Futur 1/2011: Forschung im Verbund

Mitteilungen aus dem Produktionstechnischen Zentrum Berlin

FUTUR

Vision Innovation Realisierung

Forschung im Verbund

Besser ausgelastet

Fuhrparkinstandhaltung bei der Berliner Stadtreinigung

Ohne Stau durch die Innenstadt

Elektromobilit채t im Alltagstest

Inhalt Impressum

04

Maintenance, Repair and Overhaul in Energie und Verkehr MRO

07

Markt- und Trendanalyse 2011: Maintenance, Repair and Overhaul

08

Fuhrparkinstandhaltung bei der Berliner Stadtreinigung

10

Sicher einzigartig – überall

12

Software für die Fahndung nach Kinderpornographie

14

Ohne Stau durch die Innenstadt – Elektromobilität im Alltagstest

16

Mobile Umweltmessbox mit Satellitenanschluss

Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK

18

MicroCarrier für die City-Logistik

Institut für Werkzeugmaschinen und Fabrikbetrieb (IWF) der TU Berlin

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Saubere Leistung

Chefredaktion Steffen Pospischil

22

Wir machen autoMOBIL

Redaktion Claudia Engel, Ina Roeder

23

Leistungsstarke Keramik

Kontakt Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK Institutsleitung Prof. Dr. h. c. Dr.-Ing. Eckart Uhlmann Pascalstraße 8-9 10587 Berlin Telefon +49 30 39006-140 Fax +49 30 39006-392 info@ipk.fraunhofer.de http://www.ipk.fraunhofer.de

24

Höhere Wandstärke = Höhere Sicherheit?

26

Das SimP-Toolkit zum Aufbau interaktiver physikbasierter Simulationen

28

Interview

30

Partnerunternehmen

32

Ausstattung

33

Ereignisse und Termine

39

Terminkalender

40

PTZ im Überblick

Futur 1/2011 13. Jahrgang ISSN 1438-1125 Herausgeber Prof. Dr. h. c. Dr.-Ing. Eckart Uhlmann Mitherausgeber Prof. Dr.-Ing. Roland Jochem Prof. Dr.-Ing. Erwin Keeve Prof. Dr.-Ing. Jörg Krüger Prof. Dr.-Ing. Kai Mertins Prof. Dr.-Ing. Michael Rethmeier Prof. Dr.-Ing. Günther Seliger Prof. Dr.-Ing. Rainer Stark Prof. Dr.-Ing. Johannes Wilden

Gestaltung und Produktion Sonja Hugi Herstellung Heenemann Druck GmbH Fotos Gerold Baumhauer: S. 1, 5 BMVBS: S. 15, S. 35 ESA: S. 16 Fraunhofer IWU: S. 22 GOM: S. 32 (1) Konstantin Hess: S. 3 MTU Aero Engines: S. 30, 31 Steffen Pospischil: S. 33, S. 37 (2, 3) Angela Salvo Gonzáles: S. 34 (1, 2), 36 (1, 2, 3) SenStadt Berlin: S. 14 Siemens, Martin Adam: S. 6 VDI/VDE-IT: S. 37 (1)

© Fraunhofer IPK Nachdruck, auch auszugsweise, nur mit vollständiger Quellenangabe und nach Rücksprache mit der Redaktion.

Belegexemplare werden erbeten.

FUTUR 1/2011

Editorial

Liebe Leserinnen, liebe Leser,

einer für Alle, alle für Einen – was schon bei Alexandre Dumas galt, trifft im übertragenen Sinn auch auf uns Ingenieure zu. Erfinder, die – salopp gesagt – still im kleinen Kämmerlein vor sich hin forschen, gehören längst der Vergangenheit an.

Innovative Produkte und Prozesse entste-

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

hen heute im Team, im Zusammenspiel unterschiedlichster Wissenschaftsdisziplinen, Kompetenzen und Herangehensweisen.

internationale Kompetenzregion auf den

Das leben wir intern in unseren Instituten,

Gebieten Wartung, Instandhaltung und

indem wir spezifische FuE-Aufgaben inter-

technische Aufrüstung sowie Sicherheit

disziplinär bearbeiten, aber auch extern in

von Personen, Produkten, Technologien

der themenorientierten Zusammenarbeit

und Kommunikation zu etablieren. Im

mit Partnern aus Wissenschaft, Wirtschaft

Innovationscluster »Sichere Identität«

und Politik.

entwickeln wir u. a. mit der Bundesdruckerei und dem Landeskriminalamt der

So bündeln wir gemeinsam mit anderen

Berliner Polizei Anwendungen, die von der

Fraunhofer-Instituten im Rahmen von

nächsten Generation fälschungs­sicherer

Fraunhofer-Allianzen und -Verbünden

Personaldokumente über die Sicherung

unser Know-how in der Bearbeitung von

elektronischer Geschäftsprozesse bis hin

Hochleistungskeramik, der industriellen

zum Produkt- und Markenschutz reichen.

Reinigungstechnik, der Verkehrstechnik

Die Entwicklung und Etablierung ressour-

sowie der Automobilproduktion. Von den

censchonender und energieeffizienter

Synergieeffekten profitieren nicht nur wir,

MRO-Prozesse und -Technologien im Inno-

sondern vor allem unsere Kunden: Wir

vationscluster »Maintenance, Repair and

können auf diese Weise die gesamte Pro-

Overhaul (MRO)« treiben wir zusammen

zesskette, z. B. der Fahrzeugherstellung,

mit Unternehmen der Branchen Energie

abdecken, Systemlösungen aus einer Hand

und Verkehr voran, die seit jeher in der

anbieten und Innovationen ganzheitlich

Hauptstadtregion verwurzelt sind.

umsetzen.

Lesen Sie mehr über die vielfältigen »Regionale Struktur mit globaler Wir-

Kooperationsmöglichkeiten, die wir Ihnen

kung«, so lautet das Motto der Innovati-

hier in unserer aktuellen Ausgabe der

onscluster, die die Fraunhofer-Gesellschaft

Futur vorstellen.

im Rahmen der Hightech-Strategie der Bundesregierung initiiert hat. Im Verbund von Forschungsorganisationen, Investoren und Unternehmen werden hier Ressourcen vernetzt, um bestimmte Regionen in ihrer Entwicklung zu stärken. Wir engagieren uns in zwei solchen Clusterinitiativen mit dem Ziel, Berlin/Brandenburg als

3

4

Forschung und Entwicklung

MRO

Maintenance, Repair and Overhaul in Energie und Verkehr MRO

Maintenance, Repair and Overhaul (MRO) hat große betriebs- und volkswirtschaftliche Bedeutung: Korrosion von Werkstoffen, Materialverschleiß

Fraunhofer-Innovationscluster

und Vandalismus kosten deutsche Betriebe täglich ein Vermögen. Vor

Fraunhofer-Innovationscluster

allem in den Branchen Energie und Verkehr gibt es bei Produkten und

bestehen aus einer Kooperation

Gütern mit hohen Investitionskosten und langer Lebensdauer ein hohes

von Wissenschaft, Wirtschaft, Staat

technologisches und wirtschaftliches Optimierungspotenzial, das wissen-

und Gesellschaft zur Sicherung der

schaftlich bisher kaum bearbeitet wurde. Genau hier setzt der Fraunhofer-

langfristigen Zusammenarbeit und

Innovationscluster »Maintenance, Repair and Overhaul in Energie und

des Wissensaustausches in einer

Verkehr« an. In vier vielversprechenden Innovationsfeldern erarbeitet

Region. Der im Jahr 2009 gestartete

der Cluster seit März 2009 ressourcenschonende und energieeffiziente

Fraunhofer-Innovationscluster MRO

MRO-Prozesse und -Technologien. Sieben Forschungsinstitute und 14

hat zum Ziel, ressourcenschonende

Wirtschaftsunternehmen kooperieren zu diesem Zweck. Die finanzielle

und energieeffiziente MRO-Prozesse

Ausstattung in Höhe von rund 16 Mio € über drei Jahre wird von den

und -Technologien zu erarbeiten und

beteiligten Partnern, der Fraunhofer-Gesellschaft und den Ländern Berlin

nachhaltig in der Hauptstadtregion zu

und Brandenburg bereitgestellt.

etablieren.

►►Zustandserfassung und -diagnose

Verfahren und Systeme für die Zustandser-

te Wartung und Instandhaltung wie eine

In der Wartung und Instandhaltung ist

fassung und -diagnose für diese Anlagen

dynamische Wartungsoptimierung. Der

die regelmäßige Prüfung von Anlagen

ist Schwerpunkt des ersten Innovations-

Innovationscluster stellt sowohl eine Platt-

eine wichtige Voraussetzung nicht nur für

feldes im Innovationscluster. Die auto-

form, als auch einen Baukasten für die

den Erhalt ihrer Funktionalität, sondern

matisierte kontinuierliche Erfassung und

Generierung anlagenspezifischer Zustands-

auch für einen sicheren Weiterbetrieb. Die

Überwachung des Zustands im laufenden

monitoring-Applikationen bereit. Ausge-

Entwicklung und Bereitstellung geeigneter

Betrieb ist das Ziel.

hend von dem durch Überwachung und Diagnose gewonnenen Verschleißzustand

Maschinen- und Anlagenreinigung mit CO2

Neben einer geeigneten Sensorik und

des technischen Systems wird kontinuier­

intelligenten Auswertungssystemen

lich der Wartungsbedarf ermittelt und

erfordert das auch

so zum richtigen Zeitpunkt die passende

hohe Mobilität und

Wartungsmaßnahme vorgeschlagen.

Robustheit von Sys-

Hierdurch wird eine höhere Verfügbarkeit

temlösungen. Con-

des Systems bei gleichzeitig reduzierten

dition Monitoring,

Wartungskosten erzielt.

also die kontinuierliche Überwachung und Dokumenta­

►►Planung und digitale Unterstützung

tion des Zustandes

In den meisten MRO-Aktivitäten sind die

von Anlagen und

Prozessketten aufgrund unternehmens-

ihrer Komponenten,

übergreifender Kooperationen sowohl

ermöglicht ebenso

organisatorisch, als auch informations-

eine zustandsbasier­

technisch äußerst heterogen. Oft wer-

FUTUR 1/2011

5

Zustandskontrolle durch Vermessen

den MRO-Prozesse noch papierbasiert

nungsüberschläge, zu vermeiden. Unter

geplant, durchgeführt und dokumentiert.

der funktionsrelevanten Reinigung ist etwa

Maintenance, Repair and Overhaul

Das Innovationsfeld »MRO-Planung und

die Entfernung von Funktionsschichten

in Energy and Traffic MRO

digitale Unterstützung« will Planungen im

zur Wiederbeschichtung im Rahmen der

MRO has a great impact on both business

MRO-Umfeld methodisch optimieren und

Herstellung und Reparatur zu verstehen.

and national economics: German enterprises spend a fortune every day to cope with

digitale Werkzeuge für ihre bessere Unterstützung bereitstellen. Damit rückt das Ziel

Die derzeitig üblichen Reinigungsverfahren

corrosion, wear, and vandalism. Expensive

durchgängiger MRO-Prozessketten näher.

führen jedoch nicht nur zu hohen Bearbei-

products and goods with long lifespans, as

tungs-, Aufbereitungs- und Entsorgungs-

are common in the energy and traffic sector,

Die MRO-Prozessplanung muss systemati-

kosten, sondern sind meist auch schädlich

show a high economic and scientific poten-

siert am tatsächlichen MRO-Bedarf ausge-

für Umwelt und Mitarbeiter. Bauteilschä-

tial for optimization which has so far been

richtet werden. Die funktionale Unterstüt-

digungen sind zudem häufig. Im Innova-

ignored by academic research. This is the

zung durch digitale Systeme beginnt bei

tionsfeld Reinigung werden im Rahmen

point of departure for the Fraunhofer in-

der Produktdatenermittlung und geht über

von öffentlichen und bilateralen Projekten

novation cluster »Maintenance, Repair and

den Abgleich von Ist- und Soll-Zustand, ein

Lösungen für die optische, präventive und

Overhaul in Energy and Traffic MRO«. The

MRO-angepasstes Informationsmanage-

funktionsrelevante Reinigung erarbeitet.

cluster develops energy-efficient, sustain-

ment und den Einsatz virtueller Werkzeuge

Der Schwerpunkt liegt dabei auf flexiblen

able solutions for promising innovative fields

zur Simulation von MRO-Prozessen bis hin

und ökoeffizienten Verfahren wie dem

which are the very basis of MRO. Those

zu einer globalen MRO-Bestandssteuerung

Trockeneisstrahlen.

include Condition Monitoring and Diagno-

für Ersatzteile. Bei der Durchführung der

sis, MRO Planning and Digital Assistance,

MRO-Prozesse kann die Instandhaltung

Cleaning, and Repair and Overhaul Technol-

bspw. mit Hilfe von Augmented-Reality-

Warum MRO?

ogies. The innovation cluster incorporates

Anwendungen schneller und fehlerfrei

Im Laufe des Produktlebens fallen

seven research institutes and 14 industrial

durchgeführt werden.

neben ständiger und planbarer War-

partners. A budget of about 16 million

tung weitgehend unvorhersehbare

Euros for three years is provided by the

►►Reinigung

Reparaturen an. Bei einer Überho-

industrial partners, Fraunhofer, and the

In nahezu allen industriellen Branchen

lung kann das Produkt nicht nur in

federal states Berlin and Brandenburg.

werden Reinigungsverfahren bei Wartung

einen neuwertigen Zustand versetzt,

und Instandhaltung eingesetzt. Die Grün-

sondern über den ursprünglichen

de dafür sind vielfältig. Bei der Reinigung

Auslieferungszustand hinaus auf ein

zu optischen Zwecken geht es u. a. um die

zeitgemäßes technisches und wirt-

Entfernung von Graffiti und anderen Ver-

schaftliches Niveau gehoben werden.

unreinigungen zur Wiederherstellung des

MRO-Prozesse leisten damit einen

ursprünglichen Aussehens. Ziel präventiver

erheblichen Beitrag zur Ressourcen-

Reinigung hingegen ist die Bewahrung des

schonung und Energieeffizienz und

Ihr Ansprechpartner

Wirkungsgrades, um kostspielige Repara­

realisieren gleichzeitig ökonomische

Dipl.-Ing. Markus Röhner

turen zu verhindern und Ausfälle von

Vorteile.

Telefon +49 30 39006-279

Maschinen und Anlagen, z. B. durch Span-

markus.roehner@ipk.fraunhofer.de

6

Forschung und Entwicklung

MRO

Turbinenbauteile aus verschleißfesten Werkstoffen sind besonders schwer zu reparieren.

►►Reparaturtechnologien

»MRO-Reparaturtechnologien« höchst

3-D-Scanverfahren kann die aufwändige

Kostenintensive Maschinen und Anlagen

flexible und adaptive Reparaturverfahren,

Vorbereitung zur Nachfertigung solcher

rentieren sich meist erst, wenn sie lange

die automatisiert ablaufen können.

Spezialteile deutlich reduziert werden. In

betrieben werden können. Um das zu

Kombination mit generativen Verfahren

gewährleisten, müssen verschlissene Teile

Herausforderungen für die Reparatur

wie dem Selektiven Lasersintern können

entweder repariert oder Ersatzteile gefer-

bestehen in verschleißfesten Werkstoffen,

Bauteile sogar direkt einzeln hergestellt

tigt werden. Bei hochwertigen Bauteilen

wie etwa Titanlegierungen. Wenn Bauteile

werden.

bietet die Reparatur gegenüber dem Aus-

aus solchen Werkstoffen schließlich doch

tausch großes Einsparungspotenzial. Oft

ausfallen, sind sie mit herkömmlichen

sind jedoch Werkstoffe und Zustand der zu

Verfahren kaum zu reparieren. Auch Klein-

reparierenden Teile im Voraus unbekannt,

serien, wie etwa bei Schienenfahrzeugen

was einen lückenlosen Ablauf erschwert.

üblich, erschweren die Instandhaltung,

Deshalb entwickelt das Innovationsfeld

da es häufig keine Ersatzteile gibt. Mit

Innovationsfelder des Fraunhofer-Innovationscluster MRO

Zustandserfassung und -diagnose • Wartungsintervalle dynamisieren • Lebensdauer besser ­ausschöpfen • Anlagenverfügbarkeit ­ ­erhöhen • Lebenszykluskosten senken

MRO-Planung und digitale Unterstützung • Digitale modellbasierte ­ MRO • Wirtschaftlichkeit von ­ MRO-Prozessen • MRO-bezogenes

Reinigung

• Reinigungsstrategien

Reparaturtechnologien

•

• Anlagentechnik und Prozesse

des Automatisierungsgrades •

• Flexible und ökoeffiziente Reinigungsverfahren

Flexibilität von Reparaturverfahren

•

Informationsmanagement • Produktlebenszyklus

Strategien zur Erhöhung

Rapid Manufacturing von Ersatzteilen und Baugruppen

•

Verlängerung der Bauteillebensdauer

FUTUR 1/2011

7

Markt- und Trendanalyse 2011: Maintenance, Repair and Overhaul Produktnachfrage und Branchenstruktur im Bereich Maintenance, Repair and Overhaul (MRO) verändern sich.

