Institutsbroschüre IPK

wir optimieren produktion

i n h a lt s v e r z e i c h n i s

Wir stellen uns vor Fraunhofer IPK im Profil

05

PTZ: Forschung mit Expertise

06

Forschung mit Tradition

07

Geschäftsfelder Unternehmensmanagement

08

Virtuelle Produktentstehung

10

Produktionssysteme

12

Füge- und Beschichtungstechnik

14

Automatisierungstechnik

16

Qualitätsmanagement

18

Medizintechnik

20

Kooperationen Kompetenzen bündeln

22

Interdisziplinär forschen

23

Innovationen und …

24

… wissenschaftliche Exzellenz

25

Infrastruktur Unsere Versuchsfelder

26

Anwendungszentrum für Mikroproduktion

27

Erstklassig ausgestattet

28

Unser Netzwerk Wissenschaftliche Partner

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IWF der TU Berlin

31

BAM

32

Charité

33

Forschung weltweit

34

Fraunhofer-Gesellschaft

35

Unsere Leistungen

36

Ihre Ansprechpartner

37

So finden Sie uns

38

Impressum 39

2

Editorial

Editorial

Kompetenz und Expertise, wissenschaftliche Exzel-

Wir bieten Systemlösungen für die ganze Band-

lenz und Innovation – dafür steht unsere Arbeit

breite industrieller Aufgaben – von der Produktent-

am Fraunhofer-Institut für ­Produktionsanlagen

wicklung über den Produktionsprozess, die Instand-

und Konstruktionstechnik IPK in Berlin. Seit über

haltung von Investitionsgütern und die Wieder- und

30 Jahren unterstützen wir mit einem internati-

Weiterverwertung von P­ rodukten bis hin zu Gestal-

onalen und interdisziplinären Team Partner und

tung und Management von Fabrik­betrieben. Von

Kunden mit anwendungsorientierter Forschung

diesem Ansatz profitieren fertigende Betriebe

und Entwicklung.

ebenso wie Dienstleistungsunternehmen und Einrichtungen der öffentlichen Hand. Zudem über-

Damit Ihre Fertigung wettbewerbsfähig, nachhaltig

tragen wir produktionstechnische Lösungen in

und zugleich ressourceneffizient ist, optimieren wir

Anwendungsgebiete außerhalb der Industrie –

nicht nur einzelne Prozessschritte, Methoden, Tech-

etwa in Medizin, Verkehr und Sicherheit.

nologien und Anwendungen, sondern betrachten die gesamte Prozess- und Wertschöpfungskette.

Verschaffen Sie sich einen Überblick über unsere Leistungen und Arbeitsweise. Wir laden Sie ein, vom wissenschaftlich-fundierten Know-how unserer Expertinnen und Experten zu profitieren und freuen uns auf den fachlichen Austausch mit Ihnen.

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

3

wir stellen uns vor

4

Fraunhofer ipk im Profil Das Fraunhofer IPK steht seit über 35 Jahren für Exzellenz in der Produktionswissenschaft. Im Produktionstechnischen Zentrum (PTZ) Berlin entwickeln wir in enger Kooperation mit dem Institut für Werkzeugmaschinen und Fabrikbetrieb IWF der TU Berlin innovative Lösungen für die gesamte Bandbreite industrieller Aufgaben.

Am Fraunhofer IPK betreiben wir angewandte For-

optimieren und erweitern existierende Technolo-

schung und Entwicklung für die gesamte Prozess­

gien und Anwendungen. Unser Ziel ist dabei, öko-

kette produzierender Unternehmen – von der Pro-

nomische Erwägungen mit den Maximen Res-

duktentwicklung über den Produktionsprozess,

sourceneffizienz und Nachhaltigkeit in Einklang zu

die Instandhaltung von Investitionsgütern und

bringen. Neben der Auftragsforschung entwickeln

die Wiederverwertung von Produkten bis hin zu

wir im Rahmen von Vorlaufprojekten außerdem

Gestaltung und Management von Fabrikbetrie-

innovative Konzepte für die Produktion von mor-

ben. Zudem übertragen wir produk­tionstechnische

gen. Auf diesem Weg entstehende Innovationen

Lösungen in Anwendungsgebiete außerhalb der

überführen wir gemeinsam mit Partnern in markt-

Industrie, etwa in die Bereiche Medizin, Verkehr

reife Produkte.

und Sicherheit. Analog dazu gliedert sich das Institut in die sieben Geschäftsfelder Unternehmens-

Von der Innovationskraft des Fraunhofer IPK pro-

management, Virtuelle Produktentstehung, Pro-

fitieren Unternehmen ebenso wie Verbände und

duktionssysteme, Füge- und Beschichtungstechnik,

Institutionen der öffentlichen Hand. Zu unseren

Automatisierungstechnik, Qualitätsmanagement

Wirtschaftskunden zählen neben global operie-

sowie Medizintechnik. Die enge Zusammenarbeit

renden Industrie- und Dienstleistungsunterneh-

der Geschäftsfelder ermöglicht uns die Bearbei-

men der verschiedensten Branchen vor allem kleine

tung interdisziplinärer Themen.

und mittelständische Betriebe (KMU). KMU werden als Entwicklungspartner und Systemlieferanten

Als Institut der Fraunhofer-Gesellschaft orientie-

immer stärker in Unternehmensnetzwerke einge-

ren wir unsere Arbeit eng am Bedarf unserer

bunden. Ihnen einen Zugang zu kostengünstigen

Kunden und Partner: Mit markt- und ­praxisnaher

und umweltfreundlichen Lösungen zu ermöglichen,

FuE tragen wir dazu bei, ihre Wettbewerbsfähig­

ist eines unserer wichtigsten Anliegen.

keit nachhaltig zu verbessern. Wir entwickeln zu­kunftsorientiert neue Lösungen und ­modernisieren, 5

wir stellen uns vor

PTZ: FORSCHUNG mit Expertise Das Produktionstechnische Zentrum (PTZ) Berlin

Dank dieser Voraussetzungen können unsere Part-

beherbergt zwei Forschungseinrichtungen: Das

ner bei jedem Entwicklungsschritt auf uns zählen:

Institut für Werkzeugmaschinen und Fabrikbetrieb

Machbarkeitsstudien, Projektierung und Manage-

IWF der TU Berlin und das Fraunhofer-Institut für

ment von Forschungsprojekten gehören ebenso

Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK.

zum Leistungsangebot des Hauses wie konkrete

Der Rundbau, bestehend aus einer zentralen Maschi-

Systemen. Zur Unterstützung von Kunden gehört

Entwicklungstätigkeiten und die Erprobung von nenhalle, einem umgebenden Bürogebäude und

für das PTZ auch, im Rahmen unseres Weiterbil-

einem vorgelagerten Seminartrakt wurde zwischen

dungsprogramms »Mehr Können« Know-how

1982 und 1986 nach Plänen von Professor Gerd

weiterzugeben. Veranstaltungen verschiedenster

Fesel und ­Professor Peter Bayerer errichtet. 2011

Formate vermitteln Fach- und Führungskräften

wurde das PTZ mit dem Anwendungszentrum Mikro-

praktisch anwendbares Wissen und Einblicke in

produktionstechnik – AMP um ein hochmodernes

neueste Verfahren und Technologien.

Laborgebäude für die Fertigung kleinster Bauteile und Strukturen ergänzt. Architekt Peter Bayerer

Neben der universitären Lehre am IWF bieten beide

sorgte dafür, dass sich der neue Anbau lückenlos

Institute Studierenden Praktika und Arbeitsmög-

in die bestehende Architektur des PTZ einfügt. Das

lichkeiten, die oft als Sprungbrett für eine erfolg-

gesamte Ensemble bietet auf etwa 15 000 Quadrat­

reiche Karriere dienen. Auch Formate wie »Jugend

metern Platz für ein zentrales Versuchsfeld, zahlrei-

forscht« und »Girls‘ Day« oder Institutsbesuche für

che Speziallabore und Werkstätten, Hörsäle und

nationale wie internationale Studierende helfen,

Seminarräume für die ingenieurwissenschaftliche

unsere Begeisterung für Ingenieursberufe, natürlich

Aus- und Weiterbildung sowie Büroflächen auf

besonders für den Maschinenbau, an die nächste

sechs Etagen. Der Gebäudekomplex eignet sich

Generation weiterzugeben.

damit wie kein anderer für den Brückenschlag zwischen Forschung und industrieller Anwendung.

6

Versuchsfeld für Werkzeugmaschinen an der Königlichen Technischen Hochschule Berlin, um 1912.

Die Bestückung des Versuchsfeldes im neu gebauten PTZ wird geplant, 1986.

