Qualitätssicherung KI-Qualitätsinspektion leicht gemacht

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Es ist kurios: Die meisten Unternehmen wissen, dass Künstliche Intelligenz enormes Potenzial bietet. Aber nur wenige wagen den ersten Schritt, sie wirklich auszuprobieren. Dabei kann es ganz leicht sein. Dieser Anwenderbericht zeigt, wie die Baumer AX Smart Cameras Herstellern und Entwicklern den KI-Einstieg erstaunlich einfach machen.

Künstliche Intelligenz wird unbestritten auch in industriellen Anwendungen grundlegende Veränderungen bringen. Jüngste Umfragen (siehe auch Grafik) zeigen aber eine interessante Kluft zwischen dieser Erkenntnis und der Praxis: Obwohl die meisten Unternehmen das enorme Potenzial Künstlicher Intelligenz sehen, trauen sich nur wenige, sie einzusetzen.

Der richtige Zeitpunkt also, um Pioniere auf diesem Gebiet nach ihren Erfahrungen und Tipps zum Umgang mit KI zu fragen. An dieser Stelle kommt Event Capture Systems (ECS) ins Spiel, ein innovatives US-amerikanisches Unternehmen, das Produzenten kamerabasierte Inspektionssysteme zur Qualitätssicherung bietet. Die Mission von ECS: Prozesse beschleunigen und gleichzeitig Ausschuss und Ausfallzeiten reduzieren. ECS setzt mit Unterstützung des Bildverarbeitungsspezialisten Baumer und dessen innovativen AX Smart Cameras erfolgreich auf KI. Die Erfahrungen von ECS bieten Unternehmen praktische Einblicke, die Möglichkeiten Künstlicher Intelligenz mit Hilfe der vielseitigen und einfach integrierbaren AX Smart Cameras zu nutzen.

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KI-gestützte Inspektion von Rohstoffen und Prozessschritten

ECS, ein langjähriger Baumer Partner, erkannte schnell, dass die KI-fähigen AX Smart Cameras die ideale Lösung sind, um die Qualitätsinspektion auf die nächste Stufe zu heben. Das Unternehmen implementierte seine KI-Softwarelösung in die AX Smart Cameras, um wichtige Prozesse in der Papierherstellung zu überwachen, einer der Fokusindustrien von ECS. In der Papierindustrie, wo Hackschnitzel in riesigen Mengen zu grossen Papierrollen verarbeitet werden, ist die Qualitätsinspektion eine anspruchsvolle Aufgabe.

Bei der Einführung des KI-gestützten Inspektion sah sich ECS mit zwei grossen Herausforderungen konfrontiert. Erstens musste ECS die Prozesse bestimmen, die am meisten von KI profitieren würden, um daraufhin massgeschneiderte Software und unterstützende KI-Modelle zu entwickeln. Zweitens benötigte ECS aufgrund der rauen Umgebungsbedingungen und der sehr kostspieligen Ausfallzeiten in der Papierherstellung eine solide Hardware für den Betrieb seiner Software. Die Entscheidung für die frei programmierbare AX-Smart-Kamera von Baumer war daher eine logische Wahl, da Baumer-Industriekameras dafür bekannt sind, rauen Industrieumgebungen standzuhalten und somit Ausfallzeiten durch Wartung zu minimieren.

ECS setzt die Baumer AX Smart Cameras in der Papierherstellung ein, um vor allem in zwei Anwendungsbereichen das transformative Potenzial von KI zu nutzen:

• 1. Klassifizierung von Hackschnitzeln: Die Herstellung von Papier beginnt mit Hackschnitzeln als Rohstoff für die Zellstoffproduktion. Die hohe Reinheit dieses Rohstoffs ist für eine hohe Papierqualität unerlässlich und konnte bisher nicht optimal automatisch inspiziert werden. Die Hackschnitzel werden zu Faserbrei verarbeitet, aus dem später auf der Maschinentrommel Papier entsteht. Die Form und Qualität der Fasern zu kennen, ist entscheidend für maximale Effizienz im Prozess und die Einhaltung von Qualitätsstandards der Lieferanten.

• 2. Erkennung von Kantenrissen: Eine weitere wichtige Aufgabe für die AX Smart Cameras ist die Inspektion der verarbeiteten Papierbahnen auf Kantenrisse. Wenn schadhafte Kanten nicht schnell erkannt werden, führt das zu erhöhten Ausfallzeiten, Ausschuss und reduzierter Produktionsleistung. Die ECS-Lösung mit Baumer AX Smart Cameras ermöglicht die frühzeitige Identifizierung dieser Schwachstellen, so dass negative Auswirkungen minimiert werden.

Was ist nun der Grund, dass die Baumer AX Smart Cameras die Qualitätsinspektion auf das nächste Level heben? Schaut man sich an, wie Qualitätsinspektion in der Papierherstellung ohne KI-gestützte Smart Cameras funktioniert, ist diese Frage schnell beantwortet. Erste Lösungen bei ECS für die Inspektionsaufgaben Holzfasern und Kantenriss basierten auf konventionellen, passiven Bildverarbeitungskameras. Diese senden Daten an einen Computer – die Kamera agiert einfach wie ein Sensor, der die Daten (Pixel) an die ECS-Anwendung auf einem Servercomputer sendet. An dieser Lösung sind drei Komponenten beteiligt, die gewartet werden müssen oder eine Fehlerbehebung erfordern. Der Wartungsingenieur muss dabei die (1) Kamera, (2) den Signal-Backbone und (3) den Rechner für die Bildbearbeitung betreuen.

