Richtlinien zur Bildverarbeitung: Erfolgreiche Projekte durch klare Kommunikation

Transkript

1 Richtlinien zur Industriellen Bildverarbeitung: Erfolgreiche Projekte durch klare Kommunikation VDI/VDE-GMA Fachausschuss 3.51 Ralph Neubecker 1 / VDI/VDE-GMA, FB 3 Fertigungsmesstechnik, FA 3.51 Bildverarbeitung in der Mess- und Automatisierungstechnik Richtlinien zur Bildverarbeitung: Erfolgreiche Projekte durch klare Kommunikation Motivation: Warum Bildverarbeitung? Warum Richtlinien? Wer sind wir? Wer schreibt VDI/VDE-Richtlinien? Richtlinienreihe VDI/VDE 2632 Nutzen der Richtlinien, Beispiele Ausblick Ansprechpartner und Kontakte/Internet-Links Titelfoto: Thomas Ernsting/LAIF 2 / 1

2 Was macht Industrielle Bildverarbeitung? messen prüfen positionieren 3 / Motivation: Was haben Richtlinien mit erfolgreichen Projekten zu tun? VDI/VDE-Richtlinien Eindeutige Begriffe Vollständige Anforderungen Klare Kommunikation Präzise Projektbeschreibung Realistische Zeit-, Kosten- und Personalplanung Solide Projektplanung Illustration: VDI/Ulrich Overländer Strukturierte Projektabwicklung Minimierte Anforderungskorrekturen Fristgerechte Fertigstellung Erfolgreiches Projekt 4 / 2

3 GMA Struktur Mitgliederversammlung Beirat/Vorstand Geschäftsstelle Grundlagen und Methoden 1 Prozessmesstechnik und Strukturanalyse 2 Fertigungsmesstechnik 3 Mechatronik, Robotik und Aktorik 4 Industrielle Informationstechnik 5 Engineering und Betrieb automatisierter Anlagen 6 Anwendungsfelder der Automation 7 Optische Technologien 8 Regionale Arbeitskreise 5 / Fachbereich 1 Grundlagen und Methoden der Messund Automatisierungstechnik Fachbereich 2 Prozessmesstechnik und Strukturanalyse Fachbereich 3 Fertigungsmesstechnik Fachbereich 4 Mechatronik, Robotik und Aktorik Fachbereich 5 Industrielle Informationstechnik Fachbereich 6 Engineering und Betrieb automatisierter Anlagen Fachbereich 7 Anwendungsfelder der Automation Fachbereich 8 Optische Technologien 1.10 Grundlagen der Messsysteme 1.11 Messunsicherheit 1.12 Eignungsnachweis von Mess- und Prüfprozessen 1.30 Modellbildung, Identifikation und Simulation in der AT 1.40 Theoretische Verfahren der Regelungstechnik 1.50 Methoden der Steuerungstechnik Strukturanalyse 2.10 Experimentelle Strukturanalyse / Structural Health Monitoring 2.11 Elektrische Messverfahren; DMS- Messtechnik 2.12 Strukturanalyse und - überwachung in der Bautechnik 2.13 Identifikation mech. Systeme EMAUG 2.14 Biomechanik 2.15 Optische Messverfahren zur Strukturanalyse und überwachung 2.16 Zustandsanalyse und - überwachung von Werkstoffen und Anlagen 2.17 Faseroptische Sensorik 2.20 Füllstandmesstechnik 2.40 Durchfluss von Masse und Volumen Temperatur und Feuchte 2.51 Angewandte Strahlungsthermometrie 2.52 