Motivation
Bei der Galvanik wird Strom durch ein elektrolytisches Bad geleitet, dabei werden Werkstücke mit Metallionen überzogen. Solche galvanotechnischen Prozesse sind wegen der Verbindung mit elektrochemischer Prozesstechnik sehr komplex. Das Vorantreiben der digitalen Transformation ist deshalb im besonderen Maße herausfordernd. Gleichzeitig besteht aufgrund von Kundenanforderungen, Kostensituation und Umweltgesetzgebung ein hoher Innovationsdruck zur Digitalisierung der gesamten Prozesstechnik. Dazu müssten alle relevanten Prozessparameter erfasst werden, sodass der gesamte Produktionsprozess in einem digitalen Zwilling abgebildet werden kann. Hierfür fehlen bisher noch wesentliche Voraussetzungen, weil eine geeignete und dabei hinreichend kostengünstige Messtechnik fehlt.
Ziele und Vorgehen
Ziel des Projekts ist daher die Entwicklung eines Mess- und Analysesystems, mit dem die Prozesszustände in der Prozesskette der elektrochemischen Beschichtung in Echtzeit eindeutig charakterisiert werden können. Indem dieses System in die Prozesssteuerung integriert wird, soll eine vollautomatische Prozessführung ermöglicht werden. Dazu sollen anhand von Methoden der Künstlichen Intelligenz (KI) vorhandene Prozessdaten (bisherige Prozessdatenerfassung, Anlagenzustände, Produktdaten) ausgewertet und mit einem kostengünstigen Messsystem zur Erfassung fehlender Prozessdaten verknüpft werden. Die KI-Algorithmen können Verknüpfungen und Zusammenhänge automatisiert und umfänglich in den vorhandenen bzw. generierten Datensätzen erkennen. Damit lassen sich die Prozesszusammenhänge in Echtzeit in einem digitalen Zwilling abbilden und zur Prozesssteuerung verwenden. Weiterer Vorteil des Ansatzes ist, dass die Algorithmen grundsätzlich generisch konzipiert sind und sich leicht an unterschiedliche galvanotechnische Prozesse und Produktionsanlagen anpassen lassen.
Innovationen und Perspektiven
Das KI-basierte Mess-, Analyse- und Prozesssteuerungssystem ist für die gesamte Galvano- und Oberflächentechnik relevant; insbesondere können sämtliche Galvanikprozesse damit in Echtzeit überwacht werden. Der Nutzen für den Kunden ist groß. So soll das zu entwickelnde System die Beschichtungsprozesse dynamisch überwachen und optimieren, um effiziente Produktionsweisen sicherzustellen. Damit können Ressourcen, Emissionen und Koordinationskosten in der Datenerfassung und der Berichterstattung reduziert werden. Darüber hinaus wird dadurch das Controlling und Performanz-Management im Bereich der Nachhaltigkeit, z.B. zur Erstellung der Nachweise für ISO50001, vereinfacht. Das lässt eine erhebliche Marktnachfrage erwarten.