Eine Smartkamera übernimmt die Anlagensteuerung
Mit der Viux-Serie bringt Evopro im Januar 2027 eine „Software Defined Camera“ auf den Markt. Sie vereint Bildaufnahme und -verarbeitung, KI und eine vollwertige SPS in einem Gerät. Diese Integration bislang getrennter Funktionen reduziert Hardware-, Platz- und Engineering-Aufwand und eröffnet gleichzeitig neue Möglichkeiten für Vision-basierte Automatisierungsanwendungen.
Stefan Kraus, Head of Product Development
Seien wir doch mal ehrlich: An Lösungen neuer Machine-Vision- und KI-Anwendungen mangelt es in der industriellen Automatisierung nicht. Auch technologisch ist heute vieles möglich und gerade die stetig steigende Leistung hebt die Möglichkeiten der Verarbeitung im Feld. Trotzdem schaffen es zahlreiche Anwendungen nicht über die Konzeptphase hinaus. Denn zu Beginn steht häufig die Kamera im Mittelpunkt – und damit auch die Frage, was die eigentliche Vision-Lösung kostet. Doch der Preis der Kamera ist nur ein Teil der Rechnung.
Was zusätzlich notwendig ist, zeigt sich oft erst bei der konkreten Umsetzung: Rechenleistung, SPS, Schnittstellen, Stromversorgung und Verkabelung benötigen Platz in der Maschine oder im Schaltschrank. Ist dieser nicht vorhanden, entstehen weitere Aufwände für Umbauten oder zusätzliche Schaltschränke. Hinzu kommen Montage, Engineering, Programmierung und Inbetriebnahme. So kann aus einer zunächst überschaubaren Vision-Aufgabe schnell ein umfangreiches und kostspieliges Automatisierungsprojekt werden. Entscheidend ist daher nicht allein, was eine Kamera kann und kostet, sondern welcher Aufwand notwendig ist, um die gesamte Anwendung zu realisieren.
Warum die klassische Trennung von Bildaufnahme, -verarbeitung und Anlagensteuerung an Grenzen stößt
Ein wesentlicher Grund für diesen Aufwand liegt in der Architektur klassischer Automatisierungssysteme. Sie ist historisch gewachsen: Die Kamera liefert Bilder, ein Vision-System oder Industrie-PC übernimmt deren Verarbeitung und die SPS steuert den eigentlichen Maschinenprozess. Jede Komponente erfüllt ihre Aufgabe – mit eigener Hardware, eigener Software und eigenen Schnittstellen. Dieses Prinzip hat sich über Jahrzehnte bewährt. Doch die Anforderungen haben sich verändert.
Bildverarbeitung liefert heute nicht mehr nur ein Gut-/Schlecht-Signal. Moderne Vision- und KI-Systeme erzeugen Informationen, die unmittelbar in den Maschinenprozess einfließen können: Positionen, Qualitätsmerkmale, Klassifikationen oder Prozessparameter. Je enger Sehen, Entscheiden und Steuern zusammenspielen, desto stärker wird die Trennung der Systeme zur Herausforderung – und das macht sich oft in den Projekten bei Integratoren und Entwicklern bemerkbar.
Daten müssen zwischen Geräten übertragen, Schnittstellen definiert und unterschiedliche Software-Welten miteinander verbunden werden. Jede zusätzliche Systemgrenze erhöht den Integrations- und Engineering-Aufwand. Was früher eine sinnvolle Aufgabenteilung war, kann damit heute zum Innovationshemmnis und zum wirtschaftlichen Nachteil werden.
Von der Smartkamera zur Software Defined Camera
Smartkameras waren bereits ein wichtiger Schritt, um die klassische Trennung von Bildaufnahme und Bildverarbeitung aufzubrechen. Statt Bilder zunächst an einen externen Rechner zu übertragen, findet die Verarbeitung direkt auf der Kamera statt. Damit wurde aus dem reinen Bildsensor ein intelligentes Vision-System. Doch auch dieses Konzept stößt zunehmend an Grenzen, wenn neben der Bildverarbeitung weitere Aufgaben wie KI, Kommunikation oder Automatisierungsfunktionen gefragt sind.
