Ist Bildverarbeitung die richtige Wahl für Ihre Anwendung? 5 Fragen, die Sie zuerst stellen sollten

Bildverarbeitung kann eine beeindruckende Bandbreite an Prüf-, Mess- und Identifikationsproblemen lösen. Aber sie kann nicht alle lösen, und es gibt Situationen, in denen eine einfachere, günstigere oder völlig andere Technologie die bessere Antwort ist.

Wir verkaufen Bildverarbeitungskomponenten und -systeme für unseren Lebensunterhalt, daher könnten Sie erwarten, dass wir Ihnen sagen, Bildverarbeitung sei immer der richtige Ansatz. Das tun wir nicht. Unserer Erfahrung nach ist das teuerste Bildverarbeitungssystem eines, das von Anfang an gar kein Bildverarbeitungssystem hätte sein sollen.

Bevor Sie in ein Bildverarbeitungsprojekt investieren, helfen Ihnen diese fünf Fragen herauszufinden, ob Bildverarbeitung wirklich die richtige Wahl ist oder ob Ihre Zeit und Ihr Budget anderswo besser eingesetzt wären.

1. Kann eine einfachere Technologie die Aufgabe erfüllen?

Bildverarbeitung ist ein leistungsstarkes Werkzeug. Sie ist auch ein komplexes. Wenn sich das Problem, das Sie lösen möchten, mit einem einfacheren Sensor lösen lässt, ist das fast immer die bessere Wahl. Einfacher bedeutet günstiger in der Anschaffung, leichter zu installieren, schneller in Betrieb zu nehmen und weniger anfällig für Fehler.

Ein reales Beispiel: Ein Logistikkunde musste prüfen, ob Gegenstände auf der Ladefläche eines Lastwagens die Höhe eines Ladetors weiter entlang der Strecke überschreiten würden. Der Systemintegrator zog eine 3D-Stereokamera in Betracht, um die maximale Höhe der Ladung zu messen, während der Lastwagen einen Kontrollpunkt durchfuhr. Das hätte funktioniert, war aber eine teure und komplexe Lösung für eine binäre Frage: Ist die Ladung zu hoch, ja oder nein?

Die Antwort waren zwei Einweg-Lichtschranken, die auf der kritischen Höhe montiert wurden. Wird der Strahl beim Durchfahren des Lastwagens unterbrochen, ist die Ladung zu hoch. Gesamtkosten: ein Bruchteil des 3D-Kamerasystems. Zuverlässigkeit: höher, weil weniger schiefgehen kann. Installationszeit: Stunden statt Tage.

Die Lehre daraus ist nicht, dass 3D-Kameras unnötig sind. Sie sind für viele Anwendungen unverzichtbar. Die Lehre ist, dass die richtige Frage nicht lautet „kann Bildverarbeitung das?“, sondern „was ist die einfachste Technologie, die dieses Problem zuverlässig löst?“

2. Können Sie tatsächlich sehen, was Sie prüfen müssen?

Das klingt offensichtlich, überrascht aber häufiger als man denken würde. Bildverarbeitung funktioniert durch die Analyse von Bildern. Wenn das Merkmal, das Sie prüfen müssen, unter keiner praktikablen Beleuchtungs- und Kameraanordnung in einem Bild erfasst werden kann, hilft Bildverarbeitung nicht.

Transparente Objekte sind eine häufige Herausforderung. Wir haben an einem Projekt gearbeitet, bei dem ein Kunde bestätigen musste, dass sich der richtige Schalentyp auf einem Förderband befand, bevor er mit Obst befüllt wurde. Mehrere Schalen standen asynchron nebeneinander auf dem Förderband, sodass eine seitlich montierte Kamera sie nicht einzeln erfassen konnte, weil sie sich gegenseitig verdeckten. Ein von oben blickender Laserprofiler wäre die naheliegende Lösung gewesen, aber die Schalen bestanden aus klarem Kunststoff. Der Laser ging einfach hindurch. Das Material selbst machte die Prüfung mit der verfügbaren Technologie und dem Budget optisch nicht umsetzbar.

