Industrielle Bildverarbeitung

... ich sehe was, was du nicht siehst

BV Anlage1 

 Zeilenkamera Anwendung (Studie)

Fränz & Jaeger liefert schlüsselfertige Systeme zur industriellen Bildverarbeitung und Objekterkennung, auf der Basis aktueller Kamera- und PC-Technik.

Schwerpunkte:

  • Erkennung an großen, komplexen oder schnell bewegten Objekten (1D/2D)
  • unregelmäßige Oberflächen (3D)
  • Qualitätssicherung und Vermessung
  • Auto-ID.

Hierzu werden 1D/2D/3D-Kameratechniken im sichtbaren Lichtbereich, wie auch im IR-Bereich eingesetzt.

Machbarkeitsstudien sind oft dem Projekt vorzuschalten um den Erfolg sicherzustellen, hier hilft Fränz & Jaeger langjährigem Know How und einem Netzwerk von Fachingenieuren.

Innovative Lösungen

Durch die langjährige Erfahrung im Bereich komplexer IBV-Lösungen ist Fränz & Jaeger an EU-Projekten beteiligt gewesen. Das EU-Projekt PARASOL z.B. hatte die Zielsetzung durch 3D-IR-Bildverarbeitung den Gesundheitszustand von Rindern automatisch zu beurteilen. Fränz & Jaeger ist es hier gelungen durch neue Algorithmen den Body Condition Score (BSC) und damit den Gesundheitszustand  über 3D-IR-IBV in einem sehr komplexen Umfeld zu bestimmen.

Die Mustererkennung wurde von Fränz & Jaeger zu einem Erkennungssystem z.B. für Zeitschriften weiterentwickelt. Dadurch wird erstmals eine Objektzuordnung ohne Barcode bei über 3000 Stück pro Stunde möglich.

Qualitätssicherung

Typische Applikationen sind hier jene in denen Oberflächen (Platten, Bahnware, Rohre, ...) auf Fehler oder Produkte im Materialfluss auf Qualitätsrichtlinien untersucht werden. Die 3D-Bildverarbeitung eignet sich hier z. B. sehr gut, für die Vergleichsmessungen zur Erkennung von Produktionsfehlern bei Produkten mit unregelmäßigen Oberflächen. Die Nutzung der IBV-Objekterkennung im Zusammenhang der Positionierung (Maschinen, Roboter, QS-Verfahren) ist ein weiterer Einsatzbereich.

OCR

 Bildverarbeitungstechniken

Schrifterkennung im Bereich Adressen ist ein klassisches Beispiel für eine Identifizierung von Stückgut und Paketen.
Eine spezielle Anwendung für eine Zeilenkamera-Applikation wurde von uns im neuen Wareneingang eines großen Buch­versand­handels mit Erfolg verwirklicht. Es handelt sich hierbei um Päckchen/Pakete, die von der Kamera mit einer Ge­schwindig­keit von 0.5m/s gelesen werden und mit Hilfe einer vollautomatischen Texterkennung- und Auswertung (OCR) fehlerfrei erkannt werden, sodass die Adressaten ermittelt werden können.

Das neue Mustererkennungsystem von Fränz & Jaeger erkennt Objekte unabhängig von der Drehlage und Beleuchtung.

Produktrückverfolgung

Dokumentationssystem

Ab dem 01. Januar 2005 muss jeder Nahrungsmittelhersteller und -lieferant eindeutig dokumentieren, welche Wege seine Waren genommen haben. Gesetzliche Grundlagen für diese Warenverfolgung sind der Internationale Food Standard (IFS) und die EU Verordnung 178/2002.

ESIBS:  Ein von F&J entwickeltes System zur Identifizierung und Bildarchivierung von Schlachtgut wird mit 4 Videokameras erfasst. Die Transponder­nummer, Schlachtnummer, Schlacht­datum wird automatisch mit der erkannten Tätowierung und zeitsynchron in das Dokumentationssystem eingespielt und redundant gespeichert.

Die Daten werden in der elektronischen Dokumentationsakte zugefügt und der weitere Verarbeitungsprozess gestartet und durch das MFS kontrolliert.

Kostengünstig

Kamerasystem

Durch Einsatz aktueller Kameratechnik und modernster IT-Technologien ist es uns möglich komplexe Bild­verarbeitungssysteme bei nachweislich geringen Kosten für unsere Kunden  individuell zu erstellen.

