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 Gesellschaft sind enorm. An vielen Orten der Welt standen die Räder buchstäblich still. Auch das Fraunhofer IFF hat das zu spüren bekommen, 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 Instituts 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 moderne Fabriken klimafreundlich und ressourcenschonend produzieren können. Wir werden anhand von Beispielen demonstrieren, 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 Nachhaltigkeitsgedanke, dem wir uns als Forschende des Fraunhofer IFF verpflichtet fühlen. Die Digitalisierung bietet dafür herausragende Chancen. Sie ist ein wichtiger Baustein für effizienteres Arbeiten und das Schonen von Ressourcen. Das soll auch dieser Rechenschaftsbericht widerspiegeln.
Gemeinsam mit den Unternehmen wollen wir am Fraunhofer IFF den scheinbaren Konflikt zwischen Effizienz, Flexibilität, Nachhaltigkeit und Resilienz lösen. Unsere Forschungsgruppen vereinen das hierfür nötige Technologie-, Prozess- und Geschäftsmodellwissen. Hier arbeiten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus dem Ingenieurwesen, der Informatik, den Sozialwissenschaften, der Mathematik und vielen anderen Fachdisziplinen täglich Hand in Hand. Die Forschung in den Schwerpunkten unseres Instituts etwa zur nachhaltigen und flexiblen Produktion und Logistik, zu intelligenten Assistenzsystemen, zur ökologischen Stromerzeugung und zu smarten Energiemanagementsystemen ist damit nicht nur interdisziplinär, sondern unmittelbar an den Bedarfen der Wirtschaft ausgerichtet. Wir begeistern uns dafür, diese Themen immer wieder neu und unternehmensindividuell zu interpretieren, zu kombinieren und unsere Erkenntnisse in die Betriebe zu transferieren.
Der Geschäftsbericht 2019 enthält Auszüge aus der Forschungs- und Entwicklungsarbeit am Fraunhofer IFF.
Nicht immer muss es ein Jahrhundertereignis wie die Corona-Pandemie sein, das die Wirtschaft ins Stocken bringt. Auch Naturkatastrophen, Cyber-Kriminalität, politische Krisen, Lieferanten- oder Personalausfälle und vieles mehr können Produktionssysteme empfindlich treffen. Wer bei solchen und anderen Störungen die Produktion aufrechterhalten oder schnell in den Regelbetrieb zurückkehren kann – also eine hohe Resilienz besitzt – hat einen echten Wettbewerbsvorteil. Unternehmen, die in der Krise schneller reagieren, flexibler agieren und sich den plötzlich veränderten Bedingungen in ihren Logistikprozessen und Kundenbeziehungen anpassen und daraus lernen konnten, sind gerade jetzt erfolgreicher und werden es auch in Zukunft sein.
Doch erfolgreiches Risikomanagement ist noch mehr. Zur Resilienz gehören ebenso langfristiges Denken, vorausschauendes Planen und das Reduzieren potenzieller Risiken. Das betrifft auch ökologisch nachhaltiges und sozial verantwortungsvolles Handeln. Denn die gegenwärtige Pandemie überlagert die weit größere Herausforderung, vor der wir stehen: den Klimawandel. Wer Wirtschaft und Gesellschaft voranbringen will, Wohlstand und Zukunft sichern möchte, muss auch diese bedeutendste Herausforderung der Neuzeit annehmen. Für Forschende, für Ingenieurinnen und Ingenieure heißt das, wo immer möglich Verantwortung zu übernehmen und ganzheitlich zu denken. Auch das Fraunhofer IFF tut das. Das heißt zum Beispiel, unseren Kunden in der Industrie dabei zu helfen, den CO2-Ausstoß zu reduzieren, Energie und Ressourcen zu sparen, die Energiewende zu unterstützen oder intelligente Landwirtschaft zu betreiben. Mit unserem Know-how in den Bereichen Digitalisierung, Automatisierung und künstlicher Intelligenz heben wir deshalb nicht nur die Industrie-4.0-Potenziale in Unternehmen. Gemeinsam mit Forschenden an den Universitäten und unseren Partnern in der Industrie bringen wir die Vision klimaneutraler Produktion und umweltfreundlicher Technologien und Prozesse in die Realität. Oder, um es im Sinne der Europäischen Kommission zu formulieren: Wir erklimmen die nächste Stufe der technologischen Evolution zur »Industrie 5.0«.
IFFOCUS »Digitaler Zwilling: Engineering der Zukunft«Fraunhofer IFF
Trotz der Tatsache, dass heute die Schlagworte Digitalisierung, Vernetzung oder eben digitaler Zwilling in aller Munde sind, haben oft erstaunlich wenige Menschen klare Vorstellungen davon, was diese Elemente der digitalen Transformation tatsächlich für sie bedeuten. Die Zukunft der Wirtschaft ist digital. Die Digitalisierung macht Unternehmen und Produkte besser, hilft, Prozesse zu optimieren, und generiert – dank der dabei erzeugten Daten – Mehrwerte und neue Geschäftsmodelle.