Wärmebildaufnahmen durch Glas sind ein weiterer Punkt, der Menschen ins Straucheln bringt. Wärmebildkameras erfassen Infrarotstrahlung, und Glas ist für die Wellenlängen, in denen die meisten Wärmebildkameras arbeiten, undurchlässig. Wenn Sie eine Thermosiegelnaht prüfen oder einen Hotspot durch ein Glasfenster oder eine Scheibe erkennen müssen, sieht die Wärmebildkamera das Glas, nicht das Objekt dahinter. Das ist eine grundlegende physikalische Einschränkung, kein Spezifikationsproblem.

Die Frage, die Sie sich vor jedem Bildverarbeitungsprojekt stellen sollten, lautet: Kann ich unter den auf meiner Produktionslinie herrschenden Bedingungen ein klares Bild des zu prüfenden Merkmals erhalten? Wenn die Antwort unsicher ist, ist eine Machbarkeitsstudie mit echten Mustern der einzige Weg, das vor der Anschaffung von Hardware herauszufinden.

3. Erlaubt es die Umgebung?

Ein Bildverarbeitungssystem, das in einer kontrollierten Laborumgebung perfekt funktioniert, kann an einer Produktionslinie vollständig versagen. Die häufigsten Ursachen sind Vibration, Temperatur, Umgebungslicht und der physische Zugang.

Vibration ist besonders schädlich für Präzisionsmessanwendungen. Wir haben ein Projekt bewertet, bei dem der Kunde eine 3D-Prüfung von Paletten im Sub-Millimeter-Bereich zur Risserkennung benötigte. Ein Laserprofiler war technisch der richtige Ansatz, aber das Förderband vibrierte so stark, dass der Profiler die erforderliche Genauigkeit nicht einhalten konnte. Es gab eine bewegungskompensierende 3D-Kamera, die das Problem hätte lösen können, aber die Kosten standen in keinem Verhältnis zur Anwendung. Manchmal macht die Umgebung eine technisch machbare Lösung wirtschaftlich unpraktikabel.

Thermografische Prüfung hat ihre eigenen umgebungsbedingten Einschränkungen. Wenn Sie eine Thermosiegelnaht prüfen müssen, muss die Kamera nahe genug sein, um die Wärmesignatur zu erfassen, bevor das Material abkühlt. Wenn die Produktionslinie häufig stoppt, kühlen die Teile ab, bevor die Kamera sie prüfen kann. Befinden sich heiße Objekte in der Nähe, erzeugen sie Wärmereflexionen, die die Messung stören. Das sind keine unüberwindbaren Probleme, aber sie müssen frühzeitig erkannt werden, nicht erst nachdem das System installiert wurde.

Wenn Sie Zweifel haben, ob Ihre Produktionsumgebung ein Bildverarbeitungssystem unterstützt, testen Sie es vor dem Kauf unter realen Bedingungen. Das Insights Lab von Clearview kann dabei helfen, aber schon ein einfacher Vor-Ort-Besuch mit einer Kamera auf einem Stativ zeigt mehr als eine reine Spezifikation am Schreibtisch.

4. Können Sie den Prozess ändern, um die Bildverarbeitung zu erleichtern?

Das ist die Frage, die die meisten Menschen nicht in Betracht ziehen, und sie führt oft zur größten Kosteneinsparung.

Ein praktisches Beispiel: Stellen Sie sich einen Scan-Tunnel vor, der Etiketten auf Kartons liest. Wenn die Etiketten auf jeder der fünf Seiten erscheinen können, brauchen Sie Kameras, die alle fünf Seiten abdecken. Das sind fünf Kameras, fünf Beleuchtungsaufbauten, fünf Montagepositionen und die Software, um sie alle zu verwalten. Wenn Sie den Beladungsprozess so ändern können, dass die Bediener die Kartons immer mit dem Etikett in dieselbe Richtung platzieren, brauchen Sie nur eine Kamera statt fünf. Der Kostenunterschied ist erheblich, und das System ist einfacher, schneller und leichter zu warten.