FORSCHUNG MIT TrADITION Das Konzept des PTZ, Grundlagenexpertise und

1986 erhielten IPK und IWF ein neues Gebäude, das

anwendungsbezogene Forschung zu bündeln,

sie als Doppelinstitut räumlich zusammenführte.

blickt auf eine lange Tradition zurück. Schon

Die Architekten entwickelten ein kreisförmiges

bei der Gründung des IWF 1904 unter Professor

Gefüge, das auf innovative Weise Orte theoreti-

Georg Schlesinger legte dieser großen Wert auf

scher und praktischer Arbeit visuell verbindet und

den Austausch zwischen Wissenschaft und Industrie.

so ein Gefühl der Gemeinsamkeit erzeugt. Konzept

Die Praxisnähe zeigte sich im produktionstech-

und Umsetzung wurden 1987 mit dem Deutschen

nischen Versuchsfeld, das das IWF als erstes in

Architekturpreis ausgezeichnet.

Deutschland einrichtete und betrieb. Unter Professor Günter Spur, der seit 1965 Leiter des IWF war,

Seit 1997 leitet Professor Eckart Uhlmann das

entstand die Idee einer »Berliner Versuchsanstalt

Fraunhofer IPK sowie das Fachgebiet Werkzeug-

für Produktionstechnik«, die als Einrichtung für

maschinen und Fertigungstechnik am IWF. Unter

angewandte Forschung Brücken zwischen der uni-

ihm vollzog sich eine thematische Neuausrichtung

versitären Grundlagenforschung und der industri-

der Forschung am PTZ, die sich an den Lebenszyklus-

ellen Anwendung schlagen sollte. Dieser Gedanke

phasen und Prozessketten produzierender und pro-

führte 1976 zur Gründung des Fraunhofer IPK,

duktionsnaher Unternehmen orientiert. Seither bil-

zunächst als Außenstelle des Stuttgarter Fraunhofer

det das PTZ die gesamte Bandbreite industriel­ler

IPA, ab 1979 als eigenständige Einrichtung.

Aufgaben ab.

7

UNTERNEHMENSMANAGEMENT

» Wir gestalten mit Ihnen transparente, effiziente und nachhaltige

und Liefernetzwerke verschiedenster Indus­trie-

Geschäfts- und Managementprozesse und stimmen Informations-

und Dienstleistungsbranchen wettbewerbskri-

und Kommunikationstechnologien sowie unternehmensinternes

tisch. Durch jahrelange Erfahrung können wir

Know-how so aufeinander ab, dass Sie entscheidende Wettbe-

beim Aufbau wirkungsvoller Innovationsstruktu-

werbsvorteile erhalten.

ren auf regionaler wie auf nationaler Ebene bera-

«

tend unterstützen.

P rof. Dr.-Ing. Holger Kohl Zu unseren Methoden gehören Analyse- und Prozessinnovationen verhelfen Unternehmen

Bewertungsinstrumente wie Benchmarking und

langfristig zu Wettbewerbsvorteilen. Relevant

Wissensmanagement. Darauf aufbauend entwi-

sind dabei nicht nur die Prozesse, die unmittel-

ckeln und implementieren wir kundenspezifische

bar die Produktion oder Dienstleistung betref-

Werkzeuge des Prozessmanagements und der

fen, sondern auch sämtliche Planungs- und

technologieorientierten Fabrikplanung, gestal-

Steuerungsprozesse im Betrieb. Mit der Planung,

ten Wertschöpfungsnetze und Supply Chains.

Beschreibung und Einführung dieser Prozesse und

Ganzheitlichkeit und Interdisziplinarität prägen

Strukturen beschäftigen wir uns im Geschäftsfeld

dabei unsere Sicht auf Betriebe und Organisatio-

Unternehmensmanagement.

nen, deren Prozesse, Produkte und Kunden, ihre Aufbauorganisation und Informationstechnik,

Unsere beiden Fachabteilungen »Business Excellence

Lieferanten und Wettbewerber. Mit einem Team

Methoden« und »Geschäftsprozess- und Fabrik-

aus Ingenieuren, Wirtschaftsingenieuren, Informati-

management« entwickeln innovative Konzepte für

kern sowie Natur- und Geisteswissenschaftlern erar-

Management, Planung und Steuerung sowie für

beiten wir kundenspezifische Komplettlösungen

Leistungserstellungsprozesse. Die Umsetzung die- – von der Konzeptentwicklung bis zur Umsetzung. ser Konzepte ist für einzelne Betriebe und Organi-

Unser Ziel: effektive, effiziente und am Menschen

sationen ebenso wie für komplexe Unternehmens-

orientierte, leistungsbezogene Prozesse.

Unsere FuE-Themen: »» Wissensmanagement und -bilanzierung

»» Kooperations- und Innovationsmanagement

»» Benchmarking

»» Prozessorientierte Managementsysteme zur

»» Innovationssysteme: Planung und Implementierung von ­Forschungszentren und Technologieparks

8

Unternehmensplanung und -steuerung »» Ganzheitliche Produktionssysteme

gesch채ftsfelder

illustration aus foto machen!

9

VIRTUELLE PRODUKTENTSTEHUNG

» Wir denken Produktentwicklung neu: in einem gleichberechtigt aufeinander abgestimmten Geflecht aus Organisation und Prozess,

Unsere beiden Fachabteilungen »Informations- und Prozesssteuerung« sowie »Modellbasiertes Ent-

Ingenieurtätigkeit, digitalen Informationsmodellen und Kollabora-

wickeln« unterstützen Industrieunternehmen und

tion sowie leistungsgerechter Informations­t echnologie.

öffentliche Institutionen bei der ständigen Ver-

«

besserung ihrer Lösungen. Unser Beratungs- und P rof. Dr.-Ing. Rainer Stark

Entwicklungsangebot reicht von unabhängigen Technologiestudien über die Optimierung digitaler

Produktentwicklung ist heute nicht mehr nur

Prozesse und Methoden in der Produktentwicklung

eine technische Tätigkeit, sondern eine strategisch

bis hin zur Analyse und Entwicklung von Informati-

technologische Aufgabe, die den gesamten Lebens-

onsstandards, Ingenieursapplikationen und IT-Inte-

zyklus von Produkten und Leistungen umfasst.

grationsarchitekturen. In auf Sie zugeschnittenen

Digitale Verfahren, Prozesse und Methoden sind

Szenarien zeigen wir Ihnen unter Berücksichtigung

dabei unverzichtbar. Dank ihnen lassen sich Ent-

digitaler Geschäfts- und Kooperationsmechanis-

wicklungszeiten, Produktqualität und anfallende

men, wo Sie stehen und wo Sie stehen könnten.

Kosten zielgerichtet planen und kontrollieren.

Mit uns gelingt Ihnen der Wechsel auf hundertpro-

Die Vision einer vollständigen Digitalisierung des

zentig informationstechnisch ermöglichtes – und

Produktentstehungsprozesses verwirklichen wir im

nicht mehr nur unterstütztes – Arbeiten.

Geschäftsfeld Virtuelle Produktentstehung. Dabei ist unser Ziel, Methoden und Werkzeuge so zu gestalten, dass bereits zu einem frühen Zeitpunkt im Produktlebenszyklus dessen spätere Phasen berücksichtigt und vorbereitet werden können – von der Herstellung über den Gebrauch bis hin zu den dazugehörigen Dienstleistungen.

Unsere FuE-Themen: »» Produktdatenmanagement (PDM) und Product Lifecylce Management (PLM) »» CAD und CAE »» Virtual Reality »» Erlebbare funktionale Absicherung

10

»» Modellbasiertes Systems Engineering »» Digitale Fabrik und Industrie 4.0 »» Nachhaltigkeit, Energieeffizienz und MRO

gesch채ftsfelder

11

PRODUKTIONSSYSTEME

» Unser zentrales Anliegen ist es, die Wettbewerbsfähigkeit

und integrieren innovative Verfahren in bestehende

unserer Auftraggeber durch anwendungsspezifische Detail- und System­lösungen signifikant und nachhaltig zu verbessern.

«

Prozessketten. Darüber hinaus unterstützen wir Hersteller bei der Entwicklung und Einführung neuer produktbegleitender Dienstleistungsange-

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

bote. Aufgrund der komplexen Wechselwirkungen zwischen diesen Innovationsbereichen müssen

Werkstoffe, Werkzeuge, Fertigungsverfahren,

sämtliche Lösungsansätze interdisziplinär bearbeitet

Maschinen, Prozessketten – sie bilden das Gra-

und im Gesamtkontext aller Unter­neh­mens­pro­zes­se

vitations­zen­t­rum produzierender Betriebe und das

betrachtet werden.

äußerst vielschichtige Arbeitsgebiet des Geschäftsfeldes Produktionssysteme. Wir arbeiten an der Ent-

Die von uns entwickelten Technologien und Sys-

wicklung, Bereitstellung und Anpassung von Pro-

teme werden industriell sowohl im Makro- als

duktions- und Fertigungstechnologien sowie der

auch im Mikrobereich angewendet und finden

erforderlichen Maschinen- und Steuerungstechnik

sich unter anderem im Fahrzeugbau und Zuliefer-

zur Herstellung innovativer Produkte. Die Fachab-

bereich, Werkzeug- und Formenbau, in der Luft-

teilungen »Fertigungstechnologien«, »Mikropro-

und Raumfahrttechnik, der Energietechnik, dem

duktionstechnik« sowie »­Produktionsmaschinen

Werkzeugmaschinen- und Anlagenbau, der Medi-

und Anlagenmanagement« entwickeln neue Ma-

zintechnik, der Druckmaschinenindustrie sowie der

schinen und Bearbeitungsstrategien, optimieren

holzverarbeitenden Industrie wieder.

bestehende Produktionsanlagen und realisieren zukunftsorientierte Werkzeugkonzepte.

