München. Die Bedeutung Industrieller Bildverarbeitung (IBV) ist in den letzten Jahren stark gewachsen. Sie ist nicht nur fester Bestandteil vieler Bereiche der Qualitätssicherung, sondern auch für die Automation enorm wichtig. Durch Weiterentwicklungen in der Software und Datenverwaltung ermöglicht die Bildverarbeitung zunehmend die Optimierung der Produktion. Neueste Lösungen werden auf der internationalen Leitmesse für Automation und Mechatronik, der AUTOMATICA 2010, vorgestellt, die vom 8. bis 11. Juni 2010 auf dem Gelände der Messe München stattfindet.

Die ersten Bildverarbeitungssysteme wurden in der Qualitätskontrolle eingesetzt, um fehlerhafte Teile zu erkennen und auszusortieren: Gutes Teil, schlechtes Teil – damit gab man sich meist zufrieden. Das war gestern – heute leistet Bildverarbeitung weit mehr im komplexen Produktionsumfeld.
Durch Fortschritte in Hard- und Software hat sich die Industrielle Bildverarbeitung inzwischen vielfältige Einsatzgebiete erobert: Quer durch die Branchen Elektronik, Papier, Lebensmittel, Druck, Automobil und Flugzeug bis hin zu Pharma und Medizin sind BV-Systeme im Einsatz. Je nach Art und Leistungsfähigkeit unterscheidet man Vision-Sensoren, Kompakt-Visionsysteme und komplexe, PC-basierte Systeme. Sie übernehmen Mess- und Inspektionsaufgaben, identifizieren Teile, kontrollieren Montage und Logistik und verleihen sogar Robotern Augenlicht, um gezielte Bewegungen auszuführen.
Peter Stiefenhöfer, Marketingleiter der STEMMER IMAGING GmbH, einem der größten europäischen Anbieter von IBV-Technologie mit Hauptsitz in Puchheim bei München, erläutert die Vorteile der Bildverarbeitung: „Die Bildverarbeitung ist eine Disziplin, die in vielfältigen Einsatzfeldern technisch und wirtschaftlich optimale Lösungen zur optischen Qualitätskontrolle von Produkten ermöglicht. Besonders eignen sich solche Systeme in Anwendungen, bei denen der Mensch aufgrund der Produktionsgeschwindigkeiten oder der nötigen Genauigkeit überfordert ist und keine 100%-Kontrolle mehr leisten kann. Auch bei gesundheitsgefährdenden Produktionsbedingungen können Bildverarbeitungs-Systeme Qualitätskontrollen besser durchführen als der Mensch. Und nicht zuletzt ermüden solche Systeme nicht. Wenn erforderlich leisten sie ihre Arbeit ohne Pause 24 Stunden am Tag.“
STEMMER IMAGING sieht die AUTOMATICA als optimale Plattform, um die Bildverarbeitung als leistungsfähiges Werkzeug für die Qualitätssicherung in der automatisierten Fertigung zu präsentieren. Das Unternehmen ist bereits seit der ersten Messeveranstaltung im Jahr 2004 als Aussteller dabei. Marketingleiter Stiefenhöfer erklärt: „Die Bildverarbeitung kann sich auf der AUTOMATICA hervorragend als Querschnittstechnologie für nahezu alle Einsatzbereiche darstellen. Als Anbieter von Bildverarbeitungs-Technologie mit allen erforderlichen Komponenten und Dienstleistungen sehen wir unsere Beteiligung auf der Messe als sinnvolle Abrundung zu den ausstellenden Systemintegratoren, die als Lösungsanbieter den Endanwender bedienen. Wir sehen der AUTOMATICA 2010 daher mit großer Spannung entgegen!“

