Expertentalk: Industrielle Bildverarbeitung (IBV)

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Bildverarbeitung ist nicht nur in den Werkshallen zunehmend präsent, weitere Einsatzfälle sind Systeme zur Fahrassistenz im Auto, Überwachungssysteme öffentlicher Plätze und vieles mehr.
In der Industrie übernimmt die IBV, das „Auge“ der Roboter und Maschinen, den Menschen stark beanspruchende Aufgaben in der Sichtprüfung und mehr und mehr auch Mess- und Steuerungsaufgaben. Typische Anwendungsfelder sind das Erfassen von Produkt- und Prozessabweichungen zur anschließenden Steuerung und Regelung von Produktionstechnik, die Qualitätskontrolle, die Erkennung und Verfolgung von Waren für die Verbesserung logistischer Prozesse. Unsere Experten kennen die Trends und wie man die beste Lösung für seine Anwendung findet.

 

1. Welche Anforderungen stellt der Markt heute an IBV-Anbieter?

 

Volker Zipprich-Rasch, Leiter Produktmanagement und Marketing, Baumer Vision Competence Center: Das wiederholt zweistellige Wachstum der IBV in diesem Jahr zeigt, dass mit Bildverarbeitung die Qualität und Effizienz in der Fertigung gesteigert werden kann. Neben dem Angebot an hochauflösenden und schnellen Industriekameras sowie leistungsstarken Vision-Sensoren bedeutet das für uns als Hersteller, die Anwender bei der Auswahl der richtigen Produkte kompetent zu beraten sowie eine einfache Integration und Inbetriebnahme sicherzustellen. Dabei müssen auch die Gesamtkosten der Anwendung im Auge behalten werden, die neben der einmaligen Installation auch einen zuverlässigen Langzeitbetrieb einschließen.

Torsten Zöller, European Marketing Manager, Cognex Germany: Die zunehmende Automatisierung von Produktionsschritten bedeutet, dass mehr Personal benötigt wird, die Bildverarbeitungssysteme einrichten und bedienen können. Das wiederum heißt, dass die Systeme bedienfreundlich sein müssen. Gleichzeitig werden die Anwendungen immer komplexer. Das erfordert leistungsfähige Systeme, die gut kombinierbar sind. Um die Ausfallzeiten auf Produktionslinien mit Produktwechseln möglichst gering zu halten, sollen die Systeme leicht anzupassen beziehungsweise auszutauschen sein.

Dr.-Ing. Dirk Berndt, Geschäftsfeldleiter Mess- und Prüftechnik, Fraunhofer IFF: Der Markt für Lösungen der IBV ist in den vergangenen 20 Jahren enorm vielfältig geworden. Allen Lösungen ist aber gemein, dass sie robust, zuverlässig und nutzerfreundlich sein müssen. Zudem fordert die weite Verbreitung, dass eine Anwendungsintegration auch ohne Spezialwissen möglich sein muss. Beim Messen, Prüfen oder Steuern erwarten die Anwender stabile Mess- und Prüfmittelfähigkeit, die entsprechenden Normen und Richtlinien entspricht.

Jürgen Finner, Vertriebsleiter, Stemmer Imaging: Moderne Produktionsstraßen sind flexibel gestaltet, um sie schnell und einfach auf andere Produkte und Varianten umstellen zu können. Auch die Bildverarbeitung muss mit diesen Zielen umgehen können. Die Zusammenstellung eines Bildverarbeitungssystems wird damit auch zur Gratwanderung zwischen dem technisch Machbaren und dem wirtschaftlich Sinnvollen.

Alexander Lucke, Marketing und Kommunikation, SVS-Vistek: Es muss preiswert sein, einen schnellen Return of Invest aufzeigen und 365/24/7 funktionieren!“ ist hier eine Antwort, besonders wenn unser Kunde sich einem starken Wettbewerb ausgesetzt sieht. Wir beobachten jedoch auch, dass der Markt nach zusätzlichen Werten fragt: „Was ist der Benefit on-top, wenn ich dein Produkt einsetze?“ und auf solche Fragen geben wir Antworten.

Olaf Munkelt, Geschäftsführer, MVTec: IBV-Lösungen müssen heute insbesondere eine hohe Geschwindigkeit in der Verarbeitung sowie verlässliche, robuste Erkennungsraten bieten. Sie sollten einfach und zeitsparend zu bedienen und auch für neue Anwendergruppen nutzbar sein. Wichtig sind zudem standardisierte Schnittstellen sowie die Verfügbarkeit auf unterschiedlichsten Plattformen, insbesondere Embedded.

