Fabriken müssen sorgfältig und vorausschauend geplant werden. Ansonsten werden sie schnell zum Millionengrab. Forscher am Fraunhofer IPA haben eine leistungsfähige Fabrikplanungsmethodik mit innovativen Methoden für schlanke und wandlungsfähige Fabriken entwickelt. Wer sie beherzigt, vermeidet teure Fehler.
Biointelligenz, Robotik, KI und die Zukunftsenergie
Heute startet das Stuttgarter Wissenschaftsfestival. Einen Schwerpunkt bildet die »Bio‐Intelligenz«. Passend dazu veranstaltet das Fraunhofer IPA nicht nur einen Kongress, sondern zeigt auch mehrere Exponate beim Tag der offenen Tür des Stuttgarter Fraunhofer-Campus. Diese und weitere Meldungen hier gesammelt – für den schnellen Überblick.
Strichmännchen für die Bewegungssimulation
Menschzentrierte Assistenzsysteme bieten viele Vorteile. Ein Beispiel dafür ist die kamerabasierte Aktivitätserkennung: Ein Arbeitsplatz mit Kamera, eine KI-gestützte Datenauswertung und die Ausgabe von daraus abgeleiteten Informationen verbessern in der Montage die Abläufe, reduzieren Fehler und vermeiden nicht ergonomische Tätigkeiten.
»Produktion und Service in Deutschland können nicht ohne Robotik«
Gestern stellten Mit-Herausgeber Dr. Werner Kraus und das Team der »International Federation of Robotics« (IFR) das neue Jahrbuch »World Robotics« vor. Sein Interview mit Dr. Susanne Bieller, »General Secretary« der IFR, gibt Einblicke in Marktzahlen der Industrie- und Servicerobotik, Besonderheiten einzelner Märkte und weltweite Trends.
Die Chancen der Kreislaufwirtschaft nutzen
Schluss mit Raubbau, Wegwerfartikeln und Müllbergen: Kreislauffähige Produkte sind reparaturfähig und werden am Ende ihrer langen Nutzungsperiode zu neuwertiger Ware weiterverarbeitet oder recycelt. Wie diese Produkte beschaffen sind und wie die Kreislaufwirtschaft funktioniert, erklärt Chantal Rietdorf im Interview.
Die Energiewende spielerisch erleben
Was passiert, wenn Wind und Sonne weniger Strom produzieren als gerade benötigt wird? Wie gleichen Städte und Unternehmen die Schwankungen beim Stromangebot aus? Wie lässt sich ein Blackout verhindern? Mit dem Online-Spiel »SynErGame« macht ein Forschungsteam vom Fraunhofer IPA die Energiewende erlebbar.
Eine Vision soll Wirklichkeit werden
Ein Forschungsteam des Fraunhofer IPA hat eine Ultraeffizienzfabrik ersonnen, also eine Fabrik, die weder Abfall noch Abwasser oder Abluft verursacht. Ein mobiler Demonstrator soll das Konzept nun in der Industrie bekannter machen sowie zeigen, wie es praktisch umgesetzt werden kann und welchen Nutzen es Unternehmen bietet.
Kommunikation lebender Zellen mit der Technik
»Sagt die Zelle zur Technik …« – nein, dies ist nicht der Anfang eines Witzes, sondern beschreibt ein recht neues Forschungsgebiet namens »Biointelligenz«. Diese kann unter anderem dabei helfen, personalisierte Arzneimittel deutlich kostengünstiger zu produzieren und Prothesen über Muskelkontraktionen zuverlässiger anzusteuern.
Transformative Kraft: Generative KI in der Produktion
Generative KI-Tools wie ChatGPT haben in sehr kurzer Zeit ihr revolutionäres Potenzial in vielen privaten wie beruflichen Kontexten gezeigt. Auch in der Produktion werden sie Auswirkungen haben und einen Mehrwert bieten. Das Fraunhofer IPA begleitet Unternehmen von der ersten Einsatzidee bis zur Evaluation bereits etablierter Anwendungen.
Absicherung strategischer Entscheidungen in der Fabrikplanung mit Vorstudien
Strategische Entscheidungen wie der Aufbau einer neuen Fabrik im Ausland stellen ein hohes unternehmerisches Risiko dar. Um in solchen Fällen schnell zu einer validen Entscheidungsgrundlage zu kommen, ohne sich dabei in detaillierten Planungen zu verlieren, bietet sich die Durchführung einer Vorstudie an.
Roboter handhabt verpackte Lebensmittel in Hochgeschwindigkeit
Eine Vielzahl unterschiedlicher Objekte in Taktzeiten von etwa einer Sekunde handhaben können: Dieser Herausforderung stellte sich ein Entwicklungsteam vom KI-Fortschrittszentrum am Fraunhofer IPA. Das Ergebnis ist ein Demonstrator, der Tabletts mit Lebensmitteln zum Beispiel für Krankenhäuser zusammenstellt.
Wie smarte Sensorik den Weg zur selbstoptimierenden Montage ebnet
Mit der »Lean Data Acquisition« (LeanDA) haben Forscherinnen und Forscher vom Fraunhofer IPA ein Tool entwickelt, das schnell und einfach ungenutztes Optimierungs- und Einsparpotenzial in der Montage aufspürt. Die Methode könnte dereinst auch die selbstoptimierende Montage Wirklichkeit werden lassen.
