Technologietag 2018 des Fraunhofer IDMT

Akustische Verfahren zur Qualitätsprüfung – Berührungslos, zerstörungsfrei & sicher integriert

Fehlerzustände frühzeitig erkennen dank innovativer akustischer Verfahren zur Qualitätsprüfung

Erster Technologietag des Fraunhofer-Instituts für Digitale Medientechnologie IDMT präsentiert Industrievertretern Best Practice Beispiele und zeigt das große Potenzial von Maschinellem Lernen für die intelligente Produktion.

Am 9. Oktober fand in Erfurt der erste Technologietag zum Thema »akustische Verfahren zur Qualitätsprüfung« des Fraunhofer IDMT statt. Rund 50 Interessierte aus den Bereichen Maschinenbau, Automatisierung und Softwareentwicklung folgten der Einladung, um sich über die neuen Verfahren des Fraunhofer IDMT zur zuverlässigen, berührungslosen akustischen Qualitätsprüfung von industriellen Fertigungsprozessen zu informieren.

Im Auftaktvortrag präsentierten Dr.-Ing. Karsten Spreitzer (Viessmann Werke Allendorf GmbH) und Tobias Clauß (Fraunhofer IDMT) erste Ergebnisse des gemeinsamen Forschungs- und Entwicklungsprojekts zur akustischen Qualitätskontrolle von Gebäudeheizungen. Durch den Einsatz akustischer Sensoren sollen die Diagnosetiefe und -güte bei der Überprüfung von Heizungsanlagen gesteigert werden. Es wurde gezeigt, dass sich unterschiedliche Fehlerbilder anhand ihrer individuellen Geräuschsignatur unterscheiden lassen. Der positive Projektverlauf fußt vor allen Dingen auf der agilen und iterativen Zusammenarbeit. Spreitzer betonte, dass »es für eine flexible Entwicklung und eine schnelle Kurskorrektur kleine Arbeitspakete sowie stetige Absprachen braucht.«

Welches Potenzial Maschinelles Lernen für Produktionsprozesse birgt, erklärte Machine-Learning-Experte Sascha Grollmisch vom Fraunhofer IDMT den Zuhörern. »Der Einsatz maschineller Lernverfahren ist ein mächtiges Werkzeug, wenn es darum geht, eine Produktionsstrecke intelligent zu machen«, so Grollmisch. Systeme des Maschinellen Lernens wurden am Fraunhofer IDMT bisher sehr erfolgreich in der Videoanalyse, Spracherkennung und Musikanalyse angewendet. Ziel der Entwicklungsarbeiten des Instituts sei es, ein System zu schaffen, welches eigenständig aus akustischen Messdaten lernt, die Qualität von Produktionsprozessen oder Produkten zu beurteilen. Grollmisch betonte dabei, dass es keine Universal-Erkenner-Lösung für alle Anwendungsszenarien gäbe. Vielmehr bedarf es einem individuellen Problemverständnis sowie Systemdesign zum sinnvollen Einsatz von geeigneten Machine Learning Methoden. Konsens der anschließenden Diskussion war, dass Vertrauen der Kunden in die Zuverlässigkeit von Machine Learning Verfahren und deren Ergebnisse geschaffen werden muss.

 

Einen Blick in die Zukunft von akustischen Sensorsystemen warf Dr.-Ing. Tino Hutschenreuther vom IMMS Institut für Mikroelektronik- und Mechatronik-Systeme. Er betonte in seinem Vortrag die Notwendigkeit einer funktionalen Systemarchitektur für den Einsatz von Algorithmen zur akustischen Qualitätssicherung: »Ein zuverlässiges System braucht nicht nur gute Algorithmen, sondern auch die passende Hardware – beides muss intensiv aufeinander abgestimmt werden«.

Neben den Impulsvorträgen gab es für die Gäste die Möglichkeit, sich mit den Wissenschaftlern des Fraunhofer IDMT über mögliche Einsatzgebiete der akustischen Verfahren zur Qualitätsprüfung in ihren Unternehmen auszutauschen und ihre Anforderungen darzustellen. Außerdem wurden den Teilnehmenden die wesentlichen Elemente der akustischen Qualitätsprüfung anhand von Technologiedemonstratoren näher gebracht: von der Datenaufnahme mittels unterschiedlicher akustischer Sensoren über Datenverarbeitung bis hin zu Aspekten der Datensicherheit bzw. des Datenschutzes. Wie kann beispielsweise sichergestellt werden, dass beim Einsatz von Mikrofonen zur Zustandsüberwachung keine Mitarbeitergespräche abgehört werden? Für dieses Privacy-Problem hat das Fraunhofer IDMT Algorithmen entwickelt, mit denen Sprachanteile aus Audioaufnahmen herausgefiltert werden können.