Andreas Wörz, Leitung Vertrieb Bildverarbeitung, Keyence: Kunden erwarten einen verlässlichen Partner, der zuhört und bedarfsgerecht auf höchstem technischem Niveau berät. Dazu benötigen Sie ein schlagkräftiges und globales Vertriebs- und Supportnetzwerk sowie Innovationen, die nicht im Meer der Me-too-Produkte untergehen.

 

2. Was würden Sie einem Produktionsverantwortlichen raten, wenn er sich entschließt, IBV in seiner Produktion einzusetzen?

 

Volker Zipprich-Rasch, Leiter Produktmanagement und Marketing, Baumer Vision Competence Center: Wichtig ist, die Anforderungen der zu lösenden Applikation genau zu definieren, um zu bestimmen, ob ein anspruchsvolles PC-basiertes Bildverarbeitungssystem mit Kamera benötigt wird oder ob die Umsetzung auch mit leistungsstarken, aber intuitiv zu bedienenden Vision-Sensoren gelingt. Baumer beispielsweise bietet mit seinen Vision-Sensoren ein komplettes Bildverarbeitungssystem im Sensorformat, das alle Elemente wie Beleuchtung, Optik und Bildauswertung in einem industrietauglichen IP-67-Gehäuse integriert. Viele Applikationen der Qualitätskontrolle sind damit einfach und auch für weniger erfahrene Anwender lösbar.

Torsten Zöller, European Marketing Manager, Cognex Germany: Die Auswahl eines Partners hängt davon ab, ob Sie nur Komponenten benötigen, sich das Know-how mittelfristig intern aufbauen möchten oder jemanden suchen, der Sie von der Voruntersuchung über Machbarkeit bis zu Integration umfassend berät.

Dr.-Ing. Dirk Berndt, Geschäftsfeldleiter Mess- und Prüftechnik, Fraunhofer IFF: Zunächst sollten sich die Verantwortlichen ein gewisses Grundwissen über Funktionsweise und -grenzen von IBV-Lösungen aneignen. Entsprechende Seminare bieten Organisationen wie VDI, Fraunhofer und Hochschulen an. Der nächste Schritt ist, einen unabhängigen Experten ins Unternehmen einzuladen und ihn mit einer Potenzialanalyse zu betrauen. Dieser sollte dann auch die Auswahl und Implementierung der technischen Lösung begleiten.

Jürgen Finner, Vertriebsleiter, Stemmer Imaging: Er sollte zunächst eine genaue Nutzenanalyse erstellen. Welche Ziele möchte er mit dem BV-System erreichen? Soll das System ein reines Inspektionssystem sein oder soll es auch der Produktionsoptimierung dienen? Wichtig ist auch, ob Bildverarbeitungs-Know-how im eigenen Unternehmen aufgebaut werden soll oder ob man mit Externen zusammenarbeiten möchte. Im Fall des Falls sollte man sich zuverlässige Partner wählen, die sich technisch auf dem aktuellen Stand befinden und die benötigten Komponenten auf Dauer liefern können.

Alexander Lucke, Marketing und Kommunikation, SVS-Vistek: Sprechen Sie mit einem Integrator, dem Sie vertrauen! Auch wenn oft der Anschein erweckt wird, alles sei heute viel einfacher geworden – und das ist beispielsweise dank moderner Interface-Standards auch der Fall – so ist doch die Komplexität der Aufgaben und Lösungen gestiegen. Technisch versierten Menschen wäre es heute möglich, ein gangbares IBV-System auf die Beine zu stellen. Doch es geht auch um Ressourcen in der Entwicklung, Service und auch um die Skalierung des Systems. Hier liegt hohes Einsparpotential. Am Ende des Tages ist es auch eine Frage der Verantwortung in der täglichen Produktion.

Olaf Munkelt, Geschäftsführer, MVTec: Ratsam ist der Einsatz von IBV-Komponenten, die hochwertigen Support mit einschließen, langfristig verfügbar sind und kontinuierlich weiterentwickelt werden. Darauf zu achten ist auch, dass die Lösungen gängige Industriestandards unterstützen, kompatibel sind und Spielraum für weitere Entwicklungen in den nächsten Jahren lassen.

Andreas Wörz, Leitung Vertrieb Bildverarbeitung, Keyence: Es gibt aus unserer Sicht zwei entscheidende Erfolgsfaktoren: Die Akzeptanz der Lösung durch die Nutzer in der Fertigung sowie die Wahl der richtigen Technologie. Als Ratschlag formuliert: Binden sie die operative Ebene in die Auswahl der Lösung ein und konzentrieren sie sich auf ein einfaches Bedienkonzept. Für die Auswahl der richtigen Technologie gilt: Die Wahrscheinlichkeit, aufs richtige (Technologie-)Pferd zu setzen, steigt mit der Breite des Portfolios eines Anbieters. Wer neben der klassischen BV auch die Felder der Vision-Sensorik und der berührungslosen Messtechnik im Programm hat, kann maßgeschneiderte Lösungen entwickeln.

