Das Radial-Axial-Ringwalzen ist ein bedeutender Herstellungsprozess für nahtlos geformte ringförmige Bauteile wie etwa Wälzlagerringe. Ziel der Doktorarbeit von Simon Fahle war es, diesen Prozess effizienter zu machen, um Material und Energie zu sparen und so den CO2-Ausstoß zu senken. Dabei setzte er auf Künstliche Intelligenz, genauer auf die Methoden des Maschinellen Lernens. Fahle hat ein Zeitreihenklassifikationsmodell entwickelt, das die Qualität vorhersagen und Unrundheiten schon während des Walzprozesses frühzeitig ermitteln kann. Solche unerwünschten Entwicklungen lassen sich nun während des Herstellungsprozesses korrigieren.

Die in der Arbeit verwendeten Modelle des Maschinellen Lernens wurden anhand von Testdaten validiert und abschließend prototypisch an der lehrstuhleigenen Ringwalzanlage installiert. Über 1200 Lerndatensätze lieferte eine Produktionslinie bei der Thyssenkrupp Rothe Erde Germany GmbH. Da die Datenaufnahme sehr aufwändig ist, untersuchte Simon Fahle auch einen halbüberwachten Lernansatz und die synthetische Datengenerierung durch generative Netze. „Methoden des maschinellen Lernens bieten verschiedene Möglichkeiten, den Produktionsprozess effizienter zu gestalten“, resümiert der Forscher. „Zum einen lassen sich teure und wartungsintensive zusätzliche Peripheriegeräte wie etwa ein automatisches Messsystem ersetzen. Zum anderen kann man den Produktionsprozess analysieren und damit rechtzeitig in den laufenden Prozess eingreifen. So reduzieren sich der Ausschuss und die Nacharbeit.“ Das sorgt auch für eine Verringerung der CO2-Emissionen, insbesondere bei einem Warmumformverfahren wie dem Radial-Axial-Ringwalzen, da weniger Rohmaterial erzeugt und in den Hochöfen erhitzt werden muss.

Simon Fahle war von Februar 2019 bis April 2022 als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Lehrstuhl für Produktionssysteme von Prof. Dr. Bernd Kuhlenkötter tätig. Seit Mai 2022 arbeitet er als Business Analyst bei der Westnetz GmbH in Dortmund.

Der Preis

Durch den von Prof. Dr. Ernst Zander gestifteten Preis werden alljährlich herausragende wissenschaftliche Leistungen (vorrangig Dissertationen) aus allen Fakultäten der Ruhr-Universität, insbesondere aus den Fakultäten für Ingenieurwissenschaften, Wirtschaftswissenschaften und Rechtswissenschaften ausgezeichnet. Die Auswahl der preiswürdigen Arbeiten erfolgt auf Vorschlag des Instituts für Unternehmensführung der Ruhr-Universität Bochum durch den Vorstand der Alwin-Reemtsma-Stiftung, dem unter anderem die Kanzlerin der RUB, Christina Reinhardt, angehört.

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