Nachgefragt: 3 Experten zum Thema Industrielle Bildverarbeitung – Teil 1 Das Auge der Automatisierung

Autor Ines Stotz

Industrielle Bildverarbeitung ist in der Produktion längst unverzichtbar und gilt nach wie vor als Schlüsseltechnologie für die Automatisierung und ebenso für die erfolgreiche Umsetzung von Industrie 4.0. Denn wer vernetzt und automatisiert produzieren will, kommt um deren Einsatz nicht herum.

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Als ‚Auge der Produktion‘ muss die industrielle Bildverarbeitung heute die Anforderungen digital vernetzter, integrierter Produktionsabläufe flexibel und robust erfüllen.
Als ‚Auge der Produktion‘ muss die industrielle Bildverarbeitung heute die Anforderungen digital vernetzter, integrierter Produktionsabläufe flexibel und robust erfüllen.
(Bild: © Tatiana Shepeleva/Fotolia.com)

Wie soll Ihrer Meinung nach die Industrielle Bildverarbeitung fit für Industrie 4.0 und die Fabrik der Zukunft gemacht werden? Was sind die dringendsten Aufgaben? Wie stellt sich Ihr Unternehmen dafür auf?

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Dr. Simon Che’Rose (Framos): Bildverarbeitung wird sich in allen Industriebereichen und -anwendungen als integraler Teil der Robotik und Automatisierung in die Gesamtsysteme einbetten, Stichwort: Embedded Vision. Dementsprechend ist nicht allein die Funktionalität und Technologie der Bildverarbeitung an sich wichtig, sondern vor allem die Kollaboration und Konnektivität mit anderen Systemen wie Robotern, der SPS und verarbeitender Software. Das Potenzial liegt damit im Processing und der intelligenten Nutzung der Daten. Mit Deep-Learning-Algorithmen, Vernetzung in der Cloud und den enthaltenen Analysefunktionen kann Bildverarbeitung als Auge der Automatisierung zur qualitativen Selbststeuerung des Systems beitragen. Hier braucht es einheitliche Übertragungs- und Sicherheitsstandards sowie passende Schnittstellen. Framos als Systempartner vom Sensor bis zum System stellt dafür die passenden Komponenten und entwickelt Technologien, die sich individuell in den Anwendungskontext einbetten lassen. Unsere Kompetenz liegt dabei vor allem auf intelligenten Algorithmen sowie der Software und Usability. Vollintegrierbare Beispiele dafür sind unsere 3D-Tracking-Technologie für die Medizintechnik und die automatisierte Volumen- und Dimensionsmessung für die Logistik.

Oliver Senghaas (IDS): Wir sind überzeugt, dass die Bildverarbeitung eine Schlüsselrolle im Zusammenhang mit Industrie 4.0 spielen wird. Sie ermöglicht die digitale Abbildung der realen Produktionswelt und kann somit dabei helfen, alle Prozesse, auch die vor- und nachgelagerten, flexibel und effizient zu steuern. Wir beschäftigen uns daher intensiv damit, Anwendungen in ihrer Ganzheit zu erfassen und nicht nur in einzelnen Komponenten zu denken. Die Machine-Vision-Bausteine Kamera, Software und Embedded-PC oder Rechner verwachsen mehr und mehr zu einer einfach zu handhabenden Einheit. Hier bauen wir unser Fachwissen aus, gemeinsam mit Anwendern und Anbietern ergänzender Lösungen. Dabei gilt es zudem, die Technologien wie Schnittstellen, Sensorik usw. bestmöglich auszureizen. Datenmengen wachsen, Ansprüche an die Schnittstellenperformance steigen, entsprechend muss neue und leistungsstarke Technik frühzeitig integriert werden.

