KI-basierte Sichtprüfung für Brückenkrane
Gemeinsames KI-Labor für Brückenkran-Sichtprüfung mit der Zhengzhou-Universität gegründet. Die Kooperation zwischen Industrie, Hochschule und Forschung ist ein zentraler Weg, um Innovationen in der intelligenten Brückenkran-Technologie von Einzellösungen zu einer systematischen Weiterentwicklung zu führen.
Die Kooperation zwischen Industrie, Hochschule und Forschung ist ein zentraler Weg, um Innovationen in der intelligenten Brückenkran-Technologie von Einzellösungen zu einer systematischen Weiterentwicklung zu führen. Die Kelude Schwerindustrie und die Fakultät für Maschinenbau und Energietechnik der Zhengzhou-Universität haben kürzlich eine Kooperationsvereinbarung zur Gründung eines gemeinsamen Labors für KI-basierte Sichtprüfung von Brückenkranen unterzeichnet. Das gemeinsame Labor konzentriert sich auf drei zukunftsweisende Forschungsrichtungen der KI-basierten Sichtprüfung: multimodale KI-Großmodelle, vollautomatischen unbemannten Betrieb und Lebensdauervorhersage des gesamten Systems mittels Digitalem Zwilling. Beide Partner investieren gemeinsam 5 Millionen Yuan (ca. 635.500 EUR) in die Ausstattung des Labors mit GPU-Clustern und Prüfständen für Strukturermüdung.
Hintergrund der Kooperation und Stärken der Partner
Die Fakultät für Maschinenbau und Energietechnik der Zhengzhou-Universität verfügt in den Bereichen Strukturfestigkeitsanalyse, maschinelles Sehen und intelligente Steuerung über ein Team von mehr als 30 Doktor- und Masterbetreuern. Jährlich werden rund 60 Postgraduierte in den Fachrichtungen Maschinenbau sowie Instrumentenwissenschaft und -technik ausgebildet. Die Fakultät betreibt zwei provinzielle Forschungsplattformen: das Schlüssellabor für intelligente Fertigungstechnologie und -ausrüstung der Provinz Henan sowie den Schlüsseldisziplinenbereich Maschinenbau der Provinz Henan.
Drei zentrale Forschungsrichtungen
Forschungsrichtung 1: Multimodales KI-Großmodell für Brückenkrane. Entwicklung eines ganzheitlichen Gesundheitsbewertungsmodells für Brückenkrane, das die drei Sensormodalitäten Vision, Vibration und Akustik integriert. Ziel ist es, durch die Fusion komplementärer Multimodaldaten die Genauigkeit der Gerätefehlerdiagnose zu erhöhen. Die Forschung umfasst Deep-Learning-Architekturen für die Ausrichtung und Fusion multimodaler Daten sowie die Entwicklung leichtgewichtiger Modellimplementierungen für industrielle Anwendungen.
Forschungsrichtung 2: Vollautomatisches unbemanntes Betriebssystem für Brückenkrane. Entwicklung einer Brückenkran-Steuerungstechnologie für den gesamten Prozess ohne menschliches Eingreifen – von der Hebe- und Transportanweisung über die Bahnplanung bis zur präzisen Positionierung der Last. Die Forschung umfasst drei Teilprojekte: KI-basierte Umgebungserfassung und Positionierung, Bahnplanung mittels bestärkendem Lernen sowie präzise Lastpositionierung durch Multisensorfusion.
Forschungsrichtung 3: Lebensdauervorhersage des Gesamtsystems mittels Digitalem Zwilling. Entwicklung einer Online-Bewertungstechnologie für die Restlebensdauer kritischer Brückenkranstrukturen auf Basis von Betriebsdaten und Ermüdungsanalysemodellen. Die Forschung umfasst den Aufbau von Referenzmodellen für die Ermüdungslebensdauer kritischer Strukturen mittels Finite-Elemente-Methode sowie die Entwicklung datengesteuerter Modelle zur Ermüdungslebensdauervorhersage.
