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Anomalieerkennung mit KI
in der industriellen Bildverarbeitung

In der modernen Fertigung gewinnen Systeme für automatisierte Qualitätskontrolle zunehmend an Bedeutung. Eine der Technologien, die dabei zum Einsatz kommt, ist die Identifikation von Anomalien auf Basis von Machine Learning. Diese Systeme ermöglichen es, Abweichungen vom Normalzustand von Produkten oder Bauteilen zu erkennen und so fehlerhafte Teile aus dem Produktionsprozess auszuschleusen.

Die Grundidee der Anomalieerkennung ist einfach: Das System wird mit „iO“-Bildern, also Bildern korrekt gefertigter Produkte, trainiert. Auf Basis dieser Normaldaten lernt die KI und kann anschließend Anomalien identifizieren.

Stärken der
Anomalieerkennung durch KI

Das Erkennen von Anomalien bietet vor bietet für sehr stabile und gut definierte Produktionsprozesse konkrete Vorteile:

  • Schnelle Inbetriebnahme:
    Da nur iO-bilder benötigt werden, kann die Lösung relativ zügig implementiert werden.
  • Einfache Erkennung von Abweichungen:
    Mit dem System können fehlerhafte Produkte frühzeitig als „abweichend“ identifiziert werden.
  • Pragmatische Lösung für stabile Produkte:
    Bei Produkten mit klaren, wiederholbaren Merkmalen eignet sich dieses Verfahren, um schnelle Qualitätskontrollen durchzuführen.

Limitierungen von unsupervised Anomalieerkennung

Trotz vieler Vorteile stößt die Anomalieerkennung bei vielen Anwendungen entscheidend an ihre Grenzen:

Reduzierung auf „iO vs. NiO“:

Die Algorithmen liefern keine detaillierte Analyse der Fehlerart oder des genauen Musters. Eine tiefergehende Ursachenforschung oder Prozessoptimierung ist dadurch kaum möglich.

Empfindlichkeit bei wechselnden Bedingungen:

Bei veränderten Lichtverhältnissen, Oberflächenreflexionen oder variierenden Bauteilen steigt die Fehlerquote (Pseudo-Fehler) deutlich, gleichzeitig sinkt die Erkennungsgenauigkeit.

Kaum Mehrwert für Prozessoptimierungen:

Da keine differenzierten Informationen über die Art der Abweichung bereitgestellt werden, bleibt der Nutzen für eine gezielte Optimieurung von Prozessen gering.

Dokumentation und Rückverfolgbarkeit stark eingeschänkt:

Modelle werden mit normalen Beispiel-Bildern durch maschnielles Lernen trainiert. Auswertungen der Anomalien geben lediglich eine Rückschluss auf die Ausschussquote. Zusätzliche manuelle Inspektionen erforderlich, wenn Muster erkannt werden sollen.

Diese Einschränkungen sollten bei der Wahl der Anomalie­erkennung berücksichtigt werden. Die Technologie eignet sich für einfach strukturierte, stabile Produktionsprozesse, während für komplexe oder variierende Produkte andere Ansätze, wie datenzentrische Deep-Learning-Methoden, langfristig effizienter sind.

Machine Vision Anomalie­erkennung
in der Industrie


Die Identifizierung von Anomalien durch Künstliche Intelligenz bietet einen pragmatischen Einstieg in die automatisierte Qualitätskontrolle. Sie ermöglicht eine schnelle Implementierung, reduziert den Initialaufwand für Trainingsdaten und eignet sich für stabile, standardisierte Produktionsprozesse. Gleichzeitig ist die Methode auf einfache „iO vs. NiO“-Entscheidungen beschränkt und liefert keine tiefgehenden Analysen für Prozessoptimierungen.

Unternehmen können mit dieser Technologie kurzfristig Produktfehler erkennen und Ausschuss reduzieren, sollten aber für langfristige, flexible Qualitätslösungen prüfen, ob alternative Ansätze sinnvoller sind. Die Herausforderungen, fehlerfreie Produkte in Echtzeit zu liefern werden für komplexere Fertigungen oder Produkte mit hoher Variantenvielfalt im größer. Oftmals empfiehlt sich der Einsatz von datenzentrierten KI-Lösungen, um eine präzisere Fehleranalyse und nachhaltige Prozessverbesserungen zu ermöglichen.

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Modellzentrische KI, Anomalieerkennung mit KI und Machine-Vision-Systeme können in klar definierten, stabilen Produktionsumgebungen hervorragende Ergebnisse liefern – insbesondere, wenn Fehlerbilder bekannt und Prozesse weitgehend konstant sind.

In vielen modernen Fertigungen ändern sich jedoch Bauteile, Materialien oder Prozessparameter regelmäßig. In solchen Fällen stoßen klassische Systeme schnell an ihre Grenzen, da sie auf feste Modelle oder Regeln angewiesen sind.

Wenn Sie eine Lösung suchen, die sich stetig an neue Daten anpasst, komplexe Fehlerbilder zuverlässig erkennt und trotz variierender Bedingungen stabil arbeitet, empfehlen wir den daten­zentri­schen Deep-Learning-Ansatz.

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