Akustisches Monitoring Fertigung mit akustischen Sensoren und KI überwachen

Redakteur: Katharina Juschkat

Ein neues Netzwerk will mittelständische Unternehmen und Forschungseinrichtungen zusammenbringen, um den KI-gestützten Einsatz von akustischen Sensoren in der Fertigung voranzutreiben. Erste Workshops finden im Frühjahr statt.

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Akustische Sensoren können helfen, Fertigungsanlagen zu überwachen.
Akustische Sensoren können helfen, Fertigungsanlagen zu überwachen.
(Bild: ©peterschreiber.media - stock.adobe.com)

Ein neues überregionales Netzwerk will vor allem kleine und mittelständische Unternehmen und Forschungseinrichtungen aus den Bereichen Fertigungstechnik, Maschinen- und Anlagenbau sowie Messsystementwicklung zusammenbringen, um einen besseren Austausch und Aufklärung über Künstliche Intelligenz in der Fertigung zu fördern. Der Schwerpunkt liegt auf der akustischen Qualitätskontrolle mittels maschineller Lernverfahren. Gefördert wird das Netzwerk „Akustisches Monitoring von Fertigungsprozessen“, kurz IMAMF, durch das BMBF, umgesetzt wird es durch das Fraunhofer-Institut für Digitale Medientechnologie IDMT.

Akustische Sensoren überwachen Fertigung

Das Fraunhofer IDMT hat zur Analyse von Industriegeräuschen das KI-basierte Software-Tool „Isaac“ entwickelt.
Das Fraunhofer IDMT hat zur Analyse von Industriegeräuschen das KI-basierte Software-Tool „Isaac“ entwickelt.
(Bild: Fraunhofer IDMT)

Mithilfe von akustischen Sensoren in Fertigungs- und Herstellungsprozessen und deren KI-basierter Auswertung können Unternehmen viele Vorteile gewinnen. Die intelligente Sensorik und Analyseverfahren sorgen etwa für kürzere Prüfzeiten in der Qualitätskontrolle und weniger Ausschuss. Bisher sind Prüfverfahren mit akustischer Sensorik, vor allem im hörbaren Bereich, jedoch noch wenig etabliert.

Gründe, warum noch wenige akustische Sensoren in Unternehmen nachgerüstet werden, gibt es einige: In vielen Unternehmen herrscht eine mangelnde Innovationskultur, so das Fraunhofer. Auch eine Herausforderung ist die fehlende Qualifikation und Aufklärung der Angestellten im Unternehmen hinsichtlich KI. Ein weiterer Problem ist die Datengüte, die oftmals nicht hoch genug ist, um die KI-Modelle für den spezifischen Anwendungsfall zu trainieren.

„Isaac“ – Industrial Sound Analysis for Automated Quality Control

Mit „Isaac“ bietet das Fraunhofer IDMT ein Werkzeug für die automatische Analyse von Industriegeräuschen mittels KI. Das Software-Framework enthält vorgefertigte KI-Modelle und Methoden aus dem Bereich der Analyse akustischer Sensordaten. Auch Anwender ohne KI-Expertenwissen können dieses Audioanalyse-Werkzeug nutzen, um schnelle und verlässliche Ergebnisse für ihre Qualitätssicherung zu erreichen und zeitnahe Entscheidungen hinsichtlich der Qualitätsbeurteilung zu treffen.

„Isaac“ kann über einen Browser bedient werden; die für die Analyse ausgewählten akustischen Sensordaten lassen sich importieren. Nutzer können die im Framework enthaltenen vorgefertigten KI-Modelle ausprobieren, über ein Interface editieren und für ihre eigenen akustischen Prüfaufgaben anwenden. Das Dashboard gibt je nach Anwendung einen Überblick über ihre Live-Daten sowie einfließende Sensordaten und hilft bei weiteren Analysen.

Das plant das Innovationsforum

Doch um passgenaue Lösungen für die Unternehmen zu entwickeln, müssen die Bedürfnisse und Probleme der Unternehmen verstanden werden – genau hier will das neue Innovationsforum ansetzen.

  • 1. Im März und April 2021 finden Workshops mit Anwendern aus den Bereichen Fertigungstechnik, Maschinen- und Anlagenbau sowie Herstellern von Mess- und Prüftechnik statt. Hier werden Anforderungen und Bedarfe hinsichtlich KI-basierter, akustischer Überwachung von Fertigungsprozessen herausgearbeitet und diskutiert. Durchgeführt werden die Workshops von den KI-Expertinnen und Experten des Ilmenauer Fraunhofer IDMT mit Unterstützung des Fachgebiets Fertigungstechnik der TU Ilmenau.
  • 2. Am 10. und 11. Juni 2021 findet das große, überregionale Innovationsforum statt. Die zweitägige Fachveranstaltung bietet Unternehmen, Forschungs- und Entwicklungspartnern sowie Vertreterinnen und Vertreter von Fachverbänden (AMA, DVS oder GFE) eine Kontakt- und Diskussionsplattform. Hier werden die Ergebnisse der zwei vorangegangen Workshops präsentiert, es gibt Fachvorträge und Expertenrunden sowie die Möglichkeit für Gedankenaustausch. Geleitet wird das Innovationsforum durch das Fraunhofer IDMT.
  • 3. Das Innovationsforum will überregional für KMU als agile Informations- und Netzwerkplattform sichtbar werden. Informationen werden der Allgemeinheit bereitgestellt, aktive KMU sollen untereinander und mit Fachverbänden, Wissenschaft und Forschung in den Erfahrungsaustausch gehen und Ideen für Themen hinterlassen können. Die Plattform soll außerdem zur nachhaltigen Vernetzung von Unternehmen führen und die Zusammenstellung von Konsortien für Förderanträge und gemeinsame Projekte begünstigen.
  • 4. Das Innovationsforum will regelmäßige Veranstaltungsformate etablieren.
  • 5. Ein Beirat mit Vertreterinnen und Vertretern aus relevanten Fachverbänden und Branchen soll aufgebaut werden. Aufgabe des Beirats ist es, die Arbeitsergebnisse des Innovationsforums kontinuierlich aus unternehmerischer Perspektive mit den branchenspezifischen Bedarfen abzugleichen und, wenn notwendig, Richtungskorrekturen vorzunehmen.

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