Berührungsthermometrie 2.53 Gasfeuchtemessung Kalibrieren und Überwachung 3.11 Prüfmittelüberwachung 3.12 Kalibrieren von Messmitteln für elektr. Größen 3.13 Messräume 3.14 IT-Schnittstellen im Prüfmittelmanagement Form und Oberfläche 3.21 Formprüfung 3.23 Härteprüfung 3.24 Konturmessung 3.25 Oberflächenmessung Koordinatenmesstechnik 3.31 Koordinatenmessgeräte 3.32 Opt. 3D-Messtechnik 3.33 Computertomographie in der dimensionellen Messtechnik 3.34 Large Volume Metrology Nanomesstechnik 3.40 Messen und Prüfen in der Mikro- und Nanotechnik 3.41 Oberflächenmesstechnik im Mikro- und Nanometerbereich 3.44 Dimensionelles Messen in der Mikro- und Nanomesstechnik Bildverarbeitung 3.51 Bildverarbeitung in der Mess- und AT 4.12 Motion Control 4.13 Steuerung und Regelung von Robotern 4.14 Stellgeräte für strömende Stoffe 4.15 Mechatronik 4.16 Unkonventionelle Aktorik 4.17 Energie-Effizienz in Antrieben der Montage- und Handhabungstechnik Industrielle Software 5.11 Embedded Software 5.12 Echtzeitsysteme 5.14 Computational Intelligence 5.15 Agentensysteme 5.16 Middleware in der Automatisierungstechnik Industrielle Kommunikation 5.21 Funkgestützte Kommunikation 5.22 Security 5.23 XML in der Automation Mensch-Maschine-Systeme 5.31 Nutzergerechte Gestaltung von Maschinenbediensystemen 5.32 Nutzergerechte Gestaltung von Prozessleitsystemen Engineering: Entwurf und Inbetriebnahme 6.11 Virtuelle Inbetriebnahme 6.12 Durchgängiges Engineering von Leitsystemen 6.13 Engineering von sicherheitsgerichteten Systemen 6.14 GAMP-D-A-CH-Forum 6.15 Zuverlässiger Betrieb Ethernet-basierter Bussysteme in der industriellen Automatisierung 6.16 Integriertes Engineering in der Prozessleittechnik Betrieb: Überwachung, Diagnose und Prozessführung 6.22 Prozessführung und gehobene Regelungsverfahren 6.23 Plant Asset Management Leittechnik in der Energietechnik 7.11 Leittechnik in Kernkraftwerken 7.12 Leittechnik in konventionellen Kraftwerken 7.15 Regelung von Synchronmaschinen und Transformatoren 7.16 Netzregelung und Systemführung 7.20 Cyber Physical Systems 7.21 Industrie 4.0 Gebäudeautomation 7.51 Barrierefreie Lebensräume Leittechnik im Fahrzeug und Verkehr 7.61 Automatisierungstechnik für Schienenverkehrssysteme 7.62 Steuerung und Regelung von Kfz und Verbrennungsmotoren 7.70 Automatisierungstechnische Verfahren in der Medizin 8.11 Röntgenoptische Systeme 8.13 Optische Systeme für LED-Beleuchtungen 8.15 Prüfung von Kunststofflichtwellenleitern 8.16 Temperaturmessung mit Wärmebildkameras 8.17 Terahertz-Systeme Analysenmesstechnik 2.61 Optische Analysenmesstechnik 2.62 Multigassensorik Anwendungen 3.61 Messen an Zahnrädern und Getrieben 3.62 Messen mechanischer Größen 3.63 Mess- und Prüfverfahren für die Schraubtechnik 6 / 3