Aber an welchen Stellen arbeiten Unternehmen, Einrichtungen oder Hochschulen bereits erfolgreich digitalisiert? Und zwar nicht nur punktuell, wie etwa in der Konstruktionsabteilung eines Produktionsbetriebes, sondern prozessorientiert und über mehrere Arbeitsbereiche oder gar Unternehmensgrenzen hinweg. Wie qualifiziert und vorbereitet sind wir selbst auf die Digitalisierung unserer Arbeit? Und wie viele Unternehmen sind heute tatsächlich in der digitalisierten Welt angekommen?
In dieser Ausgabe unseres IFFOCUS berichten wir über aktuelle Digitalisierungsprojekte mit Unternehmen und Einrichtungen. Wir möchten zeigen, welch unterschiedliche Facetten die Digitalisierung heutzutage im Kleinen wie im Großen haben kann. Angefangen beim digitalen Zwilling, der als digitales Pendant eines Produkts oder einer ganzen Fabrik sämtliche Prozesse in dessen bzw. deren Lebenszyklus unterstützend begleiten kann, über die Einführung einer digitalen Wissensplattform als Assistenzsystem in der Produktion bis zum digitalen Guide für Touristen, der dabei hilft, die Geschichte einer Stadt spielerisch zu entdecken.
Es ist ganz sicher kein Geheimnis mehr, dass die Digitalisierung unsere Welt nachhaltig verändert. Das ist heute bereits in vielen Lebensbereichen spürbar. Sukzessive durchdringt sie Wirtschaft und Alltag. Digitalisierung ist dabei kein Selbstzweck. Sie ist ein Ergebnis des technologischen Fortschritts, den wir nun nutzen wollen. Dank der Digitalisierung erleben wir früher ungeahnte Möglichkeiten im Privaten, bei der Arbeit, bei der Vernetzung von Menschen und von Maschinen. Sie verknüpft nicht nur Daten miteinander, sondern verbindet Gedanken und schafft neue Visionen.
Die vorliegende Ausgabe unseres IFFOCUS widmet sich in ihrem Schwerpunkt vor allem der Frage, wie die Digitalisierung im Anlagenbau und -betrieb oder auch in der Logistik zielgerichtet und gewinnbringend genutzt wird. Beide Branchen befinden sich im Umbruch. Die Unternehmen müssen sich entscheiden, ob sie den Weg in die Digitalisierung weitergehen wollen, oder nicht. Die Bundesvereinigung Logistik hat unter ihren Mitgliedern kürzlich eine Umfrage durchgeführt. Das besorgniserregende Ergebnis: Etwa 80 Prozent der befragten Unternehmen arbeiten kaum oder gar nicht digital. Viele sind sogar der Meinung, gar nicht digitalisieren zu müssen. Sie setzen so ihre eigene Zukunftsfähigkeit und die Zukunft ihrer Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter aufs Spiel.
Der Anlagenbau und die Prozessindustrie sind da bereits einige Schritte weiter. Viele Anlagenbetreiber nutzen seit langem digitale Technologien. Sie verwenden sie jedoch meist nur punktuell oder schöpfen die vorhandenen Potenziale nicht aus. Die Unternehmen stehen nun vor der Aufgabe, aus ihren Insellösungen Systemlösungen zu machen, die verfügbaren digitalen Werkzeuge unternehmensweit einzusetzen und die Vernetzung über die Unternehmensgrenzen hinweg voranzutreiben. Erst dann kann die Digitalisierung ihr volles Potenzial entfalten.
Einige Beispiele für solche Lösungen und Technologien, an denen das Fraunhofer IFF derzeit arbeitet, wollen wir in dieser IFFOCUS-Ausgabe vorstellen. Etwa ein mobiles Augmented-Reality-Assistenzsystem für die Instandhaltung im Anlagenbetrieb, ein Prognoseinstrument zur automatisierten Zustandsüberwachung einer Anlage oder ein System, das für große Transparenz und Fehlerfreiheit in der Fahrzeugmontage sorgt.
Die Wirtschaft befindet sich seit Jahren in einem Umbruch. Digitalisierung, Industrie 4.0, Internet der Dinge, Automatisierung und assistierende Robotersysteme – all dies sind Bestandteile einer Entwicklung, die die Unternehmen und ihre Art zu produzieren verändert. Nicht nur die großen Konzerne befinden sich auf dem Weg in die digitalisierte Produktion. Auch die kleinen und mittleren Betriebe, ja selbst die kleinsten Unternehmen werden sich dem nicht entziehen können – oder dürfen. Denn eine intelligente Digitalisierung bedeutet höhere Produktivität, Flexibilität und Qualität. Kurzum, sie verbessert die Chancen eines Unternehmens, im globalen wie im regionalen Wettbewerb zu bestehen. Und sie macht Unternehmen fit, wenn es darum geht, den kommenden Herausforderungen zu begegnen.
Nehmen wir nur den demografischen Wandel. Noch vor einigen Jahren schüttelten viele Verantwortliche in den Betrieben skeptisch den Kopf und glaubten nicht, dass es sich bald um ein echtes Problem handeln würde. Heute können wir es täglich erleben. In einer wachsenden Zahl von Branchen gibt es Nachwuchssorgen. Das trifft nicht nur Hightech-Unternehmen oder industriell produzierende OEM. Auch und gerade das Handwerk oder die Pflegebranche kämpfen mit einem Arbeitskräftemangel. Es braucht deshalb nur wenig Phantasie, um vorherzusehen, dass künftig in diesen Arbeitsfeldern der Bedarf an Unterstützungssystemen, wie beispielsweise Roboter oder digitale Assistenten, wachsen wird. Selbstverständlich erleichtert die Digitalisierung aber auch die Arbeit in höher technisierten Bereichen wie in Planungsbüros, der industriellen Instandhaltung und nicht zu vergessen in der modernen Landwirtschaft. Vorausgesetzt allerdings, dass nicht einfach auf Teufel komm raus digitalisiert wird, sondern intelligente, also smarte Lösungen kreiert werden.
