Futur 3/2013: Produktentwicklung neu gedacht

Mitteilungen aus dem Produktionstechnischen Zentrum Berlin

FUTUR

Vision Innovation Realisierung

Produktentwicklung neu gedacht

Rethinking Prototyping Clever entscheiden

Produkte interdisziplin채r entwickeln

IT-basiert zum nachhaltigen Produktdesign

Inhalt Impressum FUTUR 3/2013 15. Jahrgang ISSN 1438-1125 Herausgeber Prof. Dr. h. c. Dr.-Ing. Eckart Uhlmann

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Rethinking Prototyping – Produkte interdisziplinär entwickeln

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Mastering Digital Materiality – VISION Advanced Infrastructure for Research (VISIONAIR)

08

Design Thinking! – Innovation für Sach- und Dienstleistungen

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»Hybrid Plattform« – Transdisziplinäre Zusammenarbeit

12

Produktentwicklung neu denken Interview mit Prof. Dr.-Ing. Rainer Stark

Chefredaktion Steffen Pospischil

14

Crowd Production – Förderung der regionalen Wirtschaft

Redaktion Claudia Engel Ruth Asan Salome Zimmermann

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Clever entscheiden – IT-basiert zum nachhaltigen Produktdesign

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Zellfreie Bioproduktion – Maßgeschneiderte Lysate für die Proteinsynthese

20

Sanitärsysteme – nachhaltig produziert

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STEUERUNG – SicherheiT kritischer infrastrukturEn in UnsichERer UmgebuNG

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Software im Crash Test Interview mit Markus Robin

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Partnerunternehmen: Dark Horse – Agentur für Innovationen

27

Laborporträt: Digital Cube Test Center

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Ereignisse und Termine

Mitherausgeber Prof. Dr.-Ing. Roland Jochem Prof. Dr.-Ing. Erwin Keeve Prof. Dr.-Ing. Holger Kohl Prof. Dr.-Ing. Jörg Krüger Prof. Dr.-Ing. Michael Rethmeier Prof. Dr.-Ing. Günther Seliger Prof. Dr.-Ing. Rainer Stark Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK Institut für Werkzeugmaschinen und Fabrikbetrieb (IWF) der TU Berlin

Produktion Alina Goldberg 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 Herstellung Heenemann Druck GmbH Fotos A. de Campo: 10 Charité Berlin: 28 unten Dark Horse: 8, 26 (Thomas Schermer) ESAD École Supérieure d’Art et de Design: 6, 7 Fraunhofer IPK / G. Baumhauer: 1 oben, 38 / K. Heß: 1, 13 / J. Polte: 20 / St. Pospischil: 28 oben / S. Riedel: 21 oben / A. Salvo: 31 / H. Wild: 27 iStock / J. Francois: 15 rechts oben / D. Kalinovsky: 15 links unten / monkeybusinessimages: 15 links oben / T. Olena: 15 rechts unten / Palto: 15 mittig SEC Consultant: 25 TU Berlin / IWF: 4, 5, 9, 16, 22, 23 TU Berlin / SFB 1026: 18, 19 UdK Berlin / rooftop: 11 Alle übrigen Bilder: Fraunhofer IPK

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

Belegexemplare werden erbeten.

FUTUR 3/2013

Editorial

Liebe Leserinnen, liebe Leser,

in kurzer Zeit von der Idee zum fertigen Produkt: Der Produktionsprozess von morgen steht vor großen Herausforderungen. Wer sie meistern will, muss frühzeitig die Weichen stellen. Der Wandel in der Produktentwicklung vom rein Technischen hin zum strate-

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

gisch Technologischen zieht eine Reihe von Trends nach sich, auf die sich Entwicklerinnen

Damit das gelingt, ist ein Umdenken in den

und Entwickler einstellen müssen.

Unternehmen notwendig. Digitalen Arbeits-

Dazu gehört zunächst, dass ein Produkt nicht

ring, neuen Formen der Kollaboration sowie

weisen ohne Trennung von IT und Engineemehr losgelöst von seinem Kontext, sondern

veränderten Berufsbildern, die auf Transdis-

in diesen eingebettet betrachtet wird. Ver-

ziplinarität setzen, gehört die Zukunft.

netzte Produktions- und Energiesysteme sowie intelligente Kommunikationslösun-

Produktentwicklung muss daher insgesamt

gen tragen dazu bei. Auch Langlebigkeit und

neu gedacht werden: Organisation und Pro-

Umweltverträglichkeit sind entscheidende

zesse, Ingenieurtätigkeit sowie leistungsge-

Zielgrößen moderner Produktentstehung.

rechte Informationstechnologie stehen in engem Zusammenhang. Diese Komplexität zu

Einen weiteren Trend stellen Product Service

erfassen, ist wohl die größte Herausforderung.

Systems dar. Solche Produkte, die Sach- und Dienstleistungen ineinander integrieren,

Die aktuelle Ausgabe der FUTUR zeigt Ihnen,

bedürfen ebenfalls neuer Methoden. Unsere

in welchen spannenden Projekten Wissen-

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler

schaftlerinnen und Wissenschaftler des

verfolgen dabei den Ansatz »Smart Hybrid

Fraunhofer IPK und des IWF der TU Berlin

Prototyping«. Das interdisziplinäre und mul-

gemeinsam arbeiten und uns so den Zielen

timodale Konzept ermöglicht dem Nutzer

zeitgemäßer Produktentstehung näher brin-

mit dem Produkt in der virtuellen Realität

gen. Erfahren Sie außerdem einmal mehr die

zu interagieren. Durch die Kombination von

Vielfalt der Anwendungsmöglichkeiten – von

digitalen Modellen mit physischen Prototypen

der Förderung der regionalen Wirtschaft mit

werden Produktkonzepte kostengünstig und

»Crowd Production« bis hin zur immersiven

möglichst früh erfahrbar.

Produktmodellierung mit »SketchApp«. Ich wünsche Ihnen eine interessante Lektüre.

Nicht zuletzt gilt es noch weiter verstärkt an der Vernetztheit der Daten zu arbeiten: War die Konstruktionsmethodik bisher von der Mechanik geprägt, wird sie sich künftig iterativ aus der Softwareentwicklung ableiten. Das Ziel: den Produktentstehungsprozess vollständig digitalisieren.

Ihr

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Forschung und Entwicklung

Virtuelle Produktentstehung

Rethinking Prototyping Produkte interdisziplinär entwickeln Was passiert, wenn sich Wissenschaftler verschiedener Fachrichtungen an einen Tisch setzen und ihr Fachwissen miteinander verbinden? Welche innovativen Ideen und Methoden entstehen aus solch einem Wissenspool? Auf dieser Fragestellung baut seit 2012 ein Kooperationsprojekt zwischen der Technischen Universität Berlin (TUB) und der Universität der Künste (UdK) auf. Das Ziel von »Rethinking Prototyping« ist es, neue Konzepte zum Prototypen zu entwickeln.

►►Interdisziplinarität

Teilprojekte »Hybrid Prototyping«, »Blended

In allen drei Teilprojekten wird der Begriff

Im Projekt »Rethinking Prototyping - neue

Prototyping« und »Beyond Prototyping«

Prototyp aus verschiedenen Perspekti-

hybride Konzepte zum Prototypen« lernen

entsteht ein neues transdisziplinäres Ver-

ven heraus beleuchtet. Mittels Design-,

Designer, Architekten, Ingenieure und Infor-

ständnis von Prototyping. »Rethinking Proto-

Software- sowie technischer Prototypen

matiker die unterschiedlichen Arbeitsweisen

typing« wurde von der Hybrid Plattform, der

werden so neue Herangehens- und Nutzungs-

der anderen Fachbereiche kennen. Indem

gemeinsamen transdisziplinären Plattform

weisen erforscht.

sie diese kritisch hinterfragen und erwei-

der TUB und UdK initiiert und von dieser mit

tern, generieren sie innovative Ansätze für

Veranstaltungen und Kommunikationsmaß-

►►»Smart Hybrid Prototyping«

die jeweiligen Teilprojekte. Aus dem engen

nahmen unterstützt. Außerdem fördert die

Eines der drei Teilprojekte trägt den Namen

Zusammenwirken der Wissenschaftler der

Einstein Stiftung Berlin das Projekt.

»Hybrid Prototyping«. Im Fokus stehen Systeme, die Sach- und Dienstleistungen integ-

Physisches Interaktionsgerät im Digital Cube Test Center

rieren. Mittels des technologischen Ansatzes »Smart Hybrid Prototyping« (SHP) werden solche Systeme, sogenannte Product Service Systems (PSS), validiert und erlebbar gemacht.

Trotz zahlreicher Techniken sowohl zum physikalischen als auch digitalen Prototyping stößt die Forschung an ihre Grenzen, wenn es um die Darstellung von PSS geht.

Die Wandlung des herkömmlichen Produktverständnisses hin zum Produkt mit integrierter Serviceleistung erfordert neue Strategien und Methoden bereits im Produktentstehungsprozess. Zur prototypischen Darstellung von PSS bedarf es deshalb neuer Methoden der Produktentwicklung. Das Projekt setzt hier auf »Smart Hybrid Prototyping«. Dabei handelt es sich um ein interdisziplinäres und multimodales Konzept, das es dem Nutzer ermöglicht mit dem Produkt in der virtuellen Realität (VR) zu interagieren.

Ziel ist es, durch das Zusammenbringen von digitalen Modellen und physischen Prototy-

FUTUR 3/2013

Smart Tripelec und Elemente des Product Service Systems

pen die Produktkonzepte zeit- und kosten-

►►Ganzheitliche Validierung von PSS

Schritten werden alle Komponenten des PSS

günstig sowie möglichst früh im Produktent-

Die Besonderheit liegt darin, dass nicht

wie zum Beispiel Abstellstationen, App für

stehungsprozess erfahrbar werden zu lassen.

allein Sachleistungen, sondern ebenso inte-

Ausleihvorgang, Virtuelle Stadtumgebung,

grierte Dienstleistungen validiert werden.

Wartungsprozesse, Zweisitzer Smart Tripelec,

►►»Smart Tripelec«

In einer neuen, ganzheitlich betrachtenden

entwickelt. Das Ziel ist die vollständige proto-

Für die Umsetzung des Smart Hybrid Pro-

Entwicklungsumgebung sollen Entwickler,

typische Darstellung der Lebenszyklen eines

totyping-Konzepts entwickelten Mitarbei-

Entscheider und Kunden Aktivitäten entspre-

PSS, um dieses ganzheitlich zu testen und

terinnen und Mitarbeiter der UdK und TUB

chend der entwickelten PSS mit dem Smart

darüber hinaus unterschiedliche Varianten

verschiedene Mobilitätsszenarien zum Ein-

Tripelec erleben können. Zur Erhöhung des

des PSS vergleichend bewerten zu können.

satz von Product Service Systems im urbanen

multimodalen Erlebnisses kombinieren die

Das Projekt leistet somit einen wichtigen

Lebensraum. Das Produktkonzept »Smart

Wissenschaftler Visualisierungs- und Simu-

Beitrag zur weiteren Vervollständigung der

Tripelec« vereint altersgerechte Mobilität

lationsmodelle mit haptischen Interaktions-

Entwicklungsmethodik von Product Ser-

mit elektrischem Antrieb. Über verschiedene

geräten. Dadurch wird eine Validierung der

vice Systems sowie der Weiterentwicklung

Sharing-Szenarien (ähnlich dem Car Sharing-

PSS nicht erst am realen 1:1 hergestellten

des »Smart Hybrid Prototyping«.

Konzept) soll das Konzept dem Benutzer

Prototypen, sondern bereits während der

zur Verfügung gestellt werden. Neu erar-

Entwicklungsphase möglich.

beitete Mobilitätslösungen sind gezielt an den Bedürfnissen der Kunden ausgerichtet.

Das Kernprodukt wird dazu zum einen als

Während die UdK die Szenarien konzeptio-

virtuelles Modell erstellt. Zum anderen wer-

nell gestaltete sowie unter Berücksichtigung

den physische Prototypen zur Interaktion

der Nutzerbedürfnisse herleitete, widmete

benötigt. Beides kann anschließend im

sich die TUB der Prozessmodellierung und

Digital Cube Test Center (DCTC), das sich

Konzeptüberführung in Systembestand-

momentan noch im Aufbau befindet, imple-

teile, um Teilprozesse des Konzepts proto-

mentiert werden. Anhand dessen können

Dipl.-Ing. Konrad Exner

typisch darstellbar und somit für den Nutzer

Entwickler und Kunden die erste Nutzungs-

Telefon: +49 30 39006-247

erlebbar zu machen.

phase testen und evaluieren. In weiteren

E-Mail: konrad.exner@tu-berlin.de

Ihr Ansprechpartner

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Forschung und Entwicklung

Virtuelle Produktentstehung

Mastering Digital Materiality VISION Advanced Infrastructure for Research (VISIONAIR) Unter dem Namen »VISION Advanced Infrastructure for Research (VISIONAIR)« entsteht derzeit im Rahmen eines gleichnamigen EU-Projekts ein europäisches High End-Visualisierungsnetzwerk. Daran beteiligt sind mehr als zwanzig Institute, die ihre Infrastruktur für Forscher-Communitys verschiedenster Disziplinen geöffnet haben, um neue Möglichkeiten der interaktiven Visualisierung ihrer Daten und Forschungsergebnisse zu schaffen. Auch das Fraunhofer IPK ist mit seinem Virtual Reality Solution Center (VRSC) am Projekt beteiligt, in dem bereits vier Transnational Access-Projekte umgesetzt wurden.

►►Virtuelles Zeichnen mit SketchApp

zu meistern. So wurde in einem Ansatz mit-

bestimmte Bewegungsbahnen erlauben

Im Juli 2012 wurde eines der ersten VISIONAIR-

hilfe physischer Begrenzungen (Constraints)

und somit eine Modellier-Orientierungs-

TNA-Projekte im VRSC des Fraunhofer IPK

gearbeitet und ein Pendel entwickelt, das

hilfe bieten.

in Kooperation mit Laurence Mauderli, Lau-

virtuelle Spiralmodelle aus den Spuren der

rent Greslin und Studenten der École Supéri-

Pendelbewegung erzeugt. Diese Modelle

Das Ergebnis des Projekts zeigt, dass Desi-

eure d'Art et de Design aus Reims durchge-

setzten die Forscher später zu Behältern und

gner in virtuellen Umgebungen vielfältige

führt. Ziel des Projekts war es, gemeinsam

Korbmodellen zusammen und druckten sie

Möglichkeiten finden, digitale Materialität

mit den Designern nach Möglichkeiten des

als 3D-Modelle.

zu meistern. Ihre professionellen Ansprüche und Standards an ein Design-Medium kön-

kreativen Modellierens im virtuellen Raum zu suchen, obwohl hier keine physische

Zwei Ansätze nutzten zusätzliche virtuelle

nen somit erfüllt werden. Außerdem ist es

Materialität erlebbar ist, das heißt Objekte

Modelle als visuelle Begrenzungen der

wahrscheinlich, dass sie über einen längeren

nicht gegriffen und Oberflächen nicht ertas-

Modellierhandlungen und als Orientierungs-

Zeitraum der praktischen Arbeit im virtuel-

tet werden können.

hilfen. Nach dem Modellierprozess wurden

len Raum Handfertigkeiten entwickeln, die

diese Modelle wieder entfernt, sodass nur

dasselbe professionelle Niveau haben wie

die sie begrenzenden Modelle im virtuel-

jene, die sie mit der Arbeit an physischem

dem das vom Fraunhofer IPK entwickelte

len Raum verblieben. Beispielsweise wur-

Material erworben haben. Darüber hinaus

immersive Modelliersystem »SketchApp«

den Bücher in den Raum geladen und dann

ist zu erwarten, dass die Vielfalt immersiver

Im Rahmen des zweiwöchigen Projekts, in

zum Einsatz kam, erarbeiteten die Betei-

Bücherständer um sie herum modelliert. In

Modellierwerkzeuge zunehmen wird und

ligten vier Ansätze, um physische Materi-

einem weiteren Ansatz wurden neue phy-

sich neue komfortable Modelliermöglich-

alität zu ersetzen und digitale Materialität

sische Modellierwerkzeuge erstellt, die nur

keiten ergeben werden.