 

3. Welchen Stellenwert nimmt IBV in den Konzepten der Industrie 4.0 ein und wie reagiert Ihr Unternehmen darauf?

 

Volker Zipprich-Rasch,Leiter Produktmanagement und Marketing, Baumer Vision Competence Center: Die industrielle Bildverarbeitung ist ein wichtiger Bestandteil von Industrie 4.0. Im Rahmen einer flexiblen Fertigung können Werkstücke beispielswiese zur Weiterverarbeitung optisch identifiziert und im Anschluss wieder auf ihre Qualität hin geprüft werden. Mit Vision-Sensoren bieten wir dafür die passenden Produkte, die zudem die Kommunikation über Profinet oder EtherNet/IP ermöglichen.

Torsten Zöller, European Marketing Manager, Cognex Germany: Cognex bietet ein möglichst breites Portfolio, um unterschiedlichste Bereiche abdecken und vernetzen zu können: vom der Erfassung im Wareneingang über die Produktion und Verpackung bis hin zur Logistik.

Dr.-Ing. Dirk Berndt, Geschäftsfeldleiter Mess- und Prüftechnik, Fraunhofer IFF: Als „Sinnesorgane der Produktion“ werden IBV-Lösungen künftig immer mehr Aufgaben zur Überwachung, Diagnose, Steuerung und Regelung von Produkten und Prozessen in Echtzeit übernehmen. Die Institute der Fraunhofer-Allianz Vision erforschen in nationalen und internationalen Vorhaben autonome Prüftechnologien, die cyber-physische Funktionsprinzipien nutzen und flexibel in cyber-physische Netzwerke integrierbar sind.

Jürgen Finner, Vertriebsleiter, Stemmer Imaging: Bildverarbeitung ist elementarer Bestandteil von Industrie 4.0: Diese Technik ist wie keine andere Technologie in der Lage, Fehlertypen und Produkte zu klassifizieren. Dies ist eine wichtige Voraussetzung für eine flexible Fertigung. Stemmer Imaging arbeitet seit jeher mit führenden Herstellern von Bildverarbeitungskomponenten zusammen, um Anlaufstelle für alle Fragen rund um diese Technologie zu sein. Dies gilt auch in Verbindung mit Industrie 4.0: Wir werden die technischen Entwicklungen genau verfolgen und unsere Erfahrungen einbringen und weitergeben.

Alexander Lucke, Marketing und Kommunikation, SVS-Vistek: Die Bildverarbeitung ist das „Sehorgan“ der Maschinen und damit fester Bestandteil in der Herausforderung, flexibler zu reagieren und schneller zu adaptieren. So wird die IBV zum Sprachrohr und zur Qualitätsinstanz des Produkts. Ein neuer Kommunikationsweg – vom Werkstück zur Maschine.

Olaf Munkelt, Geschäftsführer, MVTec: Die IBV besetzt in den Konzepten der Industrie 4.0 eine Schlüsselposition: Als zentrales Element der Automatisierungstechnik und Qualitätssicherung ebnet die Technologie den Weg für agile Fertigungsprozesse im Rahmen von Industrie-4.0-Anwendungen. Zudem bietet die IBV durchdachte Verfahren für eine flexible und sichere Mensch-Maschine-Werkstück-Interaktion. Die Bildverarbeitungssoftware und -lösungen von MVTec offerieren schon heute viele Funktionen für die Industrie 4.0. Wir treiben seit jeher Industrie-Standards voran und pflegen ein dichtes Partnernetzwerk.

Andreas Wörz, Leitung Vertrieb Bildverarbeitung, Keyence: Es ist interessant, diese Frage umgekehrt zu stellen: Welchen Stellenwert nehmen die Konzepte der Industrie 4.0 für die IBV ein? Auf technischer Ebene ist an den Konzepten nichts Revolutionäres für die Bildverarbeitung. Dennoch freuen wir uns über die mit dem Schlagwort Industrie 4.0 verbundene Aufmerksamkeit für moderne Fertigungstechnologien am Standort Deutschland.

 

4. Was ist für Sie der wichtigste Trend der IBV im Bereich der Produktions- und Fertigungsanwendungen?

 

Volker Zipprich-Rasch, Leiter Produktmanagement und Marketing, Baumer Vision Competence Center: Einfachheit – und das sowohl bei der Inbetriebnahme, der Integration und im laufenden Betrieb zum Beispiel bei einem Produktwechsel.

