Linatronic AI: Bitburger inspecciona y descarta botellas gracias a la IA - Krones

Sherlock Holmes es sin duda maestro de detectives y aún hoy es venerado en todo el mundo como símbolo del pensamiento analítico y racional. Su método de trabajo se fundamenta en la precisa evaluación de los datos y en la meticulosa inspección de los escenarios del crimen. Puede que la nueva inspeccionadora Linatronic AI no resuelva crímenes, pero su enfoque es notablemente similar al de Sherlock Holmes. Gracias a su inteligencia y a su extensa base de datos, la Linatronic AI es actualmente la inspeccionadora de mayor precisión para la industria de bebidas.

De hecho, su misión la cumple con maestría. Dicha misión consiste en detectar si las botellas están sucias, astilladas o agrietadas, o si queda algún resto de líquido o de sosa cáustica dentro de ellas. Equipada con una red neuronal artificial, la máquina detecta con precisión la suciedad y los posibles desperfectos en el material, dejando pasar únicamente las botellas que se encuentren en perfectas condiciones. Esto aumenta la calidad y reduce el consumo de recursos.

Sherlock Holmes es muy inteligente por naturaleza. La Linatronic AI, en cambio, fue entrenada específicamente para actuar de forma inteligente. En ello desempeñaron un papel decisivo dos socios clave: Krones y la cervecería Bitburger. Pero lo primero es lo primero. Hagamos una investigación a fondo.

La Linatronic AI lleva funcionando con éxito en Bitburger desde 2022.
Esta cervecería llena cuatro millones de botellas al día, el 90 por ciento de las cuales son retornables.

El uso sistemático del sistema retornable es un componente central de la estrategia de sostenibilidad. Una tecnología de inspección fiable es vital para garantizar que las botellas en circulación presenten una calidad impecable. “Por eso estábamos sumamente interesados cuando Krones se puso en contacto con nosotros en 2020 con el fin de desarrollar conjuntamente la inspeccionadora Linatronic AI con inteligencia artificial”, afirma el Dr. Hankes.

Socios en inspección

Y añade: “Nosotros siempre estamos abiertos a la innovación a fin de optimizar nuestros procesos y mejorar continuamente la calidad”. Claro está que nuestra dilatada relación de confianza también desempeñó un papel determinante. Al fin y al cabo, las dos empresas están vinculadas por una relación de cooperación que se remonta a la década de los setenta.

También llegó en el momento adecuado. Una inspeccionadora del año 2007 ya estaba obsoleta en una línea completamente equipada por Krones en la que se llenan 50.000 botellas de vidrio de 0,33 litros a la hora. De todos modos, la inspeccionadora anterior iba a ser sustituida por una nueva, y aquí es donde entra en juego la Linatronic AI.

El uso sistemático del sistema retornable es un componente central de nuestra estrategia de sostenibilidad. Por eso estábamos sumamente interesados cuando Krones se puso en contacto con nosotros en 2020 para desarrollar conjuntamente la inspeccionadora Linatronic AI con inteligencia artificial. Erwin Hächl Dr. Johannes HankesResponsable de Tecnología y Sostenibilidad en Bitburger

De cervecería rural a una de las cervecerías privadas más importantes de Alemania

Fundada en 1817 en el sur de la región de Eifel, en el estado federado de Renania-Palatinado, esta cervecera familiar de séptima generación cuenta con más de 200 años de tradición y es actualmente una de las cervecerías privadas más modernas y relevantes de Alemania. A este Grupo cervecero le pertenecen marcas como Bitburger, König Pilsener, Köstritzer y Licher. Existe además una cooperación de distribución con la Benediktiner Weißbräu GmbH. El Grupo emplea a unas 1.500 personas en total. A principios de la década de los setenta, fue erigido en pleno campo el actual emplazamiento de la cervecera en Bitburgo Sur, y desde entonces no ha dejado de crecer. La cervecería obtiene agua de una profundidad de 300 metros, la cual ha estado en el subsuelo durante más de 10.000 años y posee un alto contenido mineral. Este bien tan preciado es bombeado a través de una red de pozos profundos.

Mejor que Sherlock Holmes

En un principio, Bitburger optó por el enfoque dual. “Esto significa que inicialmente utilizamos la Linatronic en su forma clásica, al tiempo que la acondicionábamos para su aplicación inteligente”, explica Bernd Köhl, Jefe de Mantenimiento Eléctrico que lleva 40 años trabajando en Bitburger y su conocimiento de los procesos de inspección no tiene parangón dentro de la fábrica.

En lo concreto, este entrenamiento supuso instruir a la Linatronic AI inicialmente con decenas de miles de fotos. Al igual que Sherlock Holmes, que cuenta con la ayuda de su amigo John Watson para resolver sus casos, la Linatronic AI también contaba con sus asistentes: los empleados en Tecnología de Inspección de Krones, que examinaron y evaluaron detalladamente cada una de las imágenes. Un ejemplo: ¿Ves algún residuo de espuma o mancha de suciedad en la foto? En el primer supuesto, la botella puede ser enviada al envasado, en el segundo, deberá ser rechazada. En la jerga técnica, la asignación de información específica a una imagen se denomina anotación. El objetivo era captar con precisión todos los defectos posibles en las imágenes.

Un sistema de medición de alta frecuencia y un sensor de infrarrojos verifican, entre otras cosas, si queda líquido residual dentro de las botellas.

