Analyse von Industriegeräuschen

KI-basiertes akustisches Monitoring in der Produktion

Akustisches Monitoring (amo) für die industrielle Produktion.
Akustisches Monitoring (amo) für die industrielle Produktion.
Die Anwendung von amo ist vielseitig und lässt sich für die unterschiedlichsten Szenarien einsetzen.
© istock.com/Galeanu Mihai
Gemeinsam mit unseren Forschungspartnern und Kunden entwickeln wir die »grüne« Produktion von morgen.

Egal ob in der Industrie, der Natur oder Städten: Überall dort, wo sich etwas bewegt, entstehen hörbare Geräusche. Die Gruppe »Industrial Media Applications IMA« am Standort Ilmenau entwickelt KI-basierte Verfahren zur Geräuschanalyse – insbesondere zur Analyse von Industriegeräuschen – und schafft damit innovative Ansätze für das automatisierte akustische Monitoring (amo) von Produkten und Prozessen. amo kann entlang der gesamten Wertschöpfungskette zur Qualitätsbeurteilung eingesetzt werden und bietet dort einen Mehrwert, wo beispielsweise optische Überwachungsverfahren an ihre Grenzen stoßen.

Ein Team aus zwölf Datenwissenschaftler*innen, Datenanalyst*innen, Softwareentwickler*innen, Projektmanager*innen und Strateg*innen forscht aus diesem Grund an KI-basierten Lösungen für die Audiosignalanalyse. Die Innovation ist, dass bei amo die gewonnenen Messdaten ohne Verbindung zu einer externen Cloud verarbeitet und unsere Lösungen daher lokal innerhalb des eigenen Unternehmens oder direkt an der Maschine betrieben werden können. 

 

Branchen

  • Produktion (u. a. Maschinen- und Anlagenbau, Fertigungstechnik)
  • Automobilindustrie
  • Baugewerbe
  • Industrie 4.0

 

Unser Werteversprechen

»Die Produktion der Zukunft gestalten – Fehler vermeiden, Ressourcen effizient einsetzen, Umwelt schonen.«

Potenziale für eine akustische Signalanalyse

  • Akustische Ereigniserkennung (AED)
  • Prozessüberwachung
  • In-Line Qualitätskontrolle
  • End-of-Line Qualitätskontrolle von Produkten
  • Predictive Maintenance

In der Produktion können diese Probleme mit amo gelöst werden

  • Unerwartete Maschinenstillstandszeiten 
  • Herstellung schlechter oder zerstörter Produkte 
  • Geringe Automatisierungsquoten
  • Fehlendes Fachpersonal

Wünsche der Kunden zur Optimierung ihrer Produktion

  • Stabilisierung des Prozesses
  • Vermeidung der Inanspruchnahme des Regresses
  • Reduktion der Fehlproduktionen 
  • Mannlose Fertigung bzw. automatisierte Fertigungsverfahren 

Wie nutzen Sie akustische Signale zur Qualitätsbewertung?

Vertraute Geräusche geben uns ein Gefühl von Sicherheit – sowohl beim Autofahren, als auch in der Produktion.

Am Beispiel Ihres PKW lässt sich das Potenzial für eine Qualitätsbeurteilung auf Grundlage akustischer Signale sehr gut verdeutlichen. Sie kennen das vertraute Fahrgeräusch, verursacht von Motor, Reifenabrieb und Fahrtwind. Doch wie fühlen Sie sich, wenn sich dieses Geräusch ändert? Ein Klappern oder Schleifgeräusche könnten Sie beunruhigen und Sie überlegen, ob die Fahrtauglichkeit Ihres PKW noch gegeben ist. Sie reagieren vermutlich auf diesen unbekannten und unerwarteten Zustand, in dem sie in die Werkstatt fahren, oder zumindest Ihren Wagen stoppen. In der Industrie läuft es nicht anders. Wir analysieren den Klang Ihres Produkts oder Ihres Produktionsprozesses und machen Sie darauf aufmerksam, wenn etwas nicht wie erwartet funktioniert.

Das IMA-Team mit Gruppenleiterin Judith Liebetrau (Stellvertreter: Peter Hofmann) stellt mit amo innovative Lösungen für eine verbesserte Produktion zur Verfügung. Gemeinsam mit unseren Kunden und Forschungspartnern entwickeln wir maßgeschneiderte Verfahren für KI-basiertes akustisches Monitoring. 

