Fraunhofer IPK Jahresbericht 2015/2016 by Fraunhofer IPK

INSTITUT PRODUKTIONSANLAGEN UND KONSTRUKTIONSTECHNIK

INSTITUT W E R K Z E U G M A S C H I N E N U N D FA B R I K B E T R I E B T E C H N I S C H E U N I V E R S I TÄT B E R L I N

AUS UNSERER FORSCHUNG

2016 produktionstechnisches zentrum berlin

Inhalt 3 Vorwort

Geschäftsfelder 4 Unternehmensmanagement 10

Virtuelle Produktentstehung

16 Produktionssysteme 22

Füge- und Beschichtungstechnik

26 Automatisierungstechnik 32 Qualitätsmanagement 36 Medizintechnik

40 Ereignisse 47 Mehr Können 48 PTZ auf einen Blick 51 Impressum

mehr Informationen erhalten Weiterführende Links zu unseren Artikeln erhalten Sie in der digitalen Version dieses Jahresberichts. Um diesen abzurufen, laden Sie sich bitte auf Ihr mobiles Endgerät eine App zum Scannen von QR-Codes herunter. Über den Code auf dieser Seite gelangen Sie direkt zu unserem Jahresbericht. Dort stehen ihnen auch sämtliche Artikel als PDF zum Download zur Verfügung. Alternativ können Sie auch diesen Shortlink benutzen: http://s.fhg.de/ipk-jb15

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www

Vorwort Kein anderes Thema hat uns im letzten Jahr so

muss dann nicht mehr zentral organisiert und vor-

beschäftigt wie »Industrie 4.0«. Erstmals auf der

geplant werden – Mitarbeiter auf allen Ebenen im

Hannover Messe 2011 als Vision formuliert, hat

Betrieb können größere Verantwortung für die

jetzt die technologische Umsetzung der intelligent

Steuerung des Produktionsablaufs übernehmen,

vernetzten Produktion begonnen. Der Erfolg der

intelligente Technologien unterstützen sie dabei.

deutschen Industrie hängt nun stark davon ab, wie schnell einzelne Lösungen realisiert und pro-

Wir arbeiten daran, diese Vision so umzusetzen,

duktiv eingesetzt werden. Wie wir, das Institut

dass sie für Produktionsbetriebe jeder Größe öko-

für Werkzeugmaschinen und Fabrikbetrieb IWF

nomisch interessant ist. Aus diesem Grund intensi-

und das Fraunhofer-Institut für Produktionsanla-

vieren wir auch 2016 den Austausch zum Thema

gen und Konstruktionstechnik IPK, unsere Kun-

in unserem neuen Anwendungszentrum »Digital

den dabei unterstützen, erfahren Sie in unserem

Integrierte Produktion«. Unser Ziel dabei ist es,

Forschungsbericht.

neue Entwicklungskooperationen anzustoßen, die Industrie 4.0 wirtschaftlich auf den Hallenboden

Wir begreifen Industrie 4.0 als große Chance,

bringen – insbesondere auch in kleinen und mitt-

Produktion durch den Einsatz modernster Infor-

leren Betrieben. Wir bieten Ihnen in zahlreichen

mationstechnologien flexibler und effektiver zu

Veranstaltungen die Gelegenheit, sich über unsere

gestalten und damit individuelle Kundenwün-

FuE-Projekte und -Angebote zu informieren und

sche kostengünstig umzusetzen. In unserer Fab-

laden Sie herzlich ein, gemeinsam mit uns an der

rik der Zukunft kommunizieren und kooperieren

Gestaltung der Fabrik der Zukunft mitzuwirken.

Maschinen miteinander sowie mit Werkstücken und Produktionsmitarbeitern. Informationen zum Auftragsstatus und zu Maschinenzuständen werden jederzeit und überall verfügbar. All dies trägt

Prof. Dr. h. c. Dr.-Ing. Eckart Uhlmann

dazu bei, Produktionsprozesse zu optimieren und

Institutsleiter Fraunhofer IPK

Arbeitsabläufe flexibel zu gestalten. Produktion

Geschäftsführender Direktor IWF TU Berlin

Unternehmensmanagement Crowd Production – Dezentral, flexibel und vernetzt Ein wichtiger Faktor zur Erhöhung der Attraktivität der neuen Bundesländer als Wirtschaftsstandort liegt im Ausbau der zu geringen Systemlieferantendichte. Ein Ansatzpunkt zur Erreichung dieses Zieles sowie der nachhaltigen Erhöhung der industriellen Wertschöpfung vor Ort ist das Konzept der flexiblen, dezentralen und vernetzten Produktion, genannt »Crowd Production«. Das gleichnamige Innovationsforum wurde, unterstützt durch das BMBF, Anfang 2015 gestartet. Der Fokus liegt auf Machbarkeitsstudien zur Umsetzung geeigneter Produktionstechnologien und Wirtschaftsmodelle. Hierzu wird beispielsweise im Rahmen einer partizipativen Zukunftswerkstatt in Bischofswerda ein Veränderungsprozess herbeigeführt, der darauf abzielt, die Innovationsfähigkeit sowohl in der Wirtschaft als auch in der Stadtgesellschaft herzustellen. Die ausgearbeiteten Ziele und Anforderungen wiederum fließen direkt in die Entwicklung neuer Prozess- und Organisationsansätze ein, um unternehmensübergreifende Wertschöpfungsketten von der Produktidee bis zur Lieferfähigkeit flexibel und schnell gestalten zu können. Ansprechpartner Dr.-Ing. Thomas Knothe Tel. +49 30 39006-195 thomas.knothe@ipk.fraunhofer.de

Unternehmensmanagement

CROWD PRODUCTION

Jump 4.0

Industry Cockpit – Durchblick von Management bis produktion Kundenindividuelle Fertigung beschränkt sich nicht mehr nur auf die Realisierung spezieller Produktfeatures oder die Anfertigung von Einzelstücken. Immer häufiger machen Kundenwünsche es erforderlich, Unternehmensprozesse kundenindividuell anzupassen, von administrativen Abläufen wie Freigabeprozessen über zusätzliche Prüfprozesse oder Zertifikate bis hin zu

Industrie 4.0 stellt den deutschen Mittelstand vor

individuellen Liefer-, Abnahme- und Verrechnungsmodalitäten. Das Ganze

große Herausforderungen. Neben hohen Inves-

in Verbindung mit einem Produkt, das das Unternehmen so vielleicht nur

titionen zur digitalen Vernetzung bestehender

ein einziges Mal fertigt. Durch das im Rahmen des Projekts MetamoFAB

Maschinen müssen auch Mitarbeiter in vernetzte

entwickelte modellbasierte Industry Cockpit aus dem Geschäftsfeld Unter-

Prozesse eingebunden werden. Die Initiative

nehmensmanagement lässt sich ein flexibles Prozessnetz zuverlässig überwa-

»Industrie 4.0 – Forschung auf den betrieblichen

chen und steuern. Es liefert jederzeit eine exakte Übersicht über die Gesamt-

Hallenboden« des Bundesministeriums für Bil-

situation des Betriebs. Nehmen die beteiligten Akteure Veränderungen an

dung und Forschung soll aufzeigen, wie Indust-

den Prozessen vor, die ihrer Verantwortung unterliegen, passt das Cockpit

rie 4.0-Lösungen gemeinsam mit dem Mittelstand

alle weiteren davon beeinflussten Cockpit Views automatisiert an. Auf der

umgesetzt werden können. Aus über 100 Einrei-

Hannover Messe 2015 präsentierte das Fraunhofer IPK zusammen mit dem

chungen wurde »JUMP 4.0« als eines von zwölf

MES Hersteller Pickert & Partner eine durchgängige Engineering-Kette von

Projekten zur Forschungsförderung ausgewählt.

der Robotersteuerung bis zur modellbasierten Cockpitanpassung. Auf der

Ziel von »JUMP 4.0« ist es, die Hürden bei der

kommenden HMI 2016 wird mit Hilfe des Cockpits ein hochflexibler Zwei-

Umstellung auf Industrie 4.0 speziell für den Mit-

armroboter in einem dynamischen Prozessnetz eingebunden. Damit wird

telstand auf ein Minimum zu senken. Am Fraunho-

Besuchern und Kunden veranschaulicht, wie durchgängig das gesamte Pro-

fer IPK wird dafür ein interaktives Prozessmanage-

zessnetzwerk im Unternehmen zusammenspielen kann.

mentsystem entwickelt. Um das Erfahrungswissen der Meisterinnen und Meister von Anfang an in

Ansprechpartnerin

den Produktionsprozess einfließen zu lassen, wer-

Nicole Oertwig

den Kompetenzen vom Top Floor auf den Shop

Tel. +49 30 39006-176

Floor verlagert. Mit Hilfe des Prozessmanagement-

nicole.oertwig@ipk.fraunhofer.de

systems werden die Mitarbeiter in die Lage versetzt, Kundenanfragen zeitnah auf ihre Machbarkeit zu überprüfen, einzuplanen und vernetzt zu bearbeiten. Ansprechpartner Patrick Gering Tel. +49 30 39006-167 patrick.gering@ipk.fraunhofer.de 5

Wissensmanagement in der Produktion von BASF Die bewusste Einbindung von erfolgskritischen Wissensanteilen in Einarbeitungs- und Wissenstransferprozesse ist ein wichtiger Schritt zur Wissenssicherung in großen Unternehmen und Konzernen, vor allem im Hinblick auf den demografischen Wandel. Das Chemieunternehmen BASF hat dafür eigens ein Projekt zum Wissensmanagement in der Produktion aufgesetzt. Mit Unterstützung des Fraunhofer IPK wurde ein pragmatisches Verfahren entwickelt, mit dessen Hilfe kritische Wissensträger in Produktionsstätten der BASF identifiziert und strukturiert interviewt werden. Basierend auf dem Leitfaden »Wissen erfolgreich bewahren« des Fraunhofer IPK wurde ein an die Bedürfnisse der BASF spezifisch angepasster Interviewleitfaden ausgearbeitet. Dieser ermöglicht es, erfolgskritische Wissensbestandteile bei zentralen Wissensträgern mit relativ geringem Aufwand zu erfassen und für eine strukturierte Übergabe an weitere Personen oder die Betriebsdokumentation zu überführen. Das Fraunhofer IPK brachte umfangreiche Erfahrungen zur Wissenssicherung aus anderen Projekten verschiedener Branchen ein, die BASF bei der Ausarbeitung von Instrumenten zur eigenen DemografieBerichterstattung, der internen Dokumentation in den Produktionsstätten und einem wissensorientierten Personalmanagement nutzen konnte. Ansprechpartner Sven Wuscher Tel. +49 30 39006-303 sven.wuscher@ipk.fraunhofer.de

Unternehmensmanagement

Der geplante Forschungspark mit fünf Forschungsinstituten im Zentrum

Forschungspark für die American University im Emirat Sharjah Das Fraunhofer IPK unterstützt die American Uni-

Durch die direkte Anbindung des Forschungsparks

versity in Sharjah (AUS) bei der strategischen Pla-

an die American University wird die enge Verzah-

nung und Implementierung eines Forschungsparks.

nung von grundlagen- und anwendungsorientier-

Die bislang eher grundlagenforschungsorientierte

ter Forschung sichergestellt. Darüber hinaus soll

Universität wurde 1997 von seiner königlichen

der Forschungspark eine lebende Landschaft mit

Hoheit Scheich Dr. Sultan Bin Mohammad Al Qas-

Wohn- und Einkaufsmöglichkeiten, Schulen, Ver-

simi gegründet und hat heute rund 6 000 Studie-

anstaltungszentrum, Museum, Ausstellungsfläche,

rende. Ziel der AUS ist es jetzt, eine herausragende

Hotel sowie kulturellen und spirituellen Rückzugs-

Position in ausgewählten anwendungsorientier-

möglichkeiten werden. Diese Bausteine wurden in

ten Forschungsgebieten in der Golf-Region zu

der Planung berücksichtigt und in die nachhaltige

erlangen und so das nationale Innovationssystem

Finanzierungsplanung eingebunden.

zu stärken. Als Partner hat das Fraunhofer IPK dafür in

Ansprechpartner

einem sechsmonatigen Projekt einen Business Plan

Jan-Patrick Cap

für die Entwicklung des »Research, Technology

Tel. +49 30 39006-304

and Innovation Park« erstellt. Vorab wurde der

jan-patrick.cap@ipk.fraunhofer.de

Bedarf an angewandten Forschungsdienstleistungen in der Region durch detaillierte Marktanalysen und Workshops mit lokalen Experten untersucht. Dabei wurden fünf Themenfelder identifiziert, denen sich zukünftig fünf Forschungsinstitute widmen werden: –– Produktion, Konstruktionstechnik und Architektur –– Wasser –– Energie –– Transport und Logistik –– Digitalisierung

Evaluationsworkshop in Salvador, Brasilien

Neues Evaluationssystem für Innovationsnetzwerke Seit 2012 unterstützt das Fraunhofer IPK den Nationalen Dienst für industrielle Ausbildung (SENAI) beim landesweiten Aufbau eines Innovationsnetzwerks aus 26 angewandten Forschungs instituten in Brasilien. Basierend auf der aktuellen Innovationsinitiative »Plano Brasil Maior« der brasilianischen Regierung zielt das Projekt darauf ab, die brasilianische Industrie im internationalen Wettbewerb zu stärken. Durch die Anwendung projektspezifischer Methoden zur strategischen Planung und Implementierung sowie durch die Einbeziehung ausgewählter Technologieexperten der Fraunhofer-Gesellschaft konnten bereits 15 Forschungsinstitute den Betrieb aufnehmen. Zudem kommt nun ein neuartiges Evaluationssystem zum Einsatz, das die Entwicklung eines angewandten Forschungsinstituts von der Planung über die Implementierung bis zum regulären Betrieb ganzheitlich erfasst und nachhaltig managt. Neben der Evaluierung des Geschäftserfolgs und des Kundennutzens überwacht das Evaluationssystem zudem den effizienten Einsatz notwendiger Ressourcen zur Ausführung der Kerngeschäftsprozesse sowie die Integration der Forschungsinstitute innerhalb des Innovationsnetzwerks. Ansprechpartner Oliver Riebartsch Tel. +49 30 39006-262 oliver.riebartsch@ipk.fraunhofer.de

Unternehmensmanagement

Bild muss noch gemacht werden!