A partir de las imágenes anotadas, el equipo de expertos en IA de Krones desarrolló una red neuronal artificial. Se trata de un modelo informático que intenta reproducir la estructura neuronal del cerebro humano, formado por miles de millones de células nerviosas interconectadas entre sí que procesan señales eléctricas. El objetivo de esta red neuronal artificial es detectar patrones en los datos y sacar conclusiones de ellos. Cada neurona representa una fórmula matemática que procesa entradas (inputs) y genera salidas (outputs). En el caso de Bitburger, se trataba de las imágenes anotadas dispuestas en capas dentro de una red neuronal. La Linatronic AI aprende según el concepto conocido como Supervised Learning o Aprendizaje Supervisado. Se trata de un algoritmo de aprendizaje que se entrena con registros de datos que incluyen un output para cada input. En el caso de la Linatronic AI, esto significa que cada foto está asignada a un defecto específico.

Botellas defectuosas pilladas infraganti

Durante la fase de entrenamiento, esta red neuronal artificial fue instalada repetidamente en la inspeccionadora de botellas vacías para ser testada, ampliada y optimizada. “La colaboración fue excelente”, recuerda Bernd Köhl. Sin olvidar, claro está, que confiar está bien, pero verificar es mejor. En noviembre de 2022, el instituto de investigación independiente VLB para la industria cervecera, maltera y de bebidas de Berlín llevó a cabo la validación y aceptación críticas de esta red neuronal.

Desde su aceptación, la Linatronic AI con función IA está trabajando con éxito en Bitburger y lo hace de la siguiente manera: al igual que todas las inspeccionadoras, la Linatronic AI se ubica justo delante de la llenadora y consta de varias zonas de control:

En primer lugar, una cámara comprueba el contorno, la altura y el color de las botellas y también detecta marcas de roce (scuffing).
A continuación, tiene lugar la primera clasificación. La unidad de rechazo Ecopush expulsa las botellas defectuosas transportándolas a una trituradora de vidrio. En Bitburger, se trata de canales de descarga especialmente sellados. Esto evita que los fragmentos de vidrio de las botellas que caen reboten hacia arriba.
Durante la primera inspección de la pared lateral, se comprueban primero la parte delantera y trasera de la pared lateral de la botella (180 grados conjuntamente) en ángulo recto con respecto al sentido de transporte, utilizando un grupo específico de espejos.
Se utilizan sensores de alta frecuencia y de infrarrojos para comprobar si quedan restos de sosa cáustica o de otro tipo de líquido dentro de las botellas.
En la estación de paso, las botellas son retiradas de la cinta para ser transportadas estando agarradas lateralmente. En dicha estación se inspeccionarán la superficie de contacto, la base de la botella y la parte inferior de la boca en busca de signos de óxido.
Una vez que las botellas hayan girado 90 grados, se inspeccionarán los 180 grados restantes de la pared lateral. Esto garantiza un control de la pared lateral de 360 grados.
Por último, se vuelve a utilizar la unidad de rechazo Ecopush.

El inteligentísimo Sherlock Holmes siempre sabe lo que hace. En el caso de Bitburger pasa lo mismo, sin embargo, la cervecera sigue recurriendo a pruebas adicionales periódicas para garantizar la calidad. Cada vez que se inspeccionan 50.000 botellas, se lleva a cabo una cuidadosa comprobación para asegurarse de que todos los patrones de error se detectan correctamente. Para ello, Bitburger le tiende una trampa a la Linatronic, por así decirlo: existen botellas de prueba especiales con defectos intencionados que llevan un código QR para que la inspeccionadora de botellas vacías pueda asignar y registrar claramente dichos defectos. Las botellas de prueba con dichos códigos QR se introducen en el proceso para comprobar si la Linatronic AI las rechaza de manera fiable. Y únicamente cuando la máquina haya superado con éxito el test y haya detectado y rechazado las botellas de prueba, se podrá continuar con la producción.

Bernd Köhl, Jefe de Mantenimiento Eléctrico, comprueba en la pantalla si la Linatronic AI muestra errores. Posibles irregularidades son capturadas en una imagen y pueden analizarse en la pantalla.

Inspeccionadora maestra de la tecnología de llenado

Desde la incorporación de la Linatronic AI en Bitburger, la precisión de la inspección ha mejorado considerablemente. “La ventaja decisiva es que ahora solo descartamos las botellas que realmente hay que descartar”, subraya Bernd Köhl. Esto significa que, en el pasado, las botellas que podrían haberse reutilizado también se eliminaban del proceso de producción. Esto contribuye significativamente a la sostenibilidad en Bitburger. Además, se han reducido los recursos destinados al mantenimiento y ya no es necesario realizar reajustes durante las inspecciones.

Las botellas defectuosas se descartarán de manera fiable. En Bitburger, se trata de canales de descarga especialmente sellados. Esto evita que los fragmentos de vidrio de las botellas que caen reboten hacia arriba.

La ventaja decisiva es que ahora solo descartamos las botellas que realmente hay que descartar Erwin Hächl Bernd KöhlJefe de Mantenimiento Eléctrico de Bitburger

Este proceso de inspección es perfectamente estable y Bitburger está totalmente convencida de la tecnología basada en la inteligencia artificial, especialmente en comparación con la inspección basada en la tecnología de rayos X. En la actualidad, tres de las ocho líneas de llenado están equipadas con una Linatronic AI, y también está previsto utilizarla en líneas futuras. Así que este Sherlock Holmes de la tecnología de inspección aún tiene muchos casos por delante que resolver.