Die Firma Robert GmbH (Exact Colours) aus Emsdetten stellt seit den 50er Jahren Farben und Farbmischungen her. Eine der komplexen Aufgaben der Firma ist es, die Rezeptur einer bestimmten Farbmischung herauszufinden und zu produzieren. Bei den circa 10.000 Farben pro Jahr, konnte sich die Firma bislang auf ihre langjährig erfahrenen Mitarbeitenden „mit einem guten Auge“ verlassen. Auch eine Software unterstützte den Prozess. Angesichts des Fachkräftemangels sowie dem absehbaren Austritt vieler Beschäftigter in die verdiente Rentenzeit, sieht sich die Firma gezwungen, die Möglichkeiten einer künstlichen Intelligenz (KI) zu testen. Dafür wandte sich der Geschäftsführer Benjamin Robert an das Zukunftszentrum KI NRW, um zu erfragen, inwieweit ein auf maschinelles Lernen trainiertes Modell diese komplexe Aufgabe übernehmen kann und ob das Modell aus vergangenen Fehlern lernt.

Ansatz und Lösung

Innerhalb der 10-tägen Intensivberatung des Projekts „Zukunftszentrum KI NRW“ bestand das Ziel darin, zu untersuchen, wie gut eine KI eine bestimmte Farbmischung basierend auf der vom Unternehmen gemessenen „Reflexionskurve“ prognostiziert werden kann.

Damit eine Farbe eines Kunden nachgemischt werden kann, gibt es nicht immer nur eine richtige Lösung. So kann es vorkommen, dass für die gleiche Zielfarbe verschiedene Farbpigmente verwendet werden, die zum gleichen Ergebnis führen können. Um somit den Prozess des Farbmischens zu ermöglichen, musste bisher eine verantwortliche Person das Wissen besitzen sagen zu können, welche Farben für eine Farbmischung einer Zielfarbe in Betracht gezogen werden sollten und welche der verschiedene Farbmischungen zu präferieren ist. Hier stellt eine KI, die in der Lage ist, eine Farbmischung zu prognostizieren eine erhebliche Arbeitserleichterung für Neueinsteiger, aber auf für aktuelle Experten dar.

Um zu testen, ob die vorhandenen Daten für den beschriebenen Fall ausreichen und was getan werden musste, um eine KI-Unterstützung zu ermöglichen, wurden die vorhandene Daten analysiert, bereinigt und erweitert. Daraufhin wurden mit maschinellem Lernen verschiedene Modelle getestet, die die Regeln zum Erzeugen einer bestimmten Farbmischung bestmöglich abzubilden versuchen sollten.

Das erste Vorhersageziel war, zu prognostizieren, welche Farbpigmente überhaupt für eine Mischung benötigt werden. Das zweite Ziel bestand darin zu untersuchen, ob eine KI vorhersagen kann, wieviel eines Farbpigmentes für eine Farbmischung genutzt werden sollte. Da die totale Menge eines Farbpigments von der generellen Zielmenge abhängt war das Ziel nicht die Menge in Gramm vorherzusagen, sondern den prozentualen Anteil eines jeden Pigments für eine Mischung.

Neben zwei einzelnen KIs ist es zusätzlich möglich, beide KIs zu kombinieren. Somit soll die Vorhersage gemacht werden, ob ein Farbpigment benötigt wird und in welcher Menge.

Live-Test und Fazit

Innerhalb des Abschlussgesprächs wurden die entwickelten Prototypen einem Live-Test unterzogen. So wurden von Farben, mit welchen die KI nicht trainiert wurde, eine Reflexionskurve gemessen, für welche die verschiedenen Ansätze eine Prognose treffen sollten, welche Pigmente und in welcher Menge benötigt werden. Die Vorhersage der Mischung wurde im Anschluss zusammengemischt und von der Expertin mit der Zielfarbe verglichen. Das Ziel dieses Tests war es zu ermitteln, wie gut die KI das Gelernte auf neue Farben anwenden kann und wie zufriedenstellend die Ergebnisse aus Expertensicht sind.

„Wir haben gesehen, dass es mit der künstlichen Intelligenz funktioniert.“

Ben Robert, Geschäftsführer Robert GmbH

Es lässt sich schlussfolgern, dass eine KI, welche Pigmente und ihre benötigte Menge bestimmt, eine Arbeitsunterstützung im Alltag darstellt, von der insbesondere Personen profitieren können, die nicht auf den ersten Blick erkennen, welche Farbpigmente für eine Mischung benötigt werden und welche der verschiedenen möglichen Mischungen die optimale erste Mischung darstellt. Aber auch für Experten im Bereich kann eine solche Prognose eine Arbeitserleichterung darstellen, da eine erste Mischung schneller durchgeführt werden kann, wodurch der Feinschliff der Mischung schneller startet, was eine gewisse Farbexpertise voraussetzt.

Durch die zufriedenstellenden Ergebnisse, welche innerhalb der Intensivberatung erzielt werden konnte, ist die Motivation des Unternehmens umso größer, sich weitergehend mit dem Thema KI zu beschäftigen und eine KI, wie sie getestet wurde, aktiv im Unternehmensalltag zu nutzen. Um dies umzusetzen, konnte zum Abschluss der Beratung durch die Lotsenfunktion des Zukunftszentrums der Kontakt zu einem weiteren geförderten Projekt hergestellt werden.

Zusätzlich stehen weitere Maßnahmen mit dem Zukunftszentrum an, um weitergehendes Wissen rund um das Thema KI und Digitalisierung zu vermitteln. Wir freuen uns auf die künftige Zusammenarbeit und sind gespannt, wie sich das Projekt, welches wir gemeinsam starten konnten, weiterentwickelt!