Prüfpläne mit KI erstellen

Von der technischen Zeichnung zum Prüfmerkmal

Die Prüfplanung überführt technische Anforderungen aus Konstruktionszeichnungen in prüfbare Merkmale, die anschließend im Wareneingang, während der Fertigung oder in der Qualitätssicherung überprüft werden.

Als Ausgangsbasis für die Prüfplanung dienen technische Zeichnungen, die häufig als digitale Bilddateien vorliegen. Diese enthalten eine Vielzahl relevanter Informationen. Dazu gehören Maße, Toleranzen, Radien, Oberflächenangaben und weitere technische Vorgaben, die über verschiedene Ansichten und Bereiche der Zeichnung verteilt sind.

Der Prüfplaner hat hierbei die relevanten Angaben zunächst aus der Zeichnung herauszulesen, technisch zu interpretieren und anschließend strukturiert als Prüfmerkmale im Prüfplan zu definieren.

Warum die manuelle Prüfplanung aufwendig ist

Die Erstellung und Pflege von Prüfplänen ist eine eigenständige und zeitintensive Fachaufgabe. Technische Zeichnungen müssen systematisch geprüft, potenziell prüfplanrelevante Angaben identifiziert und anschließend mit Werten, Toleranzen und weiteren Informationen in einen Prüfplan übertragen werden.

Gerade in fertigenden Unternehmen mit umfangreichen Zeichnungsbeständen entsteht dadurch ein erheblicher personeller und damit finanzieller Aufwand. Neben der Erstellung müssen bestehende Prüfpläne gepflegt und bei technischen Änderungen angepasst werden. Ein großer Teil dieser Arbeit besteht aus wiederkehrenden Tätigkeiten, etwa dem Auffinden, Erfassen und Übertragen technischer Angaben.

Genau an diesem repetitiven Anteil kann Künstliche Intelligenz ansetzen. Technische Informationen können automatisiert erkannt und für die weitere Bearbeitung vorbereitet werden. Die Tätigkeit der Fachkraft kann sich dadurch stärker von der manuellen Erfassung hin zu Kontrolle, Korrektur und Freigabe verschieben. Dadurch lässt sich die Bearbeitungszeit für die Prüfplanerstellung oder -überarbeitung reduzieren und fachliche Kapazität für Aufgaben schaffen, bei denen menschliches Wissen und Erfahrung von großer Bedeutung sind.

Weiterhin muss die Erstellung der Prüfwerte nachvollziehbar bleiben. Für die Qualitätssicherung reicht es nicht, nur einen Zahlenwert aus einer Zeichnung zu extrahieren. Es muss erkennbar bleiben, aus welchem Bereich der Zeichnung eine Information stammt und wie sie interpretiert wurde. Eine KI-Lösung für die Prüfplanung sollte deshalb nicht nur Daten erzeugen, sondern einen kontrollierbaren Prozess ermöglichen.

Grenzen der KI: Erkenntnisse aus der Entwicklung

In unserem aktuellen Entwicklungsprojekt zeigt sich, dass die Herausforderung weit über das reine Auslesen von Text und Zahlen hinausgeht. Technische Zeichnungen enthalten neben Maßangaben und Toleranzen auch grafische Symbole, technische Kennzeichnungen sowie unterschiedliche Zeichnungsbereiche und Ansichten. Diese Elemente müssen zunächst erkannt und anschließend in ihrem jeweiligen Kontext eingeordnet werden.

Besonders anspruchsvoll ist die Kombination aus Text-, Symbol- und Objekterkennung. Ein Symbol kann beispielsweise nur zusammen mit einer zugehörigen Zahl oder Maßangabe sinnvoll interpretiert werden. Gleichzeitig liegen technische Angaben, allgemeine Hinweise, Tabellen, Ansichten und Schriftfelder häufig dicht beieinander. Dadurch kann es vorkommen, dass relevante Bereiche übersehen, zusammengehörige Informationen getrennt oder nicht prüfplanrelevante Inhalte fälschlicherweise berücksichtigt werden.

Hinzu kommt, dass sich technische Zeichnungen stark in Aufbau, Informationsdichte und Layout unterscheiden. Ein Erkennungsansatz, der bei einer Zeichnung zuverlässig funktioniert, muss deshalb nicht automatisch bei einer anderen gute Ergebnisse liefern. Fehlende oder falsche Erkennungen sind wichtige Hinweise darauf, an welchen Stellen zusätzliche Trainingsdaten oder Anpassungen notwendig sind.

Das Ziel ist daher nicht, die fachliche Entscheidung vollständig an die KI zu übertragen. Vielmehr soll die Kombination aus Text-, Symbol- und Bereichserkennung die technische Zeichnung so vorstrukturieren, dass sich die Fachkraft stärker auf Kontrolle, Korrektur und Freigabe konzentrieren kann.

