Künstliche neuronale Netze für den Mittelstand

7. Sep 2016 item Redaktion

Digitalisierung und Vernetzung werden auch im Maschinenbau immer wichtiger: Ein Deep-Learning-Projekt der RWTH Aachen möchte daher den Mittelstand unterstützen.

Nachdem es letzte Woche um die Grundlagen von Industrie 4.0 ging, steht heute ein konkretes Beispiel auf dem Programm. Dabei geht es um ein spannendes Projekt des Werkzeugmaschinenlabors (WZL) der RWTH Aachen. Ein Prüfstand demonstriert, wie die Blechumformung von der Kombination aus Drahtlos-Sensorik und künstlicher Intelligenz profitieren kann. Dabei geht es auch darum, bestehende Vorurteile und Berührungsängste im Mittelstand gegenüber dem digitalen Wandel abzubauen.

Der digitale Mittelstand

Das praktische Ziel bleibt aber, dem Mittelstand dabei zu helfen, seine Produktion und seine Prozesse zu digitalisieren und zu vernetzen. Hier kommt das WZL ins Spiel. Am dortigen Lehrstuhl von Professor Fritz Klocke für die Technologie der Fertigungsverfahren entstand der besagte Prüfstand. Er demonstriert anschaulich, wie sich die Verfahren von Industrie 4.0 für die Blechumformung gewinnbringend nutzen lassen. Tatsächlich umgeformt wird an diesem Prüfstand nichts, der Fertigungsprozess wird nur simuliert. Entscheidend ist hingegen die präzise Sensorik, drahtlose Weitergabe der Daten und anschließende Interpretation durch einen Deep-Learning-Hochleistungscomputer. 

Mensch und Technik: Hand in Hand 

Während tatsächliche Maschinen in der Umformtechnik Ausmaße bis zu 11 Meter haben können, passt der Simulationsstand des WZL in jeden Kofferraum. Somit lässt er sich leicht zu Messen und Ortsterminen bei Unternehmen mitnehmen. Dazu tragen auch das leichte Profil-Rahmengestell sowie weitere Komponenten aus unserem MB Systembaukasten bei. Mittels der Sensorik können folgende mechanische Blechzustandsgrößen erfasst werden: Eigenspannungen, Härte, Restaustenitgehalt, Korngröße sowie Zugfestigkeit und Streckgrenze. Daneben kann etwa mithilfe der ARS-Streulichtmethode die Blechtopographie online erfasst werden. 

Das Innovative liegt in der Analyse der bereitgestellten Daten. Mittels künstlicher neuronaler Netze lernt der Computer gewissermaßen dazu. Dieses als Deep-Learning bezeichnete Verfahren ist in der Lage, entsprechenden Input vorausgesetzt, Muster zu erkennen und auf dieser Basis Auffälligkeiten zu registrieren. Während also die Kombination aus hochentwickelter Sensorik und Rechenpower in der Lage ist, minimalste Veränderungen zu registrieren, wird der Mensch dadurch keinesfalls überflüssig. Nur ein Mitarbeiter mit langjähriger Erfahrung kann hier die richtigen Entscheidungen treffen. Dabei unterstützt ihn jedoch die vernetzte Technik nach Kräften. 

Industrie 4.0 für den Mittelstand 

Der Prüfstand zur Blechumformung ist dabei nur ein kleiner Teil des vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie geförderten, deutschlandweiten Projekt „Mittelstand 4.0 – Digitale Produktions- und Arbeitsprozesse“. Seit Mai 2016 steht auch in Nordrhein-Westfalen mit „Digital in NRW: Das Kompetenzzentrum für den Mittelstand“ ein regionales Netzwerk zur Verfügung. Das Zentrum verfügt über drei Anlaufstellen – in Ostwestfalen/Lippe sowie im Ruhrgebiet und Rheinland. Interessierte können sich individuell beraten lassen, an Workshops teilnehmen oder sich Unterstützung bei der Projektumsetzung holen. 

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