Institute for Technologies and Management of Digital Transformation

Deep Learning für industrielle Anwendungen

Wir erforschen die Entwicklung und Erprobung von Verfahren des Deep Learning für den Einsatz in industriellen Prozessen und Dienstleistungen. Einerseits hat unsere Forschung zum Ziel, Deep Learning als Befähiger neuer Dienstleistungen wie Predictive Quality und Predictive Maintenance zu etablieren. Andererseits erforschen wir Reinforcement Learning Verfahren zum Training intelligenter, selbstlernender Agenten zur Lösung von Planungsaufgaben. Zentrale Untersuchungsgegenstände sind hierbei die Formalisierung realer Anwendungsfälle als Lernprobleme und ihre Lösung unter Berücksichtigung industrieller Bewertungskriterien wie Zuverlässigkeit, Robustheit und Genauigkeit.

Darüber hinaus setzen wir uns mit der Frage auseinander, wie dateneffiziente und nachhaltige Deep Learning Modelle für den Einsatz in der produzierenden Industrie entwickelt werden können. Unsere Schwerpunkte umfassen hier insbesondere die Überbrückung des Reality Gaps von Simulationen mittels Verfahren des Transfer Learning sowie das kontinuierliche Training von Deep Learning Modellen über Prozess- und Systemveränderungen hinweg.

Schwerpunkte

Eignung von Reinforcement Learning Methoden (u.a. Q-Learning, Soft Actor-Critic, PPO) für reale Planungs- und Steuerungsprobleme. 

Konzeption und Umsetzung von datenbasierten, prädiktiven Lernmodellen (z.B. künstliche neuronale Netze) für reale Vorhersageprobleme. 

Entwicklung von Deep Learning Methoden zur Fehler- und Anomalieerkennung in industriellen Prozessen. 

Erforschung und Erprobung von Paradigmen des Transfer Learning und Continual Learning zur Erzeugung dateneffizienter und robuster Lernmodelle. 

Anwendungsfelder

Intelligente und adaptive Planung von Produktionsprozessen unter Einhaltung realer Bewertungsgrößen (z.B. Termintreue) und Rahmenbedigungen. 

Intelligente und kollisionsfreie Trajektorienplanung zur Steuerung industrieller Leichtbauroboter in realen Montage- und Fügeszenarien. 

Datengetriebene Qualitätsvorhersagen in Produktions- und Fertigungsprozessen auf Basis von Methoden des maschinellen Lernens und des Deep Learning. 

Datengetriebene Prognose von Betriebszuständen in industriellen Anlagen und Prozessen auf Basis von Methoden des maschinellen Lernens und des Deep Learning. 

Ausgewählte Publikationen

2022
Tercan, H., Deibert, P., & Meisen, T. (2022). "Continual learning of neural networks for quality prediction in production using memory aware synapses and weight transfer" , Journal of Intelligent Manufacturing , 283--292.
Maschler, B., Vietz, H., Tercan, H., Bitter, C., Meisen, T., & Weyrich, M. (2022). "Insights and Example Use Cases on Industrial Transfer Learning" , Procedia CIRP , 107 , 511--516.
Tercan, H., & Meisen, T. (2022). "Machine learning and deep learning based predictive quality in manufacturing: a systematic review" , Journal of Intelligent Manufacturing .
Waubert-de-Puiseau, C., Meyes, R., & Meisen, T. (2022). "On reliability of reinforcement learning based production scheduling systems: a comparative survey" , Journal of Intelligent Manufacturing , 33 (4), 911--927.
Maack, R. F., Waubert-de-Puiseau, C., Sokolova, A., Atsbha, H., Tercan, H., & Meisen, T. (2022). "Reducing the Sim2Real-Gap in Extrusion Blow Molding using Random Forest Regressors" , Manufacturing Letters , 33 , 843--849.

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