Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Nutzbarmachung subjektiver Qualitätskriterien durch Kombination von Smart Devices und Machine Learning

Auch heute noch erfolgt die Qualitätssicherung auf Basis manueller optischer Sichtprüfungen. Mitarbeiter treffen hierbei subjektive Entscheidungen. Deren Verlässlichkeit hängt maßgeblich von der Erfahrung des Mitarbeiters ab. Im Zuge des Fachkräftemangels müssen zunehmend ungelernte Mitarbeiter bei der Qualitätsentscheidung unterstützt werden. Neben Maßnahmen zur Befähigung des Mitarbeiters werden hierfür Automatisierungsansätzen eingesetzt, die jedoch mit hohen Anfangsinvestitionen verbunden sind und insbesondere für KMU eine erhebliche Hürde darstellen und die nicht auf bestehenden Sichtprüfungen aufbauen.

Das Ziel von »KOMBI« besteht nun in der Objektivierung subjektiver Qualitätskriterien. Dies wird zum einen durch die Entwicklung einer Werkerassistenz über Smart Devices erreicht, die mittels visualisierter Klassifikationshilfen eine objektive Qualitätsbewertung bezüglich der subjektiven Kriterien ermöglicht. Zum anderen dienen die während der Sichtprüfung gesammelten Daten dem Aufbau einer automatisierten Sichtprüfung auf Basis von Machine-Learning. Die avisierten Ergebnisse sind also die Module Werkerassistent mit integrierter Entscheidungslogik bzw. die Automatisierungslösung. Beide zusammen ergeben die »KOMBI«-Gesamtlösung, deren Konzepte und Prototypen als Leitfaden in Form eines Softwaretools bereit- und Unternehmen zur Verfügung gestellt wird. Profitierende KMU sind Anwender sowie Befähiger bzgl. der Werkerassistenz und der Automatisierungslösung. Anwenderunternehmen steigern die Qualität der optischen Sichtprüfung durch die Objektivierung, was zu verringertem Ausschuss und Nacharbeit führt. Insbesondere KMU profitieren durch geringe Investitionen in die kombinierbaren modularen Teillösungen. Dem Fachkräftemangel wird sowohl durch die Einfachheit der Lösungen als auch durch den flexibleren Einsatz der Mitarbeiter begegnet. Befähiger-KMU können basierend auf den Erkenntnissen aus »KOMBI« marktreife Softwaresysteme entwickeln.

Ergebniszusammenfassung:

Das Ziel des »KOMBI«-Projektes war es, in der Sichtprüfung produzierender Unternehmen die Objektivierung subjektiver Qualitätskriterien zu erreichen. Dieses Ziel wurde zum einen durch die Bereitstellung einer Werkerassistenz über Smart Devices zur objektiven Qualitätsbewertung der subjektiven Kriterien anhand visualisierter Klassifikationshilfen erreicht. Zum anderen dienen die während der Qualitätsbewertung generierten Daten der auf die Werkerassistenz aufbauende Automatisierung der Sichtprüfung mittels Machine Learning (ML)-Algorithmen. Die zentralen Ergebnisse stellen die Teillösung bestehend aus Werkerassistenz mit integrierter Entscheidungslogik und die Teillösung der Automatisierungslösung dar. Beide Teillösungen ergeben die »KOMBI«-Gesamtlösung, deren Konzepte und Prototypen als Leitfaden in Form eines Softwaretools bereit- und Unternehmen zur Verfügung gestellt wurde.

Unternehmen können in der Sichtprüfung die entwickelte Werkerassistenz einsetzen, um eine Entscheidungsunterstützung für Sichtprüfer bereitzustellen. Mit Hilfe dieser können Bauteile oder Produkte in der Sichtprüfung durch einen geführten Prozess korrekterweise beurteilt werden. Die Entscheidungsunterstützung baut auf Expertenwissen und Bilddaten auf. Diese werden von den integrierten ML-Modellen und Expertensystem verarbeitet.

Das System kann in Unternehmen zum Einsatz kommen, in denen Sichtprüfungen von Produkten oder Bauteilen durchgeführt werden. Zum initialen Aufsetzen des Systems sind, neben einer IT Infrastruktur mit lokalem Netzwerk, Experten oder Dokumente notwendig, die die Regeln innerhalb der Sichtprüfung für Bauteile vorgeben. Daten für die ML-Modelle und Automatisierungslösung können während der Nutzung des Systems generiert werden.