Fokus Forschung & Entwicklung

Energiedatenmanagement

Meter to Cash

Buchhaltung

÷×%

–+ =

.

3

Endkundenportal

Kontrollwesen

Smart Metering

0 0 4 5 4 4

EINE THEMENZEITUNG VON SMART MEDIA

Der stärkste Teilchenbeschleuniger der Welt läuft wieder

ZU BESUCH IM CERN Reportage

ENERGIE SPEICHERNMit Power-to-Gas

DIE SMARTE FABRIKDie Rolle der Industrie 4.0

WISSENSTRANSFERForschen für die Wirtschaft

MAI 2015

FORSCHUNG&ENTWICKLUNG

FOKUS

YOUR IT HEARTBEAT

Eine zuverlässige IT ist heute ein Muss und bestimmt zentral über den Geschäftsnutzen jedes Unternehmens. Da die IT jedoch meistens nicht zu deren Kernkompetenzen gehört, sollten die anspruchsvollen und vielfältigen Aufgaben sinnvollerweise an einen kompetenten IT Partner übertragen werden.

Zahlreiche Kunden aus den unterschiedlichsten Branchen verlassen sich darum täglich auf die langjährige Erfahrung und die ausgewiesenen Spezialisten von iSource. Ein Höchstmass an Sicherheit und Verfügbarkeit ist für iSource eine Selbst-verständlichkeit.

& OUTSOURCINGMANAGED CLOUD

SERVICES

GeprüfteQualität:

ISAE 3402 Typ II

www.isource.ch

Einige wichtige Leistungen im Überblick:

- ICT Outsourcing für KMU mit Managed Cloud Services aufbauend auf den Architekturbereichen IT-Infrastruktur (IaaS), Anwendungs-plattformen (PaaS) und Business-Applikationen (SaaS)

- Integration von Cloud- und Private-Cloud-Angeboten für den Desktopbereich (DaaS)

- Transparente Abrechnung der effektiv bezogenen Leistungen- Sichere Datenhaltung in der Schweiz durch den Betrieb von drei

Hochverfügbarkeits-Rechenzentren - Konzeption, Realisierung und Betrieb von hochverfügbaren und

Disaster-Recovery-fähigen Lösungen- Professionelle Beratung in den Bereichen Business-Impact-

Analyse (BIA), Business-Continuity-Planung und -Management

iSource AG | Sägereistr. 24 | 8152 Glattbrugg | Tel. 044 809 97 00

CONSULTING ENGINEERING DATACENTERS

iS_MP_WW_Anzeige_230x300_Feb15_final.indd 1 14.01.15 15:53

YOUR IT HEARTBEAT

Eine zuverlässige IT ist heute ein Muss und bestimmt zentral über den Geschäftsnutzen jedes Unternehmens. Da die IT jedoch meistens nicht zu deren Kernkompetenzen gehört, sollten die anspruchsvollen und vielfältigen Aufgaben sinnvollerweise an einen kompetenten IT Partner übertragen werden.

Zahlreiche Kunden aus den unterschiedlichsten Branchen verlassen sich darum täglich auf die langjährige Erfahrung und die ausgewiesenen Spezialisten von iSource. Ein Höchstmass an Sicherheit und Verfügbarkeit ist für iSource eine Selbst-verständlichkeit.

& OUTSOURCINGMANAGED CLOUD

SERVICES

GeprüfteQualität:

ISAE 3402 Typ II

www.isource.ch

Einige wichtige Leistungen im Überblick:

- ICT Outsourcing für KMU mit Managed Cloud Services aufbauend auf den Architekturbereichen IT-Infrastruktur (IaaS), Anwendungs-plattformen (PaaS) und Business-Applikationen (SaaS)

- Integration von Cloud- und Private-Cloud-Angeboten für den Desktopbereich (DaaS)

- Transparente Abrechnung der effektiv bezogenen Leistungen- Sichere Datenhaltung in der Schweiz durch den Betrieb von drei