Bildverarbeitung wird zu allgemein genutzter Technik

STEMMER IMAGING beobachtet intensiv die technischen Veränderungen der Komponenten und Systeme. Besonders auffällig ist nach Einschätzung des Unternehmens die Entwicklung in Richtung immer einfacherer Bedienoberflächen und intelligenterer Systeme, was dazu beiträgt, dass BV-Systeme nicht mehr nur von spezialisierten Dienstleistern eingerichtet werden können. Peter Stiefenhöfer beschreibt die Auswirkungen: „Spezialistenwissen ist heute nicht für jeden BV-Einsatz notwendig. Daher bauen immer mehr Endanwender selbst entsprechendes Know-how auf, um sich mit diesem Wissen einen Wettbewerbsvorsprung gegenüber ihrer Konkurrenz zu verschaffen. Die Anwenderstruktur in diesem Bereich verändert sich also, und Bildverarbeitung wird zunehmend zu allgemein genutzter Technik.“
Dem stimmt auch Dr.-Ing. Heiko Frohn, Geschäftsführer Geschäftsbereich Industrieautomation der VITRONIC Dr.-Ing. Stein Bildverarbeitungssysteme GmbH, zu: „Pick-and-place-Zuführaufgaben und ähnliche einfache Lösungen übernehmen zunehmend die Maschinenbauer und Automatisierer selbst. Wir konzentrieren uns auf komplexere Lösungen, wo das Visionsystem nicht nur Mess- und Prüfsystem ist, sondern sich als Instrument zur Prozessverbesserung etabliert.“

Aktuell im Trend: den gesamten Prozess im Blick

In komplexen Produktionsprozessen sind in der Regel mehrere automatische, vernetzte IBV-Systeme im Einsatz, die einzelne Prozessschritte an einer oder mehreren Linien überwachen und dokumentieren. Sie generieren Qualitätsdaten und helfen über entsprechende Analysetools bei Prozessanalyse und -kontrolle.
Die ISRA VISION AG, einer der globalen Anbieter für Industrielle Bildverarbeitung und Weltmarktführer für Oberflächen-Inspektionssysteme, bestätigt den Trend, den gesamten Prozess zu betrachten. Vertriebsvorstand Hans Jürgen Christ betont: „Wichtig ist die Vernetzung der Systeme und eine intelligente Verknüpfung der zur Verfügung stehenden Daten.“
Alle Daten für die Qualitätsbeurteilung und Prozessanalyse werden daher optimiert in Datenbanken abgelegt, auf die auch während laufender Mess- und Inspektionsaufgaben zur Analyse zugegriffen werden kann. Über entsprechende Software kann nach Datum, Job, Prozessschritt, Rolle, Fehler, Messgröße, Trend, Verteilung und mehr analysiert werden. So ist die Optimierung einzelner Prozessstufen innerhalb einer Linie ebenso möglich wie der Vergleich der Produktionsergebnisse mehrerer Linien.
Für Vertriebsvorstand Christ ist die AUTOMATICA eine ideale Messe, um Lösungen auf Basis industrieller Bildverarbeitung in Verbindung mit der Automatisierungstechnik als Schlüsseltechnologie zu zeigen. Er sieht diese Technologiemesse in einer Reihe mit anderen großen Industriemessen. Hans Jürgen Christ argumentiert: „Unsere bisherigen Teilnahmen an der AUTOMATICA waren ein voller Erfolg. Die Messen waren gut besucht, die Qualifikation der Besucher war ausgezeichnet. So konnten für beide Seiten – Aussteller wie Interessenten – qualifizierte Gespräche geführt, Kontakte geknüpft, und Lösungen angeboten werden. Das Feedback unserer Besucher hat uns dies bestätigt.“
VITRONIC Geschäftsführer Heiko Frohn gibt ein Beispiel für den Stand der IBV-Technik: „Eines unserer etablierten Themengebiete ist die Schweißnahtinspektion. Hier nutzen wir die Messgrößen nicht nur um Teile auszuschleusen, sondern auch um Prozessfehler wie unzureichenden Drahtvorschub zu erkennen und in einem Regelkreis zu korrigieren. Seit über einem Jahr gehen wir gemeinsam mit unserem größten Kunden noch einen Schritt weiter: Je nach Prüfergebnis fällt die Entscheidung, ob Nacharbeit notwendig ist. Falls ja wird mit dem Roboter in-line nachgeschweißt und nochmals kontrolliert – alles, ohne die Prozesskette zu unterbrechen.“

