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Jahresbericht 2020
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Editorial
Prof. Dr. Julia C. Arlinghaus, Institutsleiterin des Fraunhofer-Instituts
für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF  ��������������������������������������������������������� 4
Mission  ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 5
Robotik und autonome Systeme 
fast robotics – Kabellose Steuerungstechnologie für
Echtzeitsteuerung intelligenter mobiler Assistenzroboter  ������������������������������������� 7
Cobot-Planer – Einfache Planungshilfe für sichere
Mensch-Roboter-Kollaboration  ��������������������������������������������������������������������������� 8
Mess- und Prüftechnik und digitale Assistenz 
LiSA – Intelligente Arbeitsraumüberwachung  ����������������������������������������������������� 9
RavE-Bike – Ruf- und Leitsystem für autonome vernetzte E-Bikes ����������������������� 10
Qualitätssicherung – Kollaboratives, ortsflexibles Prüfsystem 3D-Kosyma  ��������� 11
3D-Montageassistent – Intuitive Anleitung und optische Prüfung
für manuelle Montage variantenreicher Produkte����������������������������������������������� 12
Intelligente Produktions- und Logistikprozesse 
Gemeinsam gegen Corona – AVATOR – Anti-Virus-Aerosol:
Testing, Operation, Reduction  ���������������������������������������������������������������������������  13
Digitale Plattform für die transparente und flexible Personaleinsatzplanung  ����� 14
Früherkennung potenzieller Störungen der Produktion durch
maschinelles Lernen  ����������������������������������������������������������������������������������������� 15
Schutz vor Cyberattacken – Mehr IT-Sicherheit im Hafenterminal  ���������������������� 16
Energiemanagement und Energieinfrastrukturen
Stabile Energieversorgung in künftigen Netzen – Intelligentes Leitsystem
für sektorgekoppelte Energiesysteme  ��������������������������������������������������������������� 17
Demo-medVer – Mobile medizinische Notfallzentren für den
weltweiten Einsatz  ������������������������������������������������������������������������������������������� 18
Digitaler Zwilling von Produktionsanlagen  ��������������������������������������������������������� 19
Impressum  ����������������������������������������������������������������������������������������������������������� 20
Richtfest für den Institutserweiterungsbau »Elbfabrik«  ��������������������������������� 21
Kuratorium  �����������������������������������������������������������������������������������������������������������  23
Das Institut in Zahlen  ����������������������������������������������������������������������������������������� 25
Die Fraunhofer-Gesellschaft  ������������������������������������������������������������������������������� 27
Inhalt
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4
4
Liebe Leserinnen und Leser,
das Jahr 2020 war ganz sicher außergewöhnlich. Die Covid-
19-Pandemie hat uns allen viel abverlangt – und sie tut es bis
heute. Die Folgen für Wirtschaft und die Gesellschaft sind
enorm. An vielen Orten der Welt standen die Räder buchstäb-
lich still. Auch das Fraunhofer IFF hat das zu spüren bekom-
men, denn auch unsere Kunden und Partner waren davon
betroffen. Dennoch konnte das Institut diese besonderen
Herausforderungen auch dank der großen Anstrengungen
unserer Mitarbeitenden bewältigen. Wir haben viele innovative
Projekte erfolgreich beenden und neue auf den Weg bringen
können. Wir haben uns mit anderen Fraunhofer-Instituten
zusammengeschlossen, um gemeinsam Technologien zur
Bekämpfung der Corona-Folgen und künftiger Pandemien zu
entwickeln. Und wir haben weiter an der Zukunft des Insti-
tuts gearbeitet. So durften wir unter anderem das Richtfest
für die »Elbfabrik«, die neue Forschungsfabrik des Fraunhofer
IFF im Magdeburger Wissenschaftshafen, feiern. Sie wird im
kommenden Jahr fertiggestellt sein und einen Beitrag für
das Wachsen des Forschungs- und Wissenschaftsstandorts
Sachsen-Anhalt leisten. In dieser Forschungsfabrik werden wir
Unternehmen und weiteren Interessierten zeigen, wie moder-
ne Fabriken klimafreundlich und ressourcenschonend produ-
zieren können. Wir werden anhand von Beispielen demons-
trieren, wie Menschen mit kollaborativen Robotern sicher
zusammenarbeiten oder wie Industrieunternehmen zuverlässig
mit grünem Strom versorgt und betrieben werden können.
Und wir werden dort mit unseren Partnerinnen und Partnern in
der Industrie, in der Logistik oder im Handwerk weitere neue
Technologien und Methoden für eine nachhaltige und digitale
Wirtschaft entwickeln, die wir zusammen in die Praxis bringen.
In all diesen Forschungen steckt ein starker Nachhaltigkeits-
gedanke, dem wir uns als Forschende des Fraunhofer IFF
verpflichtet fühlen. Die Digitalisierung bietet dafür herausra-
gende Chancen. Sie ist ein wichtiger Baustein für effizienteres
Arbeiten und das Schonen von Ressourcen. Das soll auch
dieser Rechenschaftsbericht widerspiegeln. Ressourcensparend
ist er kürzer als gewohnt. Stattdessen möchten wir Sie herzlich
einladen, mehr über die interessanten Projekte, über die wir
hier berichten, im Internet zu erfahren. Folgen Sie dafür bitte
den Weblinks am Ende der Beiträge, treten Sie dort mit den
Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern direkt in Kontakt
oder teilen die Beiträge in Ihren Netzwerken.
Ich wünsche Ihnen eine spannende Lektüre und freue mich
darauf, wenn wir Sie bald wieder persönlich am Fraunhofer IFF
begrüßen dürfen!
Ihre
Prof. Dr. Julia C. Arlinghaus
Institutsleiterin Fraunhofer IFF
Editorial
5
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Mission
Das Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automati­
sierung IFF ist eine produktionstechnisch ausgerichtete
Einrichtung im Verbund der Fraunhofer-Gesellschaft. Wir
stehen für exzellente angewandte Forschung und sind
technologischer Impulsgeber für die Wirtschaft.
Etwa 190 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler ver-
schiedener Ingenieurs- und natur­
wissenschaftlicher Diszipli-
nen arbeiten an unserem Institut. Mit unserer langjährigen
Expertise auf dem Feld der industriellen Digitalisierung und
Automatisierung sowie beim Einsatz maschinellen Lernens
und künstlicher Intelligenz entwickeln wir individuelle
Robotik- und Assistenzsysteme für die direkte Unterstüt-
zung des Menschen in der Produktion, hochgenaue Mess-
und Prüftechnologien für die fehlerfreie und ressourcen-
schonende Herstellung von Produkten oder einzigartige
Lösungen für eine intelligente und nachhaltige Energie-
versorgung. Pro­
duktions- und Logistikprozesse richten wir
effizient und zukunftssicher aus und erarbeiten Ideen für
innovative Geschäftsmodelle. Weil wir ganze Wertschöp-
fungsketten betrachten, erhöhen wir den Mehrwert der
Digitalisierung und Vernetzung von Produkten und Produk-
tionssystemen für Hersteller, Betreiber und Kunden.
Als Schnittstelle zwischen universitärer Grundlagenfor-
schung und der Praxis in den Unter­
nehmen setzen wir
neueste wissenschaftliche Erkenntnisse in Produkte und
Anwendungen für die Industrie um. Dabei haben wir deren
evolutionären Wandel stets im Blick und denken noch einen
Schritt voraus. Im Sinne einer Industrie 5.0 forschen wir
für moderne, digitalisierte und sichere Produktions- und
Logistiksysteme. Wir übernehmen Verantwortung für die
Erhaltung der Umwelt sowie für die Gesundheit und die
partizipative Rolle des Menschen in der Produktion. Unser
Ziel ist es, mit unseren Ideen und Lösungen zu einer neuen
Nachhaltigkeit im Sinne einer öko­
ogisch ausgeglichenen
und ökonomisch erfolgreichen wirtschaftlichen Entwicklung
beizutragen. Auf diesen Wegen unterstützt das Fraunhofer
IFF die öffentliche Hand bei der Bewältigung gesellschaft-
licher Herausforderungen und begleitet als Technologie-
und Forschungspartner branchenübergreifend Industrie­
unternehmen genauso wie kleine und mittelständische
Betriebe auf ihrem Weg in die »Produktion von morgen«.
Als wichtiger Akteur der anwendungsnahen Forschung gehört
das Fraunhofer IFF zu den prägenden wissenschaftlichen Insti-
tutionen in Sachsen-Anhalt. Unsere Wissenschaftlerinnen und
Wissenschaftler wirken auf ihren Fachgebieten als Interessen-
vertreter der Region und gestalten die Innovationsprozesse
im Land mit. Damit fördert das Institut die wirtschaftliche
Entwicklung und stärkt die Wettbewerbsfähigkeit der hiesigen
Unternehmen.
Eine Voraussetzung dafür ist die Gewährleistung der wissen-
schaftlichen Exzellenz unserer Forschung. Dafür kooperieren
wir unter anderem eng mit der Otto-von-Guericke-Univer-
sität Magdeburg und der Hochschule Magdeburg-Stendal.
Außerdem werden wir von einem Verbund von assoziierten
Hochschullehrenden sowie Vertreterinnen und Vertretern der
Industrie unterstützt. Dieses Miteinander von Wissenschaft
und Wirtschaft sichert einen permanenten, synergetischen
Wissens- und Erfahrungsaustausch zwischen dem Fraunhofer
IFF und unseren Partnern in Wirtschaft und Forschung.
Verantwortung übernehmen wir auch bei der Entwicklung des
wissenschaftlichen Nach­
wuchses. Durch die enge Anbindung
an die Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg fördert das
Fraunhofer IFF junge Wissenschaftlerinnen und Wissenschaft-
ler, die hier frühzeitig interessante Aufgaben und berufliche
Perspektiven finden. Gleichzeitig bietet es den Mitarbeitenden
exzellente Ausgangsbedingungen für spätere anspruchsvolle
Po­
sitionen in Wirtschaft und Wissenschaft. So übernimmt das
Fraunhofer IFF eine wichtige Aufgabe im Rahmen der Aus­
bildung hochqualifizierter Fachkräfte für die Wirtschaft.
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Wir unterstützen branchenübergreifend bei der Gestaltung effizienter,
flexibler, nachhaltiger und sicherer Wertschöpfungsprozesse.
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Die Möglichkeit, intelligente mobile Roboter künftig flächen-
deckend einzusetzen, böte der Industrie die Chance auf einen
nachhaltigen Innovationsschub. Neue, agile Produktions­
methoden und Fabrikdesigns wären möglich. Assistenzrobo-
ter und untereinander vernetzte und kooperierende flexible
Robotersysteme könnten vielerorts auch zusammen mit dem
Menschen arbeiten. Doch bisher haben sich mobile Assistenz-
roboter im industriellen Umfeld nicht durchsetzen können.
Eine wesentliche und bislang nicht zu bewältigende Heraus­
forderung sind die vielseitigen Einsatzmöglichkeiten des
Ro­
boters für unterschiedlichste Tätigkeiten ohne bzw. mit mini-
malem Programmieraufwand. Zudem sind heutige Systeme zu
langsam, um nur ansatzweise menschenähnliche Fähigkeiten,
z.B. bei der Objekterkennung und -handhabung, aufzuweisen.
Im Rahmen des Forschungsprojekts »fast robotics« der vom
BMBF geförderten Initiative »Zwanzig20« ist es einem Team
aus Robotikexperten des Fraunhofer IFF und Partnern aus
Industrie und Forschung gelungen, diese Herausforderungen
zu überwinden. Unter Verwendung aktueller, leistungsfähiger
Funktechnologie haben sie eine Lösung aus drahtlos vernetz-
ten, verteilten Steuerungssystemen entwickelt. Diese ermög-
licht nun erstmals eine kabellose Echtzeitkommunikation
zwischen dezentralen, intelligenten mobilen Roboteranwen-
dungen und der sie umgebenden Infrastruktur und gestattet
so auch deren Steuerung in Echtzeit.
Der neue Ansatz des Forschungsteams beruht auf einer
Transformation der bisher streng hierarchisch organisierten
Automatisierungspyramide hin zu einem hochgradig ver-
netzten System. Auf diesem Weg konnten die notwendige
Rechentechnik auf externe Server ausgelagert und die Kern-
funktionen des Roboters, wie die Sensordatenverarbeitung
und Bewegungsgenerierung, über Cloudrechner bereitgestellt
werden. Zudem wurden die Assistenzroboter mit intelligenten
Grundfertigkeiten ausgestattet, die sich nur im Zusammenspiel
von vernetzten, ausgelagerten IT-Diensten auf leistungsfähiger
Rechentechnik realisieren lassen. Die dafür notwendige Hard-
und Software haben die Ingenieure des Fraunhofer IFF, das seit
Jahren erfolgreich an intelligenten mobilen Robotern forscht,
selbst entwickelt.
Im Ergebnis können nun mobile und auch stationäre Roboter
mit Hilfe einer Funk-Infrastruktur in Echtzeit drahtlos über-
wacht, lokalisiert, konfiguriert und gesteuert werden. Das ver-
einfacht auch die Integration externer Sensoren, beispielsweise
stationärer Kameras zur Kontrolle der Roboterumgebung und
darauf aufbauender Dienste. Außerdem können leichtere und
flexiblere mobile Roboter und Manipulatoren gebaut werden,
da diese nicht mehr ihre gesamte Rechentechnik und Energie­
versorgung mit sich führen müssen. Künftig wird nun die
Ent­
wicklung völlig neuer Robotersysteme für die Industrie und
für Branchen möglich sein, in denen Assistenzroboter mangels
Leistungsfähigkeit bisher noch nicht einsetzbar waren.
