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Überwachung von Altsystemen mit Hilfe von Ultralytics YOLO11

Abirami Vina

5 Min. Lesezeit

26. März 2025

Sehen Sie, wie Ultralytics YOLO11 Unternehmen bei der Überwachung von Altsystemen mit KI-gestützter Computer Vision helfen kann, um die Effizienz zu steigern und die Upgrade-Kosten zu senken.

Viele Unternehmen, insbesondere in der Fertigung, der industriellen Automatisierung, der Luft- und Raumfahrt, der Telekommunikation und der Energiebranche, sind für ihre täglichen Abläufe auf Legacy-Systeme angewiesen. Die Wartung dieser älteren Systeme ist jedoch oft mit hohen Kosten und technischen Herausforderungen verbunden. Der Hauptgrund, warum Unternehmen weiterhin Legacy-Systeme verwenden, ist jedoch, dass diese tief in ihre Arbeitsabläufe integriert sind. 

Fast zwei Drittel der Unternehmen geben über 2 Millionen Dollar für die Wartung und Aktualisierung von Altsystemen aus. Diese älteren Systeme wurden für eine andere Zeit entwickelt, als Automatisierung und Echtzeit-Analysen keine Priorität hatten. Unternehmen verließen sich früher auf manuelle Prozesse oder veraltete Überwachungstools, was zu Ineffizienzen und höheren operationellen Risiken führte. Infolgedessen sind viele Unternehmen mit diesen veralteten Systemen konfrontiert und können nicht ohne größere Unterbrechungen auf modernere Lösungen umsteigen.

Hier können KI und Computer Vision, die Computer in die Lage versetzen, visuelle Daten zu verstehen und zu analysieren, Abhilfe schaffen. Genauer gesagt, Computer-Vision-Modelle wie Ultralytics YOLO11 können zur detect und Überwachung älterer Systeme wie Zähler und Messgeräte eingesetzt werden.

In diesem Artikel werden wir untersuchen, wie YOLO11 für die Überwachung von Altsystemen eingesetzt werden kann, welche Vorteile es bietet und wie Unternehmen es einfach in ihre bestehenden Arbeitsabläufe integrieren können.

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Abb. 1. Beispiele für Legacy-Systeme. Bild vom Autor.

Herausforderungen im Zusammenhang mit der Modernisierung von Altsystemen

Legacy-Systeme sind für viele Branchen von entscheidender Bedeutung, aber ihre Umwandlung in digitale Systeme ist nicht immer einfach. Die Modernisierung dieser Systeme ist wichtig, um die Effizienz zu steigern und Risiken zu reduzieren. Hier sind einige der technischen und ökologischen Herausforderungen, vor denen Unternehmen bei der Aktualisierung von Legacy-Systemen stehen:

  • Mangel an digitalen Schnittstellen: Viele Legacy-Systeme wurden entwickelt, bevor die digitale Transformation üblich wurde. Sie arbeiten mit analogen Bedienelementen, Messgeräten und mechanischen Anzeigen, was die direkte Integration mit modernen Überwachungslösungen erschwert.
  • Hohe Upgrade-Kosten: Das Ersetzen oder Aufrüsten bestehender Infrastruktur kann teuer und störend sein. Viele Unternehmen zögern, in umfassende Ersetzungen zu investieren, da hohe Anfangskosten und Ausfallzeiten befürchtet werden.
  • Inkonsistente Systemdesigns: Ältere Maschinen unterscheiden sich erheblich in Struktur, Materialien und Funktionalität. Dieser Mangel an Standardisierung erschwert die Anwendung einer einheitlichen digitalen Lösung auf verschiedene Systeme.
  • Herausforderungen bei der Echtzeit-Datenerfassung: Analoge Anzeigen wurden nicht für die automatisierte Datenerfassung entwickelt, was es schwierig macht, genaue Echtzeitwerte von Zifferblättern, Messgeräten oder mechanischen Zählern zu extrahieren.
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Abb. 2. Herausforderungen im Zusammenhang mit der Modernisierung von Altsystemen. Bild vom Autor.

Wie Vision AI bei der Überwachung von Altsystemen helfen kann

Viele ältere Maschinen verwenden analoge Zifferblätter, Messgeräte und Anzeigen, die nicht mit digitalen Systemen verbunden werden können. Vision-AI-Lösungen können Kameras verwenden, um diese Geräte zu überwachen, und die Bilder können in Echtzeit verarbeitet werden, um ihre Messwerte in digitale Aufzeichnungen zur einfachen Verfolgung und Berichterstattung umzuwandeln.

Einer der Vorteile der Verwendung von Computer Vision hierfür ist, dass betriebliche Probleme fast sofort erkannt werden können. In Notfällen können automatische Warnmeldungen die Bediener benachrichtigen, wenn Werte sicheren Grenzwerte überschreiten.