Zugleich entwickeln wir Lösungen zur Anlagenund Prozessautomatisierung, -steuerung und -überwachung, analysieren und entfernen Störeinflüsse

Unsere FuE-Themen: »» Zerspantechnik, Abtragen

»» Maschinenintegriertes Messen und Prüfen

»» Feinbearbeitung

»» ­Strukturanalyse

»» Reinigungs- und Strahlverfahren

»» Entwicklung und Konstruktion von

»» Generative Verfahren

12

­Werkzeugmaschinen

»» Mikrofertigung, Präzisionsmaschinen

»» Prozessüberwachung und Zustandsdiagnose

»» Messtechnik für Makro- und Mikroproduktion

»» Steuerungsapplikation

gesch채ftsfelder

13

FÜGE- UND BESCHICHTUNGSTECHNIK

» Neue Materialien erfordern neue Wege in der Fügetechnik.

tungstechnologien neue Anwendungsfelder. Durch

Wir entwickeln innovative Verfahren, die die Sicherheit von

die Simulation von Schweißprozessen sowie von

­P rozessketten und gefügten Bauteilen garan­t ieren – egal ob

Verzug und Eigenspannungen werden die schnelle

im Automobil-, Anlagen- und Schiffsbau oder bei Pipelines.

«

Einführung wirtschaftlicher und energieeffizienter Verfahren in der Industrie unterstützt und eine

P rof. Dr.-Ing. Michael Rethmeier

Optimierung von bestehenden Prozessen und Bauteilen erreicht. Unsere Arbeit ist darauf ausgerich-

Fast jedes Produkt besteht aus mehreren Teilen,

tet, das Fügen und Beschichten neuer Werkstoffe

daher zählen Fügen und Beschichten zu den wich-

und Werkstoffkombinationen anforderungsgerecht

tigsten Schritten im Produktionsprozess. Gleichzei-

zu gestalten, die Qualität und Zuverlässigkeit der

tig erfordern komplexe Werkstoffe und heterogene

Verbindungen und Beschichtungen zu erhöhen

Materialkombinationen wie hoch- und höchstfeste

und die Verfahren bezüglich Produktivität, Arbeits-

Stähle oder Stahl-Aluminium-Mischverbindungen

schutz sowie Umwelt- und Ressourcenschonung

bei steigenden Sicherheitsanforderungen eine stän-

zu verbessern.

dige Weiterentwicklung des Fachs. Im Geschäftsfeld Füge- und Beschichtungstechnik entwickeln wir in Kooperation mit der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) neue Verfahren für Materialien, die bisher nur eingeschränkt verarbeitet werden konnten.

In interdisziplinären Teams erschließen wir sowohl für klassische Verfahren wie das Widerstandspunktschweißen und das Lichtbogenschweißen als auch für moderne Strahlschweißverfahren und Beschich-

Unsere FuE-Themen: »» Laser-Pulver-Auftragschweißen

»» Lichtbogenschweißen

»» Laserstrahl- und Hybridschweißen

»» Schweißsimulation

»» Widerstandspunktschweißen

14

gesch채ftsfelder

15

AUTOMATISIERUNGSTECHNIK

» Unsere Vision ist eine humanzentrierte Automatisierung, in der

Mensch und Maschine eng und zugleich flexibel zusammenarbeiten. «

Zwei Fachabteilungen bündeln unsere Kompetenzen. Die Abteilung »Prozessautomatisierung und Robotik« kann auf eine über 30-jährige Erfahrung

Prof. Dr.-Ing. Jörg Krüger

in der Automatisierungs- und Robotertechnik setzen. Hier werden innovative Ki­nematik­sys­teme in

Das Geschäftsfeld Automatisierungstechnik ent-

Verbindung mit neuen Antriebs- und Steuer­ungs­

wickelt Technologien und Systeme, die innovative

lösun­gen für Anwendungen in der industriellen

Robotik-, Steuerungs- und Sicherheitskonzepte mit

Produktion, dem Handwerk, der Rehatechnik und

Methoden des maschinellen Sehens verbinden. Ziel

für den Ser­vice­be­reich entwickelt. Die Abteilung

ist, durch die integrative Verbindung dieser Schlüs-

verfügt ins­be­son­de­re über herausragende Kompe-

selkompetenzen der Automatisierung die Effizienz

tenzen im Bereich kraftgeregelter Robotersysteme

von Prozessen zu steigern. Ein Beispiel sind Bearbei-

und der physischen Interaktion zwischen Mensch

tungsprozesse, die mit neuen Regelungsverfahren

und Roboter.

und integrierter Mensch-Maschine-Kooperation hoch­flexibel und kostengünstig von Industrie­robo­

Die Abteilung »Sicherheitstechnik« erschließt auf

tern anstelle herkömmlicher Maschinenstrukturen

Basis langjähriger Expertise zur Bildverarbeitung

durchgeführt werden können. Ein weiteres Ziel

und Mustererkennung neue Anwendungsfelder

ist, mit innovativen Methoden und Automatisie-

vor allem für mobile Erkennungssysteme sowie für

rungskonzepten aus der Produktionstechnik neue

die automatisierte Rekonstruktion von Objekten.

Anwendungs- und Geschäftsfelder in der Sicher-

Die optische Prüfung zur Erkennung und Bewer-

heitstechnik und der Mensch-Technik-Interaktion

tung von Defekten, insbesondere bei transparen-

zu erschließen. Bekannte Beispiele sind unsere Ver-

ten Materialien, ist ebenfalls eine ausgewiesene

fahren zur automatisierten virtuellen Re­kon­struk­

Expertise der Abteilung.

ti­on von Dokumenten und unsere Robotersysteme zur Schlaganfallrehabilitation.

Unsere FuE-Themen: »» Technologien und Systeme für die Mensch-Roboter-Kooperation »» Robotersysteme für Handhabung, Montage und Bearbeitung »» Assistenzsysteme für Industrie, Service und Rehabilitation »» Industrie 4.0 – Verteilte Steuerungssysteme und Entwicklungswerkzeuge

16

»» IT-Sicherheit in der Steuerungsund Leittechnik »» Automatisierte virtuelle Rekonstruktion »» Systeme zur Unterstützung physischer Rekonstruktion »» Mustererkennung in digitalen Medien »» Automatische optische Prüfung »» Energie- und Ressourceneffizienz

gesch채ftsfelder

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QUALITÄTSMANAGEMENT

» Qualität hat drei Dimensionen, die ein Unternehmen betrachten muss, um am Markt erfolgreich zu sein: Strategiequalität,

Im Geschäftsfeld Qualitätsmanagement entwickeln wir innovative Konzepte, Methoden und

Produkt- und Prozessqualität, Strukturqualität. Wir unterstützen

Organisationsansätze zur durchgängigen, inte­

Sie in all diesen Bereichen.

grierten Bewertung und Gestaltung von Qualitäts-

«

prozessen und QM-Systemen. Unser Angebot zielt P rof. Dr.-Ing. Roland Jochem

auf die nachhaltige, exzellente Unternehmensqualität (Quality Excellence), die für das Unternehmen

Die Qualität von Produkten und Dienstleistungen

Mehrwert schafft. Sie reicht von der Führungs- und

hat sich zu einem strategischen Wettbewerbsfak-

Strategiequalität über die Produkt- und Prozessqua-

tor entwickelt. Zu ihrer Sicherstellung und konti-

lität bis zur Strukturqualität. Dadurch unterstützen

nuierlichen Verbesserung ist angesichts der stei-

wir unsere Kunden nicht nur dabei, die tatsächliche

genden Komplexität von Produktentwicklungs-,

und wahrgenommene Qualität ihrer Produkte und

Fertigungs- und ­Vertriebsprozessen ein effektives

Prozesse signifikant zu verbessern. Gleichzeitig wer-

Qualitätsmanagement (QM) unerlässlich. Wirkungs-

den auch Herstellungs-, Liefer- und Reklamations-

volle QM-Strategien und -Methoden haben nicht

zeiten sowie Produkt- und Prozesskosten gesenkt.

nur die Entwicklung und Produktion zu betrachten, sondern müssen auch die Bereiche Fertigungsplanung, Beschaffung und Instandhaltung sowie Vertrieb und Kundendienst berücksichtigen. Im Idealfall bezieht sich die Qualitätsstrategie auf eine ganzheitlich orientierte, umfassende Betrachtung des gesamten Unternehmens mit all seinen Kunden- und Lieferantenbeziehungen. Dabei entstehen zusätzliche Herausforderungen durch die Globalisierung von Wertschöpfungsketten.