Organisationsstruktur und Technologietransfer
Das gemeinsame Labor wird nach dem Prinzip der Doppelspitze geführt: Ein Professor der Fakultät für Maschinenbau der Zhengzhou-Universität und der Leiter des Forschungs- und Entwicklungszentrums der Kelude Schwerindustrie teilen sich die Labordirektion. Für den täglichen Betrieb entsendet jede Seite zwei Forscher in einen Verwaltungsausschuss, der über wichtige Angelegenheiten gemeinsam entscheidet. Das Unternehmen stellt Forschungsmittel und Anwendungsszenarien bereit, die Hochschule bringt akademische Forschungskompetenz und wissenschaftlichen Nachwuchs ein. Die Forschungsergebnisse des gemeinsamen Labors stehen beiden Partnern gemeinschaftlich als geistiges Eigentum zu. Ergebnisse werden vorrangig in der Produktlinie für KI-basierte Sichtprüfung von Brückenkranen in die industrielle Anwendung überführt.
Häufige Fragen (FAQ)
F: Werden die Forschungsergebnisse des gemeinsamen Labors der Branche zugänglich gemacht? Behält das Unternehmen die ausschließlichen Rechte an allen technologischen Ergebnissen?
A: Die Verteilung der Forschungsergebnisse des gemeinsamen Labors richtet sich nach den Bestimmungen zum geistigen Eigentum in der Kooperationsvereinbarung. Akademische Ergebnisse wie Publikationen und Versuchsdaten dürfen mit Zustimmung des Unternehmens in Fachzeitschriften und auf Konferenzen veröffentlicht werden. Anwendungsbezogene Ergebnisse wie Algorithmenmodelle und Systemprototypen erhält das Unternehmen vorrangig als ausschließliche Nutzungslizenz. Die Vereinbarung sieht eine übliche Vorabprüfungsfrist von in der Regel 3 Monaten vor Veröffentlichungen vor, um dem Unternehmen ausreichend Zeit für die Anmeldung von Schutzrechten zu geben.
F: Können sich auch andere Hochschulen oder Forschungseinrichtungen um eine Zusammenarbeit mit dem gemeinsamen Labor bewerben?
A: Derzeit ist die Zhengzhou-Universität die primäre Partnerhochschule des gemeinsamen Labors. Für Hochschulen und Forschungseinrichtungen mit besonderen Kompetenzen in den genannten technischen Ausrichtungen steht der Antragsweg für kooperative Forschungsprojekte offen. Die Anträge werden zweimal jährlich vom Verwaltungsausschuss begutachtet, wobei Projekte mit engem Bezug zu den drei Forschungsrichtungen des Labors vorrangig gefördert werden. Kooperationsformen umfassen Auftragsforschung sowie gemeinsame Beantragung von Verbundforschungsprojekten.
F: Wie lang ist der Forschungszyklus des gemeinsamen Labors und welche Ergebnisse werden angestrebt?
A: Die erste Kooperationsphase des gemeinsamen Labors ist auf 3 Jahre ausgelegt. Zu den angestrebten Ergebnissen gehören mindestens 8 Patentanmeldungen, mindestens 10 SCI/EI-Fachpublikationen, die Ausbildung von mindestens 12 Masterstudierenden sowie jeweils mindestens ein technischer Validierungsprototyp in jeder der drei Forschungsrichtungen. Das Unternehmen führt jährlich eine Prüfung des Forschungsfortschritts und der erzielten Ergebnisse durch; das Ergebnis dieser Prüfung ist Grundlage für die Mittelvergabe im Folgejahr. Das Kooperationsmodell des gemeinsamen Labors folgt dem Standard GB/T 24421-2023 für die Standardisierung von Dienstleistungsorganisationen, insbesondere dem dort beschriebenen Weg zur Standardisierung von Innovationskooperationen zwischen Industrie, Hochschule und Forschung.
F: Welchen konkreten Nutzen bringt die Kooperation zwischen Industrie, Hochschule und Forschung den Kunden von Brückenkranen?
A: Die Kooperation zwischen Industrie, Hochschule und Forschung bietet eine stabile akademische Forschungsbasis für die kontinuierliche technische Aufrüstung von Brückenkranprodukten. Grundlagenforschungsergebnisse des gemeinsamen Labors können nach einem Technologietransferzyklus von 1–2 Jahren in Funktionserweiterungen oder neue Produkte des KI-basierten Sichtprüfungssystems für Brückenkrane überführt werden. Darüber hinaus können über die Plattform des gemeinsamen Labors Prüfeinrichtungen der Hochschule wie Rasterelektronenmikroskope und Ermüdungsprüfmaschinen genutzt werden, um Kunden vertiefte Produktprüf- und Analyseleistungen anzubieten.
