Kwaliteitsborging met AI in de autoproductie van BMW Group

De BMW Group gebruikt al meer dan 400 AI-oplossingen en automatiseert ook processen buiten de productie, waaronder in de logistiek. Een sleutel tot digitalisering is de BMW iFACTORY, een visionair totaalconcept dat op dit moment in alle fabrieken wereldwijd wordt geïmplementeerd. AI en het gebruik ervan in de autoproductie spelen hierin een centrale rol.

Het door de BMW Group ontwikkelde AIQX IT-platform automatiseert kwaliteitsprocessen met behulp van sensortechnologie en AI. De focus ligt op visuele en audiogebaseerde kwaliteitsinspectie, waarvoor netwerkcamera's van Axis de visuele gegevens leveren. De camera's zijn geïnstalleerd bij de assemblagelijn en maken continu beelden van de voertuigen. Door realtime locatiebepaling van de voertuigen worden de camera's langs de productielijn op het juiste moment geactiveerd.

In totaal worden meer dan 600 kwaliteitskenmerken geïnspecteerd, zoals het BMW-logo op de motorkap, de deursluitbalk, lasnaden in de carrosserieconstructie en vele andere onderdelen van een nieuwe BMW-auto. Dit resulteert in een sterk geautomatiseerd kwaliteitscontroleproces dat assemblage- en overige fouten in een vroeg stadium in fracties van een seconde herkent en direct terugkoppelt naar de medewerkers.

Beeldgegevens in realtime analyseren

Het hele proces wordt aangestuurd door AIQX en is gebaseerd op AI, of preciezer gezegd, op computer vision-technologie gebaseerd op deep learning. De gegevens die worden vastgelegd door de camera's langs de hele productielijn - afbeeldingen en video's - worden in realtime verzonden naar het cloudgebaseerde AIQX-platform en geanalyseerd met behulp van AI en algoritmen. Deze analyse is gebaseerd op zowel trainingsbeelden als synthetische gegevens.

De geanalyseerde gegevens zijn via een smart device direct beschikbaar voor de medewerkers aan de productielijn. Hierdoor kunnen zij eventuele gebreken zo snel mogelijk herkennen en idealiter verhelpen voordat het voertuig de volgende productiestap nadert. Een voorbeeld hiervan is het controleren van het typeplaatje. Zit het juiste plaatje op de juiste plaats? De Axis-camera's in combinatie met AIQX geven onmiddellijk de benodigde informatie. Zo kan AIQX worden gebruikt om met deze snelheid en efficiëntie afwijkingen in het assemblageproces op te sporen die voor mensen moeilijk te detecteren zijn, maar ook om de volledigheid te controleren en varianten te bepalen.

Beeldkwaliteit telt: AXIS P14-serie en AXIS Q1798-LE

Een van de cameramodellen die gebruikt wordt in combinatie met AIQX is de AXIS P14 Bullet-cameraserie. Dankzij de Forensic WDR- (Wide Dynamic Range) en Lightfinder-technologieën van Axis zorgen deze camera's voor beelden met levensechte kleuren en de kleinste details, ook bij slechte lichtomstandigheden of vrijwel volledige duisternis. Zelfs in een goed verlichte productiehal zijn er altijd situaties met weinig licht, bijvoorbeeld wanneer de camera een klein detail in een voertuig inspecteert.

De AXIS P14-serie zorgt voor goede beelden, bij verschillende verlichtingsscenario's. De beeldkwaliteit blijft dezelfde, ongeacht of er bijvoorbeeld een naamplaatje op een wit of een donker voertuig wordt gefilmd. De camera past zich hier automatisch op aan. Een ander voordeel voor het proces is dat de camera automatisch scherpstelt op elke passerende auto in het productieproces. Dit betekent dat de AI-software altijd toegang heeft tot gedetailleerde beelden van consistente kwaliteit.

Een andere camera die bij BMW in gebruik is, is de AXIS Q1798-LE Bullet-camera, die beelden van hoge pixeldichtheid levert dankzij de 4/3-inch beeldsensor met een hoge resolutie van 10 MP. De camera is uitgerust met een Canon-lens met een brandpuntsafstand van 12-48 mm en maakt groothoekbeelden met een horizontale beeldhoek van 90 graden, 4x zoom en elektronische beeldstabilisatie (EIS).

Cyberbeveiliging en duurzaamheid komen samen

Daarnaast bieden zowel de Axis P14-serie als de AXIS Q1798-LE een reeks ingebouwde cyberbeveiligingsfuncties om onbevoegde toegang te voorkomen en productieprocessen volledig te beschermen. Hiertoe behoort Axis Edge Vault, een hardwarematig cyberbeveiligingsplatform dat in de camera's is geïntegreerd. Dit platform maakt een veilige opslag en verwerking van cryptografische sleutels mogelijk - FIPS 140-3 Level 3-gecertificeerd.

Dankzij de digitaal ondertekende firmware wordt elke wijziging in de software van het apparaat ook herkend tijdens een firmware-update. Bovendien wordt de integriteit van het flashgeheugen elke keer dat de camera wordt opgestart gecontroleerd met de functie ‘Secure Boot’. Daarnaast bieden zowel de Axis P14-serie als de AXIS Q1798-LE een reeks geïntegreerde cyberbeveiligingsfuncties om betrouwbare toegang en volledige bescherming van productprocessen te garanderen.

Een ander voordeel van de camera's van Axis Communications is het duurzame karakter: zowel op het gebied van materialen als energiezuinigheid. De Zipstream-technologie van Axis vermindert bijvoorbeeld de benodigde bandbreedte en opslagruimte van de camera's in sommige gevallen met meer dan 50 procent, zonder afbreuk te doen aan de beeldkwaliteit.

Ook de total cost of ownership (TCO) speelt in dit kader een rol. Dankzij de Axis-camera's zijn er geen camerapoortjes met extra verlichting nodig, wat verdere investeringen en energiekosten bespaart. Bovendien hebben de camera's alleen een netwerkverbinding nodig en kunnen ze snel en eenvoudig worden geïnstalleerd via ‘plug & play’.

"Wij zijn er trots op dat onze camera’s de BMW Group ondersteunen bij het inzetten van AI-oplossingen in de autoproductie en het optimaliseren van de kwaliteitscontrole van de voertuigen, als pionier in digitalisering. Bovendien delen we samen met de BMW Group de waarden van duurzaamheid en gegevensbescherming, en profiteren we van een professionele samenwerking," benadrukt Torsten Kasten, Key Account Manager bij Axis Communications.

Conclusie

De combinatie van AIQX en Axis Communications-netwerkcamera's maakt automatisering en borging van kwaliteitsprocessen mogelijk die voorheen handmatig moesten worden gecontroleerd. De nieuwe aanpak vermindert het aantal fout- of defectcorrectieprocessen achteraf. De controle wordt sneller, efficiënter en nauwkeuriger uitgevoerd dan voorheen en ontlast de medewerkers.

Het nieuwe automatische kwaliteitscontroleproces wordt al met succes toegepast in alle BMW Group-fabrieken wereldwijd. Synthetisch gegenereerde beeldgegevens moeten het leerproces van de algoritmen in de toekomst verder versnellen. Op deze manier brengt BMW, met de steun van Axis Communications, een revolutie teweeg in het geautomatiseerde kwaliteitscontroleproces in de hightech auto-industrie.