Gut gemischt: Oliver Riebartsch Ob Länder, Projekte oder Hobbies – Oliver Riebartsch beweist auf allen Gebieten Vielfältigkeit. Seit 2011 ist er wissenschaftlicher Mitarbeiter im Bereich Unternehmensmanagement und arbeitet sowohl in Benchmarking-Projekten als auch im Bereich der strategischen Planung und Evaluation von Innovationssystemen. Besonders aktiv ist er im Aufbau eines landesweiten Innovationsnetzwerkes in Brasilien (Bericht links). Zum gleichen Thema schreibt er derzeit seine Doktorarbeit, die er plant dieses Jahr abzuschließen. Die nächsten wichtigen Projekte warten auch schon: Aktuell arbeiten Riebartsch und seine Kollegen daran, bestehende Benchmarking-Tools mit Hilfe moderner Business-Intelligence-Lösungen effizienter und nachhaltiger zu gestalten. Praxispartner sind dabei kleine und mittelständische Unternehmen in Deutschland, aber auch in aufstrebenden Volkswirtschaften wie beispielsweise China. Gerade das schätzt er an seinen Aufgaben am Fraunhofer IPK: »Das eigenverantwortliche Arbeiten an teilweise höchst unterschiedlichen Projekten im internationalen Kontext – das ist einzigartig. Auch wenn es dafür manchmal notwendig ist, ins kalte Wasser zu springen, hat es mich sehr positiv geprägt«. Den Sprung ins kalte Wasser wagt er auch in seiner Freizeit: »Da ich gerne Laufen und Schwimmen gehe, habe ich mich von einem brasilianischen Kollegen dazu inspirieren lassen, demnächst an einem Triathlon teilzunehmen«. Wenn dann noch Zeit bleibt, spielt Oliver Riebartsch gerne Texas Hold’em, wo er sich nicht auf gut gemischte Karten verlässt, sondern – wie in seiner Forschung – auf eine gute Strategie setzt.

Virtuelle Produktentstehung Digital Cube test center Am 10. Dezember 2015 wurde mit dem Digital Cube Test Center (DCTC) eine komplett immersive Entwicklungsumgebung im Labor für Maschinensysteme der TU Berlin eröffnet. Das DCTC entstand in Kooperation von IWF und Fraunhofer IPK und wird für verschiedene Anwendungsszenarien innerhalb der Produkt- und Prozessentwicklung eingesetzt. Getreu dem Motto »Sense Your Model« erleben Kunden hier durch eine gelungene Kombination optischer, akustischer und kinästhetischer Reize die Eigenschaften ihrer Produkte, noch bevor sie in Serie gehen. Sie können ihre Produktmodelle in einer 360°-Visualisierung betrachten und in 3D mit Head Tracking immersiv betrachten. Im Functional Drive Simulator, einer Kombination aus einem Hexapod mit sechs Freiheitsgraden und einer zweiachsigen Motion-Plattform, können Anwender außerdem die Fahreigenschaften von Fahrzeugmodellen direkt erproben. Die Anbindung von weiteren physischen Bedienelementen, z. B. Teilen des Cockpits, sowie Force-Feedback-Interaktionsgeräten wie einer Tür oder Heckklappe ermöglichen dabei eine intuitive Interaktion mit dem hybriden Fahrzeugprototyp. Zukünftig ist geplant, weitere Prototypen im DCTC zur Verfügung zu stellen, um eine größere Palette an Produkten erlebbar absichern zu können. Ansprechpartner Maik Auricht Tel. +49 30 39006-111 maik.auricht@ipk.fraunhofer.de

Virtuelle Produktentstehung

Entwicklung eines digitalen Menschmodells zur Absicherung von Montageanlagen (© Fraunhofer-Chalmers Research Center for Industrial Mathematics FCC)

für Bessere ergonomie und mehr komfort

Produkt und dienstleistung aus einer hand Produzierende Unternehmen müssen immer mehr der Kundennachfrage

Obwohl Simulationstechnologien in nahezu allen

nach ganzheitlichen Lösungen nachkommen. Die Ergänzung ihrer Produkte

Industriebereichen erfolgreich eingesetzt wer-

durch produktbegleitende Dienstleistungen, also die Entwicklung sogenann-

den, ist die realitätsnahe Simulation menschlicher

ter hybrider Leistungsbündel (HLB), stellt für viele Hersteller eine überaus

Bewegungen nach wie vor eine große Herausfor-

komplexe und anspruchsvolle Aufgabe dar. Da konventionelle Methoden

derung. Warum ein Mensch sich in bestimmten

der Produktentwicklung diese Aspekte nicht hinreichend berücksichtigen,

Situationen genau so und nicht anders bewegt

besteht ein Bedarf an neuen Methoden und Werkzeugen, die die Beson-

und welche Belastungen dabei auf den Bewe-

derheiten der HLB-Entwicklung mit einbeziehen. Im Transferprojekt »HLB-

gungsapparat einwirken, ist eine noch offene

Systementwurf und prozessbasiertes Projektmanagement in der Entwick-

Forschungsfrage, die im Projekt »Ergo-dynamic

lung – Transfer in die produzierende Kran-Industrie« werden noch bis Ende

Moving MAnikin with Cognitve Control«, kurz

April 2016 die am Fraunhofer IPK erarbeiteten und empirisch abgesicherten

EMMA-CC beantwortet werden soll. Die in

HLB-Entwicklungsmethoden exemplarisch angewendet und evaluiert. Dazu

EMMA-CC gemeinsam von sechs Fraunhofer-Ins-

werden beim Transferpartner Terex MHPS das generische Vorgehensmodell,

tituten entwickelten Methoden und Softwaretools

konzeptionelle Methoden zur Ideen- und Anforderungsgenerierung sowie

sollen vor allem im Automobilbau und der Medi-

ein prozessbasiertes Projektmanagement eingesetzt. Ziel ist die effektive

zintechnik eingesetzt werden. Dafür wird ein digi-

und effiziente Entwicklung eines vorwettbewerbliches HLB, die Operatio-

tales Menschmodell zur Absicherung von Mon-

nalisierung der HLB-Entwicklungsmethodik bei dem Industriepartner sowie

tagearbeitsplätzen und zur Komfortabsicherung

die Entwicklung von Richtlinien und Bedarfen für die industrielle Verbreitung

von Orthesen und Prothesen erstellt. Aufgabe

der HLB-Theorie und ihrer Implementierung in der Hochschullehre.

des Fraunhofer IPK im Projekt ist es, die Usability der dafür erforderlichen Software zu verbessern.

Ansprechpartner

Dafür wird ein kognitives Modell erarbeitet, das

Konrad Exner

dem Anwender Lösungsvorschläge zur Erfüllung

Tel. +49 30 39006-247

seiner Arbeitsaufgabe anbietet. Eine neue Ges-

konrad.exner@ipk.fraunhofer.de

tenerkennung soll außerdem die Bedienbarkeit des Menschmodells in einer virtuellen Umgebung ermöglichen. Ansprechpartner Andreas Geiger Tel. +49 30 39006-109 andreas.geiger@ipk.fraunhofer.de

Instandhaltung elektronischer komponenten Die Wartung und Instandhaltung langlebiger Wirtschafts- und Konsumgüter im Schienen- und Fahrzeugbau, der Luftfahrtindustrie und dem Anlagenbau wird durch die wachsende Durchdringung mit elektronischen Komponenten erschwert. Ein Hauptproblem besteht darin, dass die für die Erstellung von Prüfplänen und Reparaturen von Printed Circuit Boards (PCBs) notwendigen Schalt-, Layout- und Bestückungspläne häufig nicht verfügbar sind. Die fehlenden Unterlagen werden gegenwärtig meist aufwändig nachmodelliert. Das kostet Zeit, Geld und führt häufig zu fehlerhaften Ergebnissen. Experten des Fraunhofer IPK entwickelten deshalb gemeinsam mit Partnern aus Wissenschaft und Wirtschaft in dem Verbundprojekt »Integrierte Prozesskette für die Instandhaltung elektronischer Komponenten«, kurz INPIKO, eine innovative Prozesskette für Instandhaltungsunternehmen. Mit ihr können investitionsintensive und obsolete PCBs bei Nichtverfügbarkeit von Dokumentation oder fehlerhaften Schaltplänen (ECAD-Daten) teilautomatisiert und zerstörungsfrei untersucht, repariert und gegebenenfalls nachentwickelt werden. Basierend auf computertomografischen Bilddaten ermöglichen die entwickelten Verfahren eine robuste Analyse von elektrischen Kontaktpunkten, z. B. Pins oder Pads, und Leiterbahnen. Außerdem konnten mithilfe von 3D-Scandaten auch die auf den PCBs verbauten Bauteile extrahiert und untersucht werden. Für die gesamte optische Analyse sind mehrere Vorverarbeitungsschritte erforderlich, die unter anderem die Ausrichtung der erzeugten CT- und 3D-Datensätze sowie die Aufbereitung ausgewählter CT-Schichten mit Algorithmen der Computer-Vision beinhalten. Die aus der optischen Analyse gewonnenen Informationen zu Kontaktpunkten, Leiterbahnen und Bauteilen werden anschließend in eine sogenannte Netzliste überführt und mit weiteren Netzlisten aus elektrischen Prüfverfahren verglichen und ergänzt. Dadurch werden potenzielle Fehlergrade weiter verringert und optimiert. Ansprechpartner Hendrik Grosser Tel. +49 30 39006-295 hendrik.grosser@ipk.fraunhofer.de

Virtuelle Produktentstehung

Ein Zusammenspiel unterschiedlicher Disziplinen: Simon Kind »Es ist eigentlich wie ein großes Puzzle – das finde ich faszinierend«, so beschreibt Simon Kind seine Arbeit an dem Verbundprojekt »INPIKO« (Bericht links). Inwiefern es sich bei dieser Arbeit um ein Puzzle handelt, veranschaulicht er am Beispiel einer Platine. Eine solche Leiterplatte besteht aus vielen einzelnen elektronischen Komponenten und ist nur schwer zu warten. Innerhalb des Projekts werden mit Hilfe verschiedener Scan-Verfahren dreidimensional Daten über die Platinen gesammelt und anschließend in zweidimensionalen Layouts zusammengesetzt. Durch die Rekonstruktion dieser Layout-Pläne soll zukünftig der hohe Arbeits- und Kostenaufwand bei der Instandsetzung reduziert werden. Nach seinem Maschinenbau Studium an der TU Berlin hat sich der gebürtige Freiburger dazu entschlossen als wissenschaftlicher Mitarbeiter weiter zu forschen. An dieser Tätigkeit schätzt er neben den inhaltlichen Schwerpunkten und dem jungen Team, »dass man den Bogen zur Uni noch spannt«. Während seines Studiums hat er vor allem gelernt »nicht nur seine eigene Disziplin zu betrachten, sondern auch ein bisschen nach rechts und links zu schauen«. Diese Offenheit kommt ihm nun sowohl bei den vielen unterschiedlichen Projekten als auch bei seinem Promotionsvorhaben zu Gute. Die Vielfältigkeit schätzt der frisch gebackene Ehemann nicht nur an seinem Beruf, sondern auch an Berlin. Von Zeit zu Zeit sucht er nach einem Ausgleich zum Großstadtleben, dann zieht es ihn zum Wandern und Klettern in die Natur oder er nimmt sich Zeit zum Musizieren.

Die Gestalterin: Carina Fresemann Als wissenschaftliche Mitarbeiterin an der TU hat Carina Fresemann »die Möglichkeit Dinge zu gestalten und voranzubringen«, wie sie selbst sagt. Diese nutzt die studierte Maschinenbau-Ingenieurin sowohl in der Lehre als auch in der Zusammenarbeit mit Industriepartnern. Studierende können bei ihr seit Oktober 2014 Vorlesungen zu den Themen »Grundlagen der industriellen Informationstechnik« und »Entwicklung und Management digitaler Produktentstehungsprozesse« besuchen. In diesen Bereichen sammelte sie bereits auch in der Wirtschaft Erfahrungen. Nach ihrem Studium in Aachen arbeitete sie zunächst bei Airbus Helicopters. Dort lagen ihre Aufgaben speziell im Bereich des Änderungsmanagements. Zuletzt war sie für die Einführung von Software und PLM-Tools zuständig und konzipierte Schulungen. Diese Erfahrungen nutzt Carina Fresemann für den PLM Professional Lehrgang des Fraunhofer IPK, in dem sie inhaltlich vier Module betreut. Besonders gefällt ihr die Zusammenarbeit mit Menschen: »Das ist eigentlich das Herausfordernde und Interessante daran – noch viel mehr als die reine Technik«. Aktuell arbeitet sie an unterschiedlichen Projekten und schätzt daran die Vielfalt der Themen. Abwechslungsreich gestaltet die Wahlberlinerin auch ihre Freizeit: Sie treibt gerne Sport im Berliner Umland und hat sogar schon an einem Triathlon teilgenommen.