Der Markt muss sich anpassen. Doch wohin geht der Trend? Der Fraunhofer-Innovationscluster MRO hat in seiner »Markt- und Trendstudie 2011: Maintenance, Repair and Overhaul« die aktuelle Situation auf dem deutschen Markt erfasst und will damit Unternehmen bei der Orientierung und der eigenen Ausrichtung unterstützen. 1 236 Unternehmen, die MRO-Leistungen anbieten, wurden Anfang 2011 per Online-Fragebogen befragt. 25 Prozent haben geantwortet.

►►MRO-Abnehmer und -Angebot

ger sind vor allem der Spezialisierungsgrad,

Markt- und Trendanalyse 2011: MRO.

Die Hauptabnehmer der MRO-anbieten-

die Flexibilität und der Wissensvorsprung

Autoren: Röhner, M.; Behrendt, J.; van

den Firmen kommen aus den Bereichen

des MRO-Anbieters ausschlaggebend. Das

Duikeren, B.; Herausgeber: Uhlmann, E.

Verkehr und Maschinenbau. Die Mehrheit

größte Optimierungspotenzial der Anbieter

Berlin, Fraunhofer IPK, 2011, 38 Seiten,

der befragten Unternehmen führt MRO-

liegt in der Erweiterung ihres Angebots-

179 Euro, ISBN: 978-3-9814405-0-8

Leistungen für eigene Erzeugnisse selbst

spektrums. Das mit Abstand größte Wett-

Bestellungen unter:

durch. Die Komplett- und Wahlleistungen

bewerbshindernis hingegen erwarten die

machen zurzeit die Hälfte des Spektrums

befragten Unternehmen in steigenden Kos-

der Leistungsstrategien der Anbieter aus.

ten und einer zunehmenden Bedeutung

Die andere Hälfte besteht aus Einzelleistun-

wirtschaftlicher Aspekte für die Kunden.

www.innovationscluster-mro.de

gen. Dieses Verhältnis wird sich voraussichtlich zugunsten der Komplettleistungen

►►Vernetzung

Market and Trend Analysis 2011:

verschieben.

Bei der MRO-gerechten Entwicklung von

Maintenance, Repair and Overhaul

Produkten werden eine hohe Flexibilität,

►►Wirtschaftlichkeit

eine schnelle Durchführbarkeit, eine hohe

Demands and industry structures in Mainte-

Durchschnittlich wird bei den befragten

Mobilität und eine gute Wiederverwend-

nance, Repair and Overhaul are changing.

Firmen ungefähr ein Drittel des Gesamtum-

barkeit der Komponenten gefordert. Gute

The supply structure has to go along. But

satzes im MRO-Bereich erzielt. Für 38 Pro-

Netzwerke zur effizienten Zusammenarbeit

where to? The Fraunhofer innovation cluster

zent der Befragten sind MRO-Leistungen

mit Kooperationspartnern nehmen dabei

MRO has published a »Trend Study 2011«,

überdurchschnittlich gewinnbringend. Vor

einen hohen Stellenwert ein und werden

surveying 1 236 enterprises which offer

allem Reparaturmaßnahmen tragen, neben

künftig unverzichtbar.

MRO services in Germany. 25 percent of the

der Planung, Prüfung und Reinigung, zum Umsatz bei.

companies addressed actually participated

►►Trend

in the online survey. Their feedback shows

Die Entwicklung von Anlagen erfolgt über-

that the main fields of economic potential

Die Investitionsquote in diesen Wirtschafts-

wiegend nicht reinigungsgerecht, obwohl

for MRO lie within areas of service diversifi-

zweig ist unterdurchschnittlich, denn sie

der Bedarf hierfür gesehen wird. Bei fast

cation, cleaning compatible facility develop-

ist größtenteils gleich oder geringer als in

zwei Dritteln der MRO-Maßnahmen wird

ment and condition monitoring systems.

anderen Geschäftsfeldern. In den nächs-

noch keine kontinuierliche Erhebung von

ten fünf Jahren wird MRO nach Angaben

Zustandsänderungen durchgeführt. Die zu-

der Unternehmer weiter an Bedeutung

standsorientierte MRO-Durchführung wird

zunehmen.

jedoch deutlich an Bedeutung gewinnen.

Ihre Ansprechpartner

Dies erfordert entsprechende Condition-

Jeannette Behrendt

Monitoring-Systeme. Knapp die Hälfte

Telefon +49 30 39006-351

der Unternehmen plant Umstellungen bei

jeannette.behrendt@ipk.fraunhofer.de

►►Wettbewerbsvorteile und Herausforderungen MRO-Leistungen werden vor allem auf-

Instandhaltungs-, Planungs- und Steue-

grund der hohen Nachfrage, der rentablen

rungssystemen.

Dr.-Ing. Bart van Duikeren

Umsatzrendite und des geringen Wettbe-

Telefon +49 30 39006-124

werbsdrucks angeboten. Für die Nachfra-

bart.duikeren@ipk.fraunhofer.de

8

Forschung und Entwicklung

MRO

Fuhrparkinstandhaltung bei der Berliner Stadtreinigung Als kommunaler Betrieb mit rund 5 300 Mitarbeitern und einem jährlichen Umsatz von 485 Mio € sind die Berliner Stadtreinigungsbetriebe (BSR) europaweit einer der bedeutendsten Dienstleister für die Sammlung, Verwertung und Beseitigung von Siedlungsabfällen, die Straßen­ reinigung sowie einen flächendeckenden Winterdienst. Mit einem Anteil von bis zu 60 Prozent an den Betriebskosten der Fahrzeugflotte hat insbesondere die Instandhaltung erhebliche Rationalisierungspotenziale.

Im Rahmen des Fraunhofer-Innovationscluster »Maintenance, Repair and Overhaul (MRO)« der Region Berlin/Brandenburg wurden in zwei Projekten erfolgreich Ansätze zur Verbesserung des Instandhaltungsnetzwerkes und der Instandhaltungsplanung bei der BSR verfolgt.

►►Instandhaltungsnetzwerk

gewachsenes Netzwerk aus zahlreichen

Gemeinsam mit dem Fraunhofer IPK

Betriebshofwerkstätten (BHW) und zwei

untersuchte das Fachgebiet Montage-

Hauptwerkstätten (HW). Die HW bieten

technik und Fabrikbetrieb des IWF die

ein großes Leistungsspektrum für umfang-

Prozess, Organisation, Betriebsmittel und

MRO-Prozesse bei der BSR. Das Ziel war die

reiche Instandhaltungsaufgaben, während

Mensch erarbeitet und in Workshops von

Umgestaltung des BSR-Werkstattnetzes mit

sich die BHW um kleinere Reparaturauf-

der BSR beantwortet. Aus der VDI-Richtli-

einer besseren Auslastung. Die geplante

gaben kümmern. Aufgrund der Vielfalt an

nie 3633 ergeben sich die Anforderungen

Wartung und Instandhaltung sowie unvor-

Fahrzeugarten hält nicht jede Werkstatt

der BSR: Minimierung der Durchlaufzeiten,

hersehbare Reparaturmaßnahmen sollten

die Ressourcen für jedes Fahrzeug vor. Bei

gleichzeitige Auslastungsmaximierung,

mithilfe der »Tecnomatix Plant Simulation

ungeplanten Reparaturfällen, kommt es

Terminabweichungs- und Bestandsminimie-

Software« besser plan- und steuerbar

daher häufig zu Verzögerungen.

rung. Um die Belastung des Werkstattnet-

werden.

zes mit Reparaturaufträgen darzustellen, Zur Erfassung der komplexen Instandhal-

wurden die Häufigkeit der Ausfälle und die

Zur Instandhaltung der Fahrzeugflotte mit

tungsprozesse der BSR wurde ein Fragen-

jeweilige Dauer der Reparatur in unter-

1 800 Fahrzeugen und ca. 50 Fahrzeug-

katalog entsprechend der Wertschöpfungs-

schiedlichen Alternativen simuliert. Um

typen verfügt die BSR über ein historisch

module zu den fünf Kategorien Produkt,

eine möglichst realitätsnahe Abbildung

Die Ebenen des Simulationsmodells

sicherzustellen, wurden Parameter wie Ausfallzeiten, Anzahl und Art der Ausfälle sowie Reparaturzeiten ermittelt.

Nach dem Top-Down-Ansatz wurden in der Simulation drei Ebenen erstellt, nämlich das gesamte Instandhaltungsnetzwerk, die HW und einzelnen BHW sowie die Arbeitsplätze. Die oberste Ebene der Simulation stellt das gesamte Netzwerk mit den einzelnen Standorten dar. Auf der Werkstattebene liegen die verfügbaren Arbeitsstationen, Schichten und Mitarbeiter. Als dritte Ebene wurden die einzelnen Arbeitsstationen modelliert. Ein Fehlergenerator erzeugte in der Simulation geplante und ungeplante

FUTUR 1/2011

9

Abnutzungszustaand [%]

Visuelles Zustandsbeschreibungsmodell für Müllsammelfahrzeuge

Verteilung Ausfallwahrscheinlichkeit Baugruppe x (Laufschiene)

100 80 60

orientierte Instandhaltung hohe Rationali-

dargestellt. Während für die sensorische

40

sierungspotenziale durch Optimierung der

Zustandsüberwachung die Überschreitung

20

Eingriffszeiten, Vermeidung von Folge-

definierter Warn- und Eingriffsgrenzen

schäden und eine bessere Planbarkeit der

abgetragen wird, erfolgt für alle anderen

Maßnahmen. Dazu erfolgt innerhalb des

Komponenten die Darstellung anhand von

Projekts die Überprüfung der Machbarkeit

für Lebensdaueranalysen kritisch zu bewer-

0,8

und Wirtschaftlichkeit eines Zustandsbe-

tenden Nutzungsdauern.

0,6

schreibungsmodells für Fahrzeuge.

Einsatztage BG

Ausfall‐ wahrscheinlichkeiit w

Verteilung Ausfallwahrscheinlichkeit Baugruppe y (Rad)

1

0,4 02 0,2

An Abfallsammelfahrzeugen als Referenz­ Einsatztage BG

fahrzeugen der BSR-Fuhrparkflotte

Fleet Maintenance at

wurde auf Grundlage einer umfassenden

Public Cleaning Berlin (BSR)

Zustandsbeschreibung und -diagnose Ausfälle mit unterschiedlicher Häufigkeit

der Fahrzeugkomponenten ein Beschrei-

As a local company with around 5,300 em-

basierend auf den Daten des Jahres 2009.

bungsmodell für den Gesamtzustand des

ployees and an annual income of 485 billion

Fahrzeugs realisiert. Ausgangspunkt einer

Euros, the Berliner Stadtreinigungsbetriebe

In der favorisierten Simulationsalternative

auf die gesamte Fuhrparkflotte übertrag-

(BSR) is one of Europe’s leading service

existierte nur noch eine Hauptwerkstatt

baren Auswertungsmethodik war die

providers for the collection, recovery and

und die Leistungsumfänge der BHW

Bestimmung von Einflussfaktoren, die eine

disposal of urban waste, street cleaning,

wurden erweitert. Dabei erfolgte die

wirtschaftliche oder technische Zustands-

and comprehensive winter maintenance. Up

Belastung der HW und BHW anhand einer

beschreibung der Fahrzeugkomponenten

to 60 percent of the vehicle fleet’s operating

strikten Trennung zwischen geplanten

ermöglichen. Durch Abschätzung aktueller

costs is covered by maintenance and repair

und ungeplanten Ausfällen. Sämtliche

und künftiger Instandhaltungsbedarfe und

tasks. Within the Fraunhofer Innovation

geplanten Instandhaltungen wurden in

der dafür anfallenden Kosten werden po-

Cluster »Maintenance, Repair and Overhaul

der HW vorgenommen. Alle ungeplanten

tentielle Schwachstellen und Kostentreiber

(MRO)« of the Berlin/Brandenburg region,

Instandhaltungen wurden in den BHW

der Fahrzeuge identifiziert. Diese werden

IWF and Fraunhofer IPK work on effective

durchgeführt. Die wesentlichen Resultate

im Anschluss durch Befragung der Werk-

methods to improve the BSR maintenance

dieser favorisierten Alternative sind eine

stattmitarbeiter weiter validiert. Durch eine

network, its planning and workflow.

bessere Auslastung der Werkstätten und

übersichtliche Darstellung des so generier-

ihrer einzelnen Arbeitsplätze. Dennoch

ten Wissens wird ein Profil der Instandhal-

ergaben sich gelegentlich Warteschlangen

tung jeder Komponente erarbeitet. Dieses

vor den Werkstätten und Engpässe wurden

Profil dient als Entscheidungsbasis bei der

Ihre Ansprechpartner

ersichtlich. Das Ergebnis ist eine bessere

Identifikation und Durchführung von Ratio-

Dipl.-Ing. Pinar Bilge

Prognostizierbarkeit der Auslastung auf der

nalisierungsmaßnahmen.

Telefon +49 30 314-27091

nächst höheren Netzwerkebene.

bilge@mf.tu-berlin.de

Da sich zur Zustandsbeschreibung der

►►Zustandsbeschreibungsmodell für Müllsammelfahrzeuge

einzelnen Fahrzeugkomponenten der Ein-

Azrul Azwan Abdul Rahman M.Sc. B.Eng.

satz von Condition-Monitoring-Systemen

Telefon +49 30 314-27095

Für Unternehmen, die wie die BSR eine

nicht immer wirtschaftlich darstellen lässt,

rahman@mf.tu-berlin.de

große Fahrzeugflotte und hohe Anteile

werden im Zustandsbeschreibungsmodell

unplanmäßiger Instandhaltungsmaßnah-

neben sensorischen Daten überwiegend

Dipl.-Ing. Gordon Bach

men haben, bietet eine stärker zustands-

statistische Werte einer Weibullverteilung

Telefon +49 30 314-28005 bach@mf.tu-berlin.de

10

Forschung und Entwicklung

Sichere Identität

Sicher einzigartig – überall Ich bin ich – aber sicher! Voraussetzung für Geschäfts- und andere Vertrauensbeziehungen – egal ob in der virtuellen oder der realen Welt – ist eine sichere und damit eine eindeutige Identität. Wie weise ich nach, dass Ich wirklich Ich bin? Wie unterscheide ich ein Original vom Plagiat? Wie erkenne ich, ob der Absender einer Nachricht wirklich der ist, für den er sich ausgibt?

Um mit Sicherheit festzustellen, wer was darf, was wozu oder zu wem gehört, werden Materialien, Technologien und Prozesse benötigt, die Identität eindeutig ausweisen, sie gleichzeitig schützen und die Verwendung von Identität in der Verantwortung des Inhabers lassen.

Technologien, Verfahren und Produkte

und Brandenburg. Das Fraunhofer IPK

lung von Gesichtern auf Ausweiskarten

anzubieten, die den eindeutigen Nach-

koordiniert die FuE-Arbeiten des Clusters,

befassen. Basis dieser Technologie sind

weis der Identität von Personen, Objekten

die in den Leitprojekten »Future ID-Card

Verfahren zur automatischen Segmentie-

und geistigem Eigentum in der realen und

Systems« und »Future ID-based Commu-

rung von beliebigen Hintergründen und

der virtuellen Welt ermöglichen – das ist

nication« zusammengefasst werden.

Gesichtern, die im Innovationscluster ent-

das Ziel des Fraunhofer-Innovationsclus-

wickelt wurden. Projekte zur automati-

ters »Sichere Identität«. Fünf Fraunhofer-

►►Sichere Identität von Personen

schen Erkennung und Klassifizierung von

Institute, fünf Hochschulen und 12 Wirt-

Eine Aufgabe des Innovationsclusters

ID- und Sicherheitsdokumenten ergänzen

schaftsunternehmen gehen gemeinsam

»Sichere Identität« ist es, die sichere

das Portfolio des Clusters zum Thema

der Frage nach, wie Eigentümer und Nut-

Identität von Personen zu verbessern und

Personenidentität.

zer von Identitäten in die Lage versetzt

die notwendige technologische Entwick-

werden können, über eindeutig definierte

lungsarbeit nachhaltig voranzutreiben.

►►Sichere Produkte

und erkennbare Identitäten selbstbe-

In Projekten zum neuen Personalausweis

Das Projekt »Inherent ID« verfolgt einen

stimmt zu verfügen. Die Anwendungen

(nPA) werden nPA-Anwendungsszenarien

innovativen Ansatz für den Plagiatschutz

reichen von der nächsten Generation

wie z. B. die Online-Kfz-Anmeldung oder

hochwertiger Produkte. Der Ansatz

fälschungssicherer Personaldokumen-

eBanking untersucht und prototypisch

basiert auf der stationären und mobilen

te über die Sicherung elektronischer

demonstriert.

Erfassung von Produktmerkmalen, die einen Rückschluss auf den Herstellungs-

Geschäftsprozesse bis hin zur Kommunikation zwischen Autos oder dem Produkt-

Eher visionären Charakter haben hin-

prozess ermöglichen und untrennbar mit

und Markenschutz. Gefördert wird das

gegen FuE-Arbeiten, die sich mit der

dem Produkt verbunden sind. Hierdurch

Innovationscluster von den Ländern Berlin

dreidimensionalen Erfassung und Darstel-

wird nicht nur die Applikation von Sicherheitsmerkmalen überflüssig; durch die Untrennbarkeit

Sichere Identität von Personen

––3D-Gesichtsverarbeitung ––Fälschungserkennung papiergetragener Dokumente

Sichere Identität von Produkten

––Holografische und anisotrope ­Sicherheitsmerkmale ––Mobile Erkennungssysteme zur Identitätsprüfung ––Olfaktorische Erkennung von Produktfälschungen

Materialien und Technologien

––Sichere Materialien und Technologien ––Neue Integrationstechnologien für ­ultradünnes System on Card

Sichere Identität in der Kommunikation

––Biometrische Verfahren zu Identifikation ­von Personen

von Merkmal und Objekt verbessert sich auch der Schutz vor Plagiaten.