Unsere FuE-Themen: »» Integrierte Managementsysteme »» Qualitätsplanung und Anforderungs­ management im Produktlebenszyklus »» Bewertung und Gestaltung qualitätsgerechter Wertschöpfung, Lean Management

18

»» Modell- und simulationsbasierte Qualitäts- und Risikoabsicherung »» Qualitätscontrolling »» Globales Qualitätsmanagement »» Supply Chain Quality

gesch채ftsfelder

19

MEDIZINTECHNIK

» Mit innovativen chirurgischen Assis­tenzsystemen machen wir ­Operationen sicherer und effizienter. In manchen Fällen eröffnen

Unsere Forschungsarbeiten sind stark anwendungsorientiert und werden an den Bedürfnissen der chi-

wir so neue chirurgische Optionen für Patientengruppen, für die

rurgischen Fächer und der Industrie ausgerichtet. In

heute keine Therapie verfügbar ist.

allen Forschungsvorhaben stellen wir sicher, dass

«

die hohe technische Kompetenz unserer Mitarbeiter Prof. Dr.-Ing. Erwin Keeve

durch ein Anwenderteam von Chirurgen ergänzt wird und dass die notwendige Marktnähe durch

Das Geschäftsfeld Medizintechnik entwickelt neue

frühzeitige Einbindung von Industriepartnern gesi-

Technologien für die interventionelle Therapie, ins-

chert ist. So entstehen in unseren Laboren Bildge-

besondere für die bildgeführte und minimal-inva-

bungssysteme und Instrumente für die bildgeführte

sive Chirurgie. Gemeinsam mit dem Fachgebiet

und minimal-invasive Chirurgie, die ein substanti-

Navigation und Robotik der Charité – Universitäts-

elles Marktpotenzial haben und von den indust-

medizin Berlin bildet es das Berliner Zentrum für

riellen Kooperationspartnern bis zur Serien­reife

Mechatronische Medizintechnik (BZMM). Hier wer-

weiterentwickelt und in den Markt eingebracht

den in interdisziplinären Teams neue ­Systeme für

werden können.

die bildgeführte und minimal-invasive Chi­rurgie gemäß dem Medizin­produktegesetz ent­wickelt und einer ersten klinischen Evaluierung unterzogen. Ziel ist es, in Kooperation mit der Industrie und den klinischen Anwendern Prototypen zu entwickeln, die chirurgische Interventio­nen sicherer und effizienter machen und die am Markt etabliert werden können.

Unsere FuE-Themen: »» Bildgeführte und minimal-invasive Chirurgie

»» Medizinische Software

»» Intraoperative Bildgebung und inter­-

»» Qualitätssicherung, Medizin-

ventionelle Therapie »» Instrumentennavigation »» Patientenindividuelle Implantate

20

produktegesetz und Zulassung medizinischer Geräte

gesch채ftsfelder

21

K o o p e r at i o n e n

Kompetenzen bündeln Für komplexe Aufgabenstellungen bieten wir genau die richtige Lösung. Unsere Kompetenzen bündeln wir dazu in verschiedensten Themenbereichen, ergänzen unser Wissen durch das Know-how thematisch verwandter Fraunhofer-Arbeitsgruppen oder bringen Experten verschiedener Arbeitsgebiete in geschäftsfeldübergreifenden Forschungsprojekten zusammen.

IPK-Kompetenzzentren

Fraunhofer-Allianzen

Wir bündeln unser Know-how für Aufgaben spezi-

Fraunhofer-Institute oder Abteilungen von Institu-

fischer Industriebranchen und -märkte in zahlrei-

ten mit unterschiedlichen Kompetenzen kooperie-

chen Kompetenzzentren. Unsere Kunden erhalten

ren in Fraunhofer-Allianzen, um ein Geschäftsfeld

so interdisziplinär und themenorientiert einen

gemeinsam zu bearbeiten und zu vermarkten. Das

One-Stop-Zugang zu den FuE-Themen unseres Insti-

Fraunhofer IPK leitet die Geschäftsstelle der Allianz

tuts und finden auf Anhieb den richtigen Ansprech-

Reinigungstechnik. Wir sind Mitglied in folgenden

partner. Unsere Kompetenzzentren sind

Fraunhofer-Allianzen:

»» Additive Fertigung

»» Reinigungstechnik

»» Anwendungszentrum

»» AdvanCer – Hochleistungskeramik

Mikroproduktionstechnik ­– AMP

»» autoMOBILproduktion

»» Benchmarking

»» Generative Fertigung

»» Elektromobilität

»» Numerische Simulation von Produkten, Prozessen

»» Mehr Können – Veranstaltungen

»» SysWasser

»» PDM/PLM

»» Verkehr

»» Prozessmanagement »» Simulation und Fabrikplanung

Fraunhofer-Verbund Produktion

»» Selbstorganisierende Produktion (SOPRO)

Wir sind neben sieben weiteren produktionsorien-

»» Virtual Reality Solution Center (VRSC)

tierten Instituten Mitglied im Fraunhofer-Verbund

»» Wissensmanagement

Produktion, der neueste Erkenntnisse aus den Pro-

»» Zentrum für Innovative

duktions- und Ingenieurwissenschaften sowie der

Produktentstehung (ZIP)

Informatik nutzt. Das Angebot deckt den gesamten Produktionsprozess ab.

22

interdisziplinär forschen

Komplexe Forschungsvorhaben lassen sich nur

pulver generiert. Am Fraunhofer IPK kooperieren

erfolgreich umsetzen, wenn Experten verschiede-

Medizintechniker, Werkstoffwissenschaftler und

ner Disziplinen gemeinsam daran arbeiten. Inter-

Maschinenbauingenieure, um geeignete Werk-

disziplinarität ist für uns deshalb eine Selbstver-

stoffe zu qualifizieren und das Verfahren für einen

ständlichkeit. Bei uns forschen wissenschaftliche

großflächigen Einsatz in der Medizin zu rüsten.

Mitarbeiter der Fachgebiete Maschinenbau, Elektrotechnik und Informatik in enger Zusammenarbeit

Innovationszentren für Brasilien

mit Psychologen, Wirtschafts- oder Geisteswis-

Technologisches Know-how und Management-

senschaftlern. Ganzheitliche Lösungen entstehen

kompetenzen greifen bei einer weit reichenden

vor allem dank der engen Kooperation unserer sie-

Kooperation mit dem Nationalen Dienst für indus-

ben Geschäftsfelder. Zwei Beispiele ihrer intensiven

trielle Ausbildung Brasiliens (SENAI) ineinander. Das

Zusammenarbeit sind:

Fraunhofer IPK unterstützt SENAI beim Aufbau von 23 Innovationsinstituten, die die Berufsausbildung

Generativ fertigen für die Medizin

und die angewandte Forschung im Land fördern

Aus Pulver mach Produkt – eine Technologie, die

sollen. Fraunhofer-Experten erarbeiten Business-

zur Fertigung von Prototypen aus Kunststoff schon

pläne und Managementkonzepte für die Institute

lange wertvolle Dienste leistet, kann nach Erweite-

und die Zentrale in Brasilia. Zudem unterstützt das

rung der einsetzbaren Werkstoffe heute auch zur

Fraunhofer IPK die Erarbeitung des künftigen Pro-

Herstellung anwendungsreifer Produkte genutzt

duktportfolios der Institute sowie die Ermittlung

werden. Das sogenannte Rapid Tooling auf Basis

des damit verbundenen Bedarfs an Personal und

von Metall und Keramik ist ­besonders für die Medi-

Ausstattung. Erfahrungswerte bei Fraunhofer spie-

zin interessant: Mithilfe des Selective Laser Melting

len dabei eine entscheidende Rolle.

(SLM) werden zum Beispiel anhand von CAD-Daten patientenindividuelle Im­plantate direkt aus Metall23

K o o p e r a t i o n EN

innovationen und …

Mit Fraunhofer-Innovationsclustern werden Innovationen durch regionale Koopera­ tionen gefördert. Dabei arbeiten Wirtschaft, Wissenschaft, Staat und Gesellschaft zusammen, um ­erfolgreich auf den Märkten zu agieren sowie Beschäftigung zu fördern und zu ­sichern. Neben zwei Innovationsclustern sind wir außerdem an zwei Sonderforschungsbereichen beteiligt.

Fraunhofer-Innovationscluster »Life Cycle Engineering für Turbomaschinen«

Fraunhofer-Innovationscluster »Next Generation ID«

Turbomaschinenhersteller stehen vor der Heraus-

ID« arbeiten Experten aus Unternehmen und Wis-

Im Fraunhofer-Innovationscluster »Next Gene­ration

forderung, Ressourcenschonung, Wirtschaftlichkeit

senschaft mit Unterstützung von Verwaltung und

und Flugsicherheit miteinander zu kombinieren.

