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.



  • Phoenix Contact etabliert Position des Chief Sales Officer

    Phoenix Contact etabliert Position des Chief Sales Officer

    Phoenix Contact etabliert neuen Chief Sales Officer zur globalen Ausrichtung des Vertriebs. Stephan Volgmann übernimmt Verantwortung für Marktstrategie und Kundennähe.

    mehr lesen: Phoenix Contact etabliert Position des Chief Sales Officer

  • Deutsche Hersteller mit Rekordinvestitionen in Digitalisierung

    Deutsche Hersteller mit Rekordinvestitionen in Digitalisierung

    Rockwell Automation hat die deutschen Ergebnisse seines elften ‚State of Smart Manufacturing Reports‘ veröffentlicht.

    mehr lesen: Deutsche Hersteller mit Rekordinvestitionen in Digitalisierung

  • Proalpha ernennt Chief Revenue Officer

    Proalpha ernennt Chief Revenue Officer

    Die Proalpha Group, ein Anbieter von ERP- und Business Software, beruft Michael Wüstemeier (Bild) für die neugeschaffene Position des Chief Revenue Officers (CRO).

    mehr lesen: Proalpha ernennt Chief Revenue Officer

  • Die Ära der kostenlosen KI ist vorbei

    Die Ära der kostenlosen KI ist vorbei

    Die Wirtschaftlichkeit großer Sprachmodelle steht kurz davor, mit der Unternehmensrealität zu kollidieren, schreibt Pegasystems-CEO Alan Trefler (Bild).

    mehr lesen: Die Ära der kostenlosen KI ist vorbei

  • Geschäftsführerwechsel bei der SimPlan Integrations

    Geschäftsführerwechsel bei der SimPlan Integrations

    Im Zuge des 25-jährigen Bestehens der SimPlan Integrations hat die SimPlan Group angekündigt, dass im Jahr 2028 ein geplanter Geschäftsführerwechsel beim Tochterunternehmen stattfinden wird.

    mehr lesen: Geschäftsführerwechsel bei der SimPlan Integrations

  • Was Ausbilder im Maschinen- und Anlagenbau beschäftigt

    Was Ausbilder im Maschinen- und Anlagenbau beschäftigt

    Laut VDMA-Ausbildungsumfrage steht die duale Ausbildung im Maschinen- und Anlagenbau auf einem stabilen Fundament und punktet mit hochmotivierten und zufriedenen Ausbilderinnen und Ausbildern.

    mehr lesen: Was Ausbilder im Maschinen- und Anlagenbau beschäftigt

  • Forterro übernimmt 3E Datentechnik

    Forterro übernimmt 3E Datentechnik

    Forterro, ein europäischer Anbieter von Industriesoftware, hat die geplante Übernahme des Software-Spezialisten 3E Datentechnik bekannt gegeben, dessen Software bei der Konstruktion und Herstellung von Fenstern und Türen zum Einsatz kommt.

    mehr lesen: Forterro übernimmt 3E Datentechnik

  • AutoSim automatisiert die Erstellung digitaler Simulationsmodelle

    AutoSim automatisiert die Erstellung digitaler Simulationsmodelle

    Das Forschungsprojekt AutoSim vereinfacht die Erstellung von Simulationsmodellen für die Produktion. Es kombiniert intelligente Datenverarbeitung mit interoperablen Informationsmodellen.

    mehr lesen: AutoSim automatisiert die Erstellung digitaler Simulationsmodelle

  • SAP investiert in KI-Unternehmen n8n

    SAP investiert in KI-Unternehmen n8n

    SAP investiert in die KI-Automatisierungsplattform n8n, wodurch sich die Bewertung des in Berlin ansässigen Startups auf 5,2Mrd.US$ erhöht und somit mehr als verdoppelt.

    mehr lesen: SAP investiert in KI-Unternehmen n8n

  • BSI veröffentlicht G7-Richtlinie zu SBOM for AI

    BSI veröffentlicht G7-Richtlinie zu SBOM for AI

    Unter der Federführung des BSI und der italienischen Cybersicherheitsbehörde ACN haben die Cybersicherheitsbehörden der G7-Staaten unter Mitwirkung der EU Kommission eine Richtlinie zur Software Bill of Materials (SBOM) for AI…

    mehr lesen: BSI veröffentlicht G7-Richtlinie zu SBOM for AI

  • Was passiert mit dem Menschen, wenn die Roboter kommen?

    Was passiert mit dem Menschen, wenn die Roboter kommen?

    Künstliche Intelligenz automatisiert längst digitale Prozesse. Jetzt übernehmen Roboter auch physische Routinen. Was das für die Menschen bedeutet, beleuchtet Sören Michl, Vice President AI Adoption bei IFS.

    mehr lesen: Was passiert mit dem Menschen, wenn die Roboter kommen?

  • Ein Schritt auf dem Weg zum Quanteninternet?

    Ein Schritt auf dem Weg zum Quanteninternet?

    Seit mehr als 60 Jahren gilt das ‚Bellsche Theorem‘ als Goldstandard, um zu zeigen, dass die Quantenmechanik den Regeln der klassischen Physik widerspricht.

    mehr lesen: Ein Schritt auf dem Weg zum Quanteninternet?