Vorgestellt! Ein Tag mit… Sonja Ziehn
Wasserstoff aus Küchenabfällen: Sonja Ziehn geht am Fraunhofer IPA der Frage nach, wie wirtschaftlich und ökologisch sinnvoll die sogenannte Dunkel-Photosynthese ist, bei der Bakterien organische Reststoffe zu Wasserstoff zersetzen. »interaktiv« hat die Wissenschaftlerin einen Tag lang begleitet.
Wie nachhaltig ist mein Unternehmen?
Für Unternehmen ist es von entscheidend, ihre Produktionsprozesse nachhaltig und klimaneutral zu gestalten. Oft fehlt aber der Überblick über alle Ansatzpunkte. Das Fraunhofer IPA bietet Industriekunden eine Lösung an, mit der sie die Nachhaltigkeitsleistung ihres Unternehmens bewerten und verbessern können.
Verschiedenste Datenquellen können verwendet werden
Die Wertstromanalyse läuft seit über 40 Jahren gleich ab und ist bis heute zutiefst analog. Ein Forschungsteam von der Abteilung Fabrikplanung und Produktionsmanagement am Fraunhofer IPA überträgt sie nun ins digitale Zeitalter. Wie das geht und was das bringt, erklärt Yannick Mayer im Gespräch mit »interaktiv«.
Ausgründungen – systematisch auf den Weg gebracht
In erster Linie ist das Fraunhofer IPA ein Forschungsinstitut. Doch: Es ist auch eine Geburtsstätte für Ausgründungen. Ein Start-up Support Team treibt diese systematisch voran.
Besser gründen mit Fraunhofer
Andreas Traube und Tobias Brode verbindet die Leidenschaft für Unternehmertum in und außerhalb der Forschung, als Mentor oder Partner in Ausgründungsprojekten. Florian Semle sprach im Auftrag von Fraunhofer Venture mit ihnen über ihren Werdegang und die Chancen, die Fraunhofer-Technologie Gründern bietet.
Kontaktlinse fürs Ohr
Um Hörgeschädigten ein besseres Leben zu ermöglichen, hat das Start-up Vibrosonic eine neuartige Hörhilfe entwickelt, deren Lautsprecher direkt auf dem Trommelfell aufliegt. Die Klangqualität dieser Hörkontaktlinse® übertrifft die bisheriger Hörsysteme. Vibrosonic ist eine Ausgründung des Fraunhofer IPA und der Universitäts-HNO-Klinik Tübingen.
Die Gewebemühle
Mit einer automatisierten Miniatur-Mühle für empfindliches Zellgewebe lassen sich lebende Zellen aus einer Gewebeprobe herauslösen. Die Technik wurde am Fraunhofer IPA entwickelt. Dieses mittlerweile an das Start-up Fast Forward Discoveries GmbH auslizenzierte Verfahren schafft eine wichtige Voraussetzung für die personalisierte Medizin.
Filigrane Kabelmontage mit Robotern
Montageautomatisierung ist ein zentrales Thema am Fraunhofer IPA, denn der Robotereinsatz ist hier gerade bei kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) noch recht gering. Dies zu ändern ist das Ziel von Cellios, einer Ausgründung des Fraunhofer IPA. Das Team möchte die Kabelmontage auch für kleine Losgrößen wirtschaftlich umsetzbar machen.
Der Kratzer im Lack, der von selbst verheilt
Selbstheilende Oberflächen klingen nach Science-Fiction und wecken Erinnerungen an die Terminator-Filme mit Arnold Schwarzenegger. Doch sie sind real. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler am Fraunhofer IPA und Fraunhofer IAP forschen dazu. Im Gespräch mit »interaktiv« geben sie Einblicke in ihre Arbeit.
Unterstützung auf dem Weg zur Klimaneutralität
Die Fraunhofer-Institute IPA und IAO bieten in Kooperation mit weiteren Forschungspartnern das Innovationsnetzwerk »Klimaneutrale Unternehmen« an. Damit unterstützen sie Unternehmen branchenübergreifend bei der Umsetzung von Umweltzielen. Neue Mitglieder können ab sofort beitreten.
Montageplanung neu gedacht
Kostenintensiv, zeitaufwendig und fehleranfällig – das sind Hindernisse in der bisherigen Montageplanung. Das 2022 am Fraunhofer IPA ausgegründete Unternehmen Assemblio GmbH begegnet diesen Herausforderungen mit einer KI-basierten intelligenten und automatisierten Montageplanung.
»Mit positiver Eigendynamik und Flow«
In den vergangenen Monaten hat das Fraunhofer IPA seine Strategie überprüft und neu definiert sowie im Rahmen seines Leitbilds über seine Mission und Vision nachgedacht. Interaktiv sprach mit den Institutsleitern Thomas Bauernhansl und Alexander Sauer über Mission und Vision des Fraunhofer IPA und das, was sie persönlich antreibt.
Wissenstransfer für Praktiker
Seit 2016 ist das Fraunhofer IPA Schirmherr der Lernreise. Über die Erfahrungen der ersten beiden Lernreisen zum Thema Industrie 4.0 hat »interaktiv« bereits berichtet. Im Herbst 2023 ging die dritte zu Ende und die vierte startete. Zeit, zurückzublicken und nach vorn zu schauen.
