Autonome Bildverarbeitung beim BMW-Werk Steyr

Das BMW-Werk in Steyr, Österreich, ist das weltweit größte Motorenwerk der BMW-Gruppe. Das Werk nutzt die autonomen Bildverarbeitungssysteme von Inspekto. David Bricher, Doktorand bei BMW Steyr und Experte für Innovation und Digitalisierung, berichtet über nähere Einzelheiten dieser Partnerschaft.

Bild 1 | Der Bediener bei BMW Steyr schaltet das autonome Prüfsystem Inspekto S70 ein und kann nach 30 Minuten mit den Inspektionen beginnen. Bereits in zwei Anwendungsfällen wird das System erfolgreich eingesetzt. (Bild: BMW AG)

Das weiß-blaue Emblem am Kühlergrill eines jeden BMW-Fahrzeugs gilt weltweit als Symbol für Qualität, Zuverlässigkeit und Luxus. Um diese Führungsposition zu festigen, verbessert der deutsche Automobilhersteller ständig seine Fertigungsstandards durch die Umsetzung neuester digitaler Technologien. Dabei spielt Qualitätssicherung (QS) eine zentrale Rolle. Im Einklang mit BMWs Mission, Produktionsprozesse durch Digitalisierung zu verbessern, verfügt das Werk Steyr über mehrere hochmoderne Bildverarbeitungslösungen, um die Qualität ihrer Motoren zu überprüfen und sicherzustellen, dass jeder Prozess und jedes Bauteil die Standards des Unternehmens erfüllt.

Pseudofehler vermeiden

„Wir verwenden viele verschiedene Techniken, um die Qualität von Komponenten zu prüfen“, erklärt David Bricher, Doktorand und Experte für Innovation und Digitalisierung bei BMW. „Unser Hauptziel ist, die Prozessoptimierung in allen Aspekten unserer Produktionskette voranzutreiben. Das bedeutet auch, dass wir die Anzahl von Pseudodefekten so niedrig wie möglich halten wollen.“ „Das größte Problem“, fährt Bricher fort, „liegt darin, dass die Mitarbeiter an der Reparaturstation bei steigenden Raten von Pseudodefekten unaufmerksam werden können und annehmen, dass tatsächlich defekte Artikel gut sind. Wir wollen dieses Szenario um jeden Preis verhindern.“ BMW ist stark daran interessiert, KI-basierte Technologien in die Fertigungshalle zu bringen. Daher war die Werksleitung auf der Suche nach einer intuitiven QS-Technologie, d.h. einem sofort einsatzbereiten Produkt, das von jedem Mitarbeiter an der Produktionsstraße problemlos installiert und verwendet werden kann. Hier erfolgt der Auftritt von Inspekto. „Das Team hat verschiedene Unternehmen mit innovativen Bildverarbeitungslösungen recherchiert, aber nur Inspekto bot genau das, wonach wir gesucht haben – ein System, das sofort einsatzbereit und so intuitiv ist, dass beliebige Mitarbeiter es in wenigen Minuten einrichten können“, so Bricher. Daraufhin stellte die Firma mit Inspekto S70 das weltweit erste autonome Bildverarbeitungssystem bei BMW vor. „Im Gegensatz zu herkömmlichen Lösungen, die aus mehreren Komponenten bestehen und die von einem Systemintegrator auf Projektbasis ausgewählt und installiert werden müssen, ist Inspekto S70 ein eigenständiges Produkt“, erklärt Harel Boren, CEO von Inspekto. „Es ist selbstlernend, selbstkonfigurierend und selbstanpassend, mit anderen Worten, völlig autonom. Dadurch entfallen die langwierigen und komplexen Integrationsphasen, die herkömmliche Bildverarbeitungsprojekte kennzeichnen.“ Das BMW-Werk Steyr erwarb vier Systeme und startete eine Pilotphase. Nach dem erfolgreichen Abschluss dieser Phase werden die Systeme jetzt bereits in zwei verschiedenen Anwendungsfällen eingesetzt: für einen komplizierten Verbinder mit vielen kleinen, kaum sichtbaren Komponenten und für eine Kraftstoffleitung. In beiden Fällen konnte das Werk eine Verbesserung der Qualität sowie eine spürbare Reduktion der Anzahl von Pseudodefekten feststellen.

