VDI-Forum Digitalisierung: Aus der Matrix in die Realität – Physikalische Simulationen und KI

Zu einem weiteren Vortrag im Rahmen der Veranstaltungsreihe VDI-Forum Digitalisierung laden wir am 18. Dezember ein: Bei der zweiten Dezemberveranstaltung und damit letzten Event in 2019 dürfen die Hochschule Karlsruhe und der Karlsruher Bezirksverein Patrick Fuchs von der Volume Graphics GmbH begrüßen. Mit diesem Vortrag richtet er sich ebenfalls an Interessierte und Studierende im Mechatronik-Kolloquium zum übergreifenden Thema „KI in den Ingenieurswissenschaften“. Dieses Event trägt den Titel „Aus der Matrix in die Realität – Wie physikalische Simulationen und künstliche Intelligenz bei der zerstörungsfreien Bauteilprüfung helfen“.

Vortrag: Physikalische Simulationen und KI in der zerstörungsfreien Bauteilprüfung

Ein Blick ins Innere eines Bauteils kann sich lohnen – und das nicht nur bei der Qualitätssicherung in sicherheitsrelevanten Bereichen. Mit industrieller Computertomographie (CT) ist es möglich, ein digitales, dreidimensionales Abbild des echten Bauteils zu erstellen, das dessen interne Beschaffenheit umfasst. Dieses Vorgehen ermöglicht nicht nur, das Bauteil zu vermessen und auf Formfehler zu untersuchen. Denn darüber hinaus können Poren, Lunker, Einschlüsse und andere Schwachstellen identifiziert werden. Mit diesen Informationen lassen sich Rückschlüsse auf die Lebensdauer ziehen und fehlerhafte Bauteile früh im Produktionsprozess aussortieren. Leider ist die Bildqualität der CT-Aufnahmen meist stark Artefakt-behaftet, vor allem wenn die Aufnahmen im laufenden Produktionsbetrieb (in-line) angefertigt werden.

Mit dem richtigen Training können moderne, Deep-Learning-basierte Algorithmen mit der Artefakt-Flut aus Rauschen, Strahlaufhärtung, Streustrahlung und anderen Einflüssen fertig werden und eignen sich daher für die Erkennung selbst kleinster Poren und Lunker. Für dieses Training werden jedoch Beispieldaten in der Größenordnung mehrerer hunderttausend Defekten benötigt. Eine Annotation von ausreichend vielen Beispielen von Hand ist dementsprechend nicht nur mühsam, sondern auch fehlerbehaftet, da sich selbst Experten uneins darüber sind, welcher Voxel Teil eines Defekts ist. Die Simulation von CT-Aufnahmen – mit absichtlich im CAD platzierten Poren – ermöglicht es, eine präzise per-Voxel-Annotation ohne zusätzlichen Aufwand zu erzeugen.

Ein weiterer wichtiger Aspekt bei der Entwicklung von Deep Learning-Methoden zur zerstörungsfreien Prüfung ist deren Evaluation. Zum einen ist es wichtig zu wissen, mit welcher Wahrscheinlichkeit ein Defekt gegebener Größe bei gegebenem Signal zu einem Rausch-Verhältnis gefunden werden kann. Zum anderen müssen gefundene Defekte präzise segmentiert werden, um weitere Eigenschaften ableiten zu können, die für eine spätere Auswertung wichtig sind.

Physikalische Simulationen und künstliche Intelligenz: Nehmen Sie am VDI-Forum Digitalisierung teil!

Der Vortrag von Patrick Fuchs findet als Veranstaltung im Rahmen des VDI-Forums Digitalisierung am Mittwoch, den 18. Dezember 2019, ab 15:40 Uhr an der Hochschule Karlsruhe (Hörsaal HE in Gebäude LI, siehe Gebäudeplan der HsKA) statt. In Kooperation mit der Hochschule Karlsruhe ist das VDI-Forum Digitalisierung Teil des Mechatronik-Kolloquiums mit dem Titel „KI in den Ingenieurswissenschaften“.

Weitere Termine finden Sie auf der Übersichtsseite der Veranstaltungsreihe sowie in unserem Veranstaltungskalender.

Die Veranstaltung ist kostenfrei und eine Teilnahme ohne Anmeldung möglich. Dennoch wird aus organisatorischen Gründen um eine Anmeldung per E-Mail an bv-karlsruhe@vdi.de gebeten – vielen Dank!

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