Asset Administration Shell für KI-Lebenszyklusmanagement in der Produktionsindustrie
Im Projekt »InterOpera« hat ein Forschungsteam vom Fraunhofer IPA zusammen mit externen Partnern einen Lösungsansatz für das KI-Lebenszyklusmanagement in der Produktionsindustrie entwickelt. Er ermöglicht eine nahtlose Umsetzung, Verwaltung und Nachverfolgung von KI-Modellen und -Daten über den gesamten Lebenszyklus hinweg.
Klimaneutralität in der Galvanotechnik
Die Galvanikindustrie leidet unter den hohen Energiepreisen. Dabei hat die Branche viele Maßnahmen zum Energiesparen bisher entweder gar nicht oder nur in Ansätzen umgesetzt. Dafür fehlt vielerorts das nötige Wissen.
Roboter automatisieren Sterilitätstests in Labors
Der Bedarf an Automatisierung in Labors steigt stetig. Allerdings sind die Anforderungen an eine roboterunterstützte Anwendung in diesem Kontext hoch. Wie sie sich dennoch technisch und wirtschaftlich sinnvoll umsetzen lässt, zeigt das Fraunhofer IPA mithilfe eines Prototyps in einer Kooperation mit der Firma Skan.
Fraunhofer IPA gewinnt Otto-von-Guericke-Preis 2023
Thomas Hess und Franz Balluff vom Fraunhofer IPA sind mit dem Otto-von-Guericke-Preis 2023 ausgezeichnet worden. Die beiden Wissenschaftler überzeugten die Jury mit ihrer Forschungsarbeit zur »Ermittlung der Struktur-Eigenschaftsbeziehungen von Lacken für die Applikation mit oversprayfreier und selektiver Lackiertechnik«.
Die Asset Administration Shell im Kampf gegen Schwachstellen von Produktionsmaschinen
Sicherheitslücken in der Software von Produktionsmaschinen sind eine ständige Gefahr. Sie zu finden und zu beheben ist aufwändig und teuer. Vertreter aus Wissenschaft und Industrie haben deshalb auf Basis der Asset Administration Shell einen interoperablen Datenaustausch entlang der gesamten Wertschöpfungskette entwickelt.
»Wir halten, was wir versprechen«
Als Abteilungsleiter Energie und Umweltschutz im Bereich Immobilienmanagement der BMW Group weiß Hans Seiler, wo die grüne Transformation bereits wirkt und wo es noch viel zu tun gibt. Er und Sabine Zelch, die die Nachhaltigkeit in der Produktion verantwortet, setzen gemeinsam mit dem Einkauf und der Planung die Strategie des...
Gestaltung resilienter Produktionsnetzwerke
Die Komplexität des Managements von Produktionsnetzwerken erhöht sich mit zunehmender Anzahl an Fabrikstandorten. Unternehmensspezifische Standortrollen können dabei helfen, diese Komplexität zu reduzieren und ermöglichen eine agile Entwicklung und Gestaltung von Fabriken in Produktionsnetzwerken.
Einheitliche Standards für Industrie 4.0
Der standardisierte Informationsaustausch über Unternehmensgrenzen hinweg ist Voraussetzung für Industrie 4.0 und kollaborative Wertschöpfungsnetzwerke. Praxisnah umgesetzt wird dieser Austausch im Projekt »InterOpera«. Dachuan Shi vom Kompetenzzentrum DigITools am Fraunhofer IPA gibt einen Einblick in die laufende Forschungsarbeit.
»Auf die Themen fokussieren, die wirklich wichtig sind«
»Lerne zu verlernen und neu zu lernen, denn nicht lernen kostet uns die Zukunft«, so Manfred Kirchberger, Werkleiter der factory2be in Karlsruhe, in seinem Vortrag zum Start der Lernreise »Produktion der Zukunft – Die resiliente Fabrik. Sicher, vernetzt, flexibel«, bei der Siemens und das Fraunhofer IPA Schirmherren sind.
Einzigartig (über)leben
Neue Rollenbilder braucht das Land, Menschen sollen zeitgemäß geführt werden und die zukünftigen Unternehmenskulturen müssen fühlbarer werden. Nur damit lässt sich die vielzitierte Innovationskraft wiederbeleben. Davon ist Trendbeobachter Mathias Haas überzeugt. Ein Kommentar.
Nominierung für den Otto-von-Guericke-Preis 2023
Thomas Hess und Franz Balluff vom Fraunhofer IPA sind für den Otto-von-Guericke-Preis 2023 nominiert. Die beiden Wissenschaftler überzeugten die Jury mit ihrer Forschungsarbeit zur »Ermittlung der Struktur-Eigenschaftsbeziehungen von Lacken für die Applikation mit oversprayfreier und selektiver Lackiertechnik«.