In diesem Heft berichten wir wieder über einige aktuelle Forschungsarbeiten, technische Systeme und Visionen, die Unternehmen dabei helfen, solche und andere Probleme und Herausforderungen zu meistern und ihre wirtschaftlichen Potenziale besser auszuschöpfen.
Gemeinsam mit den Unternehmen wollen wir am Fraunhofer IFF den scheinbaren Konflikt zwischen Effizienz, Flexibilität, Nachhaltigkeit und Resilienz lösen. Unsere Forschungsgruppen vereinen das hierfür nötige Technologie-, Prozess- und Geschäftsmodellwissen. Hier arbeiten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus dem Ingenieurwesen, der Informatik, den Sozialwissenschaften, der Mathematik und vielen anderen Fachdisziplinen täglich Hand in Hand. Die Forschung in den Schwerpunkten unseres Instituts etwa zur nachhaltigen und flexiblen Produktion und Logistik, zu intelligenten Assistenzsystemen, zur ökologischen Stromerzeugung und zu smarten Energiemanagementsystemen ist damit nicht nur interdisziplinär, sondern unmittelbar an den Bedarfen der Wirtschaft ausgerichtet. Wir begeistern uns dafür, diese Themen immer wieder neu und unternehmensindividuell zu interpretieren, zu kombinieren und unsere Erkenntnisse in die Betriebe zu transferieren.
Der Geschäftsbericht 2019 enthält Auszüge aus der Forschungs- und Entwicklungsarbeit am Fraunhofer IFF.
Nicht immer muss es ein Jahrhundertereignis wie die Corona-Pandemie sein, das die Wirtschaft ins Stocken bringt. Auch Naturkatastrophen, Cyber-Kriminalität, politische Krisen, Lieferanten- oder Personalausfälle und vieles mehr können Produktionssysteme empfindlich treffen. Wer bei solchen und anderen Störungen die Produktion aufrechterhalten oder schnell in den Regelbetrieb zurückkehren kann – also eine hohe Resilienz besitzt – hat einen echten Wettbewerbsvorteil. Unternehmen, die in der Krise schneller reagieren, flexibler agieren und sich den plötzlich veränderten Bedingungen in ihren Logistikprozessen und Kundenbeziehungen anpassen und daraus lernen konnten, sind gerade jetzt erfolgreicher und werden es auch in Zukunft sein.
Doch erfolgreiches Risikomanagement ist noch mehr. Zur Resilienz gehören ebenso langfristiges Denken, vorausschauendes Planen und das Reduzieren potenzieller Risiken. Das betrifft auch ökologisch nachhaltiges und sozial verantwortungsvolles Handeln. Denn die gegenwärtige Pandemie überlagert die weit größere Herausforderung, vor der wir stehen: den Klimawandel. Wer Wirtschaft und Gesellschaft voranbringen will, Wohlstand und Zukunft sichern möchte, muss auch diese bedeutendste Herausforderung der Neuzeit annehmen. Für Forschende, für Ingenieurinnen und Ingenieure heißt das, wo immer möglich Verantwortung zu übernehmen und ganzheitlich zu denken. Auch das Fraunhofer IFF tut das. Das heißt zum Beispiel, unseren Kunden in der Industrie dabei zu helfen, den CO2-Ausstoß zu reduzieren, Energie und Ressourcen zu sparen, die Energiewende zu unterstützen oder intelligente Landwirtschaft zu betreiben. Mit unserem Know-how in den Bereichen Digitalisierung, Automatisierung und künstlicher Intelligenz heben wir deshalb nicht nur die Industrie-4.0-Potenziale in Unternehmen. Gemeinsam mit Forschenden an den Universitäten und unseren Partnern in der Industrie bringen wir die Vision klimaneutraler Produktion und umweltfreundlicher Technologien und Prozesse in die Realität. Oder, um es im Sinne der Europäischen Kommission zu formulieren: Wir erklimmen die nächste Stufe der technologischen Evolution zur »Industrie 5.0«.
IFFOCUS »Digitaler Zwilling: Engineering der Zukunft«Fraunhofer IFF
Trotz der Tatsache, dass heute die Schlagworte Digitalisierung, Vernetzung oder eben digitaler Zwilling in aller Munde sind, haben oft erstaunlich wenige Menschen klare Vorstellungen davon, was diese Elemente der digitalen Transformation tatsächlich für sie bedeuten. Die Zukunft der Wirtschaft ist digital. Die Digitalisierung macht Unternehmen und Produkte besser, hilft, Prozesse zu optimieren, und generiert – dank der dabei erzeugten Daten – Mehrwerte und neue Geschäftsmodelle.