Die Resonanz des Publikums auf die präsentierten Technologien zur akustischen Qualitäts- und Zustandsüberwachung fiel überwiegend positiv aus. In einer abschließenden Diskussionsrunde wurden durch das Fachpublikum weitere Anwendungsbereiche für die akustische Überwachung aber auch Entwicklungsbedarf zur besseren Verzahnung von Theorie und Praxis identifiziert.

Der erste Technologietag des Fraunhofer IDMT war somit ein voller Erfolg. Einen halben Tag lang kamen Industrie und Wissenschaft zusammen, um miteinander zu diskutieren, voneinander zu lernen und Neues auszutauschen.

Der nächste Technologietag zur akustischen Qualitätskontrolle wird im Herbst 2019 ausgerichtet. Die Themen für diesen Industriedialog werden im Vorfeld in der Fachpresse und auf der Webseite des Fraunhofer IDMT bekanntgegeben.

Unser Themenüberblick

© istock.com/metamorworks

  • Im Fokus: Luftschallanalyse im industriellen Einsatz – ein Best Practice Szenario
  • Trendmonitor: Methoden des maschinellen Lernens – Der Weg zur intelligenten Maschine
  • In Zukunft: Systemintegration nach Schema F? Hauptsache sicher!
Experten aus Wissenschaft und Industrie geben Einblicke in aktuelle Forschungsbereiche rund um das Thema der intelligenten Produktion und deren Best Practice Anwendungen in der unternehmerischen Praxis. Unsere Partner aus der Industrie sind als Referenten angefragt – das Programm wird fortlaufend aktualisiert.

Referenten

Udo Bechtloff

Prof. Dr.-Ing. Udo Bechtloff


Prof. Dr.-Ing. Udo Bechtloff ist promovierter Elektroingenieur und war nach verschiedenen beruflichen Stationen in der Halbleiter- und Leiterplattenbranche bis 2016 Vorsitzender der Geschäftsführung der KSG Leiterplatten GmbH Gornsdorf. Unter seiner Führung entwickelte sich das sächsische Unternehmen zu einem weltweit renommierten Hersteller für Leiterplatten mit einem Jahresumsatz von 100 Mio. US-Dollar. Prof. Bechtloff ist kommissarischer, geschäftsführender Leiter des Fraunhofer-Instituts für Digitale Medientechnologie IDMT. Außerdem hat er eine Honorarprofessur an der Hochschule Mittweida inne und engagiert sich als Präsident des Industrievereins Sachsen 1828 e.V. für die Stärkung der sächsischen Wirtschaft und die Sicherung des technischen und unternehmerischen Nachwuchses.

 

 

© Viessmann Werke Allendorf GmbH

Dr.-Ing. Karsten Spreitzer

 

Karsten Spreitzer studierte Elektrotechnik an der Technischen Universität Darmstadt und promovierte dort am Institut für Regelungstechnik und Prozessautomatisierung auf dem Gebiet der modellgestützten Regelungsentwicklung bei Gebäudeheizungsanlagen. Anschließend durchlief er   verschiedene berufliche Stationen auf den Gebieten Regelungstechnik, Motorsteuerung und E/E Systeme bei Robert Bosch GmbH (Stuttgart), Caterpillar Energy Solutions GmbH (Mannheim) und General Electric Jenbacher GmbH & Co OG (Jenbach, Tirol). Seit Oktober 2016 ist Karsten Spreitzer bei den Viessmann Werken Allendorf GmbH im Bereich F&E für die Abteilung Engineering Services und µKWK Systeme verantwortlich.