Wie KI technische Zeichnungen für die Prüfplanung vorbereitet

Ein Ansatz, der gute Ergebnisse liefert, besteht darin, die Zeichnung nicht in einem einzigen Schritt vollständig durch ein KI-Modell interpretieren zu lassen. Stattdessen können mehrere spezialisierte Verarbeitungsschritte zusammenarbeiten. Zunächst wird die Zeichnung als Bild betrachtet. Dadurch bleibt die Methode auch dann nutzbar, wenn keine verwertbaren CAD-Daten zur Verfügung stehen.

Im ersten Schritt werden relevante Bereiche auf der Zeichnung lokalisiert. Dazu gehören beispielsweise konkrete Maßangaben, Toleranzen oder zusammengehörige technische Hinweise. Eine optische Zeichenerkennung kann anschließend den enthaltenen Text und die Zahlenwerte erfassen. Weitere Modelle können die Bildausschnitte und ihre räumliche Beziehung analysieren. Erst danach wird die fachliche Bedeutung interpretiert.

Diese Trennung ist wichtig. Ein System muss unterscheiden können, ob es sich beispielsweise um ein notwendiges Prüfmerkmal, eine allgemeine Notiz, eine Ansicht oder den Schriftkopf handelt. Die reine Texterkennung reicht dafür nicht aus. Gleichzeitig sollte ein Sprachmodell nicht allein dafür verantwortlich sein, jeden relevanten Bereich pixelgenau auf einer komplexen Zeichnung zu finden.

In unserer Entwicklungsarbeit verfolgen wir deshalb einen modularen Ansatz. Spezialisierte Komponenten übernehmen Erkennung und Lokalisierung. KI-Modelle unterstützen anschließend bei der semantischen Interpretation. Das Ziel ist eine belastbare Vorstrukturierung, die manuelle Such- und Übertragungsarbeit reduziert.

Menschliche Prüfung bleibt Teil des Prozesses

Gerade im Qualitätsmanagement muss ein KI-Ergebnis überprüfbar bleiben. Ein falsch interpretierter Zahlenwert oder eine übersehene Toleranz kann direkte Auswirkungen auf eine Prüfung haben. Deshalb ist eine fachliche Freigabe Bestandteil eines kontrollierten Prozesses und kein Widerspruch zur Automatisierung.

Eine geeignete Lösung stellt erkannte Merkmale strukturiert bereit und zeigt gleichzeitig den Bezug zur ursprünglichen Zeichnung. Fachkräfte können dadurch schneller nachvollziehen, woher ein Vorschlag stammt. Korrekturen lassen sich gezielt durchführen, ohne sämtliche Inhalte erneut manuell erfassen zu müssen.

Integration der KI in die SAP-Prüfplanung

Nach der fachlichen Prüfung und Freigabe sollen die aus der technischen Zeichnung gewonnenen Informationen strukturiert an SAP QM übergeben werden. Ziel ist es, bereits geprüfte Angaben nicht erneut manuell übertragen zu müssen, sondern sie über eine definierte Schnittstelle für den weiteren Prüfprozess in SAP bereitzustellen.

Dadurch entsteht ein durchgängiger Ablauf zwischen Zeichnungsauswertung und SAP QM. Die KI bereitet die technischen Angaben vor, die zuständige Fachkraft kontrolliert und korrigiert sie bei Bedarf und gibt sie anschließend frei. Erst danach erfolgt die Übergabe an SAP QM.

So bleibt die fachliche Verantwortung beim Menschen, während der manuelle Übertragungsaufwand zwischen Zeichnung und SAP reduziert wird. Genau diese Verbindung aus KI-gestützter Vorbereitung, Freigabe und anschließender SAP-Integration ist ein zentraler Bestandteil unseres Entwicklungsprojekts.

KI in der Prüfplanung sinnvoll einführen

Die bisherigen Entwicklungsschritte zeigen, welches Potenzial in der automatisierten Auswertung technischer Zeichnungen liegt. Ziel ist es, technische Angaben zuverlässig zu erkennen, strukturiert für die fachliche Prüfung bereitzustellen und freigegebene Informationen anschließend, ohne erneute manuelle Übertragung, in SAP QM weiterzuverarbeiten.

Die Kombination aus automatisierter Erkennung, menschlicher Kontrolle und SAP-Integration schafft damit die Grundlage für einen effizienteren und zugleich nachvollziehbaren Prüfprozess.

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Dieser Artikel entstand im Rahmen eines geförderten Innovationsprojekts am Standort Jena. Gefördert wird die Neueinstellung von innovativem Personal zur Stärkung von Forschung und technologischem Fortschritt im Land Thüringen.