Software erleichtert Optimierungsentscheidungen

Um Prozesse möglichst effizient zu gestalten und die Produktion systematisch zu optimieren, müssen relevante Informationen und deren Bewertung auf jeder Ebene des Unternehmens zur Verfügung stehen. ISRA VISION bietet beispielsweise mit EPROMI – Enterprise PROduction Management Intelligence – ein System an, das die Werksleitung in ihrer Entscheidungsfindung unterstützt. Hans Jürgen Christ erklärt: „So wird das Potenzial für Produktivitätssteigerungen effizient ausgeschöpft: Qualität wird planbar, Prozesse und Produktion werden systematisch optimiert.“ Anlagen dieser Art haben bereits ihren Einzug in unterschiedliche Industrien gehalten. Sie tragen beispielsweise zur Produktionsoptimierung messtechnischer Applikationen (In-line 3D Messtechnik) im Maschinenbau sowie der Automobilindustrie bei und unterstützen die Fertigung von Bahnmaterial in der Glas-, Papier-, Print- oder Stahlindustrie.
Ein Blick in die Praxis: Der komplette Prozess zur Stahlerzeugung besteht aus mehreren „Produktionslinien“ wie Warmwalzen, Vergüten, Beizen, Feuerverzinken, Kaltwalzen, Glühen, Vergüten, Galvanisch-Verzinken und Zinn-/Chrom-/Farbbeschichten. An jeder dieser Linien wird die Qualität mit Oberflächen-Inspektionssystemen und anderen Sensoren kontrolliert. Allein bei der Oberflächeninspektion fallen durchschnittlich 500 MB/h je Linie an Qualitätsdaten an. Bei 700 Coils pro Tag sind das etwa 14 GB Oberflächendaten, zu denen noch ca. 14 GB weiterer Qualitäts- und Prozessdaten wie Dickenprofile, Welligkeit, Temperaturprofile, Materialeigenschaften und Walzenzustände hinzu kommen. Das Datenaufkommen multipliziert sich mit der Anzahl der Linien und Standorte.
Die auf der Feldebene erfassten Daten werden je Linie auf der Kontrollebene in entsprechend verteilten Datenbanken (z.B. Sensor-, Prozess- und Inspektionsdaten) gesammelt. Lokal ist so schon eine Prozessauswertung möglich, die jedoch für das Treffen validierter, wirtschaftlicher Entscheidungen nur begrenzten Informationsgehalt hat. In einer zentralen Datenbank werden die relevanten Informationen der Einzel-Datenbanken zusammengeführt, intelligent verdichtet und mit Informationen von Unternehmensseite wie Bestell- und Lieferdaten, Daten der Materiallogistik und dergleichen angereichert. Mit entsprechender Analysesoftware wie den EXPERT Software Mentoren lassen sich die Daten zueinander in Bezug setzen, auswerten und es werden Entscheidungshilfen für die Optimierung generiert.  Hans Jürgen Christ fasst die Vorteile zusammen: „Damit lässt sich unter anderem die Produktivität steigern, die Produktionssequenz über Linien und Standorte hinweg optimieren und das Kosten-Qualitäts-Verhältnis verbessern.“