FUTUR 3/2013  

Ihr Ansprechpartner Dr.-Ing. Johann Habakuk Israel Telefon: +49 30 39006-168 Virtuell skizzierte und real produzierte Produkte

E-Mail: johann.habakuk.israel@ipk.fraunhofer.de

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Forschung und Entwicklung

Virtuelle Produktentstehung

Design Thinking!

Innovation für Sach- und Dienstleistungen Die Integration materieller und immaterieller Produkte in sogenannten Product Service Systems trägt dazu bei, Kundenwünsche gezielt zu erfüllen. Gemeinsam mit dem Unternehmen »Dark Horse« erforschen Wissenschaftler des IWF der TU Berlin Methoden für die Entwicklung von Product Service Systems und setzen dabei auch auf Design Thinking.

►►Product Service Systems

somit eine Erweiterung der klassischen Pro-

eine Vielzahl an Prozessen und Metho-

Seit 2008 beschäftigen sich die Experten

dukt- und Dienstleistungsentwicklung, da

den, um erste Ideen zu identifizieren.

des IWF mit dem Thema Product Service

sie sich nicht auf rein materielle oder imma-

Derzeit ist jedoch keine Methode zur

Systems (PSS). Ihr Forschungsschwerpunkt

terielle Produkte bezieht, sondern beide

ersten prototypischen Umsetzung dieser

liegt auf der Entwicklungsmethodik für

Dimensionen vereint.

diese Systeme, die Produkte, Dienstleistun-

Ideen vorhanden. Gemeinsam mit dem Projektpartner Dark Horse verfolgen die

gen, Infrastrukturen und Geschäftsmodelle

►►Innovatives Prototyping von PSS

Wissenschaftler des IWF deshalb den

integrieren, um ganz gezielt Kundenwün-

Für die frühen Entwicklungsphasen von

Design Thinking-Ansatz. Dabei handelt

sche zu erfüllen. Die PSS-Entwicklung ist

Product Service Systems existiert bereits

es sich nicht nur um einen iterativen Prozess

PSS-Gamestorming am IWF: Links: Pascal Gemmer (Geschäftsführer Dark Horse); rechts: Simon Kind (Mitarbeiter am IWF)

FUTUR 3/2013

UNDERSTAND

OBSERVE

SYNTHESIS

IDEATE

PROTOTYPE

TEST

Design Thinking-Prozess (nach Dark Horse)

der Problem- und Lösungsfindung, sondern

Die Analyse der Vorgehensweisen nach

Systems noch stärker mit den Erfahrungen

auch um eine neue nutzerzentrierte Philo-

der Methode des Design Thinking dient

des Design Thinking-Ansatz verknüpfen,

sophie. Ein Gedanke des Design Thinking ist

hierbei als erster Ansatzpunkt. Der Fokus

um ihre Methode weiter zu optimieren

die schrittweise Erstellung von Prototypen,

liegt auf der schnellen Herstellung von Low

und im letzten Schritt auch auf ihre Praxis-

damit Entwickler und Kunden schnell erste

Fidelity-Prototypen. Auf diesem Weg wird

tauglichkeit zu überprüfen.

Lösungsvorschläge visualisieren, diskutieren

zunächst eruiert, welche Verfahren und

und testen können. Diese können dann

Technologien des Prototyping sich eignen,

Von dem kontinuierlichen Austausch im

entweder verworfen oder weiter detailliert

schnell und kostengünstig unterschiedli-

Projekt profitieren beide Partner schon

werden. Dazu werden Technologien von

che Umgebungen, immaterielle Dienstleis-

jetzt. Dark Horse erhält Einblick in neue

papierbasiertem Prototyping, Functional

tungsprozesse und materielle Sachleistun-

Lösungskonzepte und Denkweisen, die in

und Physical Mock-Ups oder Rapid Proto-

gen protypisch darzustellen. Daraufhin kann

dieser Form erst seit Anfang 2000 intensiv

typing genutzt. Bisher werden allerdings

ein Werkzeugkasten mit den notwendigen

erforscht werden. Die Wissenschaftler auf

Sach- und Dienstleistungen oft nur in der

Materialien sowie eine entsprechende Ent-

der anderen Seite lernen von den Anwen-

klassischen nicht integrierten Entwicklungs-

wicklungsumgebung entworfen werden.

dungserfahrungen aus der Praxis, die der

sichtweise betrachtet.

Diese ermöglichen es, die unterschiedlichen

Entwicklung der Prototyping-Methode für

Gewerke eines PSS prototypisch darzustel-

Product Service Systems entscheidende Impulse geben.

Deshalb arbeiten Dark Horse und IWF

len. Auf dieser Basis können dann Anwen-

gemein­sam an einer neuen Methode zum

der bestimmen, wie für das PSS-Prototy-

Prototyping von PSS. Die Partner sind über-

ping vorzugehen ist. Drei Beispiele aus dem

zeugt davon, dass sich Synergien zwischen

Bereich der urbanen Mobilität dienen hier

Design Thinking und Product Service Sys-

als Test-szenarien. Nach der Evaluierung der

tems bilden lassen: Die Entwicklung integ-

neuen Methode wird diese in die bisherige

rierter Produkt- und Dienstleistungsange-

PSS-Entwicklungsmethodik integriert und

bote erfordert neue Denkweisen, die durch

weiter vervollständigt.

Design Thinking bedient werden können.

►►Kontinuierlicher Austausch ►►Werkzeugkasten für Prototyping

Durch gemeinsame Workshops mit Dark

Die neue Methode zur Visualisierung und

Horse gab es bisher einen regelmäßigen

zum Testen erster Ideen eines PSS soll die

Austausch bezüglich der Weiterentwicklung

besonderen Merkmale von PSS berück-

verschiedener Methoden der PSS-Entwick-

sichtigen. Das heißt, sie muss komplexe

lung und des Design-Thinking Ansatzes.

Systeme mit interdependenten materiellen

Dabei entstand auch die grundlegende Idee

Ihr Ansprechpartner

und immateriellen Elementen sowie unter-

PSS-Prototyping durch Design-Thinking

Dipl.-Ing. Konrad Exner

schiedlichen Akteuren prototypisch abbil-

zu realisieren. Künftig wollen die Projekt-

Telefon: +49 30 39006-247

den können.

partner die Erforschung von Product Service

E-Mail: konrad.exner@tu-berlin.de

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Forschung und Entwicklung

Produktentstehung

»Hybrid Plattform« Transdisziplinäre Zusammenarbeit Die »Hybrid Plattform« ist die gemeinsame Plattform der Universität der Künste Berlin und der Technischen Universität Berlin für transdisziplinäre Zusammenarbeit.

Auf dem Campus Charlottenburg bietet sie seit 2011 Raum zum Ideenaustausch und unterstützt bei der Realisierung gemeinsamer Projekte in Lehre, Forschung und bei Industriekooperationen.

►►Fruchtbare Transdisziplinarität

in direkter Nachbarschaft und bieten somit

►► Denkweisen adaptieren

Dass viele aktuelle gesellschaftliche Fragestel-

ideale Voraussetzungen für die Zusammenar-

Barbara Stark, Projektleiterin an der TUB,

lungen nur im interdisziplinären Austausch

beit der Disziplinen. Die Idee der Hybrid Platt-

weist auf die vielen wissenschaftlichen Insti­

lösbar sind, ist mittlerweile allgemein aner-

form ist radikaler, als es auf den ersten Blick

tutionen und Start-ups hin, die auf dem

kannt und schlägt sich längst in der wissen-

erscheinen mag: »Es ist uns wichtig, nicht nur

Campus Charlottenburg ansässig sind und

schaftlichen Praxis nieder. Häufig beschränkt

offenkundige Verbindungen herzustellen«,

weitere Potenziale bieten. Über den Campus

sich transdisziplinäres Arbeiten jedoch auf

erläutert Professor Christoph Gengnagel,

hinaus stößt die Hybrid Plattform auf Inter-

verwandte Fachgebiete. Ein Austausch zwi-

Projektleiter der Hybrid Plattform von Seiten

esse auch bei Unternehmen und Forschungs-

schen weit entfernten Disziplinen hingegen

der UdK. »Wir laden Wissenschaftler, Gestal-

einrichtungen, die den Grundgedanken der

ist viel seltener an der Tagesordnung.

ter, Künstler, Studierende und Unternehmen

transdisziplinären Projektarbeit schätzen.

ein, ihre Ideen vorzustellen, weiterzuentwi-

Zusätzlich wurde ein Verein gegründet, der

Die Hybrid Plattform will daher an der

ckeln und zu verwirklichen. Dabei können

noch weiteren Partnern aus Wissenschaft,

Schnittstelle zwischen der Technischen

ganz neue, unvorhersehbare Ansätze und

Kunst und Wirtschaft die Möglichkeit der

Universität Berlin (TUB) und der Universität

Projektideen entstehen.« Die fachlichen und

Zusammenarbeit bietet. Die Hybrid Platt-

der Künste Berlin (UdK) eine Adapterfunk-

methodischen Kompetenzen der Beteiligten

form zeigt damit modellhaft, wie Disziplinen

tion einnehmen. Beide Hochschulen liegen

bieten hierfür ein fruchtbares Spannungsfeld.

übergreifende Zusammenarbeit Wettbewerbsvorteile generiert.

Neue Instrumente

Schon jetzt ist eine Vernetzung über die beiden Universitäten hinaus sichtbar: In den 22 laufenden Projekten der Hybrid Plattform sind neben den beiden Universitäten über 20 weitere Institutionen und mehr als 100 Akteure aus Wissenschaft und Gesellschaft beteiligt. In den Projekten wird über den Tellerrand geschaut. Im optimalen Fall gelingt es den Wissenschaftlern, die Denkweise der anderen zu verstehen und ein Stück weit für die eigene Arbeit zu adaptieren. Die einzigartige Konstellation der Disziplinen verhelfen so neuartigen Ideen zum Leben.

►►Beispielhafte Projekte Das Projekt »UseTree« sensibilisiert Unternehmen als Anbieter und Anwender von Software für die Thematik Usability und

FUTUR 3/2013

40 Studierende entwickeln im Projekt »Rooftop« ein Konzept für nachhaltiges Wohnen und Stadtverdichtung.

berät sie dabei, Usability-Kriterien in Ent-

werden Bedingungen für den Erfolg von

und Designwettbewerbs. Die Studierenden

wicklungs- und Entscheidungsprozessen

Musikinstrumenten herausgearbeitet.

werden im März 2014 »Rooftop« in den

zu berücksichtigen. Partner sind die Pro-

Das Projektteam entwickelt verschie-

Gärten von Versailles eins zu eins aufbauen

dukt- und Prozessgestalter der UdK, die

dene Prototypen für neue musikalische

und der Welt präsentieren.

Arbeitswissenschaftler der TUB, die Büro

Interfaces, die in einem künstlerischen

für Arbeits- und Organisationspsychologie

Kontext erprobt werden. Schließlich ist

Die Hybrid Plattform wird vom Europäischen

GmbH sowie die TSB Innovationsagentur

geplant, die Instrumente durch qualita-

Fonds für regionale Entwicklung innerhalb

Berlin GmbH. Das Projekt wird vom BMWi

tive und quantitative Verfahren zu evalu-

der Initiative »Projekt Zukunft« der Senats-

mit 1,2 Millionen Euro gefördert.

ieren. Das Vorhaben wird ebenfalls von

verwaltung für Wirtschaft, Technologie und

der Einstein Stiftung Berlin finanziert.

Forschung Berlin gefördert.

Im Mittelpunkt von »Rethinking Prototyping« (siehe Seite 4 in diesem Heft) steht

Das studentische Team von »Rooftop« mit

das Konzept des Prototyps, traditionell das

etwa 40 Studierenden von TUB und UdK ent-

verifizierte Urbild einer Produktionsreihe.

wickelt ein Konzept für nachhaltiges Wohnen

Eingebunden in drei Forschungsgruppen

und Stadtverdichtung. Dabei soll der Platz

sind sechs Fachbereiche der UdK und TUB,

auf den Dächern der Altbauten genutzt wer-

die das jeweils disziplinenspezifische Kon-

den: Es wird eine Wohneinheit für die Dächer

zept von Prototyping analysieren und an

entwickelt, die Platz für zwei Personen bietet

einem neuen transdisziplinären Verständnis

und den eigenen Energiebedarf sowie einen

vom Begriff arbeiten. Das Projekt wird von

Teil des Energieverbrauchs des darunter lie-

der Einstein Stiftung Berlin gefördert.

genden Altbaus deckt. Das Team nimmt am europäischen Wettbewerb »Solar Decathlon

Claudia Müller

Im Projekt »Design, Development and Dis-

2014« teil und befindet sich bereits unter

Telefon: +49 30 3185 2721

semination of New Musical Instruments«

den 20 Finalisten dieses studentischen Bau-

E-Mail: claudia.mueller@hybrid-plattform.org

Ihre Ansprechpartnerin

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Interview

Produktentwicklung neu denken Prof. Dr.-Ing. Rainer Stark leitet seit knapp sechs Jahren das Geschäftsfeld Virtuelle Produktentstehung des Fraunhofer IPK sowie das Fachgebiet Industrielle Informationstechnik am IWF der TU Berlin. Nach seiner wissenschaftlichen Ausbildung an der Ruhr-Universität Bochum, an der Texas A&M University und mit der Promotion auf dem Gebiet »Toleranzmodelle für 3D CAD« an der Universität des Saarlandes arbeitete er insgesamt 14 Jahre beim Automobilhersteller Ford als Konstrukteur und Systemingenieur Karosseriesysteme, als Spezialist für CAD, PDM und digitale Simulation und zuletzt als Europäischer Manager »Virtuelle Produktentstehung und Methoden«. In dieser Position beriet er u. a. das Senior Management und leitete europäische und globale Entwicklungsprojekte zur Verbesserung und Erweiterung digitaler Entwicklungslösungen für die Marken Ford, Jaguar, LandRover, Volvo und Mazda. Im Interview mit FUTUR erklärt Stark, welchen Herausforderungen sich Produktentwickler heute stellen müssen.

FUTUR: Herr Professor Stark, warum muss

oder intelligente Kommunika­tionslösungen.

Produktionsplanung und Digitalen Fabrik.

Produktentwicklung neu gedacht werden?

Zweitens muss angesichts der großen Vari-

Unser Ziel ist dabei die vollständige Digi-

Stark: Weil sie sich in den letzten Jahrzehn-

antenvielfalt von Produkten die innere

talisierung des Produktentstehungsprozes-

ten enorm verändert hat. Produktentwick-

Varianz gering gehalten werden. Produk-

ses. Dafür entwickeln wir u. a. neue Pro-

lung ist heute nicht mehr nur eine tech-

tarchitekturen oder -plattformen gehört

duktentwicklungsmethoden und -prozesse

nische Tätigkeit, sondern eine strategisch

hier die Zukunft. Drittens, ist eine nachhaltige

sowie intuitive Interaktionstechniken mit vir-

technologische Aufgabe, die den gesam-

Entwicklung, die auf Langlebigkeit und Um-­ tuellen Prototypen. Wir befassen uns mit

ten Lebens­z yklus von Produkten und Pro-

welt­verträglichkeit abzielt, nicht mehr nur

Produktgestaltung und deren funktionaler

zessen umfasst. Für den Erfolg von Produk-

eine Randbedingung, sondern eine entschei-

Absicherung sowie dem Informationsma-

ten mit einer kurzen Lebensdauer ist z. B.

dende Zielgröße moderner Produktentste-

nagement für die Produktentstehung. Ein

oft entscheidend, wie schnell sie auf den

hung. Design Thinking, neue Geschäfts-

zukunftsweisendes Konzept, an dem wir

Markt gebracht werden. Hersteller müs-

und Betreibermodelle im Sinne von Product

arbeiten, ist »Engineering Operating Sys-

sen also einerseits in der Lage sein, schnell

Service Systems sehe ich als vierten Trend.

tems«, kurz EOS. Damit meinen wir ein neues

zu reagieren. Auf der anderen Seite spielt

Nichtzuletzt müssen wir an der Vernetzt-

Entwicklungssystem der Zukunft, z. B. für

Nachhaltigkeit eine immer größere Rolle.

heit der Daten arbeiten. Wir befinden uns

nachhaltige Produkte, für skalierbare Product

Hier sind die Unternehmen gefordert, lang-

noch immer mitten in der Umstellung auf

Service-Systeme und für die intelligente

fristig intelligent zu denken und jetzt schon

eine hundertprozentig informationstechnisch

digitale Fabrik im Kontext von Indust-

Funktionalitäten und Features vorzuhalten,

ermöglichte – und nicht mehr nur unter-

rie 4.0. Hierfür entwickeln wir neue Ent-

die erst später relevant werden können.

stützte – Vorgehensweise. Deshalb müs-

wicklungsbausteine wie Smart Systems

Es geht also nicht mehr nur darum, ein Pro-

sen wir Produktentwicklung neu denken: in

Engineering, innovative PDM/PLM-Tech-

dukt mit bestimmten Funktio­nen zu fertigen.

einem gleichberechtigt aufeinander abge-

nologien, Functional Experience-Vali-

Stattdessen müssen Produkt­entwickler heute

stimmten Geflecht aus Organisation und

dierung – das erlebbare Produkt schon

Funktions- und Absicherungsnachweise für

Prozess, Ingenieurtätigkeit, digitalen Infor-

in der Konzeptphase – und Design of

unterschiedlichste Modellvarianten, Nut-

mationsmodellen und Kollaboration sowie

X – Fertigungsabsicherung neu gedacht.

zungsszenarien und auch Wartungen und

leistungsgerechter Informationstechnologie.

