Prozesskontrolle Systemfehler per KI-Soundcheck aufspüren

Im Rahmen der Hannover Messe Digital stellt das Fraunhofer-IDMT aus Ilmenau eine Software vor, die Probleme in Maschinen und Systemen quasi hören kann. Auch KI-Laien sollen es damit leichter haben.

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Technologie-Institut für Metall & Engineering GmbH

Fraunhofer-Institut für Digitale Medientechnologie IDMT

Viele KMU wagen sich an Hilfsmittel nicht heran, wenn sie auf Künstlicher Intelligenz (KI), also lernenden Algorithmen, basieren, haben die Experten des Fraunhofer-Instituts für Digitale Medientechnologie IDMT aus Ilmenau herausgefunden. Die Unternehmen hätten Angst vor deren Komplexität, und dass sie den Überblick verlieren könnten. Und nicht zuletzt sieht auch ein noch so „schlauer“ Algorithmus jede Produktänderung zunächst als Fehler an. Man müsse also immer wieder eingreifen, und dem System klar machen, dass das nun richtig sei. Mit der KI-basierten Software namens IDMT-Isaac (Industrial Sound Analysis for Automated Quality Control) soll man aber auch ohne KI-Wissen von den smarten Unterstützungsmöglichkeiten profitieren können.

Hören, ob das Schweißen gut gelingt

Versierte Praktiker können Fehler in Maschinen und Anlagen durchaus am Klang des Prozesses erkennen, heißt es weiter. Auch IDMT-Isaac setze deshalb auf die Akustik. Die IDMT-Experten haben das System dazu mit zuvor aufgezeichneten akustischen Daten von Schweißprozessen trainiert. Die KI hört die entstehenden Prozessgeräusche beim Schweißen ab. Aus den gewonnen Audio-Eindrücken, nebst Vergleich mit den internen Daten, kann sie dann Rückschlüsse auf die Qualität der betreffenden Schweißnaht ziehen, so die Erklärung. Herzstück von IDMT-Isaac ist ein sogenanntes Framework, über das man per Klicks verschiedene Parameter ändern kann. So könne man der KI etwa eine Geometrieänderung des Produkts relativ leicht beibringen.

Nutzbar über eigene Schnittstelle oder IDMT-Server

Doch nicht nur für das Schweißen bietet das Framework dienlich. „Wir haben im Baukasten diverse Methoden integriert, um andere Prozesse wie das Fräsen relativ schnell abbilden zu können“, lässt Judith Liebetrau, Gruppenleiterin Industrial Media Applications am Fraunhofer-IDMT. Den KMU, die das interessiert, soll auch die Chance gegeben werden, ihre eigene Software zu nutzen. Sie können dann über eine Schnittstelle auf dem Server des IDMT auf die KI des Instituts zuzugreifen. Es sei aber egal, ob man die KI über das Framework bei sich integriere oder über eine Schnittstelle zugreife. Denn der Datenschutz und -sicherheit würden stets beachtet, denn die Datenverarbeitung geschehe anonymisiert. Im Sommer diesen Jahres soll die Software übrigens in den Live-Betrieb gehen. Dann könne das System also Echtzeitdaten aus der Produktion umgehend analysieren, um die Qualitätssicherung zu optimieren, merkt Liebetrau an. In drei bis vier Jahren will man dann aktiv in die Produktion eingreifen können.

Ein Mittel zum besseren Verständnis von KI-Entscheidungen

Über verschiedene Nutzerprofile lässt sich die Software an unterschiedliche Nutzergruppen anpassen – an KI-Einsteiger ebenso wie KI-Experten. So sei es etwa für Entwickler von KI-Algorithmen sehr interessant, ein Gefühl dafür zu bekommen, wie die KI ihre Entscheidung fälle und auf welchen Geräuschen diese basiere. „Wir gehen mit unserem Framework deshalb auch ein Stück weit in Richtung erklärbare KI, um dieselbe nachvollziehbarer zu machen“, sagt Liebetrau. Auf der Hannover Messe vom 12. bis 16. April 2021 stell man die Entwicklung im Rahmen des virtuellen Messestandes vor.

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