Neuronale Netze dringen in viele Bereiche unseres Lebens ein. Fertigungs- und Produktionssektoren bilden da keine Ausnahme. Konstantin Panchenko, Experte auf dem Gebiet neuronaler Netze und maschinelles Sehen und CEO von Quatromatic, hat uns mehr über die Implementierung und Verwendung neuronaler Netze in der Fertigung erzählt.
Was sind neuronale Netzwerke?
Neuronale Netzwerke sind ein mathematisches Instrument, das am häufigsten bei Computer Vision-Aufgaben eingesetzt wird, um die folgenden typischen Herausforderungen zu lösen:
- Erkennung, d. h. Identifizierung und Auswahl von interessanten Objekten in einem Bild;
- Klassifizierung, d. h. Zuordnung des gesamten Bildes zu einer der Klassen.
Die Aufgaben der Erkennung und Klassifizierung sind grundlegende und miteinander verbundene Aufgaben für den Betrieb neuronaler Netze. Um beispielsweise einen Hund und ein Fahrrad in einem Bild auszuwählen, wird in der Regel zuerst die Erkennungsaufgabe gelöst - wir suchen nach allen Objekten von Interesse im Bild, dann wird jedes Objekt in ein separates Bild geschnitten, das wiederum als Hund oder Fahrrad klassifiziert wird.
Lesen Sie mehr in unserem Artikel Industrie 4.0. Der Einsatz von Bildverarbeitung in der Fertigung
Neuronale Netze sind in der Lage, signifikante Merkmale in den Daten selbstständig zu identifizieren und so die benötigten Objekte zu finden. Voraussetzung ist der richtige Datensatz und eine große Anzahl an Trainingsbeispielen.
Ein neuronales Netzwerk ist eine maschinelle Interpretation des menschlichen Gehirns, in dem es Millionen von Neuronen gibt, die Informationen in Form von elektrischen Impulsen übertragen. Und wenn eine Person Objekte visuell erkennen kann, kann man dem neuronalen Netzwerk beibringen, dies zu tun. Darüber hinaus wird das neuronale Netzwerk diese Aufgabe viel schneller erledigen als ein Mensch, da die Kameras für maschinelles Sehen viel fortschrittlicher sind als das menschliche Auge. In einem unserer Projekte haben wir beispielsweise die Druckqualität eines Joghurtetiketts mit 20 Gläsern pro Sekunde bewertet. Ein menschliches Auge kann so etwas einfach nicht erfassen.
Mit der Technologie der maschinellen Bildverarbeitung können alle Produkte auf der Hochgeschwindigkeits-Produktionslinie gescannt werden – das ist für das menschliche Auge unmöglich.
Wie werden neuronale Netze in der Fertigung eingesetzt?
Einer der vielversprechendsten Anwendungsbereiche künstlicher neuronaler Netze ist heute die industrielle Produktion. In diesem Bereich sehen wir einen Trend zu Produktionsmodulen mit hohem Automatisierungsgrad für spezifische Aufgaben, was eine Erhöhung der Anzahl intelligenter Maschinen erfordert. Moderne Entwicklungen bieten Ihnen die Möglichkeit, maßgeschneiderte Lösungen für verschiedene Branchen und für verschiedene hochspezialisierte Aufgaben zu erstellen.
Da die moderne Produktion immer komplexer wird, ist der Einsatz neuronaler Netze für die Lösung folgender Aufgaben unverzichtbar:
- Steuerung von Manipulatoren und Robotern;
- Produktqualitätskontrolle in der Produktion;
- Gewährleistung der Produktionssicherheit;
- Prozesskontrolle: Optimierung der Produktionsablaufmodi;
- Überwachung und Visualisierung von Versandinformationen;
- Speicherung, Analyse und Verarbeitung von Informationen.
Innovationen im Bereich der in Produktion und Fertigung eingesetzten neuronalen Netze bieten großes Potenzial für Fertigungsunternehmen auf der ganzen Welt. Dabei geht es nicht nur und nicht so sehr darum, hier und jetzt Defekte zu erkennen, sondern vielmehr darum, große Datenmengen zu sammeln, deren Analyse die Produktionseffizienz deutlich steigern kann.