FUTUR: Welche Trends beobachten Sie bei

Wiederverwendbarkeiten erbringen.

Ich sehe hier fünf große Trends in der Pro-

FUTUR: Woran forschen Sie mit Ihrem Team

Ihren Kunden?

aktuell?

Stark: Die größte Herausforderung für

duktentwicklung: Erstens, Produkte müssen

Stark: Zusammen mit unseren Partnern

unsere Kunden ist derzeit, die virtuelle Pro-

in ihrem Umfeld betrachtet werden. Beispiele

arbeiten wir an der ganzheitlichen Unter-

duktentstehung so robust und fehlerfrei wie

hierzu sind intelligente Mobilitätssysteme

stützung der Produktentstehung in Unter-

möglich zu gestalten. Momentan liegen wir

wie autonomes Fahren, Car to Infrastructure,

nehmen, von der Produktidee über die Pro-

bei der Qualität dieser Lösungen noch oft in

vernetzte Produktions- und Energiesysteme,

duktentwicklung und -simulation bis hin zur

einer Größenordnung von nur zwei bis drei

FUTUR 3/2013

Sigma. Das ist nicht akzeptabel und es zeigt, dass Unternehmen immer noch Schwierigkeiten haben, neue digitale Arbeitsweisen mit ihren nach wie vor sehr klassischen Hierarchien und auch ihrem immer noch sehr traditionellen Führungsdenken zu vereinbaren.

Digitale IT-Kompetenzen werden bevorzugt in den Fachabteilungen auf- und ausgebaut.

Die klassische Trennung von IT und Engineering funktioniert aber nicht mehr. Stattdessen müssen Firmen neue Formen der Zusammenarbeit erproben und auch über neue Jobprofile nachdenken. Hier sind auch die Universitäten und Forschungseinrichtungen

bringen, die klassische Trennung von Genera-

FUTUR: Welches Produkt müsste I. E. noch

gefragt, eine neue Generation von Fach- und

list versus Spezialist aufzuheben und verstärkt

entwickelt werden?

Führungskräften aus- und weiterzubilden.

Professional Soft Skills wie Kommunikations-

Stark: Mobilität ist so ein Thema, das gerade

Nehmen wir das Beispiel Product Lifecycle

und Integrationsfähigkeit in den Vordergrund

im Hinblick auf die Städte der Zukunft ener-

Management. Nicht nur die großen OEMs,

zu stellen, wird maßgeblich den Erfolg künf-

getisch und infrastrukturell neu gedacht

sondern auch mittelständische Firmen haben

tiger Produktentwicklungsteams bestimmen.

werden muss. Ein Smart People Mover, der autonom, frei konfigurierbar und flexibel

mittlerweile ihre eigenen PLM-Strategien. Bislang gibt es aber weder ein geschlossenes-

FUTUR: Welche Veränderungen erwarten

buchbar ist, so ein Produkt gibt es noch

Berufsbild, noch eine spezifische Ausbildung.

Sie für die Zukunft?

nicht. Ein anderes Beispiel, gerade aus dem

Mit unserem Konzept »PLM Professional«

Stark: Neue Ingenieurrollen und Berufs-

Kontext unseres Produktionstechnischen

wollen wir das ändern. Wir haben gerade

bilder habe ich ja schon angesprochen.

Zentrums heraus, ist die Universal-Werk-

erfolgreich zwei Pilotschulungen in Berlin

Darüber hinaus erwarte ich neue Incen-

zeugmaschine der Zukunft. Warum sollten

und Stuttgart durchgeführt, 2014 wollen

tive-Modelle zur Vermittlung und Darstel-

wir nicht derzeitige Bearbeitungszentren

wir mit der regulären Ausbildung beginnen.

lung von Produktentwicklungslieferungen

weiterdenken und eine selbstkonfigurie-

sowie Technologienutzbarkeit für alle am

rende und komplett vernetzbare Werkzeug-

FUTUR: Wie wichtig ist eine interdisziplinäre

Produktentwicklungsprozess Beteiligten –

maschine entwickeln, die unterschiedlichste

Zusammenarbeit in der Produktentwicklung?

dazu gehören neben den Designern auch

Adaptionsmöglichkeiten bietet und variabel

Stark: Sie wird zum entscheidenden Faktor.

Manager. Neue Steuerungsmöglichkeiten

für die Makro- und Mikrobearbeitung ein-

Multi-Domain bzw. Systems Integration wer-

und Verifikationen für Produktentwick-

setzbar ist? Das müsste doch zu machen sein.

den die geometrische Vollständigkeit als

lung werden ebenfalls eine Rolle spielen.

»Nachhaltige technische Konzepte ständig

Führungsgröße in der Produktentwicklung

Die Frage »Wo steht die Leistung des EOS?«

funktional nachladbar zu gestalten« ist der

ablösen. Deshalb brauchen wir multidiszi-

muss jeder beantworten können. Außer-

Anspruch des Entwicklers von morgen. Mit

plinäre Teams, die die damit verbundenen

dem müssen wir uns über die Gestaltung

diesem Leitbild im Kopf erweitern wir kon-

Schnittstellenaufgaben umsetzen können. In

der Arbeitsplätze Gedanken machen. Hier

tinuierlich unser Kompetenznetzwerk: lokal,

unserem Geschäftsfeld, aber auch am Fraun-

sind neuartige Arbeitsplätze der Zukunft

regional und international!

hofer IPK insgesamt haben wir eine kreative

und robust benutztbare Experimentierum-

Mischung unterschiedlicher Disziplinen. Bei

gebungen für das Entwickeln von Produk-

uns arbeiten Informatiker, Maschinenbauer,

ten und Dienstleistungen gefragt, wie wir

Wirtschaftsingenieure, Mathematiker und

sie im Zuge des Umbaus unseres Zentrums

Physiker, aber auch Geisteswissenschaftler

für Innovative Produktentstehung (ZIP) und

Kontakt

zusammen und überwinden jeden Tag aufs

im Digital Cube Test Center (DCTC) unseren

Prof. Dr.-Ing. Rainer Stark

Neue ihre individuellen Denkmodelle. Diese

Kunden ab dem zweiten Quartal 2014 zur

Telefon: +49 30 39006-243

unterschiedlichen Kulturen zusammenzu-

Verfügung stellen werden.

E-Mail: rainer.stark@ipk.fraunhofer.de

13

14

Forschung und Entwicklung

Produktion

Crowd Production Förderung der regionalen Wirtschaft Trotz immenser Steigerungen liegt die Industrieproduktivität der neuen Bundesländer noch immer weit hinter der der alten Bundesländer. Wesentliche Ursache ist die Kleinteiligkeit der dort ansässigen Wirtschaft. Häufig fungieren Betriebe nur als reine Produktionsstätten oder Zweigstellen. Verbesserungsbedarf besteht nicht zuletzt hinsichtlich der Systemlieferantendichte. Das Projekt »Crowd Production« entwickelt Ansätze, um die Attraktivität der neuen Bundesländer als Wirtschaftsstandort zu verbessern.

►►Denzentral, flexibel und vernetzt

vernetzt und dezentral zu kreieren, zu ent-

»Neue Bundesländer« für den Zuzug von

Das Konzept der flexiblen, dezentralen und

wickeln, zu produzieren und Service zu leis-

Menschen und Betrieben verbessert wird.

vernetzten Produktion, genannt »Crowd

ten. Dieser Ansatz wird auf den vier Ebenen

Production« fördert die wirtschaftliche Bele-

Regio­nale Entwicklung, Netzwerk, Unterneh-

►►Erfolgsfaktor Systemlieferantendichte

bung einer Region, indem industrielle Wert-

men sowie Produktionssystem verfolgt. Ziel

schöpfung vor Ort erhöht wird. Der Fokus

ist es, die Voraussetzungen für den Ausbau

Systemlieferanten bilden in vielen Wirt-

von Crowd Production liegt dabei auf der

der bisher viel zu gering ausgeprägten Sys-

schaftszweigen den Motor für Wettbewerbs-

Vorentwicklung und Umsetzungsbetrach-

temlieferantendichte in den neuen Bundes-

fähigkeit. Sie bringen durch Forschung und

tung (»Feasibility«) neuartiger Technologien

ländern zu evaluieren und zu entwickeln,

Entwicklung Kerninnovationen hervor, über-

sowie Wirtschaftsmodelle, um gemeinsam,

sodass die Attraktivität des Standortes

nehmen oft den Hauptanteil der Wertschöpfung und erzeugen die Nachfrage für viele

»Crowd Production« hilft, die Attraktivität der neuen Bundesländer als Wirtschaftsstandort zu verbessern

kleine Zulieferer. Crowd Production adressiert die zu geringe Anzahl dieser Systemzulieferer, worin eine wesentliche strukturelle Schwäche der neuen Bundesländer liegt.

Die Systemlieferantenschaft soll gemeinsam geplant, realisiert und betrieben werden.

CROWD PRODUCTION

►►Portal »Production on Demand« Das Portal »Production on Demand« evaluiert mithilfe von Informationstechnologien die Umsetzbarkeit neuer Prozess- und Organisationsansätze, um unternehmensübergreifende Wertschöpfungsketten von der Produktidee bis zur Lieferfähigkeit flexibel und vor allem schnell zu erzeugen. Die Funktionen des Portals sind dabei vielfältig.

Zum einen gilt es komplexe Systemprodukte in Technologieketten automatisiert aufzulösen sowie einzelne Technologieschritte regionalen Lieferanten zuzuordnen. Zum anderen wird die Erzeugung erforderlicher Vertragsunterlagen unterstützt und die

FUTUR 3/2013

15

Portal Production on Demand

unternehmensübergreifende Bauteilplanung

rung der Lebensverhältnisse in ausgewählten

und -verfolgung ermöglicht. Diese intelli-

Stadtteilen und in Land-Gemeinden und

gente Vernetzung und Kombination befähigt

setzen diese prototypisch um. Durch die Ver-

kleine Unternehmen, neue Systemlieferanten

netzung der Zukunftswerkstätten werden

zu finden.

darüber hinaus überregional gültige Aussa-

Die Partner –– Fraunhofer-Institut für Produktions­ anlagen und Konstruktionstechnik IPK

gen zu Anforderungen an neue soziotech-

–– InterInstitut

►► Best Practice

nische lokale Produktionssysteme ermittelt

–– Leibniz-Institut für Regionalentwicklung

In einem vernetzten virtuellen Best Practice-

und evaluiert. Ein international besetzter

Labor werden folgende Themen auf-

Workshop zum Thema »Zukunftsweisende

bereitetund als Technologieangebot

Regionalkonzepte« wird die Erkenntnisse von

zusam­men gestellt.

–– Wandelbarkeit einer Fertigung in multi-

und Strukturplanung –– T.O.P. – Gesellschaft für angewandte Arbeitswissenschaften mbH

Crowd Production in Relation zu Initiativen

–– Heidenau GmbH

anderer Länder setzen.

–– Heidelberger Druckmaschinen AG

funktionalen Minifabriken, –– Rückgewinnung von Marktanteilen durch die Befähigung zur wirtschaftlichen Massenproduktion einfacher Produkte mit hochintelligenten Technologien,

►►Kreativ- und Produktions­ wirtschaft Die international sichtbare Stärke der Kreativwirtschaft in den neuen Bundesländern

–– Technologietuning von Anlagen und

mit mehr als 6.000 Kleinstunternehmen mit

Prozessen zur Herstellung hochwertiger

modernen, angepassten Produktionsstruk-

Produkte.

turen zu vernetzen, ist eines der Ziele dieser

Diese Produktionstechnologien bilden die

Teilstrategie. Dazu sollen Innovationsimpulse

Basis für Wertschöpfungssynergien zwischen

in einem gemeinsamen Entwicklungsprozess

Produktions- und Kreativindustrie in den

mit Hilfe von Kreativ-Ateliers gefördert wer-

neuen Bundesländern.

den. Die Arbeiten zur Vernetzung und Mach-

►►Zukunftswerkstatt

den in die »Creative Production Week 2015«.

barkeit von Kooperationstechnologien münModerierte Zukunftswerkstätten nehmen

Experten werden dort Strategien, Potenziale

die spezifischen Anforderungen von Gemein-

und Best Practices zur Steigerung der regi-

den und Stadtteilen zur Steigerung der indus-

onalen Wertschöpfung aufzeigen und mit

triellen Wertschöpfung auf und integrieren

Anwendern diskutieren.

Ihr Ansprechpartner

diese in eine regionale Entwicklungsstrategie.

Dr.-Ing. Thomas Knothe

Über den Hebel Produktion und Arbeit kon-

Telefon: +49 30 39006-195

zeptionieren die Initialpartner die Verbesse-

E-Mail: thomas.knothe@ipk.fraunhofer.de

16

Forschung und Entwicklung

Produktentstehung

Clever entscheiden – IT-basiert zum nachhaltigen Produktdesign Die Entwicklung eines IT-basierten Assistenzsystems steht im Rahmen des Sonder-

Anreize zur Entwicklung nachhaltiger Pro-

forschungsbereichs 1026 »Sustainable Manufacturing – Shaping Global Value

dukte. Gleichzeitig verändern sich Kunden-

Creation« im Teilprojekt »Virtuelle Produktentstehung in nachhaltigen Wertschöp-

erwartungen hin zu umweltfreundlichen

fungsnetzen« im Vordergrund. Ziel ist es, die Nachhaltigkeit eines Produktdesigns

Produkten. Insbesondere Unternehmen

zu verbessern, indem Entscheidungen, die Entwicklungsingenieure im Produk-

mit starkem Kundenkontakt berücksichti-

tentstehungsprozess fällen müssen, transparenter gestaltet werden. Dies kann

gen diese Anforderungen bereits verstärkt.

durch eine optimierte Verfügbarkeit relevanter Informationen geschehen.

Auch soziale Aspekte, wie z. B. die Ergonomie bei Montagevorgängen, führen zu Anforderungen, die sich im Produktdesign wiederfinden müssen.

►►Zielkonflikte in der Produktentstehung

Der Produktentstehung kommt hier eine besondere Rolle zu. Nur durch die kon-

Wie diese zahlreichen und meist wenig

Klimatische Veränderungen und knap-

sequente Vermeidung negativer Umwelt-

konkreten Vorgaben umgesetzt werden

per werdende Ressourcen bei gleichzei-

auswirkungen während des Entwicklungs-

sollen, bleibt in vielen Fällen dem Entwick-

tigem Bevölkerungswachstum stellen für

prozesses kann das Ziel einer nachhaltigen

ler überlassen. Die Komplexität, die dabei

die moderne Industrieproduktion zentrale

Produktion langfristig erreicht werden.

durch Wechselwirkungen und Zielkonflikte

Herausforderungen dar. Um das derzei-

Eine umweltfreundliche und sozialverträgli-

zwischen den Nachhaltigkeitsdimensionen

tige Wirtschaftssystem zukunftsfähig zu

che Produktgestaltung steht allerdings häu-

generiert wird, lässt sich mit den traditio-

gestalten, bedarf es innovativer, nachhal-

fig im Konflikt mit anderen Anforderun-

nellen Methoden und Vorgehensweisen der

tiger Lösungen, die drohende Probleme in

gen wie Funktionalität und Kosten. Deshalb

Produktentstehung kaum mehr bewältigen.

