„Mit KI können wir Werkzeugbruch frühzeitig erkennen“

Herr Schirra, was war die Motivation hinter dem Einsatz von KI?

Armin Schirra: Am Standort Homburg fertigen wir Komponenten für Dieseleinspritzsysteme sowie Komponenten für mobile Wasserstoffanwendungen. Wir sind ständig auf der Suche, dies zu optimieren und effizienter zu gestalten. KI bietet hierbei große Potenziale. Speziell im Fräsprozess zeigt sich erst am fertigen Bauteil, ob die Qualitätsanforderungen erfüllt sind. Mit KI wollten wir dies bereits während des Fräsvorgangs erkennen und gleichzeitig den Werkzeugverschleiß bestimmen. So wollten wir Ausschuss reduzieren und jedes Werkzeug material‑ und energieeffizienter nutzen.

Wie genau funktioniert die KI‑Lösung?

Armin Schirra: Wir haben an jeder Fräsmaschine einen Edge Computer und drei Sensoren installiert: einen Schallsensor, einen Vibrationssensor und einen Stromsensor an der Spindel. Die Rohsignale werden zu Spektrogrammen verarbeitet – das sind bildhafte Darstellungen der Frequenzverteilung. Ein KI-Modell analysiert diese Bilder, extrahiert die wichtigsten Merkmale und wird anschließend trainiert, die bereits produzierte Teilzahl eines Werkzeugs vorherzusagen.

Welche größten Herausforderungen gab es bei der Umsetzung?

Armin Schirra: Die wichtigste Hürde waren die unterschiedlichen Fachsprachen innerhalb des Projektteams. KI-Expert*innen denken in Algorithmen während unsere Zerspanungsexpert*innen sich in physikalischen Prozessen bewegen. Eine gemeinsame Kommunikation zwischen diesen Gruppen zu finden war daher nötig. Ein weiteres Problem war die Datenaufnahme: Maschinenstillstände oder Prozessänderungen müssen lückenlos dokumentiert werden, sonst verzerren Störfaktoren die Lernbasis.

Welche konkreten Vorteile bietet das Projekt?

Armin Schirra: Wir haben drei klare Nutzen identifiziert: Wir können Werkzeugbruch frühzeitig erkennen. Wir können Fehler am Produkt frühzeitig ermitteln und so Ausschuss verhindern. Und wir können Werkzeugwechsel‑Intervalle flexibler gestalten und jedes Werkzeug bis zur optimalen Lebensdauer einsetzen. Das sind allein auf Kostenseite Einsparungen im sechsstelligen Bereich, hinzu kommen die ökologischen Vorteile.

Wie bewerten Sie die Zusammenarbeit mit dem Green‑AI Hub?

Armin Schirra: Das Projekt war insgesamt sehr erfolgreich. Ein entscheidender Erfolgsfaktor war, dass das KI-Fachteam sofort vor Ort war, die Produktionsumgebung kennengelernt und gemeinsam mit unseren Zerspanungsexpert*innen eine vertrauensvolle Basis geschaffen hat. Der offene Austausch auf Augenhöhe hat zu schnellen Ergebnissen geführt und uns der Serienanwendung einen großen Schritt nähergebracht.

Vielen Dank für das Gespräch!