Unsere Bildverarbeitungssysteme bestehen meistens aus Hochleistungs-Industrie-PCs, welche über ein Netzwerk (GigE,Firewire) mit den Kameras vor Ort verbunden sind. Als Kameras kommen digitale Zeilen-, Flächen­hochleistungs- oder 3D-Kameras im Bereich des sichtbaren Lichts und Infrarot zum Einsatz.

Die Auswertung der Rohdaten übernimmt ein auf Funktionsbausteinen aufbauendes problemspezifisches Programm. Fränz & Jaeger entwickelt mit HALCON , piccolor- und OPEN-CV Bildverarbeitungsstandards.

 

Barcode RFID OCR

   ... Auto-ID der Anfang der Logistikkette

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Fränz & Jaeger konzipiert und realisiert seit vielen Jahren Auto-ID-Lösungen. Neue Verfahren sind oft der Schlüssel zum Erfolg.

Anwendungsbeispiele : 

Intralogistik mit OCR

Klarschrifterkennung von Adressen ist ein klassisches Beispiel für eine Identifizierung von Stückgut im Intralogistikbereich. F&J hat eine Anwendung mit Zeilen- oder Flächenkameras entwickelt, die per Texterkennung Absender und Empfänger einer Sendung automatisch ermittelt.
Diese Anwendung wurde u.A. im Buch­versand­handel mit Erfolg eingesetzt und verarbeitet Päckchen/Pakete mit einer Ge­schwindig­keit von rund 1500 pro Stunde je Erfassungslinie.

 Materialflusssteuerung per Barcode

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Bild: SICK AG

In Materialflusssteuerungen setzt F&J Auto-ID Lösungen (Barcode, RFID) z.B. von SICK zur Identifizierung von Produktions­- oder Warenobjekten ein. Damit erfolgt eine optimierte Führung des Guts durch den Produktionsprozess.

Instandhaltung mit NFC

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Fränz & Jaeger konzipiert und realisiert Auto-ID basierende Lösungen für die Optimierung des Instandhaltungsprozesses.

Das RFID Etiketten System ReVis auf NFC Basis steht dazu zur Verfügung.

Nachschubsteuerung Wireless

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Für den Bereich des Supply Chain Management konzipiert und realisiert F&J individuelle, kundenspezifische Lösungen z.B. zur Organisation des Teilenachschubs beim Automobilbau.

Produktrückverfolgung komplexer Objekte (OCR)

Ein weiterer Einsatz von Auto-ID ist die Rück­verfolgbar­keit von Produkten, z. B. im Lebensmittelbereich, speziell bei komplexen, unregelmäßigen Objekten und Oberflächen. Ein von uns entwickeltes System zur Identifizierung und Bildarchivierung von Schlachtgut erfasst dei Objekte mit 4 Videokameras. Die Transponder­nummer, Schlachtnummer, Schlacht­datum wird automatisch mit der erkannten Tätowierung und zeitsynchron in das Dokumentationssystem eingespielt und redundant gespeichert. Die Daten werden einer elektronischen Dokumentationsakte zugefügt und für viele Monate gespeichert.

 

Energiemonitoring

Situation

Monitoring- und Regelungsmechanismen sind zwei zentrale Bestandteile jedes Energieeffizienzprogrammes. Derzeit sind die meisten Gewerke und Maschinen im Sinne der Energieverbrauchsoptimierung ungeregelt. Antriebe werden meistens nur an- und abgeschaltet und laufen kaum in ihren optimalen Drehzahlbereichen, obwohl sie rund 60% des Energieverbrauchs ausmachen. Laut ZVEI besteht ein Energieeinsparungspotential durch Energiemonitoring und -steuerung von über 30%.

Problemstellung

Mittlerweile werden system -und herstellerabhängige Energiemonitoringkomponenten angeboten, die jedoch immer nur einen Teilbereich des Prozesses umfassen und somit kein Prozess umfassendes Energiemonitoring- und auditing ermöglichen. Die Datenmodelle der einzelnen Komponenten entsprechen dem jeweiligen Herstellerstandard und sind deshalb oftmals nicht interoperabel.

