Automatisierung

Bildverarbeitung entlang der Automobil Prozesskette

Ein aktueller Überblick

19.05.2015 -

Deutschland ist der weltweit führende Entwicklungs- und Produktionsstandort zahlreicher Automotive OEM und optimiert Fertigungsprozesse gemäß der Maxime „Continous Improvement". Ziel ist es, sowohl die Qualität zu steigern, als auch über Fertigungstechnologien zum internationalen Wettbewerb zu differenzieren. Die Kombination von Sensoren, Aktuatoren und Industrierobotern ist dabei Treiber von Innovationen.

Zur Darstellung des aktuellen Standes der Technik und zur Interpretation aktueller Tendenzen aus Sicht eines etablierten Lieferanten empfiehlt sich zunächst ein Blick auf die Automobilfertigung aus der Vogelperspektive.

Dabei zeigt sich eine Gliederung in die folgenden Hauptgewerke:
• Presswerk
• Rohbau
• Lackiererei
• Fahrzeug Montage mit den relevanten Nebenprozessen
• Motor- und Getriebe bzw. Antriebsstrang Montage
• Logistik sowohl innerhalb des Werkes (Intralogistik) als auch zwischen dem OEM und Zulieferern (Interlogistik).

Aus Sicht der Automation benötigt jedes Gewerk seine speziellen Lösungen, was sich in den umfangreichen Lastenheften der OEM und Ihrer Zulieferer widerspiegelt. Je nach Relevanz der Prozesse müssen Lösungen für beide Seiten aufwendige Validierungen und Freigaben durchlaufen. Solche Freigaben dauern vom Erstkontakt bis zur Vergabe zwei Jahre und länger. Eine kontinuierliche lokale Betreuung der OEM mit kompetentem, lokalem Personal und kurzen Anfahrwegen zum Support der Installationen entlang des Lebenszyklus der Systeme ist geboten.
Die Inos Automationssoftware GmbH wurde gegründet, um die Dominanz proprietärer VME Bus Systeme in den 90er Jahren zu brechen. In der Gründung lag die Vision, Konzepte und Verfahren aus dem universitären Umfeld zur Serienreife zu bringen und international zu kommerzialisieren. Seit Beginn, hat sich das Unternehmen immer mit den Themen beschäftigt, die Wettbewerber aufgrund einer frühen Fokussierung vermieden oder abgelehnt haben. Dieses Prinzip birgt Potential und Risiko und hat die DNA der Unternehmung bis heute geprägt.
Mit dem Einzug kommerziell verfügbarer, robuster PC Technologie in der Industrie, entwickelten sich die Steuerungen für Robotik und Sensorik rasant und trugen ihren Teil zum Erhalt und zur Dominanz des Fertigungsstandorts Deutschland bei. Die Möglichkeit, durch den Einsatz PC basierter Bildverarbeitungssysteme industrietaugliche Lösungen anzubieten, führte in Deutschland und Europa neben regionalen Präferenzen zu einer wettbewerbsfähigen, vielfältigen Industrie. Neben der Hardware spielt die Entwicklung von Software zur Verarbeitung, Kommunikation und Visualisierung in sämtlichen Sprachen der Welt eine zentrale Rolle. Die Bedienung des Systems muss im stetigen Dialog zwischen Entwicklern, Produktmanagement und Kunden überprüft, angepasst und weiter entwickelt werden. Fortschritt ist eher evolutionär als revolutionär im Dialog der Partner.