Optische 2-D- und 3-DMerkmale sowie Geruchsmerkmale, die aufgrund qualitativ hochwertiger Herstellungstechnologie

––Sicherheit und Kommunikation in Fahrzeugen ––Interoperabilität, Skalierbarkeit und Robustheit von Plattform-Komponenten für elektronische Identitäten

SID-Leuchttürme

FUTUR 1/2011

11

SID-Themenfelder

inhärent mit dem echten Produkt verbun-

menspiel mit einem handelsüblichen

Secure and One-of-a-kind

den sind, werden dabei zum Nachweis

TV-Gerät und einer Set-Top-Box, um neue

How do I prove that I really am me? Is this

der Produktidentität miteinander kombi-

elektronische Dienste zu ermöglichen.

product really genuine? Is the person send-

niert. Sie sind die Basis für elektronische

Viele der untersuchten Szenarien spielen

ing me this mail really the person they say

Echtheitszertifikate des Produkts ganz

die sichere Übertragung und Freigabe von

they are? Increasing digitalization and auto-

ohne aufwändige explizite Sicherheits-

Identitäten und Teil-Identitäten oder auch

mation of a huge range of procedures and

markierungen.

persönlichen Daten bei der elektronischen

processes has made the rendering of secure

Kommunikation mit Behörden oder Versi-

forms of identity more critical than ever be-

cherungen durch.

fore. The Fraunhofer Secure Identity Innova-

Die Methoden zur Erfassung und Kontrolle der Identitätsmerkmale werden für die

tion Cluster is an alliance of five Fraunhofer

Systemintegration mit intelligenter Kame-

Die materielle Basis vieler Projekte ist die

Institutes, five universities and 12 private

ra und elektronischer Nase optimiert. Die

entsprechende Hardware. Im Rahmen des

sector companies, supported by the federal

multisensoriell erfassten Identitätsmerk-

Innovationscluster werden hierzu flexible

states of Berlin and Brandenburg. The aim

male dienen sowohl der Identifikation,

OLED-Displays und Verfahren entwickelt,

of this joint research and development proj-

als auch der Verifikation des Produkts.

um diese Displays und andere elektro-

ect is to deliver technologies, processes and

Gleichzeitig kann hierdurch der Produkt-

nische Schaltungen und ICs in flexible,

products that enable clear and unambigu-

fluss innerhalb von Warenketten besser

dünne Trägermaterialien – wie ID-Karten,

ous identification of persons, objects and

dokumentiert werden. Die lückenlose

Führerscheine, etc. – einzubetten. Diese

intellectual property both in the real and

Dokumentation liefert ergänzend zu den

Displays können Sicherheitsmerkmale ent-

the virtual world, thus enabling owners and

inhärenten Echtheitsmerkmalen wertvolle

halten, die eine Verifizierung der Echtheit

users of identity to have individual control

originalgebundene Information und dient

einer solchen Karte ermöglichen. Gleich-

over clearly defined, recognizable identities.

somit dem Schutz vor Plagiaten.

zeitig muss die eingebettete Elektronik

The spectrum of applications ranges from

extrem dünn, aber auch robust genug

next generation counterfeit-proof personal

►►Sichere Kommunikation

sein, um tausendfache Biegeprozesse

documents and secure electronic business

In der sicheren Kommunikation wurden

oder auch Waschgänge in einer Wasch-

processes to car-to-car communication and

bereits Verfahren entwickelt und Szena­

maschine schadlos zu überstehen.

protection for products and brands.

rien untersucht, die sich mit der gesicherten Ablage von Daten über ungesicherte Netze befassen oder auch mit deren (teil-) anonymisierter Freigabe. Andere Projekte arbeiten an der Authentifizierung durch den neuen Personalausweis im Zusam-

Ihr Ansprechpartner Thorsten Sy

Telefon +49 30 39006-282 thorsten.sy@ipk.fraunhofer.de

12

Forschung und Entwicklung

Sichere Identität

Software für die Fahndung nach Kinderpornographie Digitale Medien verzeichnen weltweit ein enormes Wachstum an bildlichen Inhalten wie Fotos und Videos. Die Masse immer neuer Daten, die sich durch die Vielfalt digitaler Kanäle wie Lauffeuer verbreiten, ist längst nicht mehr überschaubar. Das wäre kein Problem, handelte es sich dabei lediglich um schöne Impressionen aus Familienurlauben oder andere harmlose Aufnahmen. Tatsächlich finden sich in den globalen Netzwerken jedoch immer mehr sensible, rechtlich bedenkliche Darstellungen. Das Auffinden, Auswerten und Verwalten von unzulässigen und unerwünschten MultimediaInhalten stellt Fahndungsbehörden vor eine immense Herausforderung. Bisher sichten Kriminalbeamte das Datenmaterial manuell. Dabei stehen zur Unterstützung lediglich Tools zur Verfügung, mit denen sich einzelne Bilder verwalten lassen, die bereits als bedenklich oder kriminell eingestuft wurden. Es besteht daher ein großer, stetig wachsender Bedarf an effektiven und effizienten computergestützten Lösungen zur automatisierten Überprüfung bildlicher Inhalte.

►►Technische Lösung

automatische Erfassung weiterreichender

illegaler Inhalte selbst in großen Bildbestän-

Im Projekt »desCRY – Entwicklung eines

kriminalistischer Ansatzpunkte und die

den. Dabei werden typische forensische

integrierten Softwaresystems zur Bekämp-

gerichtsverwertbare Dokumentation des

Arbeitsabläufe softwaretechnisch abgebil-

fung von Kinderpornographie« erarbeitet

Prozesses hierzu.

det und neue Möglichkeiten der Recherche

das Fraunhofer IPK gemeinsam mit Fahn-

eröffnet. Die Wirksamkeit der entwickelten

dungsbehörden eine Software zur auto-

Das desCRY-Fahndungssystem basiert

Verfahren wird anhand von Test- und Real­

matisierten Bild- und Videoauswertung.

auf komplexen, lernfähigen Verfahren

datensätzen unter realistischen Einsatzbe-

Das englische Wort »descry« bedeutet

der Mustererkennung, insbesondere der

dingungen durch die Behörden geprüft.

»ausfindig machen«. Die Software soll

Bildverarbeitung und -analyse sowie der

entsprechend Ermittlungsaktivitäten bei

Szenenanalyse. Neuartige Methoden zur

►►Intuitive Bedienung

Straftaten im Bereich des sexuellen Miss-

automatischen Charakterisierung, Klassi-

Das System besitzt eine intuitive und infor-

brauchs von Kindern unterstützen. Ziel ist

fizierung und Analyse bildlicher Inhalte,

mative Benutzeroberfläche. Es gibt dem

die Erkennung und Analyse von kinderpor-

wie die Hautfarbsegmentierung und die

Benutzer ständig Feedback über den Stand

nografischen Bild- und Videoinhalten auf

Gesichtserkennung, ermöglichen die

der Bearbeitung seiner Anfrage sowie über

sichergestellten Datenträgern sowie die

zuverlässige Entdeckung sensibler oder

die Anzahl gefundener Treffer. Fortschritt-

Im Projekt »desCRY« des Fraunhofer IPK entsteht eine neuartige Software zur Identifikation illegaler Inhalte in großen Datenbeständen.

FUTUR 1/2011

13

Das desCRY-Fahndungstool nutzt neuartige Bildanalyse-Methoden wie die Gesichtserkennung und die Hautfarbsegmentierung.

liche, auf Graphics-Processing-Unit-Tech-

►►Skalierbare und modulare Lösung

nologie basierende Visualisierungskompo-

Die verteilte, modulare Softwarelösung

nenten beschleunigen die Sichtung großer

lässt sich in typische bestehende IT-Infra-

Datenmengen. Vielfältige Ansichtsoptionen

strukturen integrieren. Seine skalierbare

Digital media worldwide show an enormous

lassen sich der Natur der Falldaten sowie

Architektur ermöglicht den Einsatz als

growth in visual contents such as photos

den Benutzerpräferenzen anpassen.

Einzel- oder Mehrbenutzeranwendung

and videos. The vast amount of new data,

sowie als vereinfachte Analysemodule für

spreading like wildfire through various

Serverdienste und Netzwerkvorrichtungen.

digital channels, is no longer manageable.

►►Moderne Datenbanktechnologie Die kooperative Zusammenarbeit und der

Software That Traces Child Pornography

This would not be a problem, if the pictures

Wissenstransfer im Team werden durch

►►Anwendungspotenzial

would depict just harmless events. Yet in

den Einsatz moderner Datenbanktechnolo-

Fortgeschrittene, multimodale Bildanaly-

fact, there are more and more objection-

gien unterstützt. Der Zugang zu aktuellen

semethoden sind zukünftig unverzicht-

able, legally questionable visual contents

und vergangenen Falldaten vereinfacht

bar, um eine zuverlässige, automatische

in global networks. In its project »Develop-

die Recherche von komplexen Zusammen-

Erkennung sensibler oder illegaler Inhalte

ment of an integrated software system

hängen. Die Aufzeichnung und Recherche

in digitalen Medien zu gewährleisten. Für

to fight child pornography«, in short

von Personen, Objekten und Orten werden

die polizeiliche Nutzung können in Kom-

»desCRY«, Fraunhofer IPK works closely

gezielt unterstützt.

bination mit Technologien zur effizienten,

together with investigative authorities to

multimedialen Massenspeicherung weitere

develop a software to automatically analyze

forensische Anwendungen zur Beschleuni-

the contents of images and videos. Featur-

►►Leistungsfähige Bild- und Videoanalyse

gung von Ermittlungsprozessen entwickelt

ing complex, adaptive pattern recognition

Das System verfügt über erweiterbare

werden. So kann langfristig neues Material

technologies, particularly methods for im-

Module zum Lesen und Konvertieren einer

mit bereits kriminaltechnisch erfasstem Ma-

age processing and analysis as well as scene

großen Zahl von Bild- und Videoformaten.

terial verglichen werden. Eine Verknüpfung

analysis, the software shall assist in investi-

Neben klassischen, seit Jahren verwende-

von Falldaten, Dateien und Inhaltsfrag-

gating acts of sexual child abuse. Its aim is

ten Verfahren der Computerforensik stellt

menten wird möglich. Hiermit können sich

to identify and analyze child pornography in

es Sachbearbeitern vielfältige Bild- und

Tatorte per Objekterkennung auch nach

images and videos on confiscated storage

Videoanalyseverfahren zur Verfügung.

vielen Jahren wieder auffinden lassen.

media, to automatically register evidence

Dadurch wird es möglich, automatisch

that may require further criminal investiga-

eine sinnvolle, inhaltsbasierte Datensortie-

Das System bietet auch für kleine und

tion, and to document all evidence in such a

rung und Filterung vorzuschlagen. Zudem

mittelständische Unternehmen aus der

way that it can be used in court.

können auch leicht veränderte Bild- und

Informations- und Kommunikationstech-

Videokopien sowie Teilbereiche von Szenen

nikbranche Anwendungsmöglichkeiten,

automatisch miteinander in Verbindung

beispielsweise im Bereich von Webfiltering

gesetzt und mit einer multimedialen Refe-

oder Parental Control. Derartige Systeme

renzdatenbank verglichen werden. Speziell

zur Charakterisierung von Inhalten lassen

Ihr Ansprechpartner

für die Recherche von Videomaterial bietet

sich als Filter für Einzelrechner, Mobilgeräte

Dipl.-Ing. Raul Vicente-Garcia

das System Methoden, die eine schnelle

und Netzwerkinfrastrukturen nutzen.

Telefon +49 30 39006-200

Überprüfung des Inhalts erleichtern.

rvicente@ipk.fraunhofer.de

14

Forschung und Entwicklung

Verkehrstechnik

Ohne Stau durch die Innenstadt – Elektromobilität im Alltagstest Im innerstädtischen Umfeld summieren sich die Vorteile elektrisch betriebener Fahrzeuge. Rückgewinnung von Bremsenergie, reduzierter Lärm und eliminierte Emissionen dienen auch allen Beteiligten des innerstädtischen Warenwirtschaftsverkehrs. Bisher besteht jedoch ein Erfahrungsdefizit zur Gestaltung der Innenstadt-Logistik mit E-Fahrzeugen. Zur Analyse der Potenziale und Erfordernisse dient der Einsatz von fünf gewerblichen Elektrofahrzeugen im regulären Alltagseinsatz in der Berliner Innenstadt. Betreiber sind der Kurier-, Express- und Paketdienstleister DHL sowie die Textilspedition Meyer & Meyer. Ziel der Wirkungsanalyse des Projektkoordinators Fraunhofer IPK ist die Erstellung eines Referenzhandbuches zur Etablierung der Stadt-Logistik mit E-Fahrzeugen, welches Potenziale und Handlungsempfehlungen für Kommunen, Dienstleister und Fahrzeughersteller aufzeigt.

Elektrisch betriebene Fahrzeuge sind aus

chen an Robustheit und Zuverlässigkeit.

fen und Lärm im Vordergrund. Aus Sicht

Medien, Wissenschaft und Industrie nicht

Viele Argumente sprechen trotz der bisher

der gewerblichen Dienstleister haben die

mehr wegzudenken. Bisher standen dabei

im Vergleich zu Fahrzeugen mit konven-

Einhaltung gesetzlicher Rahmenbedin-

hauptsächlich elektrisch betriebene PKW

tionellen Antrieben höheren Kosten für

gungen und das Erlangen einer möglichst

für den Individualverkehr im Vordergrund.

den Einsatz von E-Fahrzeugen im inner-

hohen Effizienz bei Fracht und Zustellung

Mittlerweile erlauben die technischen

städtischen Güterverkehr. Aus Sicht von

hohe Priorität. So stellt die bevorstehende

Fortschritte den Einsatz für gewerbliche

Kommunen und Passanten stehen hier

Einführung der »Euro 6 Abgasnorm« die

Anwendungen mit ihren hohen Ansprü-

vor allem die Reduzierung von Schadstof-

Dienstleister unter Zugzwang. Potenzial zur Effizienzsteigerung bietet die Erweiterung der vom Gesetzgeber zum Reduzieren von Anwohner-Lärmbelastungen begrenzten Zufahrtszeiträume.

Durch Informationsdefizite sind die Möglichkeiten zur optimalen Gestaltung des E-Fahrzeug-Einsatzes im innerstädtischen Wirtschaftsverkehr jedoch bisher eingeschränkt. Diese Betriebsinformationen werden in der Modellregion Berlin/Brandenburg im Projekt »E-City-Logistik« mit insgesamt sechs Partnern aus Wirtschaft und Forschung sowie der Senatsverwaltung ermittelt.

Ausgangsbasis für die Informationsgewinnung sind zwei Feldversuche. Im KEPBereich (Kurier-, Express- und Paketdienst) übernimmt der Projektpartner DHL Sendungstransport und -zustellung mit drei Elektro-Kleintransportern. Der Transport

Versuchsgebiet E-City-Logistik in Berlin-Friedenau

FUTUR 1/2011

15

In den Feldversuchen eingesetzte elektrisch angetriebene Fahrzeuge

Electromobility for City Logistics In urban areas electrically driven vehicles feature various benefits. Reduced noise and energy consumption as well as eliminated exhaust emission are advantages for all participants of urban city logistics. However, von der Zustellbasis in Brandenburg in

►►Wirkungsanalyse

there is currently a deficit concerning hands-

die Berliner Innenstadt und die anschlie-

Zur Erstellung der Inhalte des Referenz-

on experience on how to establish elec-

ßende Filialen-Belieferung wird durch die

handbuches wurde am Fraunhofer IPK

tromobility in city logistics. For this reason,

Textilspedition Meyer & Meyer mit zwei

zunächst eine an die Betriebsszenarien an-

Fraunhofer IPK coordinates a test case with

LKWs umgesetzt. Bestandteil des Projekts

gepasste Evaluationsmethodik entwickelt.

five electrically driven commercial vehicles

ist zudem die Entwicklung und Aufstellung

Ein ebenfalls dort entwickeltes Erfassungs-

in daily routine in the Berlin city center. The

von Ladesäulen innerhalb des Stadtgebiets

system ermöglicht die Messung von Fahr-

objective of the associated impact analysis

und auf dem Gelände des PTZ.

zeugbetriebsdaten und Lokalisierungsin-

is to provide a reference manual presenting

formationen im laufenden Testbetrieb und

potentials and requirements for establishing

deren mobilfunkbasierte Übermittlung.

urban city logistics using electrically driven

►►Referenzhandbuch Die beteiligten Partner benötigen verlässli-

vehicles.

che Betriebsdaten. Diese sind notwendig,

Die Auswertung der erfassten Betriebsgrö-

um fahrzeugtechnische Konfigurationen,

ßen adressiert die Wirkbereiche Betriebs-

die Logistik sowie technische, ordnungs-

wirtschaft, Ökologie, Verkehr und Sicher-

rechtliche und fiskalische Rahmenbedin-

heit. Sie liefert aufgrund der im Testbetrieb

gungen zu gestalten. Solche Betriebsdaten

erfassten Daten belastbare Ergebnisse und

umfassen beispielsweise die Entwicklung

ermöglicht damit eine Quantifizierung der

marktfähiger, alltagstauglicher Fahr-

Vorteile elektrisch angetriebener Nutz-

zeuge, die Routenplanung, die Position

fahrzeuge. Ergänzt werden diese Daten

und Anzahl von Ladesäulen und die

durch die persönlichen Einschätzungen

Gestaltung beziehungsweise Lockerung

der strategischen Entscheider der gewerb-

zeitlicher Zufahrtsbeschränkungen. Die

lichen Projektpartner hinsichtlich Substitu-

hierzu benötigten Informationen stellt das

tionspotenzial und Wirtschaftlichkeit. Die

Referenzhandbuch des Projektkonsortiums

Extrapolation der Wirkungen auf Grundla-

bereit. Das Handbuch liefert aufbereitete

ge einer Szenarienanalyse beziffert die zu

Betriebsdaten, zu erwartende wirtschaftli-

erwartenden wirtschaftlichen, verkehrli-

che, verkehrliche und ökologische Poten-

chen und ökologischen Potenziale.