Politik daran, Verbraucher vor gefälschten Produk-

Zusätzlich sieht die Energiepolitik eine Reduktion

ten oder Identitätsdiebstählen zu schützen, die

der CO2-Emissionen sowie einen höheren Anteil an

Warenkette sicher zu verfolgen oder autonome

erneuerbaren Energien vor. Der Fraunhofer-Innova-

Fahrzeugkommunikation zu ermöglichen.

tionscluster »Life Cycle Engineering für Turbomaschinen« begegnet diesen Veränderungen.

Ziel des Clusters ist die Schaffung und Verwendung sicherer und vertrauenswürdiger Identitäten

Im Fokus steht die ganzheitliche Betrachtung von

durch die Entwicklung innovativer und industriell

Werkstoffen und Technologien für Turbomaschi-

nutzbarer Technologien, Dienstleistungen und Pro-

nen in den Branchen Luftfahrt und Energie. Ziel

dukte entlang der gesamten Wertschöpfungskette.

ist es, energieeffiziente und ressourcenschonende

Aus der Forschungs- und Entwicklungsarbeit sollen

Technologien für den gesamten Lebenszyklus von

industriell nutzbare Prototypen und Produkte für

Turbomaschinen bereitzustellen. Das Fraun­hofer IPK

den Markt hervorgehen. »Next Generation ID«

leitet den Innovationscluster LCE. Bei uns befindet

wird von den Ländern Berlin und Brandenburg

sich daher auch die Geschäfts­stelle.

unterstützt.

www.innovationscluster-lce.de

24

www.ng-identity.de

… Wissenschaftliche Exzellenz

Sonderforschungsbereich Transregio 29 »Engineering hybrider Leistungsbündel«

Sonderforschungsbereich 1026 »Sustainable Manufacturing – Der Sonderforschungsbereich Transregio 29 »Engi- Shaping Global Value Creation«

neering hybrider Leistungsbündel – Dynamische

Seit 2012 entwickeln in dem von der Deutschen

Wechselwirkungen von Sach- und Dienstleistun-

Forschungsgemeinschaft geförderten Sonderfor-

gen in der Produktion« unter der Leitung von Prof.

schungsbereich 1026 »Sustainable Manufacturing

Eckart Uhlmann verfolgt die Etablierung eines inno- – Shaping Global Value Creation« 50 Wissenschaftvativen, nutzenorientierten Produktverständnisses

ler nachhaltige Produktionstechnologien und -stra-

von Sach- und Dienstleistungen.

tegien. Das Ziel: größerer globaler Wohlstand bei weniger Ressourcenverbrauch.

Wissenschaftler aus Maschinenbau und Wirtschaftswissenschaften der Ruhr-Universität Bochum und

Beteiligt sind neben TU Berlin und Fraunhofer

der TU Berlin entwickeln entlang des gesamten

IPK die Bundesanstalt für Materialforschung und

Lebenszyklus Vorgehensweisen, Methoden und

-prüfung (BAM), Fraunhofer IZM, das Wissen-

Werkzeuge zur Planung, Entwicklung, Erbrin-

schaftszentrum Berlin für Sozialforschung (WZB)

gung und Nutzung hybrider Leistungsbündel.

und das Konrad-Zuse-Zentrum für Informations-

Gefördert von der Deutschen Forschungsge-

technik Berlin (ZIB Berlin). Als Sprecher fungiert

meinschaft werden in 16 Teilprojekten die Aus-

Prof. Dr.-Ing. Günther Seliger vom Institut für Werk-

wirkungen des Paradigmenwechsels im Produkt-

zeugmaschinen und Fabrikbetrieb der TU Berlin. www.sustainable-manufacturing.net

verständnis erforscht. www.lps.rub.de

25

infrastruktur

unsere VersuchsfeldER Exzellente Forschung braucht neben klugen Köpfen vor allem eine hervorragende Infrastruktur. Das Fraunhofer IPK findet sie im Produktionstechnischen Zentrum (PTZ) Berlin, unter einem Dach mit dem IWF der TU Berlin. Dort stehen den Wissenschaftlern sowohl das Versuchsfeld – eine Halle mit rund 70 Maschinen – als auch die Labore im Anwendungszentrum Mikroproduktionstechnik – AMP für ihre Arbeit zur Verfügung.

Labore am ­Versuchsfeld

Lichtdurchflutet und großzügig präsentiert sich

Drehen, Bohren). Auf einer kürzlich entstandenen

das Herz des PTZ: die kreisrunde Maschinenhalle

Freifläche an der Nordwestseite der Halle wur-

in seiner Mitte. Unter einem knapp 18 Meter hohen

den Roboter gruppiert, die hauptsächlich für For-

Dach finden auf 3200 Quadratmetern rund 70

schungsarbeiten zum Life Cycle Engineering und

»» Laserlabor

Maschinen und Versuchsstände Platz. Der Maschi-

zur Instandhaltung eingesetzt werden. Weitere

»» Labor optische

nenpark zeichnet sich durch eine hohe Dynamik

Bereiche der Halle sind dem Reinigen mit Trocken-

»» Roboterlabor

aus: Projektabschlüsse oder -neustarts sowie ver-

eis und dem Sustainable Manufacturing gewid-

»» Aufprall­prüflabor

änderte Forschungsschwerpunkte machen es regel-

met. Dazwischen finden Einzelgeräte Platz, etwa

»» Klimalabor

mäßig erforderlich, Maschinen neu in das Versuchs-

für Rapid Prototyping und Tooling, zum Umfor-

»» Hoch­präzisionslabor

feld aufzunehmen, umzustellen oder wieder zu

men oder Beschichten. Zudem beherbergt das Ver-

»» Feinbearbeitungs-­

entfernen. Die Halle ist für das Kommen und Gehen

suchsfeld einen Werkstattbereich, der als Lehr-

bestens gerüstet. Zwei Rundlaufkräne mit Traglas-

werkstatt und für versuchsvorbereitende Arbeiten

ten von sieben und 20 Tonnen können jeden Punkt

genutzt wird.

Prüfung

labor

des Versuchsfeldes aus zwei Richtungen anfahren – krantote Punkte gibt es im Versuchsfeld nicht.

Rund um das Versuchsfeld sind eine Reihe von Spezial-

Ein breiter Mittelgang ermöglicht es, ganze LKW

laboren angeordnet. Sie werden für Forschungs-

in die Halle zu fahren, zum Beispiel um Maschinen

vorhaben genutzt, die spezielle Ansprüche stel-

anzuliefern oder zu verladen. All das minimiert den

len – etwa bezüglich Sauberkeit, Klimatisierung

Gabelstaplerverkehr im Versuchsfeld.

oder Sicherheit. Durch die Nähe zum Versuchsfeld ist trotzdem jederzeit ein Zugriff auf die übrigen

26

Die Halle vereint alles, was die moderne Pro-

Versuchsstände möglich. Davon profitiert zum Bei-

duktions­technik zu bieten hat. Auf der Südwest-

spiel die Robotik: Sie verfügt über ein Labor, dem

seite konzentrieren sich Werkzeugmaschinen vor

in unmittelbarer Nähe im Versuchsfeld mehrere

allem für klassisches Zerspanen (Schleifen, Fräsen,

assoziierte Großgeräte vorgelagert sind.

anwendungszentrum für mikroproduktion

Bis zu 100 Nanometer klein sind die Bauteile und

um eine Ausdehnung der Werkzeuge zu verhindern.

Strukturen, die Maschinen heute bearbeiten kön-

Das Ultrapräzisionslabor, der sensibelste Bereich

Labore im AMP

nen. Das entspricht dem Zehntel der Dicke eines

des AMP, wird sogar mit einer Genauigkeit von

»» Hochpräzisionslabor

Spinnenfadens. Entsprechend klein sind die Werk-

± 0,2 °C temperiert. Zudem wurde dieses Labor

»» Ultapräzisionslabor »» Labor für Prozess­

zeuge der Mikroproduktionstechnik – und ent-

auf einem gesonderten Fundament errichtet, das

sprechend empfindlich reagieren sie auf Umge-

schwingungsentkoppelt inmitten des restlichen

bungseinflüsse. Die Ausdehnung eines Werkzeugs

Gebäudefundaments liegt. Die tragenden Säulen

bei Temperaturschwankungen um wenige Grad

reichen besonders tief in den Grund und das Fun-

Celsius genügt, um ein Produkt in Ausschussware

dament selbst hat eine ungewöhnlich hohe Masse.

zu verwandeln; kleinste Werkstoffveränderungen

All das dient als passive Schwingungsdämpfung:

durch Korrosion machen eine Bearbeitung nach

Weder Schwingungen von der Straße, noch jene,

den festgelegten Parametern unmöglich.

die im Gebäude selbst entstehen, übertragen sich

entwicklung

unmittelbar auf diesen Bereich.

