Bildverarbeitung 2.400 Qualitätsinspektionen pro Minute

P&G rollt seine selbst entwickelte KI-Inspektion weltweit aus. Siemens liefert dafür die Industrial Edge samt GPU-Rechenleistung. Das Visual Inspection Cockpit schafft laut Siemens bis zu 2.400 Inspektionen pro Minute.

Procter & Gamble (P&G) weitet eine KI-gestützte Qualitätsinspektion auf weitere Fertigungsstandorte aus. Das System prüft Produkte während der laufenden Produktion und soll Fehler auch dort erkennen, wo klassische regelbasierte Bildverarbeitung an Grenzen stößt. Nach Angaben der Unternehmen sank der Ausschuss je nach Produkt um 10 bis 20 Prozent.

Die Deep-Learning-Lösung stammt dabei von P&G selbst. Der Konsumgüterhersteller hatte das Inspektionssystem bereits vor der Zusammenarbeit mit Siemens entwickelt. Siemens ergänzt die Anwendung um seine Industrial-Edge-Plattform, Industrie-PCs sowie KI-Hard- und -Software. Ziel ist es, die Lösung über Produktionslinien und Werke hinweg auszurollen und dauerhaft zu betreiben. Details zur konkreten Hardwarekonfiguration bei P&G nennt Siemens allerdings nicht.

Wie die KI Bilder auswertet

Für sein Visual Inspection Cockpit (VIC) setzt Siemens auf semantische Segmentierung. Das neuronale Netz ordnet dabei einzelne Bildbereiche bestimmten Klassen zu. Auf dieser Segmentierung baut anschließend klassische Bildverarbeitung auf, die daraus die eigentliche Entscheidungslogik ableitet. Das System soll damit unter anderem überlappende Komponenten, kontrastarme Fehler oder Abweichungen bei stark dekorierten Produkten erkennen.

VIC bringt ein Segmentierungsmodell samt Runtime mit, das sich an den jeweiligen Anwendungsfall anpassen lässt. Falls dieses Modell nicht ausreicht, können Anwender über den AI Inference Server der Industrial AI Suite auch eigene KI-Modelle einbinden. Für Konfiguration, Training und Modellpflege stellt Siemens zusätzlich das Visual Inspection Engineering Tool bereit.

Als Rechenplattform nennt Siemens für VIC Industrial-Edge-Geräte der Reihe Simatic IPC BX-59A mit Nvidia RTX A4000 oder L4. Die Bilddaten verarbeitet das System direkt am sogenannten Control Edge nahe der Maschine. Bei den Kameras arbeitet Siemens mit Basler zusammen; unterstützt werden nach Unternehmensangaben die meisten GigE-Flächen- und Zeilenkameras des Herstellers. Auflösung und Bildrate richten sich nach der jeweiligen Anwendung.

Bis zu 2.400 Inspektionen pro Minute

Nach Angaben von Siemens erreicht VIC bis zu 2.400 Inspektionen pro Minute bei kontinuierlicher Auswertung der Kamerastreams. Das entspricht bei einem Objekt pro Aufnahme 40 Bildern pro Sekunde beziehungsweise einem Bild alle 25 Millisekunden. Da sich mehrere Objekte innerhalb eines Bildes auswerten lassen, können die tatsächlichen Stückzahlen höher liegen.

Die reine Inferenzzeit hängt allerdings stark von der Bildauflösung ab. Siemens nennt rund 15 ms bei Auflösungen unter einem Megapixel. Bei mehr als zehn Megapixeln kann sie auf bis zu 500 ms steigen.

Die Ergebnisse bleiben nicht auf die Bildauswertung beschränkt. VIC überträgt sie über industrielle Standardprotokolle direkt an die SPS. Diese kann daraufhin etwa einen Alarm auslösen oder ein fehlerhaftes Produkt aus der Linie ausschleusen. Qualitätsdaten lassen sich zusätzlich an Langzeitspeicher und Monitoring-Systeme weitergeben.

Siemens zufolge lassen sich neue VIC-Installationen fünf- bis zehnmal schneller in Betrieb nehmen als individuell aufgebaute Bildverarbeitungssysteme. Bei P&G soll die standardisierte Edge-Infrastruktur vor allem helfen, die bereits entwickelte KI-Inspektion auf weitere Werke, Produktvarianten und Produktionslinien zu übertragen.(mc)

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