Offline-Prozessoptimierung auf Basis der umfangreichen Datenbasis

Dr. Heiko Frohn erwähnt ein weiteres Beispiel für wegweisenden BV-Einsatz, an dem sein Unternehmen VITRONIC beteiligt war: „Für die Produktionslinien von Photovoltaik-Zellen liefern wir BV-Systeme, die Messungen zu Geometrie, Bedruckung, Oberflächen, Schichtdicken, Farbigkeiten, Homogenitäten etc. vornehmen. Nur ein Teil der gesammelten Daten stellt direkt Kenngrößen für Prozesseigenschaften dar. Jedoch bietet die Fülle der Messwerte in Verbindung mit statistischen Analysen die Chance, zusätzliche Erkenntnisse über den Prozess und seine Schwächen zu gewinnen und zur Optimierung nutzen zu können.“
Ein Ansatz, der vor allem bei verhältnismäßig neuen, noch nicht bis ins Detail optimierten Produktionsprozessen zusätzlichen Nutzen verspricht. Denn die BV-Systeme liefern zwangsläufig eine Vielzahl an Kenngrößen und Daten, die für die im Vordergrund stehende Fragestellung nicht benötigt werden. Werden diese in einer Datenbank, beispielsweise in einem MES-System (Manufacturing Execution System) gesammelt, stehen sie für Offline-Auswertungen zur Verfügung. Durch solche Datenanalysen lassen sich Zusammenhänge ergründen, die bisher nicht bekannt waren. Für BV-Fachmann Frohn ist das eine wichtige Perspektive: „Ich kenne zwar mein Problem noch nicht, bin aber für dessen Lösung schon vorbereitet."

Unterstützung von Verband und Fachmesse AUTOMATICA

Vielseitige Informationen und Angebote finden Interessierte auf der AUTOMATICA 2010. Das Angebot auf der internationale Leitmesse für Automation und Mechatronik, die vom 8. bis 11. Juni 2010 auf dem Gelände der Neuen Messe München stattfindet, ist vielfältig: Die Schlüsseltechnologien Montage- und Handhabungstechnik, Industrielle Bildverarbeitung und Robotik bilden die Kernbereiche. Aus dem Bereich Industrielle Bildverarbeitung werden Einsatzmöglichkeiten von Komponenten, neue Produkt-Generationen etwa von Kameras, Sensoren oder Framegrabbern, Software-Lösungen als auch anwendungsorientierte Komplettlösungen gezeigt. Hauptanwenderbranchen sind Maschinenbau, Automobil und Elektroindustrie. Das Interesse an IBV und ihren Möglichkeiten wächst zunehmend auch in Branchen, mit bislang niedrigerem Automatisierungsgrad.  Insgesamt bietet die AUTOMATICA ein praxisorientiertes Ausstellungsprogramm sowie ein Vortragsforum, auf dem Aspekte der Bildverarbeitung intensiv erörtert werden.
Da Industrielle Bildverarbeitung mittlerweile so facettenreich geworden, dass vielen Anwendern der Überblick schwer fällt, bietet der Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbauer e.V. (VDMA) Unterstützung an. In der Fachabteilung Industrielle Bildverarbeitung, die zum VDMA Fachverband Robotik+Automation gehört, haben sich wichtige Hersteller, Anbieter und Dienstleister der IBV-Branche zusammengeschlossen. Patrick Schwarzkopf ist im VDMA der Ansprechpartner für Industrielle Bildverarbeitung: „Für alle, die sich einen Überblick verschaffen möchten, haben wir einen Branchenführer in deutsch und englisch auf den Markt gebracht, einen Herstellernachweis sowie eine Datenbank mit Anwendungsberichten ins Netz gestellt. Viele Anwender nehmen über diese Medien direkt mit Firmen Kontakt auf, andere wenden sich aber auch an uns mit zum Teil sehr konkreten Fragestellungen. Wir suchen dann geeignete Anbieter, die in den geforderten Bereichen besondere Kompetenzen haben und stellen die Kontakte her.“


