Entwicklung eines Partikelerzeugungs-Versuchsstands zur Generierung von sortenreinen Trainingsdaten für einen KI-Partikelsensor
Die meisten Ausfälle hydraulisch betriebener Maschinen sind auf Feststoffpartikel zurückzuführen, die Materialabtrag und folglich Verschleiß an Hydraulikkomponenten verursachen. Bleibt der Verschleiß unentdeckt, drohen ungeplante Stillstände und hohe Folgekosten. Im Projekt HydroVision (ZW 3 870 19657) wird daher ein KI-gestützter Sensor entwickelt, der Partikel im Hydrauliköl erfasst, zählt, deren Form erkennt und sie in Partikeltypen klassifiziert, um die Interpretation von Verschleißprozessen zu ermöglichen. Für die Realisierung einer leistungsfähigen KI werden sortenreine Trainingsdaten hinsichtlich des Materials benötigt. Bisherige Ansätze zur Trainingsdatengenerierung aus vorangegangenen Forschungsarbeiten sind hierfür jedoch nur bedingt geeignet, da sie keine sortenreine Erzeugung ermöglichen. Dadurch lässt sich der Zusammenhang zwischen Partikelform und -material nicht eindeutig herstellen, was die Datenannotation erheblich erschwert und die Leistungsfähigkeit der KI beeinträchtigt. In diesem Beitrag wird ein Partikelerzeugungs-Versuchsstand vorgestellt, der die Generierung sortenreiner und realitätsnaher Trainingsdaten ermöglicht.
Most failures of hydraulically operated machines are caused by solid particles that lead to material removal and wear of hydraulic components. If wear remains undetected, unplanned downtime and high costs can result. Therefore, in the HydroVision project (ZW 3 870 19657), an AI-based sensor is being developed that detects particles in hydraulic oil, counts them, identifies their shape, and classifies them into particle types to enable the interpretation of wear processes. For the realization of a high-performance AI, single-material training data is required. However, training data generation approaches used in previous research are only partially suitable, as they do not allow single-material particle generation. As a result, the relationship between particle shape and material cannot be clearly established, which significantly complicates data annotation and impairs the performance of the AI. This paper presents a particle generation test bench that enables the generation of single-material, realistic training data.
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