KI im Einsatz für Schweißprojekte im Schiffbau

Im Schiffbau sind zuverlässige und gleichzeitig effektive Schweißprozesse von enorm großer Bedeutung. Deshalb spielen in zahlreichen Werften für diese Arbeiten automatisierte Abläufe eine wichtige Rolle. Die aktuell im Schiffbau eingesetzten Schweißmethoden sind aber nur dann besonders effizient, wenn es darum geht, immer wieder gleichartige und flächige Komponenten vorzufertigen. Sie kommen schnell an ihre Grenzen, wenn es darum geht, individuelle Bauteile herzustellen, Fertigungsabweichungen zu berücksichtigen oder in schwer zugänglichen Umgebungen zu funktionieren. Im deutschen Forschungsprojekt „KISSS“ (KI-basierte Fertigungstechnologie für das autonome Laserschweißen komplexer Schiffstrukturen) soll nun ein innovativer Schweißprozess für diese Fälle entwickelt werden.

Von dem neuen Prozess erhoffen sich die Beteiligten die Grundlage für erhebliche Produktivitäts- und Qualitätssteigerungen in der schiffbaulichen Komponentenfertigung. Dafür setzen die vier Partner aus Wirtschaft und Forschung auf den Einsatz von Methoden der Künstlichen Intelligenz (KI). Diese werden in verschiedenen Phasen der schweißtechnischen Fertigung im Mittelpunkt stehen, um die hohe Komplexität der Anwendung beherrschbar zu machen. Die Anwendung von Künstlicher Intelligenz wird meistenteils noch mit – möglichst menschenähnlichen – Robotern in Verbindung gebracht. Die rasante Entwicklung auf diesem Gebiet in den letzten Jahren erbrachte allerdings jede Menge neue Anwendungsfelder, wie zum Beispiel die Zustandsüberwachung von Maschinen und Anlagen oder die Optimierung der Qualitätskontrolle von nahezu beliebigen Prozessen.

KI als die modernste Form der Datenanalyse eröffnet ungeahnte Möglichkeiten im Hinblick auf die Auswertung der in immer größerem Umfang anfallenden Daten in heutigen industriellen Prozessen. Dort, wo der Mensch sich keinen Überblick mehr über hochkomplexe Abläufe und die damit verbundenen Mess- und Steuergrößen verschaffen kann, ist der Einsatz von Künstlicher Intelligenz das Mittel der Wahl. Mithilfe geeigneter KI-Methoden wollen die Projektpartner Ansätze erarbeiten, mit denen einerseits die gesamte Planung einer Reihenfolge der durchzuführenden Schweißnähte verbessert werden kann. Andererseits sollen sie auch eingesetzt werden, um in einem neuartigen automatisierten Laser-Schweißprozess durch einen gezielten Wärmeeintrag jede einzelne Schweißnaht optimal zu gestalten.

Unter Federführung der Meyer Werft wollen Laserline, SLV Mecklenburg-Vorpommern und der Institutsteil Entwicklung Adaptiver Systeme EAS des Fraunhofer-Instituts für Integrierte Schaltungen IIS bis 2025 gemeinsam an der Umsetzung der Projektziele arbeiten. Das Verbundprojekt KISSS wird durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz im Rahmen des Programms Maritime Forschungsförderung gefördert.