Automatisierung von morgen heute erfolgreich umsetzen
Von der Idee bis zur Anwendung: Automatisierungspotenziale richtig einschätzen, tragfähige Konzepte erstellen, technische Machbarkeit absichern und Konzepte in der Produktion implementieren
»Moderne bivalente Anlagen können auch mit Wasserstoff betrieben werden«
Prof. Dr.-Ing. Alexander Sauer leitet das Fraunhofer IPA und verantwortet den Bereich »Ressourceneffiziente Produktion«. Hier geht es entscheidend darum, die Produktion hinsichtlich ihrer Umweltwirkung und insbesondere hinsichtlich ihres Zusammenspiels mit dem zukünftigen Energiesystem zu verbessern. Interaktiv sprach mit ihm über den bivalenten Schmelzofen, eine Beispieltechnologie, mit der Energieflexibilität erreicht werden...
Erfahrungswissen mit Daten kombinieren
Im Gespräch mit Stefan Schwerdtle, Vice President Corporate Quality, und Sebastian Schill, Senior Vice President Global Production Centre Scharnhausen, erfahren wir mehr darüber, wie Daten erhoben, Menschen befähigt und das Unternehmen mit konkreten Maßnahmen nachhaltiger gestaltet werden kann.
Mit Energieflexibilität zur Energiewende
Durch die Energiewende wird sich der Stromverbrauch in Deutschland bis 2045 in etwa verdoppeln. Hinzu kommt, dass Energie aus erneuerbaren Ressourcen nicht immer beliebig verfügbar ist. Unternehmen müssen daher ihre Prozesse so gestalten können, dass sich ihr Energieverbrauch flexibel an das volatile Energieangebot anpasst.
Quick-Checks für Energieeinsparmöglichkeiten in Unternehmen
Die hohen Energiekosten in Deutschland zwingen Industrieunternehmen, ihre Produktionsprozesse besonders energieeffizient zu gestalten. Wer die Kosten für die Produktion signifikant senken will, muss die gesamte Produktion auf Energieeffizienz überprüfen.
Ohne Band und Takt: Flexibel und produktiv durch die Matrixproduktion
Schneller auf globale Krisen reagieren, mit Lieferengpässen zurechtkommen und gleichzeitig auf individuelle Kundenwünsche reagieren: Matrixproduktionssysteme werden als Lösungsansatz für eine wirtschaftliche Produktion in einem herausfordernden Marktumfeld diskutiert.
Energieflexibel ohne Unterbrechung des Fertigungsprozesses
Fraunhofer IPA und Universität Stuttgart haben zusammen mit Partnern aus der Industrie einen bivalenten Schmelztiegelofen entwickelt. Er reagiert auf das volatile Energieangebot mit einem Energieträgerwechsel. Nun wurde der Ofen in Betrieb genommen, um ihn zu testen und simulativ zu optimieren.
Klimaschutz: transparent, prognostizier- und simulierbar, kontinuierlich und in Echtzeit
Je nach Branche und Geschäftsmodell betragen Emissionen aus vor- und nachgelagerter Wertschöpfungskette oft mehr als 70 Prozent der Gesamtemissionen. Im Forschungsprojekt »Climate Solution for Industries« (CS4I) schafft das Fraunhofer IPA gemeinsam mit der Industrie Transparenz über die gesamte Wertschöpfungskette.
Go with the Flow: Matrixproduktion im Fluss
Das Fraunhofer IPA und die Siemens AG in Karlsruhe betreiben das Lab »Matrixproduktion im Fluss«. Ziel ist eine umfassende Transformation der Fertigungsstruktur in eine Matrixproduktion. Im Gespräch mit »interaktiv« geben die beiden Projektverantwortlichen Einblicke in ihre bisherige Arbeit.
IT-Plattform soll Nachhaltigkeitsdaten zentral erfassen
Im Forschungsprojekt »EcoHub« entwickeln Partner aus Forschung und Industrie gemeinsam eine Plattform, die Nachhaltigkeitsdaten zentral erfassen und verarbeiten soll. Sie soll es Unternehmen leichter machen, Umweltberichte zu erstellen oder Zertifikate zu beantragen.
»Wir wollen unsere Kunden begeistern«
Es braucht Mut, Neugierde und Leidenschaft: Mit diesem Plädoyer beendete Johann Soder seinen Abschlussvortrag im Rahmen der Lernreise »Fabrik der Zukunft: Lean, Green, Digital«. Der Visionär und Macher schaut auf spannende Jahre bei SEW-EURODRIVE zurück, gewährt einen Einblick ins Unternehmen und spricht über den Wandel der Arbeits- und Produktionswelt.
Mobile Robotik als Schlüssel zur Matrixproduktion
Damit die Matrixproduktion optimal funktioniert, braucht es eine ganze Flotte mobiler Roboter. Ameisen dienen als Vorbild, um dieses dynamische Zusammenspiel möglichst effizient zu orchestrieren. Agha Ali Haider Qizilbash von der Abteilung Roboter- und Assistenzsystem gibt einen Einblick in seine Forschung.
Auftragsmanagement im Quick Check
In einem Quick Check ermitteln Hans-Hermann Wiendahl und sein Team die Stärken und Schwächen der Planungs- und Steuerungsprozesse der Auftragsabwicklung und der Lieferkette inklusive der IT-Werkzeuge. Dieser Ansatz bewertete bei der Breyer GmbH Maschinenfabrik Stärken und Schwächen in der Auftragsabwicklung und leitete ein Vorgehen ab, mit dem Breyer seine Planung...
