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Kurzbeschreibung

Ziel dieses Projekts ist die Entwicklung eines kombinierten thermographisch-optischen Inspektionssystems zur Erkennung von Oberflächen- und Volumendefekten bei der Herstellung von Elektroden für Lithium-Ionen-Batterien. Um eine robuste Validierung des Systems zu ermöglichen, werden physische und digital synthetisierte Defektproben entworfen und erstellt. Zum ersten Mal wird das VDA-Band 5.3 angewendet, um das KI-basierte multimodale Bildgebungssystem bei der Herstellung von Elektroden für Lithium-Ionen-Batterien zu validieren.

Das Projekt ist in  sieben Arbeitspakete aufgeteilt:

In AP 1 werden die Projekttätigkeiten zur Gewährleistung der Erreichung der beschriebenen Projektziele sowie der Veröffentlichung der Projektergebnisse koordiniert. Die effiziente und zielgerichtete Projektdurchführung wird durch die Fraunhofer FFB sichergestellt.

In AP 2 geschieht die Festlegung von Anforderungen an das System und die Definition von kritischen Fehlerbildern.

In AP 3 werden physische Grenzmuster erstellt. Auf Basis des Fehlerkatalogs werden in Produktionskampagnen manipulierte Merkmale (reale Defekte) erzeugt, die als Prüfobjekte des kombinierten thermografisch-optischen Inspektionssystems dienen.

In AP 4 werden synthetische Grenzmuster entworfen und erstellt sowie die Defekterkennung entwickelt. Basierend auf den Definitionen der auftretenden Defekte sowie ihrer Charakteristika aus AP 2 ist das Ziel von AP 4, diese Defekte mit modernen, KI-gestützten Algorithmen zu erkennen.

AP 5 beinhaltet die Entwicklung des Thermographie-Systems. Basierend auf den Hard- und Softwareanforderungen aus AP 2 wird ein prototypischer Demonstrator aufgebaut und in einem Laborprüfstand validiert.

AP 6 realisiert die Integration und Erprobung der Einzelsysteme (optisch und thermographisch) in die Produktionsanlage sowie die Zusammenführung der Informationen der Einzelsysteme zu einer kombinierten Inspektionsmethode.

In AP 7 werden die Prüfprozesseignungen der Systeme gemäß VDA-Band 5.3 bewertet, indem sowohl bestehende als auch innovative Prüfmethoden sowie deren Kombination auf ihre Defekterkennung untersucht werden. Zudem wird die Unsicherheit des Algorithmus
analysiert und der Vergleich der Eignung verschiedener Prüfsysteme durch die Verwendung synthetischer und physischer Referenzprüflose durchgeführt.

Die Ergebnisse sind für deutsche OEMs und Automobilzulieferer hilfreich, indem eine kostengünstigere Produktion mit hohen Qualitätsansprüchen realisiert wird. Besondere Relevanz dieser Punkte zeigt sich in dem wachsenden Ökosystem der Batteriefertigung in NRW. Zudem wird durch Ressourceneinsparungen die Abhängigkeit vom Markt abgebaut.