Hochverfügbarkeits-Rechenzentren - Konzeption, Realisierung und Betrieb von hochverfügbaren und

Disaster-Recovery-fähigen Lösungen- Professionelle Beratung in den Bereichen Business-Impact-

Analyse (BIA), Business-Continuity-Planung und -Management

iSource AG | Sägereistr. 24 | 8152 Glattbrugg | Tel. 044 809 97 00

CONSULTING ENGINEERING DATACENTERS

iS_MP_WW_Anzeige_230x300_Feb15_final.indd 1 14.01.15 15:53


Dagmar Baroke Editorial 3

19 Werke in Europaund davon 2 in der Schweiz

Technisch Eloxal Harteloxal HART-COAT® Chemische Vernickelungen DURNI-COAT® Gleitbeschichtungen GLISS-COAT®

Optimierung von Reibungsvorgängen DURALLOY® ...und vieles mehr!

AHC Oberfl ächentechnik GmbH Boelckestraße 25–57 D-50171 Kerpen Tel.: +49 (0)2237 502-0 [email protected] www.ahc-surface.com

DURNI-COAT® Gleitbeschichtungen GLISS-COAT®

...und vieles mehr!AHC Oberfl ächentechnik GmbH Boelckestraße 25–57

Tel.: +49 (0)2237 502-0 [email protected] www.ahc-surface.com

FOKUSFORSCHUNG&ENTWICKLUNGProjektleiterDaniel [email protected]

Country ManagerJeroen Minnee

Produktionsleitung Matthias Mehl

TextSMP

TitelbildCERN

DesignSmart Media Publishing Schweiz GmbH

Grafik und LayoutAnja Cavelti

DistributionskanalBilanz, 13. Mai 2015

DruckSwissprinters AG, Zofingen

ÜBER SMART MEDIASmart Media ist der Spezialist für Content Marketing und Native Advertising. Unsere Kampagnen werden sowohl online als auch in führenden Printmedien publiziert. Inhaltlich setzen wir einen Fokus auf ak-tuelle und relevante Fachthemen innerhalb verschiedener Branchen. Mit unseren kre-ativen Medienlösungen helfen wir Ihnen dabei, Ihre Marke zu stärken und echten Nutzen für Ihre Zielgruppe zu schaffen. Unsere hochwertigen Inhalte regen Ihre Kunden zum Handeln an.

Smart Media Publishing Schweiz GmbH Gerbergasse 5, 8001 Zürich, Schweiz

Tel.044 258 86 00

E-Mail [email protected]

Webwww.smartmediapublishing.com

Die Urgeschichte wird eingeteilt in Stein-, Bronze- und Eisenzeit. Mit der Beherrschung eines jeden neuen Materials vollzog die Menschheit einen Entwick-lungsschritt. Heute geht es um Materialien für den Einsatz in Kommunikations- oder Energie-technologien, beim Verkehr, Bau oder der Medizin. Forschende am Paul Scherrer Institut PSI untersuchen die statischen und dynamischen Strukturen sol-cher Materialien bis ins kleinste Detail und schaffen so Grund-lagen für die Technologien von morgen.

Das PSI hat vom Bund den Auftrag erhalten, für die Schweiz einzigartige Grossforschungs-anlagen zu betreiben. Diese Anlagen bieten Experimentier-möglichkeiten, die in üblichen Laboren nicht verfügbar sind. Deshalb stellt das PSI sie allen Forschenden zur Verfügung.

Besonders aktuell sind For-schungsprojekte zu Materialien,

die im Energiebereich Verwen-dung finden sollen, z. B. für die Verbesserung von Batterien für zukünftige Elektroautos. Ziel ist, die Reichweite der Elektroautos und die Lebensdauer der Bat-terien zu erhöhen. Materialien dafür werden am PSI entwickelt und getestet. Die Fabrikation der kompletten Batterie bleibt aber der Industrie vorbehalten.

