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匠心独运,洞察秋毫:空瓶检测“福尔摩斯”Linatronic AI
来源: 克朗斯作者: 克朗斯时间:2024-07-09 11:05:40点击:288

碧特博格啤酒厂(Bitburger)是全球首家采用克朗斯Linatronic AI检测机的公司。目前,全球共有大约30家啤酒厂引进了这一设备。通过克朗斯先进的人工智能检测技术,不仅帮助企业提升了装瓶的质量,同时减少了资源的消耗。

大侦探福尔摩斯的分析推理是建立在仔细勘察现场和精准评估数据的基础之上。克朗斯新型检测机Linatronic AI在数据收集以及评估方面,与其有异曲同工之妙:它借助人工神经元网络,准确识别瓶子表面的污物、破损和裂纹,以及瓶内残留的液体或者微量残碱,进而剔除缺陷瓶子,确保合格的瓶子进入生产流程。


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自20世纪70年代开始,克朗斯就成为了碧特博格啤酒厂的良好合作伙伴,长期的信任关系在这次合作中起到了决定性的作用。通过克朗斯与碧特博格啤酒厂的紧密协作,经过系统化训练的Linatronic AI充分发挥了其智能化特性,成功助力企业提高了装瓶质量,同时减少了资源消耗。

确保瓶子具有完美的质量

碧特博格啤酒厂于1817年在德国南埃菲尔地区创立,距今已有200多年的历史。公司现由第七代家族传人掌管,是当今德国知名的现代化啤酒厂之一,其生产的啤酒品牌包括Bitburger、König Pilsener、Köstritzer和Licher,总计约有1500名员工。

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该公司位于德国比特堡南部的工厂,建于 20 世纪 70 年代初期,此后一直在稳步扩张。碧特博格啤酒厂十分重视可持续发展。如今,该工厂每天灌装啤酒约四百万瓶,其中90%为回收瓶。

“坚持使用可回收包装是我们可持续战略中的重要一环。因此,当克朗斯公司在2020年联系我们,表示希望与我们联合开发采用人工智能的Linatronic AI检测机,立即引起了我们的极大兴趣。”

为了保证回收使用的瓶子始终具有完美的质量,可靠的检测技术支撑非常重要。2020年,碧特博格啤酒厂一台购于2007年的检测机已到了使用年限,亟需一台新机器替代。该检测机所在的啤酒生产线也是来自克朗斯,产能为每小时5万瓶(330毫升玻璃瓶)。Linatronic AI的到来可谓生逢其时。

智能学习与训练,超越福尔摩斯

碧特博格啤酒厂决定先采取“双轨战略”:项目初期使用Linatronic的传统功能,同时为进一步智能应用做好准备。

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就像福尔摩斯在破案时需要他的朋友华生的帮助一样,Linatronic AI也需要有力的支持:首先需要让Linatronic AI接受上万张照片的训练。克朗斯的检测专家仔细研究每一张瓶子照片,并对发现的信息进行认定。例如:照片上到底是泡沫残留还是污渍?前者可以前往灌装流程,而第二种情况必须剔除。从技术上来说,给照片赋予特定的信息被称作注释,这样做的目的是通过照片精确地发现每一个潜在的缺陷。

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基于配备注释的图片,克朗斯AI专家团队开发了人工神经元网络。人工神经元网络是一种计算机模型,它试图模拟人类大脑的神经元结构,该结构由数十亿个相互连接的神经细胞组成,由细胞处理电信号。人工神经元网络用于识别数据规律,从而得出结论。在此,每一个神经元都是一个数学公式,负责处理数据输入,产生信息输出。在碧特博格啤酒厂,这些配备注释的照片就是输入的数据,他们被传递到神经元网络的各层。

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Linatronic AI使用“监督学习”进行训练,在这种方法中,算法会获得带有标签的数据集,这些数据集为每个数据输入都提供了匹配的信息输出。就碧特博格的Linatronic AI而言,输入其中的每张照片都被赋予了一个特定的故障或缺陷。通过这种方法,神经元网络可以学习如何根据输入的带有注释的照片来识别和分类啤酒瓶上的各种问题和缺陷。

洞察秋毫,缺陷瓶无所遁形

在训练阶段,人工神经元网络被反复上传到空瓶检测机中进行测试、扩展和优化。“合作非常顺利”,Bernd Köhl回忆说。2022年11月,柏林酿造学院(VLB)对该神经元网络进行了最终的认证和验收测试。

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通过验收测试后,碧特博格啤酒厂成功启用了检测机的AI功能。该检测单元位于灌装机上游,由多个检测区域组成:

检测瓶子的轮廓、高度和颜色,同时还识别划痕(划痕检测)。

进行首次剔除:Ecopush剔除系统将缺陷瓶分离,并送入玻璃瓶破碎机。采用密封的剔除通道,以避免玻璃碎片溅出。

利用特殊的镜组来检查瓶子侧壁的前面和后面(180度),与输送方向成直角。

借助高频和红外传感器检查瓶中是否残留碱液或者其它液体。

将瓶子从传送带上取下并侧向夹紧以便进一步运输。检查密封面、瓶底以及瓶口下方是否存在锈迹。

瓶子旋转90度,检查剩余的侧壁,确保完成360度的侧壁检测。

Ecopush剔除系统再次剔除有缺陷的瓶子。

为了确保Linatronic AI的检测质量,每完成5万次空瓶检测,碧特博格啤酒厂就会对其进行附加测试,以确保缺陷样本能够被精确地识别。为此,碧特博格啤酒厂针对Linatronic AI设置了自制的“陷阱”:具有特定缺陷的测试瓶被送入生产流程,以检查Linatronic AI是否能可靠地检测到它们。只有当Linatronic AI成功识别和剔除这些缺陷瓶子后,才能继续正常的生产流程。

灌装行业的检测大师

自从碧特博格啤酒厂引入Linatronic AI 检测机之后,检测精度得到大幅度改善。“最重要的优势在于,只有那些必须剔除的瓶子才会被剔除”, 碧特博格啤酒厂电气维修主管Bernd Köhl先生强调说。以前的检测机有时会误将正常的瓶子剔除,造成一定的损耗。Linatronic AI的使用,也对碧特博格啤酒厂的可持续发展做出了重大贡献。此外,由于检测过程中不再需要人工调整,这显著减轻了操作员的工作量。

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Linatronic AI 的检测性能非常稳定,碧特博格啤酒厂已经完全体验到了AI技术带来的巨大优势。目前,碧特博格啤酒厂共有八条啤酒生产线,其中三条已经配备了Linatronic AI,其他生产线的检测系统升级也已经在规划当中。


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