Im Projekt »fast robotics« haben die Robotik­
experten des Fraunhofer IFF mit den beteilig­
ten Entwicklungs­
partnern eine neue, kabellose
Steuerungsarchitektur für mobile Assistenz­
roboter entwickelt, mit der diese sogar in der
Fertigung am Fließband eingesetzt werden
können.
Quelle: Fraunhofer IFF
Robotik und autonome Systeme
Mehr Informationen und
Ansprechpersonen:
fast robotics
Kabellose Steuerungstechnologie für Echtzeitsteuerung
intelligenter mobiler Assistenzroboter
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Wenn Menschen und Roboter an einem Arbeitsplatz gemein-
sam Montageaufgaben verrichten, muss dieser zuvor genau-
estens geplant und abgesichert werden. Für kollaborative
Roboter – also Roboter, die ohne zusätzliche Sicherheitsein­
richtungen Hand in Hand mit Menschen zusammenarbeiten
– war es bislang nur mithilfe einer aufwändigen messtech­
nischen Risikobewertung möglich, die Geschwindigkeiten zu
bestimmen, die der Roboter nicht überschreiten darf, um einen
Menschen bei Berührung nicht zu verletzen. Für die Messung
muss das Robotersystem vollständig aufgebaut und program-
miert worden sein. Überschreitet ein Roboter bei der Messung
die zulässigen Grenzwerte, ist es notwendig, seine Geschwin-
digkeit zu verringern. Das erhöht die Taktzeit des Robotersys-
tems und reduziert dessen Wirtschaftlichkeit.
Im Forschungsprojekt »Digitale Gefahrenprävention für kolla­
borative Roboterarbeitsplätze mit Hilfe einer webbasierten
Planungshilfe« (kurz: Cobot-Planer) hat das Fraunhofer IFF im
Auftrag der Berufsgenossenschaft Holz und Metall (BGHM)
eine neue, webbasierte Planungshilfe entwickelt, die Anwen-
derinnen und Anwender für einen verbesserten Arbeitsschutz
bei der sicheren und effizienten Auslegung ihrer kollaborativen
Roboter unterstützt. Der Cobot-Planer zeigt bereits in der
Plan­
ungsphase auf, bei welchen Geschwindigkeiten der sichere
Betrieb einer Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK) möglich
ist; vor allem dann, wenn sich Mensch und Roboter berühren
können.
Der Cobot-Planer steht als interaktive Web-Anwendung Betrie-
ben und allen, die einen MRK-Arbeitsplatz planen, über eine
App auf www.cobotplaner.de zur Verfügung. Über die intuitive
Benutzeroberfläche des Cobot-Planers beschreiben Nutzerin-
nen und Nutzer in nur drei Schritten ihre Roboter­
systeme und
die bestehenden Kollisionsgefahren. Anschließend simuliert
der Cobot-Planer die Gefahrensituationen und ermittelt aus
den Ergebnissen die maximal zulässigen Geschwindigkeiten,
bei denen der Roboter die Grenzwerte aus ISO/TS 15066 noch
einhält.
Die technologische Grundlage des Cobot-Planers bilden
verschiedene Modelle, welche die Wirkung eines Kontakts
zwischen Mensch und Roboter präzise nachbilden. Zu ihnen
zählen ein Gefährdungs- und ein Robotermodell sowie ein
biomechanisches Modell des Menschen. Dank des parameter-
basierten Robotermodells ist es grundsätzlich möglich, jeden
Robotertyp, der sich für den kollaborativen Betrieb eignet, im
Cobot-Planer zu verwenden. Das biomechanische Modell des
Menschen geht zurück auf Daten und Erkenntnisse aus den
Probandenstudien des Fraunhofer IFF, die es im Auftrag der
DGUV und BGHM zur Ermittlung biomechanischer Grenzwerte
durchführte. Die Simulationsergebnisse des Cobot-Planers hat
das Fraunhofer IFF zusammen mit Ärzten der Klinik für Unfall-
chirurgie der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg und
unter Einbindung der zuständigen Ethikkommission experi­
mentell in Belastungsversuchen mit Probanden validiert.
Präzise Modelle von Mensch und Roboter
bilden die Grundlage des »Cobot-Planers«. Mit
ihm lassen sich Mensch-Roboter-Arbeitsplätze
einfach und sicher planen.
Quelle: Fraunhofer IFF
Cobot-Planer
Einfache Planungshilfe für sichere
Mensch-Roboter-Kollaboration
Robotik und autonome Systeme
Mehr Informationen und
Ansprechpersonen:
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Mess- und Prüftechnik und digitale Assistenz
Die Automatisierung der Logistik erfordert
neue Konzepte zur Analyse und Kontrolle
von Prozessen. Herkömmliche Verfahren
zur Situati­
onsanalyse bedingen den Einsatz
zusätzlicher Hardware an den Prozessteil-
nehmern, wodurch ein nicht zu vernachlässi-
gender Integrations- und Wartungsaufwand
entsteht. Weiterhin besteht die Gefahr, dass
Objekte ohne entsprechende Tracking-Hard-
ware nicht erkannt werden. Mit dem Aufkom-
men neuartiger und kostengünstiger LiDAR-
Technologien (light detection and ranging)
können flexible Lösungen zur Überwachung
von Arbeitsräumen geschaffen werden.
Mit der LiDAR-basierten Arbeitsraumüber-
wachung »LiSA« wurde eine Lösung geschaf-
fen, welche es Unternehmen ermöglicht, ihre
internen Prozesse zu überwachen, zu analy-
sieren und Maßnahmen zur Gegensteuerung
einzuleiten. Mögliche Einsatzbereiche sind
unter anderem die dynamische Kommissionie-
rung ohne Schutzzaun (Überwachung eines
Sicherheitsbereiches) und Pick-Prozesse im
Supermarkt (Analyse von Logistikprozessen).
Dabei werden alle Objekte aus den 3D-Daten
separiert, getrackt und mittels KI-Methoden
zuverlässig klassifiziert. Dies ermöglicht eine
frühzeitige Erkennung von Handlungsfehlern
und deren Korrektur, sowie den Schutz des
Menschen bei der Interaktion mit autonomen
Robotern und Maschinen.
Die Produktentwicklung wird zusammen mit
dem Industriepartner Hannweber Engineering
vorangetrieben, um den Ansprüchen des TÜV
und der Berufsgenossenschaften hinsicht-
lich der funktionalen Sicherheit gerecht zu
werden.
LiSA
Intelligente Arbeitsraumüberwachung
Mit der Arbeitsraumüberwa­
chung LiSA können zur Analyse
von Logistikprozessen soge­
nannte Pick-Prozesse etwa im
Supermarkt analysiert werden.
Quelle: Fraunhofer IFF
Mehr Informationen und
Ansprechpersonen:
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Mess- und Prüftechnik und digitale Assistenz
Autonome Verkehrsmittel mit Elektroantrieb,
die in verschiedenen Organisationsformen
als intelligente Sharing-Systeme operieren,
können die Grundpfeiler zukünftiger Mobi­
litätskonzepte bilden. Das Projektvorhaben
»RavE-Bike« zielt darauf ab, die Vorteile des
fahrradbasierten Individualverkehrs mit den
für den automotiven Sektor intendierten
Rufdiensten zu kombinieren. Auf dieser Basis
lassen sich beispielsweise für betriebsinterne
Individualverkehre in flächenmäßig großen
Industrieanlagen kostengünstige Transport-
und Beförderungskonzepte entwickeln. Die
Mehrwerte liegen neben der kostengünstigen
und effizienten Auslastung von gemeinsam
genutzten Fahrzeugflotten in der perma-
nenten Verfügbarkeit und dem reduzierten
Parkplatzbedarf. Grundlagen für diese Vision
sind die Automatisierung des gesamten Fahr-
prozesses und eine effiziente Koordination der
vernetzten Elemente.
Die Voraussetzung dafür ist ein vernetztes
System aus intelligenten E-Bikes, lokalen und
stationären Umgebungssensoren sowie einem
zentralen Scheduling-Tool. Dieses macht eine
sichere und aufeinander abgestimmte auto-
nome Bewegung der Verkehrsmittel im indust-
riellen Kontext möglich.
Das Fraunhofer IFF hat im Rahmen des BMBF-
geförderten Forschungskooperationsprojekts
»RavE-Bike« Technologien und Methoden
entwickelt und evaluiert, mit denen ein per-
formantes, robustes und integriertes Umge-
bungserfassungssystem für solche Outdoor-
Szenarien umgesetzt werden kann. Dafür
setzten die Forscherinnen und Forscher unter
anderem auf eine Multi-Sensor-Fusion von
infrastruktureller und mobiler Sensorik.
RavE-Bike
Ruf- und Leitsystem für autonome vernetzte E-Bikes
Mobiles Multi-Sensor Objekttracking
mit Active-IR-Stereo-Vision und
Rotating-Prism-Lidar-Technologie.
Quelle: Fraunhofer IFF
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Mehr Informationen und
Ansprechpersonen:
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Mess- und Prüftechnik und digitale Assistenz
Die geometrische Inspektion großer Bau­
teile
mit Abmessungen von mehreren Metern
stellt besondere Herausforderungen an Prüf-
systeme. Bisherige Lösungen in Form von
Koordinaten­
messportalen sind sehr auf­
wändig
in der Anschaffung und wenig flexibel.
Robotergeführte optische Sensoren können
ebenfalls nur mit hohem Einrichtungsaufwand
betrieben werden und der Einsatz bei gerin-
gen Losgrößen ist wirtschaftlich oft schwierig.
Das Fraunhofer IFF hat daher in Kooperation
mit den Partnern KOLBUS GmbH  Co. KG
und GITTA mbH ein neuartiges, optisches Ins-
pektionssystem entwickelt, das insbesondere
zur Erkennung von Geometrie-, Montage- und
Fertigungsfehlern an Bauteilen mit mittleren
bis großen Volumen geeignet ist. Bei dieser
Lösung, die mit Mitteln des BMBF und des
Innovationsprogramms Zwanzig20 finanziert
wurde, handelt es sich um einen interaktiv
steuerbaren 3D-Sensor, der mit einer Aug-
mented-Reality-Lösung kombiniert ist.
Das neu entwickelte System eignet sich auf-
grund seiner intuitiven Bedienung insbeson-
dere für große, variantenreiche Bauteile, die
in kleinen Serien bis Stückzahl Eins inspiziert
werden sollen. Für die manuelle Führung
des Sensors wird das wertvolle Erfahrungs-
wissen der betrieblichen Anwenderinnen und
An­
wender genutzt. Schnelle Algorithmen
ermög­
lichen eine objektive dreidimensionale
Vermessung der Objekte. Das System wurde
bereits im Sondermaschinenbau erfolgreich
getestet, um Gussteile und Schweißkons-
truktionen vor einer CNC-Bearbeitung auf
unzulässige geometrische Abweichungen zu
überprüfen.
Qualitätssicherung
Kollaboratives, ortsflexibles Prüfsystem 3D-Kosyma
Optisches Inspektionssys­
tem für die Erkennung von
Geometrie-, Montage- und
Fertigungsfehlern an Bautei­
len mit mittleren bis großen
Volumen.
Quelle: Fraunhofer IFF
Mehr Informationen und
Ansprechpersonen:
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Mehr Informationen und
Ansprechpersonen:
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Mess- und Prüftechnik und digitale Assistenz
Unsere Gesellschaft und die industrielle
Arbeitswelt sind weitreichenden Veränderun-
gen unterworfen. Mit dem demografischen
Wandel und einer wachsenden Individuali-
sierung der Produkte steht die industrielle
Produktion vor neuen Herausforderungen.
Eine Neugestaltung bestehender Arbeits-
plätze und Fertigungstechnologien wird zu
einem zentralen Hebel für den Erhalt der
Wettbewerbsfähigkeit.
Bei industriellen Montageprozessen ist eine
zunehmend erforderliche Flexibilität oft nur
durch eine manuelle Montage wirtschaftlich
umsetzbar. Die Komplexität und Varianten-
vielfalt stellt jedoch sehr hohe Anforderungen
an die Leistungsfähigkeit und Belastbarkeit
der Mitarbeitenden. Gleichzeitig wachsen die
Anforderungen an die Produktqualität.
Intuitive Assistenzsysteme können hier
einen wichtigen Beitrag leisten. Sie führen
Werkerinnen und Werker durch den Montage-
prozess, leiten situations- und kontextabhän-
gig an und bemerken, wenn bei der Montage
dennoch ein Fehler auftritt.
Im Rahmen des BMBF-geförderten For-
schungskooperationsprojekts »3D-Montage-
assistent« hat das Fraunhofer IFF Technologien
und Methoden entwickelt, mit denen solche
anwendungsspezifisch zugeschnittenen
Assistenzsysteme realisiert werden können.
Anhand eines Montageprozesses für Hydrau-
likventile wurden sie prototypisch erfolgreich
umgesetzt und evaluiert. Sie arbeiten auf
der Grundlage eines digitalen Zwillings, der
unter anderem Augmented-Reality-basierte
Montageschablonen, 3D-Modell-Visualisie-
rungen des aktuellen Bauzustandes und eine
bildbasierte Prüfung des Montageergebnisses
ermöglicht.
3D-Montageassistent
Intuitive Anleitung und optische Prüfung für manuelle
Montage variantenreicher Produkte
Technologiedemonstrator
3D-Montageassistent für die
Hydraulikventilmontage.