Ein anderes Beispiel ist der Abgaskatalysator. Im Mo-tor entstehen Stickoxide und Schwefeldioxid. Der Abgaska-talysator wandelt diese schäd-lichen Stoffe in ungiftige um. Leider sind die Katalysatoren teuer, weil sie Edelmetalle enthalten. Forschung am PSI soll helfen, günstigeren und wirkungsvolleren Ersatz zu finden.

Bei den genannten Bei-spielen will man ein beste-hendes Produkt verbessern. Die Technologien sind nahe am marktreifen Produkt, auch

wenn es oft Jahre dauert, bis man als Kunde von der For-schung profitiert.

In anderen Forschungspro-jekten haben die Wissenschaft-ler keine konkreten Produkte zum Ziel, sondern erforschen erst die grundlegenden Eigen-schaften der Materialien. So ist die Hochtemperatursupralei-tung seit 1986 bekannt, jedoch ist der Mechanismus, der zu ih-rer Entstehung führt, nicht voll-ständig verstanden. Somit fehlt eine wichtige Voraussetzung, mit der gezielt nach besseren Supraleitern gesucht werden könnte.

Auch die neue Grossfor-schungsanlage des PSI, der Röntgenlaser SwissFEL, der 2016 in Betrieb geht, wird einen Beitrag zur Materialforschung leisten: Er wird die einzelnen Schritte sehr schneller Verände-rungen sichtbar machen und so den Forschenden helfen, diese Veränderungen im Detail zu

verstehen. Dabei kann es sich um Vorgänge im menschlichen Organismus handeln oder um solche in einem technischen Ge-rät. So wird etwa nach magneti-schen Materialien für Festplatten geforscht, auf denen Daten dich-ter gespeichert und schneller ausgelesen werden können.

An all diesen und noch viel mehr Materialien forschen die Wissenschaftler am PSI, um heute das Wissen zu schaffen, von dem wir morgen profitie-ren könnten. n

Neue Materialien bestimmen den Fortschritt

Dagmar Baroke, Leiterin Kommu-nikation am Paul Scherrer Institut

04 Oberflächentechnologie

06 Medizintechnik im Wandel

08 Industrie 4.0 – worum geht es dabei?

10 Reportage: CERN

12 Internet der Dinge

14 Angewandte Forschung

16 Lebensmittelforschung

18 Power-to-Gas

Viel Spass beim Lesen!

Daniel HauserProjektleiter

04 16

Lesen Sie mehr...


4 Fokus Beschichtung

www.novaswiss.comWhere Science meets BusinessDie Nova Werke AG ist ein unabhängiges, weltweit tätiges Schweizer Technologie- unternehmen mit Hauptsitz in Effretikon (ZH) und Tochtergesellschaften in Frankreich und Deutschland. Sie entwickelt und produziert unter der Qualitätsmarke NOVA SWISS® für anspruchsvolle Kunden Systemlösungen in den Bereichen:

Oberflächen-Beschichtungen nach Mass

Thermisches Beschichten von Oberflächen durch Metall, Keramiken und Hartmetalle

DIESELKOMPONENTEN OBERFLÄCHENTECHNIK HOCHDRUCKTECHNIK ARMATURENREVISION

Nova Werke AG | Vogelsangstrasse 24 | Telefon +41 (0)52 354 16 16 | 8307 Effretikon | www.novaswiss.com

Eine Frage der richtigen OberflächeMaschinenteile, die ständig hohen Temperaturen ausgesetzt sind, können dank Oberflächentechnik länger ihren Dienst verrichten.

Maschinen werden gebaut, Maschi-nen laufen, Maschinen verschleissen. Diese Entwicklung ist gegeben. Doch selbstverständlich sind Industriebe-triebe daran interessiert, ihre inves-titionsintensiven Anlagen möglichst lange unter optimalen Bedingungen betreiben zu können. Die Lebensdau-er von Maschinen und Teilen wächst also. Einen grossen Anteil daran hat die Oberflächen- und Beschich-tungstechnik. Mit den Verfahren des «Thermischen Spritzens» lassen

sich ohne Veränderung des Grund-werkstoffs äusserst verschleiss- und korrosionsfeste Schichten nach Mass auftragen.

