Audi optimalizuje kontrolu kvality v lisovně umělou inteligencí

Audi hodlá jako jeden z prvních výrobců automobilů na světě využívat metodu strojového učení v sériové výrobě. Software z vlastního vývoje rozpoznává a označuje nejmenší trhliny v plechových dílech, a to automatizovaně, spolehlivě a během sekund. Audi tímto projektem podporuje využívání umělé inteligence a revolučním způsobem mění proces kontroly kvality ve výrobě.

Vzhledem ke stále náročnější výrobě automobilů Audi s progresivním designem a vysokým standardům kvality značky se čtyřmi kruhy jsou všechny díly karoserie důkladně kontrolovány ihned po dokončení jejich výroby v lisovně. Kromě vizuální kontroly zaměstnanci slouží k tomuto účelu několik malých kamer, umístěných přímo v lisech. Jimi zaznamenané obrazy jsou analyzovány softwarem na rozpoznávání obrazů. Tento proces bude brzy nahrazen procesem na základě strojového učení. Základem inovativní metody je software s komplexní umělou neuronovou sítí. Software rozpoznává s nejvyšší precizností i ty nejmenší trhliny v plechu a příslušná místa spolehlivě označuje.

„Možnost využití automatizované kontroly dílů v sériové výrobě v současnosti zkoumáme v naší ingolstadtské lisovně. Nová metoda podporuje naše zaměstnance a pro Audi představuje další důležitý krok v rámci transformace výroby na moderní chytrou továrnu,“ říká Jörg Spindler, vedoucí kompetenčního centra pro výrobní zařízení a techniku tváření.

Řešení vychází z metody hlubokého učení, speciálního druhu strojového učení, která dokáže pracovat s velkým množstvím velmi nestrukturovaných a vysoce dimenzionálních dat, například obrazových. Tým po mnoho měsíců trénoval umělou neuronovou síť pomocí několika milionů kontrolních fotografií. Mezi největší výzvy patřilo jednak vytvoření dostatečně velké databáze a jednak tzv. označování obrazů. Tým přitom označoval trhliny na ukázkových fotografiích s přesností na pixel, což vyžadovalo nejvyšší preciznost. Vynaložené úsilí se vyplatilo, protože neuronová síť se nyní na základě příkladů učí samostatně a rozpoznává trhliny i na nových, dosud neznámých fotografiích. Databázi tvoří několik terabytů kontrolních fotografií ze sedmi lisů v závodě Audi Ingolstadt a z několika výrobních závodů Volkswagen.

„Umělá inteligence a strojové učení jsou pro Audi stěžejními technologiemi budoucnosti. S jejich pomocí pokračujeme v trvale udržitelné digitální transformaci společnosti,“ zdůrazňuje Frank Loydl, ředitel IT ve společnosti AUDI AG. „V rámci tohoto mezioborového projektu společně vyvíjíme řešení pro sériovou výrobu, které je na trhu jedinečné a bude využíváno exkluzivně značkou Audi.“ Software, od nápadu až po dokončený prototyp, vznikal převážně v rámci interního vývoje Audi. Inovační oddělení Audi IT od poloviny roku 2016 úzce spolupracuje s oddělením výrobní technologie z kompetenčního centra pro výrobní zařízení a techniku tváření.

Kontrola kvality pomocí strojového učení v budoucnosti nahradí dosud používané vizuální rozpoznávání trhlin chytrými kamerami. Aktuální metoda je velmi náročná na manuální práci. Kamera se musí pro každý nový díl, vyráběný v lisovně, ať se jedná o dveře, kapotu motoru nebo blatník, nově nakonfigurovat. Při rozpoznávání navíc pravidelně dochází k chybám, protože jednoduché algoritmy programu pro zpracování obrazu jsou velmi závislé na různých faktorech, jako jsou světelné podmínky nebo stav povrchu snímaného dílu.

Strojové učení bude možné využívat i při dalších vizuálních kontrolách kvality. Za předpokladu dostatečného množství označených datových záznamů může toto řešení zvyšovat kvalitu výroby také v lakovně nebo na montážní lince.