Chancen überführen.

schaffen legislative Rahmenbedingungen

►►Ganzheitliche Entscheidung Auswahl von Produktkonzepten mit dem LiDS-Wheel

Im Sonderforschungsbereich 1026 wird auf verschiedenen wissenschaftlichen Ebenen die Einflussnahme der Nachhaltigkeit auf die Produktionstechnik und deren Technologien erforscht. Das Teilprojekt »B1 – Virtuelle Produktentstehung in nachhaltigen Wertschöpfungsnetzen« hat zum Ziel, den Gedanken des »Life Cycle Thinkings« aufzugreifen und Produkte vorausschauend unter Einbezug aller Lebensphasen zu entwickeln. Der Fokus liegt auf den frühen Phasen der Produktentstehung, da hier der Einfluss des Entwicklers auf die Produkteigenschaften am größten ist.

Konkret steht die Entwicklung eines ITbasierten Assistenzsystems im Vordergrund, das den Entwickler beim Abwiegen seiner nachhaltigen Design-Entscheidungen unterstützt und die dafür notwendigen Informationen zusammenführt. Eingebettet in aktuelle Engineering Tools soll das Assistenzsystem methodische Vorschläge für die Verbesserung und Bewertung der

FUTUR 3/2013

tionsinputs und -outputs zu untersuchen.

Auf dieser Grundlage konnte die informationstechnische Implementierung vorbereitet sowie Erkenntnisse über die Anwendbarkeit der Methoden abgeleitet werden.

►►Vielseitige Betrachtungsebenen Der Ansatz, auf bestehende Methoden zurückzugreifen und diese für jeden Anwendungsfall neu zu kombinieren, erwies sich als sehr vielversprechend. Die jeweiligen

Designentwurf eines nachhaltigen Pedelecs

Vorteile und Schwerpunkte der Tools erhöNachhaltigkeit unterbreiten. Mit dieser Her-

Bedürfnissen und eigenen Fähigkeiten, an.

hen die Vielseitigkeit der Betrachtungsebe-

angehensweise können z. B. Produkte durch

Die hierfür benötigten Informationen wer-

nen eines Produkts, wodurch eine tech-

den Einsatz nachwachsender Rohstoffe

den durch das Assistenzsystem bereitge-

nische Lösung mit höherer Qualität bei

umweltverträglicher gestaltet, deren Sozi-

stellt. Der Anwender erlebt diese Unterstüt-

gleichzeitig eingeschränktem Einfluss auf die

alverträglichkeit im Gebrauch durch frühe

zung in Form eines schrittweisen Workflows,

Nachhaltigkeitsdimensionen erzeugt wer-

Ergonomiebetrachtungen erhöht und durch

der innerhalb eines Prozessablaufs Metho-

den kann. Im Falle des Turboladers schlug

ihre modulare Bauweise schneller an Lebens-

den auf der Ebene von Aktivitäten mitein-

sich diese Vielfältigkeit zum Beispiel in einem

umstände weltweit angepasst werden.

ander verknüpft. Die für die Anwendung

Mix aus quantitativen (CO2-Fußabdruck) und

Dazu werden Wirkzusammenhänge zwi-

der Methoden notwendigen Daten werden

qualitativen Anforderungen (Demontage-

schen Konstruktionselementen und deren

vom Anwender und durch die Integration

fähigkeit) bei der Analyse des Ausgangs-

Einfluss auf die Dimensionen der Nachhal-

von Datenbanken bereitgestellt. Der Prozess

produkts nieder. Nachdem mehrere Kon-

tigkeit in verschiedenen Lebenszyklusphasen

der Informationsbeschaffung wird auf diese

zepte zur Verbesserung in Betracht gezogen

der Produkte identifiziert.

Weise wesentlich vereinfacht.

wurden, darunter eine Regelung des Ladedrucks mittels variabler Turbinengeomet-

►►Konzept des Assistenzsystems

►►Bisherige Ergebnisse

rie, gelang es den aus Nachhaltigkeitssicht

Als wesentlichen Ansatz greift der »Design

Die Entwicklung des DDSA erfolgte in

besten Ansatz methodisch auszuwählen.

Decision Support Assistent (DDSA)« auf

einem Bottom up-Ansatz anhand der bei-

In der Entwurfsphase konnten durch den

bestehende Methoden zur Entstehung nach-

spielhaften Entwicklung eines Pedelecs

Methodeneinsatz schließlich weitere Ver-

haltiger Produkte zurück. Von einfachen

und einer Turbomaschine. Dazu wurden

besserungsmaßnahmen am Produktkon-

Checklisten, z. B. den »Ten Golden Rules

zunächst Methoden zur Entstehung nach-

zept – wie z. B. die Einsparung von Gewicht

of Ecodesign«, über Vorgehensweisen zur

haltiger Produkte in Form einer Datenbank – identifiziert werden.

Bewertung wie der ERPA-Matrix bis hin zu

gesammelt und systematisiert. Im Anschluss

komplexen analytischen Verfahren wie Life

wurde die Funktionsweise des Systems

Cycle Assessment sind hier in den letzten

anhand eines exemplarischen Redesigns für

Jahren zahlreiche unterschiedliche Ansätze

einen Garret GT2860R Turbolader simuliert.

entstanden. Das Life-Cycle Design Strategy

Die Wissenschaftler wählten neun Metho-

Ihre Ansprechpartner

Wheel, kurz LiDS-Wheel, stellt beispiels-

den systematisch aus und setzen sie an drei

Tom Buchert, M. Sc.

weise ein Werkzeug zur Auswahl verschie-

Stellen im Produktentstehungsprozess ein.

Telefon: +49 30 39006-294

dener Produktkonzepte dar, indem diese

Im dritten Schritt wurde der Entwicklungs-

E-Mail: tom.buchert@ipk.fraunhofer.de

anhand verschiedener umweltbezogener

prozess analysiert, insbesondere hinsichtlich

Merkmale verglichen werden. Der Entwick-

der Informationsinputs und -outputs, die

Dipl.-Ing. Kai Lindow

lungsingenieur wählt, kombiniert und wen-

bei der Anwendung der Methoden auftra-

Telefon: +49 30 39006-214

det diese Methoden, je nach Zielstellung,

ten. Zuletzt galt es, Prozesse sowie Informa-

E-Mail: kai.lindow@ipk.fraunhofer.de

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18

Forschung und Entwicklung

Biotechnologie

Zellfreie Bioproduktion Maßgeschneiderte Lysate für die Proteinsynthese Die zellfreie Proteinsynthese stellt ein biotechnologisches Produktionssystem dar,

umgeschrieben wird. Diese wird in einer zwei-

das wesentliche Vorteile gegenüber der herkömmlichen in vivo Proteinproduktion

ten Stufe, der Translation, zu den Proteinkraft-

bietet. Sie ermöglicht es in vitro, unabhängig von lebenden Zellen, Proteine schnell,

werken, den Ribosomen, transportiert und

funktional und hoch rein herzustellen, die mit herkömmlichen Systemen schwierig

dort in den Bauplan für ein Protein übersetzt.

oder gar nicht synthetisiert werden können. Dazu zählen Toxine, rekombinante Antikörper und Membranproteine. Die Entwicklung verschiedener optimierter

Proteine werden umfangreich industriell

Lysate für die Produktion unterschiedlicher Klassen von Proteinen ist eines der

eingesetzt, z. B. in Waschmitteln, Impfstof-

Ziele des Projekts »Zellfreie Bioproduktion«.

fen oder in Medikamenten. Die Herstellung der Proteine erfolgt über einen klassischen biotechnologischen Prozess. Dafür werden Mikroorganismen wie Bakterien oder Pilze in Bioreaktoren durch Fermentation gezüchtet, die wiederum die benötigten Proteine herstellen. Häufig werden sie gentechnisch verändert, um die gewünschten Proteine überhaupt bzw. vermehrt zu produzieren.

Nach der Kultivierung der Mikroorganismen werden die Proteine über klassische Aufreinigungsschritte wie Chromatographie aus dem Fermenter gewonnen.

►►Zellfreie Proteinsynthese Eine Alternative zum herkömmlichen Herstellungsverfahren von Proteinen stellt die zellfreie Proteinsynthese dar. Sie beginnt Nachweis von 100 µg/ml Rinderalbumin (BSA) mit der Bradford-Reagenz. Eine blaue Färbung deutet auf das Vorhandensein von Proteinen hin.

zunächst mit einem klassischen biotechnologischen Prozess, der Anzucht von Zellen.

Anschließend werden die Zellen aufgeschlos-

Innerhalb der Produktionstechnik für die

halb des Körpers. Antikörper sind Soldaten

sen und die notwendigen Zellkomponen-

Biotechnologie arbeitet die Abteilung Mik-

des Immunsystems, die Krankheitserreger

ten des Proteinsyntheseapparates wie die

roproduktionstechnik des Fraunhofer IPK im

erkennen und helfen, diese zu eliminieren.

Ribosomen und Translationsfaktoren werden

Rahmen des Strategieprozesses »Biotechno-

Im menschlichen Körper werden mehr als

isoliert. Die so gewonnene Lösung wird als

logie 2020+« zusammen mit sieben anderen

100 000 verschiedene Proteine produziert.

Lysat bezeichnet. Der Begriff Lysat leitet sich

Fraunhofer-Instituten an dem Fraunhofer-

Sie bestehen trotz unterschiedlicher Funkti-

von dem griechischen Begriff lýsis = Lösung,

onen aus denselben Grundbausteinen, den

Auflösung, Beendigung ab. Das Lysat dient

Aminosäuren. Die Anordnung der Amino-

als Reaktionslösung für die zellfreie Synthese

Leitprojekt »Zellfreie Bioproduktion«.

►►Die Bausteine des Lebens

säuren, verschiedene nach der Synthese ent-

von Proteinen. Lediglich Aminosäuren, Ener-

Proteine sind die Bausteine des Lebens. Sie

stehende Modifikationen und die Faltung der

gie und weitere Bausteine müssen zugesetzt

übernehmen unterschiedlichste Aufgaben

Proteine bestimmen ihre Funktion.

in Form von z.B. Enzymen, Hormonen oder

werden. Mit der entsprechenden DNA wird das Wunschprotein in kürzester Zeit synthe-

Antikörpern. Enzyme sind an Reaktionen

►►Herkömmliche Proteinsynthese

tisiert. Ziel dabei ist, ein funktional aktives

wie etwa der Spaltung von Nahrungsbe-

Die Synthese von Proteinen erfolgt nach

Protein zu erhalten.

standteilen beteiligt, die die Verdauung von

einem zweistufigen Prinzip. Die erste

Lebensmitteln ermöglichen. Hormone über-

Stufe ist die Transkription, bei der die DNA

Die Bildung funktional aktiver Proteine ist

tragen Botschaften innerhalb und außer-

kopiert und in eine transportable mRNA

mit einer großen biologischen Komplexität

FUTUR 3/2013

Vorbereitung für die Zellanzucht im Biolabor

Equipment und Wissen über die Fermenta-

verbunden. Das Lysat muss daher an das zu

den klassischen biotechnologischen Herstell-

produzierende Protein angepasst werden.

prozessen deutliche Vorteile. Nahezu jede

tionsbedingungen. Das spart Platz, Zeit und

Die Anpassung erfolgt über Lysatursprung,

Proteinsynthese kann in kürzester Zeit durch-

Geld. Zusätzlich können viele Anwendungen

Herstellungsmethoden, Lysatzusätze und

geführt werden. Ist das Lysat verfügbar, hat

wie Screenings, Strukturanalysen und Funk-

Synthesebedingungen. Zurzeit richtet sich

der Anwender jederzeit die Möglichkeit, sein

tionsassays mit der Synthese von kleinen

der Fokus auf Lysate aus Bakterien, Pilzen,

aktives Wunschprotein herzustellen. Zudem

Proteinmengen abgedeckt werden. Für die

Pflanzen, Insekten und humanen Zellen.

weisen die Lysate bei entsprechender Lage-

meisten Anwender ist es von besonderem

rung eine bis zu mehreren Jahren andau-

Interesse auch Proteine zu synthetisieren, die

►►Aktive Wunschproteine

ernde Haltbarkeit auf. Durch die Entkopplung

von Mikroorganismen nicht oder nur sehr

Trotz der biologischen Komplexität haben

der Mikroorganismenkultivierung von der

schwer herzustellen sind. Dabei handelt es

die zellfreien Produktionssysteme gegenüber

Proteinsynthese brauchen Anwender kein

sich z. B. um toxische Proteine. Eine ebenso große Bedeutung haben therapeutische Proteine wie Antikörper und Chemotherapeu-

Vergleich des zeitlichen Aufwands der Proteinsynthese im zellfreien und bakteriellen Expressionssystem

Zellfreies Protein Expressionssystem

Bakterielles Expressionssystem

DNA zum Lysat hinzugeben und das Protein exprimieren

Bakterienzellen transformieren und eine Übernachtkultur anziehen

tika in der Tumormedizin.

►►Künftige Ziele Zurzeit findet die zellfreie Synthese im Milli­ litermaßstab statt, d. h. sie liefert eine Ausbeute von circa einem Milligramm je Milliliter Protein. Ein Hauptziel des Fraunhofer-Leitprojekts »Zellfreie Bioproduktion« ist die Entwicklung von Reaktoren, die die zellfreie Proteinsynthese im Liter-Maßstab ermöglichen. Das Fraunhofer IPK arbeitet innerhalb

3 Tage

des Projekts an der gentechnischen Optimierung der E. coli Zellen, die für die Lysatherstellung verwendet werden. Dazu arbeiten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaft-

Proteinexpression induzieren Das Protein kann direkt eingesetzt werden

ler an Lösungen für einen kontinuierlichen, effizienten und schonenden Aufschluss.

2-3 Tage

Gesamt: 1 Stunde Isolierung des Proteins aus der Kultur

Gesamt: 5-6 Tage

Ihre Ansprechpartnerin Dipl.-Biol. Katrin Herms Telefon: +49 30 39006-408 E-Mail: katrin.herms@ipk-projekt.fraunhofer.de

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20

Forschung und Entwicklung

Produktentstehung

Sanitärsysteme – nachhaltig produziert Durch lokale Kreislaufführung von Nährstoffen ökologisch düngen Leitungen, Kanäle und Kläranlagen – sanitäre Infrastrukturen stellen komplexe Systeme dar und bieten daher erhebliches Potenzial für ökonomische und ökologische Verbesserungen. Ihre Einbindung in den natürlichen Nährstoffkreislauf sowie in die lokalen Gegebenheiten spielen eine besonders zentrale Rolle. Am IWF der TU Berlin entwickeln Wissenschaftler nachhaltige Produktionstechnologien und -strategien. Im Rahmen des Sonderforschungsbereichs 1026 »Sustainable Manufacturing – Shaping Global Value Creation« befassen sich die Forscherinnen und Forscher derzeit auch mit nachhaltigen Sanitärsystemen.

Nach Angaben der Vereinten Nationen haben rund 2,5 Milliarden Menschen keinen Zugang zu einem funktionierenden Sanitärsystem. Dieser Umstand trägt zur Verbreitung von Krankheiten wie Durchfall bei. In Regionen, in denen wasserbasierte Sanitärsysteme verbreitet sind, treten andere Probleme auf. In Deutschland beispielsweise werden pro Person durchschnittlich 35 Liter Trinkwasser für die täglich anfallenden etwa ein bis anderthalb Kilo Urin und Fäkalien verwendet. Mit anderen Worten: Es wird 35-mal mehr Wasser verwendet, um Ausscheidun-

NPK

gen zu entsorgen als diese selbst ausmachen.

