Abschlussarbeit

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Computergestützte Klassifizierung der Laufeigenschaften eines Verbrennungsmotors anhand von Luftschallmessungen in der End-of-Line Qualitätssicherung

AutorInnen Fuchs, A.
Jahr 2016
Art der Arbeit Masterarbeit
Themenfeld Audiosignalverarbeitung
Abstract „Der Motor läuft nicht rund, er klopft!“ - Ein Mechanikermeister weiß intuitiv auf sein geschultes Gehör zu vertrauen, um die Laufeigenschaften eines Verbrennungsmotors zu beurteilen. Der menschliche Gehörsinn hat sich im Laufe der Evolution zu einem Messinstrument mit außergewöhnlicher Adaptionsfähigkeit, Fehlertoleranz und hierarchischer Strukturierungsfähigkeit entwickelt. Mithilfe von Training kann somit das Ohr als verlässlicher Qualitätswächter fungieren. Für die Qualitätssicherung am Ende der Produktionslinie sind allerdings Automatisierbarkeit und Integrität von zentraler Bedeutung, weshalb die Beurteilung unabhängig zur Tagesverfassung und dergleichen einer speziell geschulten Einzelperson sein muss. Somit liegt es nahe, die menschliche Hörexpertise als Vorlage für die maschinelle Klassifikation zu benützen, um anhand von akustischen Messungen des laufenden Motors die mechanische Qualität zu prüfen und zu attestieren. Durch den Einsatz moderner Hardware und effizienter Algorithmen soll hier ein möglichst einfach zu bedienendes System entwickelt werden, das im Idealfall ausreichend robust ist, um im Produktionsalltag zuverlässige Ergebnisse zu liefern. Aus vorhandenen Messdaten (inklusive einer akustischen 3D-Erfassung) eines Verbrennungsmotors soll der jeweils charakteristische Klang in unterschiedlichen Betriebszuständen in Absprache mit Experten spezifiziert werden. Damit ist es möglich, maschinell berechenbare Merkmale zu definieren, die die gewünschte Information enthalten und den Eingang der computergestützten Klassifizierung bilden. Durch Algorithmen des maschinellen, überwachten Lernens wird die aus statistischer Sicht optimale Verarbeitung der Merkmale zur Klassifizierung garantiert. Als Ergebnis ergibt sich eine gleichsam automatisierte wie präzise Beurteilung der Laufeigenschaften des Motors, die Fehler in der mechanischen Produktion verlässlich und kostensparend aufzeigt.
BetreuerInnen Höldrich, R.