Quelle: Fraunhofer IFF
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Intelligente Produktions- und Logistikprozesse
Aerosolen kommt bei der Übertragung von
SARS-CoV-2 (Coronavirus) eine besondere
Bedeutung zu. Diese kleinsten Tröpfchen,
die z.B. beim Atmen, Sprechen, Niesen oder
Husten vom Menschen ausgestoßen werden,
bieten einen Lebensraum, in dem die Vieren
mehrere Stunden überleben können. Durch
die Luft können Strecken von mehreren
Metern transportiert werden. Von Oktober
2020 bis September 2021 bearbeitet die
Fraunhofer-Gesellschaft im Rahmen des
Sofortprogramms »Anti-Corona« das For-
schungsprojekt »AVATOR«. Es werden u.a.
numerische Simulationen durchgeführt, um
die Verteilung des Coronavirus über die Luft in
unterschiedlichen Umgebungen wie in Bussen,
Flugzeugen, Einkaufszentren oder Produk-
tionsstätten zu untersuchen.
Als Mitglied des Forschungskonsortiums hat
das Fraunhofer IFF die Aufgabe, Produktions-
umgebungen für diese Untersuchung zu defi-
nieren und reale Daten zu erfassen. Weiterhin
entwickeln die Forschenden in Magdeburg
eine einheitliche Beschreibungssystematik für
alle zu simulierenden Anwendungsfälle, um
die Genauigkeit und Vielfalt der Modellierung
auf vergleichbarem Niveau zu halten. Außer-
dem sind sie maßgeblich an der Evaluierung
eines passenden, mathematischen Modells zur
Risikobewertung beteiligt, anhand dessen das
Infektionsrisiko in den simulierten Anwen-
dungsfällen bewertet und der Einfluss ver-
schiedener Schutzmaßnahmen eingeschätzt
werden kann. Aus der Risikobewertung und
den daraus folgenden Hinweisen für optimale
Schutzmaßnahmen werden für die jeweiligen
Anwendungsfälle individuelle Hygienekonzep-
te abgeleitet.
Gemeinsam gegen Corona
AVATOR – Anti-Virus-Aerosol: Testing, Operation, Reduction
Das Fraunhofer IFF definiert im Rahmen
des Gemeinschaftsforschungsprojekts
»AVATOR« unter anderem Produktions­
umgebungen für die Untersuchung mit
Computersimulationen zur Verteilung
von Aerosolen.
Quelle: Fraunhofer IBP
Mehr Informationen und
Ansprechpersonen:
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Mehr Informationen und
Ansprechpersonen:
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Intelligente Produktions- und Logistikprozesse
Sich dynamisch verändernde Kundenbedarfe
machen die Personaleinsatzplanung zu einer
komplexen Aufgabe. Einerseits sollen vor-
handene Kapazitäten sinnvoll ausgelastet,
andererseits die Einflüsse der Personaleinsatz-
planung auf die Motivation und Leistungs­
fähigkeit der Mitarbeitenden bestmöglich
gestaltet werden. Durch fehlende IT-Unter-
stützung und heterogene Datenstrukturen
wird das oft zusätzlich erschwert. Vor diesem
Hintergrund hat das Fraunhofer IFF mit der
Rolls-Royce Deutschland Ltd.  Co.KG im
Vorhaben »Digital-kollaborative Personalein-
satzplanung (DoPEP)« eine integrative Web-
Anwendung entwickelt, die eine verlässliche
Planung des Personaleinsatzes im operativen
Tagesgeschäft gewährleistet. Das Besondere
ist: Mit ihr können betriebliche Akteure poten-
zielle Ziel- und Interessenkonflikte transparent
aushandeln.
Die Plattform berücksichtigt die Anforderun-
gen der Programmplanung und synchronisiert
diese mit Schichtplänen und individuellen
Qualifikationen von Mitarbeitenden. Mittels
mathematischer Optimierung sorgt »DoPEP«
insbesondere in den Engpassprozessen für
zunehmende Planbarkeit bei allen Beteiligten.
Mit der Einführung der Plattform konnten
Abstimmungsaufwände reduziert, »Alibi-
Tätigkeiten« von Beschäftigten eliminiert und
die Arbeitsproduktivität eingebundener Teams
um bis zu 30 Prozent erhöht werden. Über die
intuitiv navigierbare Benutzeroberfläche ist das
System für alle Anwendenden leicht verständ-
lich und ermöglicht speziell bei ungeplanten
Ereignissen eine hohe Reaktionsfähigkeit.
Digitale Plattform für die
digitale und kollaborative
Personalein­
satzplanung
Die »DoPEP«-Plattform
kann leicht in be­
stehende
IT-Umgebungen integriert
werden. Dabei lassen sich
entscheidungsunterstützende
Vorschläge für verschiedene
Nutzergruppen generieren
und anwendungsfreundlich
visualisieren.
Quelle: Rolls-Royce
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Intelligente Produktions- und Logistikprozesse
Im Leitprojekt »ML4P« forschen sechs Fraun-
hofer-Institute unter Leitung des Fraunhofer
IOSB an Methoden und Werkzeugen, um sys-
tematisch Potenziale des maschinellen Lernens
(ML) im Produktionsumfeld zu erschließen.
Das Fraunhofer IFF untersucht in einem
Anwendungsmodul den Einsatz von ML-
Mo­
dellen zur Früherkennung potenzieller
Stö­
rungen in Produktionsabläufen und deren
Vermeidung. Als Use-Case dient eine Anlage
zur Herstellung von Wasserfiltern, die von
der SUEZ WTS Germany GmbH am Standort
Bitterfeld im Mehrschichtbetrieb betrieben
wird. Ziel ist die Erhöhung der Produktivi-
tät und Qualitätsrate der Anlage. Dazu
wurde die Anlage mit zusätzlichen Sensoren
ausgestattet, mit denen die kontinuier-
liche Überwachung eines die Qualität des
Endproduktes maßgeblich beeinflussenden
Stapel- und Wickelprozesses möglich ist. Die
erfassten Daten werden an eine konfigurier-
bare ML-Verarbeitungspipeline angebunden,
in der die Datenvorverarbeitung, -analyse,
das Training adäquater ML-Modelle sowie die
Bereitstellung der Bewertungsergebnisse auf
einem Assistenzsystem für den Anlagenbe-
diener erfolgen. Aufgrund geltender Sicher-
heitsrichtlinien wird das Verfahrensmodell im
Edge-Computing, d.h. lokal an der Anlage,
betrieben.
Das Verfahrensmodell wird auch an einer
Demonstrationsanlage am Fraunhofer IFF ein-
gesetzt. Hier werden Betriebsdaten über die
Cloud-Module der ML-Verarbeitungspipeline
analysiert und bewertet. Potenzielle Störungen
lassen sich so zuverlässig vorhersagen.
Früherkennung potenzieller
Störungen der Produktion durch
maschinelles Lernen
Das an die ML-Verarbeitungs­
pipeline angebundene
Assistenzsystem informiert
den Anlagenbediener über
mögliche Störungen im
Prozess und unterstützt ihn
durch Handlungsempfehlun­
gen, um deren Eintreten oder
Auswirkungen zu verringern.
Quelle: Fraunhofer IFF
Mehr Informationen und
Ansprechpersonen:
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Mehr Informationen und
Ansprechpersonen:
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Intelligente Produktions- und Logistikprozesse
Die Digitalisierung von Hafenlogistikprozessen
im Umfeld von Industrie 4.0 schafft die Grund-
lage zur Erschließung großer Effizienzstei­
ge­
rungspotenziale. Sie birgt jedoch auch
Sicher­
heitsrisiken, deren Auswirkungen nicht
nur volkswirtschaftlicher Natur sein können,
sondern auch einen Einfluss auf die Stabilität
der Prozesse und auf die IT-Sicherheit durch
Cyberangriffe haben. Zudem existieren für
Automatisierungsvorhaben in Häfen keine
Standards zur Sicherung der Systeme.
Das Projekt AUTOSEC zielte auf die Erhö-
hung der IT-Sicherheit in den Häfen und
Logistik­
ketten sowie die präventive Abwehr
von Cyberangriffen auf IT-Systeme und auf
cyberphysische Systeme. In Zusammen-
arbeit mit Hafenbetreibern (EUROGATE und
Magdeburger Hafen) sowie der METOP
GmbH hat das Fraunhofer IFF im Zeitraum von
August 2017 bis Dezember 2020 ein neu­
artiges skalierbares Methodenset und Prozess-
modell für die Konzeption und Einführung
von Automatisierungsvorhaben in Häfen und
deren Absicherung entwickelt. Zum Nachweis
der Funktion sowie deren Anwendbarkeit sind
die entwickelten Ansätze bei den am Projekt
beteiligten Hafenbetreibern erfolgreich proto-
typisch evaluiert worden.
Schutz vor Cyberattacken
Mehr IT-Sicherheit im Hafenterminal
Automatisierte Straddle
Carrier im Containerterminal
in Wilhelmshaven – effizient
und sicher.
Quelle: EUROGATE
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Mehr Elektromobilität oder die Zunahme dezentraler Einspeise-
anlagen – die Art und Weise, wie wir elektrischen Strom erzeu-
gen und verbrauchen, verändert sich rasant. Damit steigen die
Anforderungen an unsere Energieversorgungsnetze. Zusam-
men mit der Siemens AG entwickelt das Fraunhofer IFF bis zum
Jahr 2022 ein intelligentes Leitsystem für sektorgekoppelte
Energiesysteme. Mit seiner Hilfe soll das optimale Zusammen-
spiel von elektrischen Infrastrukturen mit anderen Infrastruk-
tursparten ermöglicht werden. Die Idee dahinter: In einem
künftigen flexibilisierten Versorgungsnetz sollen die unter-
schiedlichen Infrastrukturen, etwa für Wärme, Wasser, Verkehr
oder Strom, sich gegenseitig als Puffer- und Lastausgleichs­
elemente unterstützen. So werden die Infrastrukturbetreiber,
wie beispielsweise Stadtwerke, auch zukünftig in der Lage
sein, die Stabilität ihrer Systeme zu gewährleisten. Ein ggf.
erforderlicher Netzausbau lässt sich somit zeitlich verlagern
oder sogar teilweise vermeiden.
In drei Phasen entwickeln die Forschenden des Fraunhofer IFF
die dafür notwendigen Technologien. In der ersten Phase steht
die Integration von Ladeinfrastruktur und elektrischem Netz-
betrieb für die E-Mobilität im Fokus. Je nach Situation wird
hiermit eine Lastreduktion von Ladevorgängen ermöglicht, die
mittels intelligenter Steuerung eine maximale
Ladeleistung zulässt, ohne eine Überlastung der bestehenden
Infrastruktur zu riskieren. In der zweiten Phase werden einfa-
che Benutzeroberflächen und Steuerelemente geschaffen, die
eine vereinfachte Bedienung und Situational Awareness unter-
stützen. In dritten Phase, die bis zum Projektende abgeschlos-
sen sein wird, planen die Forschenden weitere Sektoren zu
integrieren und die Kopplung auf Strom, Wärme und Wasser-
versorgung auszuweiten.
17
Energiemanagement und Energieinfrastrukturen
Energy Operation Center
des Fraunhofer IFF.
Quelle: Fraunhofer IFF
Stabile Energieversorgung in
künftigen Netzen
Intelligentes Leitsystem für sektorgekoppelte
Energiesysteme
Mehr Informationen und
Ansprechpersonen:
18
18
Energiemanagement und Energieinfrastrukturen
In Krisen- und Katastrophenfällen wie der
aktuellen Corona-Pandemie können mobile,
dezentral einsetzbare Systeme für die medi-
zinische Versorgung der Bevölkerung die
bestehende Gesundheitsinfrastruktur ent-
scheidend ergänzen. Im Projekt »Demo-med-
Ver« entwickeln sechs Fraunhofer-Institute
unter der Federführung des Fraunhofer IFF
ein flexibles System in Containerbauweise für
eine mobile, dezentrale medizinische Versor-
gung. Das bedeutet: Alle Komponenten des
Gesamtsystems sind modular aufgebaut, eng
miteinander verbunden und ergänzen sich
gegenseitig. Bis Ende 2021 soll ein funktions-
fähiger Prototyp entstehen.
Damit die Zentren schnell und flexibel
auf- und abgebaut werden können, setzen
die Forschenden auf ein standardisiertes
Bau­
kastensystem. Es lässt sich individu-
ell zusammenstellen, immer bezogen auf
das Einsatzland, den Einsatzgrund sowie
die Krisenbewältiger (THW, Feuerwehr,
Rettungsdienst, Ärzte ohne Grenzen, allge­
meine medi­­
zinische Versorgung) und die vor-
handene Infrastruktur.
Die Arbeit des Fraunhofer IFF umfasst neben
der Projektkoordination unter anderem das
Gesamtkonzept und das Produktdesign. Zu
den wichtigsten Teilaufgaben gehört die Ent-
wicklung einer autarken Strom- und Wärme-
versorgung, die primär aus erneuerbaren
Energien gedeckt und mit aktuellen Techno-
logien wie Elektrolyse und Brennstoffzellen
bewältigt werden soll. Dafür nutzt das Team
Power-to-X-Technologien (P2X) und entwickelt
einen modularisierten P2X-Technikcontainer:
Über ein Elektrolyseverfahren werden Wasser-
stoff und Sauerstoff erzeugt. Brennstoffzellen
wandeln den Wasserstoff anschließend in
Strom um. Der dabei ebenfalls erzeugte Sauer-
stoff sowie die Abwärme des Elektrolysevor-
gangs und der Brennstoffzelle stehen dem
Notfallzentrum zusätzlich zur Verfügung.
Darstellung Gesamtkonzept
Demo-medVer.