Wie funktioniert das? Die Ver-fahren des Thermischen Spritzens (das ursprüngliche Flammspritzen ist eine schweizerische Erfindung durch den Dr.-Ing. h.c. Max Ulrich Scho-op) bieten innerhalb der modernen Oberflächentechnologien vielfältige Anwendungsmöglichkeiten, heisst es bei Experten aus der Industrie. Heute ist daraus weltweit ein Milli-arden-Business entstanden. Bauteile aus verschiedenen Grundwerkstoffen lassen sich beispielsweise zum Schutz vor Verschleiss und Korrosion mit Schichten aus hochschmelzenden Metallen oder Keramiken versehen. Grundsätzlich handelt es sich dabei – vereinfacht gesagt – um das gleiche

Schutz-Prinzip, wie wenn man Holz mit einer Lackschicht bestreicht.

DER IDEALE HITZESCHILDNatürlich können die industriell ver-wendeten Oberflächentechnologien noch einiges mehr als der Holzlack aus dem Baumarkt: Nebst des er-wähnten Verschleissschutzes lassen sich bspw. auf thermisch stark be-lastete Bauteile Wärme isolierende Schichten auftragen. Die dafür ver-wendeten Beschichtungswerkstoffe werden beim Thermischen Spritzen einer energiereichen Wärmequel-le (Brenngas-Sauerstoff-Flammen, Lichtbogen oder Plasmen aus Edelga-sen) zugeführt und aufgeschmolzen. Die an- oder aufgeschmolzenen Par-tikel werden dabei in Richtung des Werkstücks beschleunigt und pral-len dort mit hoher Geschwindigkeit

(40 bis 600 Meter pro Sekunde) auf. Nach der Wärmeübertragung an den Grundwerkstoff erstarren sie und bilden lageweise eine Schicht. Durch ein wiederholtes Überfahren mit dem Brenner wird die gewünschte Dicke erreicht – und die behandelte Oberfläche ist z.B. besser gegen hohe Hitzeeinwirkung, Verschleiss oder Korrosion geschützt.

Was Thermisches Spritzen aus-zeichnet, ist die flexible Anwendung. Denn nahezu alle Grundwerkstoffe können beschichtet werden; seien es Metalle, Keramiken, Kunststoffe, Faserverbunde oder Naturstoffe wie Stein, Holz usw. Je nachdem, welche Oberfläche mit Schichten versehen wird, unterscheiden sich Vorbe-handlung und Schichtdicke (die von einem Mikrometer bis mehrere Mil-limeter reichen kann).

Präzision und Qualität – dies zeichnet nicht nur die Produkte moderner Industriemaschinen aus, sondern auch die Maschine an sich. Die Oberflächen- und Beschichtungstechnik spielt dabei eine wichtige Rolle.

TEXT SMP


Messtechnik Hintergrund 5

In jedem Industriezweig gibt es Objekte, welche es exakt zu vermessen gilt. Seien es kleinste Moto-renteile in der Automo-bilbranche, Getriebe in der Luft- und Raumfahrt oder Katherterpumpen in der Medizintechnik. Nur mit korrekten und modernen Messgeräten und mit der richtigen

Handhabung ist es mög-lich, identische Teile maschinell auszumessen und herzustellen. Da die Herstellungsprozesse der Endprodukte stetig kom-plexer werden, muss sich die Wissenschaft auch im Bereich der industriel-len Messtechnik laufend weiterentwickeln. Der Markt verlangt immer häufiger Messgeräte, die mehrere Aufgaben der Messtechnik im einem Gerät erfüllen. Gemäss Marktkennern wird zu-dem verlangt, dass diese Mu lt i f u n kt i ons ge r äte übersichtliche Protokol-le liefern, welche Auf-schluss über die gemesse-nen Daten geben. Keine leichte Aufgabe für die Industrie, bedenkt man mit welchen komplexen Daten, Werten und Ma-terialien gearbeitet wird.