Dr. Olaf Munkelt (MVTec): Als ‚Auge der Produktion‘ muss die industrielle Bildverarbeitung, sprich IBV, heute die Anforderungen digital vernetzter, integrierter Produktionsabläufe flexibel und robust erfüllen. Geht es beispielsweise um die Interaktion mit einer neuen Generation von Robotern oder die Produktion mit kleinen Losgrößen, müssen sich entsprechende Applikationen schnell, flexibel und benutzerfreundlich erstellen, anpassen und ändern lassen. Ohne langes Training der einzelnen Aufgaben und ohne aufwändige Einrichtungsprozesse. Wir adressieren diese Anforderungen mit unserer Software Merlic. Damit lassen sich Komplettlösungen für Machine Vision, kurz MV, schnell zusammenstellen, ohne eine einzige Codezeile zu schreiben. Zudem müssen Bildverarbeitungslösungen heute sehr robust, zuverlässig und leistungsfähig sein, um den hohen Qualitätsanforderungen unterschiedlichster Branchen und Anwendungen zu entsprechen. Wir arbeiten deshalb stetig an einer Verbesserung der Robustheit unserer Produkte und Verfahren. Eine weitere wichtige Anforderung ist das immer stärkere Zusammenwachsen von IBV und SPS sowie die Etablierung zuverlässiger Standards. OPC UA etwa ist ein zukunftsweisender Standard zum Datenaustausch in M2M-Szenarien. Auch Bildverarbeiter können ihn relativ einfach nutzen. Deshalb unterstützen unsere Software-Produkte selbstverständlich OPC UA. Wir setzen uns auch dafür ein, dass die Standardisierung immer weiter vorangetrieben wird, sodass der Kunde flexibel standardisierte Komponenten nutzen kann. Wir arbeiten an wichtigen Standards für die industrielle Bildverarbeitung wie GigE Vision, GenICam und USB3 Vision mit, so engagieren wir uns beispielsweise als aktives Mitglied der GenICam Standard Group.

Welche technologischen Trends in der IBV identifizieren Sie für die nächsten Jahre?

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Dr. Simon Che’Rose (Framos): Ein Trend wird sich definitiv fortsetzen: CMOS-Bildsensoren als Basis qualitativ hochwertiger Bildverarbeitung erreichen eine immer bessere Qualität und sind eine kostengünstige Basis für die Entwicklung neuer industrieller und nicht-industrieller Anwendungen, wie zum Beispiel im Bereich Mobility, Inspektion und Überwachung. Also dort, wo bewegte Bilder mit extrem guter Qualität ausgewertet werden müssen. Eine besonders gute Marktentwicklung sehen wir derzeit bei den 3D-Technologien und -systemen, da mit der berührungslosen optischen Inspektionstechnik anspruchsvolle Mess- und Überwachungsaufgaben gelöst werden können sowie auch die Entwicklung neuer innovativer bildverarbeitungsbasierter Technologien ermöglicht wird. Mit der steigenden Marktdurchdringung der Bildverarbeitung im Professional, Scientific und Consumer Bereich erhöht sich auch der Bedarf an kundenspezifischen Produkten und Lösungen. Individualisierte Sensoren, Kameras und adaptierbare Technologien für einzelne Industrien oder Individualanwendungen liegen nicht nur im Trend, sondern werden von Framos und seinen Partnern durch modulare Fertigungs- und Entwicklungsprozesse unterstützt.

Oliver Senghaas (IDS): Embedded Vision, Vision-Sensoren und Robot Vision werden zu den Top-Trends gehören. Aufgrund der immer leistungsstärkeren Sensoren wird das Schnittstellenthema besonders spannend, um die größeren Datenmengen auch entsprechend schnell übertragen zu können. USB 3.1 ist für uns daher ein wichtiges Thema, aber auch unser Angebot an Kameras mit GigE-Anschluss bauen wir weiter aus.

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Dr. Olaf Munkelt (MVTec): Neben den bereits genannten Themen wie Einfachheit/Usability, Standardisierung und Zusammenwachsen von Bildverarbeitung und Automatisierungstechnik zeichnet sich ab, dass Verfahren der industriellen Bildverarbeitung zunehmend automatisierte Fertigungsprozesse in verschiedensten Industriebranchen unterstützen. Etwa bei der Positionsbestimmung von Objekten und der Steuerung von Greifprozessen sowie bei der sicheren Identifikation unterschiedlicher Werkstücke. Bisher waren dafür zweidimensionale Verfahren Standard. 3D ermöglicht es nun, bewegte Objekte in Bildsequenzen zu verfolgen und deren Bewegungsrichtung im Raum zu erkennen. Technologien wie ‚3D Scene Flow‘ erhöhen so die Sicherheit und Flexibilität bei der Zusammenarbeit von Menschen und Maschinen. Ein weiterer Trend ist der Einsatz von neuen Technologien wie Hyperspectral Imaging und Deep Learning. Bei ersterem handelt es sich um eine Kameratechnologie, die aktuell hardwareseitig immer weitere Verwendung findet und ganz neue Dimensionen der IBV ermöglicht. Mit Deep Learning lassen sich Anwendungen wie die optische Zeichenerkennung, OCR, signifikant verbessern: in der neuen Major-Version 13, unserer Standardsoftware für die industrielle Bildverarbeitung Halcon, erhöht sich beispielsweise durch neue, mit Deep Learning trainierte Fonts und einen darauf basierenden Klassifikator die Erkennungsrate von Schriften deutlich. Unsere Kunden können mit Halcon diese Technologien und Möglichkeiten bereits 2016 für ihre Machine-Vision-Anwendungen nutzen.