Abgesehen davon ist Computer Vision eine wirtschaftlichere Option. Die Einrichtung von Kameras und die Implementierung eines KI-Systems zur Analyse dieser Bilder ist im Vergleich zu herkömmlichen Aufrüstungen oder manuellen Überwachungsmethoden kostengünstig. Anstatt kostspielige Infrastruktur-Upgrades vorzunehmen, können Vision-KI-Modelle wie YOLO11 mit der vorhandenen Ausrüstung arbeiten, wodurch die Modernisierung erschwinglicher wird.

Ältere Überwachungssysteme, die von YOLO11 unterstützt werden

Heutzutage boomt die KI, und es gibt eine Vielzahl von Modellen und Techniken, die bei der Implementierung einer KI-Lösung zu berücksichtigen sind. Sie fragen sich vielleicht, was ein Modell wie YOLO11 so besonders macht?

YOLO11 unterstützt verschiedene Computer-Vision-Aufgaben wie Objekterkennung, Instanzsegmentierung und Objektverfolgung und ist ideal für die Echtzeitüberwachung. Einer seiner Hauptvorteile ist seine Fähigkeit, effizient auf Edge-Geräten zu laufen. Das bedeutet, dass es Daten lokal verarbeiten kann, ohne auf eine starke Netzwerkverbindung oder eine Cloud-Infrastruktur angewiesen zu sein. 

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Abb. 3. Ein Beispiel für den Einsatz von YOLO11 zur Objekterkennung.

In Fabrikhallen oder industriellen Umgebungen mit schwachen oder unzuverlässigen Netzwerken gewährleistet der Einsatz von YOLO11 auf Edge-Geräten eine kontinuierliche Echtzeit-Überwachung ohne Unterbrechungen, was den Bedarf an kostspieligen Cloud-basierten Lösungen reduziert und die Lösung für Unternehmen erschwinglicher und praktischer macht.

Darüber hinaus ist YOLO11 für seine überlegene Leistung in Bezug auf Genauigkeit und Geschwindigkeit im Vergleich zu seinen Vorgängern bekannt. Mit 22 % weniger Parametern als YOLOv8m erreicht YOLO11m eine höhere durchschnittliche GenauigkeitmAP) auf dem COCO . 

Einfach ausgedrückt, kann YOLO11 Objekte genauer und schneller detect , auch mit weniger Rechenleistung. Dies macht es effizienter bei der Erkennung von Problemen und der Überwachung von Systemen in Echtzeit, während weniger Ressourcen verbraucht werden, was besonders für ältere Systeme nützlich ist.

Anwendungen von YOLO11 in bestehenden Überwachungssystemen

Als Nächstes wollen wir uns einige reale Anwendungsfälle ansehen, in denen YOLO11 Prozesse automatisiert, indem es Computer Vision zur track und Analyse von Messwerten einsetzt, ohne dass bestehende Geräte verändert werden müssen.

Analoge Messgeräteüberwachung mit YOLO11

Verschiedene Industriemaschinen nutzen analoge Messgeräte, um Druck, Temperatur und Flüssigkeitsstände zu messen. Manuelle Ablesungen sind zeitaufwendig und führen oft zu Unstimmigkeiten, insbesondere bei großen Betrieben. YOLO11 kann diese Prozesse verbessern. 

Hier ist ein genauerer Blick darauf, wie die analoge Messgeräteüberwachung mit YOLO11 normalerweise funktioniert:

  • Objekterkennung: YOLO11 erkennt und lokalisiert zunächst das Messgerät innerhalb eines Bildes und stellt sicher, dass es auch in komplexen Umgebungen genau identifiziert wird.

  • Segmentierung von Instanzen: Sobald das Messgerät identifiziert ist, verwendet YOLO11 die Instanzsegmentierung, um Schlüsselelemente wie die Nadel, die Skala und die numerischen Markierungen zu trennen. Dies ist wichtig, weil es sicherstellt, dass sich das System nur auf die relevanten Teile des Messgeräts konzentriert und Hintergrundgeräusche oder Ablenkungen entfernt. Durch die Isolierung dieser Schlüsselbereiche wird der nächste Schritt genauer und effizienter.

  • Optische Zeichenerkennung (OCR): Schließlich kann die OCR-Technologie eingesetzt werden, um die Zahlen auf dem Messgerät in digitale Daten umzuwandeln, so dass die Unternehmen track Messungen track können, ohne sie manuell ablesen zu müssen.

Obwohl dies die allgemeine Methode ist, können die genauen Schritte je nach Faktoren wie Art des Messgeräts, Umgebungsbedingungen und Winkel oder Qualität der aufgenommenen Bilder variieren. Es können Anpassungen vorgenommen werden, um genaue Messwerte basierend auf diesen Variablen sicherzustellen.

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Abb. 4. So funktioniert die analoge Pegelüberwachung mit YOLO11 . Bild vom Autor.

YOLO11 kann die Überwachung von Stromzählern vereinfachen

Viele Versorgungsunternehmen sind noch immer auf mechanische Zähler angewiesen, um track Wasser-, Gas- und Stromverbrauch track . In einigen Fällen sind manuelle Besuche vor Ort erforderlich, um die Zählerstände zu erfassen, was Zeit kostet und die Kosten erhöht. 

