Im Forschungsprojekt „AutoPress“ haben das IPH und JOBOTEC gezeigt, dass sich alte Maschinen mit Sensoren und KI nachrüsten lassen – und dass die KI-gestützte Prozessüberwachung robust genug ist für das industrielle Umfeld. (Bild: Nils Doede / IPH gGmbH)
In einem kürzlich abgeschlossenen Forschungsprojekt haben das IPH – Institut für Integrierte Produktion Hannover und die JOBOTEC GmbH ein innovatives KI-System zur Prozessüberwachung entwickelt. Dieses System, das sich auf bestehende Maschinen nachrüsten lässt, bietet produzierenden Unternehmen eine moderne Lösung zur Reduktion von Ausschuss und zur Steigerung der Bauteilqualität. Am Beispiel einer Spindelpresse wurde gezeigt, wie die Überwachung mithilfe künstlicher Intelligenz funktioniert und wie sie sich auf verschiedene Maschinen und Anlagen übertragen lässt.
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Welche technische Grundlage hat die KI-gestützte Prozessüberwachung?
Im Kern basiert das AutoPress-System auf einer präzisen Sensorik und einer ausgeklügelten KI-Analyse, die es ermöglicht, alte Maschinen digital aufzurüsten. Die Nachrüstung beinhaltet Sensoren wie Laserdistanzmesser, die die Halbzeughöhe bestimmen, Spannungsmessungen zur Erkennung von mechanischen Spannungen und Temperatursensoren, die kritische Schwankungen in der Produktionsumgebung erfassen.
Diese Sensoren liefern Echtzeitdaten, die von den KI-Modellen analysiert werden. Dabei handelt es sich um Algorithmen, die sich auf Supervised Learning stützen: Sie müssen zunächst mit Datensätzen und Erfahrungswerten trainiert werden, bevor sie zuverlässig arbeiten können. Mithilfe dieser Methoden lernt das System, Abweichungen von idealen Produktionsparametern zu erkennen, und kann sofortige Rückmeldungen geben, wenn Abweichungen auftreten. Diese Datenlage ermöglicht präzise Handlungsempfehlungen, die die Bedienung der Maschinen vereinfachen und Fehler minimieren.
Wie hilft das System in der Praxis, Ausschuss zu vermeiden?
Die KI-Prozessüberwachung erkennt Abweichungen der Materialhöhe und empfiehlt sofortige Anpassungen. Beispielsweise führt eine zu geringe Halbzeughöhe zu unvollständigen Formfüllungen und damit zu Ausschuss. Bei einer zu hohen Höhe werden Material und Energie verschwendet. Die KI kann sofort die erforderlichen Korrekturen vorschlagen. Auch Abweichungen in der Werkzeugposition oder Materialverwechslungen werden frühzeitig identifiziert, wodurch Fehlproduktionen vermieden werden.
Welche Rolle spielt das Retrofit für die Nachhaltigkeit?
Durch den Einsatz moderner Sensorik und KI-Software können Unternehmen teure Maschinenneukäufe vermeiden und ihre bestehenden Anlagen kostengünstig nachrüsten. Ein Retrofit verlängert die Lebensdauer von Maschinen, was sowohl ökonomisch als auch ökologisch vorteilhaft ist, da es Ressourcen schont und Abfall vermeidet. Besonders für kleine und mittlere Unternehmen bietet diese Lösung eine erschwingliche Möglichkeit, ihre Wettbewerbsfähigkeit zu steigern.
Warum ist die KI-Anwendung ein Vorteil im Fachkräftemangel?
Ein großer Vorteil der AutoPress-Lösung ist, dass sie das Bedienpersonal aktiv unterstützt. Da die KI Fehlermeldungen und Optimierungsvorschläge liefert, können auch weniger erfahrene Mitarbeitende die Maschinen bedienen. Diese Unterstützung ist für viele Unternehmen, die mit Fachkräftemangel zu kämpfen haben, von unschätzbarem Wert und kann die Abhängigkeit von Fachpersonal reduzieren.
Wie kann das System zur Effizienzsteigerung beitragen?
Die KI-basierte Prozessüberwachung ermöglicht eine bessere Kontrolle und verringert den Material- und Energieverbrauch. Die kontinuierliche Anpassung der Parameter trägt dazu bei, eine gleichbleibend hohe Bauteilqualität sicherzustellen. So optimiert das System nicht nur die Produktionsprozesse, sondern verbessert auch die Nachhaltigkeitsbilanz des Unternehmens.
