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Welche Aufgabe spielt Bildverarbeitung bei Industrie 4.0?

Die Smart Factory von morgen wird zunehmend auf die Daten und Ergebnisse der Bildverarbeitung angewiesen sein. Welche Anforderungen, Änderungen und Möglichkeiten Industrie 4.0 für die Bildverarbeitung sonst noch bereit hält, zeigt das Interview mit Dr. Christian Ripperda, Vice President bei der Isra Vision AG.

„Industrielle Bildverarbeitung und CAQ-Systeme rücken durch die zunehmende Vernetzung zukünftig noch näher zusammen.“ – Dr. Christian Ripperda, Isra Vision (Bild: Isra Vision AG)

Reicht es zukünftig aus, als Systemhersteller nur Bilder zur Verfügung zu stellen?

Dr. Christian Ripperda: Sicherlich nicht, schließlich sind die Anwender bildverarbeitender Systeme nicht an Bildern, sondern an Lösungen interessiert. Die Bilder sind dabei als Datenquellen zur Ableitung von Informationen zu betrachten, die zur Qualitäts- oder Prozessoptimierung genutzt werden und Position-, Lage- oder Anwesenheitsinformationen von Elementen für die Automatisierung zur Verfügung stellen. Die Bilddaten liefern lediglich die Grundlage für die nachgelagerte Datenverarbeitung, Systemhersteller liefern üblicherweise ein vollständiges Informationspaket. Wer das verstanden hat, erkennt die Stärke bildverarbeitender Systeme: Da die Datenaufnahme auf geringstem Informationslevel stattfindet, sind die Systeme extrem flexibel und können mit wenigen Anpassungen verschiedenste Aufgaben lösen.

Welche Rolle spielt die Bildverarbeitung bei der Digitalen Transformation?

Ripperda: Im industriellen Umfeld wurde für die Digitale Transformation der Begriff Industrie 4.0 geprägt. Im Kern besteht hier die Chance Prozesse in der industriellen Produktion wandlungsfähiger zu machen. Erstmalig geht es nicht mehr lediglich um Effizienz und Qualität, sondern zusätzlich kommen u.a. kleinere Stückzahlen, individuell gefertigte Produkte oder eine auftragsgesteuerte Fertigung in die Reichweite des Möglichen. Selbstverständlich müssen dabei Effizienz und Qualität im Vergleich zu heutigen Verfahren zumindest das gleiche Niveau halten. Nötig ist dafür die Vernetzung der Systeme, die zur Bewältigung dieser Komplexität auf eine neue Art miteinander kommunizieren, d.h. über verschiedene Hierarchieebenen der klassischen Produktionspyramide hinweg und horizontal entlang der Wertschöpfungs- und Produktionskette. Die industrielle Bildverarbeitung dient dabei als wichtige Informationsquelle. Die inhärente Flexibilität wird benötigt, da die Produktion agiler wird. Die Bildverarbeitung liefert auch in Zukunft Informationen, um Prozesse in Qualität und Effizienz zu verbessern. Die horizontale und vertikale Vernetzung verschafft diesen Informationen aber eine größere Reichweite, Sichtbarkeit und Wertigkeit. Wir werden beispielsweise Fertigungslinien in der Automobilproduktion sehen, die agil rekonfigurierbar eine größere Anzahl an Fahrzeugderivaten produzieren können.

Wie sieht es mit der Verbindung von IBV und CAQ (Computer Aided Quality) aus, also der EDV-unterstützten Festlegung der Qualitätspolitik und deren Ziele?

Ripperda: Industrielle Bildverarbeitung und CAQ-Systeme rücken durch die zunehmende Vernetzung zukünftig noch näher zusammen. Vor dem Hintergrund immer kleinerer Losgrößen benötigt die QS eine durchgängige automatisierte Datenerfassung, um belastbare statistische Informationen zu bekommen. Die exakte Dokumentation, Analyse und Archivierung qualitätsrelevanter Informationen wird für Unternehmen daher immer wichtiger. Darüber hinaus ist die Vernetzung über den gesamten Lebenszyklus eines Produktes vorgesehen, um auch Informationen aus der Nutzungsphase mit Fertigungsdaten zusammenbringen. Die Verknüpfung von Bildverarbeitung mit CAQ bietet eine wichtige Grundlage für Prozessoptimierungen, aber auch für strategische Entscheidungen, etwa für die Anpassung der Fertigung an ein neues Produktdesign oder die Steuerung der Qualitätspolitik durch Entscheidungen zu Zulieferteilen, Produktportfolio und Materialien. So kann z.B. bei der Herstellung von Autokarosserien bereits in der Fertigungslinie eine Entscheidung über die Auswahl des Lackherstellers getroffen werden, weil dem CAQ-System alle relevanten Herstellerinformationen vorliegen.

Wie weit sind wir von einer auf Vision-Daten basierenden selbstregulierenden Maschine entfernt?

Ripperda: Viele Voraussetzungen, wie die flexible Datenerfassung und Informationsgewinnung durch die Bildverarbeitung, Analyseverfahren zur intelligenten Datenverarbeitung oder Ansätze zur Korrelation und komparativen Analyse verschiedenster Datenquellen, stehen bereits zur Verfügung. Es mangelt gegenwärtig noch an einheitlichen Standards, die sowohl die Integration von Daten als auch die Anbindung der Aktuatoren flächendeckend ermöglichen. Die Standardisierung der Softwareschnittstellen ist deshalb eine zentrale Herausforderung. Aktuell werden verschiedene Initiativen auf den Weg gebracht, um OPC-UA-Companion Standards zu entwickeln und zu etablieren. Derart standardisierte Schnittstellen für den Datentransport bieten die Grundlage für die digitale Transformation im industriellen Bereich. Das Thema Datensicherheit darf dabei aber nicht unerwähnt bleiben, da die Vernetzung ohne einen vertrauensvollen und professionellen Umgang mit Daten nicht funktionieren kann und wird.

Welche Rolle spielt das Thema Datenverfügbarkeit bei zukünftigen Bildverarbeitungslösungen?

Ripperda: Durch die Vernetzung werden künftig immer weitere Datenquellen in die Informationsverarbeitung zur Entscheidungsfindung oder Automatisierung eingebunden. Gleichzeitig werden die Ergebnisse von immer mehr Systemen genutzt und benötigt. Die Anforderungen an die Datenverfügbarkeit steigen deshalb immens. Sie müssen ausfallsicher, konsistent und redundant verfügbar sein, um ein vorgegebenes Leistungsniveau auch bei einem Ausfall von Teilsystemen unter allen Umständen zu sichern. Aus Effizienzgründen sollten die Maßnahmen zur Sicherstellung der Datenverfügbarkeit aber immer auf die Anforderungen der jeweiligen Anwendung zugeschnitten sein.

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