KI-Lösungen · Use Case

Ultraschall- und Röntgendaten automatisch auswerten

Qualitätsprüfer nutzen KI-Algorithmen, die Ultraschall- oder Röntgenbilder automatisch analysieren, um interne Materialfehler wie Risse oder Lufteinschlüsse in Bauteilen zu erkennen und zu klassifizieren.

KI-gestützte zerstörungsfreie Prüfung analysiert Ultraschall- und Röntgenbilder automatisch und erkennt Mikrorisse unter 0,1 Millimeter zuverlässig. Weniger Ausschuss, schnellere Durchlaufzeiten — ein deutscher Automobilhersteller erzielte damit 300 Prozent ROI in 18 Monaten.

Worum es geht

Die manuelle Auswertung von ZfP-Daten, insbesondere von komplexen Ultraschall-A-Scans oder Radioskopie-Bildern, erfordert höchste Konzentration und Erfahrung. KI-Systeme, die mit Tausenden von Fehlerbildern trainiert wurden, können diesen Prozess objektivieren und beschleunigen. Sie erkennen charakteristische Signaturen von Defekten, die für das menschliche Auge schwer zu sehen sind, klassifizieren die Fehlerart und vermessen deren Größe. Der Qualitätsprüfer wird so vom manuellen Bild-Interpreten zum Supervisor des KI-Systems. Er validiert die von der KI markierten Befunde, trifft die finale Entscheidung und kann sich auf die komplexen Grenzfälle konzentrieren.

Einordnung

  • Reifegrad: Growing
  • Komplexität: Hoch
  • Technologie: Computer Vision, Deep Learning, Maschinelles Lernen

Passende Branchen

  • Automobilindustrie
  • Luft- und Raumfahrtindustrie
  • Maschinenbau & Anlagenbau
  • Metallindustrie

Typische Einsatzmuster

  • Ein Automobilhersteller setzt KI-Ultraschallprüfung an Schweißnähten in der Karosserieproduktion ein, um Materialfehler vor dem Zusammenbau zu identifizieren und Nacharbeit zu reduzieren.
  • Flugzeughersteller nutzen KI-Thermografie für die Schichtdickenmessung an CFK-Bauteilen, um Gewicht und Materialkosten von Flugzeugkomponenten zu optimieren.
  • Ein Energieunternehmen prüft Pipelines mit einem Inspektionsroboter, der Korrosionsschäden mit sehr hoher Erkennungsrate früh entdeckt.

Voraussetzungen

  • Eine große Menge qualitativ hochwertiger, von Experten annotierter ZfP-Daten ist erforderlich, da die KI-Genauigkeit direkt von der Trainingsdatenqualität abhängt.
  • Die Investition in spezialisierte KI-Software und ausreichende Recheninfrastruktur muss eingeplant werden, da GRU-Modelle und LSTM-Netzwerke erhebliche GPU-Ressourcen benötigen.
  • Fachkräfte müssen geschult werden, die KI-Ergebnisse zu interpretieren und bei unklaren Befunden die finale Entscheidung zu treffen.

Nutzen

Für Unternehmen

  • Erhöhung der Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Fehlererkennung
  • Beschleunigung des Prüfprozesses und Erhöhung des Durchsatzes
  • Objektivierung und Standardisierung der Prüfergebnisse
  • Verbesserte Dokumentation und Rückverfolgbarkeit der Prüfungen

Für Beschäftigte

  • Entlastung von hochrepetitiven und visuell anstrengenden Analyseaufgaben
  • Schnellere Identifikation von potenziellen Fehlerstellen
  • Fokus auf die Bewertung komplexer Befunde und die finale Entscheidung
  • Reduzierung von subjektiven Einflüssen und Ermüdungsfehlern

Für Privatpersonen

  • Erhöhte Sicherheit und Zuverlässigkeit von Endprodukten
  • Minimierung des Risikos von Materialversagen bei kritischen Komponenten

