Schwerpunktthema: Künstliche Intelligenz
Verpackungsqualität mit KI prüfen Ist es möglich, Verpackungsqualität in der Produktion mit Künstlicher Intelligenz (KI) zu über- prüfen und zu verbessern? Nach dem Abschluss eines Digitalisierungsprojekts im Rahmen des Mittelstand-Digital Zentrums Darmstadt lässt sich diese Frage klar mit „Ja!“ beantworten.
Die speziellen Anforderungen in der Lebensmit- telverarbeitung legen die Verwendung berüh- rungsloser Sensoren nahe. Deshalb wurde für die Erfassung der Packungen ein optisches System in Form einer Kamera eingesetzt. Sie wurden oberhalb des Laufbands montiert und mit Sensorik und Elektronik zur Steuerung und zur Ausgabe der aufgenommenen Bilder verbunden. Die Bilder der einzelnen Packungen wurden for- matiert und dienten als Grundlage für dasTrai- ning eines Convolutional Neural Network (CNN). Dabei handelt es sich um ein neuronales Netz, das für die Bilddatenauswertung bereits breite Anwendung findet. Es wurde also ein KI-Algo- rithmus zur Kategorisierung der optisch erfassten Plastikverpackungen geschaffen. Die automati- sierte Erfassung teilte die Wurstpackungen nach der Bildanalyse in zwei Kategorien ein: I.O. (in Ordnung) und n.i.O. (nicht in Ordnung). KI-Technologie erreicht ausgezeichnetes Ergebnis Die trainierte KI erreichte bei der Unterscheidung in Bilder von gefüllten, ungefüllten und defekten Verpackungen eine Genauigkeit von 99,9 %. Bei der Kategorisierung von neuen Wurstsor- ten, die nicht in denTrainingsdaten des Modells enthalten waren, erzielte das Modell eine Genau- igkeit von 99,7 %. Damit wird es möglich, das Modell zukünftig auch ohne erneutesTraining auf Produktionslinien, auf denen andere Produkte verpackt werden, einzusetzen. Der Materialwert der Systemlösung betrug nur rund 1200 €.
Viel Plastikmüll durch Verpackungsfehler Die Wilhelm Brandenburg GmbH produziert mit rund 3000 Mitarbeitenden Wurst- und Fleischwa- ren für den Verkauf in Supermärkten. Die frische Ware muss nach hohen hygienischen Standards verpackt werden. Im laufenden Betrieb kommt es häufig zu Produktionsfehlern. Vor allem in der Rüstphase, wenn die Anlage hochgefahren und auf eine neue Verpackungsart – je nach Wurst- sorte – eingestellt wird. Eine große Menge an Plastikverpackungen landet im Müll und eine systematische Dokumentation der Fehlerarten gibt es bislang nicht.
Wurstwaren am Anfang des Verpackungsprozesses bei Wilhelm Bran- denburg
Aus diesem Grund wendet sich der Fleisch- und Wurstbetrieb an die ExpertInnen des Mittelstand- Digital Zentrums Darmstadt. Das Ziel: Weg von der aufwendigen manuellen und hin zur datenba- sierten Qualitätskontrolle. Fehler mit Optik automatisiert erkennen Im Rahmen eines sechsmonatigen Digitalisie- rungsprojektes haben die Projektpartner gemein- sam eine automatisierte und lernende Überwa- chung der Verpackungsanlage etabliert. Ziel war die Erfassung aller Verpackungen, aller Fehler und deren Kategorisierung, um frühzeitig Abwei- chungen erkennen und schließlich Plastikmüll reduzieren zu können.
Experte des Mittelstand-Digital Zentrums stellt das optische Messsys- tem zur Datengewinnung ein
Z! Das Zukunftsmagazin | Ausgabe 3/2023
19
Made with FlippingBook - PDF hosting