Virtuelle Produktentstehung

Geometry: Material: Manufacturing:

Impact contribution throughout the life cycle of the blade

GWP Contribution of the material extraction and alloy production phase

Impact contribution throughout the life cycle of the blade

100%

% of impact category per activity

90% 80% 70% 60% 50%

40% 30% 20% 10% 0%

% of impact category per activity

100%

90%

80%

70%

GWP

60%

GWP

50%

ADP

40%

30%

ODP

HTP

20%

Nickel Chromium

ADP

Aluminium Molybdenum 55% 27%

HTP

10%

Niobium Titanium Electricity

0% Material extraction and Investment Casting Usage (1 flight = 8hrs) alloy production Material extraction and Investment Casting Usage (1 flight = 8hrs) alloy production

GWP Contribution of the material extraction and alloy production phase 1% 2%

3% aus der praxis für die praxis: PLM professional 5%

Entscheidungshilfe für Entwickler: ressourceneffizientes Produktdesign von Turbinenschaufel-Varianten Nickel Chromium Aluminium

Der effiziente Umgang mit Produktdaten und Ent55% wicklungswissen ist eine der zentralen Herausfor27%

ressourcenoptimiertes produktdesign Molybdenum Niobium

derungen in der heutigen Produktentwicklung.

Titanium des Fraunhofer-Leitprojekts »E³-Produktion« entwickeln WisIm Rahmen

Im Rahmen des Product Lifecycle Managements

Electricityam Fraunhofer IPK ein Konzept zur prospektiven Integration der senschaftler

(PLM) befassen sich Unternehmen deshalb mit Vor-

Ressourceneffizienz in das Produktdesign. Darin kombinieren sie Methoden

gehensweisen und Werkzeugen für die Steuerung

des entwicklungsbegleitenden Produktdatenmanagements und der Ökobi-

und Verwaltung aller produktbezogenen Informa-

lanzierung und schaffen die Voraussetzungen dafür, dass Entwicklungsinge-

tionen entlang des gesamten Lebenszyklus. Da es

nieure teilautomatisiert verschiedene Konstruktionsalternativen vergleichen

Unternehmen an Fachkräften mit entsprechendem

und die beste, effizienteste Lösung auswählen können.

Vorwissen und Praxiserfahrung fehlt, besteht der-

Die zu entwickelnde Methode fügt sich nahtlos in den bestehen-

zeit ein großer Bedarf an geeigneten Ausbildungen.

den Entwicklungsprozess ein und verbessert dabei die Ressourceneffizienz

Die dreiwöchige, berufsbegleitende Wei-

eines Produktes. Durch die Verknüpfung von Computer Aided Design (CAD),

terbildung zum »PLM Professional« adressiert

Product Lifecycle Management (PLM) und der Ökobilanz-Software GaBi

diesen akuten Bedarf. Sie wendet sich an Mit-

erhalten Entwickler unmittelbar nach dem Entwerfen eines virtuellen Pro-

arbeiterInnen aller Branchen mit mindestens

duktdesigns Informationen über dessen lebenszyklusbezogenen Ressourcen-

zwei Jahren Berufserfahrung und ist sowohl für

bedarf. Neben dem vom Entwickler definierten Produktdesign werden auch

IngenieurInnen, InformatikerInnen als auch Wirt-

abgewandelte Varianten dieses Designs evaluiert. Diese Varianten werden

schaftswissenschaftlerInnen geeignet. Die Aus-

innerhalb des Gestaltungsraums automatisch in der Methode erstellt und

bildungsinhalte wurden in Zusammenarbeit der

beinhalten unter anderem auch Variationen der verwendeten Materialien.

Fraunhofer-Institute IPK, IAO und IPT mit dem Bre-

Anschließend werden mittels einer nachgeschalteten Entscheidungs-

mer Institut für Strukturmechanik und Produk-

logik die vielversprechendsten Varianten ausgewählt. Entwickler erhalten

tionsanlagen (BIME) unter Mitwirkung namhaf-

damit auch die Möglichkeit, ein Produktdesign unter verschiedenen Aspek-

ter Unternehmen gezielt auf industrielle Bedarfe

ten auszuwerten. Neben dem reinen Ressourcenbedarf können durch die

abgestimmt, entsprechend ausgearbeitet und

Anwendung der Ökobilanz auch Umwelteinflüsse wie beispielsweise das Treib-

evaluiert. Erfahrene ExpertInnen aus Forschung

hauspotenzial ausgewertet werden.

und Entwicklung vermitteln sowohl interdisziplinäre theoretische Grundlagen als auch praktische

Ansprechpartner

Anwendungskompetenz. Dazu gehören auch Ein-

Tom Buchert

blicke in die relevanten IT-Systeme.

Tel. +49 30 39006-358 tom.buchert@ipk.fraunhofer.de

Ansprechpartner Robert Woll Tel. +49 30 39006-274 robert.woll@ipk.fraunhofer.de 15

ProduktionsSysteme Automatisierte Qualitätskontrolle durch integrierte Messtechnik

Blutplasmaseparation mit mikrofluidik

Auf der EMO Milano 2015 stellte das Anwendungszentrum Mikroproduk-

Innovative medizinische Diagnosemethoden durch

tionstechnik AMP des Fraunhofer IPK erstmals einen neuen Maschinenpro-

den Nachweis zellfreier DNA im Blutplasma sind

totyp mit integrierter optischer Messtechnik zur automatisierten Qualitäts-

im Bereich der Pränataldiagnostik oder der früh-

kontrolle vor. Das auf dem Streamfinishing basierende Maschinenkonzept

zeitigen Diagnose von Tumorerkrankungen aktuell

wurde innerhalb eines vom Zentralen Innovationsprogramm Mittelstand

ein wichtiger Forschungsschwerpunkt. Auf Grund

des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWI) geförderten

der zügigen Lyse der im Blut enthaltenen zellulä-

Projekts zusammen mit der Firma Otec Präzisionsfinish entwickelt. Es basiert

ren Bestandteile nach der Blutentnahme und der

auf einer miniaturisierten Streamfinishanlage vom Typ SF Compact der Firma

Verunreinigung des Blutplasmas mit zellulärer DNA

Otec, welche mit einem 6-Achs-Knickarmroboter LR Mate 200iC der Firma

ist die rasche Plasmaseparation für derartige dia-

Fanuc Robotics Deutschland und einem optischen Messgerät vom Typ

gnostische Methoden unumgänglich. Etablierte

IF-SensorR25 der Firma Alicona Imaging erweitert wurde.

Separationstechniken schränken die Akzeptanz

In dem automatisierten Maschinenprototyp werden die Werkstücke

der Diagnosemethoden aktuell noch stark ein.

durch den Roboter in die Maschine ein- und nach der Bearbeitung ausge-

Im Rahmen eines vom Bundesministerium

spannt. Anschließend werden sie in einer Reinigungsstation mit Druckluft

für Bildung und Forschung geförderten Verbund-

von Verfahrensmittelrückständen gesäubert und durch den Roboter zum

projekts wurde am Fraunhofer IPK ein System zur

Messgerät positioniert. Die Kantenfindung und präzise Ausrichtung zum

point-of-care Blutplasmaseparation entwickelt. In

Messgerät erfolgt durch eine 2D-Bildauswertung der in dem Messgerät

einem mikrofluidischen Chip erfolgt die Abtren-

integrierten Kamera. Mit dem Messgerät werden dann die wichtigen Ziel-

nung der zellulären Blutbestandteile unter Nut-

größen wie Schneidkantenradius und K-Faktor erfasst. Zukünftig soll die inte-

zung der strömungsphysikalischen Besonderheiten

grierte Messtechnik eine gezielte Nachbearbeitung der Werkstücke ermög-

von Blut. Durch die Entwicklung des mikrofluidi-

lichen. Durch einen Soll-Ist-Vergleich und die automatisierte Einstellung der

schen Layouts sowie einer spezifischen Fertigungs-

zur Nachbearbeitung erforderlichen Prozessparameter soll das Werkstück

prozesskette wurde im Projekt ein funktionales

gezielt nachbearbeitet und beispielsweise ein geforderter Schneidkanten-

Demonstratorsystem aufgebaut und biologisch

radius hergestellt werden.

evaluiert, welches zukünftig für die Entwicklung von molekulargenetischen Diagnoseme-

Ansprechpartner

thoden und lab-on-a-chip Testkits Anwendung

Yves Kuche

finden kann.

Tel. +49 30 39006-438 kuche@iwf.tu-berlin.de

Ansprechpartner Christoph Hein Tel. +49 30 39006-405 christoph.hein@ipk.fraunhofer.de

Von der Idee bis zur Praxisanwendung dabei: Christoph Hein Endprodukt im Labor von Christoph Hein und seinem Team sind Kunststoffteile, die oftmals kleiner sind als ein Streichholzkopf. Die Bandbreite an Einsatzmöglichkeiten sowie das Innovationspotenzial stellen sich dafür umso größer dar. Hein selbst kann das an zahlreichen Projekten illustrieren, zum Beispiel wenn er lab-on-a-chip Systeme entwickelt. Was genau das ist, beschreibt er wie folgt: »Biotechnologische Fragestellungen, die man eigentlich aufwendig im Labor bearbeitet, werden hierbei herunter skaliert auf einen Chip, in dem alle notwendigen Reaktionen ablaufen können«. Konkrete Einsatzmöglichkeiten finden sich unter anderem in der Blutplasmaseperation (Bericht links). Seine Expertise im hierbei genutzten Spritzgussverfahren kann er vielseitig einsetzen und u. a. an kooperierende Forschungsinstitute weitergeben, wie bei einem Projekt in Brasilien, wo unter Schirmherrschaft des Nationalen Dienstes für industrielle Ausbildung SENAI (Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial) Technologien im Form- und Werkzeugbau entwickelt und etabliert wurden. Seine Motivation gründet sich darauf, dass er am Fraunhofer IPK »die gesamte Prozesskette verantwortet: von Idee über das Werkzeug bis hin zum fertigen Kunststoffteil.« Wie wichtig sein Know-how in Zukunft bleiben wird, kann man an einem neuen Vorhaben in der Stent-Produktion sehen. Über die Verwendung von SpezialPolymeren können Stents hergestellt werden, welche die Arterienwände stabilisieren und im Anschluss vollständig abgebaut werden. Neben diesen großen Mikro-Projekten verbringt Christoph Hein viel Zeit mit seiner Familie und je nach Jahreszeit mit Kite-Surfen oder Snowboardfahren.

rasanter aufstieg: Sascha Reinkober Sascha Reinkober lernte das IPK als Praktikant während seines Studiums kennen. Genau fünf Jahre später ist der 28-Jährige bereits Abteilungsleiter. Diese Entwicklung hat der Berliner auch seinen Hobbies zu verdanken, denn »die haben dazu beitragen den eigenen Charakter zu formen«. Während er beim Fußball lernt, »dass man im Team weiter kommt«, trainiert er in der Freiwilligen Feuerwehr schnell zu reagieren, Entscheidungen zu treffen und diese auch zu verantworten. An seinem Beruf schätzt er besonders die Vielfalt an Kontakten und Projekten. Dies zeigt sich auch im Fraunhofer-Innovationscluster »Life Cycle Engineering für Turbomaschinen«. Hierbei hat sich Sascha Reinkober mit verschiedenen Industriepartnern aus der Luftfahrt und Energietechnik zusammengeschlossen, um den zukünftigen Herausforderungen Ressourcenschonung, Wirtschaftlichkeit und Zuverlässigkeit zu begegnen. Zudem beschäftigt er sich aktuell in Zusammenarbeit mit Kollegen anderer Fraunhofer-Institute mit der Entwicklung eines genauigkeitsgesteigerten Roboters. Ziel des Projekts ist es »die Hürde, dass Industrieroboter eigentlich nicht für die Bearbeitung gemacht sind, zu überwinden und damit den nächsten Schritt in der Evolution der Industrieroboter zu gehen«. Gleichzeitig hofft er durch diese Forschung Ergebnisse für seine Dissertation zu gewinnen, die er zum Thema »Industrieroboter als Bearbeitungsmaschinen« schreiben möchte. An der Fertigungstechnik interessiert ihn besonders, »dass man immer denkt, was soll denn jetzt noch Neues kommen und dann kommt trotzdem immer wieder eine Innovation«.

Produktionssysteme

Zerspanung am Rande des Vorstellbaren: Julian Polte Die berühmte Haaresbreite ist etwa fünfzigmal größer als die Strukturen, mit denen Julian Polte sich beschäftigt. Seit 2010 ist er im PTZ tätig und leitet seit Januar 2013 die Gruppe Mikroproduktionstechnologien. Im Unterschied zur Makroproduktion haben die Wissenschaftler dieser Arbeitsgruppe zusätzliche Herausforderungen zu bewältigen: Sie bewegen sich in einem Größenbereich, den sie sich schwer vorstellen können, müssen Außenbedingungen wie Temperaturen konstant halten und können Werkzeuge nicht automatisch einmessen. Polte selbst hat sich der Ultrapräzisionszerspanung von Stahlwerkstoffen angenommen. Hierbei handele es sich auf keinen Fall um eine Nischen-Disziplin, wie er erklärt: »Anwendungsbereich dieses Verfahrens sind nicht nur Hochtechnologien, sondern auch Produkte, die jeder von uns benutzt: Optiken von Smartphones, LEDFernseher, aber auch Brillengläser«. Zur Optimierung der Herstellung solcher und anderer Produkte forscht der Berliner gerade an einem neuen Schneidstoff. Erste Erfolge kann er schon feiern bei seinem Vorhaben, den bisher verwendeten monokristallinen Diamant, der dabei schnell verschleißt, durch andere, beständigere Schneidstoffe zu ersetzen. Das ist auch das Thema seiner Promotion, die gerade einen Großteil seiner Zeit einnimmt.

