KI-gestützte Echtzeit-Prozessintelligenz für die Industrie
Patent 19003/TUB

Die vorliegende Erfindung beschreibt ein computerimplementiertes Verfahren zur skalierbaren Echtzeit-Zustandserkennung von Prozessen und/oder Teilprozessen in elektrisch angetriebenen Produktionsanlagen.

Vorteile
  1. Echtzeit-fähig auf Edge-Devices und in der Cloud
  2. Lineare Komplexität O(N) – minimaler Rechen- und Speicherbedarf
  3. Nicht-invasive Nachrüstung ohne Maschineneingriff
  4. Automatische Kalibrierung mit nur drei Zyklen
  5. Erklärbare, zertifizierbare KI-Kennzahlen
  6. Direkte Integration in SCADA, MES, ERP und KI-Agenten
Anwendungsmöglichkeiten

Die Technologie adressiert zentrale Herausforderungen in Industrie 4.0 und Industrie 5.0 und ist branchenübergreifend einsetzbar: • Predictive Maintenance: Echtzeit-Erkennung von Verschleiß und Anomalien anhand von Leistungsprofilen - ohne Spezialsensorik • Brownfield-Digitalisierung: Nachrüstung bestehender Maschinen mit einem Stromsensor - ohne SPS-Eingriff • KI-Agenten und Digital Twins: Erklärbare Kennzahlen als strukturierte Eingabe für autonome Agenten und digitale Zwillinge • Energiemanagement: Prozessgenaue Verbrauchserfassung für ISO 50001 und CO₂-Bilanzierung pro Werkstück

Hintergrund

Fertigungslinien erzeugen kontinuierlich Sensordaten, doch konventionelle Überwachungssysteme sind teuer, erfordern maschinenspezifische Kalibrierung und liefern keine Echtzeit-Kennzahlen. Trends wie Mass Customization, volatile Lieferketten und steigende Energiekosten erfordern neue Prozesstransparenz. Bestehende KI-Ansätze (Deep Learning) benötigen große Trainingsdaten und sind als Black-Box oft nicht zertifizierbar. Gefragt ist erklärbare, skalierbare Echtzeit-Intelligenz ohne Produktionsunterbrechung.

Technische Beschreibung

Das patentierte Verfahren erfasst die elektrische Leistungsaufnahme über einen nicht-invasiven Sensor und streamt die Daten in Echtzeit an eine Recheneinheit (Edge oder Cloud). Ein optimierter Streaming-Algorithmus (basisierend auf Dynamic Time Warping) reduziert die Komplexität von N² auf O(N) pro Zeitschritt, ideal für Edge AI / TinyML. Die Kalibrierung erfolgt mit nur drei Zyklen (Few-Shot), ohne manuelles Labeling. Eine zweistufige Logik erkennt Abweichungen bereits während des laufenden Prozesses. Die Kennzahlen (Dauer, Energie, Ähnlichkeit) sind physikalisch interpretierbar, zertifizierbar und direkt in SCADA, MES, ERP integrierbar oder als Datenquelle für KI-Agenten und Digital Twins nutzbar.

Kontaktieren Sie uns

Ina Krüger

Technologietransfermanagerin

+49 (0)30 314-75916
ina.krueger@tu-berlin.de

Technischer Reifegrad
TRL 6

Prototyp in Einsatzumgebung

Schutzrechte

erteilt: CH, DE, GB, FR, NL

Patentinhaber

Technische Universität Berlin

Möglichkeiten der Zusammenarbeit
  • F&E Kooperation
  • Lizenzierung
  • Patentkauf