Mit dem Anwendungszentrum Mikroproduktions­ technik – AMP wurde das PTZ 2011 um einen

Die drei Labore sind mit modernster Maschinen-

Spezialbau ergänzt, der die Bedürfnisse genau-

und Messtechnik für die Hoch- und Ultrapräzisi-

ester Fertigungsverfahren berücksichtigt. Im

onsbearbeitung sowie die Prozessentwicklung aus-

ganzen Gebäude ist die relative Luftfeuchtigkeit

gestattet. 380 Quadratmeter der insgesamt 780

regulierbar, damit sie weder 55 Prozent über-

Quadrat­meter Laborfläche können durch trans-

steigt und somit Korrosion ausschließt, noch

parente Wände variabel in Einzellabore unterteilt

unter 45 Prozent sinkt, was gesundheitsschäd-

werden. Im Labor für Prozessentwicklung gibt es

lich für die Mitarbeiter wäre. In zwei Laboren

zudem keine festen Einbauten. Dort kann mit flexi-

mit Hochpräzisionsumgebung kann die Tempe-

blen, temporären Experimentalaufbauten die Vor-

ratur konstant auf 20 °C ± 1 °C gehalten werden,

Ort-Situation unserer Kunden nachgebildet werden.

27

infrastruktur

Erstklassig ausgesTATtet

Weitere Labore im PTZ

Das PTZ verfügt über zahlreiche weitere große und

an Lösungen zur Dokumentensicherheit, etwa an

kleine Labore, die über das gesamte Gebäude ver-

Sicherheitsmerkmalen wie dem vom IPK patentier-

teilt sind. Einige stellen wir hier vor:

ten digitalen Wasserzeichen, das für Dokumente

»» Demozentrum Rehabilitationsrobotik »» Demozentrum

wie Visa oder Reisepass eingesetzt wird. Seit 2009

Virtual Reality Solution Center

betreiben beide Einrichtungen im PTZ das Secure

Das Labor für Virtuelle Realität wurde 2001 einge-

Verification Lab, in dem behördliche Dokumente

Simulation in Pro-

richtet, um neue Potenziale und Anwendungsfelder

und 3D-Objekte mittels hochentwickelter Systeme

duktion und Logistik

für die Technologie zu erschließen sowie die ein-

auf Fälschung oder Manipulation geprüft werden.

»» Galileo Lab

gesetzte Hard- und Software weiterzuentwickeln.

»» Zentrum für

Aufbauend auf Basistechnologien wie projektions-

Medizintechniklabor

Innovative Produkt­

basierter 3D-Visualisierung, 3D-Interaktionstech-

Im Labor Medizintechnik werden Prototypen medi-

entstehung ZIP

nologien und haptischen Interaktionslösungen

zintechnischer Systeme entwickelt und technisch

»» Mikroskopielabor

werden Anwendungen für CAD/CAS entwickelt

evaluiert, bevor sie nach dem Medizinproduktege-

»» Labor Motion

und neue Einsatzmöglichkeiten in den Bereichen

setz zugelassen werden. Um eine möglichst anwen-

Fly-and-Walk-Through für Technik und Architektur,

dungsnahe OP-Umgebung zu schaffen, wurde ein

Ein- und Ausbauuntersuchungen, Training, Proto-

OP-Demonstrationsbereich eingerichtet. In die-

Capturing

typenentwicklung sowie telepräsente Maschinen-

sem Bereich ist unter anderem ein Demons­trator

steuerungen erschlossen.

eines klinischen Assistenzsystems für die navigierte

Secure Verification Lab

gen erlauben den Betrieb röntgentechnischer An­

Endoskopie aufgebaut. StrahlenschutzvorrichtunEcht oder gefälscht? Seitdem Dokumente und

lagen wie C-Bögen, die die Wissenschaftler für

Objekte von hohem Wert existieren, gibt es Bemü-

die bildgeführte und minimal-invasive Chirurgie

hungen, sie zu fälschen oder zu manipulieren.

weiterentwickeln.

Das Fraunhofer IPK arbeitet mit der Bundesdruckerei 28

Aufprall­prüflabor

Rechner-Einzelarbeitsplätzen mit loser Software­

Um die Sicherheit von Werkzeugmaschinen-

integration, sondern an integrierten Systemland-

umhausungen zu gewährleisten, werden Auf-

schaften, die Technologien und Konzepte heutiger

prallprüfungen zur Untersuchung der Eignung von

und künftiger Informations­systeme berücksichtigen.

Werkstoffen und Konstruktionsprinzipien durch-

Die Lehr- und Lernkonzepte basieren auf flexiblem

geführt. Das IWF der TU Berlin besitzt seit Ende

Mobiliar und einer Plug-and-Play-fähigen IT.

der 1990er Jahre ein Labor zur Durchführung dieser Prüfungen. Das Kernstück des Labors ist eine

Roboterkomplex

druckluftbetriebene Beschleunigungseinrichtung,

Im Versuchsfeld des PTZ stehen vier 6-Achs-Indus-

ursprünglich für Projektile mit bis zu 100 Millime-

trieroboter verschiedener Baugrößen der Hersteller

tern, seit September 2013 mit bis zu 300 Millime-

KUKA und COMAU. Die Roboterstationen sind

tern Durchmesser. Nicht nur die Umhausung, auch

mit verschiedenen Werkzeugantrieben bzw. Werk-

die Projektile selbst können Teil der Untersuchung

zeug- und Werkstückaufnahmen ausgestattet. Hier

sein. Im Berstversuchsstand werden Eigenschaften

können Werkstücke gefräst, geschliffen, poliert

abgeschleuderter Schleifscheibenstücke untersucht.

und optisch vermessen werden. Je nach Bauteilgröße, Anforderungen und Technologie wird werk-

Virtual Engineering Learning Center (VELC)

zeug- oder werkstückgeführt gearbeitet. Ziel ist es, Schrupp- bzw. Vorbearbeitungsprozesse, die

Das VELC – Virtual Engineering Learning C ­ enter ist

bisher Werkzeug- oder Bearbeitungsmaschinen

eine Einrichtung, in der virtuell unterstützte Ingeni-

vorbehalten waren, mit Robotern durchzuführen.

eurstätigkeiten unterrichtet und geschult werden

Insgesamt identifizieren Wissenschaftler durch die

können. So wird auf Bedürfnisse angehender Inge-

Untersuchungen im Roboterkomplex neue Anwen-

nieure und der Industrie im Sinne einer modernen

dungsgebiete für Standardindustrieroboter.

Lehre reagiert. Die Ausbildung erfolgt nicht an 29

U n s e r NE t z w e r k

wissenschaftliche Partner Profitieren Sie von der engen Zusammenarbeit zwischen dem Fraunhofer IPK und drei renommierten Berliner Forschungseinrichtungen, von unserem internationalen Netzwerk sowie von den Leistungen unserer Trägerorganisation, der Fraunhofer-Gesellschaft.

Wissenschaftliche Einrichtungen bearbeiten ihre

Die Kooperation mit der BAM verfolgt zwei Ziele.

Themen selten allein – Forschungsprojekte füh-

Zunächst können Anlagen ohne bürokratische Hür-

ren häufig die Kompetenzen mehrerer wissen-

den gemeinsam genutzt werden. Zudem müssen

schaft-licher Partner zusammen. Das Fraunhofer

Millionen Euro teure Geräte nur einmal angeschafft

IPK beschränkt sich jedoch nicht nur auf projektbe-

werden. Gleichzeitig ergänzen sich die Forschungs-

zogene Zusammenarbeit mit anderen FuE-Institu­

aufträge beider Institutionen: Während sich die

tionen. Strategische Kooperationen verbinden das

BAM ausschließlich Fragen der Sicherheit in Tech-

Institut langfristig mit drei renommierten Berliner

nik und Chemie widmet, untersucht das Fraunhofer

Wissenschaftseinrichtungen:

IPK, wie Verfahren wirtschaftlicher und schneller ausgelegt werden können. Durch die Kooperation

»» dem Institut für Werkzeugmaschinen und Fabrikbetrieb IWF der TU Berlin

können Kunden unkompliziert auf beiden Gebieten gleichzeitig unterstützt werden.

»» der BAM Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung »» der Charité – Universitätsmedizin Berlin

Einen ähnlichen Zweck verfolgt die Verbindung zwischen Fraunhofer IPK und Charité. Gemeinsam betreiben beide Institutionen das »Berliner Zent-

30

Mit dem IWF der TU Berlin ist das Fraunhofer IPK

rum für Mechatronische Medizintechnik« (BZMM).

seit seiner Gründung eng verbunden. Die bei-

Hier arbeiten Ingenieure in enger Zusammenarbeit

den Einrichtungen teilen nicht nur ein Gebäude,

mit Medizinern, sodass technische Entwicklung

was es ermöglicht, Labore, Veranstaltungsräume

und klinische Evaluierung aus einer Hand ange-

und Maschinen gemeinsam zu nutzen. Gleich-

boten werden können. Das Ziel sind integrierte

zeitig können durch gemeinsame Projektarbeit

Gesamtlösungen für die Medizin, die Interventio-

effizient die Ergebnisse universitärer Grundla-

nen sicherer und effizienter machen und bereit für

genforschung für die Praxis aufbereitet werden.

die Anwendung sind.