Ihr Ansprechpartner

ziale sowie Handlungsempfehlungen zur

Dipl.-Ing. Matthias Brüning

erfolgreichen Einführung der Stadt-Logistik

Telefon +49 30 314-26858

mit E-Fahrzeugen.

matthias.bruening@ipk.fraunhofer.de

16

Forschung und Entwicklung

Verkehrstechnik

Mobile Umweltmessbox mit Satellitenanschluss

Vor allem in Ballungsräumen beeinträchtigen Immissionen von Verkehr, Industrie und Heizungsanlagen die Luftqualität immer

Fraunhofer GalileoLab

wieder so stark, dass Grenzwerte überschritten werden. Wie sehr

Die Fraunhofer-Allianz Verkehr hat

die Luft mit Schadstoffen belastet ist, messen jedoch selbst in Groß-

deutschlandweit fünf GalileoLabs

städten meist nur eine Handvoll stationärer Messeinrichtungen. Eine

ins Leben gerufen. An fünf Stand-

bessere Lösung: mobile Monitoringsysteme wie die »Yellowbox« aus

orten dienen sie als Entwicklungs-

dem Fraunhofer Galileolab. Das Satellitennavigationssystem Galileo

und Demonstrationsplattform für

eröffnet neue Möglichkeiten für eine flächendeckende Überwachung

Galileo-Anwendungen, u. a. für den

der Luftqualität, der Zusammenschluss von acht Fraunhofer-Instituten

öffentlichen Nahverkehr, die Waren-

und der Fraunhofer-Allianz Verkehr nutzen sie.

verfolgung im Güterverkehr oder das Katastrophenmanagement.

►►Yellowbox

des Fraunhofer-Instituts für Physikalische

Partikelmessgerät und Halbleitersensoren

»Es ist bis heute technisch nicht nach-

Messtechnik IPM in Freiburg haben die

für die Schadgasmessung. Herzstück der

gewiesen, wie hoch beispielsweise die

Berliner Wissenschaftler ein mobiles Um-

Halbleitersensoren sind Siliziumkristalle,

Schadgaskonzentrationen im Straßennetz

weltmonitoring-System für den direkten

die auf jeweils ein Schadgas reagieren.

tatsächlich sind und wie sie sich örtlich

Einsatz im Straßenverkehr entwickelt.

Sind sie diesem Gas ausgesetzt, verän-

verteilen«, bedauert Werner Schöne-

Die knapp 30 kg schwere gelbe Box passt

dern sich ihre elektrischen Eigenschaften.

wolf, Leiter der Projektgruppe »Verkehr«

bequem in den Kofferraum eines Kombis,

Sie messen die Konzentration von flüch-

am Fraunhofer IPK und des Fraunhofer

wird jedoch für Messfahrten auf einem

tigen organischen Verbindungen (VOC),

GalileoLab. Gemeinsam mit Kollegen

Dachständer befestigt. Sie enthält ein

Ozon, Kohlenstoffoxiden, Stickstoffverbindungen, Ammoniak und Methan.

►►Gesundheitsrisiko Feinstaub Das Partikelmessgerät erfasst Feinstaubpartikel der Größenklassen PM10, PM2,5 und PM1. Rußpartikel aus Dieselfahrzeugen entsprechen mit bis zu 10 µm der Klasse PM10. Sie belasten vor allem die Atemwege. Partikel der Klasse PM2,5 sind bereits lungengängig und solche der Klasse PM1 werden von der Lunge absorbiert und gehen ins Blut.

Bisher lag bei Umweltmessungen der Schwerpunkt auf PM10-Partikeln. Die verschärften Regelungen der EU-Luftqualitätsrichtlinie erstrecken sich seit August 2010 jedoch auch auf FeinstaubDas Satellitennavigationssystem Galileo soll 2012 seinen Dienst aufnehmen.

FUTUR 1/2011

17

Im Innern der Yellowbox

partikel der Größe PM2,5. Ebenfalls in

einem GPS-Empfänger ausgestattet sind.

EU-Richtlinie und Bundes-Immissions-

Die Entwickler der »Yellowbox« nutzen

schutz-Verordnung (BImSchV) festgelegt

GPS deshalb nur übergangsweise und

sind Obergrenzen für Schadgase wie

haben ihr System von Anfang an auf das

Metropolitan areas suffer from emissions

Kohlenmonoxid oder Ozon.

europäische Satellitennavigationssystem

caused by traffic, industry, power plants,

Better Air Quality with Yellowbox

»Galileo« zugeschnitten, das 2012 mit

but also from heating of buildings, which

Kommunen, in denen Grenzwerte er-

zunächst vier von 30 Satelliten seinen

reduce air quality beyond limits. Today, only

reicht oder überschritten werden, müssen

Dienst aufnehmen soll. Anders als GPS

few stationary measurement systems are

Aktionspläne erstellen. Bislang sieht der

stellt Galileo bestimmten Diensten eine

monitoring air quality in cities giving only a

Gesetzgeber jedoch ausschließlich sta-

»Integrity«-Funktion zur Verfügung. Sie

vague picture of the actual situation. With

tionäre Messeinrichtungen zur Überwa-

garantiert die Korrektheit der übertrage-

mobile monitoring it is possible to detect

chung der Luftqualität vor: Die Messwerte

nen Koordinaten.

air quality within the entire road network through direct measurement, either at a

müssen eindeutig und gerichtsfest örtlich zuordenbar sein.

»Wir nutzen diese Funktion um die

sequence of particular points of interest or

Ortsrichtigkeit der Messreihe zu doku-

along the road.

►►Galileo

mentieren und den Messwert rechtsgültig

Mobile Messeinrichtungen können das

abzusichern«, erklärt Schönewolf. »Das

noch nicht leisten, selbst wenn sie mit

leistet so bisher kein anderes System.«

Ihr Ansprechpartner Dipl.-Ing. Werner Schönewolf

Telefon +49 30 39006-145 werner.schoenewolf@ipk.fraunhofer.de Messsystem Yellowbox

18

Forschung und Entwicklung

Verkehrstechnik

MicroCarrier für die City-Logistik Durch eine belebte Fußgängerzone bahnt sich ein Lieferwagen langsam

Ansätze zur Gestaltung der Logistikkette.

seinen Weg, die Passanten weichen aus und warten. Ein Lieferfahrzeug

Am Fraunhofer IPK wird deshalb ein

parkt in zweiter Reihe, der nachfolgende Verkehr staut sich. Szenen

neuartiges, speziell für die »Letzte Meile«

wie diese sind fast jedem bekannt. E-Commerce und »Just-in-time«-

in innerstädtischen Bereichen optimiertes

Lieferungen sind bequem und günstig. Kurier-, Express- und Paketdienste

Fahrzeug entwickelt: das multifunktionale

(KEP-Dienste) profitieren von den stetig steigenden Sendungsmengen.

»MicroCarrier Utility Vehicle (MCUV)«.

In städtischen Bereichen ist die Lieferung und Zustellung insbesondere

Der aktuelle Versuchsträger des Trans-

kleinteiliger Sendungen jedoch mit einer Vielzahl von Problemstellungen

portsystems ist eine Evolutionsstufe des

behaftet, welche zu Einschränkungen hinsichtlich Sicherheit, Effizienz

Fahrzeugsystems, welches im Rahmen des

und Umweltverträglichkeit führen. Auslöser dieser Probleme ist das

EU-Projekts FIDEUS mit Beteiligung des

Fehlen speziell für die innerstädtische Zustellung entwickelter Fahrzeug-

Fraunhofer IPK entwickelt und zusammen

konzepte. Das Fraunhofer IPK entwickelt im Rahmen der Fraunhofer

mit dem Projektpartner DHL im Rahmen

Systemforschung Elektromobilität (FSEM) ein eben solches Fahrzeug-

eines Feldversuchs erfolgreich erprobt

system.

wurde.

►►Multifunktionales Transportsystem Aus Sicht der Logistikunternehmen

wird. Hinzu kommen Zustellsituationen in

Kern des entwickelten Fahrzeugsys-

stehen vor allem effizienzmindernde

weitläufigen Geschäftsgebäuden und Ein-

tems sind »MicroCarrier« – einachsige

und somit kostensteigernde Defizite im

kaufszentren mit hohem Geschäfte- und

Transporteinheiten, die zusammen mit

Vordergrund, die aus Zugangsbeschrän-

Kundenbesatz, die durch konventionelle

einem Führungsfahrzeug und weiteren

kungen und fehlenden Abstellmöglichkei-

Lieferfahrzeuge nicht erreichbar sind.

MicroCarriern einen Zugverbund varia-

ten für Lieferfahrzeuge folgen. Die zum

Aber auch dicht besiedelte innerstädti-

bler Länge bilden oder auch einzeln als

Schutz der Geschäfte und Passanten ein-

sche Wohngebiete sind vom Stop-and-

handgeführte Transporteinheit eingesetzt

gerichteten zeitlichen Zugangsbeschrän-

Go der Dieselfahrzeuge verkehrlich und

werden können. Dabei gewährleistet das

kungen führen vermehrt zum Einsatz

durch Beeinträchtigung der Luftqualität

einachsige Design maximale Wendigkeit.

großer Fahrzeugmengen in eben diesen

betroffen.

Jeder MicroCarrier ist mit einem eigenen elektrischen Antriebssystem ausgestattet,

»Schutzzonen«, um die erforderlichen Zustellungen innerhalb des festgesetzten

Um diametrale Interessen wie den

wodurch im Verbundbetrieb ein Fahrzeug

Zeitfensters zu bewerkstelligen. Alternativ

Schutz der Innenstädte und eine bessere

mit verteilten Antrieben entsteht. Im

müssen die Fahrzeuge »draußen« bleiben

Wirtschaftlichkeit der Logistikversorgung

handgeführten Betrieb lassen sich auch

und die Zustellwege zu Fuß zurückgelegt

gleichermaßen zu erreichen, bedarf

hohe Lasten nahezu kräftefrei transpor-

werden. Damit verbunden ist ein erneu-

es eines intensiven und nachhaltigen

tieren. Bei der Art des Transportgutes gibt

ter, teurer Umschlag der Sendungen vom

Abstimmungsprozesses zwischen Logis-

es kaum Einschränkungen: Gestapelte

Fahrzeug, z. B. auf eine Sackkarre, mit

tikdienstleister, Kommune und Fahrzeug-

Einzelsendungen sind genauso möglich

der die weitere Verteilung durchgeführt

hersteller sowie neuer technologischer

wie Palettenwaren oder Sammelbehäl-

FUTUR 1/2011

19

MicroCarrier for City Logistics

ter, Rollcontainer und Gitterboxen. Im

breichen von großem Vorteil ist. Dabei

Bereich KEP-Dienste lässt sich damit eine

wird das vorhandene Antriebssystem für

durchgängige Logistikkette vom Depot

die Lenkung und Balanceregelung des

Courier-Express-Service-Providers (CEP)

zum Kunden erreichen, ohne dass ein

einachsigen Solofahrzeugs genutzt. In

benefit from constantly increasing amounts

manueller Umschlag der Einzelsendungen

der gegenwärtigen Ausführung können

of single shipments.Yet, limited efficiency,

erfolgen muss.

Massen bis 200 kg nahezu kräftefrei

ecological damages, disturbance of shop-

manövriert werden.

ping comfort, and impairment of road users

Die elektrischen MicroCarrier fügen sich

all pose serious problems in urban areas.

unauffällig ins urbane Stadtbild ein und

Im Unterschied zu bekannten einachsigen

A number of those problems are caused

erlauben ganztägige Zustell- und Abhol-

Systemen für den Personentransport, bei

by use of conventional vehicles, which cur-

dienste auch in verkehrsbeschränkten

denen die Fahrtsteuerung durch Gewichts-

rently experience severe restrictions in urban

Flächen. Sie sind leise und emissionsfrei

verlagerung erfolgt, ist diese Form der

operation. In order to deliver high-quality

und behindern nicht den Verkehr in

Regelung für den Gütertransport ungeeig-

service, CEP search for new ways of distri-

angrenzenden Straßen, wie es »Zweite-

net. Die Veränderung der Beladung würde

bution logistics that match the requirements

Reihe-Parker« tun.

das Fahrzeug als Gewichtsverlagerung

of authorities and at the same time improve

interpretieren und es würde sich selbsttätig

efficiency of last mile operation. Therefore,

►►Lenken im Verbund

und unkontrolliert einen Weg bahnen. Um

an uniaxial transport unit, the »MicroCar-

Voraussetzung für den alltagsgerech-

dies zu verhindern und die verschiedenen

rier«, is developed at Fraunhofer IPK within

ten Einsatz des Fahrzeugverbunds ist

Fahrzeugbetriebsarten zu ermöglichen,

the Fraunhofer System Research for Electro-

die spurtreue Fahrweise, durch die das

wurde ein neues Steuerungs- und Rege-

mobility. The MicroCarrier is designed for

kolli­sionsfreie Umfahren von Hinder-

lungskonzept in einer eigens entwickelten

application both as part of a multiple trailer

nissen oder auch die Kurvenfahrt mit

Hardware-Plattform umgesetzt.

vehicle and for use as a separate hand-guid-

kleinsten Radien möglich ist. Dabei folgt

ed transportation unit. The underlying con-

ein Einzelfahrzeug im Verbund immer

►►Antriebssystem

cept was developed and already positively

seinem Vorgänger exakt in dessen Spur.

Im derzeitigen Versuchsträger werden

evaluated in the EU research project FIDEUS

Das Prinzip der Lenkung der MicroCarrier

Gleichstromantriebe mit Getriebe einge-

involving Fraunhofer IPK and DHL. Associ-

entspricht der einer Panzersteuerung,

setzt, die im geforderten Leistungsbereich

ated fields of research are control hardware,

also einer Drehmomentsteuerung der

hinreichend Drehmoment erzeugen,

controller synthesis as well as design and

seitlichen Radantriebe des MCUV. Jedes

jedoch ungünstig viel Bauraum bean-

production of wheel hub motors.

Einzelfahrzeug im Verbund ist antriebs-

spruchen, was die Beladung mit z. B.

und steuerungsseitig vollständig autonom

Gitterboxen erschwert. Ein geeignetes

Ihre Ansprechpartner

und kann damit in beliebiger Reihenfolge

System ist ein Radnabenmotor, der keinen

Dipl.-Ing. Werner Schönewolf

flexibel angeordnet werden.

Bauraum im Ladebereich beansprucht

Telefon +49 30 39006-145

und als extremer Langsamläufer bei gerin-

werner.schoenewolf@ipk.fraunhofer.de

►►Handführung im Einzelbetrieb

gem Gewicht energieeffizient ausgelegt

Mit einem Handgriff lässt sich ein Einzel-

ist. Ein derart optimierter Radnabenmotor

Dipl.-Ing. Matthias Brüning

fahrzeug aus dem Verbund auskoppeln

wird derzeit im Rahmen der Fraunhofer

Telefon +49 30 314-26858

und in aufgerichteter Position solo zur

Systemforschung Elektromobilität am IPK

matthias.bruening@ipk.fraunhofer.de

Sendungszustellung einsetzen, was vor

entwickelt und im MicroCarrier technisch

allem in räumlich beengten Zustellungs-

erprobt.