Zustandsüberwachung in der Cloud Zustandsüberwachungssysteme spielen eine entscheidende Rolle zur Steigerung der Verfügbarkeit von Maschinen, zur Reduktion der Wartungsund Instandhaltungskosten sowie zur Verbesserung der Prozessqualität. Ihr Einsatz hat sich in den letzten Jahren in der Praxis verstärkt. Allerdings gestaltet sich die Installation von Sensorik für solche Anwendungen des Condition Monitoring oft aufwändig und kostenintensiv. Am Fraunhofer IPK wurde daher ein Konzept für die Zustandsüberwachung in der Cloud entwickelt. Mit Hilfe von kostengünstigen Komponenten wie Raspberry Pi 2 und MEMS-Beschleunigungssensoren konnte die intelligente dezentrale Datenerfassung, -verarbeitung und -bereitstellung für eine smarte Instandhaltung a la Industrie 4.0 realisiert werden. Dies umfasst sowohl die Datenerfassung, Signalvorverarbeitung, Merkmalsextraktion und Klassifizierung auf der Sensorknotenebene, als auch die Datenübertragung in die Cloud zur mobilen Datenverteilung und -bereitstellung für unterschiedliche Anwender. Für das Anwendungsbeispiel der Zustandsüberwachung von verschleißanfälligen Antriebsspindeln für Werkzeugmaschinen wurde die Lösung an einem Achsprüfstand erfolgreich umgesetzt. Ansprechpartner Eckhard Hohwieler Tel. +49 30 39006-121 eckhard.hohwieler@ipk.fraunhofer.de

Produktionssysteme

Visionen für die Zukunft: Abdelhakim Laghmouchi Der Entschluss zu promovieren fiel bei Abdelhakim Laghmouchi bereits innerhalb der ersten Wochen an der TU Berlin: »Schon während des Studiums hat mich die Forschung sehr interessiert«. Diesen Wunsch setzt der gebürtige Marokkaner ebenso um, wie die Idee in Berlin zu studieren. Nach wenigen Monaten in Deutschland begann er 2003 an der TU Berlin Informationstechnik im Maschinenwesen zu studieren. Seit 2010 ist Abdelhakim Laghmouchi als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fraunhofer IPK tätig. Die Kombination aus Management, Forschung und praktischer Arbeit schätzt er ebenso wie die Möglichkeit die Ergebnisse in Form von Präsentationen, Konferenzen und Messen nach außen zu tragen. Aktuell gilt seine Begeisterung dem Projekt »Zustandsüberwachung in der Cloud« (Bericht links), dessen Ziel es ist, mittels Smart Devices die Wartung von Maschinen zu vereinfachen und kostengünstiger zu gestalten. Generell interessiert er sich als Ingenieur für »Ansätze der Zukunft«, wie er sagt. Diese sind nicht nur vielversprechend, sondern bieten ihm als Nachwuchswissenschaftler die Chance sich persönlich und fachlich weiter zu entwickeln. Auch für seine persönliche Zukunft hat er bereits Pläne: »Was ich sehr spannend finde ist die Lehre. Vielleicht könnte ich mir in 20 Jahren vorstellen Hochschullehrer zu werden«. Wenn er in seiner Freizeit gerade nicht auf Reisen ist, treibt er gerne Mannschaftssport. »Man lernt beim Fußball im Team zu arbeiten und zu agieren und das ist natürlich auch für die Arbeit mit meinen Studenten und Kollegen wichtig«.

füge- und beschichtungstechnik Laser-PulverAuftragschweiSSen in der additiven Fertigung Laser-Pulver-Auftragschweißen ermöglicht eine endformnahe additive Fertigung. Vorteilhafte Eigenschaften des Verfahrens sind der geringe Wärmeeintrag und Verzug, hohe Präzision beim Werkstoffauftrag und eine sehr gute Reproduzierbarkeit. Dadurch können schadhafte Bereiche an hochbeanspruchten Bauteilen neu aufgebaut werden. Diese Reparaturmöglichkeit erweist sich besonders im Bereich des Turbinenbaus mit seinen hochkomplexen Einzelkomponenten und stetig steigenden Material- und Herstellungskosten als immer rentabler. Das Fraunhofer IPK entwickelt im Rahmen des Projekts »ProFeX« eine Prozesskette für die additive Fertigung und Reparatur hochkomplexer Turbinenbauteile. Verfahrenskombinationen unterschiedlicher additiver Fertigungsprozesse wie Laser-Pulver-Auftragschweißen und Selective Laser Melting ermöglichen es, sowohl das Design der Produkte als auch die Effizienz der Herstellung zu verbessern. Hierfür untersuchen die Wissenschaftler die Zusammenhänge der beiden Verfahren und leiten daraus Parameterkombinationen und Baustrategien für eine optimale Fertigung ab. Analysen von Verzug und Werkstoffeigenschaften liefern abschließend Aussagen über die Qualität des entstandenen Werkstücks. Ansprechpartner Torsten Petrat Tel. +49 30 39006-375 torsten.petrat@ipk.fraunhofer.de

Füge- und Beschichtungstechnik

Laserstrahl- und HybridschweiSSen von gasspeicherAnlagen Die Nutzung von Erdgas als fossiler Brennstoff zur Energiegewinnung wird weltweit forciert. Eine sichere Versorgung der Erdgasverbraucher ist durch einen Pipeline-unabhängigen Transport sowie die Speicherung von großen Volumen des verflüssigten Erdgases möglich. Die dafür notwendigen Gasspeicheranlagen benötigen besondere Eigenschaften, da sie unter kryogenen Temperaturen von etwa -160 °C betrieben werden. Bei der technischen Gestaltung derartiger Anlagen werden spezielle kaltzähe Stähle eingesetzt. Die schweißtechnische Verarbeitung solcher Stähle ist eine besondere Herausforderung. Um den Verlust von Festigkeit entlang der Schweißnaht zu kompensieren, muss die Wandstärke erhöht werden. Diese konstruktive Lösung ist jedoch mit wirtschaftlichen Nachteilen verbunden. Durch die Anwendung von Laserstrahlschweißen kann dieses Problem überwunden werden, da sich in einer schmalen Schweißzone ein grundstoffähnliches Mikrogefüge mit entsprechenden Eigenschaften einstellen lässt. Eine weitere Verbesserung wird durch die Beigabe von Zusatzwerkstoffen beim Laserstrahl-Hybridschweißen erreicht. Eine entscheidende Rolle spielt hierbei die Eindringtiefe und möglichst gleichmäßige Verteilung der Legierungselemente in der Schweißnaht. Das internationale Kooperationsprojekt wird vom BMBF gefördert und in enger Zusammenarbeit mit der ägyptischen nationalen Forschungseinrichtung Central Metallurgical Research and Development Institute (CMRDI) bearbeitet. Ziel der FuE-Arbeiten am Fraunhofer IPK ist es, das Laser- und Hybridschweißen von kaltzähen Stählen im Vergleich zu konventionellen Schweißverfahren grundlegend zu untersuchen und für den industriellen Einsatz zu qualifizieren. Damit gelingt es, die Anlagen der Erdgasindustrie sicher und gleichzeitig wirtschaftlich zu fertigen. Ansprechpartner Sergej Gook Tel. +49 30 39006-375 sergej.gook@ipk.fraunhofer.de

Beurteilung der Rissanfälligkeit von modernen Stahlwerkstoffen beim WiderstandspunktschweiSSen Nach wie vor stellt das Widerstandspunktschweißen DAS Fügeverfahren in der Automobilindustrie dar. Durch stetig zunehmende Anforderungen hinsichtlich Kraftstoffverbrauch, Schadstoffemissionen sowie der passiven Sicherheit entstehen hier allerdings immer neue Herausforderungen. Um diesen zu begegnen hat sich der konsequente Einsatz moderner Stahlwerkstoffe als zielführender Ansatz erwiesen. Die komplexe Gefügestruktur, sowie die besonderen mechanischen Eigenschaften dieser Werkstoffe verursachen jedoch insbesondere bei Widerstandspunktschweißverbindungen eine erhöhte Neigung zur Ausbildung von Rissen. Mit der neu entwickelten Testmethode kann die Rissanfälligkeit von hochfesten Stählen einfach und anwenderfreundlich beurteilt werden. Die experimentelle Prüfmethode kommt außerdem in weiterführenden Projekten als Basis für numerische Simulation zum Einsatz. Hier wird der Bauteilzustand entlang der Prozesskette berücksichtigt, und auf komplexe Vorgänge im Werkstoffverhalten während des Schweißvorgangs geschlossen. So wird eine materialsparende Beurteilung der Verarbeitungssicherheit von WerkstoffBauteilgeometrie-Kombinationen ermöglicht. Ansprechpartner Julian Frei Tel. +49 30 39006-374 julian.frei@ipk.fraunhofer.de

Füge- und Beschichtungstechnik

Stellt Stahl auf die ZerreiSSprobe: Julian Frei Nah an den Anforderungen der Industrie arbeitet Julian Frei, wenn er das klassische Verfahren Widerstandspunktschweißen fit für neue Herausforderungen macht. Vor allem die Automobilbauer sind an den Ergebnissen interessiert: »So eine Autokarosserie hat noch immer mehrere Tausend Schweißpunkte«, erklärt er. Wenn in dieser und anderen Branchen neue Materialien zum Einsatz kommen, stellt sich oftmals die Frage der Rissanfälligkeit. Antwort kann ein Werkstoff-Ranking geben, das experimentell über Zugproben erstellt wird. »Dabei werden aus relativ dünnen Blechen – typischerweise 0,5 bis 3 mm – Proben ausgeschnitten, die unter eine Zugbelastung gesetzt und dann geschweißt werden«. Ausschlaggebend ist, wann das Material unter diesen Extrembedingungen Risse bildet. Diese Methode lässt sich mit relativ geringem Aufwand umsetzen, sodass vor allem kleine und mittelständische Unternehmen davon profitieren. Julian Frei selbst stellt für seine Promotion hochfeste Stähle auf die Zerreißprobe. Auch Aluminium hat er in einem Kooperationsprojekt mit der Universität Paderborn unter die Lupe genommen. Besonders an dieser Arbeit gefällt ihm, dass »dieser experimentelle Teil in meiner Arbeit vorhanden ist und man nicht nur vor dem PC sitzt«. In seiner Freizeit widmet sich Julian Frei zum Ausgleich aktiven Hobbies. Gerade freut er sich auf den Sommer, denn dann kann er wieder segeln und Motorradfahren.

AUTOMATISIERUNGSTECHNIK Automatisierte virtuelle Rekonstruktion von Banknoten Immer wieder werden versehentlich oder mutwillig beschädigte Geldscheine bei Banken vorgelegt. Schlagzeilen machte 2015 ein Fund in Darmstadt – 20 000 Euro waren kleinteilig zerschnitten und zerrissen und über die Stadt verteilt worden. Generell gilt: Können Besitzer oder Finder mehr als die Hälfte einer Banknote vorlegen, müssen Nationalbanken Ersatz leisten. Zur zweifelsfreien Prüfung, ob ein Erstattungsfall vorliegt, müssen die Geldscheine von Bankmitarbeitern händisch rekonstruiert werden. Dies ist mit enormem manuellen Aufwand verbunden. Ende 2015 hat die Bundesbank deshalb das Fraunhofer IPK um eine Untersuchung zur automatisierten virtuellen Rekonstruktion fragmentierter Banknoten gebeten. In einer Vorstudie wurden Verfahren der »ePuzzler«-Technologie zusammen mit IPK-Methoden des Template-Matchings in einem Assistenzsystem implementiert. Damit konnte ein Testdatensatz kleinteilig zerschnittener und zerrissener Geldscheine der Bundesbank in kurzer Zeit erfolgreich virtuell rekonstruiert werden. Darauf aufbauend ist nun eine intensivere Zusammenarbeit geplant. Aktuell erfolgt bereits die automatisierte Rekonstruktion der ca. 8 000 händisch nicht rekonstruierbaren »Darmstadt-Fragmente«. Ansprechpartner Dirk Pöhler Tel. +49 30 39006-196 dirk.poehler@ipk.fraunhofer.de

Automatisierungstechnik

Ausschnitt aus LH XXXV VII 30 Bl 123 (© Gottfried Wilhelm Leibniz Bibliothek – Niedersächsische Landesbibliothek)

