Schwerpunkte

KI erkennt auch unbekannte Fehler

Anlagenüberwachung mit Novelty Detection

24. September 2020, 08:07 Uhr   |  Nicole Wörner


Fortsetzung des Artikels von Teil 1 .

Erstmals mit integrierter Novelty Detection

Sogar unbekannte Fehler erkennt das System, es lernt aus ihnen und ordnet sie ihren Ursachen zu. Dies ist ein Novum: Bislang konnten KI-Systeme solche neuen Ereignisse nicht auswerten. »Künstliche Intelligenz funktioniert durch Mustererkennung«, erläutert Schütze. »Passiert etwas völlig Neues, kennt also das System ein Muster nicht, stößt es bislang an seine Grenzen. Wir entwickeln unser Programm so weiter, dass es erkennt: ´So etwas hatten wir noch nicht´, und dann den Menschen informiert.« Im Fachjargon nennt sich dies Novelty Detection. Kommt solch ein Ereignis öfter vor, ordnet das Programm mit neuen Daten diesen unbekannten Fehlern Ursachen und Folgen zu.

In mehreren Forschungsprojekten hatte Schützes Arbeitsgruppe für ihr System eine Vielzahl an Signalmustern aus der Masse von Messdaten herausgefiltert, die mit Veränderungen und Schadenszuständen von Maschinen in Zusammenhang stehen. Sie erstellten mathematische Modelle für Fehlergrade und lernten ihr System mit diesen an. Das Programm lernt jetzt mit Methoden maschinellen Lernens automatisch dazu und erkennt Abweichungen von selbst. »Die Algorithmen integrieren auch neu gesammelte Daten in ihre Auswertungen. Dadurch wird es auch möglich, Anomalien zu erkennen und zu interpretieren«, erklärt Tizian Schneider, der im Rahmen seiner Doktorarbeit an dem System forscht.

Diese Erkenntnisse können mit weiteren KI-Funktionen verknüpft werden, wie beispielsweise mit der automatischen Bestellung von Ersatzteilen. Auf diese Weise wird die Instandhaltung großer und auch schwer erreichbarer Anlagen planbar. Auch gibt das System seine Informationen in verständlicher Form an menschliche Instandhalter weiter. Damit sie die Zahlen richtig deuten, erforschte das Team auch, die Ergebnisse automatisch für sie zu übersetzen. »Das System bricht die Information herunter auf das, was sie wissen müssen und gibt dies leicht verständlich nach außen weiter«, erklärt Schneider.

Jetzt will Schützes Team die neue Technik vor allem bei kleinen und mittelständischen Unternehmen bekannt machen: Im Mittelstand-4.0-Kompetenzzentrum Saarbrücken, das vom Bundeswirtschaftsministerium gefördert wird, bieten die Forscher Schulungen an. Derzeit entwickeln sie ein KI-basiertes Assistenzsystem speziell für kleine und mittlere Unternehmen. »Gerade der Mittelstand und auch kleinere Firmen können das System nutzen, um sich durch Digitalisierung wettbewerbsfähig zu machen«, resümiert Andreas Schütze. 

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