KI-Lösungen · Use Case

Glasdefekte durch Schmelzofen-Analyse frühzeitig vorhersagen

CelSian setzt mit dem System Celfos auf eine Kombination aus KI-gestützter Mustererkennung und CFD-Modellierung für industrielle Schmelzöfen. Die Software wertet Prozessdaten wie Temperaturen, Ziehrate und Brennbedingungen kontinuierlich aus und vergleicht sie mit historischen Qualitätsdaten. Dadurch können Glasschmelzer drohende Defekte wie Blasen oder Knoten Stunden vor dem eigentlichen Auftreten in der Formgebung erkennen und gegensteuern.

In der industriellen Glasproduktion führen veränderte Schmelzbedingungen oft erst Stunden später zu sichtbarem Ausschuss. Die Lösung Celfos von CelSian nutzt KI und CFD-Modelle, um Qualitätsabweichungen vorab zu erkennen. Dadurch steuern Sie Ihren Ofenbetrieb proaktiv und senken Ausschusskosten.

Worum es geht

In der industriellen Glasherstellung entstehen Defekte wie Blasen, Knoten, Steine oder Cord meist direkt im Schmelzofen, werden jedoch oft erst Stunden oder Tage später bei der Qualitätsprüfung sichtbar. CelSian kombiniert in der Lösung Celfos KI-basierte Mustererkennung mit numerischer Strömungsmechanik (CFD), um diesen Zeitversatz zu überbrücken. Das System erfasst historische sowie aktuelle Ofenmesswerte, darunter Temperaturen, Brennbedingungen, Verstärkungsstufen, Ziehraten und Rohstoffparameter. Auf dieser Grundlage identifiziert der Algorithmus Prozesskonstellationen, die in der Vergangenheit zu Qualitätsproblemen geführt haben. Ofenbediener und Verfahrenstechniker erhalten datengestützte Vorwarnungen, bevor fehlerhaftes Glas in die nachgelagerte Formgebung gelangt. Dies ermöglicht ein proaktives Nachjustieren der Prozessparameter, stabilisiert die Schmelzbedingungen und ergänzt die langjährige Praxiserfahrung des Bedienpersonals.

Einordnung

  • Reifegrad: Growing
  • Komplexität: Mittel
  • Technologie: KI-gestützte Mustererkennung, CFD-Schmelzofenmodellierung, Prädiktive Qualitätsanalyse

Typische Einsatzmuster

  • Ein Glasschmelzbetrieb überwacht Temperaturen und Ziehraten mit Celfos, um das Risiko von Blasenbildung Stunden vor der Ausformung zu erkennen.
  • Verfahrenstechniker nutzen CFD-basierte KI-Einsichten, um Brennbedingungen im Ofen proaktiv anzupassen, bevor Verfärbungen oder Cord auftreten.
  • Schichtteams an industriellen Schmelzwannen prüfen KI-Warnmeldungen, um bei Batch-Schwankungen sofort die passenden Gegenmaßnahmen einzuleiten.

Voraussetzungen

  • Die Schmelzwannen müssen mit kontinuierlicher Sensorik für Temperaturen, Ziehrate und Prozessparameter ausgestattet sein.
  • Es müssen strukturierte historische Betriebs- und Qualitätsdaten vorliegen, um Mustererkennungsmodelle fundiert zu speisen.
  • Das Ofenpersonal muss im Zusammenspiel von CFD-Analysen und KI-Warnungen geschult werden, um Empfehlungen sachgerecht zu bewerten.

Nutzen

Für Unternehmen

  • Frühzeitige Erkennung von Schmelzfehlern Stunden vor der Formgebung
  • Reduzierung von Produktionsausschuss und Nacharbeit im Glaswerk
  • Stabilisierung der Ofenprozesse durch datengestützte Parametereinstellung
  • Bessere Verknüpfung von Ofensensorik und historischen Qualitätsdaten

Für Beschäftigte

  • Ergänzung der eigenen Ofenexpertise durch vorausschauende Warnungen
  • Entlastung bei der Fehlersuche in komplexen Prozesszusammenhängen
  • Mehr Vorlaufzeit für gezielte Steuerungsentscheidungen am Schmelzofen
  • Bessere Entscheidungsgrundlage durch Kombination aus Messwerten und CFD-Modellen

Für Privatpersonen

  • Höhere Verlässlichkeit und Formstabilität gelieferter Glasverpackungen und Flachgläser
  • Geringeres Risiko fehlerhafter Produkte bei Endverbrauchern
  • Ressourcenschonendere Produktion durch vermiedenen Schmelzausschuss

