Expertenwissen für Algorithmen nutzbar machen: KI-gestützte Qualitätskontrolle der Laserbeschriftung I

KI-Anwendungsprojekt mit Technoform Bautec Kunststoffprodukte GmbH

Die Technoform Bautec Kunststoffprodukte GmbH aus Kassel ist ein führender Hersteller von Isolierstegen für Fenster, Türen und Fassaden. Im Produktionsprozess werden Kunststoffprofile extrudiert und mit hoher Geschwindigkeit per Laser beschriftet. Bisher wird die Beschriftungsqualität visuell kontrolliert, wodurch beginnende Fehler oft erst spät sichtbar werden und Ausschuss, Stillstände oder Serviceeinsätze entstehen können.

Durch die Automatisierung der Qualitätskontrolle soll das Maschinenbedienpersonal bei der Qualitätskontrolle zu entlastet, beginnende Beschriftungsfehler schneller zu erkannt und automatisch geeignete Maßnahmen wie Parameteranpassungen oder Wartungshinweise abgeleitet werden. Im KI-Anwendungsprojekt soll die Laserbeschriftungsanlage um ein Kamerasystem und KI-gestützte Auswertung erweitert werden. Die Bildverarbeitung bestimmt fortlaufend Qualitätsmerkmale der Beschriftung, etwa Abstände, Ausrichtung oder Kontrast. Ein nachgelagertes hybrides KI-System nutzt Experten- und Maschinenwissen in Form nachvollziehbarer Regeln. Das KI-System interpretiert erkannte Fehlerbilder, bestimmt mögliche Fehlerursachen und leitet bei unzureichender Qualität zielführende Aktionen ab.

Im Mittelpunkt des Projekts steht die Frage, wie beginnende Beschriftungsfehler in einem hochdynamischen Produktionsprozess frühzeitig, objektiv und zuverlässig erkannt werden können. Zudem verfügt Technoform über umfangreiches, personengebundenes Anlagen-, Fertigungs-, Qualitätsmanagement- und Instandhaltungswissen. Es stellt sich also die Frage, wie dieses Expertenwissen in eine KI-Lösung integriert werden kann insbesondere auch, um Vertrauenswürdigkeit und Erklärbarkeit sicherzustellen.

Das Projekt untersucht daher den Einsatz einer hybriden KI zur Bestimmung potenzieller Fehlerursachen basierend auf spezifischen Bildmerkmalen eines Kamerasystem. Je nach ermittelter Fehlerursache können so zielgerichtete Instandsetzungsmaßnahmen abgeleitet werden. Perspektivisch kann so das Maschinenbedienpersonal bei der Qualitätskontrolle entlastet und beginnende Beschriftungsfehler schneller zu erkannt werden. Damit wird die Grundlage geschaffen, Ausschuss zu vermeiden und den Produktionsprozess transparenter, robuster und erklärbarer zu steuern.