Aber an welchen Stellen arbeiten Unternehmen, Einrichtungen oder Hochschulen bereits erfolgreich digitalisiert? Und zwar nicht nur punktuell, wie etwa in der Konstruktionsabteilung eines Produktionsbetriebes, sondern prozessorientiert und über mehrere Arbeitsbereiche oder gar Unternehmensgrenzen hinweg. Wie qualifiziert und vorbereitet sind wir selbst auf die Digitalisierung unserer Arbeit? Und wie viele Unternehmen sind heute tatsächlich in der digitalisierten Welt angekommen?
In dieser Ausgabe unseres IFFOCUS berichten wir über aktuelle Digitalisierungsprojekte mit Unternehmen und Einrichtungen. Wir möchten zeigen, welch unterschiedliche Facetten die Digitalisierung heutzutage im Kleinen wie im Großen haben kann. Angefangen beim digitalen Zwilling, der als digitales Pendant eines Produkts oder einer ganzen Fabrik sämtliche Prozesse in dessen bzw. deren Lebenszyklus unterstützend begleiten kann, über die Einführung einer digitalen Wissensplattform als Assistenzsystem in der Produktion bis zum digitalen Guide für Touristen, der dabei hilft, die Geschichte einer Stadt spielerisch zu entdecken.
Es ist ganz sicher kein Geheimnis mehr, dass die Digitalisierung unsere Welt nachhaltig verändert. Das ist heute bereits in vielen Lebensbereichen spürbar. Sukzessive durchdringt sie Wirtschaft und Alltag. Digitalisierung ist dabei kein Selbstzweck. Sie ist ein Ergebnis des technologischen Fortschritts, den wir nun nutzen wollen. Dank der Digitalisierung erleben wir früher ungeahnte Möglichkeiten im Privaten, bei der Arbeit, bei der Vernetzung von Menschen und von Maschinen. Sie verknüpft nicht nur Daten miteinander, sondern verbindet Gedanken und schafft neue Visionen.
Die vorliegende Ausgabe unseres IFFOCUS widmet sich in ihrem Schwerpunkt vor allem der Frage, wie die Digitalisierung im Anlagenbau und -betrieb oder auch in der Logistik zielgerichtet und gewinnbringend genutzt wird. Beide Branchen befinden sich im Umbruch. Die Unternehmen müssen sich entscheiden, ob sie den Weg in die Digitalisierung weitergehen wollen, oder nicht. Die Bundesvereinigung Logistik hat unter ihren Mitgliedern kürzlich eine Umfrage durchgeführt. Das besorgniserregende Ergebnis: Etwa 80 Prozent der befragten Unternehmen arbeiten kaum oder gar nicht digital. Viele sind sogar der Meinung, gar nicht digitalisieren zu müssen. Sie setzen so ihre eigene Zukunftsfähigkeit und die Zukunft ihrer Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter aufs Spiel.
Der Anlagenbau und die Prozessindustrie sind da bereits einige Schritte weiter. Viele Anlagenbetreiber nutzen seit langem digitale Technologien. Sie verwenden sie jedoch meist nur punktuell oder schöpfen die vorhandenen Potenziale nicht aus. Die Unternehmen stehen nun vor der Aufgabe, aus ihren Insellösungen Systemlösungen zu machen, die verfügbaren digitalen Werkzeuge unternehmensweit einzusetzen und die Vernetzung über die Unternehmensgrenzen hinweg voranzutreiben. Erst dann kann die Digitalisierung ihr volles Potenzial entfalten.
Einige Beispiele für solche Lösungen und Technologien, an denen das Fraunhofer IFF derzeit arbeitet, wollen wir in dieser IFFOCUS-Ausgabe vorstellen. Etwa ein mobiles Augmented-Reality-Assistenzsystem für die Instandhaltung im Anlagenbetrieb, ein Prognoseinstrument zur automatisierten Zustandsüberwachung einer Anlage oder ein System, das für große Transparenz und Fehlerfreiheit in der Fahrzeugmontage sorgt.
Die Wirtschaft befindet sich seit Jahren in einem Umbruch. Digitalisierung, Industrie 4.0, Internet der Dinge, Automatisierung und assistierende Robotersysteme – all dies sind Bestandteile einer Entwicklung, die die Unternehmen und ihre Art zu produzieren verändert. Nicht nur die großen Konzerne befinden sich auf dem Weg in die digitalisierte Produktion. Auch die kleinen und mittleren Betriebe, ja selbst die kleinsten Unternehmen werden sich dem nicht entziehen können – oder dürfen. Denn eine intelligente Digitalisierung bedeutet höhere Produktivität, Flexibilität und Qualität. Kurzum, sie verbessert die Chancen eines Unternehmens, im globalen wie im regionalen Wettbewerb zu bestehen. Und sie macht Unternehmen fit, wenn es darum geht, den kommenden Herausforderungen zu begegnen.
Nehmen wir nur den demografischen Wandel. Noch vor einigen Jahren schüttelten viele Verantwortliche in den Betrieben skeptisch den Kopf und glaubten nicht, dass es sich bald um ein echtes Problem handeln würde. Heute können wir es täglich erleben. In einer wachsenden Zahl von Branchen gibt es Nachwuchssorgen. Das trifft nicht nur Hightech-Unternehmen oder industriell produzierende OEM. Auch und gerade das Handwerk oder die Pflegebranche kämpfen mit einem Arbeitskräftemangel. Es braucht deshalb nur wenig Phantasie, um vorherzusehen, dass künftig in diesen Arbeitsfeldern der Bedarf an Unterstützungssystemen, wie beispielsweise Roboter oder digitale Assistenten, wachsen wird. Selbstverständlich erleichtert die Digitalisierung aber auch die Arbeit in höher technisierten Bereichen wie in Planungsbüros, der industriellen Instandhaltung und nicht zu vergessen in der modernen Landwirtschaft. Vorausgesetzt allerdings, dass nicht einfach auf Teufel komm raus digitalisiert wird, sondern intelligente, also smarte Lösungen kreiert werden.