Das Leibniz-Schnipsel-Projekt Gottfried Wilhelm Leibniz gilt als Universalgenie seiner Zeit und war einer der bedeutendsten Philosophen des ausgehenden 17. Jahrhunderts. Er hinterließ mit 200 000 beschriebenen Blättern den wohl größten Nachlass der Weltgeschichte. Insbesondere Leibniz Praxis, seine Notizzettel zu zerschneiden, mit neuen Notizen zu versehen und an unterschiedlichen Stellen seines Nachlasses abzulegen, bereiten der heutigen Forschung erhebliche Schwierigkeiten. Bisher konnte die Zugehörigkeit von Seitenfragmenten zu einem gemeinsamen Textträger, welche insbesondere bei der Datierung seiner Arbeiten eine wichtige Rolle spielt, nur zufällig ermittelt werden. Das Fraunhofer IPK entwickelt jetzt in Kooperation mit der MusterFabrik Berlin, der Gottfried Wilhelm Leibniz Bibliothek und der AkademieAusgabe Leibniz-Edition (Akademie der Wissenschaften zu Göttingen und Berlin-Brandenburgische Akademie der Wissenschaften) eine neue assistenzbasierte Rekonstruktionssoftware, mit der die bisher unerschlossenen Leibniz-Schnipsel virtuell rekonstruiert werden sollen. Beginnend mit der 7 200 Blatt umfassenden Sammlung »Mathematica« wird mit diesem zukunftsweisenden Forschungsprojekt der öffentliche Zugang zum größten Gelehrtennachlass der Weltgeschichte entscheidend gefördert. Das Projekt verknüpft dabei auf einzigartige Weise so unterschiedliche Forschungsgebiete wie Computer-, Bibliotheks- und Kulturwissenschaft. Ansprechpartner Dirk Pöhler Tel. +49 30 39006-196 dirk.poehler@ipk.fraunhofer.de

macht schweres leichter: CareJack Belastende körperliche Arbeit ist Bestandteil einer Vielzahl von Berufen. Hierzu gehören Handhabung und Montage in Industrie und Handwerk oder auch die Betreuung und Versorgung von Pflegebedürftigen. Die Folge sind oftmals muskuloskelettale Erkrankungen, die langfristig dazu führen, dass die Betroffenen ihren Beruf nicht mehr ausüben können. Um dem zukünftig vorbeugen zu können, wurde im Projekt »CareJack« eine intelligente Wearable Robotics Oberkörperorthese entwickelt. Im Fokus des Projekts standen

RetroNet: Die praxisnahe war eine leicht anziehbare Rumpforthese mit akti- Brücke in die Industrie 4.0

Aspekte der Usability und des Tragekomforts. Ziel

ver Wirbelsäulenstützfunktion und intelligenter Bewegungsanalyse. Dank der integrierten Mul-

Das Sinnbild von Industrie 4.0 ist die intelligente

tisensorik zur Messung von Oberkörperbewe-

Fabrik, in der sämtliche Produktionsmittel hoch-

gungen und Muskelbelastungen wird in Echtzeit

gradig miteinander vernetzt sind. Die Umsetzung

erkannt, ob ein Bewegungsablauf, wie beispiels-

dieser Vision erfordert einen kontinuierlichen Ver-

weise das Heben eines schweren Gegenstands

änderungsprozess in den Unternehmen. Da vor

vom Boden, ergonomisch oder unergonomisch

allem kleine und mittlere Firmen langfristig in ihre

ausgeführt wird. Liegt eine unergonomische Aus-

Maschinen und Anlagen investieren, verzögert

führung vor, wird dies der Arbeitskraft signalisiert

sich hier oftmals der praktische Einsatz von Indus-

und auf Wunsch auch eine aktive Rückenunter-

trie-4.0-Technologien und bremst deren anwen-

stützung gegeben.

dungsnahe Weiterentwicklung.

Ansprechpartner

Methoden und Komponenten zur Integration

Henning Schmidt

von bestehender Hardware in die intelligente

Tel. +49 30 39006-149

Fabriksteuerung. Hierfür werden physische und

Das Projekt »RetroNet« schafft deshalb

henning.schmidt@ipk.fraunhofer.de

logische Konnektoren entwickelt, mit denen die Anbindung vorhandener Maschinen und Anlagen in eine Steuerungsplattform ermöglicht wird. Das Fraunhofer IPK erforscht im Rahmen des Verbundprojekts Möglichkeiten, Daten aus Maschinen zu akquirieren und für weitere Dienste nutzbar zu machen. Ein Schwerpunkt liegt in der Entwicklung von Analysediensten als Basis der Betriebsoptimierung. Dazu werden auch die Anforderungen an die notwendige Infrastruktur ermittelt. Ansprechpartner Moritz Chemnitz Tel. +49 30 39006-127 moritz.chemnitz@ipk.fraunhofer.de

Automatisierungstechnik

Im grünen Bereich: Moritz Chemnitz Vielseitige Einblicke in die Industrie und eine Reihe spannender Projekte faszinieren Moritz Chemnitz am Fraunhofer IPK. Als technischer Informatiker hat er vor allem bei den großen Industrie 4.0-Projekten mitgewirkt: pICASSO, SOPRO und jetzt RetroNet (Bericht links). Womit er sich hier beschäftigt, sind vor allem Mehrwertdienste oder, um es mit seinen Worten auszudrücken, die Frage: »Was kann man, wenn man Daten zur Verfügung hat, sinnvoll auswerten?«. Im Falle von RetroNet geht es um ältere Maschinen, die bisher noch keinen Anschluss an die Produktions-IT gefunden haben. Sie werden von Chemnitz und seinem Team fit für neue Herausforderungen gemacht. Über Konnektoren werden Maschinendaten ganz im Sinne der Industrie 4.0-Idee abgegriffen oder mit neuen Sensoren an wohl durchdachten Punkten erfasst und dann an zentralen Stellen ausgewertet. Für Chemnitz geht es beim Top-Thema Industrie 4.0 letztlich darum, wie man die Arbeit für den Menschen vereinfachen kann. Darüber hinaus interessieren ihn Weiterentwicklungen aktueller Programmiersprachen, wie zum Beispiel C++. Selber würde er gerne die automatische Programmanalyse, die bei gängigen Programmiersprachen schon etabliert ist, für die Automatisierungsebene – insbesondere für Robotersteuerung und speicherprogrammierbare Steuerung – adaptieren. In seiner Freizeit zieht es den Berliner raus ins Grüne. Je nach Jahreszeit läuft, radelt oder schwimmt er. Die Liebe zur Natur sieht man auch dem Büro von Moritz Chemnitz an. Auch hier gilt: alles im grünen Bereich.

Er hat den richtigen Riecher: Matthias Blankenburg Das Projekt »LogiCube« (Bericht rechts) zeigt, dass es Matthias Blankenburg in der Automatisierungstechnik vor allem darum geht, den Menschen in seiner Arbeit zu stärken. Konkret bedeutet das, »die kognitiven Fähigkeiten des Menschen optimal zu nutzen und ihn bei den Aufgaben, die sehr ermüdend oder kräftezerrend sind, zu unterstützen«, erklärt er. Ziel des Projekts ist es, die Effizienz in der Lagerlogistik zu erhöhen. Dabei steht das Team immer wieder vor neuen Herausforderungen und genau das findet Blankenburg an seiner Arbeit spannend: »Wir arbeiten sehr häufig in Grenzbereichen des technisch Machbaren und versuchen dort diese Grenze immer weiter nach vorne zu stoßen.« Seit kurzem ist der 34-Jährige stellvertretender Leiter der Abteilung Sicherheitstechnik, die unter anderem mit innovativen Methoden der digitalen Bildverarbeitung und Mustererkennung Maschinen das »Sehen« beibringt. Das »Riechen« wiederum lehrt Blankenburg den Maschinen im Rahmen seiner Dissertation, in der er sich mit der Mustererkennung durch Geruchssensorik auseinandersetzt. Parallel an verschiedenen Projekten zu arbeiten, kennt er noch aus seiner Zeit als Auszubildender. Damals studierte er neben seiner Ausbildung zum Industrietechnologen per Fernstudium Mathematik und Volkswirtschaftslehre. Daraufhin folgte ein Bachelor in Mechatronik und ein Master in Elektrotechnik an der TU Berlin, bis er schließlich 2009 beim IWF zu arbeiten begann. Seit drei Jahren ist der gebürtige Berliner nun auf Seiten des Fraunhofer IPK tätig. Die wenige Freizeit, die aktuell verbleibt, verbringt er gerne mit seiner Frau und dem gemeinsamen Hund bei Spaziergängen im Grünen oder zu Hause.

Automatisierungstechnik

Logic.Cube – Bildverarbeitende Assistenzsysteme für die Logistik Routine im Logistikalltag: Für die Produktionsvorbereitung werden zugelieferte Bauteile und Materialien im Wareneingangskontrolllager erfasst. Dabei wird das Lagergut registriert, ggf. ent- oder verpackt, geprüft und einem Lagerplatz zugeordnet. Diese Ersterfassung ist zeitaufwändig und erfordert eine Vielzahl von Handhabungen, die durch die Lageristen auszuführen sind. Ziel des Projekts Logic.Cube ist es, eine Technologie zu entwickeln, die den Erfassungsprozess maßgeblich beschleunigt und eine konsistente Datengrundlage für die weiterführende Prozesslandschaft in der Logistik und Fertigung zur Verfügung stellt. Dafür sollen alle Daten der Lagergüter in Echtzeit teilautomatisiert erfasst werden. Das beinhaltet neben dem automatischen Erkennen und Zuordnen relevanter Daten durch ein zentrales System auch die automatische Initialisierung von einzelnen Erfassungsschritten sowie die Generierung mehrdimensionaler Modelldaten zur Unterstützung von Mehrfacherfassungen eines Objekts. Auf diese Weise soll die zur Wareneingangskontrolle benötigte Zeit um mindestens 50 Prozent verkürzt werden. Darüber hinaus sollen bedarfsgerechte Daten für weitere Mehrwertdienste bereitgestellt werden, u. a. für die optische Prozessunterstützung während der Erfassung, die Unterstützung von Lagerprozessen und die Identifikation von Fehlerlieferungen oder nicht zuordnungsbaren Objekten. Auch mobile Anwendungen sind angedacht, ebenso wie der Zugriff auf visualisierte bzw. virtuelle Referenzmodelle von Lagergütern im verpackten Zustand oder die dynamische Kopplung des Systems mit lagertechnisch relevanten Anwendungen, wie ERP, Lagerverwaltungssystemen und PPS-Systemen. Ansprechpartner Matthias Blankenburg Tel. +49 30 39006-183 matthias.blankenburg@ipk.fraunhofer.de

QUALITÄTSMANAGeMENT Wirtschaftliche Managementsysteme Die Revision der DIN EN ISO 9001:2015 wird umfassende Änderungen in Unternehmen zur Folge haben. Gemäß der zukünftigen Norm sollen Managementsysteme künftig »unternehmerischer« werden und Organisationen dabei helfen, ihre wirtschaftlichen Ziele zu erreichen. Die Bewertung des ökonomischen Nutzens und somit der wirtschaftlichen Sinnhaftigkeit einer Investition in solche Managementsysteme gestaltet sich jedoch schwierig. Deshalb hat die Deutsche Gesellschaft für Qualität (DGQ) gemeinsam mit dem Fachgebiet Qualitätswissenschaft der TU Berlin das Projekt »Wirtschaftlichkeit von Managementsystemen« ins Leben gerufen. Ziel des Projekts ist es, ein praxisorientiertes Modell zu entwickeln, welches grundlegende Erkenntnisse über die Wirksamkeit von Managementsystemen in Bezug auf wirtschaftliche Kennzahlen ermöglicht. Dies umfasst auch die Berücksichtigung nicht-monetärer Nutzenaspekte sowie die Untersuchung von Wirkungsbeziehungen zwischen einem Managementsystem und individuellen Erfolgsgrößen. Ansprechpartner Dipl.-Ing. Colin Raßfeld Tel. +49 30 314-21083 colin.rassfeld@tu-berlin.de

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/ ag visuell

globales Qualitätsmanagementsystem für Knauf Gips Das Geschäftsfeld Qualitätsmanagement des

Andererseits soll ausreichend Flexibilität gewährt

Fraunhofer IPK unterstützt die Knauf Gips KG

werden, um gut funktionierende regionale Lösun-

mit Hauptsitz im fränkischen Iphofen seit Anfang

gen zu integrieren und notwendige Unterschiede

letzten Jahres bei dem Design und der Einfüh-

zu berücksichtigen. Dazu wurden zunächst die

rung eines globalen Qualitätsmanagementsystems

vorhandenen Prozesse systematisch analysiert und

(QM-System). Das Unternehmen hat im vergange-

Verbesserungspotenzial identifiziert. Neben dem

nen Jahrzehnt global ein starkes Wachstum durch-

Hauptstandort wurden frühzeitig auch die inter-

laufen und ist heute auf allen Kontinenten mit

nationalen Außenstandorte miteinbezogen und

Standorten und seinen Bauprodukten vertreten.

gemeinsame Workshops zur Anforderungsauf-

In diesem Zusammenhang hat die Unternehmens-

nahme durchgeführt. Zudem wurde ein gemein-

leitung die strategische Entscheidung getroffen,

sames Konzept zur Strukturierung und Dokumen-

ein globales QM-System einzuführen, das die

tierung des globalen QM-Systems erarbeitet und

Prozesse und Standards in den sieben Regionen

erste Prozesse auf Basis des Konzepts abgebildet.

der Knauf Gruppe harmonisiert und systematisch

In einem nächsten Schritt soll die Umsetzung des

dokumentiert. Ziel dabei ist es einerseits, durch

globalen QM-Systems in einer Prozessmanage-

Standardisierung Synergiepotenziale auszuschöp-

mentsoftware weiter vorangetrieben und ein Pilot-

fen und die weltweite Transparenz zu erhöhen.

