Mit Deep Learning gegen Fehler

image 31
Bild: Inndeo Prroyectos Industriales S.L.

Inndeo mit Hauptsitz im spanischen Saragossa bietet mit seiner Marke Inspectra Bildverarbeitungslösungen für die Automatisierung von Qualitätsprüfungen in der Lebensmittelindustrie an. Die Lösung Thermoseal & Label Inspector soll nun auch Verpackungen inspizieren und Etiketten lesen. Das Gerät vereint unterschiedliche Technologien wie Hochgeschwindigkeits- und Verarbeitungserfassung mit der hauseigenen HSP-Technologie, hyperspektraler Bildverarbeitung, Deep Learning und RGB.

Verpackungsinspektion durchgängig automatisieren

Inspectra hat sich zum Ziel gesetzt, für die Verpackungsbranche ein durchgängig automatisiertes System zu entwickeln. Die Effekte eines solchen Machine-Vision-Systems sind: höhere Erkennungsraten von Defekten der Verpackungen, Kostenersparnis sowie die Digitalisierung der Produktionsprozesse. Doch wie sieht das Setup des Thermoseal & Label Inspector aus? An verschiedenen Stellen innerhalb der Inspektionsumgebung positionierte Kameras nehmen Bilder der zu prüfenden Objekte auf. Diese werden von der integrierten Machine-Vision-Software Halcon des Münchener Unternehmens MVTec verarbeitet.

Für die versiegelten Bereiche ermittelt die Software auf Grundlage verschiedener Parameter den relevanten Prüfbereich (Region of Interest/ROI) des Bildes. Zu diesem Zweck verwendet Inndeo hochauflösende RGB-Vision-Technologie, um einfache Fehler auf versiegelten Flächen zu finden – wie etwa Schinkenstücke, deren Farbe in einer transparenten Schale leicht zu erkennen ist. Darüber hinaus setzt das Unternehmen hyperspektrale Bildverarbeitungstechnologie für komplexere Fehler ein. So kann beispielsweise geschmolzenes Schinkenfett, das den gleichen Farbton wie der Kunststoff der Schale hat, oder Fehler in undurchsichtigen oder bedruckten Schalen, erkannt werden.

Unter Einsatz von Deep Learning interpretiert die Software die Bilder mit einer höheren Erkennungsgeschwindigkeit und -effizienz und erkennt etwa Falten in Siegelfolien, Fehler in der Zusammensetzung des Produkts in der Schale und Qualitätsmängel.

Optische Zeichenerkennung

Ein weiteres Anwendungsszenario ist die Inspektion der Etikettierung sowie die Prüfung, ob sich Falten unterhalb des Etiketts gebildet haben. Um das Etikett zu erkennen, sucht ein konfigurierbares Werkzeug nach einem bestimmten Muster. Sobald dieses lokalisiert ist, erfolgen die Prüfprozesse. Dabei nutzt die Applikation die in die Halcon-Software integrierten Technologien zur optischen Zeichenerkennung wie OCR (Optical Character Recognition) oder Deep OCR, welche Texterkennungsfunktionen mit Deep-Learning-Algorithmen kombinieren. So lassen sich verschiedene Arten der Etiketteninspektion konfigurieren. Zur Erkennung von Anomalien der aufgebrachten Etikettierung wie etwa Falten, Knicken, Rissen oder Verunreinigungen wie etwa durch Federn, Haare oder Knochenspuren kommen ebenfalls Deep-Learning-Technologien sowie ein Musterabgleich von Farbtönen zum Einsatz.

Nahtlose Integration?

Für Endanwender ist es wichtig, dass das Inspektionssystem nahtlos in die vorhandene Prozessumgebung einbinden lässt. „Die Integration einer Schnittstelle war eine der größten Herausforderung bei der Umsetzung. Das liegt daran, dass sich die verschiedenen Parameter der Inspektion von einer anderen Systemsteuerung aus konfigurieren lassen und alle Bilder der verschiedenen Kameras in sehr kurzer Zeit analysiert werden müssen. Man darf dabei auch nicht außer Acht lassen, dass die Bildeinzugsgeräte mit enorm hoher Geschwindigkeit arbeiten. So muss die Bildverarbeitungssoftware in sehr kurzer Zeit entscheiden, ob eine Verpackung fehlerhaft ist und ausgesondert werden muss“, sagt Emilio de la Red Bellvis. So war eine Menge an Programmier- und Debugging-Arbeit nötig, um die gesamte Verarbeitungslast auf die verschiedenen Threads des Mikroprozessors zu verteilen. Darüber hinaus mussten Rechenoperationen mit hoher Last – vor allem solche, die Deep Learning nutzen – an den Grafikprozessor (GPU) des Rechners übertragen werden. Die Halcon-Software erleichterte die Integration, da sie beispielsweise diverse Schnittstellen für viele Arten von Industriekameras bietet. Hardware-seitig umfasst das Anwendungs-Setup verschiedene Komponenten, wie etwa mehrere Industrie-PCs der neuesten Generation. Diese empfangen die Bilder der einzelnen Kameras und kommunizieren mit Speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPS). Dabei sah sich Emilio de la Red Bellvis mit einer weiteren Herausforderung konfrontiert: „Angesichts des derzeitigen Mangels an elektronischen Bauteilen mussten wir eine flexible Programmierung entwickeln. Dadurch konnten wir verschiedene Kameratypen, Verarbeitungsarchitekturen und GPUs berücksichtigen.“

Prozess automatisiert

Im Ergebnis hat Inspectra mit seinem Inspektionssystem sowie der integrierten Bildverarbeitungssoftware die Projektziele erreicht. Qualitätsmängel werden sowohl an der Verpackung als auch am Produkt selbst vermieden. Kosten für die Vernichtung, den Ersatz und den Transport von fehlerhaften Produkten werden reduziert. Zudem lässt sich die Qualitätskontrolle durchgängig automatisieren.



