Siemens en NVIDIA laten printplaten virtueel keuren vóór de productie start

Elektronicafabrikanten moeten voor elk nieuw product of elke nieuwe variant eerst een fysiek prototype bouwen voordat ze hun controleapparatuur kunnen instellen. Dat kost tijd en geld, zeker in fabrieken waar het productieproces meerdere keren per week verandert. Siemens en NVIDIA willen die stap overslaan met een nieuwe, AI-gestuurde werkwijze die inspectiesystemen al virtueel voorbereidt.

Een digitale kopie van de printplaat

De basis van het systeem is de combinatie van Siemens' software Teamcenter en Process Preparation X. Teamcenter levert het ontwerp van de printplaat, de onderdelenlijst en alle technische specificaties aan. Process Preparation X zet die gegevens om in een digitale tweeling: een virtuele kopie van de printplaat inclusief alle componenten, ook wel de 'golden board' genoemd, de referentieversie die als ijkpunt dient voor kwaliteitscontrole.

Die digitale tweeling wordt vervolgens gevoed aan NVIDIA Cosmos, een AI-platform dat fotorealistische beelden kan genereren. Via de Cosmos Data Factory worden daarmee kunstmatige, maar realistische afbeeldingen gemaakt van printplaten: zowel goedgekeurde exemplaren als platen met allerlei soorten fouten, zoals verkeerd geplaatste onderdelen of slechte soldeerverbindingen. Met deze synthetische beelden kunnen de automatische optische inspectiesystemen (AOI), de camera's die in fabrieken fouten op printplaten moeten herkennen, al worden ingesteld en getraind voordat er een echte plaat is gemaakt.

Minder foutmeldingen, meer controle tijdens productie

Het systeem blijft ook nuttig zodra de productie eenmaal draait. Wanneer een inspectiecamera een mogelijk defect signaleert, kan een tweede AI-controle meekijken en bepalen of het om een echte fout gaat of om een 'false call', een vals alarm waarbij de machine ten onrechte een fout meldt. Dat soort valse meldingen kost fabrieken nu veel tijd, omdat medewerkers elk signaal handmatig moeten nakijken.

Testfabriek in Erlangen

De werkwijze wordt op dit moment getest in de Siemens Electronics Factory in Erlangen, Duitsland. Deze fabriek fungeert als zogeheten Customer Zero: de eerste testomgeving voor nieuwe, AI-ondersteunde productietechnieken. De fabriek produceert veel verschillende soorten elektronica en past het proces drie tot vijf keer per week aan, wat hem geschikt maakt om de nieuwe technologie onder realistische omstandigheden te beproeven.

Siemens noemt concrete doelen: tot 85 procent minder handmatig engineeringswerk bij het instellen van inspectieprogramma's, 40 procent minder valse foutmeldingen en een verbetering van meer dan 5 procent in de zogeheten first-pass yield, het percentage producten dat direct in één keer goed wordt gekeurd. Voor fabrikanten betekent dit minder afhankelijkheid van fysieke testexemplaren en snellere opstart van nieuwe productielijnen. Het laat ook zien hoe digitale tweelingen en generatieve AI steeds verder doordringen in de maakindustrie, van productontwerp tot kwaliteitscontrole op de fabrieksvloer.