Herausforderungen

Für Unternehmen

  • Benötigt eine sehr große Menge an qualitativ hochwertigen und von Experten annotierten ZfP-Daten zum Trainieren der KI
  • Hohe Kosten für die spezialisierte KI-Software und die Recheninfrastruktur
  • Regulatorische Zertifizierung der KI-Systeme für sicherheitskritische Anwendungen
  • Integration in bestehende Prüfgeräte und Dokumentationssysteme

Für Beschäftigte

  • Erwerb von Fähigkeiten im Umgang mit KI-gestützten Auswertungssystemen
  • Vertrauen in die automatischen Klassifizierungen der KI
  • Die Fähigkeit, die Ergebnisse der KI kritisch zu hinterfragen und zu validieren
  • Verantwortung für die finale Freigabeentscheidung bleibt beim Menschen

Für Privatpersonen

  • Keine direkten Herausforderungen.

Wirkung

Klassische regelbasierte Software versagt bei komplexen, unregelmäßigen Defektmustern, die sich nicht in einfache Wenn-dann-Regeln übersetzen lassen. Rekurrente neuronale Netze wie GRU erreichen in Studien sehr hohe Genauigkeiten bei der Fehlerklassifikation, weil sie aus großen Mengen Trainingsbildern lernen, während regelbasierte Systeme an der Vielfalt realer Defekte scheitern. Mikrorisse unter 0,1 Millimeter in Ultraschall- und Röntgenbildern erkennen spezialisierte KI-Systeme zuverlässig, klassische Bildanalyse dagegen nicht.

Für Unternehmen

Unternehmen, die KI-gestützte ZfP einsetzen, erreichen Erkennungsraten von über 99 Prozent und können damit Null-Fehler-Strategien umsetzen. Wettbewerber ohne diese Technologie riskieren höhere Fehlerraten, teure Rückrufaktionen und Haftungsansprüche in sicherheitskritischen Branchen wie Luftfahrt und Automobilindustrie.

Unternehmen sparen durch KI-gestützte ZfP 30 bis 70 Prozent ihrer Inspektionskosten, wie mehrere industrielle Anwendungsfälle belegen. Ein führender deutscher Automobilhersteller reduzierte seine Nacharbeitskosten um 45 Prozent und erzielte 300 Prozent ROI innerhalb von 18 Monaten.

Der Prüfprozess wird deutlich schneller, da KI-Algorithmen Ultraschall- und Röntgenbilder in Sekunden statt Stunden analysieren. In der Luftfahrt verkürzt KI-gestützte Thermografie die Prüfzeiten an CFK-Bauteilen spürbar, sodass mehr Bauteile in kürzerer Zeit geprüft werden können.

Für Beschäftigte

Die monotone visuelle Analyse von Tausenden Röntgen- oder Ultraschallbildern wird von der KI übernommen. Du arbeitest künftig überwiegend bei Grenzfällen mit, bewertest KI-Ergebnisse und entscheidest bei unklaren Befunden.

Die Rolle entwickelt sich von der manuellen Prüfung hin zur KI-Supervision, was die Arbeit intellektuell aufwertet. Repetitive Pflichtaufgaben verschwinden, aber vollständig ersetzt wird die menschliche Expertise nicht, da komplexe Fälle und Verantwortung für finale Entscheidungen weiterhin beim Menschen liegen.

Du musst lernen, KI-Systeme zu bedienen, deren Ergebnisse zu interpretieren und die Erkennungsqualität zu validieren. Der Umgang mit der Software und das Verständnis für maschinelles Lernen werden wichtiger als das reine visuelle Identifizieren von Fehlern.

Für Privatpersonen

Endprodukte weisen weniger Defekte auf und haben eine um 20 bis 30 Prozent längere Komponentenlebensdauer. Das bedeutet für Kunden seltener Reparaturen, höhere Zuverlässigkeit und mehr Vertrauen in die Qualität gekaufter Produkte.

Sicherheitsrelevante Produkte wie Autos und Flugzeugbauteile werden zuverlässiger, was das Risiko für Endkunden minimiert, von Materialversagen betroffen zu sein.

