Was bedeutet Industrie 4.0 für Machine Vision

  • Published November 2017

Wie ist es dazu gekommen?
Grundsätzlich änderten und ändern Industrielle Revolutionen die Art und Weise wie wir Dinge produzieren. Die 1. Industrielle Revolution verwandelte im 18. und 19. Jahrhundert die großteils ländliche und von Landwirtschaft geprägte Gesellschaft in urbane Arbeitskräfte. Zum ersten Mal konnten Eisen, Textilien und mechanische Fertigung gemeistert werden. Weitere Entwicklungen führten zu einer 2. Industriellen Revolution zwischen 1840 und 1914. Erdöl und Elektrizität waren nun verbreitet und die neue Energieversorgung ermöglichte Massenproduktion und führte zu Erfindungen wie dem Telefon, der Glühbirne und dem Verbrennungsmotor. Die 3. Industrielle Revolution, die in den 1980er Jahren ihren Anfang fand, wird auch als Digitale Revolution bezeichnet und reflektiert den Schritt von analoger Elektronik und mechanischer Maschinerie zu den digitalen Geräten, die uns heute umgeben. Die vielleicht einflussreichste Entwicklung war die Erfindung des Internets.

Die 4. Industrielle Revolution ist nun in ihrer Startphase. Weitläufig bekannt als das „Industrial Internet of Things“ (IIOT) oder Industrie 4.0 (der Begriff geht auf ein Strategieprojekt der deutschen Bundesregierung zurück), ist diese Bewegung durch die erstaunlichen technologischen Entwicklungen im Bereich der Künstlichen Intelligenz, modernster Robotik und Automatisierung, Biotechnologie und IOT gekennzeichnet.

Die Entwicklung von Industrie 4.0
Industrie 4.0 bewegt uns in Richtung mehr Automatisierung und verbesserte Produktivität – erwartete Vorteile sind niedrigere Kosten, schnellere Prozesse, erhöhte Qualitätskontrollen und verbesserter Einsatz von Ressourcen. Die meisten Firmen des Fertigungssektors (79.9%) erwarten positive Effekte durch die digitale Transformation [1]. Technologien, die Computern beibringen selbst zu denken, werden in der Fertigungswelt alltäglich, nachdem Deep Learning Software nun weitgehend beherrscht und somit weitläufiger eingesetzt werden kann. Mit dem Heranreifen von IOT, Big Data, Quantum Computing und anderen Faktoren, wird Industrie 4.0 die Art und Weise wie wir Dinge herstellen grundlegend ändern. „Smart Factories“ sind bereits im Strategieplan vieler Unternehmen aufgenommen – Ziele sind unter anderem automatische Lagerverwaltung, mit Regalen, die sich selbst auffüllen und Maschinerie die fähig ist, Defekte und Verschlechterungen selbst zu identifizieren und zu beseitigen, bevor sie ein Problem darstellen und somit Stillstandszeiten minimieren, wenn nicht sogar verhindern können. Während einige Gewerkschaften Arbeitsplatzverluste befürchten, versichern Befürworter von Industrie 4.0, dass Arbeitskräfte in Zukunft neben und mit automatischen Maschinen arbeiten werden. Mühsame Aufgaben werden von Machinen übernommen, womit menschliche Arbeitskräfte intellektuelleren Tätigkeiten nachgehen können. Wir werden diesen Aspekt in einem zukünftigen Blog im Detail betrachten.

Was bedeutet das für uns?
Bildverarbeitung spielt eine Schlüsselrolle in der Industrie 4.0 – das Akquirieren von Bilddaten, das Prozessieren der Information und das Anweisen anderer Geräte sind entscheidend beim Entwickeln und Steuern von „Smart Factories“. IOT und Cloud Computing verbinden Fertigungsfabriken und –prozesse wie nie zuvor. Maschinen, die „sehen“ können, werden nun trainiert, auf Basis von Bilddaten Entscheidungen zu treffen, und Identifikation- und Inspektionsprozesse zu beschleunigen und zu verfeinern. Jüngste Entwicklungen in neuen Technologien erlauben es, dass gesammelte Daten verarbeitet werden und aufgrund der Resultate Maßnahmen ergriffen werden, ohne oder mit minimalem menschlichen Eingreifen. Dadurch können Prozesse deutlich schneller und genauer durchgeführt werden. Digitale Fertigung beinhaltet vorausschauende Wartung, Zustandsüberwachung und erweiterte Realität. All diese Bereiche werden durch Computervision unterstützt. Zusätzlich zu maschinellem Sehen im großen Umfang, bringen Erfindungen im Bereich tragbarer Geräte für industriellen Anwendungen neue Einsatzmöglichkeiten für eingebettete Vision Komponenten – gezeigt zum Beispiel bei Produkten wie Picavi mit ihren „pick-by-vision“ Brillen.

Systeme werden immer kleiner, günstiger und zuverlässiger und wir werden unweigerlich einen Anstieg von Bildverarbeitung in allen möglichen Bereichen des industriellen Umfelds sehen. Ingenieure und Konstrukteure arbeiten unermüdlich um den neuen Anforderungen gerecht zu werden. Diejenigen, die in der Bildverarbeitungsindustrie tätig sind, müssen dieses wachsende Phänomen erkennen und müssen die Herausforderung annehmen, die Systeme dahingehend zu verbessern, dass der ungestörte Datenfluss innerhalb und zwischen verschiedenen Standorten sichergestellt ist. Wir können damit rechnen, dass es mehr unternehmensübergreifende Zusammenarbeit und Konsolidierungen geben wird, wie zum Beispiel zu Beginn des Jahres die Übernahme von ViDi Systems durch Cognex, was zur „ersten gebrauchsfertigen Deep Learning Software für die industrielle Bildanalyse“ führte [2].

Bei Active Silicon stellen wir sicher, dass alle unsere Produkte mit der neuesten Software und Hardware kompatibel ist, um Machine Vision in die Industrie 4.0 Revolution zu führen. Kontaktieren Sie uns um zu erfahren, wie unsere Produkte Ihr System verbessern können und Ihnen helfen können im Wettbewerb vorne zu bleiben.

[1] Impact of the Fourth Industrial Revolution on Supply Chains, Weltwirtschaftsforum in Zusammenarbeit mit BVL International (2017, S. 5)

[2] http://www.cognex.com/products/deep-learning/dl-software/