Iwf institut fÜR WErkzeugmaschinen und Fabrikbetrieb – TU BERLIN

Bei seiner Gründung 1904 war das IWF eine der

Produktion informationstechnisch so abzubilden

ersten Einrichtungen produktionstechnischer Lehre

und zu vernetzen, dass Produktentstehungs- und

und Forschung in Deutschland, die Einrichtung

Lebenszyklen durchgängig simuliert, verifiziert

eines Versuchsfeldes war wegweisend für die Dis-

und optimiert werden können. Als Institut der Tech-

ziplin. Das Forschungs- und Lehrangebot orientiert

nischen Universität Berlin bildet das IWF jährlich

sich an Technologie und Management industrieller

etwa 200 Studierende im Fach Maschinenbau aus.

Fabrikbetriebe und umfasst sowohl die Entwicklung

Im Master-Studiengang Global Production Enginee-

von Prozesstechnologien und Produktionsanlagen

ring, an dem das IWF wesentlich beteiligt ist, werden

als auch deren informationstechnische Modellierung.

Institut für Werkzeugmaschinen und Fabrikbetrieb Technische Universität Berlin

Studierende aus aller Welt für die Herausforderungen der glo­balen Industriegesellschaft ausgebildet.

Die Fachgebiete »» Werkzeugmaschinen und Fertigungstechnik

Aktuell sind Fraunhofer IPK und IWF in drei DFG-

»» Montagetechnik und Fabrikbetrieb

geförderten Langzeitprojekten aktiv. Der Son-

»» Industrielle Automatisierungstechnik

derforschungsbereich (SFB) Transregio 29 »Engi-

»» Industrielle Informationstechnik

neering hybrider Leistungsbündel« befasst sich

»» Qualitätswissenschaft

mit der Planung, Entwicklung, Erbringung und

»» Füge- und Beschichtungstechnik

Nutzung hybrider Leistungsbündel. Im SFB »Sus-

»» Mikro- und Feingeräte

tainable Manufacturing« entstehen nachhal-

»» Sicherheit gefügter Bauteile

tige Produktionstechnologien und -strategien

»» Tribologie

für größeren globalen Wohlstand bei weniger

»» Nachhaltige Unternehmensentwicklung

Ressourcenverbrauch. Die Nachwuchsgruppe PrE-BioTec »Produktionstechnik für die Zellfreie

arbeiten an der »Digitalen Fabrik«. Ihr Ziel ist es,

Bio­technologie« arbeitet an der Schnittstelle von

Produktentwicklung, Fertigungsplanung und

Ingenieurwissenschaften und Biotechnologie.

31

Unser Netzwerk u n s e r e Pa r t n e r

BAM –

Bundesanstalt für Material­forschung und -prüfung

Die BAM ist eine wissenschaftlich-technische Bun-

Das Fraunhofer IPK steht seit 2009 in enger Koope-

desbehörde im Geschäftsbereich des Bundesminis-

ration mit dem Fachbereich »Schweißtechnische

teriums für Wirtschaft und Energie (BMWi). Mit

Fertigungsverfahren« der BAM. Professor Dr.

ihrer Kompetenz zur Sicherheit in Technik und Che-

Michael Rethmeier leitet in Personalunion den

mie leistet die BAM an der Schnittstelle zwischen

Fachbereich an der BAM sowie das Geschäftsfeld

Wissenschaft und Technik, Wirtschaft und Politik

Füge- und Beschichtungstechnik des Fraunhofer

einen wichtigen Beitrag für die technische Sicher-

IPK. Gegenstand der gemeinsamen Forschung

heit der Gesellschaft von morgen. Dazu forschen

beider Einrichtungen sind Fragen der Sicherheit

ihre rund 1600 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter an

und Zuverlässigkeit gefügter Bauteile und Systeme

Substanzen, Werkstoffen, Bauteilen, Komponenten

während der Fertigung und ihres Betriebes. Dabei

und Anlagen sowie natürlichen und technischen

kommt der Bewertung der Interaktion zwischen

Systemen von volkswirtschaftlicher Relevanz und

Werkstoff, Prozess und Konstruktion die entschei-

gesellschaftlicher Dimension und überprüfen und

dende Rolle zu. Zur Bewertung der Sicherheit und

bewerten deren sicheren Umgang und Betrieb.

Zuverlässigkeit der gefügten Bauteile kommen

Die BAM ist eines der traditionsreichsten For-

und Full-Scale-Tests zum Einsatz. Hierzu werden

neben Laborproben vor allem Bauteilversuche schungsinstitute und zählt europaweit zu den

bestehende Prüfverfahren adaptiert sowie neue

wichtigsten Instituten ihres Fachgebietes. Durch

Methoden vorangetrieben.

ihre Kooperationen mit Universitäten, anderen Forschungseinrichtungen und der Industrie ist sie in die deutsche Forschungslandschaft eingebunden und international eng mit anderen Staatsinstituten vergleichbaren Auftrags vernetzt.

32

Charité –

Universitätsmedizin Berlin

Die Charité – Universitätsmedizin Berlin zählt zu

Gemeinsam mit dem Fachgebiet Navigation und

den größten Universitätskliniken Europas. Sie ist

Robotik der Charité bildet das Geschäftsfeld Medi-

die medizinische Fakultät der Freien Universität

zintechnik des Fraunhofer IPK das Berliner Zentrum

Berlin und der Humboldt-Universität zu Berlin

für Mechatronische Medizintechnik. Seit der Beru-

und eines der traditionsreichsten Krankenhäuser

fung von Professor Keeve und einer Neuausrich-

Deutschlands.

tung im Jahr 2008 konnte es sich als international anerkanntes Forschungs- und Entwicklungszentrum

Die Charité ist einer der größten Arbeitgeber Ber-

für bildgeführte und minimal-invasive Chirurgie

lins, entscheidend für die Entwicklung der Gesund­

etablieren. 2010 wurde es mit dem Innovations-

heitsregion Berlin-Brandenburg und eine der erfolg-

preis Medizintechnik des Bundesministeriums für

reichsten Forschungsorganisationen in Deutschland.

Bildung und Forschung ausgezeichnet und seine

An ihr arbeiten 13 200 Mit­arbeiterInnen, darunter

Technologieausgründung SCOPIS in das Portfolio

3664 WissenschaftlerInnen und 233 ProfessorIn-

des High-Tech-Gründerfonds aufgenommen.

nen. Der Campus ist verteilt auf vier Standorte, zu denen über 100 Kliniken und Institute, gebündelt in 17 CharitéCentren, gehören. Jährlich werden mehr als 140 000 Patienten statio­när und rund 615 000 ambulant behandelt. Die Charité erwirtschaftet einen Jahresumsatz von gut 1,3 Milliarden Euro und wirbt jährlich rund 152 Millionen Euro Drittmittel ein. In ihrer dreihundertjäh­rigen Geschichte hat sie einen einzigartigen Ruf erlangt.

In der europäischen Medizinlandschaft ist sie eine eigenständige Marke.

33

unser netzwerk

Forschung weltweit Südkorea

USA

Unsere Partner in Europa: Frankreich Großbritannien Nordirland Italien Liechtenstein Niederlande Österreich Schweden Schweiz Spanien Ungarn

Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des

Finanzierungskonzeptes für die Einrichtung einer

Fraunhofer IPK forschen in Berlin, doch ihre Arbeit

breiten Forschungslandschaft in Vietnam und

bringt die i­ndustrielle Produktion weltweit voran.

aktuell bei Projekten zur Effizienzsteigerung in

Kooperationen verbinden das Institut mit den

Russland. In Dubai planten IPK-Forscher einen

wichtigsten gegenwärtigen und künftigen Wissen-

Technologiepark von der Größe einer Kleinstadt.

schafts- und Wirtschaftsräumen – so profitieren wir

In China und Malaysia unterstützt das Institut die

vom internationalen Wissenstransfer und erschließen

Aus- und Weiterbildung junger Ingenieurinnen

neue Absatzmärkte für produktionstechnisches

und Ingenieure – das Engagement wurde etwa

Know-how aus Deutschland.

dadurch honoriert, dass die Kolej Universiti Teknikal Kebangsaan (KUTKM) in Malaysia Professor

Besonders aktiv ist das Institut in Asien und Südamerika. Bereits seit 1999 betreibt es in enger

Eine herausgehobene Stellung genießt auch die

Zusammenarbeit mit der Fraunhofer-Zentrale ein

Verbindung mit der brasilianischen Universidade

Representative Office in Indonesien. Innovative

Metodista de Piracicaba, in deren Rahmen in an-

Management-Methoden aus dem Fraunhofer

wendungsorientierten Projekten neue Produktions-

IPK halfen dort beim Aufbau eines Innovations-

technologien entwickelt werden.

systems. Gleiches gilt bei der Einführung eines 34

Uhlmann 2005 eine Ehrendoktorwürde verlieh.