Zielsetzung

Zusammenführung aller Energie­verbrauchsdaten in ein herstellerunabhängiges Datenmodel und Speicherung der Daten in einer zentrale Datenbank auf der Prozessleitebene oder in ein separates IT-System.
Korrelation der Energiedaten mit den zeitsynchronen Prozessstati aus Steuerungen oder Gewerken, zur Identifizierung von Problempunkten im laufenden Produktions- oder Logistikprozess.
Bereitstellung der aggregierten Daten an ein übergeordnetes IT-System (ERP, BI, …) über Systemschnittstellen oder Reporting der Daten für ein eigen­ständiges Energie-Audit, erlauben eine detaillierte, zielgerichtete Analyse der Energieverbrauchssituation.

Basistechnologie

Fränz & Jaeger setzt seit 1997 die Technologie der Dezentralisierung und Verteilung von Steuerungs- und Anwendungsfunktionen durch Softwareagents (Software­dienste) durchgängig für seine Prozess­automa­ti­sierungs­projekte ein. Mittlerweile wurde dieses F&J-Konzept bei Kunden in Netzwerken von bis zu 450 Steuerungsknoten mit der Integration unterschiedlichster Gewerkearten erfolgreich und effektiv realisiert.

Wir verwenden eine spezielle Laufzeitumgebung auf den Steuerungsknoten (IPC) die es uns erlaubt alle Daten und Ergeignisse kontinuierlich zu speichern. Diese Technologie ermöglicht es uns nicht nur Gewerke zu überwachen und zu steuern, sondern auch der Energieverbrauch zu messen. Dies setzt jedoch eine entsprechende Funktionalität in den Gewerken und Schnittstellen vorraus.

EnergyDataCollector

Der F&J-EnergyDataCollector ist ein Software-Agent, der parallel zu den vorhandenen funtkionalen Modulen (Agents) auf dem Steuerungsknoten läuft (IPC) und bei vorhandenen Gewerkeschnittstellen Energieverbrauchsdaten zyklisch aufnimmt und loggt. Der Steuerungsknoten greift direkt oder über Bus-Systeme auf die speziellen Energiemonitoring-Module der jeweiligen Gewerke-Hersteller zu.
Die spezielle Herausforderung ist, das jeder Hersteller ein eigenes Datenmodel mit unterschiedlichstem Aufbau, Datentypen und Energiewerten verwendet. Deshalb sind immer individuelle, kundenspezifische Collector-Agent notwendig, die herstellerspezifischen Daten zeitaktuell in einem herstellerunabhägigen Format im Steuerungsknoten speichert.
Das F&J-Konzept beinhaltet eine Präsentationsschnittstelle, die Daten aus der Energie-Datenbank für ein externes SQL-Reportingtool, z.B. Chrystal Report oder Ähnliches bereitstellt.
Der Kunde kann auf der Basis des Reportingtools seiner Wahl, eigene individuelle Energieauditing-Reports erstellen oder diese von F&J erstellen lassen.

Export / Schnittstelle

Das F&J-Energiemonitor-Framework beinhaltet einen Agregator-Agent der Daten aus der Energielogging-Datenbank für eine kundenspezifische Weiterverarbeitung bereitstellt. Im einfachsten Falle werden die Energiedaten als CSV-Datei für eine Weiterverarbeitung zur Verfügung gestellt. Es besteht jedoch ebenfalls die Möglichkeit einer kundenspezifischen Erweiterung um eine Schnittstelle zu übergeordneten Systemen (ERP, BI, …) zu bilden.

Beratung

F&J unterstützt seine Kunden in der praktischen Suche nach möglichen Energieoptimierungspotenzialen und einer möglichen Anpassung des Prozesses und seiner Parameter zur weiteren Optimierung des Energieverbrauches.
Die Vorgehensweise beginnt mit einer Ist-Aufnahme der vorhandenen Systeminfrastruktur und vorhandener Energiemonitoring-Komponenten. Danach wird ein kundenspezifisches neutrales Datenmodell und die notwendigen Datenschnittstellen definiert.
Auf der Basis der Definitionen kann nun die zentrale Datenbank generiert und möglicherweise notwendige neue Systemschnittstellen implementiert werden.
Der letzte Schritt bildet die Definition und Umsetzung der Reporting-Funktionen oder die Übernahme in übergeordnete IT-Systeme.