Vom ersten Entwurf (li.) über mehrere Evolutionsstufen zum aktuellen Konzept

20

Forschung und Entwicklung

Reinigungstechnik

Saubere Leistung In den letzten Jahren hat die Reinigungstechnik sowohl in klein- und mittelständischen Unternehmen, als auch in der Großindustrie fort-

Fraunhofer-Allianz

laufend an Bedeutung gewonnen. Reinigung ist eine sehr komplexe

Reinigungstechnik

Aufgabenstellung mit unterschiedlichsten Randbedingungen und kann daher in ihrer Gesamtheit nur durch einen starken Forschungs-

–– Industrielle Reinigung von Bauteilen und Halbzeugen

verbund und gemeinsames Handeln erfolgreich bedient werden. Die

–– Reinigung in der Instandhaltung

im Jahr 2002 gegründete Fraunhofer-Allianz Reinigungstechnik (FAR)

–– Oberflächenvorbehandlung vor

stimmt die unterschiedlichen Forschungsaktivitäten einzelner Fraunhofer-Institute ab und bearbeitet Anfragen aus der Industrie effizient und umfassend.

der Beschichtung –– Reinigung in der Mikrosystemtechnik –– Reinigung in hygienerelevanten Bereichen –– Reinigung für den Kulturguterhalt –– Aus- und Weiterbildung

Reinigung in Produktion und Instandhal-

gungstechnologien auch ihnen vorge-

tung ist Bestandteil der Forschungsak-

lagerte Prozesse wie Schadensanalytik,

tivitäten der FAR, in der die Fraunhofer

Reinigungsvermeidung oder -verminde-

Institute FEP, IFAM, IGB, ILT, IPA, IST und

rung, Systementwicklung, Anlagen- und

►►Technologieuntersuchungen

IWS unter der Leitung des Fraunhofer

Komponentenbau sowie nachgelagerte

Ein Beispiel sind Technologieuntersuchun-

IPK zusammenarbeiten. Die ganzheitli-

Prozesse, z. B. Partikelanalyse, Sauber-

gen für ein oder mehrere Reinigungsver-

che Betrachtung von Reinigung und ihre

keitskontrolle und Qualitätssicherung.

fahren. Solche Untersuchungen können

Integration in die Produktion sind wichtige

Ihren Kunden aus der Industrie bietet die

direkt mit einer entsprechenden Analyse

Voraussetzungen für qualitativ hoch-

FAR somit ein umfangreiches Leistungs-

hinsichtlich filmischer bzw. partikulärer

wertige Produkte. Die Kompetenzen der

portfolio von der Entwicklung und Um-

Verunreinigungen oder auch einem nach-

einzelnen Institute schließen entsprechend

setzung innovativer Konzepte bis hin zu

folgenden Prozessschritt zum Fügen oder

die gesamte Prozesskette der Reinigungs­

Verfahren und Lösungen für effiziente und

Beschichten kombiniert werden. Inwiefern

technik ein. Dazu gehören neben Reini-

wettbewerbsfähige Reinigungsprozesse.

sich CO2-Schneestrahlen zur Vorbehandlung von Kunststoffen eignet, untersuchten z. B. Wissenschaftler von Fraunhofer IFAM und IPK gemeinsam mit zehn Industriepartnern im InnoNet-Forschungsprojekt »SchneeLack«. Ziel des Projekts war die Qualifizierung des CO2-Schneestrahlens für die automatisierte Vorbehandlung von Kunststoffen vor dem Lackieren und Kleben sowie die Entwicklung eines InlineMessverfahrens für die Überprüfung der Vorbehandlung. Die Fraunhofer-Institute deckten dabei mit ihrem Know-how auf den Gebieten Vorbehandlung mit CO2Schneestrahlen, Lackapplizierung und Überprüfung der Lackhaftung, Messverfahren zur Inline-Kontrolle sowie Automatisierung des Verfahrens die erforderlichen Prozessschritte ab.

Seminarteilnehmer im »Grundlagenseminar Reinigungstechnik«

FUTUR 1/2011

21

Fraunhofer Cleaning Technologies The cleaning technology process chain entails more than just different cleaning processes. The Fraunhofer Cleaning TechBehandlung einer Airbag-Kappe mittels CO2-Schneestrahlen

nology Alliance covers the entire spectrum of cleaning technology across all processes, providing an unparalleled range of services in this field to industry. Cooperation among

►►Markt- und Trendanalyse Industrielle Teilereinigung

►►Grundlagenseminar Reinigungstechnik

partner institutes helps customers to find answers to questions that need urgent at-

Eine derartige Initiierung von Projekten

Auf diesen Schulungsbedarf reagierte

tention. Moreover, the solutions ultimately

auf Basis des Bedarfs aus der Industrie

die Allianz, indem sie im Jahr 2009 das

enhance market success, too: Sophisticated

gehört ebenso zu den Tätigkeiten der FAR,

»Grundlagenseminar Reinigungstechnik

cleaning management and the complete

wie die ständige Präsenz am Markt und

– Reinigung in der Produktion« ins Leben

integration of cleaning in the manufactur-

die Analyse der Branche. Daher führte die

rief. Ziel des Seminars ist die unterneh-

ing process chain bring down costs, while

Allianz im Jahr 2007 unter rund 6 000 Un-

mens- und anwendungsneutrale Schulung

seamless and thoroughly tested cleaning

ternehmen eine Markt- und Trendanalyse

durch Fachleute der FAR, das Erlernen ei-

processes increase the quality of the final

zur industriellen Teilereinigung durch und

ner methodischen Herangehensweise zur

product and thus market acceptance. The

ermittelte damit erstmals Zahlen, Fakten

Lösung von Reinigungsaufgaben und das

independence of the Fraunhofer institutes

und Trends, die in dieser Form bisher nicht

strukturierte Vermitteln von theoretischen

when evaluating cleaning procedures and

vorlagen. Erkenntnisse aus dieser Studie

Grundlagen zu Reinigungssystematik,

systems guarantees solutions that respond

wurden anschließend sukzessive aufge-

-verfahren, -analytik und Qualitätsma-

to actual needs.

griffen und in Projekte überführt.

nagement. Das Seminar wird in diesem Jahr bereits zum dritten Mal durchgeführt.

Eine wichtige Information aus der Studie war, dass 20 Prozent der Unternehmen

Die Aktivitäten der Allianz am Markt

angaben, die Schulung ihrer Mitarbeiter

werden durch den jährlichen Messeauftritt

zu planen. Bei der Analyse von Reini-

auf der Reinigungsleitmesse parts2clean

gungsproblemen oder bei der Auswahl

und die Koordination des integrierten

von Reinigungsverfahren mangelt es oft

Fachforums abgerundet.

an der notwendigen Systematik bzw. Me-

Ihre Ansprechpartner

thodik. Dieses Wissen kann bisher nicht in

Dipl.-Ing. (FH) Martin Bilz M. Sc.

einem Ausbildungsberuf oder Studium er-

Telefon +49 30 39006-147

lernt werden. Somit fehlt es der Industrie

martin.bilz@ipk.fraunhofer.de

an qualifizierten Mitarbeitern mit Knowhow in der Reinigungstechnik.

Dipl.-Ing. Simon Motschmann

Telefon +49 30 39006-269 simon.motschmann@ipk.fraunhofer.de

22

Forschung und Entwicklung

autoMOBILproduktion

Wir machen autoMOBIL Die Automobilproduktion ist mit ihren Herstellern, Zulieferern und Ausrüstern ein entscheidender Wirtschaftsfaktor in Deutschland.

Globale Trends wie Ressourcenverknappung, Mobilitätsdruck, Urbanisierung und Megastädte führen zwangsläufig zu signifikanten Veränderungen des gesamten Mobilitätskonzepts. Der Wettbewerbsdruck auf die deutschen Automobilisten und deren Zulieferer nimmt auch aufgrund der Tendenz zu Low Cost-Fahrzeugen stark zu. Die Fraunhofer-Allianz autoMOBILproduktion bündelt die Kompetenzen von 17 Instituten, um der deutschen Automobilbranche ein umfassender und kompetenter Partner für Forschung und Entwicklung zu sein.

Durch die thematisch komplementären

bilität. Das Fraunhofer IPK arbeitet an

Forschungsschwerpunkte der einzelnen

den Themen Karosserie, Powertrain und

Fraunhofer autoMOBILe Production

Institute werden Innovationen entlang der

Fahrzeugmontage.

Alliance

gesamten Prozesskette der Fahrzeugherstellung, d. h. von der Planung bis zum

Auf der Hannover Messe 2011 präsentierte

Carmakers, their suppliers, and those equip-

lackierten Fahrzeug, schnell, ganzheitlich

die Fraunhofer-Allianz autoMOBILproduk-

ping the automotive industry, represent

und nachhaltig realisiert. Die Allianz stellt

tion in Halle 2, Stand D22 Innovationen

a decisive economic factor in Germany.

sich den umweltpolitischen Herausforde-

für die Fahrzeugherstellung, die insbeson-

Significant changes to the entire concept

rungen (Treibstoff- und CO2-Reduzierung;

dere auf eine generelle Materialreduzie-

of mobility are ultimately being driven by

Elektromobilität; Senkung Materialeinsatz)

rung, auf die Nutzung recyclebarer und

global trends, such as dwindling natural

unter Berücksichtigung der wirtschaft-

langfristig verfügbarer Werkstoffe sowie

resources, an increasing need for mobility,

lichen Aspekte (permanenter Druck zur

auf die Entwicklung ressourcensparender

urbanization and megacities. In addition,

Kostenreduktion). Schwerpunktaufgaben

Technologien und Anlagentechnik zielen.

German carmakers and their suppliers are

der Allianz sind

Dazu gehören Komponenten für den

facing increasingly tough competition as the

–– konsequente Virtualisierung und

Motor und den Antriebsstrang, die den

trend towards low-cost vehicles takes hold.

durchgängige Simulation der Prozess-

Einsatz neuer Leichtbauwerkstoffe wie

The Fraunhofer Alliance pools the expertise

kette ,

Magnesium und hochtemperaturfester

of 17 institutes, who collectively provide the German automotive industry with a competent single-source partner for its research and development needs. The complementary effect achieved by combining the individual institutes’ key areas of research, makes it possible to generate rapid, inte-

–– Reduzierung der eingesetzten benö-

Keramikwerkstoffe aufzeigen.

tigten Materialien, –– Einsatz recyclebarer und langfristig verfügbarer Werkstoffe, –– Einsatz innovativer ressourcensparender Technologien, –– energiearme Anlagentechnik.

grated and sustainable innovations along

Weitere Informationen erteilt gern die Geschäftsstelle der Fraunhofer-Allianz autoMOBILproduktion: Dr.-Ing. Hans Bräunlich Fraunhofer IWU

the entire process chain of vehicle manu-

Die Partnerinstitute der Allianz konzen-

Reichenhainer Straße 88

facturing – from the planning stage right

trieren ihre Forschungs- und Entwick-

09126 Chemnitz

through to the finished vehicle.

lungsschwerpunkte auf die Themenfelder

Tel. +49 371 5397-1210

Karosserie, Powertrain, Interieur, Fahr-

Fax +49 371 5397-1123

zeugmontage, Methodenkompetenz und

hans.braeunlich@iwu.fraunhofer.de

Produktionsforschung für die Elektromo-

www.automobil.fraunhofer.de

Ihr Ansprechpartner Dipl.-Ing. Eckhard Hohwieler

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

FUTUR 1/2011

23

Leistungsstarke Keramik Durch den Einsatz von Hochleistungskeramik in bestehenden und neuen Systemen werden bisher unerreichte Kombinationen von mechanischen, elektrischen, thermischen und chemischen Eigenschaften möglich. Davon zeugen innovative Anwendungen aus der Energietechnik, dem Maschinen- und Anlagenbau oder der Medizintechnik, wie z. B. Brennkammerauskleidungen, Wälzlager und Implantate. Werkstoffe und Bauteile auf der Basis von Hochleistungskeramik stellen ein ausgewiesenes Kompetenzfeld der FraunhoferGesellschaft dar.

High-Performance Ceramics Seit mehr als zehn Jahren bietet die Fraunhofer-Allianz Hochleistungskeramik

►►Fraunhofer-Demonstrations­ zentrum »AdvanCer«

By applying high-performance ceramics technology in existing and new systems,

entlang der gesamten Wertschöpfungskette

Seit April 2004 verstärkt die Allianz mit

new combinations of mechanical, electri-

ein umfangreiches Forschungsspektrum,

ihrem Demonstrationszentrum »AdvanCer«

cal, thermal and chemical properties are

von der Modellierung und Simulation, über

ihre Beratungs- und Transferleistungen

made possible. Innovative applications in

die anwendungsorientierte Entwicklung

für Hersteller- und Anwenderfirmen. Der

the areas of energy technology, mechanical

von Werkstoffen, Fertigungsprozessen

Begriff »AdvanCer« symbolisiert Vorwärts­

engineering and medical technology, for

und Bearbeitungstechnologien bis hin zur

orientierung, Fortschritt und Gewinn. Kera-

example thrust chamber coatings, antifric-

Bauteilcharakterisierung, Bewertung und

mikhersteller und -anwender finden in dem

tion bearing and implants give proof of this.

zerstörungsfreien Prüfung unter Einsatzbe-

Namen darüber hinaus ihren Hochleistungs-

The field of materials and components on

dingungen. Wissenschaftler und Ingenieure

werkstoff »Advanced Ceramics« wieder. Ob

the basis of advanced ceramics is one of

aus sieben Instituten bündeln deutschland-

keramische Sohlen für Dampfbügeleisen,

the core competencies of the Fraunhofer-

weit ihre Kompetenzen auf den Gebieten

vollkeramische Fräswerkzeuge mit komple-

Gesellschaft. Apart from its R&D activities,

der Werkstoffforschung, der keramischen

xer Geometrie oder thermo­optische Mess-

the Fraunhofer High-Performance Ceramics

Technologien, der Produktionstechnik, der

geräte – mit derzeit neun Demonstratoren

Alliance pushes its consulting and transfer

Werkstoffmechanik, der Betriebsfestigkeit

wollen die Fraunhofer-Institute ihre Kunden

services for producers and operating com-

und der zerstörungsfreien Prüfverfahren zu

von den Potenzialen der Hochleistungskera-

panies with the help of its demonstration

einem abgestimmten Leistungsangebot,

mik überzeugen. Darüber hinaus bieten sie

center »AdvanCer«.

um für Industrieunternehmen individuelle

über das Demonstrationszentrum »Advan-

Systemlösungen unter Einsatz von Hoch-

Cer« seit 2005 ein Schulungsprogramm

leistungskeramik zu erarbeiten. Zu ihrem

für Techniker und Ingenieure an. Die drei

Leistungsangebot gehören:

Schulungsblöcke bauen aufeinander auf,

–– Modellierung und Simulation,

können jedoch auch als Einzelseminare in

–– Anwendungsorientierte Entwicklung

Anspruch genommen werden. In ihrem

von Werkstoffen, Fertigungsprozessen

Newsletter »AdvanCer« informiert die

und Bearbeitungstechnologien,

Allianz zudem regelmäßig über Neuigkeiten rund um das Thema »Hochleistungskera-

Ihr Ansprechpartner

und zerstörungsfreie Prüfung unter

mik«. Weitere Informationen dazu finden

Tiago Borsoi-Klein, M. Sc.

Einsatzbedingungen.

Sie unter

–– Bauteilcharakterisierung, Bewertung

www.advancer.fraunhofer.de

Telefon +49 30 39006-267 tiago.borsoi.klein@ipk.fraunhofer.de

24

Forschung und Entwicklung

Werkzeugmaschinen

Höhere Wandstärke = Höhere Sicherheit?

Mit der Einführung der spanenden Hochgeschwindigkeitsbearbeitung an Werkzeugmaschinen sind die Anforderungen an die Sicherheitstechnik gestiegen. Das betrifft insbesondere den spezifischen Durchdringungswiderstand von trennenden Schutzeinrichtungen gegen aufprallende Werkstück-, Werkzeug- oder Maschinenteile. Eine höhere Stärke von Wandelementen oder Sicherheitsfenstern verheißt aber nicht automatisch einen besseren Schutz für den Maschinenbediener. Welches Phänomen dahinter steht und wie es gelöst werden kann, untersuchen Wissenschaftler am IWF der TU Berlin.

verwendet werden. Bei der Untersuchung von Aluminium stellten sie einen ausgeprägten Kink-Effekt fest, dessen Verlauf Minimal- und Maximalstellen aufweist.

Die geprüften Polycarbonatplatten in der Stärke t = 15 mm und t = 18 mm erreichten eine kritische Geschwindigkeit von vkrit = 179,5 m/s. Bei den Platten mit einer Stärke von t = 15 mm und einer Projektilgeschwindigkeit von vPr = 181 m/s kam es zu einem Durchschuss. Von der Aufprallseite, also aus Sicht des Arbeitsraumes aus betrachtet war zu sehen, dass Kritische Prüfgeschwindigkeit bei unterschiedlichen Plattenstärken von Baustahl, Aluminium und Polycarbonat in Anlehnung an [DIN09; WIT07; eigene Untersuchungen]

das Material sowohl gestaucht, als auch abgeschert wurde. Von der Rückseite aus betrachtet, d. h. aus Sicht des Bedieners war zu erkennen, dass nach dem gestauchten Bereich ein zum Plattenende größer werdender Kegel ausgeschert

Bei der Dimensionierung von trennenden

den Maschinenbediener darstellen. Um

wurde. Das ausgescherte Material war

Schutzeinrichtungen an Werkzeugmaschi-

dieses Risiko minimieren zu können, sind

noch teilweise mit der Plattenoberfläche

nen kann nicht immer von einem linearen

Kenntnisse zum Materialverhalten und zur

verbunden. Wurde die Aufprallgeschwin-

Zusammenhang der Rückhaltefähigkeit

Vorhersage des Kink-Effekts unbedingt

digkeit auf vPr = 179,5 m/s reduziert, kam

bei Erhöhung der Werkstoffdicke ausge-

erforderlich.

es noch nicht zu einem Durchschuss. Aus Perspektive der Aufprallseite war bei die-

gangen werden. Trotz ihrer Zunahme wird oft ein Rückgang oder eine Stagnation

Wissenschaftler des IWF führten deshalb

ser Geschwindigkeit des Projektils zu er-

der Rückhaltefähigkeit festgestellt. Dies

Aufprallprüfungen mit den Materialien

kennen, dass das Material gestaucht und

bezeichnet man als »Kink-Effekt«. Der

Aluminium, Polycarbonat und Stahl

teilweise auch bereits geschert wurde.

