BMW setzt in der Fahrzeugproduktion auf eine eigens entwickelte IT-Plattform, die Qualitätsprozesse mittels Sensorik und künstlicher Intelligenz automatisiert. Netzwerkkameras von Axis erfassen dazu die visuellen Daten entlang der Montagelinie, und prüfen dabei 600 Fahrzeugmerkmale. Einmal detektiert werden die Bilddaten direkt in Echtzeit analysiert, um Mängel sofort zu erkennen und beheben zu können.

Bei der Digitalisierung seiner Fahrzeug­produktion setzt BMW auf ein Gesamt­konzept, welches in allen Werken umgesetzt wird. Die hierfür entwickelte IT-Plattform AIQX (Artificial Intelligence Quality Next) automatisiert Qualitätsprozesse mittels Sensorik und künstlicher Intelligenz (KI). Der Fokus liegt dabei auf der visuellen und audiobasierten Qualitätsprüfung, für die Netzwerkkameras von Axis die visuellen Daten liefern: Die Kameras sind entlang der Montagelinie installiert und erstellen kontinuierlich Bilder der Fahrzeuge. Über eine Echtzeitlokalisierung der Fahrzeuge werden die Kameras entlang der Produktionslinie zum richtigen Zeitpunkt ausgelöst.

KI analysiert Bilddaten

Insgesamt werden dabei mehr als 600 Merkmale eines neuen Fahrzeugs geprüft – wie das BMW-Logo auf der Motorhaube, der Türschließbügel oder Schweißnähte im Karosseriebau. So erfolgt eine automatisierte Qualitätskontrolle, die Montagemängel und Fehler in Sekundenbruchteilen erkennt und direkt an die Mitarbeitenden zurückmeldet.

Dem Prozess liegt eine auf Deep-Learning-basierende Computer-Vision-Technologie zugrunde. Die von den Kameras entlang der gesamten Produktionslinie erfassten Daten (Bilder und Videos) werden in Echtzeit an die cloudbasierte AIQX-Plattform übermittelt und via KI und Algorithmen analysiert. Grundlage für diese Auswertung sind sowohl Trainingsbilder als auch synthetische Daten.

Die ausgewerteten Daten stehen den Mitarbeitenden am Band unmittelbar über ein Smart Device zur Verfügung. So können diese schnell Mängel erkennen und im Idealfall beheben, bevor das Fahrzeug den nächsten Produktionsschritt erreicht. Ein Beispiel ist die Überprüfung des Typenschildes. Ist das richtige Schild an der richtigen Stelle angebracht? Die Axis-Kameras in Kombination mit AIQX liefern sofort die gewünschte Information. AIQX wird so zur Detektion von Anomalien im Montageprozess, die für den Menschen in dieser Geschwindigkeit und Effizienz schwer zu erkennen sind, und darüber hinaus zur Vollständigkeitsüberprüfung und Variantenbestimmung eingesetzt.

Bildqualität zählt

Eines der Kameramodelle, das in Kombination mit AIQX zum Einsatz kommt, ist die Axis-P14-Bullet-Kamera-Serie. Dank der Technologien Forensic WDR (Wide Dynamic Range) und Lightfinder liefern diese Kameras auch bei schwierigen Lichtverhältnissen Bilder mit naturgetreuen Farben und forensischen Details. Denn selbst in einer gut ausgeleuchteten Produktionshalle gibt es Szenen mit wenig Lichteinfall, etwa wenn die Kamera ein kleines Detail im Fahrzeuginneren filmt.

Die P14-Serie liefert gute Bilder trotz unterschiedlicher Belichtungsszenarien, gleich ob ein Typenschild auf einem weißen oder einem dunklen Fahrzeug gefilmt wird. Die Kamera stellt sich automatisiert darauf ein. Ein weiterer Vorteil für den Prozess ist, dass sich die Kamera bei jedem vorbei­fahrenden Auto im Produktionsprozess automatisch scharf stellt. So stehen der KI stets Bilder in gleichbleibender Qualität zur Verfügung.

Eine weitere Kamera, die bei BMW im Einsatz ist, ist die Q1798-LE Bullet-Kamera von Axis, die aufgrund ihres 4/3-Zoll-Bildsensors mit einer Auflösung von 10 MP Bilder mit hoher Pixeldichte liefert. Diese ist mit einem Canon-Objektiv mit einer Brennweite von 12–48 mm ausgestattet und bietet Weitwinkel­ansichten mit einem horizontalen Sichtfeld von 90 Grad sowie einen vierfachen Zoom und eine elektronische Bildstabilisierung (EIS).

Cybersicherheitsplattform ist integriert

Zudem bieten beide Kameratypen eine Reihe von Cybersicherheitsfunktionen, um unbefugten Zugriff zu verhindern und die Produktionsprozesse zu schützen. Dazu gehört beispielsweise Axis Edge Vault, eine in den Kameras integrierte, Hardware-basierte Cybersicherheitsplattform, die eine sichere, nach FIPS 140-3 Level 3 zertifizierte Speicherung und Verarbeitung kryptografischer Schlüssel ermöglicht.

Durch die digital signierte Firmware werden Manipulationen der Geräte-Software bereits bei einem Firmware-Update erkannt. Zusätzlich erfolgt bei jedem Kamerastart mithilfe der Secure-Boot-Funktion eine Überprüfung des Flash-Speichers auf seine Integrität. Im ausgeschalteten Zustand ist er über ein Encrypted File System vor externem Zugriff geschützt.

Ein weiterer Pluspunkt der Kameras von Axis liegt im Bereich Nachhaltigkeit. So verringert etwa die Zipstream-Technologie den Bandbreiten- und Speicherplatzbedarf der Kameras um teilweise mehr als 50 Prozent, ohne Einbußen bei der Bildqualität in Kauf zu nehmen. In diesem Zusammenhang spielt auch die Total Cost of Ownership (TCO) eine Rolle. Durch die verwendeten Kameras sind keine Kameratore mit zusätzlicher Beleuchtung notwendig, was weitere Investment- und Energiekosten einspart. Zudem benötigen die Kameras nur einen Netzwerkanschluss und können rasch per Plug-and-Play installiert werden.

Fazit

Die Kombination aus AIQX und den Netzwerkkameras von Axis ermöglicht eine Automatisierung und Absicherung von Qualitätsprozessen, die zuvor manuell geprüft werden mussten. Der Ansatz reduziert die Anzahl der nachgegliederten Fehler- beziehungsweise Mängelbehebungsprozesse. Die Inspektion erfolgt schneller und präziser als bisher und entlastet gleichzeitig die Mitarbeitenden.