In diesem Heft berichten wir wieder über einige aktuelle Forschungsarbeiten, technische Systeme und Visionen, die Unternehmen dabei helfen, solche und andere Probleme und Herausforderungen zu meistern und ihre wirtschaftlichen Potenziale besser auszuschöpfen.
Wissen schaf(f)t Wirtschaft - Newsletter für Bildung und Wirtschaft / Ausg. 4...WFG Westerwaldkreis mbH
In dieser Ausgabe stellen wir den neuen, interdisziplinären Forschungscluster für nachhaltige Entwicklung und umsetzbare Einspar- und Optimierungsmöglichkeiten an der Hochschule Koblenz sowie einige Veranstaltungen der Wirtschaftsförderungsgesellschaft Westerwaldkreis rund um das Thema "Nachwuchs förder - Fachkräfte für morgen!" vor.
in Unternehmen
Der VDC Newsletter ist der monatliche Informationsdienst des Virtual Dimension Centers (VDC) Fellbach mit Neuigkeiten aus dem Netzwerk sowie Nachrichten und Terminen rund um das Thema Virtual Engineering. Tagesaktuelle Nachrichten sind auf http://www.vdc-fellbach.de verfügbar. Der VDC Newsletter wird derzeit von rund 4000 Personen gelesen. Besuchen Sie uns auch auf Facebook unter: http://www.facebook.com/vdc.fellbach
Der VDC Newsletter ist der monatliche Informationsdienst des Virtual Dimension Centers (VDC) Fellbach mit Neuigkeiten aus dem Netzwerk sowie Nachrichten und Terminen rund um das Thema Virtual Engineering. Tagesaktuelle Nachrichten sind auf http://www.vdc-fellbach.de verfügbar. Der VDC Newsletter wird derzeit von rund 4000 Personen gelesen. Besuchen Sie uns auch auf Facebook unter: http://www.facebook.com/vdc.fellbach
Arbeiten 4.0 Fit für die disruptive Arbeitswelt von morgenSven Neuenfeldt
Fachkräftekonferenz am 21. März 2018 in Karlstein: Digitalisierung auf dem Vormarsch. Künstliche Intelligenz, Digitalisierung und demographischer Wandel – darum ging es bei der Fachkräftekonferenz der Initiative Bayerischer Untermain in Karlstein. http://www.main.tv/mediathek/video/fachkraeftekonferenz-in-karlstein-digitalisierung-auf-dem-vormarsch
Die Industrie der Zukunft hat einen Namen : Team Henri-FabreEglantine VALLETTE
DAS HENRI-FABRE PROJEKT SOLL DIE INDUSTRIE DER ZUKUNFT AUFBAUEN UND EINEN EXZELLENTEN INDUSTRIESEKTOR
AUS DEN BEREICHEN MASCHINENBAU, WERKSTOFFE, ZUKUNFTSPROZESSE SOWIE DIGITALE TECHNIK FÜR EINE
NACHHALTIGE WETTBEWERBSFÄHIGKEIT DER UNTERNEHMEN DER REGION PROVENCE-ALPES-CÔTE D’AZUR
ENTWICKELN.
ZIEL IST ES, EIN NEUES INDUSTRIEMODELL ZU SCHAFFEN, DASS SICH DURCH EIN HÖHERES MAß AN ZUSAMMENHALT
UND ZUSAMMENARBEIT AUSZEICHNET UND VON NEUEN INNOVATIONEN UND TECHNOLOGISCHEN MÖGLICHKEITEN
GEPRÄGT IST.
Der VDC Newsletter ist der monatliche Informationsdienst des Virtual Dimension Centers (VDC) Fellbach mit Neuigkeiten aus dem Netzwerk sowie Nachrichten und Terminen rund um das Thema Virtual Engineering. Tagesaktuelle Nachrichten sind auf http://www.vdc-fellbach.de verfügbar. Der VDC Newsletter wird derzeit von rund 4000 Personen gelesen. Besuchen Sie uns auch auf Facebook unter: http://www.facebook.com/vdc.fellbach
Die Zukunft ist seit jeher der Antrieb für die Fraunhofer-
Gesellschaft. Unsere Forscherinnen und Forscher stellen die
richtigen Fragen – und finden neue Antworten. Lösungen,
die für die Industrie und für die Gesellschaft unmittelbar
nutzbringend sind. Wie bauen wir intelligente Maschinen,
denen jeder vertraut? Wie lassen sich Medikamente so herstellen,
dass sie schneller und günstiger den Patienten helfen?
Wie sorgen wir verantwortungsvoll dafür, dass sich jeder
sicher fühlt? Und woher wissen wir, welche Idee die richtige
ist? Als Forschende, Unternehmer und Visionäre verstehen
wir uns als Taktgeber von Wissenschaft und Gesellschaft.