»Knickstelleneffekt«, so die deutsche

durch, die in der Regel für Wände, Türen

Auf der Rückseite war eine Ausbeulung

Übersetzung, kann ein hohes Risiko für

oder Fenster an Werkzeugmaschinen

zu beobachten.

FUTUR 1/2011

25

Versuchsplatten mit einer Plattenstärke von 15 Millimetern nach dem Aufprall (li: maschinenseitig, re: bedienerseitig)

Higher Wall Thickness – Higher Safety?

The requirements for safety technology have increased rapidly along with the advance of high speed processing. This is particularly the case for the specific penetration resistance, which means the penetration reDie in den Versuchen erzielten Ergebnisse

werden. Ziel der Ingenieure ist es, zu-

sistance against ejected elements like parts

konnten in den Graph vorangegangener

künftig die Eigenschaften der trennenden

of the tool, workpiece or machine. A higher

Versuchsreihen des IWF und anderer

Schutzeinrichtungen und des Projektils

wall thickness of separating safeguards,

Forschungsinstitute eingefügt werden.

zu berechnen, um mit entsprechender

however, does not automatically entail a

Die sich dabei bildende Kurve verhält sich

Materialauswahl und dessen Dimensio-

higher safety for the user. Researchers at

rezessiv steigend. Dies lässt darauf schlie-

nierung Kink-Effekte zu vermeiden. Dafür

IWF analyze this phenomenon called »kink

ßen, dass mindestens ein Sattelpunkt

nutzen sie FEM-Aufprallsimulationen und

effect« and develop solutions to improve

vorliegt. Es kann sich aber ebenfalls um

experimentelle Aufprallprüfungen für

the dimensioning of separating safeguards.

einen Wendepunkt handeln. Fest steht

unterschiedliche Werkstoffe und Projek-

jedoch, dass sich in diesem Bereich ein

tilmassen. Des Weiteren wollen sie die

Kink-Effekt abbildet. Der weitere Verlauf

Kräfte während eines Aufpralls messen

ist derzeit nicht ermittelt. Die Ausprä-

und die mathematische Beschreibung des

gung des Kink-Effekts kann deshalb nicht

Kink-Effekts überprüfen.

eindeutig bestimmt werden. Da jedoch angenommen werden kann, dass bei weiterer Zunahme der Plattenstärke die kritische Geschwindigkeit wieder steigen wird, ist an dieser Stelle ein Kink-Effekt zu vermuten.

Noch können die Wissenschaftler auf Basis ihrer Untersuchungen nur grundlegende Überlegungen zur Dimen­sionierung trennender Schutzeinrichtungen anstellen. Konkrete Schlussfolgerungen in Form von Vorgaben für Hersteller und Anwender sind damit noch nicht möglich. Ihre

Ihr Ansprechpartner

Empfehlung ist jedoch eindeutig: Kink-

Dipl.-Ing. Bernd Duchstein

Effekte dürfen aus Sicherheitsgründen

Telefon +49 30 314-24456

nicht, wie bisher üblich, vernachlässigt

duchstein@iwf.tu-berlin.de

26

Forschung und Entwicklung

Virtual Reality

Das SimP-Toolkit zum Aufbau interaktiver physikbasierter Simulationen Anwendungen der Virtuellen Realität (VR) sind computergenerierte Welten, in die der Benutzer eintauchen und auf intuitive Art und Weise mit dieser interagieren kann. Mittlerweile wird die VR in vielen Anwendungsbereichen wie Produktentwicklung, Montage-/Demontageplanung und Medizintechnik angewendet. Hier besteht ein wachsendes Interesse an realitätsnahen VR-Simulationen, wofür die Berücksichtigung der interaktiven Deformation flexibler Bauteile notwendig ist. Zur Generierung solcher VR-Simulationen wurde am Fraunhofer IPK die Plattform »SimP-Toolkit« (Simulation of Physics-based Models) entwickelt. Das SimP-Toolkit besteht aus dem Simulationskern SimP-Engine zur Integration in Fremdanwendungen, einer grafischen Benutzungsoberfläche SimP-UI, welche auf dem Simula­tionskern aufsetzt, und weiteren Hilfeprogrammen zur Erstellung von realistischen Modelldaten.

►►SimP-Engine

sich um »Input/Outputs« für die Inter-

In den Simulationskern, die SimP-Engine,

aktion und die grafische Ausgabe der

wurden u. a. folgende Verfahren zur

Simulation, »Integratoren« für die physi-

interaktiven Deformationssimulation

kalischen Berechnungen, »Generatoren«

integriert:

für die Generierung der Netzstrukturen

–– Überführung von Oberflächenmo-

und »Worker«, die zur Simulationszeit

dellen in Physikmodelle (Feder-Masse

eingreifen und Änderungen vornehmen

und echtzeitfähige Finite-Elemente-

können.

Modelle), –– Interaktive Aufbringung von Kräften zur Simulationszeit, –– Effiziente Berechnungsalgorithmen auf der Grafikkarte, –– Schnittstellen für externe Geräte zur Interaktion mit den Modellen, –– Adaptive multiresolutionale

Die Module der SimP-Engine sind mit einer Kontrollschnittstelle ausgestattet. Diese Schnittstelle beinhaltet u. a. editierbare Datenfelder mit all ihren Eigenschaften.

Bei Erweiterung des Simulationskerns genügt die Aufnahme der Parameter in die Kontrollschnittstelle, um diese zugänglich

Deformationsmodelle (automatisierte

zu machen. Aus den Parametern wer-

Anpassung an die Genauigkeitsanfor-

den weite Teile der SimP-UI automatisch

derungen während der Simulation).

generiert, wodurch neue Funktionalitäten in der SimP-Engine weitgehend ohne

Ein wichtiges Kriterium beim Entwurf

Änderungen an der SimP-UI bereitge-

war die Flexibilität und Erweiterbarkeit

stellt werden können. Darüber hinaus

der Plattform. Mithilfe des Frameworks

ermöglicht die zentrale Datenhaltung in

können Entwickler effizient neue Ideen

der Kontrollschnittstelle ein einfaches

umsetzen, ausprobieren und miteinander

Speichern und Laden der Simulationsein-

vergleichen. Für diesen Zweck stehen

stellungen in eine anwendungsspezifische

vier Schnittstellen zur Verfügung, die mit

­XML-Datei.

einem Plugin-ähnlichen Konzept versehen Versuchsaufbau PKW-Gangschaltung

wurden. Bei den Schnittstellen handelt es

Deformation des Schaltbalges (li.) und der Gummimuffe (re.)

Mithilfe der SimP-UI kann der Benutzer

Ein weiterer Anwendungsfall ist die

für jedes Element der Szene einzelne

Simulation der flexiblen Bauteile einer

The SimP-Toolkit for the Generation

Module, wie Input/Outputs, Worker oder

PKW-Gangschaltung. Aus den CAD-

of Interactive Physics-based Simulation

Integratoren, aktivieren und bearbeiten.

Datensätzen wurden alle Bauteile in

Zur Gestaltung ansprechender visueller

Simulationsobjekte überführt, von denen

Responding to a growing interest in physics-

Materialen bietet die Software einen Edi-

der Schaltbalg und eine Gummidichtung

based interactive deformation simulations

tor zur Konfiguration spezieller Shader­

an der Schaltstange deformierbar sind.

in Virtual Reality, Fraunhofer IPK has

programme für Grafikkarten. Darüber

Durch den Vorgang des Schaltens mit

developed the »SimP-Toolkit«. It consists

hinaus ist eine Anbindung an immersive

einem realen Schaltknauf wird die Defor-

of a simulation core (SimP-Engine) and a

Visualisierungstechniken wie das »NVIDIA

mation in der virtuellen Szene ausgelöst.

userinterface (SimP-UI). The SimP-Engine

3D Vision System« sowie die Darstellung

Hierzu wird die virtuelle Schaltstange an

contains multiple methods for realtime

in einer CAVE möglich.

die Bewegungen der realen Schaltstange

simulation of flexible parts, based on Finite

gekoppelt. Die Gummimuffe wurde mit

Element or mass-spring models. During con-

►►Ein Fall für Produktdesigner

der Finite-Elemente-Methode und der

ceptual design, flexibility and extensibility of

Ein Einsatzgebiet für das SimP-Toolkit

Schaltbalg mithilfe von Feder-Masse-Mo-

the software were important criteria. Hence,

stellt die am Fraunhofer IPK entwickelte

dellen simuliert. Die Visualisierungen der

it is now easy for developers to integrate

Software »SketchApp« dar. Diese erlaubt

einzelnen Elemente können zur Laufzeit

new functionality into the SimP-Engine.

Designern in einem immersiven Raum

ein- und ausgeblendet werden.

3-D-Skizzen anzufertigen. Diese können durch die Integration der SimP-Engine

Mit den entwickelten Verfahren steht eine

während des Skizzierprozesses mit physi-

umfassende Methodik zur Verfügung, die

Autoren

kalischen Materialeigenschaften versehen

die Einbeziehung deformierbarer Mate-

Dr.-Ing. Ulrike Völlinger

und realitätsnah simuliert werden. Der

rialien in interaktiven VR-Simulationen

Johannes Schäfer M.Sc.

Designer kann mithilfe von Interaktions-

entscheidend verbessert. Zukünftig ist die

Mark Wewetzer M.Sc.

werkzeugen mit den simulierten Model-

Integration der SimP-Engine in kommer-

len interagieren und erhält einen ersten

zielle Software geplant, um die effektive

Ihr Ansprechpartner

Eindruck des Materialverhaltens.

Einsetzbarkeit flexibler Bauteile bei der

Prof. Dr.-Ing. Rainer Stark

Untersuchung virtueller Prototypen zu

Telefon +49 30 39006-243

erhöhen.

rainer.stark@ipk.fraunhofer.de

28

Interview

Mit Energie für die Hauptstadt Im Fraunhofer-Innovationscluster »Maintenance, Repair and Overhaul (MRO) in Energie und Verkehr« entwickeln wir gemeinsam mit sieben Forschungspartnern und 14 Wirtschaftsunternehmen ressourcenschonende und energieeffiziente MRO-Prozesse und -Technologien für die Hauptstadtregion Berlin/Brandenburg. Ein Partner ist Alstom. Der weltweite Marktführer im Bereich Energieerzeugung, Energieübertragung und Schieneninfrastruktur ist in Deutschland seit über 125 Jahren vertreten, derzeit mit über 8 300 Mitarbeitern an 24 Standorten. In Berlin bedient Alstom die Bereiche Dampf-, Gas- und Kombi-Kraftwerke. Wir sprachen mit Markus Wonka, Standortleiter ALSTOM Power Service Berlin, über Ressourcenschonung in der Energieversorgung und die Bedeutung des MRO Cluster für Berlin.

Herr Wonka, was versteht Alstom unter

Energieerzeugung und -speicherung.

der neuesten Werkstoffe sowie zugehörige

ressourcenschonender Energieversorgung?

Ferner nimmt die Bedeutung der geo-

umwelttechnische Anlagen, Leittechnik

Markus Wonka: Ressourcenschonende

thermischen Energiegewinnung zu, die

und weitere betriebswichtige Anlagenteile.

Energieversorgung ist für Alstom sowohl

ebenfalls erheblich zur ressourcenschonen-

Im Bereich Wasserkraft bieten wir Turbinen

die kontinuierliche Optimierung und Effi-

den Energieversorgung beitragen kann.

über alle Leistungsklassen an. Für geo-

zienzsteigerung konventioneller Techno-

Ressourcenschonende Energieversorgung

thermische Anlagen stellen wir sowohl die

logien in der Energieerzeugung, als auch

bei Alstom beschränkt sich allerdings nicht

erforderlichen Turbinen, als auch schlüs-

die Weiterentwicklung sowie der Ausbau

allein auf die Produkte. Die Schonung un-

selfertige Gesamtanlagen bereit. In der

der regenerativen Technologien. Alstom

serer Ressourcen wird bereits beim Design

Windenergie treibt Alstom die Entwicklung

bietet für alle Technologien der heutigen

(Eco-Design) sowie bei der Fertigung der

von getriebelosen Offshore-Anlagen der 6-MW-Klasse voran.

Energie­erzeugung entsprechende Produk-

Produkte berücksichtigt. An allen Standor-

te an und investiert in deren Weiterent-

ten werden Programme zur Energieeinspa-

wicklung. Im Bereich der konventionellen

rung und der damit verbundenen Reduzie-

Neben der Energieerzeugung spielt die

Kraftwerkstechnik liegt unser Fokus auf

rung des CO2-Ausstoßes umgesetzt.

Energieübertragung eine wichtige Rolle.

Wirkungsgradsteigerungen der Gesamt-

Hier bietet der Alstom Grid Sektor eine

anlagen. Damit wollen wir den Einsatz von

Welche Produkte und Dienstleistungen

Vielzahl von Produkten insbesondere im

Primärenergieträgern bei steigender Leis-

bieten Sie dafür an?

Hoch- und Mittelspannungsbereich. Wir

tung reduzieren und gleichzeitig den damit

Wonka: Das Produktportfolio der Alstom

entwickeln so genannte »Smart Grids«, die

verbundenen Schadstoffausstoß. Kombi-

Power erstreckt sich über annähernd alle

für den zukünftigen ressourcenschonenden

kraftwerke mit Kraft-Wärme-Kopplung für

Technologien im Bereich der Energieversor-

Energieverbrauch entscheidend sind.

flexible Einsatzbedingungen spielen hier

gung. Für die konventionellen Technologi-

eine wichtige Rolle. Ein weiterer unserer

en stellen wir Kraftwerke und Anlagenteile

Worin liegen die Herausforderungen bei

Entwicklungsschwerpunkte ist die CCS-

für Brennstoffe wie Kohle, Gas und Öl,

der Instandhaltung von Kraftwerkskompo-

Technologie, d. h. die CO2-Abscheidung

aber auch Biomasse und Kernenergie

nenten?

bei konventionellen Kraftwerksprozessen

her. Dazu kommen Dampfturbinen und

Wonka: Die Herausforderung liegt in der

zur Reduzierung des CO2-Ausstoßes.

Gasturbinen bis in die größten Leistungs-

Komplexität der individuellen Anforde-

klassen und maximalen Parameter zur

rungen unserer Kunden, der Historie der

Im Bereich der erneuerbaren Energien

Maximierung der Wirkungsgrade, sowohl

Anlagen und der unterschiedlichen einge-

ist Alstom Weltmarktführer im Bereich

als Einzellieferung als auch als schlüssel-

setzten Technologien. Über die lange Zeit,

Wasserkraft (Hydro), einer der leistungs-

fertige Anlagen. Außerdem bauen wir

in der Kraftwerkskomponenten betrieben

stärksten Technologien der regenerativen

Kessel für Kraftwerke unter Verwendung

werden, ergeben sich immer wieder neue

FUTUR 3/2010

29

Befunde und Reparaturanforderungen, für

Was erhoffen Sie sich als Unternehmens­

die Lösungen erarbeitet werden müssen.

partner vom Innovationscluster MRO?

Diese Lösungen müssen die Verfügbarkeit

Wonka: Der MRO Innovationscluster

und Betriebssicherheit der Anlagen für den

ermöglicht uns, Entwicklungsprojekte im

weiteren Betrieb gewährleisten und daher

Bereich der Instandhaltung für Kraftwerks-

sorgfältig bewertet und ausgearbeitet

komponenten zu identifizieren, zu planen

werden. Dabei stehen wir unter hohem

und umzusetzen. Die verschiedenen

Zeitdruck, da die Stillstandszeiten der

Partner des Innovationsclusters bringen ein

Anlagen minimal gehalten werden müssen.

breites Spektrum an Ideen und Lösungs-

Zusätzlich besteht der Anspruch und

ansätzen ein, von denen wir profitieren

auch die Möglichkeit, Modernisierungen

können. Die mögliche Förderung von

Markus Wonka ist Standortleiter der

während der Instandhaltungsmaßnahmen

Projekten verstärkt ferner den Anreiz,

Alstom Power Service GmbH in Berlin, eine

umzusetzen, um den Wirkungsgrad und

übergreifende Themen voranzutreiben.

Gesellschaft des weltweit tätigen Alstom

damit die Gesamteffizienz zu steigern. Bei

Zum anderen ergibt sich eine bessere

Konzerns. Geboren wurde der heute

der Weiterentwicklung von Prüf- und Dia-

Vernetzung auf regionaler Ebene. Da-

44jährige im oberpfälzischen Neumarkt.

gnosemodulen konzentrieren wir uns z. B.

von profitieren wiederum die regionalen

Bis zum Abitur lebte er sieben Jahre im

darauf, Befunde frühzeitig zu erkennen.