Die Metrologie, oder die «Wissenschaft vom Messen und ihre Anwen-dung», ist der Überbe-griff für alle möglichen Arten des Messens. Will man in der industriel-len Herstellung Längen, Abstände, Winkel oder weitere geometrische Grössen ausmessen und berechnen, macht man das mit sogenannten « K o o r d i n a t e n m e s s -geräten». In diesem Bereich gibt es unter-schiedliche Messme-thoden. Die klassische Vorgehensweise nennt man taktile oder berüh-rende Messung. Hier-bei werden räumliche Koordinaten mit einem Tastkopf auf einer Ober-fläche erfasst und mit Ziffern gekennzeichnet. Diese Ziffern werden mit Hilfe einer hinterlegten

Software zu geometri-schen Formen verarbei-tet. Gemäss Experten ist der Genauigkeitsgrad dieser Methode nach wie vor höher als bei neuartigen Methoden. Da die ganze Industrie laufend mit neuen Werk-stoffen, Herstellungs-verfahren und Metho-den arbeitet, muss auch die Messtechnikbranche g e z w u n g e n e r m a s s e n neue Vorgehensweisen erarbeiten. Laserscan-ning ist eine dieser Methoden. Mit einem Laserstrahl wird die Oberfläche eines Kör-pers abgetastet und die Daten werden an die hinterlegte Software ge-sendet.

DIE MITARBEITER SIND GEFRAGTIm Laufe der Zeit hat

sich herauskristallisiert, dass nicht nur gute In-frastruktur zu exakten Messergebnissen führt. Genau so wichtig für korrekte und genaue Ergebnisse ist gut ge-schultes Personal. Viele Messtechnikunterneh-men haben es sich zum Ziel gemacht, Mitarbei-ter intern bestmöglich zu schulen. Nur mit dem Motto «best use of equipment» ist es in dieser Branche mög-lich, gute Ergebnisse zu erzielen. Natürlich wer-den nicht nur firmen-intern Ausbildungen angeboten. Diverse nati-onale und internationale Hochschulen bieten Stu-diengänge an, um ange-henden Messtechnikern bestmögliche Startchan-cen in der Arbeitswelt zu geben.

Die industrielle Messtechnik ist im Wan-del. Präzision, Effizienz und Optimierung von Arbeitsvorgängen sind Zielvorgaben, welche laufend an Wichtig-keit gewinnen. Nichts desto trotz muss auch in Zeiten der innovativen Erfindungen ein Augen-merk auf klassische Ver-fahren gelegt werden.

TEXT KATHRIN WÜRMLI

Wie sich die Messtechnik verändert

Die Relevanz der Messtechnik ist gross, die Lösungen entwickeln sich stetig weiter.


6 Aktuell Medtech

Medizintechnik – Innovationen, die Leben rettenHerzprobleme gehören zu den verbreitetsten Krankheitsbildern. In diesem Bereich gibt es grosse technologische Fortschritte.

Basel ist mit seiner traditionellen Pharma- und Chemieindustrie der grösste Life Science-Standort in der Schweiz; gleich dahinter hat sich, betrachtet man die absolute Zahl der Erwerbstätigen, in der vergangen Jahren Zürich etabliert. Gemäss dem neuen «Cluster-Bericht des Amtes für Wirtschaft und Arbeit» hat der Kan-ton Zürich im Sektor Medizintechnik

sogar die Führung übernommen. Diese Entwicklung sei deshalb mög-lich, weil der Cluster Life Science von der breiten akademischen Basis, die Zürich mit der ETH, der Universität Zürich, dem Universitätsspital, den anderen Spitälern und der Zürcher Fachhochschule ZHAW profitieren könne. Dieser Vorteil hilft den Unter-nehmen, im Markt zu bestehen, denn die Medizintechnik-Branche befindet sich in einem tiefgreifenden Verände-rungsprozess und steht massiv unter Druck. Die Budgets für das Gesund-heitswesen werden überall gekürzt. In Zukunft sind deshalb ganzheitliche Dienstleister gefragt und nicht mehr nur reine Gerätelieferanten.