YOLO11 automatisiert den Überwachungsprozess, indem es mithilfe von Computer Vision die relevanten Teile der Ziffernblätter detect und ausschneidet. Auf diese Weise können die numerischen Werte auf dem Ziffernblatt isoliert und mit OCR gelesen werden.

Mit den mithilfe von Computer Vision gesammelten Daten können Versorgungsunternehmen Verbrauchsmuster effektiver analysieren. Die Integration der Datenanalyse in den Überwachungsprozess hilft dabei, historische Verbrauchstrends track , Anomalien zu identifizieren und Unregelmäßigkeiten wie plötzliche Verbrauchsspitzen oder -rückgänge detect , die auf Probleme wie Lecks oder defekte Zähler hinweisen könnten.

Analyse von Schalttafeln mit YOLO11

Legacy-Systeme wie industrielle Steuereinheiten, Stromnetzmonitore und Fabrikautomatisierungspanels verwenden analoge Bedienfelder mit Schaltern, Tasten und Kontrollleuchten, um den Maschinenstatus und Fehlercodes anzuzeigen. Im Allgemeinen inspizieren Bediener diese Panels manuell, was zeitaufwändig ist und das Risiko verzögerter Reaktionen birgt.

YOLO11 kann diesen Prozess optimieren, indem es die Komponenten der Schalttafel genau identifiziert und verfolgt. Es kann Schalter, Etiketten und Anzeigeleuchten detect und ihre Positionen und Zustände bestimmen. Es kann erkennen, ob die Kontrollleuchten Warnungen oder Normalbetrieb anzeigen. 

Wenn beispielsweise eine Warnleuchte aktiviert wird, kann YOLO11 die Veränderung sofort detect und die Bediener alarmieren, was schnellere Reaktionszeiten ermöglicht und das Risiko verringert, kritische Probleme zu übersehen.

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Abb. 5. Ein Bedienfeld mit Kontrollleuchten.

Vor- und Nachteile der Modernisierung von Altsystemen

Computer Vision ist eine praktische Möglichkeit, Altsysteme zu überwachen, ohne vorhandene Hardware auszutauschen. Wie jede andere Technologie hat sie jedoch Vor- und Nachteile. Lassen Sie uns beides untersuchen, um eine bessere Vorstellung davon zu bekommen, wie sie effektiv eingesetzt werden kann.

Hier sind einige Möglichkeiten, wie Vision AI die Überwachung von Altsystemen positiv beeinflusst:

  • Niedrigere langfristige Kosten: Während die anfängliche Einrichtung Investitionen erfordern kann, kann die Automatisierung von Überwachungsaufgaben und die Reduzierung menschlicher Fehler im Laufe der Zeit zu erheblichen Einsparungen führen.
  • Konsistenz und Zuverlässigkeit: Im Gegensatz zu menschlichen Inspektionen, die in Qualität und Konsistenz schwanken können, bietet YOLO11 eine konstante und zuverlässige Leistung über einen längeren Zeitraum.
  • Verbesserte Entscheidungsfindung: Echtzeitdaten und -analysen verbessern die Entscheidungsfindung und ermöglichen es den Bedienern, fundierte Entscheidungen auf der Grundlage aktueller Informationen zu treffen.

In der Zwischenzeit sind hier einige der Überlegungen, die berücksichtigt werden müssen:

  • Abhängigkeit von der Bildqualität: Computer Vision ist stark auf qualitativ hochwertige Bilder oder Videostreams angewiesen. Schlechte Bildqualität, niedrige Auflösung oder schlechte Beleuchtung können zu ungenauen oder verpassten Erkennungen führen.

  • Anfälligkeit für Umweltfaktoren: Raue Umgebungen wie extreme Temperaturen, Staub, Vibrationen oder Interferenzen können die Leistung von Computer-Vision-Systemen beeinträchtigen.
  • Komplexität bei der Handhabung großer Datenmengen: Wenn das System große Mengen an visuellen Daten sammelt, kann die Verwaltung, Speicherung und Analyse dieser Daten ohne die richtige Infrastruktur eine Herausforderung darstellen.

Wesentliche Erkenntnisse

Die effiziente Überwachung von Altsystemen erfordert nicht immer den Austausch der vorhandenen Hardware. Viele Unternehmen haben mit veralteten Geräten zu kämpfen, aber Vision AI bietet eine Möglichkeit, die Leistung track , ohne größere Änderungen vorzunehmen.

YOLO11 macht dies möglich, indem es die Objekterkennung und andere Computer-Vision-Aufgaben nutzt. Es kann Messgeräte, Zähler und Schalttafeln mit Kameras für die Echtzeitüberwachung lesen, ohne dass das System geändert werden muss. Das Modell läuft reibungslos auf Edge-Geräten und eignet sich daher hervorragend für Branchen mit begrenzter Cloud-Konnektivität. So können Unternehmen Daten vor Ort verarbeiten und betriebliche Probleme schnell angehen.

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