Die Vision gilt als die weltweit wichtigste Messe für die Bildverarbeitungsbranche. Auf welche Themen, Produkte, Systeme und Lösungen können sich die Besucher im November auf Ihrem Stand freuen?

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Dr. Simon Che’Rose: Framos wird auf der Vision 2016 die Essenz seines Portfolios zeigen. Die neuesten Bildsensoren von Sony, e2V und On Semiconductor, die neue ‚twentynine‘-Kameraserie von Smartek Vision sowie Anwendungen für den Industrie-, Mobilitäts- und Medizintechnikbereich. Der Fokus liegt dabei nicht auf einzelnen Komponenten, sondern auf intelligent umgesetzten Lösungen und Technologien auf Basis von Bildverarbeitung. Hier liegt auch unsere besondere Stärke: Als globaler Partner können wir unsere Kunden vom Sensor bis zum fertigen System an jedem Schritt der Wertschöpfungskette unterstützen. Mit 35 Jahren Erfahrung, Kundenzentrierung und Lösungsorientierung stehen wir unseren Kunden für alle Dienstleitungen rund um Beschaffung, Entwicklung, Beratung, Support und Logistik in der Bildverarbeitung zur Seite. Zusätzlich zeigen wir anhand der Ergebnisse unserer EU-Forschungsprojekte welche neuartigen Lösungen für die Verbesserung industrieller Prozesse und Arbeitsbedingungen möglich sind, wenn Bildverarbeitung als Embedded System in den Gesamtprozess eingebunden wird.

Oliver Senghaas (IDS): Auf der diesjährigen Vision wird IDS gleich mehrere neue Kameraserien mit USB 3.1 und GigE Anschluss vorstellen. Im Mittelpunkt stehen dabei eine noch leistungsstärkere Sensorik, eine robuste Gehäuse- und Anschlusstechnik und nicht zuletzt eine möglichst einfache Integration. Die Messebesucher werden Lösungen für ein breites Einsatzspektrum – vom klassischen Machine Vision Segment über 3D Robot Vision und Embedded Vision bis zu ITS-Anwendungen – sowie entsprechende Demoapplikationen zu sehen bekommen. Ein Highlight wird die extrem robust gebaute GigE uEye FA Kamera mit IP65/67-Gehäuse und M12 X-Type Rundsteckverbinder sein, die die hohe Bandbreite der Schnittstelle optimal ausschöpft und konsequent für Einsätze in der Fabrikautomation oder unter rauesten Umgebungsbedingungen ausgelegt ist. Zudem wird IDS seine erste GigE Vision Kamera präsentieren. Erstmals wird auch eine neue Industriekamera-Serie mit USB 3.1 Typ C Anschluss zu sehen sein und mit der Stereokamera Ensenso X warten wir auch im zukunftsweisenden Feld der 3D-Bildverarbeitung mit einer spannenden Weiterentwicklung auf.

Dr. Olaf Munkelt (MVTec): Wir freuen uns auf die Vision und auf den regen Austausch mit Kunden und Partnern und setzen auf einen erfolgreichen Auftritt wie vor zwei Jahren. Ein großes Thema wird Halcon 13. Das Major Release wird am 1. November veröffentlicht und wartet mit einer Reihe neuer und verbesserter Technologien auf. So wurde etwa die Performance des formbasierten Matchings deutlich gesteigert. Überdies lassen sich beschädigte, verdeckte oder unvollständige Barcodes und deformierte Datacodes nun noch robuster erkennen und auslesen. Außerdem neu hinzugekommen ist eine neue, besonders anwenderfreundliche Texturinspektion, zudem weiterentwickelte Funktionen für die optische Zeichenerkennung, OCR, auf der Basis von Deep Learning. Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf Merlic 2, unserer Bildverarbeitungssoftware, mit der sich MV-Lösungen sehr schnell und ohne tiefgreifende Programmierkenntnisse erstellen lassen. Die Besucher können sich auf interessante Demos freuen, beispielsweise zum Zusammenspiel von Machine Vision mit industriellen Komponenten oder zum Einsatz von IBV auf mobilen Endgeräten, zum Beispiel für die Fernwartung. Zudem gibt es Forumspräsentationen, insbesondere für Entwickler und Programmierer. Und natürlich werden Industrie 4.0 und Smart Factory ein Thema an unserem Stand sein.

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