Unser Erfolg wird dabei in unserer Innovationskraft sichtbar,
in unseren Partnern und Mitarbeitenden – und nicht zuletzt in
unserer 70-jährigen Geschichte.
Programm zu VDI Expertenforum "Wissensmanagement im Engineering" 2014. Schwerpunktthema ist "Big Knowledge - Ingenieurwissen in Zeiten von Big Data, Social Media und globaler Vernetzung". Weitere Informationen und Anmeldung unter http://www.vdi.de/technik/fachthemen/produkt-und-prozessgestaltung/ueberblick-veranstaltungen/veranstaltungsdetails/twevent/244
FIT FOR SMART MAINTENANCE
Die Smart Maintenance ist kein Zukunftsgedanke mehr. Durch aktuelle Entwicklungen haben sich reale Chancen und Erfolgspotentiale für Unternehmen aller Branchen und Größen hervorgetan. Doch welche Lösungen haben sich tatsächlich bewährt und welche Voraussetzungen mussten dafür geschaffen werden?
Aus der Vielzahl der Umsetzungs- und Lösungsansätze einer Smart Maintenance für die Praxis präsentiert das InstandhaltungsForum 2019 die besten Erfolgsgeschichten. Folgende Frage sollen beispielsweise beantwortet werden:
Welche neuen Geschäftsmodelle wurden entwickelt und wie gestaltete sich deren Realisierung? Wie sieht der erfolgreiche Umgang mit Predictive Analytics aus? Welche Vorteile können aus Technologien wie 3D-Druck, Blockchain oder der Einbettung künstlicher Intelligenz abgeleitet werden?
Dies sind nur einige beispielhafte Fragen, deren gemeinsame Klärung die Voraussetzung für die erfolgreiche Smart Maintenance sind. Antworten und weitere Diskussionen möchten wir gemeinsam mit Ihnen auf dem InstandhaltungsForum 2019 zusammenführen.
Das InstandhaltungsForum 2019 des Lehrstuhls für Unternehmenslogistik der TU Dortmund und des Fraunhofer-Instituts für Materialfluss und Logistik findet vom 22. bis 23. Mai 2019 bereits zum 18. Mal statt.
Im Fokus steht das Schwerpunktthema „FIT FOR SMART MAINTENANCE“.
Industrie 4.0 und die Auswirkungen auf die Instandhaltung (Vortrag auf den In...Georg Guentner
Instandhaltung 4.0
Wie wirkt sich der Trend zu Virtualisierung und Vernetzung auf die Prozesse, Methoden und Strategien der Instandhaltung aus? Welche Chancen, Gefahren und Möglichkeiten ergeben sich durch den Einsatz von Internet-Technologien für die Branche? Wie schützen wir uns vor unerwünschten Zugriffen auf die Daten unserer Maschinen und Sensoren? Was kommt auf die InstandhalterInnen zu?
Antworten auf diese Fragen sucht ein in Salzburg gestartetes Sondierungsprojekt mit der Bezeichnung „Instandhaltung 4.0“: Der Vortrag bei den Instandhaltungstagen 2014 am 10.04.2014 beschreibt den Weg zur Entwicklung eine Roadmap für den Forschungs- und Entwicklungsbedarf der Branche in der vierten industriellen Revolution und stellt erste Arbeitshypothesen vor.
Der Bildungsatlas zeigt hunderte Angebote zur Aus-, Weiter- und Fortbildung, zum Studium und darüber hinaus in den Bereichen Virtual Reality und Virtual Engineering auf.
Der VDC Newsletter ist der monatliche Informationsdienst des Virtual Dimension Centers (VDC) Fellbach mit Neuigkeiten aus dem Netzwerk sowie Nachrichten und Terminen rund um das Thema Virtual Engineering. Tagesaktuelle Nachrichten sind auf http://www.vdc-fellbach.de verfügbar. Der VDC Newsletter wird derzeit von rund 4000 Personen gelesen. Besuchen Sie uns auch auf Facebook unter: http://www.facebook.com/vdc.fellbach
productronica's official daily features information about trends and topics directly from the world's leading trade fair for electronics manufacturing.
______________________________
Die offizielle Tageszeitung der productronica informiert über Themen und Trends direkt von der Weltleitmesse der Elektronikfertigung.
Vortrag von Georg Güntner (Salzburg Research) und Lydia Höller (dankl+partner consulting) im Rahmen der Außenwirtschaft Roadshow 2014 der Wirtschaftskammer in Salzburg. (27.10.2014)
Wissen schaf(f)t Wirtschaft - Newsletter für Bildung und Wirtschaft / Ausg. 4...WFG Westerwaldkreis mbH
In dieser Ausgabe stellen wir den neuen, interdisziplinären Forschungscluster für nachhaltige Entwicklung und umsetzbare Einspar- und Optimierungsmöglichkeiten an der Hochschule Koblenz sowie einige Veranstaltungen der Wirtschaftsförderungsgesellschaft Westerwaldkreis rund um das Thema "Nachwuchs förder - Fachkräfte für morgen!" vor.