WORAN WIRD GEARBEITET?Zu den am schnellsten wachsen-den Feldern in der medizinischen

Behandlung zählt die Molekular-diagnostik. Darunter versteht man alle Tests und Methoden, die über die Erbsubstanz, DNA oder RNA, eine Krankheit, oder eine genetisch bedingte Anlage zu einer Krankheit nachweisen. Ihre Aufgabe besteht darin, zu erkennen, welche Patienten-gruppen aufgrund ihrer genetischen Veranlagung am besten für die Be-handlung mit bestimmten Medika-menten geeignet sind.

Neben der Molekulardiagnostik stehen u.a. Herzkrankheiten im Fo-kus der Medizintechnik. Das kommt nicht von ungefähr, denn Herz-Kreis-lauf-Leiden sind auch in der Schweiz sehr verbreitet. Hoffnung für Betrof-fene geben derzeit Entwicklungen in Texas: Dort haben Biowissenschaftler die erste Pumpe zur Kreislaufun-terstützung entwickelt, die sich per

Katheter einsetzen lässt und für den langfristigen Einsatz vorgesehen ist: Aortix von Procyrion Inc. bietet eine Behandlungsmöglichkeit für Menschen mit chronischen Herz-störungen, die wegen ihres Gesund-heitszustands keine Medikamente einnehmen können. Alleine in den USA sind davon zwei Millionen Leute betroffen. Noch befindet sich das Produkt, das auch mit Schweizer Know-how hergestellt wird, in der Testphase, doch schon bald haben Kardiologen die Möglichkeit, jüngere Herzpatienten damit zu behandeln. Und so funktioniert es: Aortix nimmt einen Teil des Blutes auf, gibt ihn als Strahl wieder ab und überträgt dabei seine Energie an das kardiovaskuläre System. Damit verbessert Aortix die Blutversorgung lebenswichtiger Or-gane wie der Nieren.

Die Gesundheitssysteme gera-ten weltweit immer mehr unter Druck und die Finanzierbarkeit ist bald nicht mehr gesichert. Das zwingt auch die Medizin-technik-Branche zum Umden-ken. Ein Einblick in aktuelle Entwicklungen und Innovatio-nen dieser wichtigen Branche.

TEXT GEROLD BRÜTSCH PRÉVÔT / SMP

Swiss made.For more power.

www.maxonbikedrive.com

LUGANO

CHUR

ST. GALLEN

ZÜRICH

BASEL

BERNLUZERN

LAUSANNE

GENF

¾ H1½ H

1½ H

1¾ H

½ H

1½ H

1¾ H

2¾ H

3½ H

DEUTSCHLAND

ÖSTERREICH

FRANKREICH

ITALIEN

WERDEN SIE MITGLIEDUND FINDEN SIE DEN RICHTIGEN FORSCHUNGSPARTNER

www.healthtech.ch

DAS HEALTHTECH-NETZWERK BIETETATTRAKTIVE LEISTUNGEN:

Vernetzen der Mitglieder +

Zusammenführen der Mitglieder mit akademischen + Forschungs- und Entwicklungspartnern +

Zusammenführen von Unternehmen und Investoren +

Förderung innovativer Ideen und Coaching +von Start-ups vor und während des Markteintritts +

Lancieren und Unterstützen nationaler +und internationaler Förderprojekte +

Vernetzung mit ausländischen Clusters und deren Mitgliedern +

Initiieren strategischer Partnerschaften +

Unser Denk- und Kompetenzzentrum. Ein Ort, an dem Ihre Ideen aufgenom-men und zu kreativen Konzepten für Produkte, Produktionslinien und neuen Prozessen werden. Hier wird die Basis zur zielgerichteten Entwicklung und Realisierung gelegt.

