ZIM-Innovationsnetzwerk NUFESTRA

Vernetzte Intelligenz für fehlerfreie Schweißproduktion

NUFESTRA (abgeleitet von NUll-FEhler-STRAtegie) ist ein Innovationsnetzwerk, das führende Forschungseinrichtungen, Hochschulen und Industrieunternehmen zu einem Kompetenzverbund vereint. Unter Leitung der GSI verfolgt das Netzwerk das Ziel, eine ganzheitliche, KI‑gestützte Qualitätssicherung entlang der gesamten schweißtechnischen Prozesskette zu entwickeln.

Vision: Fehler erkennen, bevor sie entstehen

Die zentrale Leitidee von NUFESTRA ist der Aufbau einer modularen, skalierbaren Null‑Fehler‑Strategie für die industrielle Schweißtechnik. Durch erweiterte integrierte Prozessdatenerfassung sollen signifikante Inhomogenitäten bereits in ihrer Entstehungsphase erkannt und unmittelbar korrigiert werden. Das kann die Qualität geschweißter Produkte deutlich erhöhen und Fehler möglichst vollständig vermeiden.

Im Sinne der Six-Sigma-Systematik kann eine verbesserte Prozessfähigkeit perspektivisch Teile der klassischen zerstörungsfreien Prüfung ersetzen. Stattdessen rücken mitlaufende und nachgelagerte Prozessüberwachungen in den Fokus, wodurch erhebliche Zeit- und Kostenvorteile generiert werden können.

KI‑gestützte Früherkennung und Prozesskorrektur

Im Sinne von Industrie 5.0 stellt dieser Ansatz den Menschen in den Mittelpunkt einer neuen innovativen Fehlerkultur. Für diese Neuausrichtung der Fehlervermeidung werden mehrere Schwerpunkte berücksichtigt, die darauf abzielen, Fehlerursachen frühzeitig zu erkennen, sie zu charakterisieren und eine belastbare Basis für weiterführende Untersuchungen zu schaffen. Vorgesehen sind KI‑unterstützte Methoden, die alle Bereiche umfassen: von der Ausbildung von Fachpersonal über die Wareneingangskontrolle aller Werk- und Zusatzstoffe, automatisiertes Qualitätsmanagement der Schweißvorbereitung und der Schweißvorgänge bis hin zur eventbasierten Bauteilprüfung und KI-basierter Fehler-Daten-Korrelation aus umfassend standardisierten Daten im gesamten Prozess.

Arbeitsfelder des Netzwerks

Im Netzwerk werden interdisziplinäres Fachwissen und Know-how gebündelt, um gemeinsam wissenschaftliche, technologische und wirtschaftliche Kompetenz zu nutzen. Die geplanten Arbeiten konzentrieren sich auf:

• die Identifikation und Charakterisierung von Fehlerursachen,
• die Entwicklung einer modularen Null‑Fehler‑Strategie,
• die Etablierung umfassender Methoden der Prozessüberwachung,
• den Aufbau standardisierter Datenstrukturen für KI‑gestützte Auswertungen.

Damit werden die Grundlagen für weiterführende Erkenntnisse und zukünftige Optimierungen geschaffen.

Weg in die Praxis: Perspektive für die Industrie

Die kontinuierliche Weiterentwicklung und Umsetzung der „Null-Fehler-Strategie“ in der Schweißtechnik erfolgt schrittweise und ist eine große Herausforderung insbesondere für viele kleine mittelständische Unternehmen. Mit zunehmender Verbesserung der Gerätetechnik und der Nutzung wichtiger Digitalisierungsinstrumente kann das „fehlerfreie“ Schweißen in den kommenden Jahren immer stärker zur Realität werden.

Aus den Ergebnissen des Netzwerkes, der modular aufgebauten Null-Fehler-Strategie und der technischen Umsetzung der entsprechenden Maßnahmen zur Qualitätssicherung in Abhängigkeit vom geltenden Regelwerk und Use-case sollen produkt- und dienstleistungs-bezogene Verwertungsmöglichkeiten erwachsen.

Interessenten können sich bei Prof. Dr. Cramer melden, die das Netzwerk leitet.