Das System führt den Anwender auf einfache Weise durch den Anlernprozess.

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Der gesamte Einrichtungsprozess kann von jedem Mitarbeiter mit Kenntnissen in Maschinenbildverarbeitung oder KI in gerade einmal 30 bis 60 Minuten ohne externe Unterstützung durchgeführt werden. Dadurch behalten Werksleiter die komplette Kontrolle über ihre Qualitätssicherung, können beliebige Probleme mit visueller Kontrolle ihrer Produktionsanlagen sofort untersuchen und hohe Kosten für Installation und Wartung vermeiden.

Der Benutzer schaltet den Controller bei der Einrichtung ein und stellt sicher, dass das Sichtfeld den zu untersuchenden Bereich abdeckt. Er fügt dann ein fehlerfreies Testmuster in das Sichtfeld ein und markiert mit einer Maus die ‚Area of Interest‘, also den Bereich, in dem das System Fehler erkennen soll.

Inspekto S70 kehrt sozusagen die Parameter traditioneller Qualitätssicherung um: Anstatt zu lernen, wie ein defektes Teil aussieht, wird ähnlich wie von einem Menschen erfasst, wie ein fehlerloses Teil aussehen sollte. Erkennt das Inspektionssystem ein davon abweichendes Teil, wird der Benutzer darüber informiert. Insbesondere in den Fällen, in denen Hersteller nicht für alle Arten von Abweichungen ein Beispiel-Produkt haben, wird der Erfassungsprozess somit stark vereinfacht. Das System erfordert nur geeignete Beispiel-Produkte, die in einer Fertigungsanlage üblicherweise in großer Menge vorhanden sind.

Im Gegensatz zu traditionellen QS-Lösungen, bei denen hunderte oder sogar tausende fehlerfreie und auch defekte ­Produkte erfasst werden müssen, erfordert das S70 nur durchschnittlich 20 fehlerfreie Beispiel-Produkte. Je nach Komplexität des Produkts können weitere Beispiel-Produkte notwendig sein – die genaue Zahl der benötigten Musterteile bestimmt das System eigenständig. Der Benutzer braucht zudem keine Fachkenntnisse in Datenannotation oder -kennzeichnung. 

KI zur Video-Sensor-Optimierung

Mit Hilfe künstlicher Intelligenz optimiert das Inspektionssystem im Anschluss automatisch die Auswertung des Video-Sensors. Die integrierte KI-Engine passt dabei die Beleuchtungs- und Kameraparameter selbstständig an das zu untersuchende Produkt und die Umgebungsbedingungen an, um das bestmögliche Bild zu erhalten, bei dem Fokus, Tiefenschärfe, Belichtung und Dynamik-Umfang perfekt sind. Diese Algorithmen stellen sicher, dass die optimalen Parameter in der Produktionsanlage über die gesamte Lebensdauer verwendet werden.

Zudem lokalisiert die Erkennungs- und Ausrichtungs-KI des Systems die zu überprüfenden Produkte automatisch und erkennt deren dreidimensionale Position im Raum. Auf diese Weise kann der Benutzer bei Bedarf einfach zusätzliche Gutteile in den Prozess einführen. Das System erkennt diese neuen fehlerfreien Muster selbst bei hoher Auslastung automatisch und auch dann, wenn sie an anderen Stellen oder in anderer Ausrichtung als die früheren Gutteile in den Prozess eingeschleust werden. 

Automatische Benachrichtigung

Sobald ausreichend viele Musterdaten erfasst wurden, benachrichtigt das System den Benutzer und die Prüfung kann beginnen. Dabei vergleicht das System die Bilder, die mit den geeigneten Beispiel-Referenzen während der Einrichtung erfasst wurden, und sucht nach Abweichungen. Der Benutzer muss keine Maschinenlernparameter einrichten wie beispielsweise die Erweiterung von Daten, Netzwerk-Topologien oder endgültige Klassifizierungsschwellen. Diese Aufgaben übernehmen die KI-Engines des Systems.