Wirtschaftsunternehmen. Dies betrifft z. B.

westafrikanischen Nigeria. Danach studier-

Damit erhöhen wir die Planungssicherheit

Kenntnisse über ortsansässige Möglich-

te er Maschinenbau an der Rheinisch-West-

und können entsprechende Reparaturmaß-

keiten oder auch die Entwicklung von

fälischen Technischen Hochschule (RWTH)

nahmen besser vorbereiten. Hinzu kommt,

KMU als innovative und hoch qualifizierte

Aachen, mit dem Schwerpunkt Turboma-

dass unser stark saisonales Geschäft zu-

Zulieferfirmen.

schinen und Strahlantriebe. Seit 1994 bei Alstom beschäftigt, arbeitete Wonka nach

nehmend durch die Globalisierung auch im Instandhaltungsbereich überlagert wird.

Zur Person

Wie schätzen Sie die Zukunft des Wirt-

Stationen in der Turbinenauslegung und In-

schaftsstandorts Berlin ein?

betriebsetzung später als Serviceinge­nieur.

Welchen Service bieten Sie hier Ihren

Wonka: Grundsätzlich sind die Zukunfts-

Mehrere Jahre leitete er die Abteilung

Kunden?

chancen des Wirtschaftsstandorts Berlin

»Verkauf & Projektabwicklung« am Alstom

Wonka: Alstom Power bietet seinen

gut. Gründe dafür sehe ich in der konti-

Power Standort Nürnberg, bevor er 2008

Kunden alle Instandhaltungs- und Repa-

nuierlich zunehmenden Attraktivität der

die Leitung des Alstom Standorts in Berlin

raturmaßnahmen an den wesentlichen

Hauptstadt bei gleichzeitig moderatem

übernahm. Markus Wonka ist verheiratet

Kraftwerkskomponenten an, unabhängig

Kostenniveau, auch für Industrieansied-

und hat zwei Kinder.

von Technologie oder Alter der Anlage.

lungen. Die geographische Position in der

Hierzu gehört auch die Beratung für die

Mitte Europas mit guter infrastruktureller

Instandhaltungsplanung, insbesondere

Ausrichtung Richtung Osteuropa ist auch

im Vorfeld einer Maßnahme sowie die

von Vorteil. Sowohl flächenmäßig, als auch

Prüfung und Bewertung der wesentlichen

seitens der verfügbaren Personalressourcen

Anlagenteile. Am Standort Berlin sind wir

besteht jedoch Ausbaupotenzial. Wichtig

auf die Überholung und Instandsetzung

wird sein, dass die Industriepolitik konse-

von Gas- und Dampfturbinenkomponenten

quent vorangetrieben wird. Dazu gehören

sowie Generator-Rotoren spezialisiert. Dies

u. a. der Ausbau der Infrastruktur, z. B. die

umfasst auch die Fertigung von Neukom-

Anbindung des Airport BBI, eine verstärkt

ponenten und Ersatzteilen sowie den

überregionale Vermarktung des Standorts

Kontakt

mobilen Einsatz im internationalen Bereich.

Berlin und die Konsolidierung und Bünde-

Markus Wonka

lung der Einzelaktivitäten der Verbände.

Telefon +49 30 9177-1220 markus.wonka@power.alstom.com

30

Partnerunternehmen

MTU Aero Engines

Reparaturverfahren der Spitzenklasse

Wo andere bereits zum Neuteil greifen, wird bei der MTU Maintenance repariert: Dank innovativer Verfahren und jahrzehntelanger Expertise kann der weltweit größte, unabhängige Instandhaltungsbetrieb für zivile Triebwerke auch stark verschlissene Bauteile, Komponenten und Anbaugeräte wieder wirtschaftlich instandsetzen. Die Hightech-Reparaturen der MTU sind weltweit einmalig, zum Großteil patentiert und unter dem Markennamen MTUPlus Repairs bekannt.

»Damit sparen wir unseren Kunden Geld

Die Palette reicht vom automatischen

Dachauer Straße 665

und schonen die natürlichen Ressourcen«,

selektiven Entfernen von Schichten über

80995 München

erklärt Dr. Stefan Weingartner, Vorstand Zi-

hochwarmfestes Speziallöten bis hin zu

Deutschland

vile Instandhaltung der MTU Aero Engines.

hochpräzisen Schweiß- und Fügeverfahren

MTU Aero Engines

mit selbst entwickelten Laserautomaten.

Telefon +49 89 1489-0 Fax +49 89 1489-5500 www.mtu.de

Die MTU Maintenance setzt in erster Linie Triebwerke instand und fertigt Ersatzteile

Die MTU-Instandhaltungsexperten bieten

für Programme, an denen die MTU als

bedarfsgerechte Einzelleistungen genau

Risk- and Revenue-Partner beteiligt ist. Die

so wie Komplettpakete, die auch Engi-

Arbeiten erfolgen an den Standorten in

neering- und Logistik-Dienstleistungen

Hannover, Berlin-Brandenburg, Vancouver

umfassen. Als Komplettanbieter deckt die

(Kanada), Zhuhai (China) und in der Nähe

MTU Maintenance das gesamte Spektrum

von Kuala Lumpur in Malaysia.

ab, weltweit. Alle Reparaturverfahren werden kontinuierlich weiter entwickelt und

MTU Maintenance Hannover: Instandsetzung eines CF6-80C2-Triebwerks für den 747-Jumbojet von Boeing; Reparatur eines EJ200-Blisks mittels Patching (rechts)

Zum Einsatz kommen OEM-Lizenzrepara-

optimiert. Schlüssel zum Erfolg sind intelli-

turen, die vom Hersteller vorgegeben sind,

gente Lösungen nach dem Motto »Repa-

ebenso wie hoch spezialisierte EASA/DER-

rieren statt Ersetzen«. Entwickelt wird an

zertifizierte Reparaturverfahren (Designa-

den Standorten Hannover und München.

ted Engineering Representatives). Letz-

Zugute kommen den Teams die jahrzehn-

tere wurden von der MTU Maintenance

telange Expertise der MTU, Deutschlands

entwickelt und von den Luftfahrtbehörden

führendem Triebwerkshersteller, aus dem

FAA und EASA genehmigt und zertifiziert.

zivilen und militärischen Triebwerksbau

FUTUR 1/2011

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MTU Aero Engines: World-class Repair Techniques While other repair people, when faced with a defective part, may be quick to reach for replacement parts, MTU’s maintenance experts hesitate; they’d rather repair. Owing to its innovative processes and decades of experience, the world’s largest independent provider of commercial engine maintenance services succeeds in repairing also heavily worn parts, components and accessories at an affordable price. MTU’s high-tech repair approaches are globally unique, mostly patented and known under the trademark MTUPlus Repairs. »They go easy on our customers’ pocket­ books and spare natural resources,« explains Dr. Stefan Weingartner, MTU Aero Engines President and CEO Commercial Maintenance. The MTU Maintenance group operates facilities in Hannover, Berlin-Brandenburg (both Germany), Rzeszów (Poland), Vancouver (Canada), Zhuhai (China) and sowie die intensive Zusammenarbeit mit

defekte Schaufeln ein neues Leben. Um-

close to Kuala Lumpur (Malaysia). A primary

Forschungseinrichtungen und Universitä-

fassende Fähigkeiten bei Blisk-Reparaturen

part of its business is repairing engines for

ten auf der ganzen Welt.

hat das Unternehmen im militärischen

programs in which it is a risk and revenue

EJ200-Programm entwickelt; von ihnen

sharing partner. The MTU specialists are

Neuartige Hightech-Verfahren eröffnen

profitieren auch Kunden ziviler Program-

using OEM-licensed repair practices speci-

neue Reparaturchancen. Ließen sich Spe-

me – etwa Betreiber der Triebwerkstypen

fied by the respective manufacturer, as well

zialbauteile in Verdichtern, so genannte

PW300, PW500, CF34, PW6000 und

as highly specialized EASA/DER (Designated

Blisks, zuerst nicht reparieren, hat sich das

GE90.

Engineering Representative) techniques.

jetzt geändert: Mit innovativen Technolo­ gien ist es der MTU gelungen, die Scheiben mit integrierter Beschaufelung optimal zu bearbeiten. Mittels Patching erhalten

Ihre Ansprechpartnerin Martina Vollmuth Unternehmenskommunikation und Public Affairs

Telefon +49 89 1489-5333 martina.vollmuth@mtu.de

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Ausstattung

Sorgfältige Messverfahren sind das A und O gelungener Entwicklungsprojekte für die Produktionstechnik. Die Wissenschaftler am PTZ nutzen modernste Systeme zur Problemauswertung und Erfolgskontrolle ihrer Arbeit. Denn in der Wissenschaft gilt: Nur exakte Daten sind gute Daten.

Optische Analyse GOM ARGUS 5M

Hauptverformung eines impulsmagnetisch umgeformten Magnesiumblechs

Das optische Messsystem wird am Fraunhofer IPK zur Analyse von Umformteilen genutzt. Es besteht aus einer Kamera sowie einer Software, die mittels Korrelationsalgorithmen aus verschiedenen Blickwinkeln aufgenommene Bilder auswertet. Somit können sowohl die deformierte Geometrie, als auch die Haupt- und Nebenformänderung flächig vermessen werden. Die Ergebnisse werden in Grenzformänderungsdiagrammen mit Materialkennwerten des Werkstücks verglichen, um kritische Verformungsbereiche zu identifizieren. Zudem ist ein Abgleich mit CAD-Daten und FE-Simulationen möglich. Das »GOM ARGUS 5M« wird aktuell in dem DFG-Projekt »Impulsmagnetische Flachumformung von Magnesiumblechen bei niedrigen Umformtemperaturen« eingesetzt.

Technische Angaben

Kameraauflösung

2440 x 2050 Px

Messbereich

100 mm² bis zu 1 m²

Messpunkte

typ. 10 000 bis 1000 000

Dehnungsmessbereich

0,5 bis zu >300 %

Dehnungsmessgenauigkeit

0,1 %

Kalibrierung

selbstkalibrierend

Abmessungen

43 x 45 x 106 mm³

Gewicht

0,25 kg

5-Achs-Vermessung R-Test Am Fraunhofer IPK wird seit kurzem

Vermessung der geometrischen und

der R-Test für die hochpräzise Messung

kinematischen Genauigkeit von 5-ach-

der Position der Drehachsen erfolgreich

sigen Werkzeugmaschinen mithilfe des

eingesetzt. Der R-Test ist ein innovatives

R-Testes.

Messsystem, entwickelt von IBS Precision Engineering in Zusammenarbeit mit der ETH Zürich, das aus einem Sensorsystem

Technische Angaben

und einer Masterkugel besteht. Das

Sensorsystem

induktive Wegsensoren

Messsystem wird ergänzt durch eine

Messunsicherheit des Sensorsystems

U1 = 0,31 µm (k=2)

kalibrierte Kugelleiste, mit deren Hilfe

Rundheitsabweichung Masterkugel

< 0,5 µm

in kurzer Zeit die linearen Achsen einer

Messunsicherheit Kugelleiste

U1 = 0,4 µm + 0,8 µm/m (k=2)

Werkzeugmaschine vermessen werden

Messbereich

+/- 1 mm

können. Das Fraunhofer IPK entwickelt

Abtastrate

6500 Hz

derzeit eine volumetrische Methode zur

Messwerte

3-D-Positionsabweichung

Ereignisse und Termine

FUTUR 1/2011

Fraunhofer IPK trifft ... ...den Portugiesischen Botschafter José Caetano da Costa Pereira, Botschafter von Portugal, besuchte am 21. März 2011 das Secure Verification Lab des Fraunhofer IPK, um sich über Rekonstruktionsverfahren für zerstörte oder beschädigte Kulturgüter zu informieren. Aufbauend auf der Technologie zur digitalen Zusammensetzung zerrissener StasiAkten entwickelt das Geschäftsfeld Automatisierungstechnik Möglichkeiten, auch historische Dokumente wieder herzustellen.

Da Costa Pereira erkannte die Möglichkeit, kostbare Landkarten aus der Zeit der portugiesischen Entdeckungsreisen und mittelalterliche Schriftrollen mittels der Verfahren des Fraunhofer IPK zu rekonstruieren. Für ein Kulturland wie Portugal eine interessante Option.

Ihr Ansprechpartner Dr.-Ing. Bertram Nickolay Telefon +49 30 39006-201 bertram.nickolay@ipk.fraunhofer.de

José Caetano da Costa Pereira, Botschafter von Portugal, im Gespräch mit Dr. Bertram Nickolay, Fraunhofer IPK

IAK Werkzeugbeschichtungen und Schneidstoffe Schneidige Ergebnisse 66 Vertreter aus Industrie und Wissenschaft zog der 24. Indus­ triearbeitskreis (IAK) »Werzeugbeschichtungen und Schneidstoffe« am 24. März 2011 ans PTZ nach Berlin. Durch hochkarätige Vorträge zu Themen wie »Entwicklung leichtbearbeitbarer Titanund Nickelbasislegierungen« von Dr. Carsten Siemers, Universität Braunschweig, »Zukünftige Anforderungen an die Werkzeugtechnologie bei der Heidelberger Druckmaschinen AG« von Dr. Matthias Weigold oder » ta-C-DLC-Schichten: Erzielen von höchster Härte bei Beschichtungstemperaturen von unter 100 °C« von Thomas Aebischer, Argor-Aljba SA, erhielten die Teilnehmer detaillierte Einblicke in aktuelle Forschungsprojekte und neueste Erkenntnisse auf dem Gebiet der Schenidstoffe. Bereichert wurde die Veranstaltung durch fachbezogene Demonstrationen im PTZ-Versuchsfeld, etwa der robotergeführten Tauchgleitschleifbearbeitung oder zur Herstellung von vollkeramischen Schaftwerkzeugen.

Ihr Ansprechpartner Dipl.-Ing. Matthias Graf von der Schulenburg

Der 25. IAK Werkzeugbeschichtungen und Schneidstoffe lädt am

Telefon +49 30 314-21791

27. Oktober 2011 ans Fraunhofer IST nach Braunschweig.

schulenburg@iwf.tu-berlin.de

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Ereignisse und Termine

Jugend forscht Mit Talent und Engagement Forschung braucht Nachwuchs. Anwärter dafür gibt es eine Menge, wie der größte deutsche naturwissenschaftlich-technische Nachwuchswettbewerb »Jugend forscht« Jahr für Jahr zeigt. Allein beim Regionalwettbewerb Berlin-Mitte präsentierten am 1. und 2. März 2011 im Versuchsfeld des PTZ 82 Kinder und Jugendliche im Alter von zehn bis 21 Jahren ihre Forschungen. In den 39 Projekten ging es u. a. um die Entwicklung feuerfester Tapeten, die Stromgewinnung aus Müll oder auch die Erforschung des deklarativen Gedächtnisses.

Für den Bundeswettbewerb qualifizierten sich Yasmin Beckers und Moritz Winkler im Themenfeld Physik mit ihrer mikrobiellen Brennstoffzelle sowie Alexej Ballhausen und Daniel Burkhardt Carlotta Pribbenow erforscht die Gesundheitsgefährdung durch den Verzehr von Pilzprodukten und belegte damit den 1. Platz ihrer Altersklasse

mit der Konstruktion einer solarthermischen Energieanlage für den Bereich Technik.

Ihr Ansprechpartner

6. Berliner Runde Neue Konzepte für Werkzeugmaschinen

Christian Sönnichsen Telefon +49 30 314-26865 christian.soennichsen@mf.tu-berlin.de

Die 6. Berliner Runde – Neue Konzepte für Werkzeugmaschinen am 24. und 25. Februar 2011 führte 50 Vertreter aus Industrie und Forschung in Berlin zusammen. Die Vortragsthemen reichten von der Initiative »Blue Competence« über konkrete Maßnahmen zur Steigerung der Energieeffizienz von Werkzeugmaschinen bis zu Möglichkeiten zur Genauigkeitssteigerung und ihrer Erfassung. Die Teilnehmer konnten eine akustische Kamera live erleben und an den neuesten Erkenntnissen bei der Endbearbeitung durch Hartdrehen teilhaben. Zusätzlich präsentierten die Unternehmen SPL Spindel- und Präzisionslager GmbH, die Technologiestiftung Berlin sowie die Bogen Electronic GmbH ihre Produkte und Angebote dem Fachpublikum im Rahmen einer Industrieausstellung.

Präsentation einer akustischen Kamera im PTZ-Versuchsfeld

Der Begleitband der Veranstaltung in Buchform ist ab November über das IWF zu beziehen. Die Vortragstitel sowie alle weiteren Informationen über die Berliner Runde gibt es auf der Veranstaltungswebsite. Die 7. Berliner Runde ist für den 22. und 23.

Ihr Ansprechpartner

März 2012 als Lunch-to-lunch-Veranstaltung im Produktions-

Dipl.-Ing. Christoph König

technischen Zen­trum Berlin geplant.

