Künstliche Intelligenz in der ZfP

Machine Learning und KI revolutionieren die automatische Fehlererkennung in der ZfP: Neuronale Netze klassifizieren UT-Signale, RT-Bilder und Thermogramme schneller und konsistenter als der Mensch.

Warum KI in der ZfP?

Traditionelle ZfP-Auswertung hängt stark von der Erfahrung des Prüfers ab. Menschliche Faktoren (Ermüdung, subjektive Wahrnehmung) beeinflussen die Detektionswahrscheinlichkeit (POD). KI-Systeme können:

  • Millionen von Prüfdaten konsistent auswerten
  • Ohne Ermüdungseffekte arbeiten
  • Muster erkennen, die dem menschlichen Auge entgehen
  • 24/7 in automatisierten Prüflinien eingesetzt werden

Machine Learning Grundprinzip

Statt manuell kodierter Regeln lernt das Modell aus Daten: Tausende annotierte Prüfbilder (Fehler/kein Fehler) werden genutzt, um ein neuronales Netz zu trainieren. Das Netz erkennt dann eigenständig Muster in neuen Prüfdaten.

Wichtige Algorithmentypen in der ZfP

  • Convolutional Neural Networks (CNN): Bildauswertung; ideal für RT-Filme, Thermogramme, C-Scan-Bilder
  • Recurrent Neural Networks (RNN/LSTM): Zeitreihendaten; UT-A-Scan-Auswertung, Schallemission
  • Autoencoders: Anomalieerkennung ohne bekannte Fehlerbilder (unsupervised)
  • Generative Adversarial Networks (GAN): Synthese künstlicher Prüfdaten zum Erweitern kleiner Datensätze

Anwendungsbeispiele

ZfP-MethodeKI-AnwendungStand
RT (Röntgenfilm/DR)Automatische Fehlererkennung, Klassifikation (Pore, Riss, Schlacke)Produktiv (z. B. VGStudio, YXLON)
UT (PAUT, TOFD)B-Scan-Auswertung, Risstiefenmessung, C-Scan-KlassifikationPilotprojekte, teils produktiv
ThermografieDelaminationserkennung in CFK, RotorblätterForschung + Piloten
VT (Kamera)Oberflächenfehlererkennung in Fertigungslinien (Automotive)Weit verbreitet
AEQuellklassifikation, VorhersageForschung

Herausforderungen

  • Datenverfügbarkeit: Echte Fehlerdaten sind selten; synthetische Daten (GAN) als Ergänzung
  • Zertifizierung: Wie wird ein KI-System nach EN ISO 9712 qualifiziert? (noch offen)
  • Erklärbarkeit (XAI): Black-Box-Entscheidungen schwer auditierbar
  • Overfitting: Modell lernt Training-daten auswendig, versagt bei neuen Fehlertypen

Zukunft: Digitaler Zwilling + KI

Der digitale Zwilling eines Bauteils kombiniert CAD-Geometrie, Simulationsdaten und historische Prüfdaten. KI-Modelle können damit nicht nur aktuelle Prüfergebnisse auswerten, sondern Degradationstrends vorhersagen — der Schritt von reaktiver zu prädiktiver ZfP.