Falls das System während der Inspektion Merkmale erkennt, die mit den Musterteilen nicht abgedeckt waren, informiert es den Benutzer. Als defekt erkannte Produkte meldet S70 der angeschlossenen SPS, damit ein Industrieroboter, eine Person oder ein entsprechend programmiertes Pick&Place-System das Fehlteil aus der Fertigungsanlage entfernen kann. Sollte der Benutzer die erkannte Abweichung im Anschluss nicht als defekt bewerten, wird das Produkt den nächsten Fertigungsschritten zugeführt. Weitere Teile mit der gleichen Differenz zu den Musterteilen kennzeichnet das System künftig nicht mehr.

Inspekto S70 lässt sich auch für die Sortierung optimieren: Bei entsprechender Programmierung können defekte Produkte aus der Fertigungsstraße entfernt und zur Nachbearbeitung zurück an eine vorangegangene Produktionsphase geleitet werden. Nur fehlerfreie Produkte gelangen zu den nächsten Bearbeitungsprozessen. So können Hersteller die Produktivität ihrer Anlagen maximieren und den Ausschuss minimieren, da keine Ressourcen verschwendet werden.

Kontrolle bei jedem Produktionsschritt

Autonome Maschinenbildverarbeitung ermöglicht Herstellern ein hohes Maß an Freiheit für den laufenden Betrieb. Traditionelle QS-Lösungen sind meist darauf abgestimmt, nur ein Produkt an einer bestimmten Stelle in der Fertigungsanlage zu prüfen. Die Entwicklung, Erstellung, Installation und die Tests können mehrere Monate bis hin zu einem Jahr in Anspruch nehmen und somit lange Ausfallzeiten zur Folge haben. Die Kosten für herkömmliche Systeme liegen üblicherweise zwischen 50.000 und 150.000 Euro und sind damit für kleine bis mittlere Fertigungsstandorte nicht geeignet.

Systeme zur autonomen Maschinenbildverarbeitung hingegen bieten Vorteile auch bei den Kosten, die bei Inspekto S70 unter 10.000 Euro betragen. So ist es möglich, dass Werksleiter entsprechende QS-Stationen an jedem Verbindungspunkt der Fertigungsanlage und nicht nur an deren Ende positionieren, wodurch eine umfassende Qualitätskontrolle nach jedem Produktionsschritt realisiert werden kann.
Zudem lässt sich das System bei Bedarf einfach von einer Verbindungsstelle zur nächsten bewegen. Da der gesamte Installationsprozess weniger als eine Stunde dauert und bei laufender Produktion erfolgen kann, gibt es keine Ausfallzeiten.

AMV-Systeme sind nicht produktspezifisch und können daher an einem Fertigungsstandort oder innerhalb einer Fertigungsanlage dazu verwendet werden, verschiedene Produkte zu überprüfen. 

Personalisierung mittels Apps

Um für die Benutzer ein höheres Maß an Personalisierung zu ermöglichen, führte Inspekto vor kurzem eine Reihe von Apps ein, die auf Inspekto S70 implementiert werden können. Eine dieser Apps ist ‚Inspekto Tracks‘. Sie archiviert alle Produktbilder und -daten, die während der Prüfung erfasst wurden. So können Hersteller mithilfe eines aktiven Archivs jederzeit nachweisen, dass ihre Produkte die Fertigung fehlerfrei verlassen haben. Kommen dennoch mangelhafte Produkte in Umlauf, kann ein Unternehmen exakt nachvollziehen, an welcher Stelle des Herstellungsprozesses diese Fehler entstanden sind. So lassen sich die Bereiche der Fertigung identifizieren und optimieren, in denen Fehler häufiger anfallen.

Die Verwendung von ‚Inspekto Types‘ erlaubt es dem System, am selben Ort der Fertigungsanlage eine beliebige Anzahl an Produkten zu untersuchen – bei Bedarf können dies Dutzende oder Hunderte unterschiedliche Produkte sein.

Und last but not least haben Benutzer mit ‚Inspekto Sequence‘ die Option, eine bestimmte Abfolge voreinzustellen, um beispielsweise einen Artikel in unterschiedlichen Produktionsphasen in einer Fertigungsanlage zu prüfen. Beide Apps ermöglichen das Wechseln des geprüften Produktprofils in Echtzeit und unterstützen die schnellen Änderungen, die in modernen Fertigungsanlagen erforderlich sind.

Autoren:
Harel Boren ist Mitgründer und CTO von Inspekto in Tel Aviv, Israel.
Yonatan Hyatt ist Mitgründer und CEO von Inspekto in Tel Aviv, Israel.