Telefon +49 30 314-23568

www.berliner-runde.info

ckoenig@iwf.tu-berlin.de

FUTUR 1/2011

E-City-Logistik Verkehrsminister überreicht Förderbescheid Der Bundesminister für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung, Dr. Peter Ramsauer, überreichte Professor Eckart Uhlmann, Leiter des Fraunhofer IPK, am 3. Dezember 2010 den Förderbescheid für den letzten Projektabschnitt des Fraunhofer-Verbundprojekts »E-City-Logistik«. Das Projekt soll die verkehrlichen, betrieblichen sowie energie- und umweltseitigen Potenziale elektrisch angetriebener Nutzfahrzeuge im innerstädtischen Belieferungsverkehr demonstrieren. In einem zweiten Feldversuch wird nun der Einsatz von Elektro-Nutzfahrzeugen mit elf Tonnen Gewicht für die Filialbelieferung der Textilbranche in der Berliner Innenstadt erprobt. Neben einer erwarteten Emissionssenkung ist es insbesondere das Ziel, durch angepasste Logistikkonzepte die Wirtschaftlichkeit elektrischer Nutzfahrzeuge zu erhöhen.

Ihr Ansprechpartner Dipl.-Ing. Werner Schönewolf Telefon +49 30 39006-145

Bundesverkehrsminister Dr. Peter Ramsauer (re.)

werner.schoenewolf@ipk.fraunhofer.de

INSTITUT und Professor Eckart Uhlmann (li.)

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

Druckfrisch eingetroffen Jahresbericht 2010/2011 des PTZ erschienen Daten, Projekte, Interviews – mit dem Jahresbericht 2010/2011 bietet das PTZ spannende Einblicke in seine aktuellen Forschungsaktivitäten. Dabei kommen auch die Wissenschaftler immer wieder zu Wort, die erklären, woran sie gerade arbeiten, was sie daran fasziniert und wohin die Forschung geht.

Der Jahresbericht 2010/2011 kann kostenlos im Internet heruntergeladen oder als gedrucktes Exemplar per E-Mail oder telefonisch bestellt werden.

www.ipk.fraunhofer.de

AUS UNSERER FORSCHUNG

2011 2010 produktionstechnisches zentrum berlin

Ihr Ansprechpartner Claudia Engel M.A. Telefon +49 30 39006-238 claudia.engel@ipk.fraunhofer.de

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Ereignisse und Termine

Staatssekretärin Almuth Hartwig-Tiedt (Senat von Berlin) bei der Eröffnung der Veranstaltung

Professor Eckart Uhlmann (Fraunhofer IPK) stellt unter anderem die Marktstudie MRO vor

220 Gäste kamen ins Umspannwerk Kreuzberg

Maintenance, Repair and Overhaul Internationale Konferenz MRO im Umspannwerk Berlin Rund 220 Gäste kamen am 24. und 25. April 2011 zur »Interna­ tional Conference MRO« ins Umspannwerk in Berlin-Kreuzberg.

Die Gäste aus elf Ländern nutzten dort die Gelegenheit, sich in vier Sessions mit 34 Präsentationen über aktuelle Fragen der Wartung und Instandhaltung zu informieren. Die Beiträge aus Industrie und Forschung, die Themenkomplexe wie »MRO-gerechte Konstruktion«, »MRO-Prozesse und IT«, »Adaptive und flexible MRO-Lösungen« oder »Condition Monitoring: Intelligente MROSysteme« behandelten, wurden in den Veranstaltungspausen und auf der Abendveranstaltung lebhaft diskutiert. Eine Industrieausstellung und Postersessions ergänzten das umfangreiche Informationsangebot.

Vorgestellt wurde auch die aktuelle Marktstudie »MRO« des Fraunhofer IPK. Sie erfasst die aktuelle Situation auf dem deutschen Markt und gibt damit Unternehmen die Möglichkeit, bei der Orientierung und der eigenen Ausrichtung Unterstützung zu finden. Eine ausführliche Vorstellung der Studie lesen Sie auf Seite 7 dieses Heftes. Im Anschluss an die Veranstaltung nahmen die Gäste an drei »Company-Tours« teil, die wahlweise in das

Passende historische Umgebung für Spitzentechnologie von heute: das ehemalige Umspannwerk Kreuzberg.

Siemens Gasturbinenwerk in Berlin Moabit, in das Fraunhofer IPK oder das Fraunhofer IZM führten.

Ihre Ansprechpartnerin Jeannette Behrendt Telefon +49 30 39006-351 jeannette.behrendt@ipk.fraunhofer.de

FUTUR 1/2011

Technically Assisted Rehabilitation 3. Europäische Konferenz Die Wiederherstellung oder Unterstützung von Defiziten nach Unfällen oder Erkrankungen durch technische Hilfen stellt nach wie vor eine große Herausforderung dar. Der heute erreichte Entwicklungsstand in Sensorik, Mechatronik und Informationstechnik ermöglicht vielen Menschen eine höhere Lebensqualität und bessere Teilhabe im Alltag. Trotzdem gibt es ständig Bedarf für neue innovative technische Lösungen mit erweiterter Funktionalität, die den individuellen Anforderungen der Betroffenen noch besser gerecht werden.

Neue Therapieansätze sowie Maßnahmen zur Optimierung und Beschleunigung von Rehabilitationen standen im Mittelpunkt der Konferenz »Technically Assisted Rehabilitation – TAR« vom 17. bis 18. März 2011 im PTZ Berlin. Insgesamt 120 Teilnehmer aus der Industrie, Medizin und den Ingenieurwissenschaften diskutierten aktuelle Entwicklungen in den Themenschwerpunkten Pro­ thetik, Orthetik, Neurorehabilitation, Intelligente Assistive Technologien und Implantate. Wesentlicher Bestandteil der Konferenz war neben den über 30 Fachvorträgen eine Industrieausstellung namhafter Firmen der Rehabilitationstechnologie.

Weitere Informationen unter

www.tar-conference.eu

Ihr Ansprechpartner Dipl.-Ing. Henning Schmidt Telefon +49 30 39006-149 henning.schmidt@ipk.fraunhofer.de

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Ereignisse und Termine

ISO-Norm Neue Standards für Kohlenstoffschichten

Gemeinsam mit Kollegen vom Fraunhofer IST erarbeiten Wissenschaftler des Fraunhofer IPK eine ISO-Norm für die Klassifizierung, Eigenschaftsprofile und Anwendungsgebiete von Kohlenstoffschichten. Amorphe Schichten und aus der Gasphase abgeschiedene Diamantschichten bieten aufgrund ihrer hohen Anzahl an Modifikationen ein hohes Einsatzpotenzial, insbesondere in der industriellen Produktions-, Fahrzeug- und Medizintechnik. Vor allem ihre einzigartigen Verschleißschutz- und Reibungseigenschaften, das hohe Überspannungspotenzial und die extreme Wärmeleitfähigkeit machen Kohlenstoffschichten attraktiv für Anwender. Amorphe und kristalline Schichtsysteme werden dabei führend durch deutsche Hersteller international angeboten. Das Projekt wird im Rahmen des Programms »Innovation mit Normen

Ihr Ansprechpartner

und Standards – INS« durchgeführt und vom Bundesministerium

Dr.-Ing. Jens König

für Wirtschaft und Technologie aufgrund eines Beschlusses des

Telefon +49 30 39006-390

Deutschen Bundestages gefördert.

jens.koenig@ipk.fraunhofer.de

Terminkalender

FUTUR 1/2011

Zur Wissenschaft gehört die Wissenschaftskommunikation. Unsere Ergebnisse aus Forschung und Entwicklung präsentieren wir regelmäßig auf Messen, Tagungen und in Seminaren. Wo und wann Sie mit uns ins Gespräch kommen können, verrät Ihnen unser Terminkalender.

Termine Messen, Tagungen, Workshops 14. April 2011

IAK Keramikbearbeitung

14. – 15. April 2011

Workshop »Abtragende Verfahren in der Mikroproduktion«

4. – 5. Mai 2011

Workshop »Bearbeitung von Hochleistungskeramik«

12. – 13. Mai 2011

Seminar »CO2 als Strahl- und Reinigungsmedium«

19. Mai 2011

Workshop »Anwendungsnahe Schweisssimulation«

19. Mai 2011

VDI Arbeitskreis Biomedizinische Technik Berlin-Brandenburg

19. – 20. Mai 2011

Konferenz »Standortvorteil Wissen – Wissensbilanz Made in Germany«

7. – 9. Juni 2011

Grundlagenseminar Reinigungstechnik

7. Juni 2011

Geschäftsprozessmanagement für Fortgeschrittene

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

TIPP Standortvorteil Wissen Die viel beschworene Wissensgesellschaft ist längst kein abs-

Im Rahmen des Kongresses »Standortvorteil Wissen« am 19. und

traktes Wortspiel mehr: Globale Wertschöpfungsketten, offene

20. Mai 2011 in Berlin wollen die Verantwortlichen der Initiative

Innovationsprozesse und fast grenzenloser Zugang zu Information

Bilanz ziehen und aktuelle Themen der Wissensgesellschaft disku-

in einer digital vernetzen Welt bedeuten für viele Unterneh-

tieren. Am ersten Tag der Veranstaltung werden ca. 200 Vertreter

men schon heute, dass der richtige Umgang mit Wissen oft ihr

aus Wirtschaft, Politik und Wissenschaft im Bundesministerium

einziger Wettbewerbsvorteil ist. »Gerade für den Mittelstand,

für Wirtschaft und Technologie erwartet, um von Anwendern

das Rückgrat der deutschen Wirtschaft, ist die wissensorientierte

einen Einblick in die Praxis der Wissensbilanzierung zu erhalten.

Unternehmensführung eine wichtige Grundlage für die Sicherung

Der zweite Tag steht im Zeichen themenspezifischer Workshops

der Innovations- und Wettbewerbsfähigkeit«, so Prof. Dr. Kai

und findet im Fraunhofer IPK statt.

Mertins, Leiter des Geschäftsfelds Unternehmensmanagement am Fraunhofer IPK. Deshalb hat das Bundesministerium für Wirt-

Ihr Ansprechpartner

schaft und Technologie bereits im Jahr 2004 die Initiative »Fit für

Dipl.-Kfm. Sven Wuscher

den Wissenswettbewerb« gestartet, um Unternehmen auf dem

Telefon +49 30 39006-303

Weg in die Wissensgesellschaft zu unterstützen.

sven.wuscher@ipk.fraunhofer.de www.akwissensbilanz.org

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Kurzprofil

Produktionstechnisches Zentrum (PTZ) Berlin Das Produktionstechnische Zentrum PTZ Berlin umfasst das Institut für Werkzeugmaschinen und Fabrikbetrieb IWF der Technischen Univer­sität Berlin und das Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Kons­ truktionstechnik IPK. Im PTZ werden Methoden und Technologien für das Management, die Produktentwicklung, den Produktionsprozess und die Gestaltung industrieller Fabrikbetriebe erarbeitet. Zudem erschließen wir auf Grundlage unseres fundierten Know-hows neue Anwendungen in zukunftsträchtigen Gebieten wie der Sicherheits-, Verkehrs- und Medizin­ technik.

Besonderes Ziel des PTZ ist es, neben eigenen Beiträgen zur anwendungs­ orientierten Grundlagenforschung neue Technologien in enger Zusammenarbeit mit der Wirtschaft zu entwickeln. Das PTZ überführt die im Rahmen von Forschungsprojekten erzielten Basisinnova­ tionen gemeinsam mit Industriepartnern in funktionsfähige Anwendungen.

Wir unterstützen unsere Partner von der Produktidee über die Produktentwicklung und die Fertigung bis hin zur Wiederverwertung mit von uns entwickelten oder verbesserten Methoden und Verfahren.

Hierzu gehört auch die Konzipierung von Produktionsmitteln, deren Integration in

Ihre Ansprechpartner im PTZ Berlin Unternehmensmanagement Prof. Dr.-Ing. Kai Mertins Telefon +49 30 39006-233, -234 kai.mertins@ipk.fraunhofer.de Virtuelle Produktentstehung, Industrielle Informationstechnik Prof. Dr.-Ing. Rainer Stark Telefon +49 30 39006-243 rainer.stark@ipk.fraunhofer.de Produktionssysteme, Werkzeugmaschinen und Fertigungstechnik Prof. Dr. h. c. Dr.-Ing. Eckart Uhlmann Telefon +49 30 39006-101 eckart.uhlmann@ipk.fraunhofer.de Füge- und Beschichtungstechnik (IPK) Prof. Dr.-Ing. Michael Rethmeier Telefon +49 30 8104-1550 michael.rethmeier@ipk.fraunhofer.de Füge- und Beschichtungstechnik (IWF) Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Johannes Wilden Telefon +49 30 314-28247 johannes.wilden@tu-berlin.de Automatisierungstechnik, Industrielle Automatisierungstechnik Prof. Dr.-Ing. Jörg Krüger Telefon +49 30 39006-181 joerg.krueger@ipk.fraunhofer.de Montagetechnik und Fabrikbetrieb Prof. Dr.-Ing. Günther Seliger Telefon +49 30 314-22014 guenther.seliger@mf.tu-berlin.de Qualitätsmanagement, Qualitätswissenschaft Prof. Dr.-Ing. Roland Jochem Telefon +49 30 39006-118 roland.jochem@ipk.fraunhofer.de Medizintechnik Prof. Dr.-Ing. Erwin Keeve Telefon +49 30 39006-120 erwin.keeve@ipk.fraunhofer.de

komplexe Produktionsanlagen sowie die Innovation aller planenden und steuernden Prozesse im Unternehmen.

FraunhoferInnovationscluster Maintenance, Repair and Overhaul (MRO) in Energie und Verkehr Dipl.-Ing. Markus Röhner Telefon +49 30 39006-279 markus.roehner@ipk.fraunhofer.de Sichere Identität Dipl.-Phys. Thorsten Sy Telefon +49 30 39006-282 thorsten.sy@ipk.fraunhofer.de

Fraunhofer-Allianzen AdvanCer Hochleistungskeramik Tiago Borsoi Klein M.Sc. Telefon +49 30 39006-154 tiago.borsoi.klein@ipk.fraunhofer.de Reinigungstechnik Dipl.-Ing. Martin Bilz Telefon +49 30 39006-147 martin.bilz@ipk.fraunhofer.de Verkehr Dipl.-Ing. Werner Schönewolf Telefon +49 30 39006-145 werner.schoenewolf@ipk.fraunhofer.de

Arbeitskreise Werkzeugbeschichtungen und Schneidstoffe Dipl.-Ing. Matthias Graf von der Schulenburg Telefon +49 30 314-21791 schulenburg@iwf.tu-berlin.de Keramikbearbeitung Dipl.-Ing. Vanja Mihotovic Telefon +49 30 314-23473 mihotovic@iwf.tu-berlin.de Trockeneisstrahlen Dipl.-Ing. Martin Bilz Telefon +49 30 39006-147 martin.bilz@ipk.fraunhofer.de Mikroproduktionstechnik Dr.-Ing. Dirk Oberschmidt Telefon +49 30 6392-5106 dirk.oberschmidt@ipk.fraunhofer.de Berliner Runde (Werkzeugmaschinen) Dipl.-Ing. Bernd Duchstein Telefon +49 30 314-24456 duchstein@iwf.tu-berlin.de

Kompetenzzentren Anwendungszentrum Mikroproduktionstechnik (AMP) Dr.-Ing. Dirk Oberschmidt Telefon +49 30 6392-5106 dirk.oberschmidt@ipk.fraunhofer.de Benchmarking Dr.-Ing. Holger Kohl Telefon +49 30 39006-168 holger.kohl@ipk.fraunhofer.de Elektromobilität Dipl.-Ing. Werner Schönewolf Telefon +49 30 39006-145 werner.schoenewolf@ipk.fraunhofer.de

Mehr Können – Veranstaltungen 2011 Claudia Engel Telefon +49 30 39006-238 claudia.engel@ipk.fraunhofer.de Methods-Time Measurement Dipl.-Ing. Aleksandra Postawa Telefon +49 30 314-26866 postawa@mf.tu-berlin.de Modellierung technologischer und logistischer Prozesse in Forschung und Lehre Dipl.-Ing. Sylianos Chiotellis M.Sc. Telefon +49 30 314-23547 skernb@mf.tu-berlin.de PDM/PLM Dr.-Ing. Haygazun Hayka Telefon +49 30 39006-221 haygazun.hayka@ipk.fraunhofer.de Rapid Prototyping Dipl.-Ing. (FH) Kamilla Urban Telefon +49 30 39006-107 kamilla.urban@ipk.fraunhofer.de Simulation Dipl.-Ing. Pavel Gocev Telefon +49 30 39006-170 pavel.gocev@ipk.fraunhofer.de Self-Organising Production (SOPRO) Dipl.-Ing. Eckhard Hohwieler Telefon +49 30 39006-121 eckhard.hohwieler@ipk.fraunhofer.de Szenarien für die Produktentwicklung und Fabrikplanung Dipl.-Ing. Marco Eisenberg Telefon +49 30 314-25549 meisenberg@mf.tu-berlin.de Virtual Reality Solution Center (VRSC) Dr.-Ing. Johann Habakuk Israel Telefon +49 30 39006-109 johann.habakuk.israel@ipk.fraunhofer.de Wiederverwendung von Betriebsmitteln Dipl.-Ing. Timo Fleschutz Telefon +49 30 314-22404 tfleschutz@mf.tu-berlin.de Wissensmanagement Dr.-Ing. Dipl.-Psych. Ina Kohl Telefon +49 30 39006-264 ina.kohl@ipk.fraunhofer.de Zentrum für Innovative Produktentstehung (ZIP) Dr.-Ing. Haygazun Hayka Telefon +49 30 39006-221 haygazun.hayka@ipk.fraunhofer.de