Neben dem hohen Wasserkonsum ist der Bau und Erhalt der gesamten Infrastruktur wie Leitungen, Kanäle und Kläranlagen ressourcenintensiv und Hauptkostentreiber bei der Wasserver- und -entsorgung. Hinzu kommt, dass die systematische Entfernung menschlicher Ausscheidungen, die dem Boden nicht wieder zugeführt werden, den Nährstoffkreislauf unterbricht. Die Folge: Der Boden

Kreislauf Sanitärsystem: vom Essen zum fruchtbaren Boden

verarmt. Dies führt zu Bodenerosion und erhöhtem Bedarf an Düngemitteln.

►►Terra Preta-Sanitärsysteme Ein vielversprechender Lösungsansatz sind

Kreislaufsystem zu ermöglichen. Diese Sys-

Aktuell verfügbare wasserbasierte Sanitär-

die sogenannten Terra Preta-Sanitärsysteme.

teme bieten zwei Vorteile: Die Gesundheits-

systeme sind auf der einen Seite unzurei-

Sie basieren auf einer Trennung von festen

belastung würde durch eine bessere Hygiene

chend zugänglich für Entwicklungsländer

und flüssigen Ausscheidungen sowie einer

reduziert, während gleichzeitig auf natürli-

zu-zuführen und damit ein geschlossenes

und auf der anderen Seite, so wie sie in den

mehrstufigen Behandlung der Ausschei-

che und ökologische Weise ein Düngemittel

frühindustrialisierten Ländern umgesetzt

dungen wie anaerobe Fermentierung und

gewonnen würde. Obwohl das Prinzip dieses

wurden, ökologisch ineffizient. Es besteht

Kompostierung. Diese Sanitärsysteme erlau-

Systems bereits grob skizziert und proto-

also ein Bedarf an ökologisch und ökono-

ben es, Exkremente zu sammeln, um sie als

typisch implementiert wurde, gibt es noch

misch effizienteren Alternativen.

nährstoffreichen Dünger wieder der Erde

keine umfassende, marktreife Lösung für

FUTUR 3/2013

Module beinhaltet: Produktion (3D-Drucker), Materialversorgung in einem geschlossenen Stoffkreislauf (Recycler für Kunststoff), Energieversorgung (Photovoltaikplatten und Akkumulatoren) und Wissensübertragung (Touch-PC mit befähigender Lern- und Bedieneinheit).

►►Anwendung auf Sanitärsysteme

Die CubeFactory – Ein integriertes Produktionssystem

Open Source-Wissen und lokale Produktieine flächendeckende Anwendung. Damit

Source-Bewegung: »given enough eyeballs

onskapazitäten sollen die Barrieren für Wert-

sich das ändert, haben die Organisatoren

all bugs are shallow«. Des Weiteren führt

schöpfung in den aufstrebenden Ländern

der jährlichen stattfindenden »Global Confe-

die Open Source-Produktentwicklung zu

überwinden und der lokalen Bevölkerung

rence on Sustainable Manufacturing« (GCSM)

Designs, die genauer an die individuellen

ökonomische Unabhängigkeit ermöglichen.

einen Wettbewerb ins Leben gerufen: den

Bedürfnisse der Nutzer angepasst sind, weil

Angewandt auf Entsorgungssysteme und

»Blue Responsibility Award: Manufacturing

diese bereits im Produktionsprozess Bedürf-

insbesondere Sanitärsysteme bedeutet das,

for a Sustainable Terra Preta Sanitation Sys-

nisse und Erwartungen ausdrücken können.

den Zugang zu notwendigem Wissen und zu

tem«. Die Anforderungen, die aus der Ent-

Produktionstechnik für alle Systemelemente

wicklung des Terra Preta-Sanitärsystems

►►Lokal produzieren

des Produktionsprozesses »vom Essen zum

erwachsen, zeigen beispielhaft die Her-

Darüber hinaus benötigen Regionen mit

fruchtbaren Boden« bereitzustellen.

ausforderungen der nachhaltigen Produk-

nur gering entwickelter Infrastruktur ange-

tion im Allgemeinen. Entscheidend für die

passte und auf kleine Stückzahlen ausge-

Entwicklung des Systems in Gebieten mit

richtete Produktionssysteme, die dazu in der

Kollaborationsplattformen zur gemeinsamen

unzureichend entwickelter Infrastruktur ist

Lage sind, mit lokal verfügbaren Ressourcen

und offenen Entwicklung. Dies regt Eigenin-

Lösungsansätze hierfür sind online-basierte

beispielsweise die Förderung lokaler Wert-

Wertschöpfung zu betreiben. Ein Beispiel

itiative an, da kontinuierliche Produktverbes-

schöpfung. Um sich dieser Aufgabe anzu-

für ein solches System sind sogenannte

serungen unter Berücksichtigung der spezi-

nehmen, verfolgt das Fachgebiet für Monta-

Minifabriken. Diese stellen kompakte Pro-

fischen Gegebenheiten vor Ort möglich sind.

getechnik und Fabrikbetrieb den doppelten

duktionssysteme dar, die beispielsweise in

Es können somit lokal nutzbare nachhaltige

Ansatz der globalen Verbreitung von Wissen

einem Standard ISO-Container Platz finden.

Sanitärsysteme unter Zugriff auf global ver-

und der lokalen Implementierung modularer

Minifabriken lassen sich von einem strate-

fügbares Wissen entwickelt und produziert

Produktionssysteme.

gisch günstigen Ort zum nächsten bewegen,

sowie die Gesundheit und Nahrungsmit-

um durch lokale Wertschöpfung lokalen

telproduktion verbessert werden. Lokale

►►Wissen weltweit

Ertrag zu erzielen und somit regionale Ent-

Gemeinschaften werden außerdem befä-

Ein auf Open Source-Produktentwicklung

wicklung zu fördern. In diesem Konzept ist

higt, ihre Bedürfnisse unter Berücksichtigung der vorhandenen Ressourcen zu erfüllen.

basierender Ansatz erlaubt der lokalen

es nicht das Produkt, das von einer zentralen

Bevölkerung den Zugang zu Wissen für

Produktionsstätte zu seinem Verwendungs-

ökonomische Aktivitäten. Internetbasierte

ort transportiert wird, sondern die Produk-

Open Source-Produktentwicklung ermög-

tionsstätte selbst kann dorthin gebracht

licht hohe Innovationsgeschwindigkeiten

werden, wo sie lokales Einkommen erzeugt.

und die Einbindung neuester Technologien, weil Zugangsbarrieren zu produktbezoge-

Ein weiteres Beispiel für ein modulares Pro-

nem Wissen abgebaut werden. Außerdem

duktionssystem ist die CubeFactory. Dabei

Ihr Ansprechpartner

werden die Produkte ständig weiterent-

handelt es sich um ein ein Quadratmeter

Johannes Seidel, M.Sc.

wickelt und führen damit zu ausgereifte-

großes, weitestgehend autarkes und mobi-

Telefon: +49 30 314-75835

ren Designs, getreu dem Motto der Open

les Produktionssystem, das vier essentielle

E-Mail: seidel@mf.tu-berlin.de

21

22

Forschung und Entwicklung

Sicherheitstechnik

STEUERUNG – SicherheiT kritischer infrastrukturEn in UnsichERer UmgebuNG Die Gefahr von Angriffen auf Informations- und Kommunikationstechnologien

bestehender Netzstrukturen bzw. der zuse-

für Gas-, Wasser- und Stromversorgungssysteme steigt kontinuierlich. Solche

hends intensiveren Nutzung netzabhängiger

IT-Systeme bergen zwar auf der einen Seite erhebliches Optimierungspotenzial,

Technologien in unterschiedlichsten Lebens-

gleichzeitig bieten sie jedoch vielfältige Angriffsmöglichkeiten auf entsprechende

bereichen die Anfälligkeit von Systemen.

Systeme – auch aus großer Entfernung. Bisher gängige Schutzmechanismen

Angriffsmöglichkeiten und -flächen vergrö-

genügen daher nicht mehr. Im Rahmen des Forschungsprojekts »STEUERUNG«

ßern sich daher durch eine wachsende Zahl

entwickeln TU Berlin, Fraunhofer IPK und Fraunhofer HHI seit Juli 2013 ein durch-

verbundener Endgeräte stetig. Außerdem

gehendes IT-Sicherheitskonzept, um das Gefährdungspotenzial zu verringern.

sind Angriffe auch aus großer Entfernung möglich. Stichworte sind hier Internet of Things oder Next Generation Networks, die Einführung von Smart Grids, Cloud Computing sowie die vermehrte Verwendung drahtloser Sensorknoten auf Feldebene, die die Angriffsfläche kritischer Infrastrukturen noch zusätzlich erweitern. Die Sicherstellung der informationstechnischen Sicherheit (Security) stellt damit eine wesentliche Voraussetzung für die Gewährleistung der funktionellen Sicherheit (Safety) dar.

►►Innovatives Sicherheitskonzept

Gefährdungspotenzial für eine kritische Infrastruktur

Ziel des Projekts »STEUERUNG« ist es, auf

►►Die Infrastruktur der Infrastruktur

Gesetzesentwurf des Bundesinnenministeri-

Basis von System- und Verhaltensanalysen

Die Informations- und Kommunikationstech-

ums vor, dass die Meldung von Angriffen für

unterschiedlicher Versorgungsinfrastrukturen

nologien bilden für kritische Infrastrukturen,

Betreiber kritischer Infrastrukturen künftig

und deren Fernwirktechnologie ein durch-

etwa Versorgungssysteme für Gas, Wasser

verpflichtend gilt. Bei Attacken stehen End-

gehendes IT-Sicherheitskonzept zu erarbei-

und Strom eine Meta-Infrastruktur: eine Inf-

knoten genauso im Fokus wie Steuerungs-

ten – vom einzelnen, gegebenenfalls auch

rastruktur der Infrastruktur. Die Abhängigkeit

rechner auf Prozessleitebene. Dies demons-

drahtlosen Sensor, über die Middleware

der Primär- von der Sekundärinfrastruktur

trierte etwa der Computerwurm »Stuxnet«,

und die Rechner auf Prozessleitebene bis

steigt dabei kontinuierlich. Zunehmen-

der Schwachstellen eines Prozessleitrech-

hin zu den Operatoren. Das Konzept umfasst

der ökonomischer Druck auf die Betreiber

ners im iranischen Atomkraftwerk Busher

einerseits eine Heuristik von Schwachstellen

lässt die Anforderungen an diese Systeme

ausnutzte. Hinzu kommt, dass mit steigen-

sowie technisch innovative Verfahren zur

ebenfalls wachsen. Der technische Wandel

der Komplexität die Attribuierbarkeit der

Detektion von Anomalien auf allen relevan-

durch IT verspricht Optimierungspotenzial,

Akteure erschwert wird, also die Möglichkeit,

ten System­ebenen der sensiblen Infrastruk-

um Handlungen und Prozesse effizienter

die Herkunft eines Angriffs nachzuverfolgen

tur. Andererseits beinhaltet es die konkrete

zu gestalten. IT-Infrastrukturen, wie sie in

und zu bestimmen.

Ableitung von Designanforderungen und

Sensornetzwerken vorhanden sind, haben

Gemeinsam ist den Schadprogrammen, dass

operativen Reaktionsweisen auf Angriffe in

bereits einen hohen Grad an Komplexität

sie hochspezialisiert sind und deshalb erst

den Leitstellen und vor Ort. Dabei werden

und Automatisierung erreicht.

verspätet entdeckt bzw. nachgewiesen wer-

technische Weiterentwicklungen sowie sys-

heutigen Industrieanlagen und verteilten

Handlungsempfehlungen auf Grundlage der

den. Die üblichen Schutzmethoden von IT-

temische und situative Bedingungen berück-

Die Absicherung dieser Infrastrukturen, ins-

Systemen durch sogenanntes Black-Listing,

sichtigt und sukzessive in die Betrachtung

besondere in sicherheitskritischen Bereichen,

also dem Erkennen von Signaturen bekann-

integriert. Beabsichtigt wird von vornherein

stellt deshalb eine der zentralen Herausforde-

ter Schadsoftware, stoßen hier an ihre Gren-

die technischen Innovationen zur Anomalie-

rungen für die Betreiber dar. Daher sieht ein

zen. Gleichzeitig wächst mit der Erweiterung

Erkennung in bereits vorhandene technische

FUTUR 3/2013

IT-Infrastruktur ohne nennenswerte Leistungsverluste erforscht. Die Innovation liegt dabei sowohl in der umfassenden Absicherung an sich, als auch in Forschungsschwerpunkten wie Seitenkanalanalyse, verteilte Mustererkennung auf den Sensorknoten sowie Erstellung und Überwachung eines Gesamtprozessfingerabdrucks und benutzergerechtes Reporting

►►Detektion von Anomalien Dieser Lösungsansatz unterscheidet sich grundsätzlich von klassischen Ansätzen

Übersicht über die Struktur im Projekt STEUERUNG

wie Black-Listing oder einer Netzwerkverkehranalyse. Er greift nicht auf vorhanund organisationale Prozesse einzuarbeiten.

außerordentlich komplex. Um dem gerecht

dene Signaturen zurück, sondern detektiert

Die entwickelten Lösungsansätze werden

zu werden, besteht Bedarf an Lösungsan-

Anomalien im laufenden Prozess. Vielver-

dazu anhand realitätsnaher Simulationsum-

sätzen, die die fünf Kernbereiche Plattform-

sprechend ist der Ansatz im Bereich kriti-

gebungen getestet.

sicherheit, Prozesssicherheit, Kommunika-

scher Infrastrukturen gerade deshalb, weil

tionssicherheit, Interaktionssicherheit und

in diesen Systemen ein relativer Gleichlauf

►►Heterogene Strukturen

Simulation verbinden. Zu diesem Zweck

der Meldeprozesse vorliegt, der durch die

Die Herausforderung, die Sicherheit von

werden fünf Forschungsfelder und vier

Nutzung realer, von den Unternehmen zur

Steuerungs- und Leitsystemen für ver-

Anwendungsfälle im Projekt betrachtet.

Verfügung gestellter Daten rekonstruiert

teilte Versorgungssysteme für Gas, Wasser

Dazu wird von den Projektpartnern eine

werden kann. Ein Demonstrator, der am

und Strom zu gewährleisten, ist aufgrund

neuartige und permanente Laufzeitüber-

Fraunhofer IPK eingerichtet wird, soll nach

der heterogenen, verteilten Strukturen

wachung an unterschiedlichen Stellen einer

Abschluss des Vorhabens die Funktionsfähigkeit der Gesamtlösung hinsichtlich der

Permanente Laufzeitüberwachung einer kritischen Infrastruktur

Einzelziele veranschaulichen.

Ihre Ansprechpartner Prof. Dr.-Ing. Jörg Krüger Telefon: +49 30 39006-183 E-Mail: joerg.krueger@ipk.fraunhofer.de

Christian Horn, M.Sc. Telefon: +49 30 341-21546 E-Mail: horn@iwf.tu-berlin.de

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Interview

Software im Crash Test Wenn Automobilhersteller die Sicherheit neuer Fahrzeugmodelle überprüfen, unterziehen sie sie einem Crash Test. Markus Robin, General Manager bei der SEC Consult, fordert solche Sicherheitstests auch für Softwareprodukte. Warum, erklärt er im Interview mit FUTUR.

FUTUR: Herr Robin, Sie beraten Unterneh-

anrichten kann. Das ist die Diagnose, aber

genbauer müssen demnach in Zukunft ihre

men in Bezug auf Informations- und Applika-

wir bieten auch die die Therapie dazu. Was

Maschinen und die darin enthaltene Soft-

tionssicherheit. Vor welchen Herausforderun-

muss man tun, um tatsächlich sicher, siche-

ware ausreichend absichern, wenn sie nicht

gen stehen Hersteller und Anwender heute?

rer zu sein.

ihre Kunden gefährden wollen.

