Industrie 4.0 hält Einzug in der deutschen Wirtschaft. Dadurch wird es immer wichtiger, nicht nur die innovativen Technologien zu verstehen, die die Industrieautomatisierung und -produktivität stützen, sondern auch herauszufinden, wie sie Menschen dabei helfen können, diese Systeme optimal zu nutzen. Die heutigen Großproduktionen verlangen nach hochgradig skalierbaren Montageprozessen und detaillierten Qualitätsprüfungen. Dabei setzen vollautomatische Robotiksysteme Teile zusammen, leiten sie durch das Werk und gewährleisten, dass Qualitätsstandards eingehalten werden.

Algorithmen zur Verarbeitung visuell erfasster Informationen nutzen moderne Machine-Vision- und Computer-Vision-Systeme, bei denen eine Kombination aus Industriekamera und Recheneinheit die Funktionsweise der menschlichen Sichtprüfung simuliert. Machine-Vision-gestützte Robotiksysteme können „sehen“ und auf Basis der erfassten visuellen Informationen eigene Entscheidungen treffen, die weit über die automatische Durchführung von vorab festgelegten Schritten hinausgehen, die zum Beispiel ein Schweißroboter auf einer Fertigungsstraße erledigt.

Durch die Integration von hochentwickelten Technologien zur Texterkennung (Optical Character Recognition, OCR) können Machine-Vision-Systeme „Lesefähigkeiten“ erwerben. Textbasierte Informationen, die auf Etiketten gedruckt sind, auf Control-Panels oder Computerbildschirmen angezeigt werden, können erfasst, interpretiert und verarbeitet werden. Während papierbasierte Dokumente wie Serviceberichte oder Produktdokumentationen als Teil des Scanprozesses digitalisiert werden können, erfassen Automatisierungssysteme Informationen mit Kameras, die direkt in der Fertigungslinie oder Prüfeinrichtung implementiert sind. In beiden Szenarien sind die Daten jedoch zunächst als reine „Bild-Informationen“ verfügbar. OCR-Technologie ist erforderlich, um diese so zu konvertieren, so dass sie von Maschinen gelesen, durchsucht und genutzt werden können.

Wie Maschinen lesen

Wie ein Mensch können auch Systeme mit den richtigen Technologien Informationen in der Produktionslinie oder bei der anschließenden Produkt-Qualitätskontrolle „lesen“ und darauf reagieren. Diese Informationen können Text und Barcodes auf Verpackungen wie auch Bilder von Texten auf elektronischen Displays oder Bedienpanels sein. Mit integrierten Datenerfassungstechnologien können Robotik-, Computer-Vision und Qualitätskontrollsysteme die ausgelesenen Daten verarbeiten und sie mit Einträgen in Datenbanken vergleichen und dann entsprechende Handlungen vom System veranlassen. Die konvertierten Informationen können in Anwendungen und Systeme in Form von XML-Daten oder Klartext importiert werden. Dank dieser integrierten Fähigkeiten können Robotiksysteme zahlreiche völlig neue Aufgaben ausführen.

Durch die Implementierung hochentwickelter Technologien für Texterkennung, wie OCR, Handschrifterkennung (ICR), Barcode-Erkennung (OBR) und optische Erkennung von Auswahlfeldern (OMR), können unabhängige Software- und Hardwareanbieter für die Fertigungsindustrie die Funktionalität von Machine-Vision-Systemen erheblich erweitern – und für ihre Kunden zusätzlichen Wert schaffen. Zu diesen Funktionen gehören:

