Industrielle Bildverarbeitung

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Die OPC UA Companion Specification Machine Vision (kurz OPC Machine Vision) bietet ein generisches Informationsmodell für alle Bildverarbeitungssysteme - vom einfachen Visionssensor bis zum komplexen Inspektionssystem.

Einfach ausgedrückt, definiert es den Wesenskern eines jeden Bildverarbeitungssystems, das nicht unbedingt ein "industrielles" Bildverarbeitungssystem sein muss. OPC Machine Vision ist die von der OPC Foundation akzeptierte und offiziell unterstützte OPC UA Companion Specification für Bildverarbeitungssysteme. Siehe Abbildung 1.

Dabei geht es nicht nur darum, bestehende Schnittstellen zwischen einem Bildverarbeitungssystem und seiner Prozessumgebung durch den Einsatz von OPC UA zu ergänzen oder zu ersetzen, sondern auch darum, nicht vorhandene horizontale und vertikale Integrationsfähigkeiten zu schaffen, um relevante Daten an andere autorisierte Prozessbeteiligte zu kommunizieren, z.B. bis hin zur ERP- und Cloud-Ebene. Es ist möglich, eine schrittweise Integration von OPC Machine Vision mit koexistierenden anderen Schnittstellen durchzuführen. Die Vorteile sind eine kürzere Time-to-Market durch eine vereinfachte Integration, eine generische Anwendbarkeit und Skalierbarkeit und eine verbesserte Kundenwahrnehmung durch eine definierte und konsistente Semantik. Konkretes Beispiel: OPC Machine Vision ermöglicht es Bildverarbeitung, mit der gesamten Fabrik und darüber hinaus zu sprechen.

 

Grundlagen

Ein Bildverarbeitungssystem ist jenes System, das in der Lage ist, digitale Bilder oder Videoströme aufzuzeichnen und zu verarbeiten, typischerweise mit dem Ziel, Informationen aus diesen Daten zu extrahieren. Die Ausgabe eines Bildverarbeitungssystems kann beliebige bildbasierte Informationen wie Messungen, Prüfergebnisse, Prozesskontrolldaten, Roboterführungsdaten usw. sein. Siehe Abbildung 2.

Das Grundkonzept von OPC Machine Vision ist eine Unterteilung in mehrere Teile. Teil 1 enthält die Basisspezifikation und beschreibt eine Infrastrukturschicht, die Basisdienste auf generische Weise anbietet. Ab Teil 2 wird ein Bildverarbeitungsfähigkeiten-Layer angesprochen, welcher spezifischere Bildverarbeitungsdienste bereitstellt. Siehe Abbildung 3.

 

OPC Machine Vision, Teil 1

Teil 1 beschreibt eine Abstraktion des generischen Bildverarbeitungssystems, d.h. die Darstellung des sogenannten "digitalen Zwillings" des Systems. Es übernimmt die Verwaltung von Rezepten, Konfigurationen und Resultaten auf standardisierte Weise, während die Inhalte herstellerspezifisch bleiben und als Blackboxen behandelt werden (1). Es ermöglicht die verallgemeinerte Steuerung eines Visionssystems und abstrahiert das notwendige Verhalten über ein Statusmaschinenkonzept (2). Siehe hierzu die Abbildung 4.

 

Zukünftige Teile

In zukünftigen Teilen wird das generische Basisinformationsmodell auf ein spezifischeres "fähigkeitsbasiertes" Informationsmodell erweitert. Bildverarbeitungsfähigkeiten können Anwesenheitserkennung, Vollständigkeitsprüfung, Posenerkennung usw. beinhalten. Zu diesem Zweck werden die proprietären Ein- und Ausgabe-Datenblackboxen aufgelöst und durch standardisierte Informationsstrukturen und Semantiken ersetzt.

 

Partner:

VDMA

Der VDMA vertritt mehr als 3.200 Mitgliedsunternehmen des mittelständisch geprägten Maschinen- und Anlagenbaus. Mit 1,35 Millionen Erwerbstätigen im Inland und einem Umsatz von 224 Milliarden Euro (2017) ist die Branche größter industrieller Arbeitgeber und einer der führenden deutschen Industriezweige insgesamt.

G3

Internationalen G3-Initiative zur Koordination der Entwicklung global anerkannter Bildverarbeitungsstandards in Zusammenarbeit der amerikanischen (AIA), chinesischen (CMVU), europäischen (VDMA und EMVA) und japanischen (JIIA) Industrieverbände.

OPC Foundation

Die OPC Foundation ist mit über 600 Mitgliedsfirmen die weltweit führende Gemeinschaft für Interoperabilitätslösungen basierend auf den OPC-Kommunikations-Spezifikationen. OPC ist ein Interoperabilitäts-Standard für den sicheren, zuverlässigen und plattform-unabhängigen Austausch von Informationen. Die OPC-Technologie wird weitgehend genutzt, um Informationen in der industriellen Automatisierung zu integrieren und um den Datentransfer vom kleinsten Sensor bis in die Enterprise-IT-Ebene zu ermöglichen.


Videos:

https://www.youtube.com/watch?v=BUywlZ1oong

https://www.youtube.com/watch?v=zK8yhyugGNI

 

Kernarbeitskreismitglieder:
Siehe die Abbildung 5

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