Robin: Das Thema Informations- und Appli-

FUTUR: Sie haben vor zwei Jahren nach-

FUTUR: Wie testen Sie die Sicherheit von

kationssicherheit wird derzeit zwar breitflä-

gewiesen, dass über 50 Prozent der Stan-

Software?

chig diskutiert und ist auch in den Medien

dard-Software kritische Sicherheitslücken

durchaus präsent. Aber das Problembewusst-

enthält. Haben die Hersteller inzwischen

Robin: Wir führen Crash Tests durch, ähnlich

sein bei den Unternehmen ist nur sehr gering

darauf reagiert, konnten Sie Verbesserun-

wie in der Automobilindustrie. Dabei spielen

ausgeprägt. Ich vergleiche das immer gern

gen beobachten?

wir standardisiert über einen gewissen Zeit-

Robin: Nein, da hat sich leider nicht grund-

unsere Experten machen das, was ein kri-

mit dem Thema Gesundheit: Man weiß zwar, dass man z. B. mal wieder zum Zahnarzt

raum ausgewählte Testfälle durch. Das heißt,

müsste, aber man schiebt den Besuch vor

sätzlich etwas getan. Das liegt sicherlich zum

mineller Hacker auch tun würde. Sie geben

sich her. Ähnlich geht es vielen Unternehmen

einen am starken Preiskampf, dem Software-

z. B. in Eingabefeldern Zeichen ein, die die

beim Thema Softwaresicherheit. Sie haben

Hersteller ausgesetzt sind. Zum anderen ist

Applikation oder die Software in einen

oft den fälschlichen Eindruck, dass sie selbst

das Thema Sicherheit für die Anwender nicht

anderen Zustand bringen, als ursprünglich

nicht gefährdet sind, sondern dass nur die

so transparent. Sie können in der Regel nur

vom Entwickler gedacht. Wenn sie in ein

anderen Unternehmen vom Diebstahl sen-

schwer beurteilen, ob eine Software siche-

Betrags- oder Namensfeld gewisse kleine

sibler Daten betroffen sind. Vor allem mit-

rer oder unsicherer als die andere ist. Wir

Softwareteile hineinschreiben, können sie die

telständische Firmen denken gern, dass sie

sehen allerdings, dass die Bestrebungen der

Datenbank auslesen und aus der Datenbank

von Hackern nicht gefunden werden, weil

Hersteller mehr in Punkto Sicherheit zu tun,

können sie dann wieder andere Inhalte oder

sie scheinbar nicht so präsent sind wie große

auch zu investieren, zugenommen haben.

Passwörter extrahieren, mit denen sie wei-

OEMs. Aber so lange ein Kunde diese Fir-

Diese Tendenz ist positiv, aber unsere Tests

ter arbeiten können. Vor solchen Angriffen

men findet, weil er genau ihr Produkt haben

zeigen nachwievor, dass sich keine gravie-

schützt in der Regel auch kein Username und

möchte, wird ein Angreifer, der an ihren IPs

rende Veränderung ergeben hat. Wir fühlen

kein Password. Um mit einem Bild zu spre-

interessiert ist, sie genauso finden. Da gibt

uns da auch von einer aktuellen Studie des

chen – selbst wenn Sie eine sichere Tür haben,

es keinen Unterschied. Das heißt, was wir

VDMA bestätigt, die die Sicherheitsbedro-

gehen Hacker durch die Wand daneben.

im Moment als größte Bedrohung sehen,

hungen, denen Maschinen- und Anlagen-

ist, dass viele Unternehmen die Gefahr nicht

bauer ausgesetzt sind, untersucht hat. Es

FUTUR: Sie engagieren sich auch für For-

real wahrnehmen. Das ist so, als ob Sie mit

ist jetzt hoch an der Zeit, speziell für mittel-

schung und Entwicklung im Bereich sichere

Sommerreifen bei Schnee und Glatteis fah-

ständische Betriebe, sich mit diesen Gefah-

Webapplikationen. Wo setzen Sie hier

ren und ihre Windschutzscheibe nicht frei

ren auseinanderzusetzen. Und eine Gefahr

Schwerpunkte?

geräumt haben. Sie fühlen sich vielleicht

erkennt man aus unserer Sicht nur, wenn

auf den ersten Metern noch sicher, aber die

man von außen einen Dritten, einen Exper-

Robin: Wir haben gerade gemeinsam mit

Wahrscheinlichkeit, dass Sie einen Unfall

ten analysieren lässt, wie man in Sichher-

dem deutschen BSI einen Leitfaden für die

bauen, ist signifikant erhöht. Unsere Auf-

heitsbelangen aufgestellt ist. Hinzu kommt,

Beschaffung von sicheren Webanwendun-

gabe ist es, den Firmen zu sagen, welche

dass im neuen Koalitionsvertrag auch ein

gen erstellt. Das ist ein großes Thema für

Sicherheitsrisiken sie haben und sie darü-

Passus zum Thema Produkthaftung für Soft-

uns, wo wir im Moment auch die beste

ber aufzuklären, was ein Hacker tatsächlich

ware enthalten ist. Maschinen- und Anla-

Möglichkeit sehen, Sicherheitslevels für den

FUTUR 3/2013

25

Zur Person Markus Robin studierte Informatik an der TU Wien und startete im Anschluss seine Karriere als Research-Ingenieur bei Alcatel-Elin.

1995 wechselte er als Senior Manager zu Ernst & Young Unternehmensberatung (später Capgemini Consulting Österreich AG), wo Einkauf und den Einbau von Software-Pro-

lität in Bezug auf Sicherheitsprodukte und

er ab 2000 als Vice President verantwortlich

dukten und -Komponenten zu definieren. -dienstleistungen gelebt wird. Außerdem

zeichnete. Seit 2005 ist Robin General Mana-

Mit dem Fraunhofer IPK verbindet uns schon

sehen wir in Berlin auch den idealen Nähr-

ger bei der SEC Consult Unternehmensbera-

seit Jahren eine große Bandbreite von Akti-

boden für die richtigen hochtalentierten

tung GmbH, einem der führenden Berater

vitäten. Im Bereich der Rekonstruktion arbei-

Personen, die uns helfen Sicherheitstests

für Informations- und Applikationssicherheit.

ten wir daran, die Forschungsergebnisse der

und Sicherheitslösungen für unsere Kunden

Zusätzlich fungiert Markus Robin als Beirats-

IPK-Experten auch in Österreich für gewisse

zu entwickeln. Wir sind derzeit in intensiven

mitglied der Cyber Akademie, ein unabhän-

Domänen und Nutzergruppen anwendbar

Vorbereitung für unsere Dependence. 2014

giges Ausbildungs- und Kompetenzzentrum

zu machen. Darüber hinaus arbeiten wir

soll es losgehen und wir freuen uns auch

für Informationssicherheit und Datenschutz.

in Fragen der Sicherheit von kritischen Inf-

schon sehr darauf, dann hier vor Ort zu sein. Über SEC Consult:

rastrukturanwendungen zusammen. Hier geht es darum, Mechanismen zu entwickeln,

FUTUR: Sie suchen dafür IT-Security-Spezi-

Das herstellerunabhängige Unternehmen

mit deren Hilfe Anbieter solcher Systeme

alisten. Welche BewerberInnen haben bei

mit Niederlassungen in Frankfurt, Wien, Wie-

Hacker-Angriffe abwehren können.

Ihnen die besten Chancen?

ner Neustadt, Vilnius, Singapur und Montreal ist Spezialist für externe und interne

FUTUR: Sie bauen derzeit eine High-tech

Robin: Unsere Sicherheitsanalytiker, die

Sicherheitstests, sichere Software(-Entwick-

Firma in Berlin auf. Mit welchen Aufgaben

White Hat Hacker wie wir auch sagen, sind

lung), Sicherheitszertifizierungen (ISO 27001,

wird sie sich beschäftigen?

immer jene Leute, die in ihrer Kindheit lieber

ÖNORM A 7700) und die schrittweise, nach-

ihr Spielzeug zerlegt haben, als es zusam-

haltige Verbesserung des Sicherheitsniveaus.

Robin: Unsere Berliner Niederlassung wird

menzubauen. Wir suchen Personen, die sehr

Zu den Kunden von SEC Consult zählen füh-

zum einen speziell Firmen aus dem Maschi-

kreativ sind und auch eine Leidenschaft für

rende Unternehmen und Organisationen aus

nen- und Anlagenbau unterstützen. Wir

die Sicherheit mitbringen. Wenn man in

dem Dienstleistungs- und Verwaltungssek-

wollen sie motivieren, ihre Produkte tat-

diesem Bereich arbeitet, muss man ein sehr

tor sowie viele Software-Hersteller. Mit der

sächlichen Crash Tests zu unterziehen, damit

hohes Durchhaltevermögen haben. Man

SEC Academy bietet SEC Consult seit 2013

deren Sicherheit real zu überprüfen und

muss sehr intensiv und durchaus mit Emo-

eigene Kurzlehrgänge und Trainings zum Thema IT-Security für Unternehmen an.

wenn nötig gemeinsam mit uns Verbesse-

tion dabei sein, um zu wissen: Wie bringe

rungen durchzuführen. Auf der anderen

ich ein System dazu, Schwachstellen preiszu-

Seite wollen wir auch den deutschen Bun-

geben? Und wie kann ich den Unternehmen

Kontakt

desbehörden und den Behörden im Berliner

helfen, diese dann auch wieder zu behe-

Markus Robin

Umfeld unsere Dienstleistungen anbieten.

ben. Also Kompetenz, die Fähigkeit, Dinge

Telefon: +49 (69) 17537343

Wir unterstützen ja auch das Thema Sicher-

sehr genau zu analysieren und auch diese

E-Mail: m.robin@sec-consult.com

heit made in Germany, weil hier hohe Qua-

Leidenschaft, das ist für uns ganz wichtig.

www.sec-consult.com

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Partnerunternehmen

Dark Horse – Agentur für Innovationen 32 Absolventen der HPI School of Design Thinking waren 2009 auf der Suche nach innovationsfreudigen Unternehmen, die mutig genug waren sie einzustellen und danach nicht zu unterdrücken. Eine Suche nach etwas, das es nicht gab.

Sie mussten also nicht nur die Innovationen, sondern die Voraussetzungen dafür mit erfinden. Das haben sie getan.

Design kommen. Die Hauptelemente von Design Thinking sind die kollaborative, interdisziplinäre Zusammenarbeit in Teams, ein mehrstufiger, iterativer Prozess, der Problemanalyse von Lösungsfindung trennt, eine starke Orientierung an impliziten Nutzerbedürfnissen und praktisches Arbeiten mit flexibler Nutzung von Materialien und Raum.

Design Thinking ist geeignet, um in kürzester Zeit komplexe und offene Fragestellungen zu bearbeiten und nutzerzentrierte Innovationen zu entwickeln. In einer Welt, in der sich jeder jederzeit über alles informieren kann und gleichzeitig viele Menschen Dinge »nur« noch nutzen anstatt sie dauerhaft zu besitzen, schafft dies nachhaltige Wettbewerbsvorteile, neue Märkte, Wachstum und Profit.

Dark Horse Innovation

►►Kollaborative Kultur Dark Horse macht Innovationen: Wir entwickeln für und mit unseren Auftragge-

durch oder helfen unseren Auftraggebern bei einzelnen Schritten.

Für uns ist Design Thinking mehr als eine Methode. Wir haben die Prinzipien des An­satzes konsequent zur Basis unserer Orga-

bern neue Produkte und Services und helfen Unternehmen, ihre Ideen im Sinne ihrer

Dark Horse macht außerdem innova-

nisationskultur gemacht und entwickeln

Kunden weiterzuentwickeln. Wir führen

tiv: Durch Beratung, staatlich zertifizierte

unsere Firma ständig weiter: Bei Dark Horse

komplette Innovationsprojekte von der

Workshops sowie speziell entwickelte

arbeiten 30 Akademiker aus 25 Fachdiszi-

Nutzerforschung, über Problemdefinitio-

Whiteboards und Software unterstützen

plinen ohne jegliche Hierarchie und trotz-

nen, Lösungsentwicklung, Prototyping und

wir unsere Auftraggeber dabei, ihre Struk-

dem effizient zusammen. Viele von uns sind

Testing bis zur Implementierungsbegleitung

turen, Prozesse und ihre Unternehmenskul-

weiterhin praktisch oder forschend in ihren

tur auf kollaboratives und kreatives Arbeiten

Gebieten tätig. Dadurch bekommen wir eine

auszurichten.

360° Perspektive auf Probleme und können neuartige Konzepte dafür entwickeln.

Kontakt Dark Horse GmbH Christian Beinke

►►Design Thinking und Service Design Zur Entwicklung von Innovationen und Wei-

Ritterstraße 12 – 14

terentwicklung bestehender Dienstleistun-

10969 Berlin

gen nutzen wir Design Thinking und Service

E-Mail: c.beinke@thedarkhorse.de

Design. Dabei wird die Arbeitskultur von

Telefon: +49 173 3584198

Designern genutzt, um Probleme anzupa-

www.thedarkhorse.de

cken, die ursprünglich nicht aus der Disziplin

Laborporträt

FUTUR 3/2013

Digital Cube Test Center Das Digital Cube Test Center (DCTC) kann für verschiedene Anwendungsszenarien innerhalb der Produkt- und Prozessentwicklung eingesetzt werden.

Es ist Bestandteil des Forschungs- und Anwendungszentrums für Füge- und Beschichtungstechnik (FORUM) an der Technischen Universität Berlin in Kooperation mit dem Fraunhofer IPK.

Das DCTC unterstüzt zahlreiche Anliegen der Produkt- und Prozessentwicklung.

Zur funktionalen Erprobung mechatronischer Fahrzeug­funktionen kann eine neuartige Entwicklungsumgebung geschaffen werden.

Durch Echtzeitsimulation dient es ebenso der ganzheitliche Betrachtung von Mensch, Fahrzeug und Umgebung, sowie deren Interaktion, unter dynamischen Bedingungen.

Darüber hinaus reichern Simulationsmodelle CAD und Visualisierungsmodelle an. Auch die Nutzbarkeit digitaler Modelle hinsichtlich kontextsensitiver Beurteilung wird verbessert. Komplexe mechatronische Systeme können bereits in frühen Entwicklungsphasen abgesichert und ihr Risiko umfassend

Aufbau des Digital Cube Test Centers

bewertet werden. Ebenso erfolgen frühzeitig und nicht erst am realen Prototyp Ergonomieuntersuchungen.

Entwicklungsumgebung und Platz für die

es vier Barco RLM W12 Projektoren (12.000

Versuchsplanung befinden sich im Opera-

Lumen, WUXGA) mit einer Bildgröße von

►►Aufbau und Ausstattung

torraum. Dort stehen ein PC-Arbeitsplatz,

3,20 x 2,40 Metern, Festo Airmotion Ride,

Die Schwerpunktanwendungen des DCTC

Lautsprecher und Mikrofon bereit.

eine zweiachsige Bewegungs- und eine Hap-

sind der Functional Drive Simulator und das

tikplattform, diverse lnteraktionsgeräte, ein

Smart Hybrid Process Planning. Auf insge-

Der zentrale Standort der IT-Hardware ist

Podestsystem, ein 9.2 High-End Audio Sys-

samt 90 Quadratmetern stehen vier klima-

der Serverraum. KVM Switch, Rendering

tem mit circa zehn Kilowatt Leistung, ein

tisierte Räume zur Verfügung: Empfangs-,

System, 4 High-End PCs, Mischpult, Audio-

Eye-Trackingsystem sowie Videoaufzeich-

Operator-, Server und Simulationsraum.

anlage, dSpace Hardware, 1O Gbit Switch für

nung und Headtracking.

Neben Begrüßung und Einführung von Test-

Kameras, Audio, usw., WLAN Access Point

High-End Anwendungen, 1 Gbit Switch für personen, Kunden und Entwicklern dient der

und Datenback-up Server sind Bestandteil

Empfangsbereich der Arbeits- und Versuchs-

seiner Einrichtung.

vorbereitung. Projektionstechnik, Garderobe, Wandschrank mit eingebauter Teeküche

Kernstück des DCTC, in dem sich Testperso-

und flexibles Tischkonzept sind hier in der

nen und Entwickler aufhalten, ist der Simula-

Ausstattung enthalten.

tionsraum. Visualisierungsanlage, Spiegelsystem und Projektorhalterungen in einer eigens

Dipl.-Ing. Maik Auricht

Die Kommandozentrale des Operators für

entwickelten Profils­chienenkonstruktion ste-

Telefon: +49 30 39006-111

Anweisungen der Probanden sowie die

hen hier zur Nutzung bereit. Außerdem gibt

E-Mail: maik.auricht@ipk-projekt.fraunhofer.de

Ihr Ansprechpartner

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Ereignisse und Termine

Neuer Robotik-OP der Charité eingeweiht Technologietag Medizintechnik stellt Operationssaal der nächsten Generation vor Die Teilnehmerinnen und Teilnehmer des Technologietags Medizintechnik waren am 13. Dezember Zeugen eines wichtigen Moments für die Operationstechnik von morgen: Sie erlebten live die erste Operation im neuen Robotik-OP der Berliner Charité. Per LiveStream wurde der Eingriff, eine Bandscheibenoperation, in einen Hörsaal ein paar Gebäude weiter übertragen. Dort verfolgten ihn etwa sechzig Anwesende aus Forschung, Journalismus und den Führungsebenenen medizintechnischer Unternehmen.