Herausforderungen

Für Unternehmen

  • Notwendigkeit einer verlässlichen und sauberen historischen Datenbasis
  • Komplexe Zusammenführung von Sensordaten, Batch-Chemie und Qualitätsberichten
  • Erforderliche Integration in bestehende Leitsysteme von Glasschmelzöfen

Für Beschäftigte

  • Aufbau von Vertrauen in algorithmische Warnungen vor noch unsichtbaren Mängeln
  • Notwendigkeit zur Schulung im Zusammenspiel von CFD-Modellen und KI-Meldungen
  • Vermeidung von Fehlinterpretationen bei veränderten Rohstoff- oder Brennbedingungen

Für Privatpersonen

  • Geringe unmittelbare Sichtbarkeit von Prozessverbesserungen im Ofen für Endabnehmer
  • Abhängigkeit von der Qualitätsphilosophie der produzierenden Glashersteller
  • Fehlende direkte Transparenz über vor- und nachgelagerte Produktionsparameter

Wirkung

Klassische Prozessleitsysteme prüfen lediglich statische Schwellenwerte einzelner Sensoren, ohne die vielschichtigen dynamischen Wechselwirkungen im Schmelzofen abzubilden. KI-gestützte Mustererkennung in Kombination mit CFD-Modellen kann hingegen multivariante Verläufe von Temperaturen, Strömungen und Batch-Chemie über lange Zeiträume verknüpfen. Nur so lassen sich schwache Vorboten von Defekten erkennen, die in einfachen linearen Wenn-Dann-Regeln verborgen bleiben.

Für Unternehmen

Wer Glasfehler bereits in der Schmelzphase antizipieren kann, sichert sich gleichmäßigere Produktqualitäten bei engen Toleranzen für Float- und Behälterglas. Unternehmen mit prädiktiven Schmelzmodellen sind in der Lage, flexibler auf Rohstoff- und Rezepturänderungen zu reagieren, während Wettbewerber ohne Prozess-KI mit langen Fehlerzyklen zu kämpfen haben.

Hersteller in der Glasindustrie müssen energieintensive Schmelzprozesse bei hohen Rohstoff- und Brennstoffkosten wirtschaftlich führen. Eine vorausschauende Defektvorhersage im Ofen verhindert, dass mangelhaftes Glas über Stunden produziert und erst am kalten Ende aussortiert wird. Dies spart Ressourcen, vermeidet unnötige Nacharbeit und reduziert Produktionsverluste.

Die Steuerung von Schmelzwannen wandelt sich von einer reaktiven Korrektur hin zu einer proaktiven Prozessführung. Da Anpassungen im Ofen oft erst viele Stunden später wirken, schließt die KI die Informationslücke zwischen Schmelzführung und Endprüfung, wodurch Ingenieure Eingriffe präziser abstimmen können.

Für Beschäftigte

Der Arbeitsalltag von Schmelzofenbedienern ist geprägt von hoher Verantwortung für extrem träge und heiße Schmelzprozesse. Die KI nimmt den Fachkräften den Stress spontaner Kriseneinsätze bei plötzlich auftretendem Ausschuss, indem sie Veränderungen mit ausreichend Vorlaufzeit signalisiert.

Die Rolle der Ofenbediener wandelt sich vom rein erfahrungsbasierten Beobachter hin zum datengestützten Prozessmanager der Schmelzwanne. Die Fachkraft trifft Entscheidungen nicht mehr isoliert im Rückblick auf Mängel an der Prüflinie, sondern steuert den Ofen vorausschauend anhand von Musterprognosen.

Bediener müssen lernen, die prädiktiven Warnungen und modellbasierten Zusammenhänge von CFD- und KI-Analysen richtig einzuordnen. Das tiefe handwerkliche und thermische Verständnis der Fachkräfte bleibt unabdingbar, wird aber durch datengestützte Interpretation von Trendkurven und Sensorverläufen erweitert.

Für Privatpersonen

Endverbraucher und gewerbliche Abnehmer erhalten stabilere und optisch einwandfreie Glasprodukte ohne störende Einschlüsse oder mechanische Schwachstellen. Die Verlässlichkeit von Behältern im Alltag und die Sicherheit von Spezial- oder Bauglas werden durch minimierte Schmelzdefekte gefördert.

Glas ist ein essenzielles Material für nachhaltige Verpackungen und energieeffiziente Gebäude. Ein fehlerfreier Schmelzprozess verringert den energetischen Aufwand pro verwertbarer Tonne Glas und stärkt den ressourcenschonenden Umgang mit Grundstoffen.