食品機械

碧特博格啤酒廠（Bitburger）是全球首家采用克朗斯Linatronic AI檢測機的公司。目前，全球共有大約30家啤酒廠引進(jìn)了這一設(shè)備。通過克朗斯先進(jìn)的人工智能檢測技術(shù)，不僅幫助企業(yè)提升了裝瓶的質(zhì)量，同時減少了資源的消耗。

大偵探福爾摩斯的分析推理是建立在仔細(xì)勘察現(xiàn)場和精準(zhǔn)評估數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)之上?？死仕剐滦蜋z測機Linatronic AI在數(shù)據(jù)收集以及評估方面，與其有異曲同工之妙：它借助人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)，準(zhǔn)確識別瓶子表面的污物、破損和裂紋，以及瓶內(nèi)殘留的液體或者微量殘堿，進(jìn)而剔除缺陷瓶子，確保合格的瓶子進(jìn)入生產(chǎn)流程。

自20世紀(jì)70年代開始，克朗斯就成為了碧特博格啤酒廠的良好合作伙伴，長期的信任關(guān)系在這次合作中起到了決定性的作用。通過克朗斯與碧特博格啤酒廠的緊密協(xié)作，經(jīng)過系統(tǒng)化訓(xùn)練的Linatronic AI充分發(fā)揮了其智能化特性，成功助力企業(yè)提高了裝瓶質(zhì)量，同時減少了資源消耗。

確保瓶子具有完美的質(zhì)量

碧特博格啤酒廠于1817年在德國南埃菲爾地區(qū)創(chuàng)立，距今已有200多年的歷史。公司現(xiàn)由第七代家族傳人掌管，是當(dāng)今德國知名的現(xiàn)代化啤酒廠之一，其生產(chǎn)的啤酒品牌包括Bitburger、K?nig Pilsener、K?stritzer和Licher，總計約有1500名員工。

該公司位于德國比特堡南部的工廠，建于 20 世紀(jì) 70 年代初期，此后一直在穩(wěn)步擴張。碧特博格啤酒廠十分重視可持續(xù)發(fā)展。如今，該工廠每天灌裝啤酒約四百萬瓶，其中90%為回收瓶。

“堅持使用可回收包裝是我們可持續(xù)戰(zhàn)略中的重要一環(huán)。因此，當(dāng)克朗斯公司在2020年聯(lián)系我們，表示希望與我們聯(lián)合開發(fā)采用人工智能的Linatronic AI檢測機，立即引起了我們的極大興趣?！?/span>

為了保證回收使用的瓶子始終具有完美的質(zhì)量，可靠的檢測技術(shù)支撐非常重要。2020年，碧特博格啤酒廠一臺購于2007年的檢測機已到了使用年限，亟需一臺新機器替代。該檢測機所在的啤酒生產(chǎn)線也是來自克朗斯，產(chǎn)能為每小時5萬瓶（330毫升玻璃瓶）。Linatronic AI的到來可謂生逢其時。

智能學(xué)習(xí)與訓(xùn)練，超越福爾摩斯

碧特博格啤酒廠決定先采取“雙軌戰(zhàn)略”：項目初期使用Linatronic的傳統(tǒng)功能，同時為進(jìn)一步智能應(yīng)用做好準(zhǔn)備。

就像福爾摩斯在破案時需要他的朋友華生的幫助一樣，Linatronic AI也需要有力的支持：首先需要讓Linatronic AI接受上萬張照片的訓(xùn)練?？死仕沟臋z測專家仔細(xì)研究每一張瓶子照片，并對發(fā)現(xiàn)的信息進(jìn)行認(rèn)定。例如：照片上到底是泡沫殘留還是污漬？前者可以前往灌裝流程，而第二種情況必須剔除。從技術(shù)上來說，給照片賦予特定的信息被稱作注釋，這樣做的目的是通過照片精確地發(fā)現(xiàn)每一個潛在的缺陷。