Über die AUTOMATICA
Internationale Fachmesse für Automation und Mechatronik
Die AUTOMATICA ist die internationale Fachmesse, die alle Segmente des Bereiches Robotik + Automation unter einem Dach vereint. Sie findet seit 2004 im zweijährigen Rhythmus auf dem Gelände der Neuen Messe München statt. Fokus der Messe ist, die komplette Wertschöpfungskette darzustellen. Hinter dem industriegetriebenen Konzept der AUTOMATICA stehen die Messe München GmbH und VDMA Robotik + Automation, ideell-fachlicher Träger der Messe. Die Aussteller- und Besucherzahlen der AUTOMATICA sind von einem unabhängigen Wirtschaftsprüfer im Auftrag der Gesellschaft zur Freiwilligen Kontrolle von Messe- und Ausstellungszahlen (FKM) geprüft und international durch UFI (Global Association of the Exhibition Industry) zertifiziert.

Über die Messe München International (MMI)
Die Messe München International (MMI) ist mit rund 40 Fachmessen für Investitionsgüter, Konsumgüter und Neue Technologien einer der weltweit führenden Messeveranstalter. Über 30.000 Aussteller aus mehr als 100 Ländern und mehr als zwei Millionen Besucher aus über 200 Ländern nehmen jährlich an den Veranstaltungen in München teil. Darüber hinaus veranstaltet die MMI Fachmessen in Asien, in Russland, im Mittleren Osten und in Südamerika. Mit sechs Auslandsbeteiligungsgesellschaften in Europa und Asien sowie 66 Auslandsvertretungen, die 89 Länder betreuen, verfügt die MMI über ein weltweites Netzwerk. Als global tätiges Unternehmen leistet die Messe München International bei Umweltschutz und Nachhaltigkeit einen wesentlichen Beitrag.


Ansprechpartner für die Presse:
AUTOMATICA
Claudia Huber - Pressereferentin
Tel. (+49 89) 949 - 20862
Fax (+49 89) 949 - 20869
E-mail: claudia.huber@messe-muenchen.de

VDMA Robotik + Automation
Patrick Schwarzkopf, Geschäftsführung Industrielle Bildverarbeitung
Tel. (+49 69) 6603 - 1466
Fax (+49 69) 6603 - 2466
E-mail: patrick.schwarzkopf@vdma.org
www.vdma.org/vision

Bildmaterial zum Herunterladen:

Die Inspektion von Druckwalzen ist ein typischen Beispiel für eine Bildverarbeitungsanwendung Bild: STEMMER

Das Nahtprüfsystem VIROwsi inspiziert dreidimensional Schweißnähte. Die erfassten Daten bilden die Grundlage zur Prozessoptimierung sowie zur automatischen Nacharbeit. Bild: VITRONIC

Optimierte Qualitätskontrolle für die Edelstahlproduktion – Oberflächeninspektion auf höchstem Niveau Bild: ISRA

VINSPECsolar führt in der Solarzellenproduktion Kontur- und Oberflächenprüfungen bis hin zu Front- und Rückdruckprüfungen durch. Bild: VITRONIC

Typischer lokaler Systemaufbau zur optischen Oberflächenkontrolle fokussiert auf die Generierung von Qualitätsdaten Bild: ISRA

Sicherstellung höchster Ansprüche in der Warmbandanlage durch Oberflächeninspektion und Production Management Intelligence Bild: ISRA

Auch zur Leiterplatteninspektion werden BV-Systeme eingesetzt. Bild: STEMMER

Blick in eine Inspektionsanlage des STEMMER-Kunden Rohwedder AG Bild: Rohwedder

Peter Stiefenhöfer: „Bildverarbeitung wird zunehmend zu allgemein genutzter Technik.“

Dr. Heiko Frohn: „Die Fülle der Messwerte in Verbindung mit statistischen Analysen bietet die Chance, zusätzliche Erkenntnisse über den Prozess zu gewinnen.“

Hans Jürgen Christ erklärt: „So wird das Potenzial für Produktivitätssteigerungen effizient ausgeschöpft: Qualität wird planbar, Prozesse und Produktion werden systematisch optimiert.“