Der nächste Entwicklungsschritt ist deshalb die Software Defined Camera. Dabei wird die Kamera nicht mehr primär über eine festgelegte Funktion definiert, sondern über die Kombination der Vision-, KI- und Automatisierungsfunktionen, die auf ihr ausgeführt werden und die vom Anwender flexibel kombiniert werden können. Eine leistungsfähige Hardware-Plattform stellt Rechenleistung, Schnittstellen und Ressourcen bereit, während Anwendungen und Funktionen per App-Installation und Plugins ergänzt und an die jeweilige Aufgabe angepasst werden.
Damit verändert sich auch die Rolle der Kamera: Aus einem intelligenten Sensor mit vordefiniertem Funktionsumfang wird eine offene, erweiterbare Plattform direkt an der Maschine. Welche Aufgaben sie übernimmt, entscheidet zunehmend die Software – und nicht mehr allein die Hardware.
Viux: Machine Vision, KI und SPS auf einem Gerät
Wie weit sich das Konzept der Software Defined Camera entwickeln lässt, zeigt die von Evopro angekündigte Viux. Auf einem Gerät kommen erstmals drei bislang weitgehend getrennte Welten zusammen: Machine Vision, KI und SPS. Die technische Basis bildet ein 6-Core-NXP i.MX95-Prozessor mit 16 GB DDR5-RAM. Für KI-Anwendungen stehen zwei NPU-Cores mit bis zu 8 Tops zur Verfügung, die sich mit einem Hailo-8-Beschleuniger auf bis zu 26 Tops erweitern lassen. Damit lassen sich auch anspruchsvolle KI-Modelle direkt auf der Kamera ausführen.
Entscheidend ist jedoch nicht allein die Rechenleistung. Mit Ctrlx-OS von Bosch Rexroth erhält Viux ein offenes, Linux-basiertes Betriebssystem für die Automatisierung. Über den Ctrlx-Data-Layer können Vision-, KI- und Automatisierungsanwendungen Daten in Echtzeit innerhalb des Geräts austauschen. Der Ctrlx-Data-Layer beschränkt sich dabei nicht auf eine einzelne Applikation. Daten aus Bildverarbeitung, PLC, Motion oder weiteren Apps können auf einer gemeinsamen semantischen Ebene bereitgestellt werden. Dadurch lassen sich beispielsweise mehrere Kameras, Steuerungen oder HMI-Anwendungen ohne individuelle Punkt-zu-Punkt-Schnittstellen miteinander verbinden. Anwendungen greifen auf dieselben Datenobjekte zu und können diese unmittelbar weiterverarbeiten.
Eine IEC-61131-3-kompatible PLC Runtime auf Basis von Codesys V3 ermöglicht es, Steuerungslogik direkt auf der Kamera auszuführen. Über Ethercat und Profinet lässt sich Viux zudem unmittelbar in die Maschinenautomatisierung integrieren.
Während moderne Smartkamera- und Vision-Plattformen heute bereits Bildverarbeitung und teilweise KI-Funktionalität integrieren, rückt bei Viux die Verbindung zur Automatisierung in den Mittelpunkt. Vision-, KI- und SPS-Anwendungen greifen auf dieselbe Datenbasis zu und können Informationen ohne zusätzliche Systemgrenzen austauschen. Damit wird die Kamera nicht nur zum intelligenten Sensorsystem, sondern zu einem aktiven Bestandteil der Maschinen- und Prozesslogik.
