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THWS präsentiert KI-basiertes Mess-System für die Industrie-Isolierung

11.06.2024

Würzburg-Schweinfurt: Nach über drei Jahren Forschung und Entwicklung ist es so weit: Ein Team des Studienbereichs Geo an der Fakultät Kunststofftechnik und Vermessung der Technischen Hochschule Würzburg-Schweinfurt (THWS) hat zusammen mit dem Projektpartner Schwartmanns Maschinenbau GmbH das eigens entwickelte Mess-System „isodot“ auf der Branchenmesse TI-Expo in Düsseldorf präsentiert. Zum THWS-Team gehören Projektleiter Prof. Dr. Stefan Knoblach, Lukas Hart und Jan Pagels sowie die studentischen Hilfskräfte Fabius Limpächer, Fabrice Ntwali, Paul Raab und Jakob Scheppach.

Konzipiert ist das Mess-System für die Anforderungen im Bereich der Industrie-Isolierung. Aktuell wird vor der Isolierung von Rohrleitungen in Industrieanlagen ein händisches Aufmaß vollzogen, um anschließend eine passgenaue Dämmung zu fertigen. Dieses Vorgehen ist jedoch fehleranfällig und zeitaufwändig. Vor dem Hintergrund des Fachkräftemangels gibt es in der Branche daher Bestrebungen, das Aufmaß der Rohrleitungen zu vereinfachen und zu automatisieren. Hier setzt das Forschungsprojekt der THWS an. Ziel ist die Entwicklung eines kostengünstigen Mess-Systems in Kombination mit einer speziellen Software für die Auswertung der Daten. Der Praxispartner, die mittelständische Schwartmanns Maschinenbau GmbH aus Wesseling bei Köln, ist neben der Herstellung von Fertigungsmaschinen für die Isolierbranche auch verstärkt im Bereich Software- und Aufmaßlösungen tätig.

Kostenersparnis durch künstliche Intelligenz

Für eine kostengünstige Fertigung entstehen der Korpus und das Gehäuse des Mess-Systems im 3D-Druck-Verfahren. Für die eigentliche Messung sind eine Kamera und ein Entfernungsmesser verbaut. In der Anlage wird der gewünschte Bereich durch mehrere Bilder erfasst, welche anschließend zu einem Panorama zusammengefügt werden. Das Panoramabild wird anschließend vollautomatisch mithilfe künstlicher Intelligenz ausgewertet. Diese wurde darauf trainiert, Rohre und sonstige Bauteile einer Rohrleitung in Bildern zu identifizieren. Die Software „weiß“ dadurch, wo sich zu vermessende Rohre befinden und kann mithilfe des Laserdistanzmessers die Zielobjekte millimetergenau anvisieren. Zusammen mit der gemessenen Entfernung und den Informationen aus den Bildern erfolgt die Rekonstruktion der Rohre. Auf diese Weise können bei der Isolierung relevante Informationen wie die Länge und der Durchmesser der Rohre digital und automatisiert bereitgestellt werden. Darauf aufbauend wird dann die Dämmung geplant und der Entwurf final an die Fertigungsmaschinen übertragen.

Auf diese Weise ergibt sich ein vollständig digitaler Arbeitsablauf, welcher die Kosteneffizienz und damit auch die Akzeptanz und Umsetzung solcher Dämmmaßnahmen steigert. Dieses Potenzial wurde auch von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU) erkannt, welche das Projekt fördert. Es entspricht somit den Förderkriterien der DBU, welche sich ausschließlich auf Projekte zum Schutz der Umwelt fokussiert. Dass dies im Bereich der Industrie-Isolierung gegeben ist, belegt auch eine Studie der European Industrial Insultation Foundation, welche das jährliche Einsparpotenzial an CO₂ in Deutschland auf knapp 10.000 Tonnen beziffert, was dem Verbrauch von zwei Millionen Haushalten entspricht.

Auch wenn das System während der Messe auf große Begeisterung stieß, muss sich die Isolierbranche noch etwas gedulden. Erste Feldtests unter Realbedingungen wurden unter anderem im Müllheizkraft Würzburg durchgeführt. Bis zum Projektende im September 2024 sollen weitere Tests folgen, um eventuelle Schwachstellen zu identifizieren und zu beheben. Der Verkaufsstart ist für Anfang 2025 geplant. „Dieses Ziel ist zwar sehr ambitioniert, aber angesichts unseres engagierten Teams und der guten Zusammenarbeit mit dem Projektpartner Schwartmanns bin ich zuversichtlich, dass wir dieses Ziel auch erreichen“, so Projektkoordinator Prof. Dr. Knoblach.

Erfolgreiche Kooperation mit Projektpartner Schwartmanns – Verkaufsstart für Anfang 2025 geplant

Farbig markiert: KI-basierte Objekterkennung für Rohre, Bögen und Flansche (Foto: THWS/Lukas Hart)

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