Torsten Zöller, European Marketing Manager, Cognex Germany: Einer der wichtigsten Trends ist die Rückverfolgbarkeit von Produkten über die gesamte Supply Chain hinweg. In der Pharmaindustrie wird zur Fälschungssicherheit bei bestimmten Medikamenten die Serialisierung von Einzelverpackungen vorgeschrieben. Aber auch bei einigen Lebensmitteln, Babynahrung zum Beispiel, sind natürlich die Anforderungen an die Produktsicherheit, beispielsweise bei der Kennzeichnung von Allergenen, extrem hoch. In der Automobilindustrie verhält es sich ähnlich. Serialisierte Komponenten tragen dazu bei, dass im schlimmsten Fall ein Rückruf schneller und wesentlich gezielter durchgeführt werden kann. Das schützt Verbraucher und Unternehmen gleichermaßen.

Dr.-Ing. Dirk Berndt, Geschäftsfeldleiter Mess- und Prüftechnik, Fraunhofer IFF: Hybride Produktionskonzepte, bei denen automatische und manuelle Fertigungsschritte miteinander verwoben sind, gewinnen vor dem Hintergrund der Individualisierung in unseren Arbeits- und Lebenswelten und der demografischen Entwicklung zunehmend an Bedeutung. Gerade für hochvariante Aufgaben oder in der Kleinserienfertigung können assis­tierende Prüfsysteme vorteilhaft eingesetzt werden: Sie können dem Anwender beispielsweise Informationen zum Fertigungszustand oder Arbeitsanweisungen zur Verfügung stellen. Virtuelle Repräsentationen in Form von mechatronischen und dreidimensionalen Modellen der Produktionsmittel, Prüfsysteme und der herzustellenden Produkte wachsen mit der realen Welt zusammen. IBV ist hier eine Schlüsseltechnologie.

Jürgen Finner, Vertriebsleiter,Stemmer Imaging: Nach der aktuellen Marktbefragung des VDMA stellen Automotive, Elektro- und Elektronik sowie die Metallbearbeitung die drei Branchen dar, die in Bezug auf die Bildverarbeitung im Jahr 2014 am stärksten gewachsen sind. Die Entwicklung im Bereich Non-Industrial ist ebenfalls weiter stark positiv. Technisch geht der Trend vermehrt zu applikationsspezifischen, konfigurierbaren und kompakten Systemen. Eine ansteigende Tendenz sehen wir auch bei 3D-Systemen, die zunehmend in In­line-Anwendungen zur 100-Prozent-Kontrolle eingesetzt werden.

Alexander Lucke, Marketing und Kommunikation, SVS-Vistek: Stets bestehende Trends sind höhere Auflösungen bei schnellen Bildraten und maximaler Qualität. Das hat nun zu einem 47-Megapixel-CCD-Sensor im Mittelformat geführt. Das ist die doppelte Fläche eines Vollformatsensors! Damit verbunden sind Steigerungen bei den Bandbreiten der Schnittstellen. CoaXPress, USB3 und Ethernet sorgen an dieser Stelle für Luft nach oben. Ein weiterer Trend ist eine fortschreitende Modularisierung. Kamera, Optik, Beleuchtung, Bildübertragung und Verarbeitung werden verstärkt als Module wahrgenommen, die skalierbar sein müssen. Als Kamerahersteller arbeiten wir an solchen Konzepten und bieten sie an

Olaf Munkelt, Geschäftsführer, MVTec: Einen besonders hohen Stellenwert haben 3D-Vision-Verfahren wie etwa 3D-Matching, Mehrbild-Stereo, 3D-Rekonstruktion oder 3D-Oberflächenvergleich. Ein weiterer Trend besteht in der höheren Geschwindigkeit und Standardisierung von Bildverarbeitungs-Technologien. Gefragt sind auch zunehmend lösungsorientierte Komponenten, die – ohne proprietäre Technologie – reibungslos miteinander arbeiten.

Andreas Wörz, Leitung Vertrieb Bildverarbeitung, Keyence: Der aktuelle Hype um 3D-Bildverarbeitung mit den Funktionsprinzipien Triangulation, Streifenprojektion und Shape from Shading folgt den immer komplexer werdenden Applikationen und Anforderungen an Produktqualität sowie immer schnelleren Prozessen. Darüber hinaus gibt es viel Nachholbedarf im Bereich der Prozesssicherheit von Bildverarbeitungslösungen. Der entscheidende und dennoch oft vernachlässigte Aspekt dabei ist die Einfachheit der Bedienkonzepte in einem globalen Kontext. Nur so wird Innovation beherrschbar.

  • Expertenwissen bei der Wahl einer effizienten Bildverarbeitungslösung ist essentiell.
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