Die industrielle Bildverarbeitung übernimmt in vielen Produktionsumgebungen als Auge der Fertigung Inspektionsaufgaben, liest Texte und Codes oder steuert Roboterbewegungen. Durch die Automatisierung werden Prozesse effizienter und die Qualität steigt, weil Machine Vision genauer und schneller arbeitet als der Mensch. Bei sehr hoher Bauteilvarianz und geringen Stückzahlen stößt eine vollständige Automatisierung jedoch an ihre Grenzen. In solchen Fällen kann die Technologie als Bestandteil eines digitalen Assistenzsystems die manuellen Montageschritte unterstützen.
Endress+Hauser Flow mit Hauptsitz im schweizerischen Reinach hat für diesen Anwendungsfall eine Lösung entwickelt. Der Anbieter von Durchflussmesstechnik und Fluidmanagement-Lösungen setzt dabei auf die Machine-Vision-Software MVTec Merlic. Diese ist in das eigene webbasierte Manufacturing Execution System (MES) eingebunden. Das MES prüft, ob sich das Gerät am richtigen Prozessschritt befindet, ob der Arbeitsplatz für diesen Schritt geeignet ist und ob der angemeldete Benutzer autorisiert ist, den Prozess durchzuführen. Nach der Freigabe startet der Montageprozess mit entsprechenden Arbeitsanweisungen in Bild- und Textform, während Merlic im Hintergrund mit den relevanten Rezeptdaten und Parametern gestartet wird. Julius Krause aus dem Fachbereich Industrial Engineering bei Endress+Hauser betont, dass technologische Führerschaft und der Einsatz von Innovationen nicht nur für die Produkte, sondern auch für die Montageprozesse gelten.
Auf dem Bildschirm werden dem Produktionsmitarbeiter alle relevanten Informationen zur Montage des Bauteils angezeigt
Auswahl der passenden Software
Vor der Umstellung erfolgte die Qualitätssicherung überwiegend durch doppelte Kontrollen mit zwei Mitarbeitern sowie zusätzlichen Tests. Ziel der Weiterentwicklung war es, die Mitarbeiter in der Produktion zu entlasten, die bestmögliche Unterstützung zu bieten und ein hohes Maß an Produktqualität abzusichern. Zudem ermöglicht die In-Prozess-Kontrolle eine einfache Fehlerkorrektur und verhindert Ausfälle in nachfolgenden Prozessschritten oder End-of-Line-Tests.
Auf dem Markt verfügbare Montageassistenzsysteme konnten die Anforderungen von Endress+Hauser nicht erfüllen, unter anderem weil diese häufig cloudbasiert und damit aus Datenschutzgründen sowie hinsichtlich der Verfügbarkeit nicht geeignet waren. Als effizienteste Lösung erwies sich die Integration einer Standardsoftware für industrielle Bildverarbeitung, die kontaktlose Tests in Echtzeit ermöglicht und über die vorhandenen Schnittstellen des Produktionsleitsystems eingebunden werden kann. Die Wahl fiel auf MVTec Merlic, eine No-Code-Software, die Bildverarbeitungsanwendungen auch ohne Programmierkenntnisse ermöglicht und zahlreiche Werkzeuge auf Basis von Deep Learning umfasst. Krause hebt hervor, dass die Software als Standardlösung für verschiedene Aufgaben einsetzbar sei, was Schulungsaufwand reduziere. Zahlreiche offene Schnittstellen, etwa zu GenICam, gewährleisten Flexibilität hinsichtlich kompatibler Hardware und vereinfachen die Integration.
Im ersten Arbeitsschritt scannt der Produktionsmitarbeiter das Werkstück, um alle relevanten Informationen angezeigt zu erhalten
Während der Bearbeitung durch den Mitarbeiter erkennt MERLIC die Montage der Dichtung
Die Freigabe der digitalen Schraubsysteme erfolgt erst nachdem die Dichtung durch MERLIC erkannt wurde
Aufbau des Montagearbeitsplatzes
Der Montagearbeitsplatz besteht aus einem höhenverstellbaren Tisch aus Bosch-Profilen mit Ablagefächern, an dessen oberer Schiene eine Kamera montiert ist. Diese begleitet den Mitarbeiter während der Montage der Bauteile, in der Regel Durchflussmessgeräte in der Fertigstellung. Zum Setup gehören zudem ein Industrie-PC, ein Laserdistanzsensor zur Entfernungsmessung sowie eine Kamera mit Flüssiglinse für variablen Fokus. Über einen Barcodescanner werden die Codes auf den Bauteilen eingelesen. Die hinterlegten Informationen beschreiben, wie das Bauteil in der Losgröße 1 Schritt für Schritt montiert werden muss und was dabei zu beachten ist.
Auf einem Bildschirm am Arbeitsplatz erhält der Mitarbeiter die Montageanweisungen in Bild- und Textform. Merlic prüft anschließend, ob kritische Schritte korrekt ausgeführt wurden, etwa das Anbringen von Dichtungen. Für die Erkennung kommen zwei KI-basierte Technologien der Software zum Einsatz: die semantische Segmentierung, die Fehlerklassen pixelgenau lokalisiert, sowie die Objektdetektion, die Objektklassen mit einem umschreibenden Rechteck identifiziert. Die korrekte Ausführung wird an das MES gemeldet, das Gerät für den nächsten Prozessschritt freigegeben und das Ergebnis mitsamt Prozess- und Bilddaten erfasst. Ulf Schulmeyer, Produktmanager von Merlic bei MVTec, verweist darauf, dass die No-Code-Software durch einfache Bedienung flexibel für verschiedene Bildverarbeitungsaufgaben genutzt werden könne.
Weitere Ausbaustufen und globaler Rollout
Aktuell befindet sich Endress+Hauser in der nächsten Ausbaustufe. Merlic soll unter Einsatz der Machine-Vision-Technologien Barcode Reading und OCR (Optical Character Recognition) die Codes auf den Bauteilen eigenständig lesen und die dahinterliegenden digital abgespeicherten Informationen abrufen. Der Produktionsmitarbeiter muss das Werkstück zu Beginn seiner Tätigkeit lediglich unter die Kamera halten, damit zunächst der Code gelesen und später im Prozess das Werkstück inspiziert werden kann.
Die Entwicklung, Erprobung und Validierung fanden am Stammsitz in Reinach statt. Endress+Hauser hat ein strukturiertes Vorgehen etabliert, um neue Fertigungsprozesse zu entwickeln, zu erproben, zu validieren und weltweit auszurollen. Seit März 2025 ist die Software im Einsatz und erwies sich als stabil und zuverlässig, sodass im Herbst 2025 die Einführung an weiteren Produktionsstandorten begann. Für die nahtlose Integration arbeitete das Unternehmen mit dem Customer Support von MVTec zusammen, der unter anderem den Export von KI-Modellen auf die Endhardware optimierte und ein Communicator-Plugin entwickelte, das Bilder direkt an die zentralen Server sendet.
Aufmacherbild: An den manuellen Montagearbeitsplätzen von Endress+Hauser befinden sich alle Vorrichtungen und Bauteile für die Montage. Die Kamera ist über dem Arbeitsplatz mit Fokus auf das Werkstück montiert.
Text-/Bildquelle: MVTec / Endress+Hauser