Wo eine integrierte Vision-KI-SPS-Plattform Vorteile schafft
Der größte Vorteil einer integrierten Architektur zeigt sich dort, wo Automatisierungsprojekte häufig an ihre Grenzen stoßen: bei Platz, Kosten und Engineering-Aufwand. Wenn Bildverarbeitung, KI und Steuerungsfunktionen auf einem Gerät zusammenkommen, können zusätzliche Industrie-PCs, Edge-Controller oder Steuerungskomponenten je nach Anwendung entfallen. Das reduziert den Platzbedarf im Schaltschrank ebenso wie Verkabelung, Montage und die Zahl der Schnittstellen.
Gleichzeitig entstehen neue Möglichkeiten, wenn Vision- und KI-Ergebnisse unmittelbar für die Steuerungslogik zur Verfügung stehen. Besonders deutlich wird das bei Anwendungen, in denen Sehen, Verstehen und Handeln eng zusammenspielen:
Robotik & Motion: Das Vision-System erkennt ein Objekt und bestimmt dessen Position und Orientierung. Daraus lassen sich Greifpunkte berechnen und die Informationen direkt für die Bewegungssteuerung nutzen. Erkennen, Greifpunkt berechnen und Bewegen werden so zu einem durchgängigen Prozess.
Qualitätskontrolle: Bildverarbeitung oder KI erkennen Defekte und Qualitätsabweichungen. Das Ergebnis kann unmittelbar eine Maschinenreaktion auslösen, beispielsweise einen Ausschleuser ansteuern, und gleichzeitig für Statistik und Prozessanalyse bereitgestellt werden.
Adaptive Fertigung: Erkennt das System unterschiedliche Werkstücke, Varianten oder Prozesszustände, lassen sich Maschinenparameter automatisch anpassen und Abläufe umstellen. So entsteht ein geschlossener Kreis aus Wahrnehmen, Verstehen und Handeln – ohne den Umweg über mehrere getrennten Systeme.
Visionwebx als gemeinsame Software-Basis
Die Hardware schafft die Voraussetzungen – Software-definiert wird die Kamera jedoch erst durch ihre Software-Plattform. Diese Rolle übernimmt bei Viux Visionwebx. Statt einzelne Vision-Funktionen fest mit der Hardware zu verknüpfen, stellt Visionwebx eine gemeinsame Umgebung bereit, in der Bildverarbeitungsabläufe konfiguriert, erweitert und mit anderen Funktionen der Plattform verbunden werden können.
Dabei ergänzt Visionwebx das darunterliegende Ctrlx-OS. Während dieses die offene Basis für Automatisierungsanwendungen und deren Kommunikation bereitstellt, bildet Visionwebx die Ebene für Machine Vision und die Verarbeitung der Bilddaten. Über den Ctrlx-Data-Layer können Ergebnisse mit KI-Anwendungen, SPS-Logik oder weiteren Apps auf dem Gerät ausgetauscht und unmittelbar weiterverarbeitet werden – es entsteht eine bidirektionale Logik zwischen allen Applikationen.
Damit wird Software zum entscheidenden Faktor für die Funktionalität der Kamera. Neue Aufgaben erfordern nicht zwangsläufig neue Hardware, sondern können durch zusätzliche oder angepasste Software abgebildet werden. Viux wird so zu einer Plattform, deren Funktionsumfang sich mit den Anforderungen einer Anwendung weiterentwickeln kann – ein wesentlicher Unterschied zu klassischen, funktional weitgehend festgelegten Vision-Systemen.
Offenheit statt Vendor Lock-in
Eine Software-definierte Kamera entfaltet ihr Potenzial nur dann vollständig, wenn sie nicht auf einen vorgegebenen Funktionsumfang beschränkt ist. Denn Anforderungen an Vision-Systeme verändern sich über den Lebenszyklus einer Maschine: Neue Prüfaufgaben kommen hinzu, KI-Modelle entwickeln sich weiter und auch Kommunikations- und Automatisierungsstandards verändern sich. Eine offene Architektur schafft die Möglichkeit, darauf mit Software statt mit einem Austausch der Hardware zu reagieren.