Sägeblätter prüfen ohne sie zu zerstören
Die Qualität der Lötverbindungen von Sägeblättern lässt sich bisher nur prüfen, indem man sie zerstört. Doch nun haben Forscherinnen und Forscher vom Fraunhofer IPA zusammen mit Partnern aus Wissenschaft und Industrie eine Prüfvorrichtung entwickelt, die nicht mehr zwangsläufig Ausschuss produziert.
Neues Regelungsverfahren mit Greif- und Bahnplanung für Cobots
Typisches Einsatzszenario für die neu entwickelten Regelungsalgorithmen, in dem ein Roboter in direkter Nähe des Menschen zum Einsatz kommt. (Quelle: ARENA2036/Foto: Rainer Bez) Neues Regelungsverfahren mit Greif- und Bahnplanung für Cobots Damit die Manipulatoren eines Roboters auch in dynamischen Umfeldern ohne Ruckeln und ohne Menschen zu gefährden, eine Greifbewegung ausführen...
Ausbau einer transatlantischen Kooperation mit dem MIT
Mit seinem zweiten Forschungsaufenthalt am Massachusetts Institute of Technology (MIT) hat Simon Schumacher die transatlantische Kooperation zur Produktionsarbeit der Zukunft zwischen dem Future Work Lab und dem MIT ausgebaut. Kern seines dreimonatigen Aufenthalts im Sommer 2022 war eine gemeinsame Studie.
Energie – das Schmiermittel unserer Gesellschaft
Seit Anbeginn der Menschheit manifestiert sich jede Art von Fortschritt in der Nutzbarmachung von Energie. Als unsere Vorfahren vor gut einer Million Jahren den Gebrauch des Feuers entdeckten, war keine drei Tage später die Grillsaison erfunden. Außerdem war man damit in der Lage, Höhlen zu heizen und sich vor wilden...
Technologien für die industrielle Demontage von Batteriemodulen und E-Motoren
Elektromobilität ist im Aufwind. Umso wichtiger wird in Zukunft ein wirtschaftlicher, sicherer und nachhaltiger Umgang mit den ausgedienten elektrischen Komponenten Batterie und Antriebsstrang. Daran arbeitet das Fraunhofer IPA mit zwölf Verbundpartnern im Forschungsprojekt »DeMoBat«.
»Forschen heißt die Zukunft gestalten«
Die vergangenen zwei Jahrzehnte beschreibt Hans Georg Hagleitner als erfüllt mit Freude und Spaß – Attribute, die in einem hart umkämpften Wettbewerbsumfeld nicht selbstverständlich sind. Attribute, die er auch an die Nachfolgegeneration weitergibt, die bereits heute aktiv die neue digitale Welt mitgestaltet.
Qualifizierung des Prüflabors der Lackchemischen Anwendungstechnik für die WEB
Das Prüflabor der Abteilung Beschichtungssystem- und Lackiertechnik am Fraunhofer IPA ist im Rahmen der Werkstofflichen Erstbemusterung (WEB) von Mercedes-Benz für die Durchführung von Prüfdienstleistungen qualifiziert. Lieferanten können es nun also mit der werkstofflichen Erstbemusterung beauftragen.
Roboter für die Wischdesinfektion von Oberflächen
Der am Fraunhofer IPA entwickelte Desinfektionsroboter »DeKonBot 2« kann nach einmaligem Einlernen autonom durch ein Gebäude fahren. Türklinken, Lichtschalter oder künftig auch Griffleisten erkennt er, befreit diese mit seinem Bürstensystem von grobem Schmutz und bringt Desinfektionsmittel auf.
Machbarkeitsanalyse zu Werkstoffen für das High Speed Sintering
Fachleute vom Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA, von der Universität Bayreuth und der voxeljet AG haben Machbarkeitsanalysen zu weiteren Werkstoffen für das additive Fertigungsverfahren »High Speed Sintering« (HSS) durchgeführt.
KI unter Kontrolle
Produkte, die Künstliche Intelligenz (KI) nutzen, sollen gesetzeskonform entwickelt werden und nachvollziehbare Ergebnisse liefern. Ein Audit des Fraunhofer IPA hat nun einem Produkt der Firma Experian – dem »Fraud Miner« als Teil einer Betrugspräventionslösung – diese Eigenschaften bestätigt.
Die Materialbereitstellung kostenoptimal und adaptiv planen
In der Matrixproduktion muss das Material zuverlässig und kostengünstig genau dort ankommen, wo es benötigt wird. Doch wie ist das bei der hohen Dynamik und den Freiheitsgraden möglich? Um diesen Herausforderungen zu begegnen, wird ein Planungsvorgehen mit der Integration einer Simulation und eines Auswahl-Algorithmus entwickelt.
Vorgestellt! Ein Tag mit… Dennis Bauer
Privat erklimmt er Alpengipfel und beruflich untersucht er, wie die deutsche Industrie mittels künstlicher Intelligenz energieeffizienter und energieflexibler werden kann: Dennis Bauer leitet am Fraunhofer IPA die Gruppe Energieflexible Produktion & Energiedatenanalyse. »interaktiv« hat den Forscher einen Tag lang begleitet.
Lean in der Informationsversorgung
Um Verschwendung zu vermeiden, muss die richtige Information zur richtigen Zeit in der richtigen Form am richtigen Ort vorliegen. Ein Forschungsteam um Silke Hartleif vom Fraunhofer IPA hat nun eine Methode entwickelt, mit der sich eine derart schlanke Informationslogistik verwirklichen lässt.
