Forschungsprojekt XDP-Opt

In dem Forschungsprojekt XDP-Opt wird der Produktdesignprozess in bestehenden industriellen Fertigungssystemen optimiert indem verschiedene Methoden der Künstlichen Intelligenz (KI) als Grundlage eines hybriden interaktiven Design-Entscheidungsunterstützungssystems (IDDSS) kombiniert werden. Der untersuchte Ansatz basiert auf dem Formalismus der digitalen Lebenszyklusakte, der auf Grundlage des Verwaltungsschalenkonzeptes alle Daten und Informationen über den Produktionsprozess sammelt. XDP-Opt betrachtet den gesamten Produktentstehungsprozess und leitet m?gliche Optimierungspotenziale in den jeweiligen Produktionsphasen ab, die wiederum dem Produkt-Designer ad hoc über ein Empfehlungssystem als Entscheidungsm?glichkeit pr?sentiert werden (hybride Entscheidungsunterstützung). Ein wichtiges Element der Entscheidungsunterstützung ist die Berücksichtigung von Zirkularit?t, nachhaltiger Produktion und ressourceneffizientem Einsatz von Produktionseinheiten. XDP-Opt untersucht eine Kombination von verschiedenen KI-Methoden als Grundlage für die Entscheidungsunterstützung. F?deriertes Lernen aus extremen Sensordaten (insbesondere Qualit?tskontrolldaten) wird untersucht, um Erfahrungen aus Daten zu gewinnen, die aus einer Vielzahl von Produktionsbereichen stammen, um m?gliche industrielle Datenschutzbedenken zu überwinden.

Ziele des Forschung­s­pro­jektes

  • Analyse und Modellierung relevanter Erfahrungen aus einer laufenden Produktion
  • Untersuchung zur ?hnlichkeitsbewertung von Produktentwürfen
  • Evaluierung von Case-Based Reasoning als hybrides Design-Entscheidungssystem in einer virtuellen Produktdesignumgebung
  • Bewertung von f?derierten Lernans?tzen für das Supply-Chain-integrierte Training der datengetriebenen Qualit?tskontrolle

Schwer­punkte des Forschung­s­pro­jekts

  • Erstellung eines Metamodells zur Beschreibung von Produktionserfahrungen als Grundlage der Fallbasis
  • Entwicklung von ?hnlichkeitsmetriken für Produktdesignoptionen
  • Validierung von Ans?tzen zur Erforschung des Designraums
  • Erforschung des f?derierten Trainings der datengesteuerten Qualit?tskontrolle 
     

Die Projektergebnisse werden die Produktentstehung zukünftig verbessern, ...

... indem frühere Designentscheidungen durch erfahrungsbasiertes Lernen genutzt werden.

Forschung­steam

Prof. Dr. Ral­ph Bergmann

Professor Dr. Ralph Bergmann ist Lehrstuhlinhaber der Professur für Wirtschaftsinformatik 2 an der Universit?t Trier.

Prof. Dr.-Ing. Mar­tin Ruskowski

Professor Dr. Martin Ruskowski ist Lehrstuhlinhaber für Werkzeugmaschinen und Steuerungen der RPTU im Fachbereich Maschinenbau und Verfahrenstechnik an.

Lu­kas Mal­burg, M.Sc.

Lehrstuhl für Wirtschaftsinformatik II , Universit?t Trier

Kok­u­lan Thanabal­an, M.Sc.

Lehrstuhl für Wirtschaftsinformatik II , Universit?t Trier

Tat­jana Le­g­ler, M.Sc.

Lehrstuhl für Werkzeugmaschinen und Steuerungen, RPTU

Leon­hard Kunz, Dipl.-Ing.

Lehrstuhl für Werkzeugmaschinen und Steuerungen, RPTU

Pu?bli?ka?ti?o?n­en & re?le?van?te Vor?pu?bli?ka?ti?o?n­en

Titel Autor DOI
Application of federated learning in manufacturing V. Hegiste, T. Legler, M. Ruskowski doi.org/10.48550/arXiv.2208.04664
Federated Object Detection for Quality Inspection in Shared Production  V. Hegiste, T. Legler, K. Fridman, M. Ruskowski doi.org/10.1109/FMEC59375.2023.10305969
Fallbasiertes Schlie?en R. Bergmann, M. Minor, K. Bach, K. D. Althoff, H. Mu?oz-Avila doi.org/10.1515/9783110659948-009