Viux setzt deshalb auf ein Plattformkonzept, das unterschiedliche Technologien und Anwendungen miteinander verbindet. Anwender können klassische Bildverarbeitung mit eigenen Algorithmen und KI-Modellen kombinieren und über Ctrlx-OS zusätzliche Apps und Automatisierungsfunktionen integrieren. Auch bei der Kommunikation bleibt die Plattform flexibel: Standards wie Ethercat und Profinet ermöglichen die Einbindung in unterschiedliche Automatisierungsumgebungen.
Damit verlagert sich die Entscheidung vom einzelnen Produkt hin zur Plattform. Maschinenbauer und Integratoren können Anwendungen entsprechend ihrer Anforderungen zusammenstellen und später erweitern, anstatt sich bereits bei Projektbeginn dauerhaft auf einen Funktionsumfang festzulegen. Offenheit wird so zu einem wichtigen Faktor für Investitionssicherheit – und zur Voraussetzung dafür, dass sich Vision-Systeme gemeinsam mit Maschinen und ihren Aufgaben weiterentwickeln können.
Von Vision zu Physical AI
Die Zusammenführung von Vision, KI und Steuerung auf einer Kamera weist über klassische Bildverarbeitungsaufgaben hinaus. Sie schafft eine technologische Grundlage für Physical AI – also Systeme, die ihre physische Umgebung nicht nur wahrnehmen und interpretieren, sondern daraus unmittelbar Handlungen ableiten können. Vom Sehen über das Verstehen zum Handeln.
Gerade in der Produktion eröffnet dieses Zusammenspiel neue Möglichkeiten. Eine Kamera kann beispielsweise Lage, Zustand oder Qualität eines Bauteils erfassen, ein KI-Modell die Situation bewerten und die Steuerung daraus direkt eine Maschinenreaktion ableiten. In Verbindung mit Motion Control lassen sich auch Bewegungen unmittelbar an die erfasste Situation anpassen. Wahrnehmung, Entscheidung und Aktion rücken damit immer enger zusammen.
Für zukünftige Produktionssysteme ist diese Verbindung entscheidend. Maschinen müssen nicht nur automatisierte Abläufe ausführen, sondern zunehmend flexibel auf Produkte, Prozesse und ihre Umgebung reagieren können. Wenn Vision, KI und Steuerungsfunktionen auf einer gemeinsamen Plattform zusammenarbeiten, wird die Kamera vom beobachtenden Sensor zum aktiven Bestandteil des Maschinenprozesses – und damit zu einem Baustein für eine neue Generation intelligenter Automatisierung.
Fazit
Die nächste Evolutionsstufe industrieller Bildverarbeitung entscheidet sich nicht allein an höherer Auflösung, mehr Rechenleistung oder schnelleren Kameras. Entscheidend ist, welche Aufgaben ein Vision-System innerhalb der Automatisierungsarchitektur übernehmen kann. Wenn Bildverarbeitung, KI und Steuerung nicht länger als getrennte Funktionswelten betrachtet werden, lassen sich Systemgrenzen aufbrechen und Anwendungen kompakter, flexibler und wirtschaftlicher realisieren.
Mit Viux wird die Kamera dabei selbst zur Plattform: Sie nimmt ihre Umgebung wahr, verarbeitet und interpretiert Informationen und kann daraus unmittelbar Aktionen im Maschinenprozess ableiten. Die Verbindung von Vision, KI, SPS und Bewegungssteuerung auf einem Gerät reduziert nicht nur Hardware und Integrationsaufwand, sondern eröffnet zugleich neue Möglichkeiten für intelligente und adaptive Maschinen.
Damit wird aus der klassischen Smartkamera mehr als ein intelligenter Sensor. Sie entwickelt sich zu einem zentralen Baustein der Automatisierung – Software-definiert, offen und bereit für die Anforderungen zukünftiger Produktionssysteme.