Der hochmoderne Operationssaal, der in Zusammenarbeit mit dem Technologiepartner Trumpf Medizin Systeme entstanden ist, beinhaltet die nötige Ausstattung für innovative Verfahren der bildgeführten und minimal-invasiven Chirurgie. »Die enge Zusammenarbeit von Medizinern und Ingenieuren bringt Vorteile für alle Beteiligten und in besonderer Weise für die Patienten: Sie erhalten eine Behandlung von erfahrenen Charité-Experten mit den neuesten technischen Möglichkeiten«, so Prof. Dr. Frei, Ärztlicher Direktor der Charité.

Zur Eröffnung wurde eine Bandscheiben-OP live in den Hörsaal übertragen.

In der minimal-invasiven und der computerunterstützten

Von der qualitativ hochwertigen Übertragung aus dem OP in den

Chirurgie arbeiten Operateure unter Zuhilfenahme bildgebender

Hörsaal profitieren in Zukunft auch Medizinstudenten.

Verfahren. Ein OP-Tisch mit einer komplett durchleuchtungsfähigen Carbon-Tischplatte ermöglicht es, Röntgenaufnahmen

Prof. Dr.-Ing. Erwin Keeve, Experte für Navigation und Robotik an

vorzunehmen, ganz gleich welche Körperregion des Patienten

der Charité und am Fraunhofer IPK, betont: »Mit diesem Robotik-OP

abgebildet werden muss. Die Bilder werden sowohl über hoch-

werden wir gemeinsam mit den beteiligten Kooperationspartnern

auflösende Displays an den Wänden als auch über Monitore

in ganz entscheidender Weise die Zukunft von Operationssälen

direkt am OP-Tisch angezeigt. Ein zentrales Videomanagement-

mitgestalten: Sowohl hinsichtlich der technologischen Innovatio-

System dokumentiert, sichert und überträgt Bilder und Videos

nen und der Bedienbarkeit integrierter High-End-Operationssäle

von Operationen. Dies ermöglicht den kommunikativen Aus-

als auch insbesondere im Hinblick auf die interdisziplinäre Nutzung

tausch per Videokonferenz mit Medizinern vor Ort und weltweit.

moderner Versorgungsstrukturen.«

Im Robotik-OP ist eine ständige Rundumüberwachung des Patienten durch moderne Technik gesichert.

Neben der Live-Schalte in den Robotik-OP umfasste der Technologietag Medizintechnik zehn Vorträge von Wissenschaftlern des Fraunhofer IPK und der Charité zu den Themenkomplexen Operationssaal der Zukunft, Instrumentennavigation und Rapid Prototyping sowie Software im Operationssaal.

Ihr Ansprechpartner Prof. Dr.-Ing. Erwin Keeve Telefon: +49 30 39006-120 erwin.keeve@ipk.fraunhofer.de

FUTUR 3/2013

Technik trifft Geschichte Fraunhofer IPK-Team gewinnt den Europäischen Innovationspreis Für eine Software, die zerrissene Stasi-Akten automatisiert rekons-

Jetzt wurden Projektinitiator Dr. Bertram Nickolay und sein Team

truiert, erhielt das Team von Dr. Bertram Nickolay (Fraunhofer IPK)

mit dem EARTO-Preis geehrt. Der Preis wird in diesem Jahr zum

am 4. Dezember den EARTO-Innovationspreis der European Asso-

fünften Mal von der European Association of Research and Tech-

ciation of Research and Technology Organisations.

nology Organisations vergeben. »Für mein Team und mich ist es eine große Ehre, den EARTO-Preis zu erhalten. Neben der Heraus-

Kurz vor dem Mauerfall im Herbst 1989 zerrissen Mitarbeiter des

forderung, weltweit technisches Neuland zu betreten, hat uns bei

Staatssicherheitsdienstes, der ehemaligen Geheimpolizei der DDR,

der Entwicklung der Rekonstruktionstechnologie auch immer die

etwa 40 Millionen Seiten mit Aufzeichnungen. Das Ergebnis: etwa

gesellschaftliche Relevanz vorangetrieben«, resümiert Nickolay.

600 Millionen Papierschnipsel, die Informationen über Mitarbeiter und Opfer der Stasi enthalten. Die in kleinste Teile zerrissenen

Damit der ePuzzler seine Arbeit akkurat erledigen kann, muss er

Seiten von Hand zusammenzufügen, würde Jahrhunderte dauern.

allerdings noch lernen. Der Prototyp wird seit März 2013 im produktiven Betrieb trainiert und optimiert. Im nächsten Schritt wollen

Eine umfassende und zudem deutlich schnellere Rekonstruktion wird

die Fraunhofer-Forscher Techniken entwickeln, die das Scannen der

durch den ePuzzler möglich, den Forscher am Fraunhofer IPK entwi-

Schnipsel weitestgehend automatisiert. Interessant ist die neue

ckelt haben. Die Software wertet mit Hilfe komplexer Algorithmen

Technik übrigens nicht nur für die Rekonstruktion der Stasi-Akten,

die digitalisierten Schnipsel aus, die ein Scanner zuvor erfasst hat:

sondern auch für die Wiederherstellung sowie Erhaltung kulturell

Auf Basis von Merkmalen wie Form, Farbe, Textur, Linierung und

und gellschaftlich relevanter Dokumente und Objekte.

Schriftbild werden passende Nachbar-Teile gesucht und anschließend

Weitere Informationen zu EARTO finden Sie hier:

www.earto.org

virtuell gepuzzelt. »Auf diese Weise schränken wir zunächst den Suchraum in der gigantischen Schnipselmenge ein und beschleu-

Ihr Ansprechpartner

nigen damit den eigentlichen Puzzleprozess erheblich«, erläutert

Dr.-Ing. Betram Nickolay

Projektleiter Jan Schneider vom IPK.

Telefon: +49 30 39006-201 bertram.nickolay@ipk.fraunhofer.de

Immer im Bilde über den Patienten Technologien für die bildgestütze Chirurgie auf der MEDICA Operationen sicherer und effizienter gestalten: das ist das Ziel verschiedener Projekte aus dem Bereich Medizintechnik am Fraunhofer IPK, die sich mit modernen Bildgebungsverfahren beschäftigen.

Die neusten Forschungs- und Entwicklungsergebnisse auf diesem Feld präsentierten die Wissenschaftler vom 20. bis 23. November auf der MEDICA. Im Fokus stand dabei das Projekt ORBIT, das vor allem als Ausgangspunkt diente, um das breite Spektrum des Knowhows im Bereich Technologien für die bildgestützte Chirurgie am Fraunhofer IPK darzustellen. Diese erstrecken sich von RobotikSystemen und Kalibriermethoden über die Rekonstruktion und Darstellung von 3D-Bilddaten bis hin zu klinischen Navigations-

Fraunhofer IPK präsentierte auf der MEDICA modernste bildgebende Verfahren.

lösungen. Mit 132.000 Fachbesuchern aus 120 Ländern und 4.641 Ausstellern aus 66 Nationen war die MEDICA 2013 die weltgrößte Medizinmesse.

Ihr Ansprechpartner Prof. Dr.-Ing. Erwin Keeve Telefon: +49 30 39006-120 erwin.keeve@ipk.fraunhofer.de

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Ereignisse und Termine

Brasilien I Erstes SENAI-Institut unter Fraunhofer IPK-Beteiligung eingeweiht Die Zusammenarbeit zwischen dem brasilianischen Nationalen Dienst für industrielle Ausbildung (SENAI) und dem Fraunhofer IPK trägt Früchte: Am 17. September wurde in Curitiba das erste von insgesamt 23 geplanten Innovationsinstituten eröffnet. Experten vom Fraunhofer IPK hatten im Rahmen der Kooperation die strategische Planung des neuen Forschungszentrums maßgeblich unterstützt. Für das SENAI-Innovationsinstitut für Elektrochemie (SENAI Institute of Innovation in Electrochemistry) in Curitiba stellten sie unter anderem den Businessplan auf und entwarfen Implementierungskonzepte. Als Vorbilder dienten dabei globale Best Practice-Beispiele im Bereich angewandter Forschung – wie die Fraunhofer-Gesellschaft. »Durch die Innovationsinstitute werden wir das in der Forschung generierte Wissen auf die industrielle Anwendung übertragen, zum Vorteil der Unternehmen, die dadurch auf globaler Ebene wettbe-

Prof. Dr. Eng. Jefferson de Oliveira Gomes, Executive Manager for Technology and Innovation bei SENAI (re.), und Dr. Markus Will, Fraunhofer IPK, bei der Eröffnung des SENAI Institute of Innovation in Electrochemistry

werbsfähiger werden«, so der SENAI-Innovationsmanager für die Region Paraná, Filipe Cassapo. Zukünftige Forschungsschwerpunkte

Ihr Ansprechpartner

der Einrichtung sind die Bereiche Nanotechnologie, Energie, Öl und

Prof. Dr.-Ing. Holger Kohl

Gas, Batterien und Energieakkumulatoren, Korrosion, Bio-Korrosion,

Telefon: +49 30 39006-233

Sensoren, Industrielacke und neue Materialien.

holger.kohl@ipk.fraunhofer.de

Brasilien II Bildungsministerium und Fraunhofer IPK vertiefen Kooperation Das brasilianische Bildungsministerium und das Fraunhofer IPK werden ihre gemeinsamen Bemühungen um die brasilianische Bildungslandschaft intensivieren. Ziel der in einem Memorandum of Understanding festgelegten Zusammenarbeit ist die »Entwicklung und Implementierung einer Innovationsstrategie für das Bundesnetzwerk für Berufliche, Wissenschaftliche und Technologische Bildung durch Erfahrungsaustausch zum gegenseitigen Nutzen«.

Bei einem Treffen im Oktober wurde auch das Konzept des sogenannten Brasilianischen Unternehmens für Forschung und Industrielle Innovation (Empresa Brasileira de Pesquisa e Inovação Industrial, EMBRAPII) vorgestellt. EMBRAPII soll innerhalb der nächsten Jahre mit Unterstützung der Fraunhofer-Gesellschaft die Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten an verschiedenen Standorten Brasiliens fördern. Das Konzept sieht insbesondere die Stärkung der angewand-

Delegation des Fraunhofer IPK und des brasilianischen Bildungsministeriums bei der Unterzeichnung des Memorandum of Understanding.

Ihr Ansprechpartner

ten Forschung und der Zusammenarbeit mit Industrieunternehmen

Prof. Dr.-Ing. Holger Kohl

vor, mit dem Ziel die Produktivität der brasilianischen Industrie lang-

Telefon: +49 30 39006-233

fristig und nachhaltig zu erhöhen.

holger.kohl@ipk.fraunhofer.de

FUTUR 3/2013

Die Teilnehmerinnen und Teilnehmer des XIV. Internationalen Produktionstechnischen Kolloquiums hören Prof. Uhlmanns Vortrag.

»Effiziente Fabriken – Wissen, Werkzeuge, Wertschöpfung« Produktionstechnisches Kolloquium 2013 am PTZ Bereits zum 14. Mal waren am 25. und 26. September Interessierte

Dabei erörtertern sie neue Ansätze für den Umgang mit Wissen,

aus Industrie, Wissenschaft, Gesellschaft und Politik zum Produkti-

präsentierten Werkzeuge und Methoden, um Wissen in Wert-

onstechnischen Kolloquium (PTK) ans PTZ geladen. Das diesjährige

schöpfung umzuwandeln, und diskutierten gemeinsam mit rund

Leitthema der Veranstaltung waren »Effiziente Fabriken«, während

200 Anwesenden Szenarien für die effiziente Fabrik der Zukunft.

der Untertitel verriet, womit diese Effizienz gewährleistet werden kann: »Wissen, Werkzeuge, Wertschöpfung«.

Neben den Plenarvorträgen und den Sessions zu den drei Anwendungsfeldern fand zwischen den großen Maschinen des Versuchsfel-

Das PTK begann direkt im Anschluss an die 11th Global Conference

des auch der traditionelle Berliner Abend statt, bei dem in lockerer

on Sustainable Manufacturing und knüpfte auch inhaltlich an diese

Atmosphäre Erfahrungen ausgetauscht und Netzwerke geknüpft

an: Wie können wir auch in Zukunft global und regional Produkte

wurden. Den Abschluss der Veranstaltung bildete dieses Jahr

erfolgreich entwickeln und herstellen? Welche Ressourcen benötigen

eine Gedenkfeier für Prof. Günter Spur (siehe Seite 34).

wir dafür? Wie können wir Wertschöpfung nachhaltig sicherstellen?

Expertinnen und Experten aus Industrie und Wissenschaft stellten

Ihr Ansprechpartner

mögliche Lösungsansätze für diese Fragen und neue Konzepte für

Steffen Pospischil

die Anwendungsfelder »Informationstechnik«, »Management und

Telefon: +49 30 39006-140

Organisation« sowie »Technologie« vor.

steffen.pospischil@ipk.fraunhofer.de

Links: Der traditionelle Berliner Abend fand im Versuchsfeld des PTZ statt.

Rechts: Während der Pausen wurden beim PTK Kontakte geknüpft.

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32

Ereignisse und Termine

»Zwischen den Zeiten« ZDF dreht Stasi-Spielfilm am PTZ Forscher des Fraunhofer IPK arbeiten im Auftrag der Stasi-Unterlagen-Behörde seit Jahren an dem gigantischen Puzzle, mit dem von Stasi-Mitarbeitern im Jahr des Mauerfalls zerfetzte Unterlagen aus mehr als 15 000 Säcken elektronisch zusammengesetzt werden sollen. 2014 wird das ZDF einen Spielfilm senden, der auf diesem Großprojekt basiert. Sophie von Kessel spielt die westdeutsche Ingenieurin Annette, die mit ihrem Team am Fraunhofer IPK die Rekonstruktion zerrissener Akten des DDR-Ministeriums für Staatssicherheit vorantreiben soll. Dabei stößt sie auf ein Foto ihrer Jugendliebe Michael (Benjamin Sadler), den sie einst auf einer Klassenfahrt in die DDR kennenlernte. Seine Flucht in den Westen scheiterte, die Stasi fing ihn ab. Bei Annette setzt sich ein Gefühlskarussell in Gang.

Einige Filmszenen wurden im Oktober 2013 an den Originalschauplätzen im PTZ gedreht. Ergänzend zu dem Streifen sei auch eine

Stasi-Schnipsel: das täglich Brot der fiktiven Fraunhofer-Forscherin des ZDF-Films.

Dokumentation zur Rekonstruktion der Stasi-Unterlagen geplant.

Der Ausstrahlungstermin ist noch unklar, jedoch soll »Zwischen

Ihr Ansprechpartner

den Zeiten« laut Informationen des ZDF an einem Sonntag zur

Steffen Pospischil

Primetime laufen.

Telefon: +49 30 39006-140 steffen.pospischil@ipk.fraunhofer.de

Smart City Berlin Tour Senatorin Yzer besucht das Fraunhofer IPK Am 11. September war die Berliner Senatorin für Wirtschaft, Technologie und Forschung Cornelia Yzer zu Gast am Fraunhofer IPK. Im Rahmen einer Technologie-Tour durch die vier Fraunhofer-Institute der Hauptstadt unter dem Motto »Smart City Berlin« besichtigte sie die flexible Roboterzelle im Versuchsfeld des PTZ sowie den Arbeitsbereich »Generative Verfahren«. Es war bereits der zweite Besuch der Senatorin am Fraunhofer IPK, zuvor hatte sie sich im März am Institut zum Schaufenster Elektromobilität informiert. »Mit ihrer Hochtechnologieforschung machen die FraunhoferInstitute Berlin zu einer Referenzstadt für Zukunftslösungen.