in Unternehmen
Der VDC Newsletter ist der monatliche Informationsdienst des Virtual Dimension Centers (VDC) Fellbach mit Neuigkeiten aus dem Netzwerk sowie Nachrichten und Terminen rund um das Thema Virtual Engineering. Tagesaktuelle Nachrichten sind auf http://www.vdc-fellbach.de verfügbar. Der VDC Newsletter wird derzeit von rund 4000 Personen gelesen. Besuchen Sie uns auch auf Facebook unter: http://www.facebook.com/vdc.fellbach
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Arbeiten 4.0 Fit für die disruptive Arbeitswelt von morgenSven Neuenfeldt
Fachkräftekonferenz am 21. März 2018 in Karlstein: Digitalisierung auf dem Vormarsch. Künstliche Intelligenz, Digitalisierung und demographischer Wandel – darum ging es bei der Fachkräftekonferenz der Initiative Bayerischer Untermain in Karlstein. http://www.main.tv/mediathek/video/fachkraeftekonferenz-in-karlstein-digitalisierung-auf-dem-vormarsch
Die Industrie der Zukunft hat einen Namen : Team Henri-FabreEglantine VALLETTE
DAS HENRI-FABRE PROJEKT SOLL DIE INDUSTRIE DER ZUKUNFT AUFBAUEN UND EINEN EXZELLENTEN INDUSTRIESEKTOR
AUS DEN BEREICHEN MASCHINENBAU, WERKSTOFFE, ZUKUNFTSPROZESSE SOWIE DIGITALE TECHNIK FÜR EINE
NACHHALTIGE WETTBEWERBSFÄHIGKEIT DER UNTERNEHMEN DER REGION PROVENCE-ALPES-CÔTE D’AZUR
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ZIEL IST ES, EIN NEUES INDUSTRIEMODELL ZU SCHAFFEN, DASS SICH DURCH EIN HÖHERES MAß AN ZUSAMMENHALT
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GEPRÄGT IST.
Der VDC Newsletter ist der monatliche Informationsdienst des Virtual Dimension Centers (VDC) Fellbach mit Neuigkeiten aus dem Netzwerk sowie Nachrichten und Terminen rund um das Thema Virtual Engineering. Tagesaktuelle Nachrichten sind auf http://www.vdc-fellbach.de verfügbar. Der VDC Newsletter wird derzeit von rund 4000 Personen gelesen. Besuchen Sie uns auch auf Facebook unter: http://www.facebook.com/vdc.fellbach
Die Zukunft ist seit jeher der Antrieb für die Fraunhofer-
Gesellschaft. Unsere Forscherinnen und Forscher stellen die
richtigen Fragen – und finden neue Antworten. Lösungen,
die für die Industrie und für die Gesellschaft unmittelbar
nutzbringend sind. Wie bauen wir intelligente Maschinen,
denen jeder vertraut? Wie lassen sich Medikamente so herstellen,
dass sie schneller und günstiger den Patienten helfen?
Wie sorgen wir verantwortungsvoll dafür, dass sich jeder
sicher fühlt? Und woher wissen wir, welche Idee die richtige
ist? Als Forschende, Unternehmer und Visionäre verstehen
wir uns als Taktgeber von Wissenschaft und Gesellschaft.
Unser Erfolg wird dabei in unserer Innovationskraft sichtbar,
in unseren Partnern und Mitarbeitenden – und nicht zuletzt in
unserer 70-jährigen Geschichte.
Programm zu VDI Expertenforum "Wissensmanagement im Engineering" 2014. Schwerpunktthema ist "Big Knowledge - Ingenieurwissen in Zeiten von Big Data, Social Media und globaler Vernetzung". Weitere Informationen und Anmeldung unter http://www.vdi.de/technik/fachthemen/produkt-und-prozessgestaltung/ueberblick-veranstaltungen/veranstaltungsdetails/twevent/244
FIT FOR SMART MAINTENANCE
Die Smart Maintenance ist kein Zukunftsgedanke mehr. Durch aktuelle Entwicklungen haben sich reale Chancen und Erfolgspotentiale für Unternehmen aller Branchen und Größen hervorgetan. Doch welche Lösungen haben sich tatsächlich bewährt und welche Voraussetzungen mussten dafür geschaffen werden?
Aus der Vielzahl der Umsetzungs- und Lösungsansätze einer Smart Maintenance für die Praxis präsentiert das InstandhaltungsForum 2019 die besten Erfolgsgeschichten. Folgende Frage sollen beispielsweise beantwortet werden:
Welche neuen Geschäftsmodelle wurden entwickelt und wie gestaltete sich deren Realisierung? Wie sieht der erfolgreiche Umgang mit Predictive Analytics aus? Welche Vorteile können aus Technologien wie 3D-Druck, Blockchain oder der Einbettung künstlicher Intelligenz abgeleitet werden?
Dies sind nur einige beispielhafte Fragen, deren gemeinsame Klärung die Voraussetzung für die erfolgreiche Smart Maintenance sind. Antworten und weitere Diskussionen möchten wir gemeinsam mit Ihnen auf dem InstandhaltungsForum 2019 zusammenführen.
Das InstandhaltungsForum 2019 des Lehrstuhls für Unternehmenslogistik der TU Dortmund und des Fraunhofer-Instituts für Materialfluss und Logistik findet vom 22. bis 23. Mai 2019 bereits zum 18. Mal statt.
Im Fokus steht das Schwerpunktthema „FIT FOR SMART MAINTENANCE“.