Quelle: Fraunhofer IFF
Demo-medVer
Mobile medizinische Notfallzentren für den
weltweiten Einsatz
Mehr Informationen und
Ansprechpersonen:
19
19
Energiemanagement und Energieinfrastrukturen
Mit der Digitalisierung und der Integration
digitaler Zwillinge von Produktionsanlagen
erarbeitet sich die Industrie, darunter auch der
Chemieanlagenbau und die Prozessindustrie,
weitreichende Vorteile. Das Fraunhofer IFF
unterstützt die PCK Raffinerie GmbH beim
Aufbau eines digitalen Zwillings für deren
Produktionsanlage in Schwedt. Das digitale
Abbild schafft neue Mehrwerte für Planung,
Betrieb und Qualifizierung und fördert die
zukunftsfähige Weiterentwicklung des
Standorts.
Für das Unternehmen wurde ein detailliertes
digitales Modell des gesamten, 20 Quadrat-
kilometer großen Standorts, inklusive der
Infrastrukturen und Gebäude, ansässigen
Unternehmen und deren Dienstleistungen,
erstellt. Daraus wurde ein virtuell-interaktives
3D-Standortinformationssystem abgeleitet,
das sowohl für die Standortpräsentation als
auch zur Planungsunterstützung von Bauvor-
haben einsetzt werden kann.
Darüber hinaus besitzt der digitale Zwilling
verschiedene Verknüpfungen zu anderen
Systemen und auch zur realen Anlage.
Beispielweise sind Prozess-Simulationen im
Offline- oder auch Online-Modus angebun-
den. So profitiert die Aus- und Weiterbildung
von den dazugehörigen, detaillierten digitalen
Detaillabbildungen und interaktiven Funk-
tionsmodellen der Anlagen. Mit der Online-
Verknüpfung werden Sensorwerte der realen
Anlage in das digitale Modell integriert. Auf
diese Weise liefert der digitale Zwilling ein
aktuelles reales Abbild der echten Anlagen.
Die Zustandsdaten können für Datenana-
lysen genutzt werden oder weitere Kommu-
nikationsprozesse zu individuellen Services
anstoßen.
Digitaler Zwilling von
Produktionsanlagen
Digitaler Zwilling eines Kompressors mit Pro­
zesssimulation und Live-Daten-Verbindung,
Quelle: Fraunhofer IFF
Mehr Informationen und
Ansprechpersonen:
20
20
Impressum
Leistungen und Ergebnisse Jahresbericht 2020
des Fraunhofer-Instituts für Fabrikbetrieb und
-automatisierung IFF, Magdeburg
Herausgeber
Prof. Dr. Julia C. Arlinghaus, Institutsleiterin
Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb
und -automatisierung IFF
Sandtorstraße 22 | 39106 Magdeburg
Telefon +49 391 4090-0 | Fax +49 391 4090-596
ideen@iff.fraunhofer.de | www.iff.fraunhofer.de
ISSN 2192-1768
Redaktion
René Maresch M. A., Presse und Öffentlichkeitsarbeit
Satz/Layout
Bettina Rohrschneider
Titelbild, Illustration
Bettina Rohrschneider
Herstellung/Druck
Harzdruckerei GmbH, Wernigerode
Bibliografische Information der Deutschen
Nationalbibliothek
Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation
in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografi-
sche Daten sind im Internet über http://dnb.d-nb.de abrufbar.
Alle Rechte vorbehalten
Für den Inhalt der Vorträge zeichnen die Autorinnen und
Autoren verantwortlich. Dieses Werk ist einschließlich aller
seiner Teile urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung, die
über die engen Grenzen des Urheberrechtsgesetzes hinaus-
geht, ist ohne schriftliche Zustimmung des Verlages unzulässig
und strafbar. Dies gilt insbesondere für Vervielfältigungen,
Übersetzungen, Mikroverfilmungen sowie die Speicherung in
elektronischen Systemen.
Die Wiedergabe von Warenbezeichnungen und Handelsnamen
in diesem Buch berechtigt nicht zu der Annahme, dass solche
Bezeichnungen im Sinne der Warenzeichen- und Marken-
schutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten wären und deshalb
von jedermann benutzt werden dürften.
Soweit in diesem Werk direkt oder indirekt auf Gesetze,
Vorschriften oder Richtlinien (z. B. DIN, VDI) Bezug genom-
men oder aus ihnen zitiert worden ist, kann der Verlag
keine Gewähr für Richtigkeit, Vollständigkeit oder Aktualität
übernehmen.
© Fraunhofer IFF, Magdeburg 2021
Richtfest für den
Institutserweiterungs-
bau »Elbfabrik«
4. September 2020
Das Fraunhofer IFF baut an seinem zweiten Stand-
ort im Magdeburger Wissenschaftshafen eine
neue Forschungs­
fabrik. Für 18,5 Millionen Euro,
die zur Hälfte von der Europäischen Union und
zu je einem Viertel vom Land Sachsen-Anhalt und
vom Bund bereitgestellt werden, wird hier bis
2022 ein modernes Gebäude für die industrie­
nahe
Forschung entstehen. Am 4. September 2020
feierte das Institut mit seinen Gästen und im
Beisein des Ministers für Wirtschaft, Wissenschaft
und Digitalisierung des Landes Sachsen-Anhalt
Armin Willingmann (r.), Magdeburgs Oberbürger-
meister Lutz Trümper (m.) und Mathias Rauch
(2.v.l.), Direktor Forschungsstrategie und -politik
der Fraunhofer-Gesellschaft, das Richtfest für den
Neubau.
Die künftige Forschungsfabrik erweitert das im
Wissenschaftshafen befindliche Virtual Develop-
ment and Training Centre VDTC des Fraunhofer IFF
und soll als »Elbfabrik« mehrere neue Forschungs-
schwerpunkte des Instituts auf­
nehmen. Auf insge­
samt 4.500 Quadratmetern entsteht damit eine
integrierte Forschungs- und Demonstrations­
fabrik,
die den gesamten Pro­
duktionszyklus, von der digi-
talen Entwicklung, über die Produktion und die
Instandhaltung bis zum intelligenten nachhaltigen
Energiemana­
gement, abbilden wird.
21
21
Quelle: Viktoria Kühne,
Fraunhofer IFF
Highlight 2020
Kuratorium
Das Kuratorium des Fraunhofer IFF steht der Institutsleitung beratend zur
Seite und fördert die Kontakte des Instituts zu Organisationen,
Insti­
tutionen und der Industrie. Ihm gehören Vertreterinnen und Vertreter
aus Wissenschaft, Wirtschaft sowie Politik und Verwaltung an.
Vorsitzender des Kuratoriums ist Johannes Krafczyk.
Dirk Bartens
Geschäftsführer, SBSK GmbH  Co.KG Daten- und
Informationssysteme
Dr. Bernd Beßling
Senior Vice President, GET Technical Expertise, BASF SE
Dr. Tilo Bobel
Senior Director Retail Operations, CYBEX GmbH
Dr. Christof Günther
Geschäftsführer, InfraLeuna GmbH
Prof. Klaus G. Hoehn
Abdirahman Ikar
Director, Global Logistics FPC
Johannes Krafczyk
Kuratoriumsvorsitzender, Senior Engagement Manager,
T-Systems International GmbH, IT-Division
Annett Juhnke
Leitung Personalmanagement, Avacon AG
Dr. Jochen Köckler
Vorstandsvorsitzender, Deutsche Messe AG
Prof. Anne Lequy
Rektorin, Hochschule Magdeburg-Stendal
Dr.-Ing. E. h. Bernd Liepert
CEO, more_about_robots GmbH
Dr. Georg Mecke
Vice President, Airbus Operations GmbH, Site Management
Hamburg  External
Klaus Müller
stellv. Kuratoriumsvorsitzender,
Geschäftsführer, KM Consulting GmbH
Klaus Olbricht
Präsident, Industrie- und Handelskammer Magdeburg
Prof. Dr.-Ing. habil. Jens Strackeljan
Rektor, Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg
Dr.-Ing. Jürgen Ude
Staatssekretär, Ministerium für Wirtschaft, Wissenschaft und
Digitalisierung des Landes Sachsen-Anhalt
Tom Wünsche
Referent, Bundesministerium für Bildung und Forschung
Clemens Zielonka
Managing Director, EUREKA Association AISBL
25
25
Das Institut in Zahlen
Haushalt und Erträge*
Im Jahr 2020 betrugen die Ausgaben für den
Gesamthaushalt des Fraunhofer IFF 19,1 Milli­
onen Euro. Der Investitionshaushalt betrug 0,5
Millionen Euro. Die Gesamterträge beliefen
sich auf 19,7 Millionen Euro. Davon entfielen
4,4 Millionen Euro auf Wirtschaftserträge. 9,4
Millionen Euro stammten aus öffentlichen und
sonstigen Erträgen. Die institutionelle Förde-
rung umfasste 5,9 Millionen Euro.
Personalentwicklung
Zum Stichtag 31. Dezember 2020 beschäf-
tigte das Fraunhofer IFF 185 Mitarbeitende.
Die Mehrheit der wissenschaftlichen Mit-
arbeiterinnen und Mitarbeiter verfügt über
einen Abschluss in einer ingenieurwissen-
schaftlichen Disziplin. Erfreulich ist, dass wir
trotz großer Nachfrage der Wirtschaft nach
entsprechend qualifizierten Fachkräften den
Anteil der Beschäftigten im Bereich Informatik
und Informationstechnik ausbauen konnten.
Darüber hinaus sind am Institut Absolventin-
nen und Absolventen der Human- und Wirt-
schaftswissenschaften, der Mathematik und
Physik sowie Kaufleute tätig. Sie alle arbeiten
gemeinsam in interdisziplinären Forschungs-
teams sowie in der Administration.
Ausbildung und Qualifizierung
Zusätzlich wurde die Forschungsarbeit durch
102 wissenschaftliche Hilfskräfte und 19 Prak-
tikantinnen und Praktikanten unterstützt. Wir
freuen uns außerdem, dass wir drei Auszubil-
dende betreuen dürfen.
49 Mitarbeitende des Fraunhofer IFF waren
als Lehrende und Lehrbeauftragte an Uni-
versitäten und Hochschulen tätig. Insgesamt
wurden 92 Master- und Diplomarbeiten sowie
sechs erfolgreich abgeschlossene Promotionen
betreut. Ferner wurden im Jahr 2020 von den
Forscherinnen und Forschern des Instituts 125
wissenschaftliche Beiträge und Publikationen
veröffentlicht.
-----------------------------
*alle Beträge stark gerundet
26
Wirtschafterträge
Institutionelle Förderung
Öffentliche Erträge
4,4 Mio Euro
9,4 Mio Euro
5,9 Mio Euro
26
Verteilung der Gesamterträge des Fraunhofer IFF im Jahr 2020*
19,7 Mio Euro
Ingenieurwissenschaften
Informationstechnik (IuK)
Humanwissenschaften
Wirtschaftswissenschaften
Mathematik
Naturwissenschaften
Sonstige
10%
3%
3%
38%
28%
10%
9%
Mitarbeitende am Fraunhofer IFF 2020: 185
27
Die Fraunhofer-Gesellschaft
Die Fraunhofer-Gesellschaft mit Sitz in
Deutschland ist die weltweit führende Organi-
sation für anwendungsorientierte Forschung.
Mit ihrer Fokussierung auf zukunftsrelevante
Schlüsseltechnologien sowie auf die Ver-
wertung der Ergebnisse in Wirtschaft und
Industrie spielt sie eine zentrale Rolle im
Innovationsprozess. Sie ist Wegweiser und
Im­
pulsgeber für innovative Entwicklungen und
wissenschaftliche Exzellenz. Mit inspirierenden
Ideen und nachhaltigen wissenschaftlich-tech-
nologischen Lösungen fördert die Fraunhofer-
Gesellschaft Wissenschaft und Wirtschaft und
wirkt mit an der Gestaltung unserer Gesell-
schaft und unserer Zukunft.
Interdisziplinäre Forschungsteams der Fraun-
hofer-Gesellschaft setzen gemeinsam mit
Vertragspartnern aus Wirtschaft und öffentli-
cher Hand originäre Ideen in Innovationen um,
koordinieren und realisieren systemrelevante,
forschungspolitische Schlüsselprojekte und
stärken mit werteorientierter Wertschöpfung
die deutsche und europäische Wirtschaft.
Internationale Kooperationen mit exzellen-
ten Forschungspartnern und Unternehmen
weltweit sorgen für einen direkten Austausch
mit den einflussreichsten Wissenschafts- und
Wirtschaftsräumen.
Die 1949 gegründete Organisation betreibt in
Deutschland derzeit 75 Institute und For-
schungseinrichtungen. Rund 29 000 Mitarbei-
terinnen und Mitarbeiter, überwiegend mit
natur- oder ingenieurwissenschaftlicher Aus-
bildung, erarbeiten das jährliche Forschungs-
volumen von 2,8 Milliarden Euro. Davon fallen
2,4 Milliarden Euro auf den Leistungsbereich
Vertragsforschung. Rund zwei Drittel davon
erwirtschaftet Fraunhofer mit Aufträgen aus
der Industrie und mit öffentlich finanzier-
ten Forschungsprojekten. Rund ein Drittel
steuern Bund und Länder als Grundfinan-
zierung bei, damit die Institute schon heute
Problemlösungen entwickeln können, die in
einigen Jahren für Wirtschaft und Gesellschaft
entscheidend wichtig werden.
Die Wirkung der angewandten Forschung
geht weit über den direkten Nutzen für die
Auftraggeber hinaus: Fraunhofer-Institute stär-
ken die Leistungsfähigkeit der Unternehmen,
verbessern die Akzeptanz moderner Technik in
der Gesellschaft und sorgen für die Aus- und
Weiterbildung des dringend benötigten wis-
senschaftlich-technischen Nachwuchses.