4 GMA-Fachausschüsse mit Berührungspunkten zur Bildverarbeitung 1.10 Grundlagen der Messsysteme 1.11 Messunsicherheit 1.12 Eignungsnachweis von Mess- und Prüfprozessen 1.30 Modellbildung, Identifikation und Simulation in der AT 1.40 Theoretische Verfahren der Regelungstechnik 1.50 Methoden der Steuerungstechnik Strukturanalyse 2.10 Experimentelle Strukturanalyse / Structural Health Monitoring 2.11 Elektrische Messverfahren; DMS- Messtechnik 2.12 Strukturanalyse und - überwachung in der Bautechnik 2.13 Identifikation mech. Systeme EMAUG 2.14 Biomechanik 2.15 Optische Messverfahren zur Strukturanalyse und überwachung 2.16 Zustandsanalyse und - überwachung von Werkstoffen und Anlagen 2.17 Faseroptische Sensorik 2.20 Füllstandmesstechnik 2.40 Durchfluss von Masse und Volumen Temperatur und Feuchte 2.51 Angewandte Strahlungsthermometrie 2.52 Berührungsthermometrie 2.53 Gasfeuchtemessung Kalibrieren und Überwachung 3.11 Prüfmittelüberwachung 3.12 Kalibrieren von Messmitteln für elektr. Größen 3.13 Messräume 3.14 IT-Schnittstellen im Prüfmittelmanagement Form und Oberfläche 3.21 Formprüfung 3.23 Härteprüfung 3.24 Konturmessung 3.25 Oberflächenmessung Koordinatenmesstechnik 3.31 Koordinatenmessgeräte 3.32 Opt. 3D-Messtechnik 3.33 Computertomographie in der dimensionellen Messtechnik 3.34 Large Volume Metrology Nanomesstechnik 3.40 Messen und Prüfen in der Mikro- und Nanotechnik 3.41 Oberflächenmesstechnik im Mikro- und Nanometerbereich 3.44 Dimensionelles Messen in der Mikro- und Nanomesstechnik Bildverarbeitung 3.51 Bildverarbeitung in der Mess- und AT 4.12 Motion Control 4.13 Steuerung und Regelung von Robotern 4.14 Stellgeräte für strömende Stoffe 4.15 Mechatronik 4.16 Unkonventionelle Aktorik 4.17 Energie-Effizienz in Antrieben der Montage- und Handhabungstechnik Industrielle Software 5.11 Embedded Software 5.12 Echtzeitsysteme 5.14 Computational Intelligence 5.15 Agentensysteme 5.16 Middleware in der Automatisierungstechnik Industrielle Kommunikation 5.21 Funkgestützte Kommunikation 5.22 Security 5.23 XML in der Automation Mensch-Maschine-Systeme 5.31 Nutzergerechte Gestaltung von Maschinenbediensystemen 5.32 Nutzergerechte Gestaltung von Prozessleitsystemen Engineering: Entwurf und Inbetriebnahme 6.11 Virtuelle Inbetriebnahme 6.12 Durchgängiges Engineering von Leitsystemen 6.13 Engineering von sicherheitsgerichteten Systemen 6.14 GAMP-D-A-CH-Forum 6.15 Zuverlässiger Betrieb Ethernet-basierter Bussysteme in der industriellen Automatisierung 6.16 Integriertes Engineering in der Prozessleittechnik Betrieb: Überwachung, Diagnose und Prozessführung 6.22 Prozessführung und gehobene Regelungsverfahren 6.23 Plant Asset Management Leittechnik in der Energietechnik 7.11 Leittechnik in Kernkraftwerken 7.12 Leittechnik in konventionellen Kraftwerken 7.15 Regelung von Synchronmaschinen und Transformatoren 7.16 Netzregelung und Systemführung 7.20 Cyber Physical Systems 7.21 Industrie 4.0 Gebäudeautomation 7.51 Barrierefreie Lebensräume Leittechnik im Fahrzeug und Verkehr 7.61 Automatisierungstechnik für Schienenverkehrssysteme 7.62 Steuerung und Regelung von Kfz und Verbrennungsmotoren 7.70 Automatisierungstechnische Verfahren in der Medizin 8.11 Röntgenoptische Systeme 8.13 Optische Systeme für LED-Beleuchtungen 8.15 Prüfung von Kunststofflichtwellenleitern 8.16 Temperaturmessung mit Wärmebildkameras 8.17 Terahertz-Systeme Analysenmesstechnik 2.61 Optische Analysenmesstechnik 2.62 Multigassensorik Anwendungen 3.61 Messen an Zahnrädern und Getrieben 3.62 Messen mechanischer Größen 3.63 Mess- und Prüfverfahren für die Schraubtechnik 7 / Wer schreibt VDI-Richtlinien? Ehrenamtliche, persönliche Mitglieder der Fachausschüsse Experten auf dem jeweiligen Gebiet Vertreter aus allen interessierten Kreisen persönliche Berufung Konsensprinzip 2 5 Sitzungen pro Jahr Illustration: VDI/Ulrich Overländer Sie können in unseren Gremien mitarbeiten! Sprechen Sie uns an. 8 / 4