FRAUNHOFERGESELLSCHAFT

Forschen für die Praxis ist die zentrale Aufgabe

Internationale Kooperationen mit exzellenten

der Fraunhofer-Gesellschaft. Die 1949 gegründete

Forschungspartnern und innovativen Unter-

Forschungsorganisation betreibt anwendungsori-

nehmen weltweit sorgen für einen direkten Zu­-

entierte Forschung zum Nutzen der Wirtschaft und

gang zu den wichtigsten gegenwärtigen und

zum Vorteil der Gesellschaft. Vertragspartner und

zukünftigen Wissenschafts- und Wirtschaftsräu-

Auftraggeber sind Industrie- und Dienstleistungs-

men. Mit ihrer klaren Ausrichtung auf die ange-

unternehmen sowie die öffentliche Hand.

wandte Forschung und ihrer Fokussierung auf zukunftsrelevante Schlüsseltechnologien spielt

Die Fraunhofer-Gesellschaft betreibt in Deutschland

die ­Fraunhofer-Gesellschaft eine zentrale Rolle im

derzeit 67 Institute und Forschungseinrichtungen.

Innovationsprozess Deutschlands und Europas. Die

Rund 23 000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter,

Wirkung der angewandten Forschung geht über

überwiegend mit natur- oder ingenieurwissen-

den direkten Nutzen für die Kunden hinaus: Mit

schaftlicher Ausbildung, erarbeiten das jährliche

ihrer Forschungs- und Entwicklungsarbeit tragen

Forschungsvolumen von 2 Milliarden Euro. Davon

die Fraunhofer-Institute zur Wettbewerbsfähigkeit

fallen rund 1,7 Milliarden Euro auf den Leistungs-

der Region, Deutschlands und Europas bei. Sie för-

bereich Vertragsforschung. Über 70 Prozent dieses

dern Innovationen, stärken die technologische Leis-

Leistungsbereichs erwirtschaftet die Fraunhofer-

tungsfähigkeit, verbessern die Akzeptanz moderner

Gesellschaft mit Aufträgen aus der Industrie und

Technik und sorgen für Aus- und Weiterbildung

mit öffentlich finanzierten Forschungsprojekten.

des dringend benötigten wissenschaftlich-tech­-

Knapp 30 Prozent werden von Bund und Ländern

nischen Nachwuchses.

als Grundfinanzierung beigesteuert, damit die Institute Problemlösungen entwickeln können, die erst in fünf oder zehn Jahren für Wirtschaft und Gesellschaft aktuell werden.

35

unsere Leistungen Unser Leistungsangebot zielt darauf ab, Unternehmen von der Produktidee über die Produktentwicklung, -planung und -erstellung bis hin zur ­Wiederverwertung zu unterstützen.

Wir entwickeln neue Technologien in enger

Der schnelle Technologietransfer zählt zu den wich-

Zusammenarbeit mit Auftraggebern und erpro-

tigsten Zielen unserer Arbeit. Dafür bieten wir ein

ben sie im Versuchsfeld des PTZ oder direkt vor

breites Spektrum von Leistungen an, das sowohl

Ort bei unseren Kunden. Darüber hinaus vermitteln

Detail- als auch Systemlösungen einschließt:

wir technisches Wissen im Bereich der Produktionstechnik und entwickeln Methoden zur Verbesse-

»» Beratung (Orientierungsgespräche)

rung des Managements von Organisationen in

»» Machbarkeitsstudien

Dienstleistung und Produktion sowie des Qualitäts- und Umweltmanagements.

und Wirtschaftlich­keitsberechnungen »» bilaterale Industrieprojekte bis zur ­prototypischen Realisierung »» Projektierung und Engineering »» Entwicklung von Verfahren, Geräten und ­Softwaresystemen »» Systemerprobung mit modernster Geräte­ausstattung »» Unterstützung bei nationalen und internationalen Forschungs- und Entwicklungsprojekten »» Schulungen, Seminare, Coaching

36

ihre ansprechpartner Institutsleitung & Produktionssysteme

Unternehmensmanagement

Virtuelle Produktentstehung

Prof. Dr. h. c. Dr.-Ing. Eckart Uhlmann eckart.uhlmann@ipk.fraunhofer.de +49 30 39006-100

Prof. Dr.-Ing. Holger Kohl holger.kohl@ipk.fraunhofer.de +49 30 39006-233

Prof. Dr.-Ing. Rainer Stark rainer.stark@ipk.fraunhofer.de +49 30 39006-243

Füge- und Beschichtungstechnik

Automatisierungtechnik

Qualitätsmanagement

Prof. Dr.-Ing. Michael Rethmeier michael.rethmeier@ipk.fraunhofer.de +49 30 8104-1550

Prof. Dr.-Ing. Jörg Krüger joerg.krueger@ipk.fraunhofer.de +49 30 39006-183

Prof. Dr.-Ing. Roland Jochem roland.jochem@ipk.fraunhofer.de +49 30 39006-118

Medizintechnik

Presse- und Öffentlichkeitsarbeit/ Marketing

Verwaltung

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

Steffen Pospischil steffen.pospischil@ipk.fraunhofer.de +49 30 39006-140

Heike Hühns-Krieger heike.huehns-krieger@ipk.fraunhofer.de +49 30 39006-103

37

S o fs in o dfein n ds ei en us n i es u n s

ANREISE Bahn Ab Berlin Hauptbahnhof: – mit dem Taxi (ca. 10 Min.) – mit dem Bus 245 von der Haltestelle »Lehrter Straße/Invalidenstraße« in Richtung S+U Zoologischer Garten bis zur Haltestelle »Franklinstraße«; (ca. 20 Min.). Zu Fuß in Fahrtrichtung etwa 200 m und dann rechts in die Pascalstraße einbiegen (ca. 5 Min.).

Auto Aus Richtung Hannover, Leipzig, Nürnberg: – A 115 nach Charlottenburg (A 100); A 100 bis Ausfahrt Kaiserdamm, dann B2 Richtung Tiergarten

Flugzeug

(Kaiserdamm, dann Bismarckstr.) bis zur Leibniz-

Ab Berlin Tegel:

straße. Links abbiegen in die Leibnizstraße. Diese – mit dem Taxi (ca. 15 Min.) wird im weiteren Verlauf erst zur Cauerstraße, dann – mit dem Bus X9 Richtung S+U Zoologischer zur Dove- und schließlich zur Helmholtzstraße.

Garten bis »U Ernst-Reuter-Platz« (ca.15 Min.). Dort

Links abbiegen in die Morsestraße, die im weite-

in den Bus 245 Richtung Nordbahnhof umsteigen

ren Verlauf zur Pascalstraße wird.

bis Ausstieg »Helmholtzstraße« (ca. 5 Min.). Der Straße in Fahrtrichtung 200m folgen und links in

Aus Richtung Hamburg, Rostock: – A 111 nach Charlottenburg (A 100); A 100 bis

die Morsestraße einbiegen, die im weiteren Verlauf zur Pascalstraße wird (ca. 5 Min.).

Ausfahrt Spandauer Damm, links abbiegen auf den Spandauer Damm, dieser knickt im weiteren

Ab Berlin Schönefeld:

Verlauf halbrechts ab und wird zur Otto-Suhr- – mit dem Taxi (ca. 40 Min.) Allee. Links abbiegen in die Cauerstraße. Diese – RE7 (Fahrtziel Dessau) bis Hauptbahnhof

38

wird im weiteren Verlauf erst zur Dove- und

(ca. 30 Min.), alternativ S9 bis Ostkreuz, dort

schließlich zur Helmholtzstraße. Links abbiegen

umsteigen in S5, S7 oder S75 bis Hauptbahn-

in die Morsestraße, die im weiteren Verlauf zur

hof (ca. 45 Min.). Von dort weiter wie unter

Pascalstraße wird.

»Bahn« beschrieben.

Impressum © Fraunhofer IPK 2014 Herausgeber | Prof. Dr. h. c. Dr.-Ing. Eckart Uhlmann Redaktion | Katharina Strohmeier

| Salome Zimmermann

Gestaltung | Mila Albrecht

| Alina Goldberg

| Ismaël Sanou

Bilder BAM Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (15,32) | Charité – Universitätsmedizin Berlin (33) | Fraunhofer-Gesellschaft (35) | Fraunhofer IPK: A. Goldberg (1,4,5,6); K. Heß (11,29l.); S. Pospischil (3,26,27,29); A. Salvo (17,21,28); I. Sanou (9,19); K. Strohmeier (31) | iStock: A. Scetta (23r.) | IWF TU Berlin: G. Baumhauer (13,23l.,39) | MEV Verlag: M. Eckhard (24,25) | Alle übrigen Bilder: Fraunhofer IPK Kontakt Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK

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10587 Berlin

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+49 30 39110 - 37

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www.fraunhofer-in-berlin.de 39