Hochmotivierte Mitarbeiterinnen und Mit-
arbeiter auf dem Stand der aktuellen Spitzen-
forschung stellen für uns als Wissenschafts-
organisation den wichtigsten Erfolgsfaktor
dar. Fraunhofer bietet daher die Möglichkeit
zum selbstständigen, gestaltenden und
zugleich zielorientierten Arbeiten und somit
zur fachlichen und persönlichen Entwicklung,
die zu anspruchsvollen Positionen in den
Instituten, an Hochschulen, in Wirtschaft und
Gesellschaft befähigt. Studierenden eröffnen
sich aufgrund der praxisnahen Ausbildung und
des frühzeitigen Kontakts mit Auftraggebern
hervorragende Einstiegs- und Entwicklungs-
chancen in Unternehmen.
Namensgeber der als gemeinnützig aner­
kannten Fraunhofer-Gesellschaft ist der
Münchner Gelehrte Joseph von Fraunhofer
(1787–1826). Er war als Forscher, Erfinder und
Unternehmer gleichermaßen erfolgreich.
Stand der Zahlen: Januar 2021
Internet
28
28
Die Fraunhofer-Gesellschaft
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Jahresbericht 2020 des Fraunhofer IFF

  • 2. 1 Editorial Prof. Dr. Julia C. Arlinghaus, Institutsleiterin des Fraunhofer-Instituts für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF  ��������������������������������������������������������� 4 Mission  ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 5 Robotik und autonome Systeme  fast robotics – Kabellose Steuerungstechnologie für Echtzeitsteuerung intelligenter mobiler Assistenzroboter  ������������������������������������� 7 Cobot-Planer – Einfache Planungshilfe für sichere Mensch-Roboter-Kollaboration  ��������������������������������������������������������������������������� 8 Mess- und Prüftechnik und digitale Assistenz  LiSA – Intelligente Arbeitsraumüberwachung  ����������������������������������������������������� 9 RavE-Bike – Ruf- und Leitsystem für autonome vernetzte E-Bikes ����������������������� 10 Qualitätssicherung – Kollaboratives, ortsflexibles Prüfsystem 3D-Kosyma  ��������� 11 3D-Montageassistent – Intuitive Anleitung und optische Prüfung für manuelle Montage variantenreicher Produkte����������������������������������������������� 12 Intelligente Produktions- und Logistikprozesse  Gemeinsam gegen Corona – AVATOR – Anti-Virus-Aerosol: Testing, Operation, Reduction  ���������������������������������������������������������������������������  13 Digitale Plattform für die transparente und flexible Personaleinsatzplanung  ����� 14 Früherkennung potenzieller Störungen der Produktion durch maschinelles Lernen  ����������������������������������������������������������������������������������������� 15 Schutz vor Cyberattacken – Mehr IT-Sicherheit im Hafenterminal  ���������������������� 16 Energiemanagement und Energieinfrastrukturen Stabile Energieversorgung in künftigen Netzen – Intelligentes Leitsystem für sektorgekoppelte Energiesysteme  ��������������������������������������������������������������� 17 Demo-medVer – Mobile medizinische Notfallzentren für den weltweiten Einsatz  ������������������������������������������������������������������������������������������� 18 Digitaler Zwilling von Produktionsanlagen  ��������������������������������������������������������� 19 Impressum  ����������������������������������������������������������������������������������������������������������� 20 Richtfest für den Institutserweiterungsbau »Elbfabrik«  ��������������������������������� 21 Kuratorium  �����������������������������������������������������������������������������������������������������������  23 Das Institut in Zahlen  ����������������������������������������������������������������������������������������� 25 Die Fraunhofer-Gesellschaft  ������������������������������������������������������������������������������� 27 Inhalt
  • 3. 2
  • 4.
  • 5. 4 4 Liebe Leserinnen und Leser, das Jahr 2020 war ganz sicher außergewöhnlich. Die Covid- 19-Pandemie hat uns allen viel abverlangt – und sie tut es bis heute. Die Folgen für Wirtschaft und die Gesellschaft sind enorm. An vielen Orten der Welt standen die Räder buchstäb- lich still. Auch das Fraunhofer IFF hat das zu spüren bekom- men, denn auch unsere Kunden und Partner waren davon betroffen. Dennoch konnte das Institut diese besonderen Herausforderungen auch dank der großen Anstrengungen unserer Mitarbeitenden bewältigen. Wir haben viele innovative Projekte erfolgreich beenden und neue auf den Weg bringen können. Wir haben uns mit anderen Fraunhofer-Instituten zusammengeschlossen, um gemeinsam Technologien zur Bekämpfung der Corona-Folgen und künftiger Pandemien zu entwickeln. Und wir haben weiter an der Zukunft des Insti- tuts gearbeitet. So durften wir unter anderem das Richtfest für die »Elbfabrik«, die neue Forschungsfabrik des Fraunhofer IFF im Magdeburger Wissenschaftshafen, feiern. Sie wird im kommenden Jahr fertiggestellt sein und einen Beitrag für das Wachsen des Forschungs- und Wissenschaftsstandorts Sachsen-Anhalt leisten. In dieser Forschungsfabrik werden wir Unternehmen und weiteren Interessierten zeigen, wie moder- ne Fabriken klimafreundlich und ressourcenschonend produ- zieren können. Wir werden anhand von Beispielen demons- trieren, wie Menschen mit kollaborativen Robotern sicher zusammenarbeiten oder wie Industrieunternehmen zuverlässig mit grünem Strom versorgt und betrieben werden können. Und wir werden dort mit unseren Partnerinnen und Partnern in der Industrie, in der Logistik oder im Handwerk weitere neue Technologien und Methoden für eine nachhaltige und digitale Wirtschaft entwickeln, die wir zusammen in die Praxis bringen. In all diesen Forschungen steckt ein starker Nachhaltigkeits- gedanke, dem wir uns als Forschende des Fraunhofer IFF verpflichtet fühlen. Die Digitalisierung bietet dafür herausra- gende Chancen. Sie ist ein wichtiger Baustein für effizienteres Arbeiten und das Schonen von Ressourcen. Das soll auch dieser Rechenschaftsbericht widerspiegeln. Ressourcensparend ist er kürzer als gewohnt. Stattdessen möchten wir Sie herzlich einladen, mehr über die interessanten Projekte, über die wir hier berichten, im Internet zu erfahren. Folgen Sie dafür bitte den Weblinks am Ende der Beiträge, treten Sie dort mit den Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern direkt in Kontakt oder teilen die Beiträge in Ihren Netzwerken. Ich wünsche Ihnen eine spannende Lektüre und freue mich darauf, wenn wir Sie bald wieder persönlich am Fraunhofer IFF begrüßen dürfen! Ihre Prof. Dr. Julia C. Arlinghaus Institutsleiterin Fraunhofer IFF Editorial
  • 6. 5 5 Mission Das Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automati­ sierung IFF ist eine produktionstechnisch ausgerichtete Einrichtung im Verbund der Fraunhofer-Gesellschaft. Wir stehen für exzellente angewandte Forschung und sind technologischer Impulsgeber für die Wirtschaft. Etwa 190 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler ver- schiedener Ingenieurs- und natur­ wissenschaftlicher Diszipli- nen arbeiten an unserem Institut. Mit unserer langjährigen Expertise auf dem Feld der industriellen Digitalisierung und Automatisierung sowie beim Einsatz maschinellen Lernens und künstlicher Intelligenz entwickeln wir individuelle Robotik- und Assistenzsysteme für die direkte Unterstüt- zung des Menschen in der Produktion, hochgenaue Mess- und Prüftechnologien für die fehlerfreie und ressourcen- schonende Herstellung von Produkten oder einzigartige Lösungen für eine intelligente und nachhaltige Energie- versorgung. Pro­ duktions- und Logistikprozesse richten wir effizient und zukunftssicher aus und erarbeiten Ideen für innovative Geschäftsmodelle. Weil wir ganze Wertschöp- fungsketten betrachten, erhöhen wir den Mehrwert der Digitalisierung und Vernetzung von Produkten und Produk- tionssystemen für Hersteller, Betreiber und Kunden. Als Schnittstelle zwischen universitärer Grundlagenfor- schung und der Praxis in den Unter­ nehmen setzen wir neueste wissenschaftliche Erkenntnisse in Produkte und Anwendungen für die Industrie um. Dabei haben wir deren evolutionären Wandel stets im Blick und denken noch einen Schritt voraus. Im Sinne einer Industrie 5.0 forschen wir für moderne, digitalisierte und sichere Produktions- und Logistiksysteme. Wir übernehmen Verantwortung für die Erhaltung der Umwelt sowie für die Gesundheit und die partizipative Rolle des Menschen in der Produktion. Unser Ziel ist es, mit unseren Ideen und Lösungen zu einer neuen Nachhaltigkeit im Sinne einer öko­ ogisch ausgeglichenen und ökonomisch erfolgreichen wirtschaftlichen Entwicklung beizutragen. Auf diesen Wegen unterstützt das Fraunhofer IFF die öffentliche Hand bei der Bewältigung gesellschaft- licher Herausforderungen und begleitet als Technologie- und Forschungspartner branchenübergreifend Industrie­ unternehmen genauso wie kleine und mittelständische Betriebe auf ihrem Weg in die »Produktion von morgen«. Als wichtiger Akteur der anwendungsnahen Forschung gehört das Fraunhofer IFF zu den prägenden wissenschaftlichen Insti- tutionen in Sachsen-Anhalt. Unsere Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler wirken auf ihren Fachgebieten als Interessen- vertreter der Region und gestalten die Innovationsprozesse im Land mit. Damit fördert das Institut die wirtschaftliche Entwicklung und stärkt die Wettbewerbsfähigkeit der hiesigen Unternehmen.
  • 7. Eine Voraussetzung dafür ist die Gewährleistung der wissen- schaftlichen Exzellenz unserer Forschung. Dafür kooperieren wir unter anderem eng mit der Otto-von-Guericke-Univer- sität Magdeburg und der Hochschule Magdeburg-Stendal. Außerdem werden wir von einem Verbund von assoziierten Hochschullehrenden sowie Vertreterinnen und Vertretern der Industrie unterstützt. Dieses Miteinander von Wissenschaft und Wirtschaft sichert einen permanenten, synergetischen Wissens- und Erfahrungsaustausch zwischen dem Fraunhofer IFF und unseren Partnern in Wirtschaft und Forschung. Verantwortung übernehmen wir auch bei der Entwicklung des wissenschaftlichen Nach­ wuchses. Durch die enge Anbindung an die Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg fördert das Fraunhofer IFF junge Wissenschaftlerinnen und Wissenschaft- ler, die hier frühzeitig interessante Aufgaben und berufliche Perspektiven finden. Gleichzeitig bietet es den Mitarbeitenden exzellente Ausgangsbedingungen für spätere anspruchsvolle Po­ sitionen in Wirtschaft und Wissenschaft. So übernimmt das Fraunhofer IFF eine wichtige Aufgabe im Rahmen der Aus­ bildung hochqualifizierter Fachkräfte für die Wirtschaft. 6 Wir unterstützen branchenübergreifend bei der Gestaltung effizienter, flexibler, nachhaltiger und sicherer Wertschöpfungsprozesse.
