Maschinelles Sehen und Systeme auf Basis künstlicher Intelligenz werden in Produktionsprozessen in zahlreichen Branchen und Fertigungsbetrieben aktiv eingesetzt. Heute handelt es sich dabei um den am schnellsten wachsenden Trend weltweit.
Industrie 4.0 erobert sogar jene Schwerindustriebranchen, in denen die manuelle Qualitätskontrolle der hergestellten Produkte bis jetzt die gängigste Arbeitsweise war. Dabei werden die Prozesse schrittweise verbessert und noch mehr Produktionspotenzial freigesetzt.
Das Hauptmerkmal der Industrie 4.0 ist die Verschmelzung von Wirtschaft und Fertigung mit digitalen Technologien, die als „Smart Manufacturing“ bezeichnet wird.
Von grundlegenden Dingen (wie dem Internet der Dinge, Sensoren und Datenerfassung) und spezielleren Dingen (wie der Optimierung sämtlicher Produktionsprozesse wie Logistik, Beschaffung und Fertigung selbst) bis hin zur maximalen Automatisierung und zur teilweisen oder vollständigen Eliminierung menschlicher Arbeitskraft, die bisher in der Fertigung und in Geschäftsprozessen eingesetzt wurde – das sind die häufigsten Bedürfnisse, die Unternehmen äußern, wenn sie mit ihren Anfragen zu uns kommen.
Gefragt sind industrielle Bildverarbeitungssysteme mit hochpräzisen Kameras und spezieller Software, die auf eine bestimmte Branche zugeschnitten sind und auf die Lösung spezifischer Probleme ausgerichtet sind.
Durch die industrielle Bildverarbeitung wurden die Möglichkeiten der Qualitätskontrolle und -bewertung in der Fertigung deutlich erweitert und auf ein neues, höheres Niveau gehoben.
In diesem Artikel erklären wir, was maschinelles Sehen ist und wie es sich von Computer- und technischem Sehen unterscheidet. Was seine Anwendungsbereiche sind, wie es in der Produktion eingesetzt werden kann.
Maschinelles Sehen, technisches Sehen und Computersehen – ein Überblick über Werkzeuge und Technologien.
Maschinelles Sehen und technisches Sehen sind Begriffe, die sich auf den Einsatz von Computer Vision in der Fertigung beziehen. Dabei handelt es sich um eine Kombination aus Technologien wie Software und Hardware, Systemintegration, Fachwissen in Computer Vision und künstlicher Intelligenz. Einfach ausgedrückt ist maschinelles Sehen die Anwendung von Computer Vision in der industriellen Produktion, d. h. Hardware, Software und ein Experte, der die Maschine installiert, konfiguriert und in den Produktionsprozess integriert.
Computer Vision ist der Prozess des automatischen Fotografierens und der Bildverarbeitung von bewegten oder stationären Objekten mithilfe von Kameras. Computer Vision ist eine Technologie, mit der künstliche Intelligenz lernen kann, was wir in der Welt um uns herum sehen. Computer können alles sehen, was Menschen sehen, nur auf eine andere Art und Weise. Zuerst muss ihnen beigebracht werden, worauf sie achten sollen.
Mitarbeiter an Förderbändern prüfen die Waren und ziehen daraus Rückschlüsse auf deren Qualität. Allerdings haben sie eine voreingenommene Herangehensweise und verlassen sich auf Vermutungen und Annahmen – einem Bediener scheint es, als gäbe es keine Mängel, während ein anderer Bediener genau das Gegenteil glaubt. Technische Bildverarbeitungssysteme verwenden digitale Smart-Kameras sowie Bildverarbeitungssoftware, um ähnliche Prüfungen durchzuführen.
Computer Vision „sieht“, indem es ein Bild untersucht. Die Kameras haben eine hohe Aufnahmegeschwindigkeit und übertragen die Daten zur weiteren Analyse in einem unkomprimierten Format an ein speziell entwickeltes Programm. Während der Verarbeitung der Bilder zieht die künstliche Intelligenz Schlussfolgerungen mithilfe einer vorkompilierten Wissensbasis und einer Reihe von Funktionen, die darauf programmiert wurden.
Die Hauptaufgabe der Computer Vision besteht darin, aus Fotos und Videos Informationen zur weiteren Bildverarbeitung und Erkennung von Bildeigenschaften mittels neuronaler Netze und künstlicher Intelligenz zu gewinnen.
Unter maschinellem (technischem) Sehen versteht man also im Wesentlichen den Einsatz von Computer-Vision-Systemen (digitale intelligente Kameras, Bildverarbeitungssoftware und Computernetzwerke, die Computern das „Sehen“ ermöglichen) zur Fertigungssteuerung.
Technische Bildverarbeitungssysteme sind für hochspezialisierte Aufgaben wie die Qualitätskontrolle programmiert und können Objekte zählen, Messungen durchführen, Farbe, Vollständigkeit, Markierungen und Barcodes prüfen, Mängel identifizieren und das Produkt bei Bedarf mit einem Standard vergleichen. Die Vorteile eines visuellen Erkennungssystems mit maschinellem Sehen sind die hohe Betriebsgeschwindigkeit, die Möglichkeit des Dauerbetriebs rund um die Uhr und die Messgenauigkeit von bis zu 95 %.
Technologische Fortschritte sowie verbesserte Leistung, Zuverlässigkeit und Genauigkeit von Bildverarbeitungssystemen tragen zur schnellen und umfassenden Modernisierung von Qualitätskontroll- und Bewertungssystemen in der Fertigung bei.