Pilotprojekt zum akustischen Monitoring in der Produktion

Video: Überblick über unser Forschungsfeld »amo«

Inhalte eines Pilotprojekts

  • Analyse und Interpretation der Geräuschkulisse in der Produktionsumgebung
  • Erstellung eines bedarfsgerechten Setups zur Aufnahme der Geräusche
  • Systematische Erfassung akustischer Signale
  • Auswahl und Anwendung geeigneter Analysemethoden
  • Beachtung von Datenschutz und -sicherheit
  • Einschätzung der Umsetzbarkeit von amo für Ihren Anwendungsfall

Forschungsthemen (Auswahl)

  • Automatisierte Analyse von Industriegeräuschen
  • Energieeffiziente, komprimierte KI-Algorithmen
  • Verteiltes Lernen (Federated Learning)
  • Robuste Audioklassifikation
  • Sensorik und Ausstattung
  • Sensorfusion
  • Virtuelle / synthetische Audiodaten

amo-Einsatzfelder in der Industrie (Auswahl)

  • Industrieschweißen
  • Zerspanung
  • Leichtbau
  • Verkehrsüberwachung
  • Kompressoren und Druckluftsysteme

»Wir hören zu!«

Sprechen Sie uns an! In einem Pilotprojekt prüfen wir, ob akustisches Monitoring für Ihren Anwendungsfall in Frage kommt.

Akustisches Monitoring (amo) für die industrielle Produktion.

Das IMA-Team ist stets auf der Suche nach neuen Anwendungsfällen, um seine KI-Algorithmen weiter zu optimieren und innovative Technologien für ungelöste Probleme zu finden. Innerhalb der Fraunhofer-Gesellschaft können wir auf ein starkes Netzwerk an Kompetenzen in den verschiedensten Fachbereichen zurückgreifen. Wir finden eine geeignete Lösung für Ihr Problem und die für Sie passende Form der Zusammenarbeit – beispielsweise durch Eigenfinanzierung oder öffentlich geförderte Projekte. 

 

Mit unseren Verfahren und Möglichkeiten können wir Ihnen helfen, Ihre Ressourcen effizient einzusetzen.

 

Zerstörungsfreie, berührungslose akustische Prüfmethoden: Das automatisierte akustische Monitoring unterstützt Sie in den Bereichen Prozessoptimierung und vorausschauende Instandhaltung.

Schulung im Umgang mit maschinellem Lernen in der Eigenanwendung: Wir helfen Ihnen, den Umgang mit KI-basierten Verfahren zu erlernen und anzuwenden.

Ablauf eines Machine-Learning Projekts

Unser Angebot

  • Auftragsforschung und -entwicklung
  • Projektberatung und -unterstützung
  • Geschäfts- und Entwicklungspartnerschaften
  • Studien, Gutachten und Konzepte
  • Multiplikatoren, Netzwerke

 



Download: Industrielles akustisches Monitoring - Audiosignalanalyse mit KI

Wir bringen Expertise zu

  • Audiohardware und -setup
  • Audiosignalanalyse und -vorverarbeitung
  • Maschinelles Lernen: Neuronale Netze, Verteiltes Lernen, Anomalieerkennung
  • Energieeffiziente, komprimierte KI-Algorithmen
  • Datenschutz und -sicherheit
  • Sensorfusion
  • Virtuelle / synthetische Audiodaten

Weitere Infos zu Forschungsprojekten und Publikationen

Unsere Ausstattung

  • Testen und Messen Labor
  • Reflexionsarmer Raum
  • Diverse akustische Messsysteme (u. a. Laserscan-Vibrometer)

 

 



 

Weitere Infos über unsere Spezialräume, Werkstätten, Messeinrichtungen

amo-Einsatzfelder in der Industrie

Finden Sie Ihren Anwendungsfall hier wieder?

Die Einsatzfelder für akustisches Monitoring sind vielseitig. Überall dort, wo hörbare Gerausche in Prozessen oder an Produkten auftreten, kann der Einsatz automatisierter akustischer Prüfverfahren einen Mehrwert bieten. Wir untersuchen kontinuierlich die Anwendung unserer KI-Algorithmen zur akustischen Qualitätsprüfung in den Fertigungsbereichen Schweißen sowie Zerspanen, im Leichtbau, zur Verkehrsüberwachung sowie weiterer Anwendungsfälle, bei denen akustische Signale einen Aufschluss über Qualität und Güte liefern.

 

Industrieschweißen

 

Zerspanen

 

Kompressoren und Druckluftsysteme

 

Verkehrsüberwachung

Ist Ihr Anwendungsfall nicht dabei?

Wir geben hier einen kleinen Einblick zu unserer Forschung in den benannten Bereichen. 

Sprechen Sie uns an, wenn Sie einen weiteren Anwendungsfall untersuchen wollen!

Recycling

Projekte, Publikationen, Datensätze

 

Auswahl durchgeführter Forschungsprojekte und wissenschaftlicher Publikationen

 

Audiodatensätze