Das ist nicht immer möglich. Manche Produktionslinien lassen sich nicht verändern, und manche Produkte benötigen tatsächlich eine Prüfung aus mehreren Winkeln. Aber bevor Sie ein komplexes Mehrkamerasystem spezifizieren, fragen Sie sich, ob eine einfache Änderung im vorgelagerten Prozess das Bildverarbeitungssystem auf etwas viel Einfacheres reduzieren könnte. Die günstigste Kamera ist die, die Sie gar nicht erst installieren müssen.

5. Rechtfertigt der ROI die Investition?

Bildverarbeitung ist eine Investition, keine Ausgabe, aber wie jede Investition muss sie eine Rendite erbringen. Der Business Case für Bildverarbeitung stützt sich in der Regel auf einen oder mehrere der folgenden Punkte: Reduzierung der manuellen Prüfarbeit, Erkennung von Fehlern, die bei der manuellen Prüfung übersehen werden, Erfüllung behördlicher oder handelsseitiger Compliance-Anforderungen, Reduzierung von Ausschuss und Nacharbeit oder Vermeidung kostspieliger Produktrückrufe.

Bei vielen Anwendungen amortisiert sich die Investition innerhalb von Monaten. Etikettenprüfsysteme zum Beispiel zahlen sich schon beim ersten Mal aus, wenn sie einen Produktrückruf verhindern, der Zehn- oder Hunderttausende Pfund gekostet hätte. Die inline Maßprüfung amortisiert sich durch reduzierte Ausschussraten und weniger nachgelagerte Montagefehler.

Schwieriger zu rechtfertigen ist der ROI, wenn die Fehlerrate sehr niedrig ist, das Produktionsvolumen gering ist oder die Kosten eines übersehenen Fehlers vernachlässigbar sind. Wenn Sie 50 Teile pro Tag prüfen und ein zurückgewiesenes Teil Sie nur wenige Pence kostet, amortisiert sich ein Bildverarbeitungssystem, das mehrere tausend Pfund kostet, möglicherweise nie. Das ist eine ehrliche Einschätzung, und wir sagen Ihnen das lieber im Voraus, als Ihnen ein System zu verkaufen, das Sie nicht brauchen.

Für Unterstützung beim Aufbau eines Business Case enthält unser Budget Planning Guide ein Rahmenwerk zur ROI-Berechnung.

Die ehrliche Antwort

Bildverarbeitung ist die richtige Antwort für eine Vielzahl von Prüf-, Mess- und Identifikationsproblemen. Sie ist bei korrekter Spezifikation bewährt, zuverlässig und kosteneffizient.

Sie ist nicht die richtige Antwort für alles. Wenn ein einfacherer Sensor die Aufgabe erfüllt, verwenden Sie den einfacheren Sensor. Wenn die Umgebung es nicht zulässt, kümmern Sie sich zuerst um die Umgebung. Wenn sich der Prozess ändern lässt, um die Prüfung zu erleichtern, ändern Sie den Prozess. Und wenn der ROI nicht stimmt, erzwingen Sie es nicht.

Wenn Sie sich nicht sicher sind, ob Bildverarbeitung der richtige Ansatz für Ihre Anwendung ist, ist es am hilfreichsten, mit jemandem zu sprechen, der Ihnen eine ehrliche Antwort gibt. Das Engineering-Team von Clearview macht das seit 18 Jahren, und wir haben schon vielen Kunden gesagt, dass Bildverarbeitung nicht die richtige Lösung für ihre spezifische Situation war. Wir verlieren lieber einen Verkauf, als Ihnen etwas zu verkaufen, das nicht funktioniert.

Kontaktieren Sie uns: info@clearview-imaging.com | +44 (0)1844 217270