Aus der Sicht des Systemlieferanten gliedern sich die Anwendungen in:
• Roboterführung
• Messtechnik
• Inspektion
• Verifikation von Merkmalen
• Lesen von Codes
• Oberflächen Inspektion

Es stellte sich nun die Frage, ob sich Aufgaben entweder mit fertigen „von der Stange" Produkten, oder mit maßgeschneiderter Systemkompetenz lösen lassen. Als Benchmark für die darauf ausgerichtete Untersuchung wurden die integrierten Vision Produkte der Roboterhersteller betrachtet. Die Roboterhersteller sehen es als natürliche Progression, das Thema Sensorik und Aktuatoren mit in Ihre Systeme aufzunehmen, um ihren Partnern auf Seiten der Integratoren Werkzeuge für die Realisierung ihrer Integrationslösungen in die Hand zu geben. Erfahrene Roboterintegratoren durchlaufen eine Lernkurve und bieten zusehends Systeme an, die verschiedene Disziplinen der Automation verbinden: Robotik, Bildverarbeitung, Handhabungstechnik und Fördertechnik. Um diesem Trend zu begegnen, sind Systemlieferanten wie Inos gefordert, anspruchsvollere, schwierigere 3D Lösungen oder komplexe Verifikationsaufgaben anzubieten. Darin liegt wie immer eine Chance aber auch das Risiko der Marktentwicklung mit dem Phänomen, dass Spezialwissen Allgemeingut wird.

Lösung im Dialog
Die Tabelle 1 zeigt exemplarisch Applikationen auf, welche mit Produkten der Roboterhersteller oder durch Implementierung dieser Komponenten durch Systemlieferanten gelöst werden können. Anwendungen benötigen Engineering, um im Verbund mit Zellenlösungen durch eigene Installation, Inbetriebnahme und Abnahme beim OEM vom Systemlieferanten unterstützt werden zu können. Beim genauen Betrachten der in der Tabelle genannten Technologien und Aufgaben fällt auf, dass sich einige Anwendungen bereits mit Produkten lösen lassen. Dieser Markt ist hart umkämpft und die Produkte werden zumeist von den Linien- und Anlagenbau-Unternehmen nach Vorgaben der OEM aus einer Kaufteilliste ggf. zu vorverhandelten Preisen beschafft. Die verbleibenden Applikationen der Messtechnik, Roboterführung und Oberflächeninspektion werden hingegen von den OEM normalerweise in Planungsabteilungen validiert, freigegeben und auf Serientauglichkeit getrimmt. Hier liegt die Aufgabe des Lieferanten mit kompetenten Ansprechpartnern dem OEM und seinen Technikgremien als Sparringspartner zu dienen. Ein Prozess- und Technik erfahrener Vertrieb fungiert dabei als Berater, Zuhörer und Advocatus Diaboli.
Nicht alle Anfragen und Ideen sind nach der Maxime Kosten-Nutzen oder auch Preis-Leistung umsetzbar. Die Praxis zeigt, dass dieser interdisziplinäre Austausch zwischen Kunden- und Lieferanten nicht in Lösungen diskutiert werden sollte, sondern zu Beginn ergebnisoffen und vor allem unter Verweis auf eigene Stärken und Schwächen sowie Chancen und Risiken betrachtet werden sollte. Methodisches Konstruieren und Betrachtung verschiedener Wirkprinzipien verweist z.B. auf andere nicht auf Bildverarbeitung basierende Lösungen. Die richtige Beratung sollte daher auch andere, z.B. mechanische Lösungen, bis hin zum Verweis auf Wettbewerber propagieren - nicht nur die eigenen Lösungen sind gute Lösungen. Nach unserem Verständnis weiß eine Kunde diese Form der Beratung zu schätzen und kommt mit der nächsten Anfrage bestimmt zurück - schenken Sie Ihren Kunden / Lieferanten „reinen Wein" ein.

Fazit
Die Technologien entwickeln sich stetig weiter, das Geschäft wird internationaler und die OEM verlangen versetzt oder parallel Anläufe in ihren weltweiten Fertigungsstätten. Anlagenbauer der OEM werden sich Detailkenntnisse erarbeiten und Produkte durch eigenes Personal integrieren. Systemlieferanten werden weiterhin Applikationen entwickeln und den OEM zur Freigabe neuer Anwendungen unterstützen. Die Anwendungen werden komplexer, müssen aber zugleich bedienbar bleiben.

 

Kontakt

Inos Automationssoftware GmbH

Curiestr. 4
70563 Stuttgart
Deutschland

+ 49 711 68 68 97-00
+ 49 711 68 68 97-09

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