  • 8. 7 Die Möglichkeit, intelligente mobile Roboter künftig flächen- deckend einzusetzen, böte der Industrie die Chance auf einen nachhaltigen Innovationsschub. Neue, agile Produktions­ methoden und Fabrikdesigns wären möglich. Assistenzrobo- ter und untereinander vernetzte und kooperierende flexible Robotersysteme könnten vielerorts auch zusammen mit dem Menschen arbeiten. Doch bisher haben sich mobile Assistenz- roboter im industriellen Umfeld nicht durchsetzen können. Eine wesentliche und bislang nicht zu bewältigende Heraus­ forderung sind die vielseitigen Einsatzmöglichkeiten des Ro­ boters für unterschiedlichste Tätigkeiten ohne bzw. mit mini- malem Programmieraufwand. Zudem sind heutige Systeme zu langsam, um nur ansatzweise menschenähnliche Fähigkeiten, z.B. bei der Objekterkennung und -handhabung, aufzuweisen. Im Rahmen des Forschungsprojekts »fast robotics« der vom BMBF geförderten Initiative »Zwanzig20« ist es einem Team aus Robotikexperten des Fraunhofer IFF und Partnern aus Industrie und Forschung gelungen, diese Herausforderungen zu überwinden. Unter Verwendung aktueller, leistungsfähiger Funktechnologie haben sie eine Lösung aus drahtlos vernetz- ten, verteilten Steuerungssystemen entwickelt. Diese ermög- licht nun erstmals eine kabellose Echtzeitkommunikation zwischen dezentralen, intelligenten mobilen Roboteranwen- dungen und der sie umgebenden Infrastruktur und gestattet so auch deren Steuerung in Echtzeit. Der neue Ansatz des Forschungsteams beruht auf einer Transformation der bisher streng hierarchisch organisierten Automatisierungspyramide hin zu einem hochgradig ver- netzten System. Auf diesem Weg konnten die notwendige Rechentechnik auf externe Server ausgelagert und die Kern- funktionen des Roboters, wie die Sensordatenverarbeitung und Bewegungsgenerierung, über Cloudrechner bereitgestellt werden. Zudem wurden die Assistenzroboter mit intelligenten Grundfertigkeiten ausgestattet, die sich nur im Zusammenspiel von vernetzten, ausgelagerten IT-Diensten auf leistungsfähiger Rechentechnik realisieren lassen. Die dafür notwendige Hard- und Software haben die Ingenieure des Fraunhofer IFF, das seit Jahren erfolgreich an intelligenten mobilen Robotern forscht, selbst entwickelt. Im Ergebnis können nun mobile und auch stationäre Roboter mit Hilfe einer Funk-Infrastruktur in Echtzeit drahtlos über- wacht, lokalisiert, konfiguriert und gesteuert werden. Das ver- einfacht auch die Integration externer Sensoren, beispielsweise stationärer Kameras zur Kontrolle der Roboterumgebung und darauf aufbauender Dienste. Außerdem können leichtere und flexiblere mobile Roboter und Manipulatoren gebaut werden, da diese nicht mehr ihre gesamte Rechentechnik und Energie­ versorgung mit sich führen müssen. Künftig wird nun die Ent­ wicklung völlig neuer Robotersysteme für die Industrie und für Branchen möglich sein, in denen Assistenzroboter mangels Leistungsfähigkeit bisher noch nicht einsetzbar waren. Im Projekt »fast robotics« haben die Robotik­ experten des Fraunhofer IFF mit den beteilig­ ten Entwicklungs­ partnern eine neue, kabellose Steuerungsarchitektur für mobile Assistenz­ roboter entwickelt, mit der diese sogar in der Fertigung am Fließband eingesetzt werden können. Quelle: Fraunhofer IFF Robotik und autonome Systeme Mehr Informationen und Ansprechpersonen: fast robotics Kabellose Steuerungstechnologie für Echtzeitsteuerung intelligenter mobiler Assistenzroboter
  • 9. 8 Wenn Menschen und Roboter an einem Arbeitsplatz gemein- sam Montageaufgaben verrichten, muss dieser zuvor genau- estens geplant und abgesichert werden. Für kollaborative Roboter – also Roboter, die ohne zusätzliche Sicherheitsein­ richtungen Hand in Hand mit Menschen zusammenarbeiten – war es bislang nur mithilfe einer aufwändigen messtech­ nischen Risikobewertung möglich, die Geschwindigkeiten zu bestimmen, die der Roboter nicht überschreiten darf, um einen Menschen bei Berührung nicht zu verletzen. Für die Messung muss das Robotersystem vollständig aufgebaut und program- miert worden sein. Überschreitet ein Roboter bei der Messung die zulässigen Grenzwerte, ist es notwendig, seine Geschwin- digkeit zu verringern. Das erhöht die Taktzeit des Robotersys- tems und reduziert dessen Wirtschaftlichkeit. Im Forschungsprojekt »Digitale Gefahrenprävention für kolla­ borative Roboterarbeitsplätze mit Hilfe einer webbasierten Planungshilfe« (kurz: Cobot-Planer) hat das Fraunhofer IFF im Auftrag der Berufsgenossenschaft Holz und Metall (BGHM) eine neue, webbasierte Planungshilfe entwickelt, die Anwen- derinnen und Anwender für einen verbesserten Arbeitsschutz bei der sicheren und effizienten Auslegung ihrer kollaborativen Roboter unterstützt. Der Cobot-Planer zeigt bereits in der Plan­ ungsphase auf, bei welchen Geschwindigkeiten der sichere Betrieb einer Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK) möglich ist; vor allem dann, wenn sich Mensch und Roboter berühren können. Der Cobot-Planer steht als interaktive Web-Anwendung Betrie- ben und allen, die einen MRK-Arbeitsplatz planen, über eine App auf www.cobotplaner.de zur Verfügung. Über die intuitive Benutzeroberfläche des Cobot-Planers beschreiben Nutzerin- nen und Nutzer in nur drei Schritten ihre Roboter­ systeme und die bestehenden Kollisionsgefahren. Anschließend simuliert der Cobot-Planer die Gefahrensituationen und ermittelt aus den Ergebnissen die maximal zulässigen Geschwindigkeiten, bei denen der Roboter die Grenzwerte aus ISO/TS 15066 noch einhält. Die technologische Grundlage des Cobot-Planers bilden verschiedene Modelle, welche die Wirkung eines Kontakts zwischen Mensch und Roboter präzise nachbilden. Zu ihnen zählen ein Gefährdungs- und ein Robotermodell sowie ein biomechanisches Modell des Menschen. Dank des parameter- basierten Robotermodells ist es grundsätzlich möglich, jeden Robotertyp, der sich für den kollaborativen Betrieb eignet, im Cobot-Planer zu verwenden. Das biomechanische Modell des Menschen geht zurück auf Daten und Erkenntnisse aus den Probandenstudien des Fraunhofer IFF, die es im Auftrag der DGUV und BGHM zur Ermittlung biomechanischer Grenzwerte durchführte. Die Simulationsergebnisse des Cobot-Planers hat das Fraunhofer IFF zusammen mit Ärzten der Klinik für Unfall- chirurgie der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg und unter Einbindung der zuständigen Ethikkommission experi­ mentell in Belastungsversuchen mit Probanden validiert. Präzise Modelle von Mensch und Roboter bilden die Grundlage des »Cobot-Planers«. Mit ihm lassen sich Mensch-Roboter-Arbeitsplätze einfach und sicher planen. Quelle: Fraunhofer IFF Cobot-Planer Einfache Planungshilfe für sichere Mensch-Roboter-Kollaboration Robotik und autonome Systeme Mehr Informationen und Ansprechpersonen:
  • 10. 9 9 Mess- und Prüftechnik und digitale Assistenz Die Automatisierung der Logistik erfordert neue Konzepte zur Analyse und Kontrolle von Prozessen. Herkömmliche Verfahren zur Situati­ onsanalyse bedingen den Einsatz zusätzlicher Hardware an den Prozessteil- nehmern, wodurch ein nicht zu vernachlässi- gender Integrations- und Wartungsaufwand entsteht. Weiterhin besteht die Gefahr, dass Objekte ohne entsprechende Tracking-Hard- ware nicht erkannt werden. Mit dem Aufkom- men neuartiger und kostengünstiger LiDAR- Technologien (light detection and ranging) können flexible Lösungen zur Überwachung von Arbeitsräumen geschaffen werden. Mit der LiDAR-basierten Arbeitsraumüber- wachung »LiSA« wurde eine Lösung geschaf- fen, welche es Unternehmen ermöglicht, ihre internen Prozesse zu überwachen, zu analy- sieren und Maßnahmen zur Gegensteuerung einzuleiten. Mögliche Einsatzbereiche sind unter anderem die dynamische Kommissionie- rung ohne Schutzzaun (Überwachung eines Sicherheitsbereiches) und Pick-Prozesse im Supermarkt (Analyse von Logistikprozessen). Dabei werden alle Objekte aus den 3D-Daten separiert, getrackt und mittels KI-Methoden zuverlässig klassifiziert. Dies ermöglicht eine frühzeitige Erkennung von Handlungsfehlern und deren Korrektur, sowie den Schutz des Menschen bei der Interaktion mit autonomen Robotern und Maschinen. Die Produktentwicklung wird zusammen mit dem Industriepartner Hannweber Engineering vorangetrieben, um den Ansprüchen des TÜV und der Berufsgenossenschaften hinsicht- lich der funktionalen Sicherheit gerecht zu werden. LiSA Intelligente Arbeitsraumüberwachung Mit der Arbeitsraumüberwa­ chung LiSA können zur Analyse von Logistikprozessen soge­ nannte Pick-Prozesse etwa im Supermarkt analysiert werden. Quelle: Fraunhofer IFF Mehr Informationen und Ansprechpersonen:
  • 11. 10 10 Mess- und Prüftechnik und digitale Assistenz Autonome Verkehrsmittel mit Elektroantrieb, die in verschiedenen Organisationsformen als intelligente Sharing-Systeme operieren, können die Grundpfeiler zukünftiger Mobi­ litätskonzepte bilden. Das Projektvorhaben »RavE-Bike« zielt darauf ab, die Vorteile des fahrradbasierten Individualverkehrs mit den für den automotiven Sektor intendierten Rufdiensten zu kombinieren. Auf dieser Basis lassen sich beispielsweise für betriebsinterne Individualverkehre in flächenmäßig großen Industrieanlagen kostengünstige Transport- und Beförderungskonzepte entwickeln. Die Mehrwerte liegen neben der kostengünstigen und effizienten Auslastung von gemeinsam genutzten Fahrzeugflotten in der perma- nenten Verfügbarkeit und dem reduzierten Parkplatzbedarf. Grundlagen für diese Vision sind die Automatisierung des gesamten Fahr- prozesses und eine effiziente Koordination der vernetzten Elemente. Die Voraussetzung dafür ist ein vernetztes System aus intelligenten E-Bikes, lokalen und stationären Umgebungssensoren sowie einem zentralen Scheduling-Tool. Dieses macht eine sichere und aufeinander abgestimmte auto- nome Bewegung der Verkehrsmittel im indust- riellen Kontext möglich. Das Fraunhofer IFF hat im Rahmen des BMBF- geförderten Forschungskooperationsprojekts »RavE-Bike« Technologien und Methoden entwickelt und evaluiert, mit denen ein per- formantes, robustes und integriertes Umge- bungserfassungssystem für solche Outdoor- Szenarien umgesetzt werden kann. Dafür setzten die Forscherinnen und Forscher unter anderem auf eine Multi-Sensor-Fusion von infrastruktureller und mobiler Sensorik. RavE-Bike Ruf- und Leitsystem für autonome vernetzte E-Bikes Mobiles Multi-Sensor Objekttracking mit Active-IR-Stereo-Vision und Rotating-Prism-Lidar-Technologie. Quelle: Fraunhofer IFF 10 Mehr Informationen und Ansprechpersonen:
  • 12. 11 11 Mess- und Prüftechnik und digitale Assistenz Die geometrische Inspektion großer Bau­ teile mit Abmessungen von mehreren Metern stellt besondere Herausforderungen an Prüf- systeme. Bisherige Lösungen in Form von Koordinaten­ messportalen sind sehr auf­ wändig in der Anschaffung und wenig flexibel. Robotergeführte optische Sensoren können ebenfalls nur mit hohem Einrichtungsaufwand betrieben werden und der Einsatz bei gerin- gen Losgrößen ist wirtschaftlich oft schwierig. Das Fraunhofer IFF hat daher in Kooperation mit den Partnern KOLBUS GmbH Co. KG und GITTA mbH ein neuartiges, optisches Ins- pektionssystem entwickelt, das insbesondere zur Erkennung von Geometrie-, Montage- und Fertigungsfehlern an Bauteilen mit mittleren bis großen Volumen geeignet ist. Bei dieser Lösung, die mit Mitteln des BMBF und des Innovationsprogramms Zwanzig20 finanziert wurde, handelt es sich um einen interaktiv steuerbaren 3D-Sensor, der mit einer Aug- mented-Reality-Lösung kombiniert ist. Das neu entwickelte System eignet sich auf- grund seiner intuitiven Bedienung insbeson- dere für große, variantenreiche Bauteile, die in kleinen Serien bis Stückzahl Eins inspiziert werden sollen. Für die manuelle Führung des Sensors wird das wertvolle Erfahrungs- wissen der betrieblichen Anwenderinnen und An­ wender genutzt. Schnelle Algorithmen ermög­ lichen eine objektive dreidimensionale Vermessung der Objekte. Das System wurde bereits im Sondermaschinenbau erfolgreich getestet, um Gussteile und Schweißkons- truktionen vor einer CNC-Bearbeitung auf unzulässige geometrische Abweichungen zu überprüfen. Qualitätssicherung Kollaboratives, ortsflexibles Prüfsystem 3D-Kosyma Optisches Inspektionssys­ tem für die Erkennung von Geometrie-, Montage- und Fertigungsfehlern an Bautei­ len mit mittleren bis großen Volumen. Quelle: Fraunhofer IFF Mehr Informationen und Ansprechpersonen:
  • 13. 12 Mehr Informationen und Ansprechpersonen: 12 Mess- und Prüftechnik und digitale Assistenz Unsere Gesellschaft und die industrielle Arbeitswelt sind weitreichenden Veränderun- gen unterworfen. Mit dem demografischen Wandel und einer wachsenden Individuali- sierung der Produkte steht die industrielle Produktion vor neuen Herausforderungen. Eine Neugestaltung bestehender Arbeits- plätze und Fertigungstechnologien wird zu einem zentralen Hebel für den Erhalt der Wettbewerbsfähigkeit. Bei industriellen Montageprozessen ist eine zunehmend erforderliche Flexibilität oft nur durch eine manuelle Montage wirtschaftlich umsetzbar. Die Komplexität und Varianten- vielfalt stellt jedoch sehr hohe Anforderungen an die Leistungsfähigkeit und Belastbarkeit der Mitarbeitenden. Gleichzeitig wachsen die Anforderungen an die Produktqualität. Intuitive Assistenzsysteme können hier einen wichtigen Beitrag leisten. Sie führen Werkerinnen und Werker durch den Montage- prozess, leiten situations- und kontextabhän- gig an und bemerken, wenn bei der Montage dennoch ein Fehler auftritt. Im Rahmen des BMBF-geförderten For- schungskooperationsprojekts »3D-Montage- assistent« hat das Fraunhofer IFF Technologien und Methoden entwickelt, mit denen solche anwendungsspezifisch zugeschnittenen Assistenzsysteme realisiert werden können. Anhand eines Montageprozesses für Hydrau- likventile wurden sie prototypisch erfolgreich umgesetzt und evaluiert. Sie arbeiten auf der Grundlage eines digitalen Zwillings, der unter anderem Augmented-Reality-basierte Montageschablonen, 3D-Modell-Visualisie- rungen des aktuellen Bauzustandes und eine bildbasierte Prüfung des Montageergebnisses ermöglicht. 3D-Montageassistent Intuitive Anleitung und optische Prüfung für manuelle Montage variantenreicher Produkte Technologiedemonstrator 3D-Montageassistent für die Hydraulikventilmontage. Quelle: Fraunhofer IFF 12
  • 14. 13 13 Intelligente Produktions- und Logistikprozesse Aerosolen kommt bei der Übertragung von SARS-CoV-2 (Coronavirus) eine besondere Bedeutung zu. Diese kleinsten Tröpfchen, die z.B. beim Atmen, Sprechen, Niesen oder Husten vom Menschen ausgestoßen werden, bieten einen Lebensraum, in dem die Vieren mehrere Stunden überleben können. Durch die Luft können Strecken von mehreren Metern transportiert werden. Von Oktober 2020 bis September 2021 bearbeitet die Fraunhofer-Gesellschaft im Rahmen des Sofortprogramms »Anti-Corona« das For- schungsprojekt »AVATOR«. Es werden u.a. numerische Simulationen durchgeführt, um die Verteilung des Coronavirus über die Luft in unterschiedlichen Umgebungen wie in Bussen, Flugzeugen, Einkaufszentren oder Produk- tionsstätten zu untersuchen. Als Mitglied des Forschungskonsortiums hat das Fraunhofer IFF die Aufgabe, Produktions- umgebungen für diese Untersuchung zu defi- nieren und reale Daten zu erfassen. Weiterhin entwickeln die Forschenden in Magdeburg eine einheitliche Beschreibungssystematik für alle zu simulierenden Anwendungsfälle, um die Genauigkeit und Vielfalt der Modellierung auf vergleichbarem Niveau zu halten. Außer- dem sind sie maßgeblich an der Evaluierung eines passenden, mathematischen Modells zur Risikobewertung beteiligt, anhand dessen das Infektionsrisiko in den simulierten Anwen- dungsfällen bewertet und der Einfluss ver- schiedener Schutzmaßnahmen eingeschätzt werden kann. Aus der Risikobewertung und den daraus folgenden Hinweisen für optimale Schutzmaßnahmen werden für die jeweiligen Anwendungsfälle individuelle Hygienekonzep- te abgeleitet. Gemeinsam gegen Corona AVATOR – Anti-Virus-Aerosol: Testing, Operation, Reduction Das Fraunhofer IFF definiert im Rahmen des Gemeinschaftsforschungsprojekts »AVATOR« unter anderem Produktions­ umgebungen für die Untersuchung mit Computersimulationen zur Verteilung von Aerosolen. Quelle: Fraunhofer IBP Mehr Informationen und Ansprechpersonen:
  • 15. 14 Mehr Informationen und Ansprechpersonen: 14 Intelligente Produktions- und Logistikprozesse Sich dynamisch verändernde Kundenbedarfe machen die Personaleinsatzplanung zu einer komplexen Aufgabe. Einerseits sollen vor- handene Kapazitäten sinnvoll ausgelastet, andererseits die Einflüsse der Personaleinsatz- planung auf die Motivation und Leistungs­ fähigkeit der Mitarbeitenden bestmöglich gestaltet werden. Durch fehlende IT-Unter- stützung und heterogene Datenstrukturen wird das oft zusätzlich erschwert. Vor diesem Hintergrund hat das Fraunhofer IFF mit der Rolls-Royce Deutschland Ltd. Co.KG im Vorhaben »Digital-kollaborative Personalein- satzplanung (DoPEP)« eine integrative Web- Anwendung entwickelt, die eine verlässliche Planung des Personaleinsatzes im operativen Tagesgeschäft gewährleistet. Das Besondere ist: Mit ihr können betriebliche Akteure poten- zielle Ziel- und Interessenkonflikte transparent aushandeln. Die Plattform berücksichtigt die Anforderun- gen der Programmplanung und synchronisiert diese mit Schichtplänen und individuellen Qualifikationen von Mitarbeitenden. Mittels mathematischer Optimierung sorgt »DoPEP« insbesondere in den Engpassprozessen für zunehmende Planbarkeit bei allen Beteiligten. Mit der Einführung der Plattform konnten Abstimmungsaufwände reduziert, »Alibi- Tätigkeiten« von Beschäftigten eliminiert und die Arbeitsproduktivität eingebundener Teams um bis zu 30 Prozent erhöht werden. Über die intuitiv navigierbare Benutzeroberfläche ist das System für alle Anwendenden leicht verständ- lich und ermöglicht speziell bei ungeplanten Ereignissen eine hohe Reaktionsfähigkeit. Digitale Plattform für die digitale und kollaborative Personalein­ satzplanung Die »DoPEP«-Plattform kann leicht in be­ stehende IT-Umgebungen integriert werden. Dabei lassen sich entscheidungsunterstützende Vorschläge für verschiedene Nutzergruppen generieren und anwendungsfreundlich visualisieren. Quelle: Rolls-Royce 14
  • 16. 15 15 Intelligente Produktions- und Logistikprozesse Im Leitprojekt »ML4P« forschen sechs Fraun- hofer-Institute unter Leitung des Fraunhofer IOSB an Methoden und Werkzeugen, um sys- tematisch Potenziale des maschinellen Lernens (ML) im Produktionsumfeld zu erschließen. Das Fraunhofer IFF untersucht in einem Anwendungsmodul den Einsatz von ML- Mo­ dellen zur Früherkennung potenzieller Stö­ rungen in Produktionsabläufen und deren Vermeidung. Als Use-Case dient eine Anlage zur Herstellung von Wasserfiltern, die von der SUEZ WTS Germany GmbH am Standort Bitterfeld im Mehrschichtbetrieb betrieben wird. Ziel ist die Erhöhung der Produktivi- tät und Qualitätsrate der Anlage. Dazu wurde die Anlage mit zusätzlichen Sensoren ausgestattet, mit denen die kontinuier- liche Überwachung eines die Qualität des Endproduktes maßgeblich beeinflussenden Stapel- und Wickelprozesses möglich ist. Die erfassten Daten werden an eine konfigurier- bare ML-Verarbeitungspipeline angebunden, in der die Datenvorverarbeitung, -analyse, das Training adäquater ML-Modelle sowie die Bereitstellung der Bewertungsergebnisse auf einem Assistenzsystem für den Anlagenbe- diener erfolgen. Aufgrund geltender Sicher- heitsrichtlinien wird das Verfahrensmodell im Edge-Computing, d.h. lokal an der Anlage, betrieben. Das Verfahrensmodell wird auch an einer Demonstrationsanlage am Fraunhofer IFF ein- gesetzt. Hier werden Betriebsdaten über die Cloud-Module der ML-Verarbeitungspipeline analysiert und bewertet. Potenzielle Störungen lassen sich so zuverlässig vorhersagen. Früherkennung potenzieller Störungen der Produktion durch maschinelles Lernen Das an die ML-Verarbeitungs­ pipeline angebundene Assistenzsystem informiert den Anlagenbediener über mögliche Störungen im Prozess und unterstützt ihn durch Handlungsempfehlun­ gen, um deren Eintreten oder Auswirkungen zu verringern. Quelle: Fraunhofer IFF Mehr Informationen und Ansprechpersonen:
  • 17. 16 Mehr Informationen und Ansprechpersonen: 16 Intelligente Produktions- und Logistikprozesse Die Digitalisierung von Hafenlogistikprozessen im Umfeld von Industrie 4.0 schafft die Grund- lage zur Erschließung großer Effizienzstei­ ge­ rungspotenziale. Sie birgt jedoch auch Sicher­ heitsrisiken, deren Auswirkungen nicht nur volkswirtschaftlicher Natur sein können, sondern auch einen Einfluss auf die Stabilität der Prozesse und auf die IT-Sicherheit durch Cyberangriffe haben. Zudem existieren für Automatisierungsvorhaben in Häfen keine Standards zur Sicherung der Systeme. Das Projekt AUTOSEC zielte auf die Erhö- hung der IT-Sicherheit in den Häfen und Logistik­ ketten sowie die präventive Abwehr von Cyberangriffen auf IT-Systeme und auf cyberphysische Systeme. In Zusammen- arbeit mit Hafenbetreibern (EUROGATE und Magdeburger Hafen) sowie der METOP GmbH hat das Fraunhofer IFF im Zeitraum von August 2017 bis Dezember 2020 ein neu­ artiges skalierbares Methodenset und Prozess- modell für die Konzeption und Einführung von Automatisierungsvorhaben in Häfen und deren Absicherung entwickelt. Zum Nachweis der Funktion sowie deren Anwendbarkeit sind die entwickelten Ansätze bei den am Projekt beteiligten Hafenbetreibern erfolgreich proto- typisch evaluiert worden. Schutz vor Cyberattacken Mehr IT-Sicherheit im Hafenterminal Automatisierte Straddle Carrier im Containerterminal in Wilhelmshaven – effizient und sicher. Quelle: EUROGATE 16
  • 18. 17 Mehr Elektromobilität oder die Zunahme dezentraler Einspeise- anlagen – die Art und Weise, wie wir elektrischen Strom erzeu- gen und verbrauchen, verändert sich rasant. Damit steigen die Anforderungen an unsere Energieversorgungsnetze. Zusam- men mit der Siemens AG entwickelt das Fraunhofer IFF bis zum Jahr 2022 ein intelligentes Leitsystem für sektorgekoppelte Energiesysteme. Mit seiner Hilfe soll das optimale Zusammen- spiel von elektrischen Infrastrukturen mit anderen Infrastruk- tursparten ermöglicht werden. Die Idee dahinter: In einem künftigen flexibilisierten Versorgungsnetz sollen die unter- schiedlichen Infrastrukturen, etwa für Wärme, Wasser, Verkehr oder Strom, sich gegenseitig als Puffer- und Lastausgleichs­ elemente unterstützen. So werden die Infrastrukturbetreiber, wie beispielsweise Stadtwerke, auch zukünftig in der Lage sein, die Stabilität ihrer Systeme zu gewährleisten. Ein ggf. erforderlicher Netzausbau lässt sich somit zeitlich verlagern oder sogar teilweise vermeiden. In drei Phasen entwickeln die Forschenden des Fraunhofer IFF die dafür notwendigen Technologien. In der ersten Phase steht die Integration von Ladeinfrastruktur und elektrischem Netz- betrieb für die E-Mobilität im Fokus. Je nach Situation wird hiermit eine Lastreduktion von Ladevorgängen ermöglicht, die mittels intelligenter Steuerung eine maximale Ladeleistung zulässt, ohne eine Überlastung der bestehenden Infrastruktur zu riskieren. In der zweiten Phase werden einfa- che Benutzeroberflächen und Steuerelemente geschaffen, die eine vereinfachte Bedienung und Situational Awareness unter- stützen. In dritten Phase, die bis zum Projektende abgeschlos- sen sein wird, planen die Forschenden weitere Sektoren zu integrieren und die Kopplung auf Strom, Wärme und Wasser- versorgung auszuweiten. 17 Energiemanagement und Energieinfrastrukturen Energy Operation Center des Fraunhofer IFF. Quelle: Fraunhofer IFF Stabile Energieversorgung in künftigen Netzen Intelligentes Leitsystem für sektorgekoppelte Energiesysteme Mehr Informationen und Ansprechpersonen:
  • 19. 18 18 Energiemanagement und Energieinfrastrukturen In Krisen- und Katastrophenfällen wie der aktuellen Corona-Pandemie können mobile, dezentral einsetzbare Systeme für die medi- zinische Versorgung der Bevölkerung die bestehende Gesundheitsinfrastruktur ent- scheidend ergänzen. Im Projekt »Demo-med- Ver« entwickeln sechs Fraunhofer-Institute unter der Federführung des Fraunhofer IFF ein flexibles System in Containerbauweise für eine mobile, dezentrale medizinische Versor- gung. Das bedeutet: Alle Komponenten des Gesamtsystems sind modular aufgebaut, eng miteinander verbunden und ergänzen sich gegenseitig. Bis Ende 2021 soll ein funktions- fähiger Prototyp entstehen. Damit die Zentren schnell und flexibel auf- und abgebaut werden können, setzen die Forschenden auf ein standardisiertes Bau­ kastensystem. Es lässt sich individu- ell zusammenstellen, immer bezogen auf das Einsatzland, den Einsatzgrund sowie die Krisenbewältiger (THW, Feuerwehr, Rettungsdienst, Ärzte ohne Grenzen, allge­ meine medi­­ zinische Versorgung) und die vor- handene Infrastruktur. Die Arbeit des Fraunhofer IFF umfasst neben der Projektkoordination unter anderem das Gesamtkonzept und das Produktdesign. Zu den wichtigsten Teilaufgaben gehört die Ent- wicklung einer autarken Strom- und Wärme- versorgung, die primär aus erneuerbaren Energien gedeckt und mit aktuellen Techno- logien wie Elektrolyse und Brennstoffzellen bewältigt werden soll. Dafür nutzt das Team Power-to-X-Technologien (P2X) und entwickelt einen modularisierten P2X-Technikcontainer: Über ein Elektrolyseverfahren werden Wasser- stoff und Sauerstoff erzeugt. Brennstoffzellen wandeln den Wasserstoff anschließend in Strom um. Der dabei ebenfalls erzeugte Sauer- stoff sowie die Abwärme des Elektrolysevor- gangs und der Brennstoffzelle stehen dem Notfallzentrum zusätzlich zur Verfügung. Darstellung Gesamtkonzept Demo-medVer. Quelle: Fraunhofer IFF Demo-medVer Mobile medizinische Notfallzentren für den weltweiten Einsatz Mehr Informationen und Ansprechpersonen:
