KI-gestützte Qualitätskontrolle für die Kunststoffproduktion

Das sächsische Traditionsunternehmen OPTIPLAN hat die aufwendige visuelle Qualitätskontrolle von Kunststoffbahnen automatisiert. Dank einer innovativen KI-Videoanalyse lassen sich auch kleinste Mängel mit KI finden und beseitigen.

Mit glasfaserverstärkten Kunststoffen (GFK) hat sich die Firma OPTIPLAN einen großen Kundenstamm in mehr als 30 Ländern geschaffen. Die robusten und gleichzeitig leichten Composite-Deckschichten des Mittelständlers kommen in den unterschiedlichsten Szenarien zum Einsatz: für Lkw und Anhänger, bei Fassadenverkleidungen und im Trockenbau, in Kühlhäusern und Kühlfahrzeugen oder für Reisemobile und Caravans. OPTIPLAN setzt bei der Produktion in Oelsnitz / Vogtland auf neueste Technologien und legt Wert auf höchste Produktqualität. Das hieß bisher: Im Anschluss an die verschiedenen Verarbeitungsschritte in der Fertigung mussten speziell ausgebildete Mitarbeitende eine visuelle Qualitätsprüfung durchführen. Bei grellem Licht untersuchten sie die faserverstärkten Kunststofffolien akribisch auf schadhafte Stellen wie Einschlüsse, Verdickungen oder Bläschen und markierten diese händisch.

Computer Vision als innovative Lösung

Bis sich der Traditionsbetrieb an die Deutsche Telekom wandte mit dem Ziel, diesen aufwendigen Prozess zu automatisieren. „OPTIPLAN hat bei uns offene Türen eingerannt, weil sie immer auf der Suche nach innovativen Lösungen sind“, sagt Max Ahrens, Managing Director T Digital bei der Telekom Deutschland GmbH. „Mit unserer AI Vision Suite haben wir genau die passende Lösung im T Business Portfolio, um solche Automatisierung mit Computer Vision effizient umzusetzen.“

Computer Vision: KI für maschinelles Sehen Der Begriff Computer Vision (auch AI Vision oder KI Vision) bezieht sich auf die Fähigkeit künstlicher Systeme, visuelle Informationen aus der realen Welt zu erfassen, zu verarbeiten und zu analysieren. Durch den Einsatz von Algorithmen und Modellen des maschinellen Lernens können diese Systeme Objekte erkennen, Bilder analysieren und Vorgänge interpretieren. Anwendungen reichen von Gesichtserkennung und autonomem Fahren bis hin zu medizinischer Bildgebung und Überwachung. Computer Vision wird in der Industrie bereits vielfältig eingesetzt:   Qualitätskontrolle: Visuelle Systeme erkennen Fehler in Produktionslinien wie Risse oder Unregelmäßigkeiten in Materialien. Autonome Fahrzeuge: Kameras und Sensoren helfen Autos, Hindernisse zu erkennen und sicher zu navigieren. Robotersteuerung: Industrieroboter verwenden optische Hilfssysteme, um präzise Montage- und Verpackungsaufgaben durchzuführen. Lagerverwaltung: Computer Vision optimiert die Bestandsverfolgung und Kommissionierung in Lagern. Sicherheitsüberwachung: Intelligente Kamerasysteme erkennen ungewöhnliches Verhalten oder auch Eindringlinge in Echtzeit.

Am Anfang des Projekts stand eine Machbarkeitsstudie. „Zuerst mussten wir herausfinden, ob eine KI-gestützte optische Qualitätskontrolle während der Produktion konstant in der Lage ist, Mängel auf den Kunststoffbahnen zu erkennen“, sagt Ahrens. Dafür trainierten die KI-Experten der Telekom ihre Algorithmen anhand von Video-Rohdaten aus dem Herstellungsprozess.

Automatische Anomalieerkennung

Die sensorbasierte Lösung erwies sich als sehr zuverlässig. Videokameras wurden entlang der Fertigungslinie installiert, um den Zustand der bis zu 3,50 Meter breiten Kunststoffbahnen visuell zu erfassen. Direkt an die Kameras angeschlossen: intelligente Edge Devices. Auf dieser Hardware läuft eine KI, die auf Basis von Computer-Vision-Algorithmen die Bilddaten in Echtzeit analysiert. Das KI-gestützte Verfahren speichert entdeckte Materialfehler, zeigt sie auf einem Dashboard an und informiert via LTE-Mobilfunk einen Mitarbeitenden von OPTIPLAN, der anschließend die notwendigen Gegenmaßnahmen veranlasst.

Dank der digitalen sensorischen Überwachung der Produktion lassen sich nun bereits im Fertigungsprozess Anomalien erkennen und rechtzeitig beheben. Die bisher aufwendige Qualitätskontrolle läuft deutlich schneller und effizienter ab und die Mitarbeitenden können flexibler eingesetzt werden. „Außerdem konnte OPTIPLAN aus der KI-Analyse weitere wertvolle Daten gewinnen, um zum Beispiel die Produktionsanlage zu justieren oder mehr über die Materialeigenschaften zu lernen“, sagt Ahrens. Da sich die optische Qualitätskontrolle in der Praxis bewährt hat, rollte OPTIPLAN die KI-Lösung bereits auf weitere Fertigungslinien aus.

KI entlastet Fachkräfte

Das Beispiel OPTIPLAN zeigt, wie auch Mittelständler von immer leistungsfähigeren KI-Systemen profitieren können. Da Computer Vision Objekte oder auch Situationen in Echtzeit erkennt und komplexe Bilddaten in Sekundenschnelle analysieren kann, lassen sich viele bislang zeitraubende Arbeitsschritte in der Produktion erheblich beschleunigen. „Das nimmt auch den Mitarbeitenden einiges an Arbeit ab – ein wichtiger Vorteil, gerade wenn Fachkräfte knapp sind“, betont Ahrens.

Für welche Anwendungen sich Computer Vision noch nutzen lässt und wie Unternehmen KI-gestützte Bildverarbeitung erfolgreich in ihren Produktionsprozess integriert haben, können Interessierte auf der Digital X 2024 am 18. und 19. September in Köln erleben.

(rg/Telekom)