Qualicision® - Image Image

Arbeiten mit dem Qualicision®-Image unter CVB

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Verbale Bescheibung der Aufgabenstellung durch qualitative Fuzzy Regeln mit Hilfe von sprachlichen Begriffen wie z.B.: groß, mittel, klein, etc.

Beispiel einer Regel: "WENN große Sprünge und kleines Plateau vorhanden DANN Korrektheit hoch"

Die Automatisierung von visuellen Auswertungen der Ergebnisse von Verarbeitungsschritten in Produktionsprozessen erfordert adäquate Bildverarbeitungsalgorithmen. Optisch erfaßte Informationen werden in der Qualitätskontrolle in der Regel in qualitativer Form ausgewertet.

Der Mensch beschreibt die Kriterien, mit denen er die Qualität des Prüflings beurteilt, meist verbal durch Verwendung von qualitativen bzw. unscharfen Begriffen, wie z.B. "Wenn das Vorhandensein von Störungen im zu untersuchenden Bereich groß ist, dann ist die Produktqualität niedrig". Zum Auswerten von Bildinformationen ist deshalb eine Entscheidungsinferenz erforderlich, die diese Art der qualitativen Beschreibung einer Qualitätsprüfungsaufgabe und eine übersichtliche Repräsentation des Wissens ermöglicht.

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Mit Qualicision®-Image steht ein regelbasiertes Fuzzy-Entscheidungsmodul zur Verfügung, das in Verbindung mit dem CVB Konzept eine Analyse von Bildverarbeitungsaufgaben auf intuitive Art und Weise erlaubt. Durch das Formulieren von Regeln in Verbindung mit linguistischen Termen wie z.B. groß, mittel, klein, die beispielsweise die qualitative Ausprägung von Merkmalen beschreiben, können selbst komplexe Qualitätsprüfungsaufgaben im Rechner mit einer verhältnismäßig geringen Anzahl von Regeln abgebildet werden. Als ein weiterer Vorteil ist die Modellierbarkeit fließender Übergänge zwischen den Merkmalsausprägungen zu nennen, die eine gleichmäßige Bewertung von Änderungen in den Merkmalsausprägungen sicherstellen.

Das Softwarepaket zum Qualicision®-Image besteht aus zwei Programmkomponenten:

  • einem eigenständigen Anwendungsprogramm (EXE-Datei), mit dem Fuzzy-Projekte graphisch unterstützt erstellt oder geändert werden können
  • einer Dynamic Link Library (DLL-Datei) zur Entscheidungskomponente, die direkt im Rahmen des CVB aufgerufen werden kann.

Mit dem Anwendungsprogramm Qualicision®-Image kann der Anwender ein Fuzzy-Projekt erstellen, in dem die für die Entscheidungsfindung notwendigen Variablen, Terme und Regeln graphisch unterstützt editiert werden. Durch eine im Programm integrierte Fuzzy-Entscheidungskomponente läßt sich das Verhalten der Inferenz überprüfen. Der Anwender gibt qualitative Merkmalsausprägungen als linguistische Variablen vor und erhält als Ergebnis des Entscheidungprozesses einen relevanten Ausgangswert, der als scharfe Größe zurückgegeben wird.

Sowohl das Anwendungsprogramm als auch die Dynamic Link Library zur Entscheidungskomponente wurden unter Microsoft-C++ implementiert und sind für echtzeitfähige Anwendungen geeignet.

Arbeiten mit dem Qualicision®-Image unter CVB

Die Funktionsaufrufe erfolgen gemäß den C-Aufrufkonventionen. Folgende Funktionsaufrufe stehen mit der DLL zum Qualicision®-Image zur Verfügung:

  • Öffnen eines Fuzzy-Projekts:
    long openFDDiProject( char* ProjectName )
  • Übergabe von Parametern (Merkmalsausprägungen) an die Fuzzy-Entscheidungskomponente:
    long setFDDiParam( long Projectld, char* VarName, double Parameter )
  • Entscheidung (Ergebnis) von der Fuzzy Inferenz anfordern:
    long getFDDiResult( long Projectld, double Result )
  • Schließen eines Fuzzy-Projektes:
    long closeFDDiProject( Projectld )
  • Abruf einer Versionsnummer (Entwicklungstand) der Dynamic Link Library:
    long versionFDDi( void )

Referenzanwendung Datev e.G.

Online Kontrolle von Versandbehälterinhalten

Die Versandabteilung der Datev e.G. steht vor der Situation, häufig mehrere voneinander unabhängige Dokumente an denselben Adressaten senden zu müssen. Normalerweise wird so verfahren, daß alle Sendungen parallel versandt werden und der Empfänger deshalb mehrere Briefe oder Pakete an einem Tag gleichzeitig erhält.

Um aus naheliegenden Kostengründen derartige Mehrfachsendungen zu vermeiden, werden mehrere unabhängige Sendungen in einem Verpackungskarton (Tray) per Handhabungstechnik kommissioniert, über fördertechnische Einrichtungen transportiert und zur Versendung gebracht. Die aus Pappe hergestellten Behälter haben jedoch die Eigenschaft, durch den Gebrauch im Lauf der Zeit deformiert zu werden und dadurch unterschiedliche Maße sowie Formen zu besitzen. Sie sind zudem um einiges größer als das Transportgut selbst, um eine problemlose Befüllung sicherstellen zu können. Bei der Automatisierung logistischer Prozesse führt das dazu, daß die Tray-Positionen im Transportverlauf mit größeren Toleranzen auftreten, gestapelte Dokumente sich verschieben und verschobene Dokumente beschädigt werden können. Blätter schauen hervor, werden unter Umständen geknickt und verdecken vielleicht sogar den Dokumenten-Barcode auf dem Adreßblatt.

Mit der von F/L/S Fuzzy Logik Systeme in Zusammenarbeit mit dem Fuzzy Demonstrations-Zentrum Dortmund im ICD e.V. entwickelten Fuzzy-Online-Lagekontrolle steht nun ein Verfahren zur Verfügung, das die verschiedensten Fehlermöglichkeiten der Stapelung nach der Befüllung der Trays erkennt, bewertet und gegebenenfalls die nachzubearbeitenden Dokumentenstapel in den Trays aus dem Prozeß führt. Von Hand neu auszurichtende Stapel können, ebenso wie verschlissene Trays, nun nicht mehr den Betriebsablauf stören, da sie ausgeschleust werden. Realisiert wurde das über die direkte Kommunikation des Online-Systems mit der speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) der Förderanlage.

Obwohl der Prozeß durch hohe Echtzeitanforderungen gekennzeichnet ist, stellt die Fuzzy Software eine Erkennungsqualität sicher, die trotz der Hochgeschwindigkeitserkennung der Qualität menschlicher Entscheidungen gleichkommt.