Künstliche Intelligenz in der Batterieproduktion

Die Herstellung von Batteriezellen stellt Unternehmen vor große Herausforderungen: hohe Qualitätsanforderungen, komplexe und verkettete Prozesse sowie hohe Ausschussraten von bis zu 30%. Diese Herausforderungen erhöhen nicht nur die Produktionskosten und den Ressourcenverbrauch, sondern bergen auch potenzielle Sicherheitsrisiken.

© Fraunhofer FFB

Wie kann KI dabei helfen die Produktivität der Fertigung zu steigern?

Datengetriebene Optimierung ist der Schlüssel zur Steigerung der Produktivität in der Batteriewertschöpfung. Unsere Lösungen setzen auf Datenaggregationen und -verknüpfungen zwischen Prozessen, maschinelles Lernen (ML) und künstliche Intelligenz (KI), um die Produktion von LIBs  im Sinne der Industrie 4.0 signifikant zu verbessern. Unsere Forschung und Entwicklung zielt darauf ab, neue datenbasierte und vernetzte Systeme für die Batterieindustrie zu entwickeln und zu implementieren.  Mit unseren datengetriebenen Modellen können wir beispielsweise:

Produktqualität vorhersagen

Durch die Analyse von Produktionsdaten können wir die Qualität der Batteriezellen in Echtzeit überwachen und vorhersagen, wodurch Ausschuss frühzeitig erkannt und zukünftig reduziert werden kann.

Maschinenzustände überwachen (Predictive Maintenance): 

Unsere KI-Modelle erkennen frühzeitig Anzeichen für mögliche Maschinenausfälle und bestimmen voraussichtliche Restlebensdauern. So können Wartungsarbeiten rechtzeitig eingeplant werden, um unerwartete Stillstände zu vermeiden.

Produktionsprozesse schneller verstehen und optimieren (Ressourcenschonende Anlaufoptimierung)

Durch datengetriebene Modelle auf Basis von Prozessparametern der Anlagen und Produkteigenschaften der Zwischenprodukte können wir Anlaufprozesse optimieren und sparen so Ressourcen und reduzieren den Energieverbrauch, was die Effizienz der gesamten Produktion steigert.

Einsatztechnologien von Künstlicher Intelligenz

Entlang der gesamten Batteriewertschöpfungskette gibt es zahlreiche Einsatzmöglichkeiten für KI, hier ausgewählte Beispiele für Sie:

Immer das Ziel im Blick

KI zur Produktoptimierung

Zum Beispiel zur Bestimmung von Beschichtungsqualität

  • Automatische Identifikation und Lokalisierung von Fehlern mittels bildgebender Verfahren.

Vorteil: Präzise Fehlererkennung, die mit bloßem Auge nicht möglich ist. Verknüpfung verschiedener Toleranzen und Verringerung von Fehlerfortpflanzung. Senkt Ausschussrate, da fehlerhafte Zwischenprodukte frühzeitig aussortiert werden.

Individuelle Anlagen besser betreiben

KI für Maschinen/Anlagen

Zum Beispiel zur Kontrolle der Kalandrierungsqualität
  • Maschinenüberwachung und -qualifizierung
  • Predictive Maintenance von kritischen Verschleißteilen der Anlagen

Vorteil: Maschinendurchsatz kann erhöht werden, teure ungeplante Stillstände werden vermieden. 

Produktionsfehler frühzeitig beheben

KI im Produktionsprozess

Zum Beispiel für ressourcenschonende Anlaufoptimierung

  • Vorhersage und Optimierung von Produktionsprozessparametern 
  • Predictive Quality

Vorteil: Optimale Prozesseinstellungen werden früher gefunden. Material und Energie wird gespart. Die Aussschussrate kann gesenkt werden.

Fraunhofer FFB: Ihr Partner für KI in der Batterieproduktion

DigitalisierungsexpertInnen, Prozess-Know-how & eine eigene Forschungsinfrastruktur

Unser interdisziplinäres Team bringt umfassende Erfahrungen aus verschiedenen Fachbereichen zusammen (u.a. IT, Ingenieurswissenschaften, Data Analytics), um maßgeschneiderte Lösungen für unsere Kooperationspartner zu entwickeln. Mit Zugang zu den neuesten Technologien und Infrastrukturen sowie langjähriger Erfahrung in der Zusammenarbeit mit Industriepartnern sind wir bestens gerüstet, um Ihre Herausforderungen in der Batterieproduktion zu meistern und Sie auf Ihrem Weg zur Digitalisierung und Prozessoptimierung zu unterstützen.

Ihr Ansprechpartner

Thomas Ackermann, M. Sc.

Contact Press / Media

Thomas Ackermann, M. Sc.

Gruppenleiter Datenbasierte Produktionsverbesserung

Fraunhofer-Einrichtung Forschungsfertigung Batteriezelle FFB
Bergiusstraße 8
48165 Münster

Telefon +49 241 8904-644

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