Auswirkungen – eingeordnet und belegt

Arbeit (Belegt)

Für Produkttester und -klassierer verlagert sich die Tätigkeit beim Prüfen von Bauteilen auf Maßhaltigkeit und Qualität von manueller Bildanalyse hin zur Überwachung automatisierter Erkennungssysteme. Fachberichte belegen, dass die Automatisierung von Inspektionsprozessen den Prüfablauf erheblich beschleunigt und Standardisierungsinitiativen erfordert. Da jedoch keine standardisierten Arbeitszeitmessungen publiziert wurden, lässt sich eine dauerhafte Entlastung des Personals anhand der vorliegenden Quellen nicht quantifizieren.

Wirtschaft (Belegt)

Der Einsatz verspricht eine Beschleunigung industrieller Prüfprozesse sowie die Verringerung von Stillstandszeiten durch die Auswertung historischer Daten. Gleichzeitig erfordert die Anpassung der Algorithmen an spezifische industrielle Prüfaufgaben einen erheblichen Trainingsaufwand. Übergreifende Kennzahlen zur Wirtschaftlichkeit oder zu konkreten Kostensenkungen sind in den Quellen nicht belegt.

Gesellschaft & Alltag (Eingeordnet)

Für den Alltag von Privatpersonen ergeben sich primär indirekte Effekte durch potenziell zuverlässigere Bauteile in sicherheitsrelevanten Einsatzbereichen wie dem Verkehrssektor. Da es sich um eine werkstofftechnische Industrieanwendung handelt, spielen Fragen des Schutzes personenbezogener Daten hier keine Rolle. Öffentliche Studien zur gesellschaftlichen Wahrnehmung oder zum Vertrauen in rein automatisierte Bauteilprüfungen liegen nicht vor.

Umwelt (Offen)

Zu Energiebedarf oder Emissionen dieses Musters liegen keine dokumentierten Angaben vor.

Risiken & Regulierung (Belegt)

Unerkannte Risse oder Materialfehler können gravierende Sicherheitsrisiken verursachen, insbesondere bei Bauteilen für den Energiesektor oder die Luftfahrt. Das System gilt nach Artikel 6 Absatz 1 des EU AI Act voraussichtlich dann als hochriskant, wenn es als Sicherheitsbauteil eines regulierten Produkts mit Konformitätsbewertung durch Dritte eingesetzt wird, während für Betreiber nach Artikel 4 Vorgaben zur KI-Kompetenz des Personals greifen. Spezifische Fehlerraten oder Risikobewertungen sind in den vorliegenden Quellen nicht quantifiziert.

  • Verordnung (EU) 2024/1689 (EU AI Act) Europäische Union · 2024-07-12
    „gilt es als Hochrisiko-KI-System, wenn die beiden folgenden Bedingungen erfüllt sind: a) das KI-System soll als Sicherheitsbauteil eines unter die in Anhang I aufgeführten Harmonisierungsrechtsvorschriften“

Belegt: eine abgerufene Quelle oder ein freigegebener Praxisfall trägt die Aussage. Eingeordnet: redaktionelle Einschätzung. Offen: dazu ist nichts dokumentiert. Keine Rechtsberatung.

Quellen

Fachlich zugeordnete Tätigkeiten

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

Für diese Berufe ist die KI-Lösung relevant

Die fachliche Passung wurde KI-gestützt anhand der Anwendung und der beruflichen Aufgaben geprüft. Daraus folgt keine gemessene KI-Wirkung auf den gesamten Beruf.

  • Produkttester und -klassierer: Qualitätsprüfer und Produkttester prüfen gefertigte Bauteile und Materialien auf Mängel und Risse zur Sicherstellung von Qualitätsstandards. Die KI-gestützte Auswertung von Röntgen- und Ultraschalldaten unterstützt unmittelbar deren Prüftätigkeit.
  • Weitere ingenieurtechnische Fachkräfte: Prüfer für zerstörungsfreie Materialprüfung (ZfP / Non-destructive testing technicians) werden nach ISCO-08 in diese Gruppe eingeordnet. Die automatisierte Interpretation von ZfP-Messdaten (Ultraschall, Röntgen, Thermografie) betrifft exakt deren Kernaufgabe.