QualityBox: Defekterkennung in industrieller Montage
Ideen-/Projektbeschreibung:
Die visuelle Qualitätskontrolle montierter Bauteile findet in der Regel durch eine manuelle oder automatische Kontrolle am Ende des Montageprozesses statt. Lösungen zur automatisierten Qualitätskontrolle funktionieren gut unter definierten Umgebungsbedingungen, passen sich aber nicht dynamisch an und sind aufwändig umzusetzen für variantenreiche Fehlertypen.
Die Nutzung von Algorithmen zur unüberwachten Anomalieerkennung im industriellen Umfeld erlaubt das Erkennen von Defekten aller denkbaren Arten und benötigt für das Training lediglich Bilder von Gutteilen. Bilder von Fehlern zur Klassifikation müssen im Vorfeld nicht vorhanden sein.
Zur industriellen Nutzbarmachung dieser Methoden ist die Entwicklung eines Prototyps einer Arbeitsstation zur unüberwacht lernenden Defekterkennung geplant. Dafür wird ein System aus Kamera, Computer, Bildschirm und Beleuchtung entworfen, in der zu prüfende Bauteile vom System erlernt werden und die Prüfung stattfinden kann. Zur Bedienung wird eine Software-Applikation mit Benutzeroberfläche entwickelt. Weitere Entwicklungsschritte stellen außerdem die Einbindung eines 3D-Kamersystems sowie verschiedene Methoden zur Reflexionsverringerung dar.
Das Team:
Das Projektteam besteht aus Alexander Riedel, Professor Nico Brehm und Professor Tobias Pfeifroth. Sie gehören alle dem Fachbereich Wirtschaftsingenieurwesen der Ernst-Abbe-Hochschule Jena an.
Alexander Riedel hat Biotechnologie und Wirtschaftsingenieurwesen studiert und anschließend in der Industrie gearbeitet. Der 30-Jährige ist seit 2021 an der Ernst-Abbe-Hochschule Jena als wissenschaftlicher Mitarbeiter in der AG Montagetechnik von Professor Pfeifroth tätig. Er befasst sich insbesondere mit der Anwendung von Methoden der Deep-Learning-basierten Bildverarbeitung.
Nico Brehm wurde 2015 für die Themen Angewandte Informatik, Software-Engineering und Betriebliche Anwendungssysteme an die Ernst-Abbe-Hochschule Jena berufen. Vorher war als wissenschaftlicher Mitarbeiter an der Carl von Ossietzky Universität Oldenburg im Bereich Very Large Business Applications (VLBA) und anschließend als Unternehmer, Softwareentwickler und Unternehmensberater tätig. Seine Forschungsschwerpunkte sind Komponentenorientierte Softwareentwicklung, Web Engineering, Business Intelligence und Business Process Management.
Tobias Pfeifroth ist, nach Stationen an der Universität Stuttgart, dem Fraunhofer IPA sowie der Bosch Rexroth AG und der ZF Friedrichshafen AG, seit April 2016 Professor für Fertigung und Montage an der Ernst-Abbe-Hochschule Jena. Die Schwerpunktthemen seiner Forschungstätigkeit stellen Industrie 4.0, Werkerassistenz in der manuellen Montage sowie die Anwendung von KI in der Produktion dar.
persönlicher Erfahrungsbericht:
Während und durch die REAHLIZE-Förderung konnten wir unseren ersten Prototypen entwerfen und umsetzen. Wir haben ein System aus Recheneinheit, Touchscreen, Kamera und Beleuchtung entwickelt, das in der Lage ist, auf einfache Art für die visuelle Qualitätskontrolle eingesetzt zu werden. Dieser voll einsatzfähige Demonstrator wurde mehreren Unternehmen präsentiert und so erste Geschäftskontakte geknüpft.
Durch die Netzwerkarbeit innerhalb REAHLIZE konnten wir Kontakte zu verschiedenen Thüringer Unternehmen aufbauen und die Machbarkeitsstudien zur automatisierten visuellen Qualitätskontrolle mit der QualityBox in Auftrag gegeben haben. Ein weiterer Meilenstein war die Schärfung des Produktprofils durch diverse Kundengespräche und die Analyse der Kundenbedürfnisse für Lösungen zur visuellen Inspektion.
Unsere persönlichen Erfahrungen waren sehr positiv. Der Mittelabruf verlief reibungslos und die Unterstützung und Betreuung durch das REAHLIZE-Team war gut. In der Phase der Vermarktung von fertig entwickelten Produktideen könnte das Förderprogramm idealerweise noch weitere Chancen bieten.
Unsere weiteren geplanten Schritte sind die Vermarktung und Kundenakquise im größeren Stil. Dafür wird eine Website entworfen, Werbematerial erstellt und gezielt auf potenzielle Kunden zugegangen.