Ob Datenübertragung mit Licht, vernetzte Sicherheit bei Katastrophen, flexible Roboter, virtuelle Produktentwicklung oder winzigste

Prof. Dr.-Ing. Krüger, Senatorin Yzer und Dipl.-Ing. Mathei in der Roboterzelle

Einmalkameras für die Medizin – Fraunhofer bietet Ideen und Konzepte für die intelligente Stadt und macht Berlin zu einem inter-

Ihr Ansprechpartner

national gut vernetzten Umschlagplatz für Zukunftstechnologien«,

Prof. Dr.-Ing. Jörg Krüger

so Senatorin Yzer.

Telefon: +49 30 39006-184 joerg.krueger@ipk.fraunhofer.de

FUTUR 3/2013

Call for Papers 12th Global Conference on Sustainable Manufacturing 2014 in Malaysia

Vom 22. bis zum 24. September 2014 findet die 12. Global Con-

internationalen Wettbewerb ins Leben gerufen. Der »Blue Responsi-

ference on Sustainable Manufacturing (GCSM) in Johor Bahru,

bility Award: Manufacturing for a Sustainable Terra Preta Sanitation

Malaysia statt. Nach vorausgegangenen Konferenzen in Shanghai,

System« dient dem Zweck, die Entwicklung von neuen nachhaltigen

Sao Carlos, Madras, Abu Dhabi, St. Petersburg, Istanbul und 2013

Sanitärkonzepten voranzutreiben und ist mit 10 000 Euro dotiert.

in Berlin ist die Gastgeberin der 12. GCSM die Universiti Teknologi

Teilnahmebedingungen und Fristen können auf der Website einge-

Malaysia. Die GCSM bietet Forschungseinrichtungen und Unterneh-

sehen werden. Teilnehmer sind herzlich eingeladen.

men aus aller Welt eine Basis zum Wissensaustausch auf dem Gebiet

Weitere Informationen finden Sie hier:

www.www.gcsm.eu

der nachhaltigen Wertschöpfung.

Circa 40% der Weltbevölkerung hat keinen Zugang zu sanitären Einrichtungen mit verheerenden Auswirkungen auf die Umwelt

Ihr Ansprechpartner

und Gesundheit der Menschen. Gleichzeitig schreiten das Bevölke-

Prof. Dr.-Ing. Günther Seliger

rungswachstum und die Urbanisierung voran. Um dieser Herausfor-

Telefon: +49 30 314-22014

derung zu begegnen, haben die Organisatoren der 12. GCSM einen

seliger@mf.tu-berlin.de

Neue Professur Amtsantritt von Prof. Dr.-Ing. Holger Kohl Im Oktober hat Prof. Dr.-Ing. Holger Kohl die Leitung des Fachge-

der TU Berlin und der Fraunhofer-Gesellschaft getragen wird. Pro-

biets »Nachhaltige Unternehmensentwicklung« an der Fakultät V

fessor Kohl ist damit in Personalunion ebenfalls Leiter des Geschäfts-

im Institut für Werkzeugmaschinen und Fabrikbetrieb (IWF) über-

feldes Unternehmensmanagement des Fraunhofer IPK.

nommen. Es handelt sich um eine S-Professur, die gemeinsam von Prof. Dr.-Ing. Holger Kohl auf dem Dach des PTZ

Prof. Kohl hat an der TU Berlin Wirtschaftsingenieurwesen studiert und zum Thema »Integriertes Benchmarking für kleine und mittlere Unternehmen« promoviert. Im Zentrum seiner wissenschaftlichen Arbeit stehen die Entwicklung und Anwendung von Methoden und Technologien zur Bewertung des intellektuellen Kapitals sowie der Aufbau und Einsatz von Kennzahlensystemen zur Bewertung von Best Practices mit einem Schwerpunkt auf Produktionsprozessen.

Ihr Ansprechpartner Prof. Dr.-Ing. Holger Kohl Telefon: +49 30 39006-168 holger.kohl@ipk.fraunhofer.de

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Ereignisse und Termine

Trauer um Günter Spur Gründer des Produktionstechnischen Zentrums Berlin verstorben Professor em. Dr.-Ing. h.c. mult. Dr. Ing. E.h. mult. Dr.-Ing. Günter Spur verstarb am 20. August 2013 im Alter von 84 Jahren. Günter Spur war national und international ein herausragender und hoch anerkannter Wissenschaftler und Hochschullehrer. Acht Ehrendoktorwürden, eine Ehrenprofessur und zahlreiche Mitgliedschaften in wissenschaftlichen Akademien zeugen davon. Von 1965 bis 1997 leitete er das Institut für Werkzeugmaschinen und Fabrikbetrieb der TU Berlin. Von seiner Gründung 1976 bis 1997 führte er auch das Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik. Über Jahrzehnte wirkte er maßgeblich in den Produktionswissenschaften auf nationaler und internationaler Ebene. Das Zusammenspiel von grundlegender Forschung und industrieller Anwendung war ihm stets ein besonderes Anliegen. Fast 300 Promotionen und weit mehr als 1300 Diplomarbeiten betreute Günter Spur.

Viele der Promovierten sind heute ebenfalls Universitäts-Professoren im In- und Ausland. Damit wurde eine Generation von produktionstechnischen Wissenschaftlern gegründet und der Grundstein für eine aus der TU Berlin erwachsene »Berliner Schule« der Produktionstechnik gelegt.

Günter Spur war Mitglied im Vorstand der acatech, der Deutschen Akademie der Technikwissenschaften, und der Berlin-Brandenburgischen Akademie der Wissenschaften. Für seine Verdienste um die

Professor em. Dr.-Ing. h.c. mult. Dr.-Ing. E.h. mult. Dr.-Ing. Günter Spur

Produktionswissenschaft wurde er unter anderem mit der HelmholtzMedaille und der Ehrenmitgliedschaft der Technischen Universität

IWF der TU Berlin. Schon mit der Gründung des Instituts im Jahre

Berlin sowie der Ehrenmitgliedschaft der Fraunhofer-Gesellschaft

1904 legte Georg Schlesinger, ein Pionier der wissenschaftlichen

ausgezeichnet. Im Zeitraum von 1991 bis 1996 war Günter Spur

Betriebsorganisation, die Leitlinien der praxisorientierten Forschung.

der Gründungsrektor der TU Cottbus, später Brandenburgischen

Prof. Spur plante noch im Sommer eine Gedenkveranstaltung,

Technischen Universität Cottbus. Bis zuletzt engagierte er sich auch

die an die Verfolgung und Vertreibung von Georg Schlesinger,

im Verwaltungsrat der Gesellschaft von Freunden der TU Berlin.

dem Gründer des Instituts für Werkzeugmaschinen und Fabrikbe-

1984 bekam er das »Große Verdienstkreuz des Verdienstordens

trieb und seiner jüdischen Mitarbeiter durch die Nationalsozialisten

der Bundesrepublik Deutschland« und 1988 den Verdienstorden

erinnern sollte.

des Landes Berlin.

Die Trauerfeier fand am 12. September 2013 in der FranzösiGünter Spur studierte von 1948 bis 1954 an der Technischen Hoch-

schen Friedrichstadtkirche am Gendarmenmarkt in Berlin statt. Im

schule Braunschweig Maschinenbau mit der Fachrichtung Ferti-

Anschluss gab es einen Empfang für die Trauergäste in der Berlin-

gungstechnik. Nach einer kurzen Industrietätigkeit bei Gildemeis-

Brandenburgischen Akademie der Wissenschaften. Eine Akademi-

ter kehrte er zur TH zurück und wurde dort 1960 zum Thema

sche Gedenkstunde der TU Berlin fand am 1. November 2013 im

»Beitrag zur Schnittkraftmessung beim Bohren mit Spiralbohrern

Audimax statt.

unter Berücksichtigung der Radialkräfte« promoviert. Es schloss sich eine erneute Tätigkeit bei Gildemeister an, bei der er schließlich im

Ihr Ansprechpartner

Range eines Konstruktionsdirektors für einige wichtige technische

Steffen Pospischil

Neuerungen an Drehmaschinen verantwortlich war. Seit 1965 leitete

Telefon: +49 30 39006-140

Günter Spur das Institut für Werkzeugmaschinen und Fabrikbetrieb

steffen.pospischil@ipk.fraunhofer.de

FUTUR 3/2013

Termine Mehr Können – Veranstaltungen 2014 Unsere Ergebnisse aus Forschung und Entwicklung präsentieren wir regelmäßig auf Messen, Konferenzen, Technologietagen, Industrieworkshops und in Seminaren. Wo und wann Sie mit uns ins Gespräch kommen können, verrät Ihnen unser Terminkalender.

13. – 14. Februar 2014

Seminar: Wissensbilanz Made in Germany

18. Februar 2014

Workshop: Additive Fertigung mit flexiblen Prozessketten

07. März 2014

Workshop: Wissen im technischen Kundendienst managen

12. – 13. März 2014

Fraunhofer Direct Digital Manufacturing Conference

19. – 22. März 2014

GrindTec

20. März 2014

Seminar: Wissensmanagement – Grundlagen, Methoden, Praxisbeispiele

21. März 2014

Workshop: Industrieroboter als Bearbeitungsmaschinen

27. – 28. März 2014

Berliner Runde – Neue Konzepte für Werkzeugmaschinen

April 2014

Studienbeginn: M. Sc. Industrielles Produktionsmanagement

02. April 2014

IAK: Werkzeugbeschichtungen und Schneidstoffe

07. – 08. April 2014

Seminar: Six Sigma Yellow Belt

07. – 11. April 2014

Hannover Messe

10. April 2014

IAK: Keramikbearbeitung

28. – 29. April 2014

Seminar: Qualitätsmanagement in der Produktanlaufphase

05. – 09. Mai 2014

Seminar: Six Sigma Green Belt

07. – 08. Mai 2014

Workshop: Bearbeitung von Hochleistungskeramik

08. – 09. Mai 2014

Workshop: Reverse Engineering

13. Mai 2014

Seminar: Optimiertes Zusammenspiel von Managementsystemen

14. Mai 2014

Workshop: Produktionstechnik für zellfreie Biotechnologie

14. – 15. Mai 2014

Rapid.Tech

15. – 16. Mai 2014

Praxis der Mikrofertigung

20. – 25. Mai 2014

ILA Berlin Airshow

21. Mai 2014

Fachforum Lifecycle Engineering

22. Mai 2014

Workshop: Entwicklungstendenzen der PLM-Technologie

26. Mai 2014

Seminar: Best Practice Manager

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

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Kurzprofil

Produktionstechnisches Zentrum (PTZ) Berlin Das Produktionstechnische Zentrum PTZ Berlin umfasst das Institut für Werkzeugmaschinen

und

Fabrikbe-

trieb 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

Produkti-

onsprozess 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 Medizin­technik.

Besonderes Ziel des PTZ ist es, neben eigenen Beiträgen zur anwendungs­orientierten 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

Ihre Ansprechpartner im PTZ Berlin Unternehmensmanagement Prof. Dr.-Ing. Holger Kohl Telefon +49 30 39006-233 holger.kohl@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) Prof. Dr.-Ing. Rainer Stark (komm.)

Telefon +49 30 314-25415 rainer.stark@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

Wiederverwertung mit von uns entwickelten und

oder

verbesserten

Verfahren.

Hierzu

Methoden

gehört

auch

die Konzipierung von Produktionsmitteln, deren Integration in komplexe Produktionsanlagen sowie die Innovation aller planenden und steuernden Prozesse im Unternehmen.

Medizintechnik Prof. Dr.-Ing. Erwin Keeve Telefon +49 30 39006-120 erwin.keeve@ipk.fraunhofer.de

Fraunhofer Innovationscluster LCE Lifecycle Engineering Prof. Dr. h. c. Dr.-Ing. Eckart Uhlmann Telefon +49 30 39006-147 eckart.uhlmann@ipk.fraunhofer.de Next Generation ID Prof. Dr.-Ing. Jörg Krüger Telefon +49 30 39006-183 joerg.krueger@ipk.fraunhofer.de

Fraunhofer-Allianzen

Kompetenzzentren

AdvanCer Hochleistungskeramik Tiago Borsoi Klein M.Sc. Telefon +49 30 39006-154 tiago.borsoi.klein@ipk.fraunhofer.de

Anwendungszentrum Mikroproduktionstechnik (AMP) Dr.-Ing. Dirk Oberschmidt Telefon +49 30 39006-159 dirk.oberschmidt@ipk.fraunhofer.de

autoMOBILproduktion Dipl.-Ing. Eckhard Hohwieler Telefon +49 30 39006-121 eckhard.hohwieler@ipk.fraunhofer.de

Benchmarking Dipl.-Wirt.-Ing. Oliver Riebartsch Telefon +49 30 39006-262 oliver.riebartsch@ipk.fraunhofer.de

Generative Fertigung Dipl.-Ing. (FH) Kamilla König-Urban Telefon: +49 39006-148 kamilla.koenig-urban@ipk.fraunhofer.de

Elektromobilität Dipl.-Ing. Werner Schönewolf Telefon +49 30 39006-145 werner.schoenewolf@ipk.fraunhofer.de

Numerische Simulation von Produkten, Prozessen Dipl.-Ing. Raphael Thater Telefon +49 30 39006-375 raphael.thater@ipk.fraunhofer.de

Mehr Können – Veranstaltungen 2014 Claudia Engel Telefon +49 30 39006-238 claudia.engel@ipk.fraunhofer.de

Reinigungstechnik Dr.-Ing. Martin Bilz Telefon +49 30 39006-147 martin.bilz@ipk.fraunhofer.de

PDM/PLM Dr.-Ing. Haygazun Hayka Telefon +49 30 39006-221 haygazun.hayka@ipk.fraunhofer.de

SysWasser Dipl.-Ing. Gerhard Schreck Telefon +49 30 39006-152 gerhard.schreck@ipk.fraunhofer.de

Prozessmanagement Dr.-Ing. Thomas Knothe Telefon +49 30 39006-195 thomas.knothe@ipk.fraunhofer.de

Verkehr Dipl.-Ing. Werner Schönewolf Telefon +49 30 39006-145 werner.schoenewolf@ipk.fraunhofer.de

Rapid Prototyping Dipl.-Ing. (FH) Kamilla König-Urban Telefon +49 30 39006-124 kamilla.koenig-urban@ipk.fraunhofer.de

Arbeitskreise

Simulation und Fabrikplanung Dr.-Ing. Sven Glinitzki Telefon +49 30 39006-165 sven.glinitzki@ipk.fraunhofer.de

Werkzeugbeschichtungen und Schneidstoffe Fiona Sammler, M.Eng.Sc. Telefon +49 30 314-21791 fiona.sammler@iwf.tu-berlin.de Keramikbearbeitung Dipl.-Ing. Florian Heitmüller Telefon +49 30 314-23624 heitmueller@iwf.tu-berlin.de Trockeneisstrahlen Dr.-Ing. Martin Bilz Telefon +49 30 39006-147 martin.bilz@ipk.fraunhofer.de Mikroproduktionstechnik Dr.-Ing. Dirk Oberschmidt Telefon +49 30 39006-159 dirk.oberschmidt@ipk.fraunhofer.de Berliner Runde (Werkzeugmaschinen) Dipl.-Ing. (FH) Lukas Prasol, M. Sc. Telefon +49 30 314-23568 prasol@iwf.tu-berlin.de

Self-Organising Production (SOPRO) Dipl.-Ing. Eckhard Hohwieler Telefon +49 30 39006-121 eckhard.hohwieler@ipk.fraunhofer.de Virtual Reality Solution Center (VRSC) Dr.-Ing. Johann Habakuk Israel Telefon +49 30 39006-109 johann.habakuk.israel@ipk.fraunhofer.de Wissensmanagement Dipl.-Kfm. Sven Wuscher Telefon +49 30 39006-303 sven.wuscher@ipk.fraunhofer.de Zentrum für Innovative Produktentstehung (ZIP) Dr.-Ing. Haygazun Hayka Telefon +49 30 39006-221 haygazun.hayka@ipk.fraunhofer.de