Es ist kurios: Die meisten Unternehmen wissen, dass künstliche Intelligenz enorme Möglichkeiten eröffnet, aber nur wenige wagen den ersten Schritt, um sie auszuprobieren. Lesen Sie hier, wie intelligente Kameras Herstellern und Entwicklern den Einstieg in die KI erstaunlich leicht machen.

Künstliche Intelligenz wird unbestritten auch in industriellen Anwendungen grundlegende Veränderungen bringen. Jüngste Umfragen* 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 US-amerikanisches Unternehmen, das kamerabasierte Inspektionssysteme zur Qualitätssicherung anbietet. Es setzt mit Unterstützung des Kameraherstellers Baumer und dessen AX Smartkameras auf KI. Die Erfahrungen von ECS bieten Unternehmen praktische Einblicke, die Möglichkeiten künstlicher Intelligenz mit der vielseitigen und einfach integrier­baren Smartkamera zu nutzen. 
 

KI-gestützte Inspektion von ­Rohstoffen und Prozessschritten

ECS implementierte seine KI-Software-Lösung in die AX-Smartkamera, um wichtige Prozesse in der Papierherstellung zu überwachen, einer der Fokusindustrien des Unternehmens. In der Papierindustrie, wo Hackschnitzel in riesigen Mengen zu großen Papierrollen verarbeitet werden, ist die Qualitätsinspektion eine anspruchsvolle Aufgabe. 

Bei der Einführung der KI-gestützten Inspektion sah sich ECS mit zwei großen Herausforderungen konfrontiert. Erstens mussten die Ingenieure 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 Smartkamera von Baumer war daher eine logische Wahl, da dessen Industriekameras dafür bekannt sind, rauen Industrieumgebungen standzuhalten und somit Ausfallzeiten durch Wartung zu minimieren. 

ECS setzt die Baumer-Kamera in der Papierherstellung ein, um vor allem in zwei Anwendungsbereichen das Potenzial von KI zu nutzen: 

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 einen effizienten Prozess und die Einhaltung von Qualitätsstandards der Lieferanten. 

Erkennen von Kantenrissen: Eine weitere wichtige Aufgabe für die Smartkameras 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 ermöglicht das frühzeitige Identifizieren dieser Schwachstellen, was negative Auswirkungen vermeidet. 

Früher war nicht alles besser

Erste Lösungen bei ECS für die Inspektion von Holzfasern und Papierbahnen 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 Kamera (1), den Signal-Backbone (2) und den Rechner für die Bildbearbeitung (3) betreuen. 

Im Unterschied zu der oben beschriebenen Methode bietet die Edge-Computing Funktion der AX-Smartkamera die folgenden Vorteile:

• Die Smartkameras sind eine Out-of-the-Box-Lösung. Installationskosten und -komplexität sind gering. Die Einrichtungsphase ist demnach kurz. 
   
• 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 der Anwender einfach eine neue Kamera mit vorinstallierter Anwendungs-Software. 
   
• Wirtschaftlichkeit: Lässt sich die Hardware nicht mehr nachrüsten, 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 

Mit der AX-Smartkamera erhalten Anwender eine Komplettlösung, die von Anfang bis Ende einsatzbereit ist. 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, Director bei ECS. Darüber hinaus ist die Kamera frei programmierbar. Das heißt, 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:

• 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.
   
• 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.
   
• 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.

Autor
Holger Thissen, PR Manager Baumer

*US-Unternehmen nutzen KI zur Herstellung von Waren und Dienstleistungen: 3.8 Prozent, laut einer United States Census Bureau survey (2023); 15 Prozent der deutschen Unternehmen nutzen KI, zeigt Bitkom survey 2023