KI-Lösungen · Use Case

KI-gestützte Prozessoptimierung in der Glasherstellung

Forschungsinstitute erproben gemeinsam mit Glashütten in Innovationsprojekten, wie sich die Qualität der Glasmasse mit künstlicher Intelligenz verbessern lässt. Dabei werden Datenerfassungssysteme und automatische Bildanalysen von Glasproben im laufenden Betrieb eingeführt.

Optimieren Sie Ihre Glasmasse durch automatisierte Datenanalyse und Bildauswertung. So senken Sie Ausschuss und Energiekosten messbar an jedem Ofen.

Worum es geht

In öffentlich geförderten Forschungsprojekten bauen Institute und Glashütten einen geschlossenen Regelkreis aus Datenerfassung, Analyse und Rückkopplung auf, um die Qualität der Glasmasse vorherzusagen. Zur praktischen Erprobung werden Prototypen an mehreren Produktionsstandorten installiert. Ein Algorithmus wertet dabei sogenannte Glaspucks automatisch aus. Zudem wird Ultraschalltechnik getestet, um Bläschen in heißer Glasmasse früh zu erkennen. Die gewonnenen Modelle bilden eine technologische Basis, um Ausschuss und Energieverbrauch bei unterschiedlichen Ofentypen zu senken.

Einordnung

  • Reifegrad: Growing
  • Komplexität: Mittel
  • Technologie: Machine-Learning-Modelle zur automatisierten Bild- und Qualitätsanalyse von Glasproben sowie Ultraschall-Messtechnik zur Blasenerkennung

Passende Branchen

  • Glas- & Keramikindustrie

Typische Einsatzmuster

  • Automatische optische Untersuchung erkalteter Glaspucks zur Bestimmung von Reinheit und Defektverteilung.
  • Echtzeit-Detektion von Gasblasen in der flüssigen Glasmasse mittels akustischer Resonanzanalyse.
  • Systematische Rückkopplung von Qualitätsmetriken an das Ofensteuerungssystem zur Anpassung der Temperaturführung.

Voraussetzungen

  • Installation robuster Sensorik und Kamerasysteme, die der Hitze und Staubbelastung an Glasschmelzöfen standhalten.
  • Strukturierte Erfassung von Probendaten und Schmelzparametern als Trainingsbasis für die Modelle.
  • Bereitschaft der Fachkräfte an den Schmelzwannen zur Zusammenarbeit mit externen Datenanalysten.

Nutzen

Für Unternehmen

  • Frühzeitige Erkennung von Defekten und Gasblasen in der heißen Glasschmelze
  • Reduzierung des Energieverbrauchs durch optimierte Ofenführung und weniger Nachbearbeitung
  • Erhöhung der Ausbeute und Prozessstabilität bei unterschiedlichen Glassorten
  • Standardisierte Qualitätsbeurteilung über standardisierte Datenerfassungsprototypen

Für Beschäftigte

  • Entlastung von der rein visuellen, fehleranfälligen Stichprobenkontrolle
  • Schnellere Rückmeldung über den Schmelzzustand ohne lange Wartezeiten
  • Entscheidungsunterstützung bei der Justierung von Schmelz- und Kühltemperaturen

Für Privatpersonen

  • Gleichbleibend hohe Material- und Verarbeitungsqualität bei Kunstglasartikeln
  • Geringere Fehlerquote bei ästhetisch anspruchsvollen Glasprodukten
  • Unterstützung energieeffizienterer und nachhaltigerer Fertigungsmethoden

Herausforderungen

Für Unternehmen

  • Hohe Abhängigkeit von der engen Abstimmung zwischen externen KI-Experten und Hüttepersonal
  • Aufwendige Installation und Wartung robuster Sensorik in rauen Schmelzumgebungen
  • Verzögerungen im Projektablauf durch unzureichend koordinierte Steuerungsgremien

Für Beschäftigte

  • Notwendigkeit zur Einarbeitung in die Bedienung neuer digitaler Schnittstellen an der Schmelzwanne
  • Mögliche Skepsis gegenüber automatisierten Bewertungsvorschlägen bei traditionellem Handwerkswissen
  • Anfänglicher Mehraufwand bei der manuellen Erfassung von Kalibrierungsdaten

Für Privatpersonen

  • Keine unmittelbare Interaktionsmöglichkeit für Endverbraucher
  • Geringe Transparenz für Endkunden bezüglich der eingesetzten Schmelz- und Prüftechnologie
  • Nutzen für Konsumenten ist nur indirekt über das finale Produkt spürbar

Wirkung

Klassische Schwellenwert-Software scheitert an den komplexen, optisch variierenden Strukturen und Trübungen von Heißglas. Maschinelles Lernen hingegen kann komplexe Muster in Bilddaten und Ultraschallsignalen auch bei wechselnden Rohstoffzusammensetzungen präzise interpretieren. Ein starres Regelwerk aus Wenn-Dann-Bedingungen ist für die nichtlinearen Prozesse einer Glasschmelze zu unflexibel.

Für Unternehmen

Hütten mit automatisierten Analysesystemen können anspruchsvolle Glasqualitäten flexibler und mit niedrigerem Ausschuss produzieren. Wer rein manuell steuert, riskiert höhere Stückkosten und Margenverluste durch teure Schmelzfehler.

Fehlerhafte Schmelzchargen verursachen erhebliche Material- und Energiekosten, da Ausschussglas energieintensiv erneut aufgeschmolzen werden muss. Die KI-gestützte Frühwarnung stabilisiert den Gutanteil und schützt Betriebe vor kostspieligen Fehlproduktionen.

Die Prüfung wird von zeitverzögerten Laboranalysen auf echtzeitnahe, automatisierte Probenprüfungen umgestellt. Dadurch verkürzen sich die Reaktionszeiten bei Fehlentwicklungen in der Schmelzwanne deutlich.

Für Beschäftigte

Das Hantieren mit manuellen Inspektionswerkzeugen und die subjektive Sichtprüfung von Glaspucks treten in den Hintergrund. Mitarbeiter erhalten stattdessen datengestützte Analysen auf Monitoren und können gezielt eingreifen.

Die Tätigkeit wandelt sich vom rein erfahrungsbasierten Schmelzer hin zum datengestützten Prozessmanager. Diese Veränderung bedeutet eine langfristige technologische Aufwertung des handwerklichen Berufsbilds.

Bediener müssen lernen, Auswertungsdaten der Bilderkennung und Ultraschallmessungen richtig zu deuten. Grundlegende Kompetenzen im Umgang mit digitalen Feedback-Systemen werden am Ofen unerlässlich.

Für Privatpersonen

Endkunden erhalten Kunst- und Gebrauchsglas mit minimierten Einschlüssen und optischen Mängeln. Der Kaufprozess bleibt unberührt, jedoch steigt die Verlässlichkeit der Produktgüte.

Die Einführung ressourcensparender Fertigungstechnologien sichert den Erhalt traditioneller Glasmanufakturen als regionale Kulturgüter.

Quellen

Redaktionell zugeordnete Tätigkeiten

Die Lösung passt zur Tätigkeit in einem fachlichen Kontext, aber nicht automatisch zu jedem Beruf mit dieser Tätigkeit.