prozess als neuer globaler Standard erarbeitet werden. So soll die Basis geschaffen werden, um nach und nach das globale QM-System zu vervollständigen und damit eine weltweite Arbeitsgrundlage zu realisieren. Ansprechpartner Falk Behmer Tel. +49 30 39006-362 falk.behmer@ipk.fraunhofer.de

Der Problemlöser: Klaus Seiffert Als Kind wollte Klaus Seiffert Erfinder werden, denn er hat schon damals Probleme gerne kreativ gelöst. Heute hat er hierfür ein ganzes Labor. Er betreut das Quality Science Lab (Bericht rechts) und geht dort gemeinsam mit Studierenden der TU Berlin der Frage nach: Wie können Produkte optimal hergestellt werden? Hierfür erfasst das Science Lab mit Sensordaten die verschiedenen Prozessparameter, um daraus Vorhersagen über die Qualität eines entstehenden Produktes zu treffen. Schon früh hat Seiffert festgestellt, dass es für ihn wichtig ist sich im Bereich Wissenschaft und Forschung mit Themen auseinanderzusetzen, die einen Einfluss auf das tägliche Leben haben. In der Betreuung des Quality Science Lab hat er diese Aufgabe gefunden: »Ich kann hier wirklich etwas verändern und meine Möglichkeiten nutzen, um zu versuchen das Bestmögliche rauszuholen.« Zusätzlich ist der 31-Jährige auch in der Lehre tätig und bietet die Veranstaltung »Datenanalyse und Problemlösung« sowie »Datenanalyse bei cyber-physischen Systemen« an. Er selbst hat in Kiel Physik studiert und seine Diplomarbeit am Helmholtz-Zentrum Berlin für Material und Energie geschrieben. Im Anschluss studierte er an der Fernuniversität Hagen Elektroinformationstechnik und arbeitete bei Heliocentris. An seiner aktuellen Tätigkeit gefällt ihm auch, dass er die verschiedenen Disziplinen seines akademischen Werdegangs verbinden kann. In seiner Freizeit ist er mit den Vegan Runners unterwegs oder betreut einen Zeltplatz für Kletterer in Niedersachsen. Das Klettern ist für ihn selbst eine große Leidenschaft und begleitet ihn seit seiner Jugend.

Qualitätsmanagement

Quality Science Lab – standards für Industrie 4.0 setzen Die vierte industrielle Revolution prägt momentan die deutsche Industrie wie kein anderes Thema. Die Chancen und Risiken, die im Bereich der Qualitätswissenschaft damit verbunden sind, werden im neu eingerichteten Quality Science Lab am IWF der TU Berlin erlebbar erforscht. Hier prognostiziert und regelt eine beispielhafte Smart Micro Factory autonom die Qualität der entstehende Produkte. Ziel ist es, durch hochpräzise Sensorik sowie automatisierte und intelligente Datenanalyse eine lernende Fabrik mit Qualitätsbewusstsein zu schaffen. Diese soll die Fertigungsqualität auch bei individuellen Produkten eigenständig optimieren und damit die Erwartungen des Kunden übertreffen. Neben automatisierten Verfahren wird auch an Methoden geforscht, die qualitätsbezogene Informationen aus der Fabrik und ihrem Umfeld für Entscheidungsträger anhand von Qualitätscockpits benutzerfreundlich aufbereiten. Zudem soll generiertes Wissen aus der intelligenten Fabrik in digitale Qualitätsassistenzsysteme, zum Beispiel für die Entwicklung, zurückfließen. Auf diese Weise will das Quality Science Lab eine einzigartige Verbindung von Qualitätsmanagement und Industrie 4.0 schaffen. Ansprechpartner Klaus Seiffert Tel. +49 30 314-23565 klaus.seiffert@tu-berlin.de

Medizintechnik

App statt röntgenbogen Tablets und Smartphones sind aus unserem All-

iOS oder Windows – unabhängige Visualisierung

tag nicht mehr wegzudenken. Dennoch finden

ermöglicht. Die Visualisierung basiert auf verbrei-

sie sich selten im chirurgischen Umfeld. Dabei eig-

teten Standards und wird deshalb von den meis-

nen sich vor allem Tablets sehr gut dafür, klini-

ten Geräten unterstützt und identisch dargestellt.

sche Anwendungen mobil verfügbar zu machen.

Aufbauend auf dieser Architektur wurde eine

Allerdings müssen dafür existierende Visualisie-

Visualisierungs-App für Windows und iOS imple-

rungsprogramme bezüglich ihrer Bedienung und

mentiert und von Chirurgen der Charité – Uni-

Darstellung den Gegebenheiten eines Tablets,

versitätsmedizin Berlin getestet. Erste Ergebnisse

z. B. Toucheingabe und kleineres Display, ange-

zeigen, dass Ärzte die Bedienung der Programme

passt werden.

mit einem Tablet wesentlich ergonomischer und

Im Projekt »Suit« untersuchen Experten des Fraunhofer IPK, welche Möglichkeiten sich

einfacher empfinden als mit den bisher üblichen Desktop-Rechnern.

Chirurgen bereits heute durch die Nutzung von Tablets bieten. Der Schwerpunkt des Projekts liegt

Ansprechpartner

auf der Visualisierung medizinischer 3D-Bilddaten.

Felix Fehlhaber

Dazu wurde eine Softwarearchitektur entworfen,

Tel. +49 30 39006-226

die eine vom Betriebssystem – egal ob Android,

felix.fehlhaber@ipk.fraunhofer.de

EVORA – 3D-Rekonstruktion in neuer Geschwindigkeit Die 3D-Röntgenbildgebung ermöglicht die räumliche Abbildung vom Inneren eines Objekts, ohne dieses mechanisch zu verändern. Der Anwendungsbereich reicht von der Diagnostik in der Human- und Tiermedizin bis hin zur zerstörungsfreien Materialprüfung in der industriellen Messtechnik. Während der Bildaufnahme wird das zu untersuchende Objekt aus verschiedenen Richtungen durchleuchtet und eine Vielzahl an Röntgenbildern aufgenommen. Um aus diesen 2D-Bilddaten ein Volumen zu berechnen, werden Rekonstruktionsverfahren wie EVORA benötigt. EVORA ist ein hardwarebeschleunigtes 3D-Rekonstruktionsverfahren, das einfach in bestehende Anwendungen eingebunden werden kann. Die zur 3D-Rekonstruktion verwendeten Algorithmen werden auf der Grafikkarte ausgeführt. Grafikkarten sind sehr leistungsstark, sodass sich die Berechnungsdauer deutlich verkürzt. Sobald das erste Röntgenbild aufgenommen wurde, wird es für die 3D-Rekonstruktion verwendet. Auf diese Weise steht das rekonstruierte Volumen bereits kurz nach Abschluss der Bildaufnahme zur Verfügung. Um eine hohe Darstellungsqualität zu erreichen, können sowohl die 2D-Bilddaten als auch das rekonstruierte Volumen vor- und nachverarbeitet werden. Dazu zählt beispielsweise eine automatische Unterdrückung von Bildstörungen oder das Hervorheben feiner Strukturen. Auf diese Weise wird der Anwender optimal bei der Auswertung der rekonstruierten Volumen unterstützt. Ansprechpartner Steffen Melnik Tel. +49 30 39006-390 steffen.melnik@ipk.fraunhofer.de

Vina – visuelle navigation Die Visuelle Navigation (VINA) ist ein neuartiges

Im Vergleich zu konventionellen Navigationssyste-

bildbasiertes Verfahren für die navigiert Chirur-

men hat VINA den Vorteil einer signifikant einfa-

gie, bei dem ein eigens entwickeltes Miniaturka-

cheren Handhabung. Die automatische Registrie-

merasystem in gängige Operationsinstrumente

rung mit präoperativen Patientendaten minimiert

integriert wird. Anhand der kontinuierlich verar-

die Vorbereitungszeit für einen operativen Eingriff.

beiteten Videobilder wird damit eine 3D-Land-

Zudem wird die Line-of-Sight-Problematik opti-

karte des Operationsgebietes generiert. Zeitgleich

scher und die elektromagnetische Störanfälligkeit

bestimmen modernste Algorithmen aus Robotik

elektromagnetischer Navigationssysteme umgan-

und Computer Vision die Lage des Instruments

gen. VINA könnte so der klinischen Navigation zu

in der 3D-Karte. Anschließend wird die 3D-Karte

einem flächendeckenden Durchbruch verhelfen

auf den vorhandenen CT-Datensatz des Patienten

und die Patientensicherheit im OP erhöhen. Eine

gelegt, woraus sich schließlich die genaue Position

größere Anzahl schonender minimal-invasiver Ein-

und Orientierung des Instruments im Patienten-

griffe würde außerdem kürzere Genesungszei-

volumen errechnet. Die Technologie ist durch die

ten und stationäre Aufenthalte und damit eine

minimalen Hardwareanforderungen universell und

Senkung der Kosten im Gesundheitswesen mit

flexibel für jedes chirurgische Instrument oder OP-

sich bringen.

Equipment einsetzbar. Ansprechpartner Manuel Katanacho Tel. +49 30 39006-367 manuel.katanacho@ipk.fraunhofer.de

Medizintechnik

Der navigator: Manuel Katanacho Das Projekt Visuelle Navigation, kurz VINA (Bericht links), ist perfekt auf Manuel Katanacho zugeschnitten: Aus seinem Studium bringt er Know-how in optischen Technologien und der medizinischen Bildverarbeitung mit. So kann sich der gebürtige Bayer am Fraunhofer IPK der Weiterentwicklung chirurgischer Navigationssysteme widmen. »Besonders fasziniert mich dabei die Kombination aus Hardware und Software«, sagt er. Hardware, das sind optische Messsysteme, wie im Fall von VINA eine Kamera, die am chirurgischen Instrument angebracht werden. Die Software errechnet dann, aus Bilddaten eine dreidimensionale »Patientenkarte« und verortet in dieser das Instrument. Dank Katanacho und seinen Kollegen werden sich chirurgische Assistenzsysteme so in Zukunft intuitiver bedienen lassen. In den nächsten eineinhalb Jahren des Projekts werden sie daran arbeiten, die entwickelte Methode exakter und robuster zu gestalten. Danach kann sich Manuel Katanacho auch vorstellen, »dass wir noch neuere Technologien einbeziehen und stärker zum Beispiel mit Laser arbeiten«.Auch in seiner Freizeit beschäftigt er sich im weitesten Sinne mit Navigation, wenn er heranwachsenden Jugendlichen eine Orientierungshilfe gibt: »Ich engagiere mich ehrenamtlich in einem Moscheeverein, vor allem in der Jugendarbeit«.

Ereignisse

standards für die industrie 4.0 entwickeln Das Fraunhofer IPK ist einer der Wegbereiter der »Smart Factory«. Ende

kanzlerin Merkel. »Aber für uns in Deutschland

Februar 2015 war deshalb Eckhard Hohwieler, Leiter Produktionsmaschinen

ist auch immer wichtig, die Vorteile des europä-

und Anlagenmanagement, zu Gast bei Bundeskanzlerin Dr. Angela Merkel

ischen Binnenmarktes zu nutzen. Das heißt, wir

und führte mit ihr ein Gespräch über die Digitale Revolution in der Industrie.

können Treiber bestimmter Standards sein. Wir

Angesichts der Tatsache, dass rund 20 Prozent des deutschen Bruttoinland-

sollten dann versuchen, sie auf der europäischen

produkts in der industriellen Produktion entstehen, sei die Digitalisierung

Ebene auch zu verankern. Denn 500 Millionen

der Produktion und mit ihr die Entwicklung entsprechender Standards von

Menschen, die den europäischen Binnenmarkt

entscheidender Bedeutung, so die Kanzlerin. Damit einher gehe eine Verän-

ausmachen, das ist schon eine Marktmacht. Und

derung der Arbeitswelt, weg von klassischen produktionstechnischen Tätig-

damit haben wir auch Chancen, uns weltweit

keiten hin zu mehr Software- und Systemkompetenz. Die Qualifizierung

durchsetzen zu können.«

von Facharbeitern spiele hier eine große Rolle, ebenso wie die Stärkung der MINT-Fächer in der schulischen und universitären Ausbildung. Angesprochen auf die für Unternehmen vorrangigen Themen Datensi-

Das komplette Videointerview ist auf dem Youtube-Kanal der Bundesregierung nachzusehen und zu hören.

cherheit und Dateneigentum, spricht sich Merkel für »das richtige Verhältnis von Schutz und Freiheit der Datenverarbeitung« aus. Hier werde dringend eine europäische Datenschutzverordnung gebraucht, »die eben auch gerade

Ansprechpartner

die industrielle Wertschöpfung nicht benachteiligt.«

Eckhard Hohwieler

Deutschland ist derzeit Schrittmacher der Innovationen rund um Industrie 4.0. Andere Länder wie die USA oder China haben diese Chancen auch erkannt und investieren in großem Umfang in Förderprogramme für ihre Industrie. Die Bundesregierung setzt auf die Bündelung von Kompetenzen: »Die Forschungsministerin, Frau Wanka, hat zusammen mit der Fraunhofer Gesellschaft eine Plattform für die Industriestandards entwickelt, die dann wieder der Gesamtplattform beim Bundeswirtschaftsministerium zuarbeitet. Die Wirtschaft ist dabei, die Gewerkschaften sind dabei.« so Bundes40

