Kalksandstein und Porenbeton gehören zu den wichtigsten Baustoffen im Wohnungs- und Gewerbebau, doch trotz moderner Anlagen können in der Produktion vereinzelt kleine Defekte auftreten, die durch menschliche Fehler oder äußere Einflüsse zustande kommen. Diese Steine werden aussortiert und beispielsweise als Recyclingmaterial zerkleinert und für die erneute Produktion als Gesteinskörnung wiederverwendet. Defekte entstehen zum Beispiel in den Härtekesseln – dies sind große Druckbehälter, in denen die Steine unter einer produktspezifischen Kombination von Druck und Temperatur mit Wasserdampf gehärtet werden.
Genau hier setzt ein neues Projekt an, welches das Mittelstand-Digital Zentrum Hannover gemeinsam mit den Forschungsvereinigungen Kalk-Sand e.V. und Porenbetonindustrie e.V. startet. Ziel ist es, zu untersuchen, ob mithilfe bildgebender Verfahren gekoppelt mit Künstlicher Intelligenz (KI) oberflächliche und oberflächennahe Defekte frühzeitig sichtbar gemacht werden können – noch bevor die Steine während der energieintensiven Autoklavierung gehärtet werden. Damit können sowohl die Produktionskosten gesenkt und Ressourcen gespart als auch durch eine Reduktion des CO2-Ausstoßes ein Beitrag zur Nachhaltigkeit geleistet werden.
Künstliche Intelligenz und bildgebende Verfahren im Einsatz
Im Projekt sollen neben klassischen RGB-Kameras, die sichtbares Licht erkennen, auch Wärmebildkameras genutzt werden. Diese können feine Temperaturunterschiede sichtbar machen und so Hinweise auf Materialungleichheiten liefern. Durch die Kombination der Daten aus beiden Verfahren – auch „Sensorfusion“ genannt – entsteht ein deutlich genaueres Bild vom Zustand der in der Herstellung befindlichen Steine, noch bevor Energie und Zeit in das Autoklavieren investiert werden.
Das Projekt untersucht, ob mit einer solchen Kombination verschiedener bildgebender Verfahren Defekte bereits erkannt werden können, bevor sie sich in den Autoklaven manifestieren, indem beispielsweise während der Dampfhärtung ein Riss entsteht. Verschiedene KI-Systeme werden parallel entwickelt, um die Informationen aus beiden Quellen zu fusionieren und diese zu analysieren. Weiterhin wird deren Fähigkeit, oberflächliche und nicht-oberflächliche Defekte sichtbar zu machen, überprüft.
Ein weiterer Fokus liegt auf der hohen Geschwindigkeit der Analyse. Da in der Produktion hohe Taktzahlen erreicht werden, ist eine schnelle Verarbeitung der Bilddaten entscheidend. Die KI-Verfahren müssen daher nicht nur präzise, sondern auch schnell genug arbeiten, um den Produktionsfluss nicht zu unterbrechen.
Derzeitiger Stand der Qualitätskontrolle in der Baustoffbranche
Die menschliche visuelle Qualitätskontrolle ist in der Baustoffproduktion seit Jahrhunderten Standard – aber sie stößt an ihre Grenzen. Besonders bei hohen Produktionszahlen können nicht alle Steine geprüft werden.
Der Mehrwert einer automatisierten Qualitätskontrolle reicht über diese Industrie hinaus. Die Ergebnisse können auf andere (mineralische) Baustoffe übertragen werden und somit branchenübergreifend Investitionsentscheidungen erleichtern sowie die Nachhaltigkeit und Wirtschaftlichkeit der Produktion von Baustoffen fördern. So können Unternehmen nicht nur Kosten sparen, sondern auch aktiv zum Klimaschutz beitragen – ein Gewinn für Wirtschaft und Umwelt.
KI in Ihrem Unternehmen: Wir unterstützen Sie gern!
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