  • 20. 19 19 Energiemanagement und Energieinfrastrukturen Mit der Digitalisierung und der Integration digitaler Zwillinge von Produktionsanlagen erarbeitet sich die Industrie, darunter auch der Chemieanlagenbau und die Prozessindustrie, weitreichende Vorteile. Das Fraunhofer IFF unterstützt die PCK Raffinerie GmbH beim Aufbau eines digitalen Zwillings für deren Produktionsanlage in Schwedt. Das digitale Abbild schafft neue Mehrwerte für Planung, Betrieb und Qualifizierung und fördert die zukunftsfähige Weiterentwicklung des Standorts. Für das Unternehmen wurde ein detailliertes digitales Modell des gesamten, 20 Quadrat- kilometer großen Standorts, inklusive der Infrastrukturen und Gebäude, ansässigen Unternehmen und deren Dienstleistungen, erstellt. Daraus wurde ein virtuell-interaktives 3D-Standortinformationssystem abgeleitet, das sowohl für die Standortpräsentation als auch zur Planungsunterstützung von Bauvor- haben einsetzt werden kann. Darüber hinaus besitzt der digitale Zwilling verschiedene Verknüpfungen zu anderen Systemen und auch zur realen Anlage. Beispielweise sind Prozess-Simulationen im Offline- oder auch Online-Modus angebun- den. So profitiert die Aus- und Weiterbildung von den dazugehörigen, detaillierten digitalen Detaillabbildungen und interaktiven Funk- tionsmodellen der Anlagen. Mit der Online- Verknüpfung werden Sensorwerte der realen Anlage in das digitale Modell integriert. Auf diese Weise liefert der digitale Zwilling ein aktuelles reales Abbild der echten Anlagen. Die Zustandsdaten können für Datenana- lysen genutzt werden oder weitere Kommu- nikationsprozesse zu individuellen Services anstoßen. Digitaler Zwilling von Produktionsanlagen Digitaler Zwilling eines Kompressors mit Pro­ zesssimulation und Live-Daten-Verbindung, Quelle: Fraunhofer IFF Mehr Informationen und Ansprechpersonen:
  • 21. 20 20 Impressum Leistungen und Ergebnisse Jahresbericht 2020 des Fraunhofer-Instituts für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF, Magdeburg Herausgeber Prof. Dr. Julia C. Arlinghaus, Institutsleiterin Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF Sandtorstraße 22 | 39106 Magdeburg Telefon +49 391 4090-0 | Fax +49 391 4090-596 ideen@iff.fraunhofer.de | www.iff.fraunhofer.de ISSN 2192-1768 Redaktion René Maresch M. A., Presse und Öffentlichkeitsarbeit Satz/Layout Bettina Rohrschneider Titelbild, Illustration Bettina Rohrschneider Herstellung/Druck Harzdruckerei GmbH, Wernigerode Bibliografische Information der Deutschen Nationalbibliothek Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografi- sche Daten sind im Internet über http://dnb.d-nb.de abrufbar. Alle Rechte vorbehalten Für den Inhalt der Vorträge zeichnen die Autorinnen und Autoren verantwortlich. Dieses Werk ist einschließlich aller seiner Teile urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung, die über die engen Grenzen des Urheberrechtsgesetzes hinaus- geht, ist ohne schriftliche Zustimmung des Verlages unzulässig und strafbar. Dies gilt insbesondere für Vervielfältigungen, Übersetzungen, Mikroverfilmungen sowie die Speicherung in elektronischen Systemen. Die Wiedergabe von Warenbezeichnungen und Handelsnamen in diesem Buch berechtigt nicht zu der Annahme, dass solche Bezeichnungen im Sinne der Warenzeichen- und Marken- schutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten wären und deshalb von jedermann benutzt werden dürften. Soweit in diesem Werk direkt oder indirekt auf Gesetze, Vorschriften oder Richtlinien (z. B. DIN, VDI) Bezug genom- men oder aus ihnen zitiert worden ist, kann der Verlag keine Gewähr für Richtigkeit, Vollständigkeit oder Aktualität übernehmen. © Fraunhofer IFF, Magdeburg 2021
  • 22. Richtfest für den Institutserweiterungs- bau »Elbfabrik« 4. September 2020 Das Fraunhofer IFF baut an seinem zweiten Stand- ort im Magdeburger Wissenschaftshafen eine neue Forschungs­ fabrik. Für 18,5 Millionen Euro, die zur Hälfte von der Europäischen Union und zu je einem Viertel vom Land Sachsen-Anhalt und vom Bund bereitgestellt werden, wird hier bis 2022 ein modernes Gebäude für die industrie­ nahe Forschung entstehen. Am 4. September 2020 feierte das Institut mit seinen Gästen und im Beisein des Ministers für Wirtschaft, Wissenschaft und Digitalisierung des Landes Sachsen-Anhalt Armin Willingmann (r.), Magdeburgs Oberbürger- meister Lutz Trümper (m.) und Mathias Rauch (2.v.l.), Direktor Forschungsstrategie und -politik der Fraunhofer-Gesellschaft, das Richtfest für den Neubau. Die künftige Forschungsfabrik erweitert das im Wissenschaftshafen befindliche Virtual Develop- ment and Training Centre VDTC des Fraunhofer IFF und soll als »Elbfabrik« mehrere neue Forschungs- schwerpunkte des Instituts auf­ nehmen. Auf insge­ samt 4.500 Quadratmetern entsteht damit eine integrierte Forschungs- und Demonstrations­ fabrik, die den gesamten Pro­ duktionszyklus, von der digi- talen Entwicklung, über die Produktion und die Instandhaltung bis zum intelligenten nachhaltigen Energiemana­ gement, abbilden wird. 21 21 Quelle: Viktoria Kühne, Fraunhofer IFF
  • 24. Kuratorium Das Kuratorium des Fraunhofer IFF steht der Institutsleitung beratend zur Seite und fördert die Kontakte des Instituts zu Organisationen, Insti­ tutionen und der Industrie. Ihm gehören Vertreterinnen und Vertreter aus Wissenschaft, Wirtschaft sowie Politik und Verwaltung an. Vorsitzender des Kuratoriums ist Johannes Krafczyk. Dirk Bartens Geschäftsführer, SBSK GmbH Co.KG Daten- und Informationssysteme Dr. Bernd Beßling Senior Vice President, GET Technical Expertise, BASF SE Dr. Tilo Bobel Senior Director Retail Operations, CYBEX GmbH Dr. Christof Günther Geschäftsführer, InfraLeuna GmbH Prof. Klaus G. Hoehn Abdirahman Ikar Director, Global Logistics FPC Johannes Krafczyk Kuratoriumsvorsitzender, Senior Engagement Manager, T-Systems International GmbH, IT-Division Annett Juhnke Leitung Personalmanagement, Avacon AG
  • 25. Dr. Jochen Köckler Vorstandsvorsitzender, Deutsche Messe AG Prof. Anne Lequy Rektorin, Hochschule Magdeburg-Stendal Dr.-Ing. E. h. Bernd Liepert CEO, more_about_robots GmbH Dr. Georg Mecke Vice President, Airbus Operations GmbH, Site Management Hamburg External Klaus Müller stellv. Kuratoriumsvorsitzender, Geschäftsführer, KM Consulting GmbH Klaus Olbricht Präsident, Industrie- und Handelskammer Magdeburg Prof. Dr.-Ing. habil. Jens Strackeljan Rektor, Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Dr.-Ing. Jürgen Ude Staatssekretär, Ministerium für Wirtschaft, Wissenschaft und Digitalisierung des Landes Sachsen-Anhalt Tom Wünsche Referent, Bundesministerium für Bildung und Forschung Clemens Zielonka Managing Director, EUREKA Association AISBL
  • 26. 25 25 Das Institut in Zahlen Haushalt und Erträge* Im Jahr 2020 betrugen die Ausgaben für den Gesamthaushalt des Fraunhofer IFF 19,1 Milli­ onen Euro. Der Investitionshaushalt betrug 0,5 Millionen Euro. Die Gesamterträge beliefen sich auf 19,7 Millionen Euro. Davon entfielen 4,4 Millionen Euro auf Wirtschaftserträge. 9,4 Millionen Euro stammten aus öffentlichen und sonstigen Erträgen. Die institutionelle Förde- rung umfasste 5,9 Millionen Euro. Personalentwicklung Zum Stichtag 31. Dezember 2020 beschäf- tigte das Fraunhofer IFF 185 Mitarbeitende. Die Mehrheit der wissenschaftlichen Mit- arbeiterinnen und Mitarbeiter verfügt über einen Abschluss in einer ingenieurwissen- schaftlichen Disziplin. Erfreulich ist, dass wir trotz großer Nachfrage der Wirtschaft nach entsprechend qualifizierten Fachkräften den Anteil der Beschäftigten im Bereich Informatik und Informationstechnik ausbauen konnten. Darüber hinaus sind am Institut Absolventin- nen und Absolventen der Human- und Wirt- schaftswissenschaften, der Mathematik und Physik sowie Kaufleute tätig. Sie alle arbeiten gemeinsam in interdisziplinären Forschungs- teams sowie in der Administration. Ausbildung und Qualifizierung Zusätzlich wurde die Forschungsarbeit durch 102 wissenschaftliche Hilfskräfte und 19 Prak- tikantinnen und Praktikanten unterstützt. Wir freuen uns außerdem, dass wir drei Auszubil- dende betreuen dürfen. 49 Mitarbeitende des Fraunhofer IFF waren als Lehrende und Lehrbeauftragte an Uni- versitäten und Hochschulen tätig. Insgesamt wurden 92 Master- und Diplomarbeiten sowie sechs erfolgreich abgeschlossene Promotionen betreut. Ferner wurden im Jahr 2020 von den Forscherinnen und Forschern des Instituts 125 wissenschaftliche Beiträge und Publikationen veröffentlicht. ----------------------------- *alle Beträge stark gerundet
  • 27. 26 Wirtschafterträge Institutionelle Förderung Öffentliche Erträge 4,4 Mio Euro 9,4 Mio Euro 5,9 Mio Euro 26 Verteilung der Gesamterträge des Fraunhofer IFF im Jahr 2020* 19,7 Mio Euro Ingenieurwissenschaften Informationstechnik (IuK) Humanwissenschaften Wirtschaftswissenschaften Mathematik Naturwissenschaften Sonstige 10% 3% 3% 38% 28% 10% 9% Mitarbeitende am Fraunhofer IFF 2020: 185
  • 28. 27 Die Fraunhofer-Gesellschaft Die Fraunhofer-Gesellschaft mit Sitz in Deutschland ist die weltweit führende Organi- sation für anwendungsorientierte Forschung. Mit ihrer Fokussierung auf zukunftsrelevante Schlüsseltechnologien sowie auf die Ver- wertung der Ergebnisse in Wirtschaft und Industrie spielt sie eine zentrale Rolle im Innovationsprozess. Sie ist Wegweiser und Im­ pulsgeber für innovative Entwicklungen und wissenschaftliche Exzellenz. Mit inspirierenden Ideen und nachhaltigen wissenschaftlich-tech- nologischen Lösungen fördert die Fraunhofer- Gesellschaft Wissenschaft und Wirtschaft und wirkt mit an der Gestaltung unserer Gesell- schaft und unserer Zukunft. Interdisziplinäre Forschungsteams der Fraun- hofer-Gesellschaft setzen gemeinsam mit Vertragspartnern aus Wirtschaft und öffentli- cher Hand originäre Ideen in Innovationen um, koordinieren und realisieren systemrelevante, forschungspolitische Schlüsselprojekte und stärken mit werteorientierter Wertschöpfung die deutsche und europäische Wirtschaft. Internationale Kooperationen mit exzellen- ten Forschungspartnern und Unternehmen weltweit sorgen für einen direkten Austausch mit den einflussreichsten Wissenschafts- und Wirtschaftsräumen. Die 1949 gegründete Organisation betreibt in Deutschland derzeit 75 Institute und For- schungseinrichtungen. Rund 29 000 Mitarbei- terinnen und Mitarbeiter, überwiegend mit natur- oder ingenieurwissenschaftlicher Aus- bildung, erarbeiten das jährliche Forschungs- volumen von 2,8 Milliarden Euro. Davon fallen 2,4 Milliarden Euro auf den Leistungsbereich Vertragsforschung. Rund zwei Drittel davon erwirtschaftet Fraunhofer mit Aufträgen aus der Industrie und mit öffentlich finanzier- ten Forschungsprojekten. Rund ein Drittel steuern Bund und Länder als Grundfinan- zierung bei, damit die Institute schon heute Problemlösungen entwickeln können, die in einigen Jahren für Wirtschaft und Gesellschaft entscheidend wichtig werden. Die Wirkung der angewandten Forschung geht weit über den direkten Nutzen für die Auftraggeber hinaus: Fraunhofer-Institute stär- ken die Leistungsfähigkeit der Unternehmen, verbessern die Akzeptanz moderner Technik in der Gesellschaft und sorgen für die Aus- und Weiterbildung des dringend benötigten wis- senschaftlich-technischen Nachwuchses. Hochmotivierte Mitarbeiterinnen und Mit- arbeiter auf dem Stand der aktuellen Spitzen- forschung stellen für uns als Wissenschafts- organisation den wichtigsten Erfolgsfaktor dar. Fraunhofer bietet daher die Möglichkeit zum selbstständigen, gestaltenden und zugleich zielorientierten Arbeiten und somit zur fachlichen und persönlichen Entwicklung, die zu anspruchsvollen Positionen in den Instituten, an Hochschulen, in Wirtschaft und Gesellschaft befähigt. Studierenden eröffnen sich aufgrund der praxisnahen Ausbildung und des frühzeitigen Kontakts mit Auftraggebern hervorragende Einstiegs- und Entwicklungs- chancen in Unternehmen. Namensgeber der als gemeinnützig aner­ kannten Fraunhofer-Gesellschaft ist der Münchner Gelehrte Joseph von Fraunhofer (1787–1826). Er war als Forscher, Erfinder und Unternehmer gleichermaßen erfolgreich. Stand der Zahlen: Januar 2021 Internet