Sehen, greifen, ablegen, kontrollieren: Intelligente Industriekameras sorgen dafür, dass Maschinen und Roboter alle Prozesse im Blick behalten und je nach Situation richtig reagieren. Dabei ist es praktisch, wenn sie als Embedded-Vision-Systeme selbst Daten verarbeiten und Entscheidungen treffen. Einen zusätzlichen Mehrwert bietet die Integration in Systeme der Industrie 4.0. Das bedeutet, dass sie direkt Folgeprozesse auslösen – etwa um fehlerhafte Teile auszusortieren. Macht KI die Industriekamera damit zur berühmten eierlegenden Wollmilchsau?

KI-Vision ist nicht grundsätzlich besser als klassische Bildverarbeitung, sondern anders. Regelbasierte Bildverarbeitung stößt zum Beispiel schnell an Grenzen, wenn Objekte stark und häufig variieren, da alle relevanten Informationen manuell per Quellcode beschrieben werden müssen. Ein neuronales Netz wird dagegen mit Beispielbildern trainiert und lernt wichtige Merkmale selbstständig. Hier ändert sich also das Verfahren und damit auch die Anforderungen an die Verantwortlichen. Für das Training ist das Anwendungswissen und das Labelling der Merkmale wichtig – Programmierkenntnisse treten dagegen je nach KI-Lösung in den Hintergrund. Das wiederum hat den Vorteil, dass Kameratechnologie selbst ohne Bildverarbeitungsexperten einfach zugänglich wird. Gleichzeitig empfehlen sich intelligente Kameras für Aufgaben, die vorher nur unter großem Zeit- und Kostenaufwand realisierbar und somit oft nicht rentabel waren.

Flexibel und situativ reagieren

Alles, was ein Mensch erkennen, unterscheiden und zuordnen kann („gut“, „schlecht“, „eine Schraube“, „das sieht anders aus als normal“, ...), lässt sich auch einer intelligenten Kamera beibringen. Sie arbeitet ermüdungsfrei mit gleichbleibender Qualität und wesentlich präziser als ein Mensch es könnte. Dabei prüft und analysiert sie beispielweise Produkte auf Abweichungen und kann Materialermüdung im Fertigungsprozess frühzeitig erkennen respektive vorhersagen. Selbst bei hohen Taktraten entgeht ihr kein Detail. Ob Objekt-Lokalisierung, Segmentierung oder Anomalie-Detektion: Damit nicht alle Eventualitäten fest programmiert werden müssen, können intelligente Kameras bei entsprechendem Training sehr flexibel und situativ reagieren.

Adaptive Anwendungsentwicklung

Wie aber realisiert ein Unternehmen eine eigene KI-Vision-Anwendung? Die Entwicklung erfordert in der Regel Fachwissen, Programmieraufwand und Investitionen in Rechen- und Speicherhardware. IDS hat mit dem Komplettsystem IDS NXT einen anderen Ansatz gewählt. Es ist so konzipiert, dass alle Tools und Workflows bereits enthalten und mit sehr geringem Vorwissen zu bedienen sind. Das bietet sowohl Einsteigern als auch Profis viel Spielraum.

Die intelligenten Kameras der IDS-NXT-Serie können Bildauswertungen direkt on edge übernehmen und Folgeprozesse antriggern. Daten und Ergebnisse müssen nicht mehr an einen PC übertragen werden, um dort analysiert zu werden. Ein weiterer Vorteil ist, dass sie sich platzsparend in die Produktionskette integrieren lassen. Beim industriellen Einsatz von KI spielt Datensicherheit eine wichtige Rolle. Die Kommunikation zwischen Kameras und Anlagenkomponenten lässt sich deshalb per HTTPS verschlüsseln. Zudem werden nur Ergebnisse, nicht aber sensible Rohdaten übertragen. Weitere Vorteile auf einen Blick:

• KI läuft direkt auf der Kamera, Training erfolgt bequem per Cloud,
• Kommunikation mit Maschinen durch REST und OPC-UA,
• Gratis Funktionsupdates, 2023 neu zum Beispiel mit Anomalie-Detektion.

Das System wird ständig weiterentwickelt. Auf der Automatica hat IDS zum Beispiel eine neue Kamera für das Komplettsystem noch vor Serienstart vorgestellt. IDS NXT malibu kann neuronale Netze bis zu 20-fach schneller ausführen als die anderen Modelle der IDS-NXT-Reihe und ermöglicht KI-basierte Bildauswertungen im Livebild.

Neuronale Netze erstellen, trainieren und ausführen

Wer die vielseitigen Möglichkeiten des Systems testen möchte, sollte einen Blick auf das IDS NXT ocean Creative Kit werfen. Anwender erhalten damit alles, was sie für die Erstellung, das Trainieren und das Ausführen eines neuronalen Netzes benötigen. Neben einer IDS-NXT-Industriekamera mit, Objektiv, Kabel und Stativadapter enthält das Paket unter anderem Zugang zum KI-Vision-Studio IDS lighthouse.

Autorin
Claudia Kirsch, Redakteurin Produktkommunikation