5 VDI/VDE GMA FA 3.51 Bildverarbeitung in der Mess- und Automatisierungstechnik Fachausschuss Konstituierende Sitzung am Vorsitzender Herr Dr. Heizmann, Fraunhofer IOSB Richtlinienreihe VDI/VDE 2632 Blatt 1: Grundlagen und Begriffe (04/2010) Blatt 2: Erstellung eines Lastenhefts und eines Pflichtenhefts (09/2013) Veranstaltungen International Forum on Image Processing 27. und , Regensburg 9 / Richtlinienreihe VDI/VDE 2632 Industrielle Bildverarbeitung Ziele Gemeinsames Verständnis der Vertragspartner Schaffung einer tragfähigen Grundlage für erfolgreiche Geschäftsbeziehungen Maßgeschneiderte Information: Beschränkung auf Aspekte, die spezifisch für Bildverarbeitungslösungen sind Allgemeinverständlich, denn die Nutzer von Bildverarbeitungssystemen kommen meist aus anderen Branchen 10 / 5

6 Richtlinie VDI/VDE 2632 Blatt 1 Industrielle Bildverarbeitung - Grundlagen und Begriffe (04/2010) Rund 400 Einzelbegriffe Allgemeine Begriffe Objekt/Szene Beleuchtung Optik/Bildsensor Rechner/Software Störungen Wesentlichen Bestandteile und Eigenschaften eines BV-Systems Deutsche und englische Fassung direkt nebeneinander 11 / Richtlinie VDI/VDE 2632 Blatt 2 Industrielle Bildverarbeitung Leitfaden für die Erstellung eines Lastenhefts und eines Pflichtenhefts (09/2013) Hinweise zur Erstellung eines Lastenhefts Einflussgrößen, die bei der Erstellung eines Lastenhefts berücksichtigt werden sollen Hinweise zum Inhalt eines Pflichtenhefts Vorschlag für Inhalte eines Pflichtenhefts Immer mit dem Fokus auf die besonderen Eigenschaften von Systemen der Bildverarbeitung und automatischen Sichtprüfung 12 / 6

7 Nutzen der Richtlinien Für den Auftraggeber Was meint der Anbieter mit seinen technischen Angaben? Welche Informationen benötigt der Anbieter (und warum)? Wie muss ich die Aufgabenstellung spezifizieren? Für den Anbieter Was muss zu Projektbeginn geklärt werden? Welche Informationen benötigt der Auftraggeber? Wie können wir uns auf Abnahmeverfahren einigen? Anerkannte Regel der Technik Gemeinsames Verständnis der Aufgabenstellung und der (möglicherweise) auftretenden Probleme, gemeinsame Sprache. 13 / Beispiele Aussagen, die mit VDI/VDE 2632 der Vergangenheit angehören sollten Wir hatten spezifiziert, dass das größte zu inspizierende Produkt 15 mm lang ist. Unsere neue Produktgeneration ist 17,5 mm lang. Das ist doch kein Problem, oder? Bei der Anlagenreinigung am Schichtende wird Staub aufgewirbelt. Was dachten Sie denn? Das war doch von vornherein klar, dass die Anlage nach dem erfolgreichen Probelauf hier bei uns im Werk anschließend nach Indonesien geschickt werden soll. Wussten Sie das nicht? Die Oberfläche variiert schon mal von Zulieferer zu Zulieferer. Hauptsache die Farbe stimmt. Oder: Die Oberflächenbeschaffenheit definiert die wertige Haptik. Die Farbnuancen variieren schon mal von Charge zu Charge 14 / 7

8 Ausblick: VDI 2632 Blatt 3 Abnahme von Bildverarbeitungssystemen Aktuelle Themen des Gremiums: Klassifizierende Systeme Unterscheidung zwischen den Leistungskenngrößen des BV- Systems (z.b. Erkennungsrate) und anderen wichtigen Einflussgrößen (z.b. Produktionsstatistik), Auswirkungen auf die Eignung eines BV-Systems für eine Aufgabenstellung Erstellung von Musterkatalogen: Auswahl von Prüfobjekten nach der Aussagekraft der Merkmale, Grenzmuster Vorgehensweise bei der Abnahme. Z.B.: Erforderliche Stichprobengrößen, Abschätzung der statistischen Sicherheit Messende Systeme Verweis auf existierende Standards 15 / Ansprechpartner und Kontakte Vorsitzender des Fachausschusses VDI/VDE-GMA FA 3.51 Prof. Dr.-Ing. Michael Heizmann Fraunhofer IOSB und Hochschule Karlsruhe michael.heizmann@iosb.fraunhofer.de Ansprechpartner in der VDI/VDE-GMA Geschäftsstelle Dr.-Ing. Erik Marquardt VDI e.v., Düsseldorf marquardt@vdi.de Referent Prof. Dr. Ralph Neubecker Hochschule Darmstadt ralph.neubecker@h-da.de 16 / 8

9 Internet-Links VDI/VDE-Gesellschaft Mess- und Automatisierungstechnik Fachausschuss Bildverarbeitung in der Mess- und Automatisierungstechnik FB3 Fertigungsmesstechnik 3.51 Richtlinienreihe VDI/VDE Bezug der Richtlinien über den Beuth-Verlag International Forum on Image Processing, 27. und , Regensburg 17 / 9