Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPTForschungsprojekt »Qua²ntum«
Produktionsqualität und -kontrolle werden in Unternehmen immer häufiger durch KI-Systeme unterstützt, um eine gleichbleibend effiziente und ressourcenschonende Produktion zu sichern. In stark regulierten Märkten wie der Pharmaindustrie gewährleistet eine strenge Qualitätskontrolle die Sicherheit und Wirksamkeit von Medikamenten. Damit auch hier die Vorteile von KI genutzt werden können, ist ein zusätzliches Managementsystem erforderlich, das die KI-Systeme selbst steuert und überwacht.
Qualität² – Qualitätssicherung mit und für KI
Das Forschungsprojekt »Qua²ntum« startet mit dem Ziel, den Einsatz von KI-Systemen für die Qualitätssicherung in der pharmazeutischen Industrie zu ermöglichen. Damit Transparenz über die Entscheidungsprozesse entsteht und die strengen regulatorischen Anforderungen erfüllt werden, muss die Nachvollziehbarkeit der computergestützten Entscheidungen sichergestellt sein.
Aufgabe im Projekt »Qua²ntum« ist daher die Entwicklung eines umfassenden Qualitätsmanagementsystems (QMS), das speziell auf die Anforderungen von KI-Systemen zugeschnitten ist. Dieses System definiert Prozesse, Verantwortlichkeiten und Dokumentation bereits während der Entwicklung von KI-Systemen, um die geforderte Rückverfolgbarkeit zu ermöglichen. Es stellt Transparenz und Robustheit der KI-Methoden sicher und erzielt damit eine Nachvollziehbarkeit der getroffenen Entscheidungen.
KI-Qualitätsmanagementsystems in der Pharmaindustrie
In einem ersten Schritt werden im Projekt zunächst die Anforderungen ermittelt und die geltende Regulatorik eingehend recherchiert. Auf dieser Grundlage erfolgt dann die Entwicklung sowohl des KI-Qualitätsmanagementsystems als auch der KI-Algorithmen. Wie effektiv das System arbeitet zeigen, drei Anwendungsfälle aus der pharmazeutischen Industrie, darunter die Kontrolle von Leerflaschen, Flaschenmündungen und Bördelkappen. Konkret prüft das System bei der Leerflaschenkontrolle, ob sich keine Partikel in der leeren Flasche befinden. Die Mündungskontrolle überprüft die Unversehrtheit der Flaschenmündung und die Bördelkappenkontrolle dient der korrekten Positionierung der Versiegelung der befüllten Flasche. Durch diese Anwendungsfälle wird nicht nur die Funktionsfähigkeit des QMS demonstriert, sondern auch die praktische Anwendbarkeit und Effektivität der KI-Methoden.
Durch die höhere Transprarenz über die Entscheidungen der KI-Modelle soll nicht nur das Vertrauen in diese Systeme gestärkt werden, sondern auch sichergestellt, dass sie die übertragenen Aufgaben zuverlässig und nachvollziehbar erfüllen. Auf diese Weise trägt das Projekt dazu bei, die Produktionsqualität in stark regulierten Märkten zu verbessern und die Sicherheit und Wirksamkeit von Produkten zu gewährleisten, die Millionen von Menschen weltweit betreffen.
Förderung
Das Forschungsprojekt »Qua²ntum« wird durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung im Rahmen der Richtlinie »KI4KMU« zur Förderung von Projekten zum Thema »Erforschung, Entwicklung und Nutzung von Methoden der künstlichen Intelligenz in KMU« gefördert.
Projektpartner
- Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT, Aachen
- OCTUM GmbH, Ilsfeld
- Aimino Tech GmbH, Karlsruhe
- Sartorius AG, Göttingen
- Groninger Holding GmbH & Co. KG, Crailsheim
- ROTZINGER PharmaPack, Waiblingen