• OCR: Erkennung von Text auf Screenshots, in fotografierten Texten oder gescannten Dokumenten. Der Text wird in elektronisch lesbare Daten konvertiert, die von Automatisierungssystemen verwendet werden können
• Hochentwickelte Technologien zur Bildvorverarbeitung: Automatische Optimierung fotografierter Bilder, beispielsweise Zuschneiden von Bildflächen, sowie Verbesserung der Qualität zur Erreichung hervorragender Erkennungsergebnisse, wie es für Aufnahmen in sehr dunkler Umgebung oder in sehr hellem Licht notwendig sein kann
• ICR: Erkennung handgeschriebener Buchstaben in Formularen, wie Wartungs-Checklisten oder Fragebögen
• OMR: Erkennung von Auswahlfeldern oder Ankreuzkästchen in Formularen, Wartungs-Checklisten und Fragebögen
• Barcode-Erkennung: Erkennung von 1D- und 2D-Barcodeformaten, die für das automatische Routing von Teilen in der Fertigungslinie verwendet werden
• Datenextraktion aus vordefinierten Bereichen: Erfassung von Informationen in bestimmten Bereichen einer Dokumentenseite

Prüfen von Touchpanels und Benutzeroberflächen

Touchpanels und Bedienoberflächen zahlreicher Verbrauchergeräte können durch Simulation der einzelnen Bedienschritte automatisch geprüft werden. In der Prüfphase des touchfähigen Gerätes werden die einzelnen Bereiche des Bildschirms von der Robotikplattform aktiviert und die daraufhin angezeigten Meldungen per Kamera erfasst. Durch eine Computeranwendung mit integrierter OCR-Technologie wird der Text automatisch extrahiert und geprüft.

Haushaltsgeräte enthalten ebenso solche Panels wie Infotainmentsysteme in Autos, die immer mehr die Norm in modernen Fahrzeugen werden.Um die Kommunikation zwischen Fahrer und Fahrzeug durch das Infotainmentsystem zu ermöglichen, müssen diese Systeme genau und zuverlässig funktionieren. Bei Volkswagen wollte man die Testprozesse rigoros automatisieren. Zur Verbesserung der automatisierten Testprozesse integrierte Volkswagen OCR-Technologie in ihr Verfahren, mit der die auf dem Bildschirm angezeigten Inhalte geprüft werden können – selbst bei komplexen Anzeigen und in verschiedenen Sprachen.

Steuerung von Teilen mittels Produktionsleitsystemen

In einem automatischen Produktionsprozess müssen Einzelteile oder Zwischenerzeugnisse zu verschiedenen Montagestellen geleitet werden. Durch die Integration von Text- und Barcodeerkennungstechnologien können Automatisierungssysteme in der Fertigungslinie so programmiert werden, dass sie automatisch auf vordefinierten Strecken geleitet werden.

Prüfung von Angaben auf Verpackungen

Mit OCR kann Text auf fotografierten Etiketten, Verpackungen oder Dokumentationen erfasst und mit Datenbanken abgeglichen werden. So können Produkte mit fehlerhaften oder fehlenden Angaben automatisch aussortiert werden, bevor sie das Werk verlassen. Damit verringert sich die Fehlerspanne. Dieses Verfahren kann auf eine Vielzahl von Verpackungsinformationen angewendet werden: von den Angaben auf Medikamentenverpackungen, Etiketten auf Getränkeflaschen oder Angaben zu Allergien oder Verfallsdaten auf Lebensmittelverpackungen.

Automatisierung von Wartungs- und Instandhaltungsprozessen

Selbst Prozesse, bei denen menschliche Eingriffe nötig sind – wie zum Beispiel Wartungs- und Instandhaltungsaufgaben –, können durch Erkennungs- und Datenerfassungstechnologien erheblich beschleunigt werden. Informationen zu durchgeführten Wartungsschritten, wie zum Beispiel Bemerkungen und angekreuzte Kontrollkästchen auf Reparaturscheinen, werden aus gescannten Papierdokumenten automatisch erfasst und in zentralen Systemen und Anwendungen hinterlegt.

Die Vorteile von Maschinen, die selbst lesen und reagieren können, sparen in allen Branchen, in denen Qualität und Genauigkeit von entscheidender Bedeutung sind, Zeit und Geld und fördern nicht zuletzt die Kundenzufriedenheit. Eva Weber, Senior Product Marketing Manager bei ABBYY/cs