Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Hybride KI für die Prozessoptimierung in der Serienfertigung von komplexen Optiken

Die Heißformgebung von Glas hat zunehmende Bedeutung in der Serienfertigung anspruchsvoller technischer (Freiform-)Optiken sowie hochpräziser, 3D-geformter, dünner Abdeckgläser für Displays und Sensoren gewonnen. In der Glasumformung führen nicht optimale Temperaturen in Heizraum und Glas zu Formfehlern und Defekten, doch die Temperaturverteilungen lassen sich durch Sensorik schwer erfassen. Die alternative Nutzung von Machine Learning (ML) Modellen benötigt ausgebildete Data Scientists – oder wenn automatisiert – Unmengen an Daten. Projektziel ist die Prozessoptimierung durch Vorhersage des Glas-Fließverhaltens mithilfe hybrider künstlicher Intelligenz. Dazu soll ein ML-Modell mit Sensordaten trainiert und mit mathematisch-rheologischen Modellen (=WhiteBox) kombiniert werden. Der Erstellungsprozess, sowie die Nutzung des hybriden Modells werden in eine bedienerfreundliche, automatisierte Software umgesetzt.

Die Optimierung des Umformungsprozesses und der Formgenauigkeit führt zu einer Steigerung der Produktqualität und zur Kostenreduzierung, aufgrund geringerer Poliernacharbeit, geringerem Ausschuss und höherer Werkzeugstandzeit. Produkte aus der optimierten Heißformgebung kommen in dem Automobilbau (z. B. LIDAR-Systeme), der Unterhaltungselektronik und der Industrie für medizinische Technologien zum Einsatz. Dies spiegelt der breit aufgestellt Projektbegleitende Ausschuss wider, der die gesamte Wertschöpfungskette abbildet, von Software-, Glas, und Produktionsmaschinenherstellern über Rheo- und Viskosimeter-Produzenten bis hin zu Endanwender im Automobilbausegment. Insbesondere KMU in der Optikfertigung werden durch die hardware-unabhängige Software zur Nutzung erklärbaren MLs in der eigenen Produktion unterstützt, ohne Fachpersonal aufbauen zu müssen. Die Investitionen sind im Vergleich zu aufwendiger Messtechnik und anderen Lösungen gering. Durch die Realisierung der Software als Funktionsmuster können Unternehmen diese nach Projektende weiterentwickeln.