Optimierung der Qualitätskontrolle durch visuelle Inspektion in der Fertigung

Die wichtigsten Erkenntnisse

• Die Integration von KI- und AR-Technologie in Inspektionsprozesse führt zu einer schnelleren und genaueren Qualitätskontrolle, reduziert menschliche Fehler und verbessert die Gesamteffizienz der Produktion.
• Mit Step Check von Vuforia können Unternehmen die End-of-Line-Inspektion mit Augmented Reality (AR) beschleunigen und rationalisieren, indem sie eine integrierte mobile Lösung bereitstellen, die automatisierte Bewertungen, Echtzeit-Feedback und automatisierte Berichte kombiniert, was zu besseren Entscheidungen und höherer Kundenzufriedenheit führt.
• Step Check von Vuforia bietet einen umfassenden Wettbewerbsvorteil für die heutigen Inspektionsanforderungen in der Fertigung, von dem sowohl die Mitarbeiter vor Ort als auch in der Qualitätskontrolle profitieren.

Die Qualitätskontrolle ist einer der wichtigsten Schritte im Herstellungsprozess. Sie ist die letzte Chance, um sicherzustellen, dass ein Produkt den Anforderungen der Kunden entspricht. Ganz gleich, wie gut eine Produktionslinie ist, ein Fehler in der Qualitätskontrolle kann zu Produktausfällen führen und das Vertrauen in den Zulieferer beschädigen.

Die Sichtprüfung, eine in vielen Branchen bevorzugte Methode der Qualitätskontrolle, lässt sich nur schwer automatisieren. Die meisten Hersteller vertrauen immer noch lieber auf das menschliche Urteilsvermögen als auf automatisierte Lösungen. Doch menschliche Eigenschaften wie Stress und Ermüdung können selbst bei den besten und erfahrensten Mitarbeitern ihren Tribut fordern.

Mit Step Check von Vuforia können Sie diesen Mitarbeitern jetzt helfen, effizienter zu arbeiten und sich gleichzeitig engagierter zu fühlen - dank der Fortschritte bei AR und KI. Und sie verlangen danach: 77% der von Forrester befragten Außendienstmitarbeiter gaben an, dass sie keinen Zugang zu der Technologie haben, die sie benötigen, um produktiv zu sein.

Was ist eine Sichtprüfung in der Fertigung?

Bei der Sichtprüfung wird traditionell mit bloßem Auge überprüft, ob ein Produkt, eine Komponente oder ein System für die Auslieferung geeignet ist.

Im Falle eines Endprodukts stellt die Sichtprüfung sicher, dass das Produkt vom Kunden sicher und effektiv verwendet werden kann. Bei der Herstellung von Bauteilen kann sie helfen festzustellen, ob ein Bauteil die erforderliche Qualität für den Einsatz in einem größeren System aufweist.

Die Entwicklung der visuellen Inspektion

Technologisch einfache Formen der Sichtprüfung können so simpel sein, dass ein Experte ohne Hilfe von Referenzmodellen oder Bildern bestätigt, dass ein Teil zufriedenstellend ist. Dies ist ein intuitiver Prozess, der jedoch eine kleine Anzahl von Inspektionsingenieuren mit hohem Fachwissen stark unter Druck setzt.

Die visuelle Inspektion kann auch durch den Vergleich eines Geräts mit einem Referenzmodell durchgeführt werden - einem Gerät desselben Typs, von dem bekannt ist, dass es einwandfrei funktioniert. Bei großen Anlagen kann dies unpraktisch sein, da die Inspektionsingenieure sich in und um mehrere große Anlagen bewegen müssen. Bei kleineren Einheiten muss der Inspekteur immer noch an einem Referenzmodell festhalten.

Referenzmodelle sind weitgehend durch Referenzbilder ersetzt worden. Der Vorteil von Referenzbildern ist, dass sie leichter sind als kleine Einheiten und einfacher zu handhaben als ein großes Referenzmodell. Der Nachteil ist, dass, da Referenzbilder zweidimensional sind, jeder Satz von lohnenswertem Referenzmaterial zahlreiche Bilder aus verschiedenen Blickwinkeln enthalten wird. Dies kann zu einem umfangreichen Dokument führen, in dem sich die Prüfingenieure nur schwer zurechtfinden.

Bis vor kurzem war der Höhepunkt der Entwicklung der visuellen Inspektion die Bezugnahme auf ein CAD-Modell oder sogar auf eine virtuelle Reproduktion einer physischen Einheit. Die visuelle Inspektion mit Bezug auf ein solches Modell vereint alle Vorteile von Referenzmodellen und Referenzbildern mit nur wenigen Nachteilen. Die Inspektionsingenieure können das virtuelle Modell, das auf einem tragbaren Smart-Device angezeigt werden kann, leicht drehen, unabhängig von der Größe der tatsächlichen Einheit. Das bedeutet, dass ein virtuelles Modell seitenlange Referenzbilder ersetzt.