Bild 2 | Bei dem Inspekto S70 können Bediener Pseudodefekte kennzeichnen, so dass das System diese in Zukunft nie wieder als defekt anzeigt. (Bild: Inspekto A.M.V.)

Nur 20 Gut-Teile benötigt

„Eine der interessantesten Eigenschaften von Inspekto S70 ist seine einfache Installation. Das System ist sehr intuitiv einzurichten und wirklich Out-of-the-Box“, bestätigt Bricher. „Bei BMW ist es eines unserer Hauptziele, das Potenzial von KI näher an die Produktion heranzubringen. Wir wollen KI leicht verständlich machen, damit sie unseren Mitarbeitern wirklich helfen kann. Wir müssen den Nimbus loswerden, der mit dieser Technologie verbunden ist. Die Leute müssen sagen können: Ich arbeite mit KI.“ Diese Philosophie ist ein perfektes Spiegelbild der Mission von Inspekto, dass Sichtprüfungsprodukte direkt in die Hände der Werksmitarbeiter gegeben werden, ohne die Beteiligung von Systemintegratoren oder Bildverarbeitungsexperten. Dank der patentierten Plug&Inspect-Technologie schaltet der Bediener einfach die Steuereinheit ein und stellt sicher, dass das Sichtfeld den zu untersuchenden Ort abdeckt. Er präsentiert dann durchschnittlich 20 bis 30 gute Artikel für das System, das automatisch deren Eigenschaften lernt. Ähnlich wie ein Mensch, weiß Inspekto S70, wann es genügend Informationen zu einem Produkt gesammelt hat, und informiert den Bediener, dass die Inspektion beginnen kann. Bei der Inspektion werden dann jegliche Aspekte, die von den Eigenschaften eines guten Teils abweichen, als Anomalie gekennzeichnet. „Für herkömmliche Bildverarbeitungslösungen ist typischerweise ein langer Trainingsprozess erforderlich, bei dem sie Hunderten defekter Teile ausgesetzt werden. Aber in einer Produktionsumgebung auf einem so hohen Qualitätsniveau haben wir schlichtweg nicht genügend defekte Teile zur Verfügung, so dass wir diese explizit für Schulungszwecke fertigen müssten“, erklärt Bricher. „Inspekto S70 benötigt dagegen nur gute Teile, was ein großer Vorteil ist. Gute Teile produzieren wir ständig!“, ergänzt Bricher. Anhand von nur 20 bis 30 Gut-Teilen kann es die Eigenschaften eines recht komplexen Produkts in etwa einer halben Stunde lernen. Außerdem lernt das System nach der ersten Einrichtung immer weiter. Wenn es zusätzliche Variationen des Produkts gibt, können diese einfach auf die gleiche Weise eingeführt werden. Ein weiterer Grund dafür, warum Pseudodefekte so stark zurückgegangen sind, ist, dass Bediener einen Pseudodefekt kennzeichnen können, so dass das System diesen in Zukunft nie wieder als defekt anzeigt.

Prüfungswechsel per App

Das BMW-Werk Steyr muss viele verschiedene Motoren und Teile prüfen, oft auf der gleichen Produktionsstraße. Genau wie ein Smartphone kann Inspekto S70 über eine Vielzahl von Apps genau an die Bedürfnisse des Anwender angepasst werden. Eine dieser Apps ist Inspekto Types, mit der das System die Eigenschaften verschiedener Produkttypen erlernen und dann schnell von einem Typ zum anderen wechseln kann. Die Vorteile sind bei BMW Steyr bereits deutlich sichtbar. „Qualität hat bei BMW die höchste Priorität. Für uns ist es das Wichtigste, perfekte Motoren zu versenden. In diesem Sinne hat sich Inspekto S70 bereits als ein wertvolles Werkzeug erwiesen“, fährt Bricher fort. „Durch das Eliminieren von Pseudodefekten können wir die zusätzliche Schleife manueller Nachprüfungen vermeiden. Das bedeutet auch, dass wir langfristig unsere Kosten senken werden, da Mitarbeiter ihre Zeit nicht mit der Überprüfung von Komponenten verschwenden müssen, sondern sich stattdessen produktiveren Aufgaben zuwenden können. Aber das Wichtigste für mich ist, dass wir mit Inspekto S70 das Thema KI unseren Produktionsmitarbeitern näher gebracht haben.“