App-basierte Bildverarbeitung auf Siemens Industrial Edge

Edge Vision im Praxistest

Mit der Aufnahme des Vision Connectors von Basler und der Anomaly Detection for Visual Inspection von MVTec in das Siemens Industrial Edge Ecosystem können Vision-Lösungen einfacher in Automatisierungslandschaften integriert werden. Anstelle komplexer Insellösungen entsteht ein flexibles System, in dem sich Lösungen mit wenigen Klicks skalieren und verwalten lassen. Ein Jahr nach dem Start stellt sich die Frage: Wie haben sich die Lösungen in der Praxis bewährt und weiterentwickelt?

Siemens Industrial Edge bietet Kunden die Möglichkeit, IT-Anwendungen direkt auf dem Shopfloor einzusetzen und zentral zu verwalten. Zudem erlaubt die offene Softwarearchitektur den Einsatz maßgeschneiderter Lösungen, die gezielt auf individuelle Anforderungen eines Unternehmens abgestimmt sind. Zahlreiche South- und Northbound-Kommunikationsprotokolle vereinen dabei die Vorteile des Edge Computings nahtlos mit leistungsstarken Cloud-Diensten.

Komplette Vision-Pipeline abbilden

Im letzten Jahr wurde mit dem Basler Vision Connector eine Applikation geschaffen, um Bilder von Basler Industriekameras über Industrial Edge einzuziehen und über weiterverarbeitende Applikationen mit dem Automatisierungsportfolio von Siemens zu vernetzen. Im nächsten Schritt erweitern Basler und Siemens den Vision Connector um eine Runtime für die pylon vTools. Pylon vTools sind leistungsstarke Werkzeuge für die klassische, regelbasierte Bildverarbeitung. Nach einem Baukastenprinzip können diese Tools in dem dazugehörigen pylon Viewer per Drag&Drop zu einem auf Industrial Edge ausführbaren Rezept kombiniert werden. Dabei müssen nur die vTools über den Industrial Edge Marketplace erworben werden, die für die Zielanwendung erforderlich sind. Von Text- und Code-Readern, Tools zum Messen von Abständen und Abweichungen über Matching sowie der Positionsbestimmung von Objekten im Bild stehen vierzehn verschiedene Tools zur Verfügung. Die erfassten Daten können mit anderen Anwendungen aus dem Industrial Edge Ecosystem visualisiert, geteilt oder weiterverarbeitet werden. Wie bereits mit dem Vision Connector ist dies weiterhin für eingelesene Bilder möglich. Von Bildaufnahme und Bildkonfiguration bis hin zur Bildverarbeitung – durch die Kombination mit dem Basler Vision Connector sind damit alle Schritte einer regelbasierten Vision-Pipeline im Ökosystem verfügbar.

No-Code-Entwicklung und KI-Integration

Bereits seit längerem steht Kunden auf dem Industrial Edge Marketplace die Anomaly Detection for Visual Inspection von MVTec zur Verfügung. Sie ermöglicht es, ausgewählte Inspektionsaufgaben KI-gestützt und ohne Programmieraufwand zu lösen. MVTec erweitert dieses Angebot nun mit Merlic, einer Software mit der Kunden gängige Vision-Anwendungen ohne Programmierkenntnisse lösen können. Dabei wählt der Anwender aus einer Bibliothek die gewünschten Werkzeuge aus, z.B. für den Bildeinzug, Vorverarbeitung oder zentrale Bildverarbeitungsaufgaben wie Messen, Zählen, Inspizieren und Nachbearbeitung. Hierbei stehen sowohl klassische regelbasierte als auch Deep-Learning-Funktionalitäten zur Verfügung. Die daraus resultierenden Anwendungen können mit der Merlic Runtime auf Industrial Edge ausgeführt werden und kommunizieren mit nachgelagerten Geräten über bereitstehende Konnektoren.

Industrial Edge in der Praxis

Durch die Kombination von Applikationen aus dem Industrial-Edge-Ökosystem entstehen maßgeschneiderte, skalierbare Lösungen, die maximale Effizienz und Flexibilität bieten. Neben den Angeboten von Basler und MVTec sind auch weitere Applikationen denkbar, z.B. aus dem Siemens Industrial AI-Portfolio. Anwendungen, in denen diese Technologien bereits eingesetzt werden, findet man im Siemens Gerätewerk Erlangen, welches Sinumerik CNC-Steuerungen und Sinamics Frequenzumrichter herstellt. Für diese werden verschiedene Bauteile benötigt, beispielsweise Leiterplatten in unterschiedlichen Konfigurationen. Um deren Qualität und die damit verknüpfte Produktivität zu steigern, wird vor dem Löten eine automatisierte visuelle Qualitätskontrolle auf Industrial Edge durchgeführt. Dies hat im Einsatz zu einer Senkung der Kosten für manuelle Nacharbeiten um ca. 60% geführt. Weiterhin flexibilisiert das Gerätewerk Erlangen seine Produktion, indem die benötigten Bauteile vollautomatisch aus Kisten mit variablem Inhalt herausgegriffen werden. Dank der neuen Angebote von Basler und MVTec können diese nun ohne Umweg über die OT-Ebene direkt auf der Edge-Ebene identifiziert und nachverfolgt werden.

Fazit

Die Partnerschaften mit Basler und MVTec im Siemens Industrial Edge Ökosystem eröffnen Kunden neue Möglichkeiten, KI- und regelbasierte Bildverarbeitungsanwendungen ohne Programmierkenntnisse in Automatisierungsprozesse nahtlos zu implementieren. Industrial Edge setzt diese Vision durch ein zentrales Management von Anwendungen und Geräten erfolgreich um. Nicht zuletzt durch neue Industrial-Edge-Geräte wie den Simatic IPC BX-59A mit Nvidia-GPU(s) erhalten Kunden eine flexible und skalierbare Basis, um anspruchsvolle Bildverarbeitungslösungen effizient in industrielle Umgebungen zu integrieren. Die Weiterentwicklungen der Basler- und MVTec-Anwendungen in diesem Bereich stellen die nächste Stufe dieser Vision dar.

Dieser Artikel ist zuerst erschienen im Fachmagazin inVISION am 5. November 2024 Edge Vision im Praxistest | inVISION

Verfügbare Lösungen von Basler und MVTec im Siemens Industrial Edge Marketplace https://www.dex.siemens.com/edge/build-your-solution