Der aktuelle Stand der visuellen Inspektionstechnologie umfasst die aufkommenden Bereiche Augmented Reality und künstliche Intelligenz. Bei AR wird ein virtuelles Modell über die Sicht des Prüfingenieurs auf seine physische Umgebung gelegt, was einen effizienteren Vergleich ermöglicht und gleichzeitig ein besseres Situationsbewusstsein schafft. Künstliche Intelligenz kann Inspektionstechnikern helfen, auf große Mengen verwertbarer Daten zuzugreifen und Probleme während des visuellen Inspektionsprozesses zu erkennen und zu melden.

Wann ist eine Sichtprüfung erforderlich?

Die Sichtprüfung kann beliebig oft, von beliebig vielen Personen und in verschiedenen Phasen des Lebenszyklus eines Produkts durchgeführt werden. Multiplizieren Sie das mit den Tausenden oder Millionen von Teilen und Produkten, die ein Hersteller jedes Jahr herstellen kann. Nehmen wir ein Flugzeug als Beispiel. Jede Komponente und jedes System kann vor dem Zusammenbau geprüft werden. Das gesamte Flugzeug wird vor der Auslieferung und dann noch einmal vor jedem Flug geprüft.

In der Fertigung wird der Prozess durchgeführt, bevor eine Einheit aufgrund eines Fehlers zurückgewiesen, zur nächsten Montagestufe weitergeleitet oder an den Kunden ausgeliefert wird.

Die Sichtprüfung dient in erster Linie dazu, die Qualität der Geräte selbst zu überprüfen. Sie dient auch dem sekundären Zweck, potenzielle Probleme im Produktionsprozess zu erkennen. Eine gut durchgeführte visuelle Inspektion zeigt nicht nur Probleme mit den Einheiten auf, sondern verbessert im Idealfall auch den gesamten Herstellungsprozess, indem sie den menschlichen Fehler oder die Maschinenstörung, die das Problem verursacht hat, identifiziert.

Herausforderungen bei bestehenden visuellen Inspektionsansätzen

Trotz signifikanter Fortschritte in Bereichen wie dem maschinellen Lernen hat die Automatisierungstechnologie das menschliche Fachwissen bei der visuellen Inspektion noch nicht vollständig ergänzt. Dies ist eine verpasste Gelegenheit, da der Einsatz von Automatisierung die kognitive Belastung der Außendienstmitarbeiter erheblich reduzieren und ihre Effizienz während des Inspektionsprozesses steigern kann.

Die menschliche Aufmerksamkeit ist eine wertvolle Ressource, die Unternehmen optimal nutzen müssen

Ein hoher Durchsatz und eine hohe Qualität sind das Ziel aller Hersteller. Die Optimierung und Automatisierung von Fertigungs- und Montageprozessen kann zwar die Produktionszeiten verkürzen, bedeutet aber auch schnellere Arbeitszyklen für die Mitarbeiter - einschließlich der Inspektoren. Dies kann zu Überlastung und Ermüdung führen, insbesondere bei langen Schichten.

Stress und Ermüdung der Inspektoren sind nicht nur für den Einzelnen belastend, sondern können auch zu Fehlern in diesem kritischen letzten Schritt des Produktionsprozesses führen. Dies kann zu einem Burnout der Mitarbeiter sowie zu Umsatzeinbußen, Versandverzögerungen und geringerer Kundenzufriedenheit führen. Dies gilt insbesondere dann, wenn bei jeder Einheit mehrere Artikel geprüft werden müssen.

Unternehmen können und versuchen, diese Probleme zu entschärfen, indem sie Materialien wie Referenzbilder zur Verfügung stellen. Auch wenn dies gut gemeint ist, erfordern solche Schritte oft ein hohes Maß an Abstraktion für den Prüfer und können den Prozess verlangsamen - unabhängig davon, ob sie zu genaueren Prüfungen beitragen oder nicht.

Die Grenzen der manuellen Inspektion

Viele sind zu Recht skeptisch, wenn es darum geht, das menschliche Urteilsvermögen zu ersetzen, aber das bloße Auge kann und wird Fehler machen. Dies gilt insbesondere dann, wenn ein Inspektionsmitarbeiter eine komplizierte Aufgabe oder eine Reihe von Aufgaben scheinbar unzählige Male pro Schicht wiederholt, während er in der Regel mit Referenzbildern arbeitet und Berichte manuell ausfüllt.

Der aktuelle Stand von künstlicher Intelligenz und AR in der Fertigung

Künstliche Intelligenz (KI) und Augmented Reality (AR) haben in der Fertigung eine parallele Geschichte. Künstliche Intelligenz könnte zur Optimierung der Fertigung eingesetzt werden oder dafür sorgen, dass die Maschinen nicht überhitzen. In der Zwischenzeit könnte AR einem Arbeiter dabei helfen, Unterstützung von einem Experten aus der Ferne zu erhalten, oder es ihm ermöglichen, digitalen 3D-Anweisungen Schritt für Schritt zu folgen, so dass er die Hände frei hat.

