KI-gestützte Bildverarbeitungssysteme statt herkömmlichere Qualitätskontrollen
Viele Unternehmen haben den ersten Schritt in Richtung Industrie 4.0 gewagt und statt der Fehlerprüfung durch das menschliche Auge zu einer Kamera gestützte QS gewechselt. Doch die einfache Bildverarbeitung birgt auch Gefahren. In diesem Artikel zeigen wir Ihnen, welche Probleme es gibt und wie Sie sie ganz einfach vermeiden können.
Bildverarbeitung durch klassisches Kamerasystem: Probleme und Gefahren
Im ersten Moment klingt es nach einer guten Idee einen Mitarbeiter in der Qualitätskontrolle durch ein einfaches Bildverarbeitungssystem zu ersetzen. Doch sieht eine Kamera genau so viel wie ein Mensch? Die Antwort ist: Jein.
Das Problem: Es ist erforderlich die gesuchten Fehler beschreiben zu können. Bei simplen Fehlergruppen ist dies kein Problem. Anders sieht es bei komplexen Fehlerarten ohne klar definiertes Muster aus. Hinzu kommen noch die Schwierigkeiten bei veränderten Lichtverhältnissen oder schräg liegenden Teilen.
Warum ein KI-gestütztes Kamerasystem für die Qualitätssicherung wählen?
Die Antwort: KI-basierte Kamerasysteme sind kostengünstig und effizient.
Doch was genau bedeutet das?
Eine industrielle Bildverarbeitung sollte robust, zuverlässig und unkompliziert sein– genau wie ein Mitarbeiter. Und genau das ist uniEDGEvision: Ein maschineller Mitarbeiter für Ihre Qualitätskontrolle.
Durch maschinelles Lernen ist die KI in der Lage auch komplexe Fehler und Merkmale zu identifizieren und das ganz ohne komplizierte Grenzwertdefinition. Denn: Beim Anlernen entscheiden Sie, welche Teile als IO und welche als nicht IO gelten. Die KI erkennt und lernt dann diese Muster - genau wie es ein Mitarbeiter machen würde. Selbst unterschiedliche Lichtverhältnisse oder veränderte Lage ignoriert die KI und konzentriert sich ausschließlich auf die Fehlererkennung. Dadurch wird die Qualitätskontrolle zuverlässig und robust gegenüber Umweltfaktoren und Sie sparen Kosten durch Pseudoausschuss.
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Bildverarbeitungssysteme in der Industrie: klassisches vs. KI-basiertes Kamerasystem
Klassische Kamerasysteme
Die Funktionsweise eines klassischen Kamerasysteme basiert auf den Hell- / Dunkelvergleich oder Pixelvergleich. Das bedeutet die Kamera macht ein Bild von dem zu überprüfenden Teil und vergleicht dieses dann mit den bestehenden Bildern und den definierten Grenzwerten. Daher ist es wichtig vorher die Grenzwerte hinsichtlich der IO und nicht IO Kriterien genau festzulegen und zu programmieren.
KI-basierte Kamerasysteme
Das KI-basierte Kamerasystem funktioniert wie das Gedächtnis eines Menschen. Das bedeutet, dass die Fehlerbilder wie als Erfahrung abgespeichert werden. Hierbei scannt die Kamera das Teil und die KI überprüft es auf bekannte Fehler. Dabei ist es egal in welcher Variante der Fehler auftaucht. Durch die vorher festgelegten Kriterien kann die KI klar entscheiden, ob es sich um ein IO oder nicht IO Teil handelt. So kann eine objektive Einschätzung gewährleistet werden.
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FAQ
Häufig gestellte Fragen
Allgemeines
Die Software eines üblichen industriellen Kamerasystems arbeitet über einen Bildabgleich, bei dem ein SOLL- / IST-Vergleich durchgeführt wird. Das bedeutet: Die Kamera erfasst ein Bild, welches mit einem in der Software hinterlegten Bild verglichen wird. Abweichungen vom SOLL-Zustand werden mithilfe von Parametern erfasst, bei dem ein Programmierer festlegt, wie Abweichungen definiert werden. Dieses System ist sehr anfällig für "Pseudofehler", weil bereits verändernde Lichtverhältnisse als Fehler detektiert werden. Ein KI-basiertes System lernt Fehlertypen anhand von Gut- und Fehlerbildern. Dadurch wird ein Bild erfasst und die Software sucht aktiv nach den bekannten Fehlern. Es müssen keine Parameter festgelegt werden, um eine Abweichung vom Gutbild zu definieren. Dadurch können auch sehr komplexe Aufgaben, wie die Warenschau & Qualitätsprüfung auf Textilien, automatisiert werden – etwas, das mit herkömmlichen Systemen nicht realisierbar wäre.
Falls Sie bisher kein KI-System, sondern ein übliches industrielles Kamerasystem getestet haben, dann schauen Sie sich bitte die Antwort auf die erste Frage in der FAQ Sektion an. Falls Sie bereits erfolglos KI-Systeme getestet haben, dann liegt das vermutlich daran, dass der Teachingprozess zu lang dauert, bis die Fehlerbilder zuverlässig antrainiert sind. Dieser Umstand liegt an der zu geringen Datenmenge, die der KI zugeführt wurde. Das uniEDGEvision System arbeitet hier mit synthetisch erzeugten Daten, um den Teachingprozess zu beschleunigen und ausreichend Daten für die KI zur Verfügung zu stellen.
