gabriel Zylka (AWS)

Code-Repository: - detection-using-amazon-lookout-for-vision automated-silicon-wafer-anomaly

Umgebung: Produktion

Technologien: Maschinelles Lernen und KI CloudNative; DevOps

AWS-Dienste: AWS CloudFormation; AWS CodeBuild; AWS CodeCommit; AWS Lambda CodePipeline; Amazon Lookout for Vision

Übersicht

Dieses Muster hilft Ihnen, das Training und die Bereitstellung von maschinellen Lernmodellen von Amazon Lookout for Vision für die visuelle Inspektion zu automatisieren. Dieses Muster konzentriert sich zwar auf die Erkennung von Anomalien bei Siliziumwafern, Sie können die Lösung jedoch für den Einsatz in einer Vielzahl von Produkten und Branchen anpassen.

Im Jahr 2020 überstieg die jährliche Kapazität eines der größten Halbleiterhersteller der Welt 12 Millionen 12-Zoll-äquivalente Wafer. Um die Qualität und Zuverlässigkeit dieser Wafer sicherzustellen, ist die visuelle Inspektion ein wesentlicher Schritt im Produktionsprozess. Die herkömmlichen Methoden der visuellen Inspektion, wie z. B. die manuelle Probenahme oder die Verwendung veralteter, veralteter Werkzeuge, die auf statistischen Messungen basieren, können zeitaufwändig und ineffizient sein. Angesichts des Umfangs dieses Verfahrens und seiner Bedeutung für die gesamte Halbleiterindustrie besteht eine große Chance, die visuelle Inspektion durch den Einsatz fortschrittlicher Technologien der künstlichen Intelligenz (KI) zu optimieren und zu automatisieren.

Lookout for Vision hilft dabei, den Prozess der Bild- und Objektinspektion zu optimieren und so die Notwendigkeit kostspieliger und inkonsistenter manueller Inspektionen zu reduzieren. Diese Lösung verbessert die Qualitätskontrolle, ermöglicht eine genaue Fehler- und Schadensbeurteilung und gewährleistet die Einhaltung der Industriestandards. Darüber hinaus können Sie den Inspektionsprozess von Lookout for Vision automatisieren, ohne spezielle Kenntnisse im Bereich maschinelles Lernen zu benötigen.

Mit dieser Lösung können Sie Ihr Computer-Vision-Modell in jedes System integrieren. Sie können beispielsweise ein Modell in eine Website integrieren, auf der Benutzer Bilder hochladen und diese auf Fehler analysieren. Die folgende Abbildung zeigt ein Beispiel für einen Siliziumwafer mit Kratzdefekten aus einem chemisch-mechanischen Polierprozess (CMP). Sie können Lookout for Vision verwenden, um diese Anomalien zu erkennen. Lookout for Vision hat beispielsweise Anomalien in diesem Bild mit einer Zuverlässigkeit von 99,04% erkannt.

Siliziumwafer mit Kratzdefekten

Diese Lösung basiert auf dem Code und dem Anwendungsfall, die im Blogbeitrag Erstellen einer ereignisbasierten Tracking-Lösung mithilfe von Amazon Lookout for Vision beschrieben sind. Diese Lösung modifiziert den Originalcode, um die Automatisierung der CI/CD-Pipeline zu ermöglichen und das Open-Source-Python-SDK von Amazon Lookout for Vision zu integrieren (). GitHub Weitere Informationen zum Python-SDK finden Sie im Blogbeitrag Erstellen, Trainieren und Bereitstellen von Amazon Lookout for Vision Vision-Modellen mit dem Python-SDK.

Voraussetzungen und Einschränkungen

Voraussetzungen

Architektur

Zielarchitektur

Architekturdiagramm dieser Lösung

Diese Architektur veranschaulicht die Automatisierung der Erstellung, Schulung und Bereitstellung von Amazon Lookout for Vision Vision-Modellen über eine CI/CD-Pipeline. Das Diagramm zeigt den folgenden Workflow:

  1. Der Code wird in einem CodeCommit Amazon-Repository gespeichert. Entwickler können den Code ändern, Eingabebilder ändern oder der Automatisierungspipeline weitere Schritte hinzufügen.

  2. Nach der Bereitstellung der Lösung oder der Aktualisierung des Hauptzweigs des CodeCommit Repositorys überträgt Amazon den Code CodePipeline automatisch an Amazon CodeBuild.

  3. CodeBuild verwendet das Python-SDK von Lookout for Vision, um das Klassifizierungsmodell für Bilder zu trainieren und bereitzustellen. Die für das Training verwendeten Bilder werden in einem Amazon Simple Storage Service (Amazon S3) -Bucket gespeichert. CodeBuild lädt diese Bilder automatisch herunter und speichert sie. Um die Lösung an Ihre Bedürfnisse anzupassen, können Sie Ihre eigenen Bilder importieren.

  4. Das Lookout for Vision Vision-Modell wird Endbenutzern über AWS Lambda zur Verfügung gestellt. Sie sind jedoch nicht auf diesen Ansatz beschränkt. Sie können Lookout for Vision auch an der Peripherie auf IoT-Geräten einsetzen oder es als Batch-Prozess auf einer geplanten Basis ausführen, um Prognosen zu generieren.

