Mit dem anhaltenden Wachstum der Industrie für neue Energiefahrzeuge und der Halbleiterindustrie rückt ein kritischer Knotenpunkt zunehmend in den Fokus: die Qualitätsprüfung von Bauteilen. Die Prüfstandards werden zunehmend strenger, und das herkömmliche Modell, das auf menschlicher Erfahrung und Stichprobenprüfungen basiert, wird allmählich zu einem versteckten Engpass für Produktqualität und Kapazitätsausbau – während die KI-gestützte Ultraschallqualitätsprüfung zur neuen Lösung wird.
Am 12. Oktober erhielt Hikvision auf der 2026 China International Industry Fair (CIIF) für seine KI-Ultraschallprüftechnologie den „Industrial Automation Award“, was die Wirksamkeit dieses intelligenten Ansatzes bestätigt.
Bekanntlich führt Hikvision innovativ KI-Modellierung, quantitative Analyse und Klassifizierungserkennung der Ultraschall-Rohsignale durch – so, als würde ein wellenlesender Experte direkt ins Gerät „eingebaut“, der Defekte an Bauteilen präzise auslesen kann. Damit wurde die früher auf menschlicher Erfahrung beruhende „Spezialistentätigkeit“ in einen standardisierten, automatisierten intelligenten Prozess verwandelt, der die Anwendungshürde der Technologie tatsächlich senkt und den industriellen Mehrwert steigert.
Klar sehen, verstehen lesen
Das Ultraschall-Großmodell analysiert Rohsignale präzise
So wie das Lesen menschlicher Ultraschallbilder ärztliches Fachwissen erfordert, benötigt die Ultraschallprüfung von Industriebauteilen ebenso zertifizierte Fachkräfte. Diese hohe Hürde führte dazu, dass die Ultraschalltechnologie lange Zeit hauptsächlich in Sonderbranchen wie der Luft- und Raumfahrt eingesetzt wurde und sich nur schwer auf breitere Industrieszenarien ausbreiten konnte.
Ausgehend von diesem Branchenbedarf hat Hikvision auf fundierter Expertise in Bildgebung und Signalverarbeitung aufbauend eine Reihe von Produkten zur Ultraschall-zerstörungsfreien Prüfung im Full-Stack-Selbstentwicklungskonzept entwickelt, das nicht nur das Abbildungsproblem des „Klarsehens“ löst, sondern erstmals in der Branche KI-Modellierung, quantitative Analyse und Klassifizierungserkennung der Ultraschall-Rohsignale durchführt, sodass die Geräte die Qualitätsinformationen hinter den Wellenformen „verstehen“ können.
Damit die KI die Produktqualität verstehen kann, mussten jedoch zunächst drei Schwierigkeiten gelöst werden: viele „Störwellen“ im Signal, wodurch schwache Defekte leicht überdeckt werden und die Fehlererkennungsquote hoch ist; bei einem anderen Material versagt der ursprüngliche Algorithmus, die Generalisierungsfähigkeit ist schlecht; Defekte an komplexen Werkstücken sind schwer zu erkennen und quantitativ zu analysieren.
Zu diesem Zweck löste Hikvision durch das selbst entwickelte wissensverstärkte Signalrekonstruktionsnetzwerk und das Ultraschall-Großmodell die Kernprobleme der Ultraschallqualitätsprüfung aus vier Dimensionen: erstens adaptive Rauschtrennung, die Umweltstörungen herausfiltert, sodass schwache Defektsignale klar erkennbar sind; zweitens die Einbettung der Wellenleseerfahrung erfahrener Prüfer in den Algorithmus, wodurch die KI das Urteilsvermögen eines „erfahrenen Ingenieurs“ erhält; drittens die Ausstattung des Modells durch selbstüberwachtes Vortraining und Transferlernen mit wenigen Beispielen mit der Fähigkeit, „aus einem Fall auf andere zu schließen“ und material- und werkstückübergreifend zu generalisieren; viertens die automatische quantitative Analyse, die Position, Größe, Typ, Fläche und Schweißtiefe von Defekten präzise berechnet, wobei die Phased-Array-Erkennungsgenauigkeit 0,1 Millimeter erreicht und bei Mikrokomponenten wie MLCC Defekte im Bereich von 5 Mikrometern erkannt werden können – Dutzende Male feiner als ein menschliches Haar.
„Jetzt kann das KI-Ultraschallprodukt allein die gesamte Auswertung des kompletten Prozesses übernehmen – zerstörungsfrei, effizient und präzise.“ Der Leiter für Ultraschallprodukte bei Hikvision erklärte, die KI-Ultraschallprüfung könne in typischen Szenarien bereits 100 % automatisierte Auswertung des gesamten Prozesses realisieren.
„Prüfen während des Erfassens“ direkt an der Produktionslinie
Fehlererkennungsgenauigkeit ≥ 99,5 %
Dank der Online-Wellenauswertung kann die Ultraschallprüfung nun direkt vom Labor an die Produktionslinie „verlagert“ werden. Am Beispiel des praktischen Einsatzes bei der Prüfung von Bauteilen für neue Energiefahrzeuge ermöglicht der Deep-Learning-Algorithmus eine End-to-End-Automatikbestimmung von Defekttyp, -position und -größe; die Prüfeffizienz pro Werkstück steigt um mehr als 60 %, die Prüfeffizienz bei komplexen Werkstücken um mehr als das 1-Fache, sodass die zerstörungsfreie Ultraschallprüfung von der Stichprobe auf einen Takt aufgerüstet wird, der die Serien-Vollprüfung erfüllt, und die Kosten für manuelle Bildauswertung und Wiederholungsprüfungen erheblich sinken.
Darüber hinaus senkt der flexible Einsatzmodus mit „KI-Analyseplatine + Integration von Sondermaschinen“ die Gesamtinvestitionen der Unternehmen im Vergleich zum direkten Kauf von Komplettsystemen um mehr als 50 %; durch die Verringerung der destruktiven metallographischen Stichprobenprüfungen sinken der Verlust an Prüfmustern und Materialien um 80 %, und durch die weitere Reduzierung von Nacharbeit, Ausschuss und Qualitätsmängelkosten entsteht ein nachhaltiger Mehrwert bei Kostenreduzierung und Effizienzsteigerung. In einem realen Umsetzungsprojekt betrug die Fehlererkennungsgenauigkeit bei Bauteilen für neue Energiefahrzeuge ≥ 99,5 % bei einer Fehlererkennungsquote von ≤ 0,5 %.
Derzeit hat Hikvision Ultraschall eine Produktserie aus Ultraschallmikroskopen, automatisierten Drei-/Vier-/Sechs-Achsen-Anlagen, intelligenten Ultraschall-All-in-one-Geräten, tragbaren Geräten und mehreren Probentypen aufgebaut, die in typischen Szenarien wie dem Reibührschweißen im Automobilbau, MLCC und Rotorblättern aus Verbundwerkstoffen für Windkraftanlagen zum Einsatz kommt.
„In der heutigen Zeit, in der die intelligente Fertigung sich beschleunigt durchsetzt, ist die Qualitätsprüfung nicht mehr der letzte Schritt der Produktionslinie, sondern eine entscheidende Schlacht, die die Branchenwettbewerbsfähigkeit bestimmt“, erklärte der Leiter für Ultraschallprodukte bei Hikvision. „Wir sind überzeugt, dass diese tiefe Synergie aus ‚KI + Fertigung‘ die hochwertige Entwicklung der chinesischen Industrie mit einem stetigen Strom an intelligentem Schwung beflügeln wird.“