Ereignisse

Tel. +49 30 39006-121 eckhard.hohwieler@ipk.fraunhofer.de

anwendungszentrum für industrie 4.0 in china

Industrie 4.0 – International cooperation symposium in Peking

Fraunhofer IPK und JSEIC – Jiangsu Economic

Am 17. März 2015 hatte der Vize-Ministerpräsident der Volksrepublik China

and Information Technology Commission unter-

Ma Kai das Fraunhofer IPK besucht. Beeindruckt von der anwendungs-

zeichneten am 15. Juni 2015 im Beisein des Gou-

orientierten Forschung zum Thema Industrie 4.0 beauftragte der Vizepre-

verneurs der Provinz Jiangsu, Li Xueyong, ein

mier nach seiner Rückkehr das Chinesische Ministerium für Industrie und

Memorandum of Understanding. Darin verein-

Informationstechnologie (MIIT) mit der Federführung für die Umsetzung

barten beide Parteien, in den nächsten zwei Jah-

von Industrie 4.0 und die Koordination der Zusammenarbeit mit Deutsch-

ren gemeinsame Strategien für die Standardisie-

land. Als ersten Schritt veranstaltete das MIIT Ende August in Peking eine

rung von Industrie 4.0 zu entwickeln sowie den

internationale Tagung, um einen Überblick über den aktuellen Stand von

Austausch und die Kooperation auf dem Gebiet

Industrie 4.0 zu geben und Potenziale für eine Zusammenarbeit mit deut-

intelligenter Fertigungs- und IuK-Technologien zu

schen Institutionen auszuloten. Neben Vertretern des VDMA, der BITKOM

stärken. Ziel ist es, ein Industrie 4.0 Anwendungs-

und des Zentralverbands der Elektrotechnik- und Elektronikindustrie ZVEI

zentrum als Showcase für neueste Technologien

war IPK-Institutsleiter Professor Eckart Uhlmann als Hauptredner geladen.

und Anwendungsszenarien in der Provinz Jiangsu

Er gab einen Einblick in die Arbeitsweise von Fraunhofer und stellte am IPK

zu etablieren. Internationale Konferenzen zu Intel-

entwickelte Schlüsseltechnologien für Industrie 4.0 vor. Und das vor einem

ligent Manufacturing und Industrie 4.0 vor Ort

beeindruckenden Auditorium – rund 1 000 Führungskräfte des Ministeriums

sollen Experten, Wissenschaftler und Unterneh-

und regionaler Behörden sowie Manager großer chinesischer Unternehmen

mer zusammenbringen und den Dialog zwischen

folgten den Vorträgen. Anschließend wurde in kleinerem Kreis mit Vertre-

Jiangsu und Deutschland fördern. Außerdem wird

tern des Ministeriums über zukünftige Kooperationsmöglichkeiten diskutiert.

das Fraunhofer IPK die chinesischen Partner bei der Entwicklung eines Industrie 4.0 Ausbildungs-

Ansprechpartner

programms unterstützen und die Gesamtstrate-

Prof. Dr. h. c. Dr.-Ing. Eckart Uhlmann

giefindung für »Smart Production and Internet+«

Tel. +49 30 39006-100

für die Provinz Jiangsu im Kontext von »Made in

eckart.uhlmann@ipk.fraunhofer.de

China 2025« begleiten. Ansprechpartner Prof. Dr.-Ing. Holger Kohl Tel. +49 30 39006-233 holger.kohl@ipk.fraunhofer.de

internationale besuche

2. März 2015: Frankreichs Botschafter Philippe Etienne

17. März 2015: Vize-Ministerpräsident der Volksrepublik China Ma Kai

18. März 2015: Brasiliens Botschafterin Maria Luiza Ribeiro Viotti

6. Mai 2015: Dr. Patricio Bustos Streeter, Nationaldirektor des Rechtsgesundheitsdienstes Chiles

Ereignisse

30. Juni 2015: Vizepremier Dr. Pavel Bělobrádek, Minister für Forschungs-, Entwicklungs- und Innovationsbeihilfen der Tschechischen Republik

31. August 2015: Taiwanischer Bildungsminister Dr. Se-Hwa Wu

2. September 2015: Delegation der DeutschChinesischen Allianz für Industrie 4.0 (DCAI4.0)

19. November 2015: Du Qinglin, stellvertretender Vorsitzender der PKKCV und Sekretär des Politbüros der Kommunistischen Partei Chinas

neue konzepte für werkzeugmaschinen Berliner Runde geht zum zehnten Mal erfolgreich zu Ende Zum zehnten Jubiläum der Berliner Runde wurde Ende März im Produktionstechnischen Zentrum ein Programm auf die Beine gestellt, das von der Vergangenheit der Werkzeugmaschinenindustrie bis in deren nahe Zukunft führte. Die 55 Teilnehmer hörten zunächst Fraunhofer IPK-Institutsleiter Prof. Eckart Uhlmanns Einführung in die »Produktion von morgen«, bevor der Abteilungsleiter Wirtschaft in der Senatsverwaltung für Wirtschaft, Tech-

der kunde im mittelpunkt – hannover messe

nologie und Forschung Hans-Georg Kauert einen kurzen Überblick über »Forschung und Industrie in Berlin« gab. Ein besonderer Höhepunkt war

Fit für die kundenindividuelle Produktion – auf der

die anschließende Rede von Prof. Berthold Leibinger (TRUMPF), der die Ent-

Hannover Messe zeigte das Fraunhofer IPK vom

wicklung der Werkzeugmaschinenindustrie innerhalb der letzten 50 Jahre

13. bis 17. April, wie produzierende Unternehmen

skizzierte. In welche Richtung sich die Industrie in den kommenden Jahen

dieses Ziel erreichen. Der Schlüssel: flexible Pro-

entwickeln wird, wurde zwischen Teilnehmern, Referenten und Ausstellern

zesse und Technologien von der Administration

rege diskutiert. Einige Kernmotive, die sich dabei herausstellten, sind Nach-

bis in die Fertigung. Drei Geschäftsfelder des Ins-

haltigkeit, Modularisierung, Prozesssicherheit und Simulation.

tituts demonstrierten gemeinsam, wie Flexibilität

Technologie zum Anfassen bekamen die Anwesenden in der ange-

durchgängig im gesamten Unternehmen verankert

schlossenen Industrieausstellung geboten. Hier beeindruckte unter anderem

werden kann. Das »Industry Cockpit« aus dem

eine mobile Werkzeugmaschine von DMG MORI Sauer, die in Leichtbauweise

Geschäftsfeld Unternehmensmanagement macht

für den Transport zum Werkstück ausgelegt ist. Weitere Aussteller waren

Prozesse in allen Unternehmensbereichen jederzeit

CADFEM, MSC Software, Kistler Instrumente, Adolf Neuendorf, Ott-Jakob

an auftragsspezifische Erfordernisse und Wün-

Spanntechnik und NICO.

sche anpassbar. Technologien der Geschäftsfelder Automatisierungstechnik und Produktionssysteme

Ansprechpartner

machen Industrieroboter zu Bearbeitungsmaschi-

Dipl.-Ing. Fabio Meister

nen, die schnell und kostengünstig für die Ferti-

Tel. +49 30 314-24450

gung immer neuer Produkte und Produktvarian-

meister@iwf.tu-berlin.de

ten eingerichtet werden können – wirtschaftlich selbst bei kleinen Stückzahlen. Die auf der HMI gezeigte Kombination von Industry Cockpit und hochflexiblem Bearbeitungsroboter fand großen Anklang. Vor allem ausländische Delegationen aus China und Lateinamerika waren beeindruckt, wie mit dem Industry Cockpit die Strukturen, das Verhalten und die Entscheidungsregeln einer intelligenten und vernetzten Produktion abgebildet und auf dieser Grundlage Produkte, Maschinen, Informationssysteme und Menschen miteinander verknüpft werden. Ansprechpartner Steffen Pospischil Tel. +49 30 39006-140

Neben dem Industry Cockpit zeigte das Fraunhofer IPK einen hochflexiblen Bearbeitungsroboter auf der HMI 2015.

steffen.pospischil@ipk.fraunhofer.de

fraunhofer ipk bringt farbe ins bmbf Mit Nanotechnologie zur Regenbogenkunst Im Rahmen des Wettbewerbs »Kunst am Bau« wurde der Neubau des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) am Berliner Kapelle-Ufer verschönert. Wissenschaftler des Fraunhofer IPK unterstützten die Künstlergruppe Boran Burchhardt, Andreas Lippke und Marcel Stemmen mit einer Hightech-Lösung für eine Lichtinstallation. Das Kunstwerk mit dem Namen »Virtuelle Skulptur ohne Titel« schafft einen passenden Bezug zu Bildung und Forschung. Die 18 Meter lange Installation aus Licht, Luft und Wasser folgt der Form einer geraden Treppe und bildet einen Regenbogen nach. Er soll den Treppennutzer zum Berühren einladen, entzieht sich jedoch gleichzeitig seiner Berührung. Das technisch anspruchsvolle Projekt beruht auf der Aufspaltung und Fokussierung von Licht mit Hilfe einer komplexen Optik aus einem refraktiven Linsenanteil und einer als diffraktiv blazed-grating bezeichneten Struktur. Diese Aufspaltung erzeugt die Regenbogenfarben, die im künstlichen Nebel sichtbar werden. Die Ausbildung des Regenbogens wird durch Beugung von weißem Licht an dem auf der Linsenoberseite befindlichen Beugungsgitter erzeugt. Derartige Gitter werden beispielsweise auch in Spektrometersystemen für chemische oder biomedizinische Anwendungen verwendet und nutzen das als Fraunhofer-Linien bekannte Phänomen der Resonanzabsorption von Licht an chemischen Elementen. Die Linsen der Spezial-Optik wurden im Spritzprägeverfahren hergestellt. Der verwendete Formeinsatz zur Erzeugung der erforderlichen optischen Strukturen entstand durch Ultrapräzisionszerspanung mit Diamantwerkzeugen. Die besondere Herausforderung bestand in der verzugsfreien Fertigung der dickwandigen Refraktivlinsen und der genauen Abformung des Beugungsgitters mit einer minimalen Strukturhöhe von weniger als 50

Kunststoffoptik zur Fokussierung und spektralen Aufspaltung von polychromatischem Licht (oben); Bundesministerin für Bildung und Forschung Johanna Wanka mit der Regenbogen-Kunst im BMBF-Neubau in Berlin (© BMBF/Hans-Joachim Rickel).

Nanometern. Bei der Fertigung der Optiken wurden unterschiedliche Technologien und Prozesse des Anwendungszentrums Mikroproduktionstechnik – AMP am Fraunhofer IPK eingesetzt. Sie ermöglichten die Realisierung des Projekts in besonders kurzer Zeit. Ansprechpartner Steffen Pospischil Tel. +49 30 39006-140 steffen.pospischil@ipk.fraunhofer.de

Ereignisse

Uwe Rothenburg, VR-Experte am Fraunhofer IPK, war einer der Speaker beim Mediendialog Berlin ((Foto: Medienboard Berlin-Brandenburg)

Innovationspartnerschaft in der Metal Eco City – Fraunhofer IPK und Jieyang setzen auf Institut für Technologietransfer In der Metal Eco City (MEC) in Jieyang wird das »Deutsch-Chinesische Institut für Technologietransfer« (IFT) entstehen. Das Fraunhofer IPK wird das Institut gemeinsam mit der Stadt Jieyang aufbauen. Der Kooperationsvertrag wurde Anfang November 2015 im Beisein von Bundeskanzlerin Dr. Angela Merkel und des chinesischen Ministerpräsidenten Li Keqiang unterzeichnet. Bis zum Jahr 2020 soll die umfassende Kommunikations- und Dienstleistungsplattform geschaffen werden. Das geplante Investitionsvolumen beträgt drei Milliarden RMB (rund 405 Millionen Euro). Aufgabe des IFT wird es sein, die Zusammenarbeit zwischen chinesischen und deutschen Unternehmen im Bereich der Technologie zu fördern und neue gemeinsame Innovationsprojekte zu definieren. Das Fraunhofer IPK ist Kooperationspartner der Metal Eco City, der deutsch-chinesischen Stadt für mittelständische Unternehmen in Jieyang. »Bereits seit 2014 unterstützt das Fraunhofer IPK die MEC bei der Planung und der Implementierung des ‚Zhongke Metal Institute of Science and Technology‘, ein anwendungsorientiertes Forschungsinstitut im Bereich der Metallbearbeitung und -verarbeitung«, erklärt Prof. Dr.-Ing. Holger Kohl, Leiter des Geschäftsfeldes Unternehmensmanagement am Fraunhofer IPK. »Das IFT wird deutschen Unternehmen eine Plattform bieten, schnell und strukturiert Technologiebedarfe chinesischer Unternehmen zu identifizieren, um daraufhin Angebote zu formulieren. Ein Marktplatz für deutsche Technologien und Innovationen soll dazu beitragen, deutsch-chinesische Innovationspartnerschaften zu begründen. Das Fraunhofer IPK wird für den Aufbau des Instituts sowohl seine Kompetenzen im Bereich produktionstechnischer Lösungen als auch bezüglich der Planung und der Implementierung von Innovationssystemen einbringen«, betont Kohl. Ansprechpartner Prof. Dr.-Ing. Holger Kohl Tel. +49 30 39006-233 holger.kohl@ipk.fraunhofer.de

Deutsch-chinesische Innovationspartnerschaft: Prof. Dr.-Ing. Holger Kohl, Leiter des Geschäftsfeldes Unternehmensmanagement am Fraunhofer IPK, und Parteisekretärin der Stadt Jieyang Yan Zhichan (© Bundespresseamt).