Laut ECS bietet die Edge-Computing-​Funktion der AX Smart Cameras diese Vorteile verglichen mit der oben beschriebenen Methode:

• Die AX Smart Cameras sind eine Lösung mit «Out of the box»-Funktionalität. Installationskosten und -komplexität werden minimiert und Lösungen können schneller und mit weniger Aufwand installiert werden.

• Sie sind eine zentrale Lösung, die verwertbare Daten für die Qualitätskontrolle bereitstellt. Im Gegensatz dazu steht eine verteilte Architektur, die langfristig höhere Wartungskosten verursacht (vorausgesetzt, es ist überhaupt jemand für die Wartung verfügbar).

• Einfache Wartung – wenn der Bildschirm «schwarz» wird, installiert man einfach eine neue AX-Kamera mit geladener Anwendungssoftware.

• Wirtschaftlicher Nutzen – kann die Hardware nicht mehr nachgerüstet werden, ersetzt man nur diese eine Komponente – im Gegensatz zur Aufrüstung des Sensors (passive Kamera), des Backbones und des Computers, was Mehraufwand an Zeit und Geld bedeutet.

Der einfache Einstieg in die KI

Warum finden die Qualitätsspezialisten von ECS, dass die Baumer AX Smart Cameras ein guter Einstieg in die KI sind? «Es ist ganz einfach. Mit der AX Smart Camera erhält man eine Komplettlösung, die von Anfang bis Ende einsatzbereit ist. Damit hat Baumer uns auf das nächste Technologielevel bei den Digitalkameras gehoben», sagt ECS-Director John Larkin. Der technische Hintergrund dieser Aussage:

Die AX ist eine leistungsstarke All-in-one-Kamera mit Edge-Processing, welche die beste Bildqualität ihrer Klasse bietet. Und: Es wird kein zusätzlicher PC benötigt. «Das ist ein grosser Vorteil, da das Risiko eines Ausfalls des PCs im Zusammenhang mit der Inspektion und der damit verbundenen Produktionsunterbrechung vollständig ausgeschlossen werden kann», betont John Larkin. Die AX Camera ist frei programmierbar, d. h., man kann eigene Software und Algorithmen verwenden, um eine individuelle KI-Lösung zu gestalten. In den Worten von ECS-President Brian Mock: «Die Baumer-AX-​Serie revolutioniert Inspektionsaufgaben für unsere Kunden, da sich die Kameras einfach integrieren lassen und die Kunden mit der Umsetzung von KI beginnen können. KI wird einfach ein Teil des bestehenden Inspektionssystems.»

Mit dieser Erfahrung einfacher KI-Integration gibt ECS anderen interessierten Unternehmen drei Tipps mit auf den Weg:

• 1. Einfach anfangen: In den Anfängen des KI-Booms kann zögern teuer werden. ECS betont die Bedeutung von KI-Anwendungen gerade in der Qualitätsinspektion, wo KI-unterstützte Resultate unverzichtbar sind.

• 2. Fehler in Kauf nehmen, um schnell besser zu werden: Versuch und Irrtum sind ein fester Bestandteil der Innovation. ECS befürwortet eine Kultur des Experimentierens und ist sich bewusst, dass Miss­erfolge wertvolle Erkenntnisse für die Weiterentwicklung liefern. In der sich ständig weiterentwickelnden KI-Landschaft ist eine schnelle Iteration unerlässlich, um die Nase vorn zu haben.

• 3. Den richtigen Partner wählen: Die Wahl des richtigen Technologiepartners ist entscheidend für den Erfolg. Mit Baumer hat ECS einen verlässlichen Partner gefunden, dessen umfassende Lösungen und Know-how die eigenen Fähigkeiten ergänzen. «Die Zusammenarbeit mit Baumer hat es uns ermöglicht, die Komplexität der KI-Integration effektiv zu bewältigen», sagt Brian Mock.

Fazit

Die Erfahrungen von ECS bieten Unternehmen wertvolle Einblicke und ermutigen, sich in die Welt der KI vorzuwagen. Die ECS-Empfehlung auf den Punkt gebracht: Mit umsetzbaren Schritten starten und den richtigen Partner ins Boot holen, mit dem man gemeinsam die spezifischen KI-Anforderungen erfüllen kann. Der Erfolg liegt nicht nur im Erkennen der Möglichkeiten von KI, sondern auch in der effizienten Umsetzung und Integration. Mit dem richtigen Ansatz bietet KI ein unschätzbares Potenzial für Innovation und Unternehmenswachstum.

Auswahl der Anwendungsbereiche:

• Lager/Logistik: Bestandsmengen erkennen

• Lebensmittel/Getränke: Früchte klassifizieren

• Elektronik: Prüfen von Leiterplatten auf korrekte Montage

• Automobilindustrie/Zulieferer: Qualität prüfen

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