Tools

AWS-Services

  • AWS CodeBuild ist ein vollständig verwalteter Build-Service, mit dem Sie Quellcode kompilieren, Komponententests ausführen und bereitstellungsbereite Artefakte erstellen können.

  • AWS CodeCommit ist ein Versionskontrollservice, mit dem Sie Git-Repositorys privat speichern und verwalten können, ohne Ihr eigenes Quellcodeverwaltungssystem verwalten zu müssen.

  • AWS CodePipeline hilft Ihnen dabei, die verschiedenen Phasen einer Softwareversion schnell zu modellieren und zu konfigurieren und die Schritte zu automatisieren, die für die kontinuierliche Veröffentlichung von Softwareänderungen erforderlich sind.

  • AWS Key Management Service (AWS KMS) unterstützt Sie bei der Erstellung und Kontrolle kryptografischer Schlüssel, um Ihre Daten zu schützen.

  • AWS Lambda ist ein Rechenservice, mit dem Sie Code ausführen können, ohne Server bereitstellen oder verwalten zu müssen. Er führt Ihren Code nur bei Bedarf aus und skaliert automatisch, sodass Sie nur für die tatsächlich genutzte Rechenzeit zahlen.

  • Amazon Lookout for Vision verwendet Computer Vision, um visuelle Erkennungen in Industrieprodukten präzise und maßstabsgetreu zu finden.

  • Amazon Simple Storage Service (Amazon S3) ist ein cloudbasierter Objektspeicherservice, der Sie beim Speichern, Schützen und Abrufen beliebiger Datenmengen unterstützt.

Code-Repository

Der Code für dieses Muster ist im Repository GitHub Automate Amazon Lookout for Vision Training and Deployment for Silicon Wafer Anomaly Detection verfügbar.

Bewährte Methoden

Wenn Sie den Code als Experiment ausführen, stellen Sie sicher, dass Sie Ihren Amazon Lookout for Vision Vision-Endpunkt beenden.

Epen

AufgabeBeschreibungErforderliche Fähigkeiten

Klonen Sie das GitHub Repository.

Klonen GitHub Sie das Repository Automate Amazon Lookout for Vision Training and Deployment for Silicon Wafer Anomaly Detection auf Ihre lokale Workstation.

git clone https://github.com/aws-samples/automated-silicon-wafer-anomaly-detection-using-amazon-lookout-for-vision.git

Bash

Erstellen Sie eine virtuelle Umgebung.

Geben Sie den folgenden Befehl ein, um eine virtuelle Umgebung auf Ihrer lokalen Workstation zu erstellen.

python3 -m venv .venv
Python

Installieren Sie die Abhängigkeiten.

Nachdem die virtuelle Umgebung erstellt wurde, geben Sie den folgenden Befehl ein, um die erforderlichen Abhängigkeiten zu installieren.

pip install -r requirements.txt
Python

(Nur Linux-Benutzer) Aktivieren Sie die virtuelle Umgebung.

Nachdem die Initialisierung abgeschlossen und die virtuelle Umgebung erstellt wurde, verwenden Sie den folgenden Befehl, um die virtuelle Umgebung zu aktivieren.

source .venv/bin/activate
Bash

(Nur Windows-Benutzer) Aktivieren Sie die virtuelle Umgebung.

Nachdem die Initialisierung abgeschlossen und die virtuelle Umgebung erstellt wurde, verwenden Sie den folgenden Befehl, um die virtuelle Umgebung zu aktivieren.

.venv\Scripts\activate.bat
PowerShell

Stellen Sie den Stack bereit.

  1. Geben Sie in der AWS CDK-CLI den folgenden Befehl ein, um die CloudFormation AWS-Vorlage zu synthetisieren.

    cdk synth
  2. Geben Sie den folgenden Befehl ein, um den Stack bereitzustellen. CloudFormation

    cdk deploy --all --require-approval never

    Das --all flag stellt sicher, dass alle Komponenten gleichzeitig installiert werden. --require-approvalmacht es nie überflüssig, die Bereitstellung jeder einzelnen Komponente zu genehmigen.

AWS-Administrator
AufgabeBeschreibungErforderliche Fähigkeiten

Geben Sie ein Beispiel für ein Testereignis ein.

  1. Öffnen Sie die Seite Funktionen der Lambda-Konsole.

  2. Wählen Sie die amazon-lookout-for-vision-project-lambda Funktion aus.

  3. Wählen Sie die Registerkarte Test.

  4. Wählen Sie unter Testevent die Option Create new event aus.

  5. Geben Sie Folgendes ein.

  6. Wählen Sie Test aus.

    { "tbd": "tbd" }
  7. Erweitern Sie unter Execution result (Ausführungsergebnis) die Option Details, um die Testergebnisse anzuzeigen.

Allgemeines AWS

Zugehörige Ressourcen

AWS-Dokumentation

AWS-Blogbeiträge