Neue Technologien zur Digitalisierung und Rekonstruktion zerstörter und beschädigter Kulturgüter Workshop von Fraunhofer IPK und Goethe-Institut in Prag Am 11. November 2015 veranstaltete das Fraunhofer IPK zusammen mit dem Goethe-Institut in Prag einen Workshop zum Thema »Neue Technologien zur Digitalisierung und Rekonstruktion zerstörter und beschädigter Kulturgüter«. Den Auftakt der Veranstaltung bildete ein Vortrag des Leiters der Abteilung Sicherheitstechnik am IPK, Dr. Bertram Nickolay, der die einzigartigen Digitalisierungs- und Rekonstruktionstechnologien für zerrissene und beschädigte Dokumenten anhand des Stasi-Schnipsel-Projekts vorstellte. Schwerpunkt des Workshops war im weiteren Verlauf die Anwendung der Fraunhofer-Technologien im Bereich des kulturellen Erbes. Wissenschaftliche Mitarbeiter des Berliner Instituts stellten aktuelle und geplante Projekte wie das Zusammenfügen der Schriften des Universalgelehrten Gottfried Wilhelm Leibniz und der durch Feuer, Wasser und Rauch beschädigten einzigartigen

neue studie

Musikaliensammlung der Herzogin Anna Amalia Bibliothek in Weimar vor.

Qualitätsorganisation: Struktur, Planung

Professor Roland Meyer von der Humboldt-Universität Berlin präsentierte

und Reorganisation des Qualitätswesens

darüber hinaus eine weitere Anwendung der Fraunhofer-Technologie bei

in der industriellen Praxis

der Rekonstruktion historischer tschechischer Gebetstexte. Auf der darauffolgenden Podiumsdiskussion wurden Möglichkei-

Produktionsunternehmen sind seit den neunzi-

ten der Nutzung der am Fraunhofer IPK entwickelten Digitalisierungs- und

ger Jahren infolge der Globalisierung einem star-

Rekonstruktionstechnologien in der Tschechischen Republik erörtert. Petr

ken internationalen Wettbewerb ausgesetzt. Um

Blazek, wissenschaftlicher Mitarbeiter des tschechischen Instituts für das

sich trotz hoher Standortkosten, insbesondere im

Studium von totalitären Regimen (ÚSTR), sieht Potenziale für den Einsatz

deutschsprachigen Raum, weiterhin von der Kon-

der Technologien beim Zusammensetzen von zerrissenen Dokumenten der

kurrenz absetzen zu können, müssen Hersteller

tschechischen kommunistischen Staatssicherheit, die sich zurzeit in rund

der Qualität als wesentliches Differenzierungs-

400 Säcken befinden. Auch Kulturminister Daniel Herman, der mit einem

merkmal in besonders hohem Maße gerecht wer-

Grußwort den Workshop eröffnete und von 2010 bis 2013 den Posten

den. Aus der steigenden Fülle an Anforderungen

des ÚSTR-Direktors innehatte, unterstützt in diesem Zusammenhang eine

ergibt sich dabei ein entscheidendes Problem: die

Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer IPK.

Planung und Umsetzung einer geeigneten Orga-

Ansprechpartner

die bestand darin, zu diesem Themenfeld einen

nisation des Qualitätswesens. Das Ziel der StuDr.-Ing. Bertram Nickolay

Überblick bezüglich des Status quo in Produkti-

Tel. +49 30 39006-201

onsunternehmen im deutschsprachigen Raum zu

bertram.nickolay@ipk.fraunhofer.de

schaffen. Dazu wurden wesentliche Merkmale der bestehenden Qualitätsorganisationen identifiziert sowie Erfolgsfaktoren und Herausforderungen für die Planung und Umsetzung neuer Organisationsstrukturen aufgedeckt. Weitere Informationen und Bestellmöglichkeit: http://www.ipk.fraunhofer.de/publikationen/ markt-und-trendstudien/qualitaetsorganisation/ Ansprechpartner Prof. Dr.-Ing. Roland Jochem Tel. +49 30 39006-118 roland.jochem@ipk.fraunhofer.de

Mehr Können

Technologisches Know-how und Managementkompetenzen greifen bei uns am Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK in Berlin eng ineinander. Seit 40 Jahren unterstützen wir unsere Partner und Kunden mit anwendungsorientierter Forschung und Entwicklung für die ganze Bandbreite industrieller Aufgaben – von der Produktentwicklung über den Produktionsprozess, die Instandhaltung von Investitionsgütern und die Wiederverwertung von Produkten bis hin zu Gestaltung und Management von Fabrikbetrieben. Dass wir komplexe Themen interdisziplinär bearbeiten und ganzheitlich lösen, beweisen wir auch mit unserem Weiterbildungsprogramm »Mehr Können«. In verschiedensten Veranstaltungsformaten vermitteln wir hier sowohl technisches Wissen im Bereich der Produktionstechnik als auch Methoden zur Verbesserung des Managements von Organisationen in Dienstleistung und Produktion sowie des Qualitäts- und Umweltmanagements. Unsere Kunden erhalten dabei Einblicke in neueste Verfahren und Technologien, noch bevor sie auf den Markt kommen. Darüber hinaus bieten wir Ihnen Zugang zu unserem umfangreichen Netzwerk renommierter regionaler, nationaler und internationaler Forschungspartner in Industrie und Wissenschaft. Denn strategische Kooperationen verbinden unser Institut mit den wichtigsten gegenwärtigen und künftigen Wissenschafts- und Wirtschaftsräumen – so profitieren Sie vom internationalen Wissenstransfer und erschließen neue Absatzmärkte für produktionstechnisches Know-how aus Deutschland.

Mehr Können – Veranstaltungen 2016 April 2016

Studiengang: M.Sc. Industrielles Produktionsmanagement

11. – 15. April 2016

PLM Professional (1. Lehrgangswoche in Berlin)

12. April 2016

Technologietag: Formen- und Werkzeugbau

14. April 2016

IAK: Keramikbearbeitung

15. April 2016

Workshop: Industrieroboter als Bearbeitungsmaschinen

28. April 2016

Technologietag: Energieeffizienz

03. Mai 2016

Workshop: Additive Fertigung mit flexiblen Prozessketten

12. Mai 2016

Workshop: Unterpulverschweißen dickwandiger Bauteile

22. – 24. Mai 2016

23. CIRP Conference on Lifecycle Engineering

06. – 07. Juni 2016

Seminar: Wissensbilanz Made in Germany

10. Juni 2016

Technologietag: Industrie 4.0

16. Juni 2016

Workshop: Virtual Reality in der industriellen Anwendung

17. Juni 2016

Workshop: Reverse Engineering

28. – 30. September 2016

Grundlagenseminar Reinigungstechnik

Oktober 2016

Studiengang: M. Sc. Global Production Engineering

Weitere Veranstaltungen, Informationen und Möglichkeiten zur Anmeldung finden Sie unter www.ipk.fraunhofer.de/weiterbildung

PTZ auf einen Blick Profil Im Produktionstechnischen Zentrum Berlin (PTZ)

Bei seiner Gründung 1904 war das IWF eine der

sind das Institut für Werkzeugmaschinen und Fab-

ersten Einrichtungen produktionstechnischer

rikbetrieb (IWF) der Technischen Universität Berlin

Lehre und Forschung in Deutschland, die Einrich-

und das Fraunhofer-Institut für Produktionsan-

tung eines Versuchsfeldes war wegweisend für

lagen und Konstruktionstechnik (IPK) in einem

die Disziplin. Das Forschungs- und Lehrangebot

Doppelinstitut zusammengeführt. Auf diese Weise

orientiert sich an Technologie und Management

verbindet das PTZ die universitäre Einheit von For-

industrieller Fabrikbetriebe und umfasst sowohl

schung und Lehre mit der industrienahen Anwen-

die Entwicklung von Prozesstechnologien und

dungsorientierung der Fraunhofer-Gesellschaft.

Produktionsanlagen als auch deren informati-

Die Struktur des Doppelinstituts ermöglicht zum

onstechnische Modellierung. Die Fachgebiete

einen schnelle Detaillösungen, zum anderen bietet

Werkzeugmaschinen und Fertigungstechnik,

die interdisziplinäre Zusammenarbeit verschiede-

Montagetechnik und Fabrikbetrieb, Industrielle

ner Fachleute die Gewähr für umfassende Sys-

Automatisierungstechnik, Industrielle Informa-

temlösungen. Ob produzierende Unternehmen,

tionstechnik, Qualitätswissenschaft, Füge- und

Dienstleister oder öffentliche Institutionen – unser

Beschichtungstechnik, Mikro- und Feingeräte,

Hauptanliegen ist, die Wettbewerbsfähigkeit

Sicherheit gefügter Bauteile, Tribologie sowie

unserer Kunden durch neue und weiterentwickelte

Nachhaltige Unternehmensentwicklung arbeiten

technologische Konzepte zu verbessern.

an der »Digitalen Fabrik«.

Steckbrief PTZ Ihr Ziel ist es, Produktentwicklung, Fertigungsplanung und Produktion informationstechnisch so abzubilden und zu vernetzen, dass Produktentstehungs- und Lebenszyklen durchgängig simu-

Gründung

IWF: 1904 | IPK: 1976 | PTZ: 1986

Gesamtfläche

15 000 qm

Personal

649 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter

liert, verifiziert und optimiert werden können. Als

in Forschung und Dienstleistung

Institut der Technischen Universität Berlin bildet

davon IPK: 388 | IWF: 261

das IWF jährlich etwa 200 Studierende im Fach Maschinenbau aus. Im Master-Studiengang Global

Betriebshaushalt

davon IPK: 20.111.270 €

Production Engineering, an dem das IWF wesent-

IWF: 15.104.031 €

lich beteiligt ist, werden Studierende aus aller Welt für die Herausforderungen der globalen Indust-

Kunden

riegesellschaft ausgebildet.

leistungsunternehmen verschiedener Branchen,

Forschung und Entwicklung für die gesamte

kleine und mittelständische Betriebe

Prozesskette produzierender Unternehmen – von prozess, die Instandhaltung von Investitionsgütern und die Wiederverwertung von Produkten bis hin zu Gestaltung und Management von Fab-

Verbände und Institutionen der öffentlichen Hand, global operierende Industrie- und Dienst-

Das Fraunhofer IPK betreibt angewandte

der Produktentwicklung über den Produktions-

gesamt: 35.215.301 €

Internationale Märkte

Europa, Asien, Nord- und Südamerika

Websites

http://www.ipk.fraunhofer.de http://www.iwf.tu-berlin.de

rikbetrieben. Zudem überträgt das Institut produk tionstechnische Lösungen in Anwendungsgebiete außerhalb der Industrie, etwa in die Bereiche Medizin, Verkehr und Sicherheit. Die enge Zusammenarbeit der sieben Geschäftsfelder Unternehmensmanagement, Virtuelle Produktentstehung, Produktionssysteme, Füge- und Beschichtungstechnik, Automatisierungstechnik, Qualitätsmanagement sowie Medizintechnik ermöglicht die Bearbeitung interdisziplinärer Themen. Unser Ziel ist dabei, ökonomische Erwägungen mit den Maximen Ressourceneffizienz und Nachhaltigkeit in Einklang zu bringen. Neben der Auftragsforschung entwickeln wir im Rahmen von Vorlaufprojekten außerdem innovative Konzepte für die Produktion von morgen. Auf diesem Weg entstehende Innovationen überführen wir gemeinsam mit Partnern in marktreife Produkte.

XV. internationales produktionstechnisches kolloquium

PTK 2016

Digitalisierte Produktion Potentiale für eine nachhaltige urbane wertschöpfung Im Februar 2011 hat die SAP AG in Potsdam offiziell ihr weltweit erstes Innovationszentrum gegründet. Bereits Mitte nächsten Jahres werden die Mitarbeiter ihr neues Gebäude am Standort Jungfernsee beziehen. In enger Zusammenarbeit mit dem dort seit 1999 tätigen Hasso-Plattner-Institut für Softwaresystemtechnik (HPI).

SAVE THe date 15. – 16.9.2016

Impressum

Herstellung

Jahresbericht 2015/2016

Elbe Druckerei Wittenberg

Bildquellen BASF SE: 6

Herausgeber

BMBF / Hans-Joachim Rickel: 44 unten

Prof. Dr. h. c. Dr.-Ing. Eckart Uhlmann

Bundespresseamt: 45 Bundesregierung: 40

Mitherausgeber

Fotolia / ag visuell: 33

Prof. Dr.-Ing. Roland Jochem

Fotolia / gunnar3000: 32

Prof. Dr.-Ing. Holger Kohl

Fraunhofer-Chalmers Research Center

Prof. Dr.-Ing. Jörg Krüger

for Industrial Mathematics FCC: 11 oben

Prof. Dr.-Ing. Michael Rethmeier

Fraunhofer IPK / Konstantin Heß: 3

Prof. Dr.-Ing. Günther Seliger

Fraunhofer IPK / Angela Salvo Gonzáles: 41 oben

Prof. Dr.-Ing. Rainer Stark

Gottfried Wilhelm Leibniz Bibliothek – Niedersächsische Landesbibliothek: 27

Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK

Institut für Werkzeugmaschinen und Fabrikbetrieb (IWF) der TU Berlin

Redaktion Claudia Engel Corinna Fischer Helen Agnes Stoffel

Satz und Layout Ismaël Sanou

Kontakt Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK Pascalstraße 8 – 9 10587 Berlin Telefon +49 30 39006-140

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