  • Bosch erzielt positives Ergebnis

    Bosch erzielt positives Ergebnis

    Die Bosch-Gruppe hat das zurückliegende Geschäftsjahr mit einem positiven Ergebnis abgeschlossen. Nach vorläufigen Ergebnissen blieb der Umsatz jedoch unter dem Vorjahresniveau.

    mehr lesen: Bosch erzielt positives Ergebnis

  • Sicherheit für künstliche Intelligenz

    Sicherheit für künstliche Intelligenz

    Mit einem Kriterienkatalog für Ki-basierte Clouddienste will das Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik eine Grundlage für die Bewertung der Sicherheit von KI-Systemen schaffen.

    mehr lesen: Sicherheit für künstliche Intelligenz

  • Siemens mit neuem Vorstandsvorsitzendem

    Siemens mit neuem Vorstandsvorsitzendem

    Im Rahmen der Siemens-Hauptversammlung hat der langjährige Vorstandsvorsitzende Joe Kaeser sein Amt an Roland Busch übergeben.

    mehr lesen: Siemens mit neuem Vorstandsvorsitzendem

  • Umsatzplus bei Siemens

    Umsatzplus bei Siemens

    Im ersten Quartal des neuen Geschäftsjahres lagen Auftragseingang, Umsatzerlöse sowie der Gewinn nach Steuern der Siemens AG über den Werten des Vorjahresquartals.

    mehr lesen: Umsatzplus bei Siemens

  • IIoT-System mit überarbeitetem Interface

    IIoT-System mit überarbeitetem Interface

    Bei der Arbeit an der neuen Version der Ixon-IIoT-Cloud haben die Entwickler insbesondere die Themen Kollaboration und Benutzerfreundlichkeit in den Mittelpunkt gerückt. Der Hersteller schreibt, die Erweiterung eng an den…

    mehr lesen: IIoT-System mit überarbeitetem Interface

  • Mapal erweitert Geschäftsleitung

    Mapal erweitert Geschäftsleitung

    Mapal hat die Geschäftsleitung um Jacek Kruszynski und Siegfried Wendel erweitert. Der Wechsel fand bereit am 1. Oktober 2020 statt und soll dem Unternehmen helfen, die Kernkompetenzen zu stärken.

    mehr lesen: Mapal erweitert Geschäftsleitung

  • Proalpha-Unternehmensgruppe wächst

    Proalpha-Unternehmensgruppe wächst

    Curecomp gehört zukünftig zur Proalpha-Gruppe, wie der ERP-Anbieter am Montag mitgeteilt hat. Zudem erwarb der ERP-Anbieter eine Mehrheitsbeteiligung am Softwarehaus Böhme & Weihs.

    mehr lesen: Proalpha-Unternehmensgruppe wächst

  • Automobilindustrie erwartet Besserung

    Automobilindustrie erwartet Besserung

    Die deutschen Automobilbauer und ihre Zulieferer blicken etwas positiver in die Zukunft als noch Ende des vergangenen Jahres. Der Anstieg in der aktuellen Ifo-Befragung fällt jedoch nur gering aus.

    mehr lesen: Automobilindustrie erwartet Besserung

  • Control 2021 als Präsenzmesse abgesagt

    Control 2021 als Präsenzmesse abgesagt

    Die 34. Control – Internationale Fachmesse für Qualitätssicherung – findet auch in diesem Jahr nicht als Präsenzveranstaltung statt. Geplant war das Branchenhighlight für den 4. bis 7. Mai 2021.

    mehr lesen: Control 2021 als Präsenzmesse abgesagt

  • SAP übernimmt Signavio

    SAP übernimmt Signavio

    SAP übernimmt das Berliner Startup Signavio, einen Anbieter von Business Process Intelligence und Prozessmanagement-Lösungen. Wie der Softwarekonzern mitteilt, wird der Abschluss der Transaktion für das erste Quartal 2021 erwartet, vorbehaltlich…

    mehr lesen: SAP übernimmt Signavio

  • Strukturwandel im Maschinenbau erfolgreich bewältigen

    Strukturwandel im Maschinenbau erfolgreich bewältigen

    „Ich mache mir keine großen Sorgen, dass der Strukturwandel in der Automobilindustrie langfristig zu einem Aderlass im deutschen Maschinenbau führen wird“, betonte ZVEI-Präsident Dr. Gunther Kegel im Rahmen einer Pressekonferenz.

    mehr lesen: Strukturwandel im Maschinenbau erfolgreich bewältigen

  • Mehr Kurzarbeit insgesamt, Rückgang in der Industrie

    Mehr Kurzarbeit insgesamt, Rückgang in der Industrie

    Im Januar waren wieder mehr Menschen in Kurzarbeit. In der Industrie ging die Zahl nach Schätzungen des Ifo-Instituts insgesamt jedoch zurück, wobei es je nach Branche unterschiedliche Entwicklungen gibt.

    mehr lesen: Mehr Kurzarbeit insgesamt, Rückgang in der Industrie