Leben und forschen in Budapest
Christian Fries von der Abteilung Fabrikplanung und Produktionsmanagement am Fraunhofer IPA lebt und arbeitet derzeit in Budapest. Er unterstützt dort beim Aufbau der EPIC InnoLabs GmbH, die nach dem Vorbild der Fraunhofer-Gesellschaft angewandte Forschung betreiben soll. Nun, gegen Ende seines Aufenthalts, schildert Fries seine Eindrücke.
Neue Perlglanzeffekte für Automobildecklacke
Effektfarben werden bisher durch die Pigmentierung der Basislackschicht realisiert. Bei gut deckenden Basislacken ist allerdings nur ein Bruchteil der Effektpigmente sichtbar. Nun ist am Fraunhofer IPA eine spezielle Oberflächenmodifizierung entwickelt worden, die auch für die Stratifizierung von Pigmenten angewandt wird.
Grünen Wasserstoff durch PEM-Wasserelektrolyse produzieren
Die Protonenaustauschmembranelektrolyse (PEM) zur Wasserstoffproduktion hat einen großen Nachteil: Die Anoden sind mit Iridium beschichtet – einem der seltensten Elemente überhaupt. Das Fraunhofer IPA arbeitet deshalb an galvanischen Abscheidungsverfahren zur Erzeugung von Schichten mit möglichst geringem Iridiumgehalt.
EXOWORKATHLON auf dem Elbcampus
In der Nähe des Bahnhofs Hamburg-Harburg liegt der Elbcampus, das Bildungs- und Kompetenzzentrum der Handwerkskammer Hamburg. Zum Campus gehört auch die Schweißtechnische Lehr- und Versuchsanstalt Nord (SLV Nord). Hier findet kommende Woche zum vierten Mal der sogenannte EXOWORKATHLON statt.
Mit Wasserstoff zur Energiewende
Ohne Wasserstoff ist die Energiewende nicht zu schaffen. Um den Energieträger in der Industrie effizient und branchenübergreifend nutzbar zu machen, läuft am Fraunhofer IPA eine Vielzahl an Forschungsprojekten. Ein Überblick.
»Um wettbewerbsfähig zu bleiben, muss man Strukturen anpassen«
Agile Supply Chain: Ist die Vision aus den 1990er Jahren bereits gelebte Realität? Wo stehen wir heute, wohin geht die Reise zukünftig? »interaktiv« begibt sich mit zwei Experten auf Spurensuche.
Alte Industrieanlagen in cyberphysische Systeme verwandeln
Die Toolbox »Digitalisierungsbaukasten« zeigt, wie kleine und mittelständische Unternehmen (KMU) schnell und kostengünstig in die Digitalisierung ihrer Maschinen und Arbeitsprozesse einsteigen können, um die eigene Produktion effizienter zu machen.
Qualitätsprognose durch virtuellen Zusammenbau
Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler am Fraunhofer IPA entwickeln Algorithmen für den virtuellen Zusammenbau, die auf geometrischen Messdaten von realen Bauteilen basieren. Unternehmen aus der Konstruktions-, Fertigungs-, Fertigungsmesstechnik und Messdienstleistung begleiten das Forschungsprojekt.
Fertigungsrelevante Informationen in 2D-Zeichnungen automatisch erkennen und verarbeiten
Bauteile werden bis heute meist auf der Grundlage von 2D-Zeichnungen gefertigt. Sie enthalten neben der reinen Geometrie viele Zusatzinformationen, die für die Fertigung benötigt werden. Zum automatischen Auslesen dieser Informationen hat das Fraunhofer IPA nun einen neuen Demonstrator entwickelt.
Künstliche Intelligenz optimiert End-of-Line-Prozesse
Die Qualitätssicherung und das Verpacken von Bauteilen am Ende der Produktion sind bisher ein aufwendiger, manueller Prozess. Die gemeinsamen Arbeiten vom Fraunhofer IPA und der Witzenmann GmbH aus Pforzheim zeigen, wie künstliche Intelligenz (KI) diese Arbeitsschritte automatisieren kann.
Gleichstrom als Enabler der Energieflexibilisierung
Fabriken sollten künftig mit Gleichstrom betrieben werden. Forschungen am Fraunhofer IPA zeigen nämlich, dass das bis zu zehn Prozent der elektrischen Energie einspart, die Stabilität im Netz steigert und die Energieflexibilität erhöht.
Aufbau eines hybriden Energiespeichers im Labormaßstab
Am Institut für Energieeffizienz in der Produktion (EEP) der Universität Stuttgart, einem Schwesterinstitut des Fraunhofer IPA, haben Forscherinnen und Forscher einen hybriden Energiespeicher aufgebaut. Er kann thermische, mechanische und elektrische Energie speichern und erhöht so die Energieflexibilität der Industrie.
Energie für die Fabrik der Zukunft
Im Bereich Ressourceneffiziente Produktion am Fraunhofer IPA betrachten Forscherinnen und Forscher um Professor Alexander Sauer Fabriken ganzheitlich und verbessern sie hinsichtlich ihrer Umweltwirkung sowie ihres Zusammenspiels mit dem zukünftigen Energiesystem. Übergeordneter Ansatz ist dabei die Ultraeffizienzfabrik.