Kosten
Wenn wir in einem Erstgespräch feststellen, dass wir Ihnen weiterhelfen können und Sie bereit sind, in eine KI-basierte Lösung zu investieren, dann bieten wir Ihnen ein Pilotprojekt mit uns an. Im Pilotprojekt werden feste Ziele und ein zukünftiger Rollout definiert. Sollten wir die vereinbarten Ziele im Pilotprojekt nicht erfüllen, entstehen für Sie keine Kosten. Ist das Pilotprojekt erfolgreich, rechnen wir das Projekt normal ab und gehen gemeinsam mit Ihnen in den Rollout. So haben Sie einen risikofreien Test und wir die Gewissheit, dass Sie ernsthaftes Interesse an unsere Lösung haben. Klingt doch fair, oder?
Hier eine pauschale Antwort zu geben, wäre unseriös, denn das hängt immer vom jeweiligen Anwendungsfall unserer Kunden ab. In einem Erstgespräch ermitteln wir Ihren genauen Bedarf und das notwendige Set Up für ein mögliches Projekt. Anschließend können wir Ihnen transparent darlegen, welche Kosten für die Nutzung von uniEDGEvision anfallen würden. Prinzipiell erhalten Sie bei uns die Möglichkeit ein einmaliges Gesamtprojekt zu realisieren oder ein flexibles Modell auf monatlicher Basis (Retainer) mit uns wählen, bei dem wir in kurzen Sprints gemeinsame Etappenziele erreichen.
Es kommt eher darauf an, wie hoch die verbundenen Kosten bei Ihren Kleinserien sind. Sind Ihre jährlichen Kosten für Reklamationen, Ausschuss und Personalbedarf zur Qualitätsprüfung in einem mittleren 5-stelligen Bereich, dann lohnt sich der Aufwand mit einem KI-Ansatz relativ schnell. Wenn Sie stattdessen niedrige 5-stellige Kosten pro Produktlinie haben, wird eine Amortisierung zu lang dauern. Aber um Ihnen hier genau Auskunft zu geben, macht ein Erstgespräch Sinn, bei dem wir Ihren spezifischen Use Case besprechen.
Eigenschaften von uniEDGEvision
Die KI erfasst Bilder über gelernte Texturen und Muster und erkennt diese im aufgezeichneten Bild wieder. Einmal antrainiert, weiß die KI genau zwischen Produktarten, Fehlertypen und externen Faktoren (Licht, Staub, etc.) zu unterscheiden.
In den meisten Fällen ist eine hohe Produktionsgeschwindigkeit unproblematisch. Unser Modell läuft auf einem mitgelieferten Industrie-PC direkt bei Ihnen vor Ort, was bedeutet, dass das KI-Modell Bilder in Millisekunden analysiert. Unsere Erfahrung zeigt, dass eher das Teile-Handling als die KI-Auswertung ein potenzieller Engpass für die Automatisierung darstellt.
In den meisten Fällen stellt das keine Schwierigkeit dar. Wir passen die verwendete Hardware zur Aufnahme (Kamera, Beleuchtung, Anbringung usw.) bei Bedarf vollständig an Ihre spezifischen Anforderungen an. Da unser System herstellerunabhängig arbeitet, können wir stets das optimale Hardware Setup für Ihre Prüfanforderungen bereitstellen.
Implementierung
Anders als andere KI-Systeme arbeiten wir mit einem digitalen Zwilling Ihres Produktes und Ihrer Fehlertypen (synthetische Daten). Dadurch können wir Ihre echten Produktionsdaten mit synthetisch erzeugten Daten anreichern und den Teachingprozess im virtuellen Raum beschleunigen. Innerhalb weniger Stunden können dadurch neue Produkte und Fehler antrainiert werden und ausreichend Trainingsdaten zur Verfügung gestellt werden.
Wir benötigen nur wenige Echtdaten, weil wir daraus synthetische Daten (digitaler Zwilling) erzeugen, um die KI anzuteachen. Erfahrungsgemäß zeichnen wir im ersten Monat der Zusammenarbeit Echtdaten im Prozess auf, die uns ausreichen, um Ihren kompletten Fehlerkatalog digital nachzubilden und die KI anzutrainieren.
In der Regel stellt uniEDGEvision eigene Kameras bereit, aber es gibt auch die Möglichkeit, bereits vorhandene Kameras zu nutzen. In diesem Fall prüfen wir die aufgezeichnete Bildqualität zur Verarbeitung für die KI-Auswertung. Sind die bestehenden Komponenten mit unseren Anforderungen kompatibel, steht dem nichts im Weg.
Fortlaufende Betreuung
Ja, uniEDGEvision ist eine SaaS-Lösung (Software as a Service). Sie erhalten regelmäßig Updates und bleiben auf dem neuesten Stand.