Kvalitet i produksjon – AI gjør sitt inntog

Det nærmer seg productronica 2023 – europas største utstillingsvindu for nye produkter og tjenester for produksjon av elektronikk. Blant de tekniske fremskrittene vil vi i år trolig få se en tydelig trend mot mer bruk av kunstig intelligens i produksjon. I tillegg vil arrangementet ha ekstra fokus på automatisering generelt og kraftelektronikk.

 Kunstig intelligens

Kunstig intelligens (AI) setter tydelig fart innen elektronikkproduksjon, og blir et sentralt tema i industrien, mener også arrangørene. Med en rekke vellykkede prosjekter er industrien i ferd med å integrere maskinlæringsløsninger i større grad i produksjonslinjer. Fra 14. til 17. november tar productronica 2023 sikte på å vise hvilke produktivitetsmuligheter som oppstår som et resultat av dette. Konseptuell sponsor for det mange anser som den viktigste begivenheten for bransjen er VDMA Productronics (et underbruk av den tyske industriforeningen VDMA).

Det begynte med AOI

Mens de generative formene for kunstig intelligens først nylig har skapt oppsikt i offentligheten, med ChatGPT som ett eksempel, har utviklingen av maskinlæring (ML) allerede vært i gang lenger og til dags dato mye mer stillfarende: Den viktigste driveren innen elektronikkproduksjon er i dag automatisert optisk inspeksjon (AOI), basert på den teknologiske utviklingen innen bildebehandling. På dette området har repetisjonsbaserte læringsalgoritmer – systemer med en adaptiv tilnærming – vært i ferd med å erstatte konvensjonell IT i over et tiår. Det samme skjer også med sammenlignbare systemer, for eksempel innen forebyggende medisin, hvor fokus er på automatisert intelligent analyse av data fra bildebehandlingsprosedyrer.

Mer produktivitet

Kunstig intelligens blir også sett på som en muliggjører for mer produktivitet, og gir som sådan enorme vekstmuligheter: Det kanadiske markedsanalyseselskapet Emergen Research rapporterte et globalt markedsvolum på 2,6 milliarder amerikanske dollar for «AI i produksjonsteknologi» i 2022 – med en gjennomsnittlig årlig vekstrate på 44,5 % i forhold til de foregående årene. Ifølge prognosen forventes dette å fortsette. Drivkrefter er prediktivt vedlikehold og «den smarte fabrikken».

Økende marked

Nesten alle automatiserte inspeksjonssystemer i elektronikkproduksjon er allerede i dag klare for smarte fabrikker. Selv om det kun er en indirekte kobling mellom volumene for begge markeder, bekrefter det globale markedsvolumet for AOI på rundt 650 millioner amerikanske dollar og en årlig vekst på rundt 20 % trenden. For produkter fra alle de ledende selskapene i markedet (inkludert selskapene Goepel, Koh Young, Saki og Viscom som utstillere på productronica 2023), er overgangen til bruk av AI i system tydelig økende.

Modnere

Volker Pape, styreleder i Productronics Association of VDMA siden 2017, og medgründer av Viscom og medlem av representantskapet, forklarer det slik: – De selvlærende ferdighetene til inspeksjonssystemene våre har nådd et høyt modenhetsnivå der vi bruker AI. Siden hyppigheten av feil i elektronikkproduksjon er håndterbar, måtte ingeniørene våre lage «kunstige» feilmønstre ved hjelp av bildebehandling for å oppnå et mer relevant læringsutvalg for AI, og dermed en enda større læringseffekt, forteller han.

Case-studie demonstrerer fordeler

Dr. Sebastian Mehl, hvis oppgave hos Siemens AG er å integrere modne og fungerende AI-applikasjoner i produksjonsmiljøer innen elektronikkproduksjon, forklarer hvorfor AI spiller en så viktig rolle i AOI-applikasjoner: Selv uten AI, kan to tredjedeler av de testede sammenstillingene identifiseres som gode enheter. Av de rundt 30 % som ikke var i førsteutvalget, var det bare en mindre andel som faktisk hadde en feil.

Sparer betydelig innsats

Hvis nå mennesker tok på seg inspeksjonen for denne andelen falske varsler i den andre kontrollen, ville det medføre betydelig ekstra inspeksjonsinnsats. Ellers ville det være stor risiko for at flere av de faktiske feilene blir oversett, ifølge Dr. Mehl. I OFM-linjer hos Siemens er antallet falske varsler halvert, og førstegangsraten økt med 15 % ved hjelp av AI. I en kommentar til tidligere prosjekterfaring sier Mehl: – Den ekstra inspeksjonsinnsatsen som ikke lenger er nødvendig kan måles konkret i årlige sekssifrede (!) besparelser.

Kvalitet og lønnsomhet

Å bruke AI i det nevnte eksemplet forbedrer ikke bare kvaliteten, men gir også ganske klart økonomiske fordeler, ifølge Siemens. Målet til deres MLOps-team (Machine Learning Operationalized) er derfor å implementere den AI-baserte teknologien i alle produksjonslinjer.

Automatisering og kraftelektronikk

Mottoet for productronica 2023 er «Shaping the future of electronics production». I tillegg til AI i elektronikkproduksjon, er automatiseringstrender i bransjen og den økende betydningen av kraftelektronikk de andre fokustemaene på årets messe for elektronikkutvikling og produksjon. VDMAs hovedstand vil også fokusere mer på temaet sensorer i elektronikkproduksjon.