Ergonomie und Produktivität in der Kühlschrank-Montage
Mit Kameras, Sensoren und intelligenten Algorithmen haben Forscherinnen und Forscher vom Fraunhofer IPA die Montage bei der Liebherr-Hausgeräte Ochsenhausen GmbH unter die Lupe genommen. Ihr Auftrag: aufdecken, wo die Prozesse optimiert und die Arbeitsplätze ergonomischer gestaltet werden können.
Autonome Auftragssteuerung mit Reinforcement Learning
Kundenaufträge so steuern, dass auf Umweltänderungen in Echtzeit reagiert werden kann und gleichzeitig logistische Zielgrößen wie Produktionskosten, Durchlaufzeit oder Termintreue optimiert werden. Dies ist die Zielsetzung, die ein Team am Fraunhofer IPA mit Methoden der Künstlichen Intelligenz erreichen möchte.
»Die Produktion mit der Stromerzeugung synchronisieren«
Alexander Sauer leitet das Fraunhofer IPA und das Institut für Energieeffizienz in der Produktion (EEP) der Universität Stuttgart. »interaktiv« sprach mit ihm über seinen Verantwortungsbereich »Ressourceneffiziente Produktion« und über das Thema Energieflexibilität, das im Kopernikus-Projekt »SynErgie« vorantreiben wird.
Maschinelles Lernen ermöglicht matrixfähige Kommissionierzelle
Bisher ist es sehr aufwendig, die Produktionslinie umzustellen, wenn ein neues Teil produziert werden soll. Die Matrixproduktion ermöglicht mehr Flexibilität. Das Fraunhofer IPA zeigt an einem Demonstrator, wie sich die Vereinzelung, Zuführung und Kommissionierung von Bauteilen matrixfähig umsetzen lässt.
Druckluft energieflexibel erzeugen
Bivalent erzeugte Druckluft reduziert Energiekosten und erhöht die Energieeffizienz der Anlagen. Bivalent bedeutet, dass der Verdichter mit zwei unterschiedlichen Energieträgern betrieben werden kann, nämlich mit dem, der gerade besser geeignet und günstiger ist. Das Fraunhofer IPA und die Universität Stuttgart haben einen Prototyp entwickelt.
Vorgestellt! Ein Tag mit… Markus Böhm
Seine Karriere als Fabrikplaner startete er vor fast zehn Jahren in Island. Heute entwickelt Markus Böhm am Fraunhofer IPA die Wertstromanalyse weiter und überträgt sie ins digitale Zeitalter. »interaktiv« hat den Forscher einen Tag lang begleitet und stellt ihn und seine Arbeit vor.
Prozessablauf zur Rekonfiguration von Matrix-Produktionssystemen
Matrix-Produktionssysteme bieten die Möglichkeit der Rekonfiguration. Diese kann genutzt werden, um die Flexibilität der Produktion bedarfsgerecht an vorgegebene Zielsetzungen und Anforderungen anzupassen. Doch wie können Rekonfigurationen im operativen Betrieb des Produktionssystems ermittelt und durchgeführt werden?
Selbstlernende Roboter – die matrixfähige Montagezelle
Personalisierte und auf die Kundenwünsche zugeschnittene Produkte, wie Kleidung, Handyhüllen oder Autos gehören heute längst zum Standard. Dieser Wunsch nach Individualität erfordert lernfähige Roboter in der Produktion, die sich ihre wechselnden Aufgaben selbst beibringen. Arik Lämmle erklärt, wie das funktioniert.
Fachkräfte im Qualitätsmanagement kooperieren mit Künstlicher Intelligenz
In einem gemeinsamen Projekt haben Mitarbeiter von Bosch Rexroth und dem Fraunhofer IPA ein KI-System entwickelt, welches das bisher aufwendige Erfassen und Analysieren von Reklamationsdaten automatisiert.
Vorgestellt! Ein Tag mit… Yağmur Damla Dokur
Im Zentrum für Biointelligente Produktion bilanziert Yağmur Damla Dokur den CO2-Fußabdruck von Produkten, spürt vermeidbare Emissionen im gesamten Produktlebenszyklus auf und sucht nach Wegen, wie sich Wasserstoff aus biologischen Quellen gewinnen lässt. Dass sie privat fürs Auto brennt, ist dabei kein Widerspruch, sondern ihr Antrieb.
Neuartiger Hybridprozess bringt hochbelastbare Leichtbaubauteile hervor
Für die wirtschaftliche Fertigung von hochbelastbaren Leichtbau-Bauteilen haben die Projektgruppe Prozessinnovation des Fraunhofer IPA, die Universität Bayreuth und die acad group GmbH einen zum Patent angemeldeten Hybridprozess entwickelt, der die Vorteile der additiven Fertigung und des Spritzgusses kombiniert.
Bivalente Öfen für energieintensive Prozesse
Energie sollte man am besten dann nutzen, wenn sie billig ist. Was aber, wenn der Fertigungsprozess nicht unterbrochen werden soll? Die Lösung sind bivalente Maschinen, zum Beispiel Öfen. Sie können nicht nur unterschiedliche Energieformen nutzen, sondern auch Schwankungen im Netz ausgleichen.