Industrie 4.0 und die Auswirkungen auf die Instandhaltung (Vortrag auf den In...Georg Guentner
Instandhaltung 4.0
Wie wirkt sich der Trend zu Virtualisierung und Vernetzung auf die Prozesse, Methoden und Strategien der Instandhaltung aus? Welche Chancen, Gefahren und Möglichkeiten ergeben sich durch den Einsatz von Internet-Technologien für die Branche? Wie schützen wir uns vor unerwünschten Zugriffen auf die Daten unserer Maschinen und Sensoren? Was kommt auf die InstandhalterInnen zu?
Antworten auf diese Fragen sucht ein in Salzburg gestartetes Sondierungsprojekt mit der Bezeichnung „Instandhaltung 4.0“: Der Vortrag bei den Instandhaltungstagen 2014 am 10.04.2014 beschreibt den Weg zur Entwicklung eine Roadmap für den Forschungs- und Entwicklungsbedarf der Branche in der vierten industriellen Revolution und stellt erste Arbeitshypothesen vor.
Der Bildungsatlas zeigt hunderte Angebote zur Aus-, Weiter- und Fortbildung, zum Studium und darüber hinaus in den Bereichen Virtual Reality und Virtual Engineering auf.
Der VDC Newsletter ist der monatliche Informationsdienst des Virtual Dimension Centers (VDC) Fellbach mit Neuigkeiten aus dem Netzwerk sowie Nachrichten und Terminen rund um das Thema Virtual Engineering. Tagesaktuelle Nachrichten sind auf http://www.vdc-fellbach.de verfügbar. Der VDC Newsletter wird derzeit von rund 4000 Personen gelesen. Besuchen Sie uns auch auf Facebook unter: http://www.facebook.com/vdc.fellbach
productronica's official daily features information about trends and topics directly from the world's leading trade fair for electronics manufacturing.
______________________________
Die offizielle Tageszeitung der productronica informiert über Themen und Trends direkt von der Weltleitmesse der Elektronikfertigung.
Vortrag von Georg Güntner (Salzburg Research) und Lydia Höller (dankl+partner consulting) im Rahmen der Außenwirtschaft Roadshow 2014 der Wirtschaftskammer in Salzburg. (27.10.2014)
Das Handout, das wir bei unserem Industry meets Makers Medien-Brunch und Community-Talk am 17. März 2016 aufgelegt haben. Es enthält neben dem Programmüberblick und der Projektbeschreibung Portraits ausgewählter Projektpartner, wie z.B. Infineon, Frequentis, T-Mobile, AIT, Greiner Gruppe, Wien Energie, Copa-Data, IoT-Austria, PRIA - Practical Robotics Institute, F-AR - Förderung der Automation und Robotik, Semaf Electronics, Happy Lab, Laber's Lab, Semaf Electronics, 3Druck.com, Maker Faire Vienna, M2M/IoT Forum, DigitalCity.Wien, Wirtschaftsagentur Wien.
MedConf 2013 - Der Treffpunkt der Medizintechnik-FachweltHLMC Events GmbH
Bereits zum sechsten Mal trifft sich die Fachwelt der Medizintechnik-Branche vom 15.-17.10.2013 in München, um über aktuelle Themen rund um die Softwareentwicklung medizinischer Geräte zu referieren, zu diskutieren und sich auszutauschen.
Seit 2008 hat sich die MedConf als eine der wichtigsten Medizintechnik-Konferenzen etabliert. Ihr Alleinstellungsmerkmal ist, dass sie sich ausschließlich mit der Softwareentwicklung und dem Systementwurf für medizinische Geräte beschäftigt. Die MedConf adressiert brisante Themen wie das MPG, Auswirkungen gesetzlicher Rahmenbedingungen durch die EU oder die FDA sowie Methoden und Techniken des Software Engineerings. Neben den genannten Themen werden auch aktuelle Trends aufgegriffen und beleuchtet.
Jährlich besuchen mehrere hundert Teilnehmer die MedConf. Neben dem Weiterbildungscharakter ist die Konferenz aufgrund der guten Networking-Möglichkeiten sehr beliebt. Nirgends sonst haben Teilnehmer aus der Medizintechnikbranche die Möglichkeit sich so unkompliziert und in entspannter Atmosphäre mit Experten und anderen Teilnehmern auszutauschen.
Weitere Informationen finden Sie auf der Konferenzwebseite http://www.medconf.de
Rethink! SPMS 2016 - Post Event ReportRamona Kohrs
Driving the Internet of Manufacturing
130 Werkleiter, Vorstände Produktion & Technik und Produktionsverantwortliche trafen sich zu diesem Strategie-Event, um aktuelle Projekte, neueste Entwicklungen, innovative Technologien und Trends im Bereich Smart Manufacturing, Lean Management und Industrie 4.0 auf einer Plattform an 2 ½ Tagen interaktiv zu diskutieren.
Prof. (FH) Dipl.-Ing. Dr. Stefan Sauermann (Fachhochschule Technikum Wien)Agenda Europe 2035
eHealth für ein gesundes Österreich: Aktuelle Potenziale aus ELGA, weitere Herausforderungen in Europa - Prof. (FH) Dipl.-Ing. Dr. Stefan Sauermann (Fachhochschule Technikum Wien)
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
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:
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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
10
Mehr Informationen und
Ansprechpersonen:
12. 11
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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
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
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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:
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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:
19. 18
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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
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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:
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
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