基于配備注釋的圖片，克朗斯AI專家團(tuán)隊開發(fā)了人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)。人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)是一種計算機模型，它試圖模擬人類大腦的神經(jīng)元結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)由數(shù)十億個相互連接的神經(jīng)細(xì)胞組成，由細(xì)胞處理電信號。人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)用于識別數(shù)據(jù)規(guī)律，從而得出結(jié)論。在此，每一個神經(jīng)元都是一個數(shù)學(xué)公式，負(fù)責(zé)處理數(shù)據(jù)輸入，產(chǎn)生信息輸出。在碧特博格啤酒廠，這些配備注釋的照片就是輸入的數(shù)據(jù)，他們被傳遞到神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的各層。

Linatronic AI使用“監(jiān)督學(xué)習(xí)”進(jìn)行訓(xùn)練，在這種方法中，算法會獲得帶有標(biāo)簽的數(shù)據(jù)集，這些數(shù)據(jù)集為每個數(shù)據(jù)輸入都提供了匹配的信息輸出。就碧特博格的Linatronic AI而言，輸入其中的每張照片都被賦予了一個特定的故障或缺陷。通過這種方法，神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)可以學(xué)習(xí)如何根據(jù)輸入的帶有注釋的照片來識別和分類啤酒瓶上的各種問題和缺陷。

洞察秋毫，缺陷瓶無所遁形

在訓(xùn)練階段，人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)被反復(fù)上傳到空瓶檢測機中進(jìn)行測試、擴展和優(yōu)化?！昂献鞣浅ｍ樌?，Bernd K?hl回憶說。2022年11月，柏林釀造學(xué)院（VLB）對該神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了最終的認(rèn)證和驗收測試。

通過驗收測試后，碧特博格啤酒廠成功啟用了檢測機的AI功能。該檢測單元位于灌裝機上游，由多個檢測區(qū)域組成：

檢測瓶子的輪廓、高度和顏色，同時還識別劃痕（劃痕檢測）。

進(jìn)行首次剔除：Ecopush剔除系統(tǒng)將缺陷瓶分離，并送入玻璃瓶破碎機。采用密封的剔除通道，以避免玻璃碎片濺出。

利用特殊的鏡組來檢查瓶子側(cè)壁的前面和后面（180度），與輸送方向成直角。

借助高頻和紅外傳感器檢查瓶中是否殘留堿液或者其它液體。

將瓶子從傳送帶上取下并側(cè)向夾緊以便進(jìn)一步運輸。檢查密封面、瓶底以及瓶口下方是否存在銹跡。

瓶子旋轉(zhuǎn)90度，檢查剩余的側(cè)壁，確保完成360度的側(cè)壁檢測。

Ecopush剔除系統(tǒng)再次剔除有缺陷的瓶子。

為了確保Linatronic AI的檢測質(zhì)量，每完成5萬次空瓶檢測，碧特博格啤酒廠就會對其進(jìn)行附加測試，以確保缺陷樣本能夠被精確地識別。為此，碧特博格啤酒廠針對Linatronic AI設(shè)置了自制的“陷阱”：具有特定缺陷的測試瓶被送入生產(chǎn)流程，以檢查Linatronic AI是否能可靠地檢測到它們。只有當(dāng)Linatronic AI成功識別和剔除這些缺陷瓶子后，才能繼續(xù)正常的生產(chǎn)流程。

灌裝行業(yè)的檢測大師

自從碧特博格啤酒廠引入Linatronic AI 檢測機之后，檢測精度得到大幅度改善。“最重要的優(yōu)勢在于，只有那些必須剔除的瓶子才會被剔除”， 碧特博格啤酒廠電氣維修主管Bernd K?hl先生強調(diào)說。以前的檢測機有時會誤將正常的瓶子剔除，造成一定的損耗。Linatronic AI的使用，也對碧特博格啤酒廠的可持續(xù)發(fā)展做出了重大貢獻(xiàn)。此外，由于檢測過程中不再需要人工調(diào)整，這顯著減輕了操作員的工作量。

Linatronic AI 的檢測性能非常穩(wěn)定，碧特博格啤酒廠已經(jīng)完全體驗到了AI技術(shù)帶來的巨大優(yōu)勢。目前，碧特博格啤酒廠共有八條啤酒生產(chǎn)線，其中三條已經(jīng)配備了Linatronic AI，其他生產(chǎn)線的檢測系統(tǒng)升級也已經(jīng)在規(guī)劃當(dāng)中。