Automatisierungspotenzialen auf der Spur
Viele Unternehmen würden gerne mehr automatisieren und Roboter einsetzen. An welchen Stellen dies technisch und wirtschaftlich sinnvoll ist, ermittelt die »Automatisierungs-Potenzialanalyse« (APA). Eine neue Variante ist nun auch standortübergreifend einsetzbar.
Fabrikplanung virtuell erlebbar machen
Wie wäre es, die Pläne eines neuen Fabriklayouts nicht nur am PC zu begutachten, sondern mittendrin zu stehen und Änderungen live zu sehen? Mit »HoloLayouts« steht jetzt eine intuitiv bedienbare Anwendung zur Verfügung, mit der Layouts schnell und effektiv in Mixed Reality entwickelt und validiert werden können. Auch die Zusammenarbeit...
Automatisierte Prozesskontrolle in der Matrix
Um manuelle Montageprozesse in die komplexe Matrixproduktion zu integrieren, werden Systeme benötigt, die automatisiert den Zustand des Prozesses erkennen und an die Steuerung der Matrix zurückgeben können. Damit können abhängige Produktionsschritte in anderen Matrixzellen der aktuellen Situation angepasst werden.
Säulen mehrlagig schweißen leichtgemacht
Auf Baustellen ist das Mehrlagenschweißen eine schwere, monotone Aufgabe. Für die schweißtreibende Arbeit stehen immer weniger Fachkräfte zur Verfügung. Deshalb hat das Fraunhofer IPA nun einen Roboter-Prototyp entwickelt, der strukturelle Säulen automatisch zusammenschweißt.
Kein Fehler in der Matrix
Eine Serie von zehn Beiträgen wird sich in den kommenden Monaten der Matrixproduktion widmen. Daniel Ranke stellt dieses flexible, wettbewerbsfähige Produktionssystem, das Resilienz und Wandlungsfähigkeit erhöht, im Folgenden vor und zeigt, wie es helfen kann die Produktivität zu steigern.
Zuverlässige Durchlaufzeitprognose in der Matrix
Durch lose Kopplung von konfigurierbaren Prozessmodulen ermöglicht die Matrixproduktion eine taktzeitunabhängige Fertigung bei gleichmäßig hoher Auslastung. Zudem kann sie mit Produktvariantenvielfalt und schwankenden Auftragsvolumen umgehen. Doch die Vorhersage der Durchlaufzeit von Aufträgen wird schwieriger.
Mit autonomen Robotern die Stromkosten senken
Ein Forschungsteam am Fraunhofer IPA entwickelt einen Software-Service zur effizienten Energienutzung in der Produktion. Eine zentrale Rolle spielen dabei die Batterien von Robotern. Mit ihnen lassen sich Verbrauchs-Peaks abpuffern. Eine erste Anwendung für die Energiesynchronisationsplattform der Zukunft.
Aerosolen auf der Spur
Wie verbreiten sich infektiöse Aerosole in Supermärkten, Flugzeugen und anderen Innenräumen, in denen viele Menschen aufeinandertreffen? Dies untersuchen Forscher-innen und Forscher aus 15 Fraunhofer-Instituten sowie -Einrichtungen im Projekt »AVATOR«.
Transferzentrum 5G4KMU
Um zu erforschen, welche neuen Produkte, Anwendungen und Geschäftsmodelle 5G ermöglicht, sind 5G-Campusnetze in Stuttgart, Mannheim, Reutlingen, Freudenstadt und Karlsruhe eingerichtet worden. Die Zusammenarbeit mit diesem Transferzentrum 5G4KMU ist in geförderten Projekten, sogenannten Quick Checks und Exploring Projects, möglich.
»High Mix Low Volume«-Produktionen wirtschaftlich automatisieren
Seit ein paar Jahren verfolgt das Fraunhofer IPA das Ziel einer »Automatisierung der Automatisierung«. Softwarelösungen und neue Konzepte sollen – unterstützt durch maschinelle Lernverfahren – helfen, Anwendungen im Produktionsumfeld schneller, flexibler und autonomer einrichten und umrüsten zu können.
Nicht zögern, sondern machen!
Wem bewusst wird, dass ein Flug von Frankfurt nach New York so viele Emissionen erzeugt wie einer Person in einem ganzen Jahr zur Verfügung steht, versteht, dass klimaschädliches Verhalten seinen Preis hat. Ein Preis, der in Zukunft noch steigen wird. Gerade deshalb ist schnelles Handeln so wichtig.
Make Science Great Again!
Seit dem Ausbruch der Corona-Pandemie sind die Naturwissenschaften in aller Munde. Selbst Menschen, die stolz zugeben, Mathe und Physik in der 7. Klasse abgewählt zu haben, fachsimpeln plötzlich über Exponentialfunktionen und die Höhe der wöchentlichen Inzidenzwerte.
Zuverlässige KI: Künstliche neuronale Netze absichern
Künstliche Intelligenz (KI) bietet im Produktionsumfeld viele Mehrwerte – vorausgesetzt, die verwendeten Methoden sind sicher, verlässlich und transparent. Am Fraunhofer IPA arbeiten Forscher daran, dass KI-basierte Technologien diese Kriterien erfüllen. Mit zuverlässiger KI handeln Unternehmen rechtssicher und gewinnen das Vertrauen der Anwender in die Technologie.