Auch wenn diese Technologien für sich genommen leistungsstarke Werkzeuge sind, ist der gemeinsame Einsatz von AR und KI noch wirkungsvoller. Kombiniert machen diese beiden Technologien Computer kognitiver, unterstützen die menschliche Wahrnehmung und verbessern die Aufmerksamkeit.

Die Macht der Kombination von KI und AR

Stellen Sie sich AR (Computer Vision) als die visuelle Schnittstelle des Computersystems vor, vergleichbar mit den Augen, während die KI als kognitive Verarbeitungszentrale dient, vergleichbar mit einem Gehirn.

Augmented Reality zeigt virtuelle Informationen über einer Ansicht der physischen Umgebung an. In den meisten Fällen handelt es sich dabei um Informationen, die entweder von anderen menschlichen Nutzern eingegeben oder von angeschlossenen intelligenten Geräten bereitgestellt werden, die ihre Daten an das Programm weitergeben können.

Künstliche Intelligenz ermöglicht es einem Gerät, seine eigenen Informationen über die Umgebung zu generieren oder bereitzustellen. So kann es beispielsweise Gegenstände in der Umgebung des Benutzers erkennen und kontextualisieren.

Augmented-Reality-Geräte, die mit KI-gestützter Software ausgestattet sind, werden bereits in vielen Produktionsbetrieben eingesetzt. Diese Geräte können Inventarartikel für einen Arbeiter zählen, sein Situationsbewusstsein verbessern oder ihn über eine Etage oder ein Gelände führen, damit er seine Arbeit effizienter und sicherer erledigen kann. KI kann auch zunehmend die Ablage von Berichten automatisieren - einer der notwendigen bürokratischen Schritte, die einen Inspektionsmitarbeiter von seiner Arbeit ablenken können.

Die größte Stärke von KI-gestützter AR ist die menschliche Komponente. Es gibt einen Grund dafür, dass in so vielen Situationen der visuellen Inspektion immer noch der Mensch die endgültige Entscheidung trifft. KI-gestützte Lösungen für die visuelle Inspektion geben ihnen endlich die Werkzeuge an die Hand, die sie brauchen, um ihre Arbeit genauer und schneller zu erledigen, um mit den zunehmend automatisierten Produktionslinien Schritt zu halten.

Vorteile des Einsatzes von KI-gestützter AR-Inspektion für die Qualitätskontrolle

Streng genommen führt der Einsatz von KI-gestützten AR-Qualitätssicherungsmaßnahmen zu schnelleren Zykluszeiten, erhöhtem Durchsatz und einer Verringerung von Inspektionsfehlern und Auslassungen.

Wie der menschliche Bediener kann auch die KI selbst aus dem Feedback lernen, um genauer zu werden, wenn sie kontinuierlich auf der Baustelle eingesetzt wird. Während des Inspektionsprozesses können ohne zusätzlichen Aufwand hochwertige Daten für das KI-Training gesammelt werden. Je häufiger die Anwendung eingesetzt wird, desto besser kann sie Probleme erkennen.

Indem die Aufmerksamkeit der Außendienstmitarbeiter mit KI-basierter AR erweitert wird, kann der Inspektionsprozess auf alle relevanten Komponenten ausgeweitet werden, anstatt nur die Teile des Geräts oder Systems zu betrachten, die am meisten fehleranfällig sind.

Wenn es um das Wohlbefinden und die Zufriedenheit der Mitarbeiter geht, führt eine KI-gestützte Augmented-Reality-Inspektion zu mehr Engagement und einem optimierten Arbeitsablauf, was zu weniger Stress und Ermüdung führt.

Step Check von Vuforia ist ein erstklassiges, vollständig anpassbares, KI-gestütztes AR-Inspektionswerkzeug

Step Check von Vuforia, eine KI-gestützte visuelle Inspektionslösung, unterstützt Außendienstmitarbeiter, indem sie ihre Aufgaben rationalisiert. Durch die nahtlose Integration von AR- und KI-Technologien verbessert diese Lösung die Genauigkeit, Effizienz und allgemeine Effektivität.

Step Check verwendet einen KI-Trainingsprozess, der Bilddaten und Bedienerfeedback nutzt. Durch die Integration von AR erhalten die Benutzer eine verbesserte visuelle Unterstützung für Qualitätskontrollaufgaben. Mit der Fähigkeit, Komponenten über die Grenzen herkömmlicher CAD-basierter Systeme hinaus zu verfolgen und zu bewerten, ist Step Check eine ganzheitliche visuelle Inspektionslösung.

Step Check ist Teil von Vuforia Expert Capture, der SaaS-AR-Lösung von PTC, die eine kollaborative Umgebung zur Erstellung, gemeinsamen Nutzung und Anzeige von AR-Inspektionen und Arbeitsanweisungen bietet. Die Vuforia Computer Vision Technologie bietet die beste Genauigkeit auf dem Markt und mehrere Möglichkeiten, Objekte, Bilder und Umgebungen zu erkennen.

Vuforia Expert Capture rationalisiert auch die Dokumentation von Step Check-Inspektionen, vereinfacht die Berichterstattung und steigert die Effizienz, während es gleichzeitig einen nachweisbaren Qualitätsnachweis liefert.