 

 

Tobias Clauß


Tobias Clauß studierte Tontechnik an der »School of Audio Engineering« in Köln und an der Middlesex University in London, UK (2008-2011). Sein Studium im Fach Medientechnologie an der Technischen Universität Ilmenau schloss er im Jahr 2014 erfolgreich ab. Schwerpunkt seiner studentischen Arbeiten war die Entwicklung eines emotionsbasierten Geräuschemissionstests für die hydraulische Geräuschbewertung. Seit 2013 ist Tobias Clauß wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fraunhofer-Institut für Digitale Medientechnologie IDMT in Ilmenau. Seine fachlichen Kenntnisse im Bereich der intelligenten akustischen Messtechnik und Signalverarbeitung bringt er als Projektleiter seit 2016 bei der Entwicklung eines Systems zur Luftschallanalyse für die Qualitätssicherung im industriellen Umfeld ein.

 

 

Sascha Grollmisch


Als wissenschaftlicher Mitarbeiter arbeitete Dipl.-Ing. Sascha Grollmisch in der Gruppe »Semantic Music Technologies SMT« des Fraunhofer IDMT unter anderem an Themen zur Audiosignalverarbeitung . Sein Forschungsschwerpunkt liegt in der automatischen Musiktranskription sowie Audioklassifizierung. In den letzten Jahren konzentrierte er sich auch auf die Signalverarbeitung von industriellen Geräuschen mit Schwerpunkt auf maschinellen Lernalgorithmen.

 

 

© IMMS

Dr.-Ing. Tino Hutschenreuther

 

Tino Hutschenreuther, geboren 1969, studierte Informatik an der Technischen Universität Dresden. Von 1994-1999 arbeitete er als wissenschaftlicher Mitarbeiter an der Technischen Universität Dresden im Bereich Rechnernetze. Von 2000 bis 2009 war er als Berater und technischer Projektmanager für IT-Projekte im Logistikumfeld tätig. 2000 erhielt er die Doktorwürde mit einer Dissertation im Bereich der Routingprotokolle in IP-Netzwerken. 2009 wechselte er an das Institut für Mikroelektronik- und Mechatronik-Systeme gemeinnützige GmbH in Ilmenau, wo er den Bereich System Design mit dem Forschungsschwerpunkt Eingebettete Systeme und Sensornetzwerke leitet.    

Kooperationspartner

Sponsor

Programm

9. Oktober 2018
10:00 Uhr Registrierung
11:00 Uhr   Begrüßung und Auftakt
Prof. Udo Bechtloff, geschäftsführender Institutsleiter Fraunhofer IDMT
11:30 Uhr Best Practice: Akustische Zustandsüberwachung im industriellen Einsatz
Dr.-Ing. Karsten Spreitzer, Viessmann Werke Allendorf GmbH
Tobias Clauß, Fraunhofer IDMT
11:50 Uhr
Impulsvortrag: Mit Machine Learning zur intelligenten Produktion
Sascha Grollmisch, Fraunhofer IDMT
12:10 Uhr Mittagsimbiss und Zeit für Gespräche
13:10 Uhr Ein Blick in die Zukunft: Der Weg zur integrierten Systemlösung
Dr.-Ing. Tino Hutschenreuther, IMMS Institut für Mikroelektronik- und Mechatronik-Systeme
13:30 Uhr

Themeninseln mit Demonstratoren

Robuste, akustische Sensoren – In jeder Umgebung
Luftschall, Körperschall, Ultraschall


Akustische Signalverarbeitung – Maschinelles Lernen
u.a. Signalvorverarbeitung durch Quellentrennung  


Security & Privacy by Design – Souverän & sicher
Sicherer und vertrauensvoller Umgang mit Messdaten

15:30 Uhr Plenum, Zusammenfassung und Verabschiedung
Fraunhofer IDMT
16:00 Uhr
Ausklang der Veranstaltung bei Kaffee und Kuchen

© Bachmann Hotels

comcenter Brühl
Mainzerhofstraße 10
99084 Erfurt

 

 

 

 

Verkehrsanbindung:

  • A4 Abfahrt Erfurt Ost / Erfurt West 10 km
  • Flughafen Erfurt-Weimar 5 km
  • Hauptbahnhof Erfurt 4 km
  • Straßenbahnhaltestelle »Theater« 0,01 km
 
 

Parkmöglichkeiten:

Parkhaus Theater                Parkhaus am Domplatz
Theaterplatz 1                    Bechtheimer Straße 1