INNOVATION MACHINE Ideen nachhaltig entwickelt

Kunden aus der Medizintechnik, aus der Pharmabrache und aus der indus-triellen Automation schätzen GRITEC als langjährigen Technologiepartner für Ihre Entwicklungen. Unser mechatroni-sches Know-how bildet sich in smarten Geräten und Systemlösungen ab. Der durchgängige Informationsfluss vom Gerätesensor bis zum ERP-System ist ein bedeutender Grundpfeiler für Ihre Industrie 4.0 Projekte.

HIGH TECH ENGINEERINGKompetenz begeisternd umgesetzt

Unser Kompetenzzentrum zur Industria-lisierung von Produkten und Prozessen. Hier fokussieren wir Ihre Time-to- Market- und Kostenziele. Spezialisten kreieren Prozesse und realisieren Sonderanlagen mit effizienter Methodik und Know-how. Unser top ausgerüsteter Prototypen- und Serien-Systembau mit Reinraum garantiert hochwertige Qualität.

HIGH TECH SYSTEMSQualität gewinnend eingesetzt

Zukunftsfähige Unternehmensprozesseerfordern effiziente Informations- und QM-Systeme. Unsere Software-Archi-tekten konzipieren Kundenprojekte für Industrie- und Business-Umgebungen. Der vertikale Informationsfluss vom Lieferant über den Anwender bis zum Abnehmer steht im Vordergrund und wird durch unsere Softwareentwickler professionell realisiert, d.h. Industrie 4.0 wird bei uns zur Realität.

BUSINESS SOFTWARE ENGINEERINGInformationen clever vernetzt

GRITEC AGTrutwisstrasse 9CH-7214 Grüsch Tel. 081 300 22 00

GRITEC AGGrabenhofstrasse 6CH-6010 Kriens Tel. 041 320 64 46

WWW.GRITEC.CH

IDEAS SOLUTIONS QUALITY E-MOTION


8 Schwerpunkt Industrie 4.0

Auf dem Weg zur intelligenten FabrikDie «Industrie 4.0» steht für eine Industrie mit Fabriken die nicht nur einfach produzieren...

Wohl in keinem anderen Be-reich gibt es derart viele Spe-zialbezeichnungen wie in der Industriebranche. Kaum eine Bewegung, kaum ein Trend, der es nicht Wert gewesen wäre, mit

einem Schlagwort versehen zu werden. Vielfach weiss derweil bis auf eine Handvoll Experten so gut wie niemand, was hinter diesen Bezeichnungen überhaupt genau zu verstehen ist. So ähnlich spielt sich das auch beim Begriff «Industrie 4.0» ab, der seit einigen Jahren fast schon übermässige Verwendung findet. Der Unter-schied: Die Relevanz von Indust-rie 4.0 ist unbestritten.

Über kaum ein anderes Kon-zept ist in jüngster Vergangenheit in der Industriebranche so viel und angeregt diskutiert worden wie über das, was gemeinhin auch als «vierte industrielle Revoluti-on» bezeichnet wird. Während in der Fachpresse beinahe ständig über direkte oder indirekte «In-dustrie 4.0»-Themen geschrieben

wird, herrscht in der breiten Öf-fentlichkeit jedoch noch immer viel Unverständnis darüber, was dieses «Industrie 4.0» überhaupt bedeutet und wie relevant die-se Entwicklung für die hiesigen Unternehmen werden könnte respektive es allenfalls schon ist. Höchste Zeit also für einen Erklä-rungsversuch.

ZIEL IST DIE SMART FACTORYGemäss einer im vergangenen Jahr vom internationalen Be-ratungsunternehmen Deloitte verfassten Studie zum «Werk-platz 4.0», bezeichnet man als «Industrie 4.0» eine «weitere Entwicklungsstufe der Organisa-tion und Steuerung des gesam-ten Wertschöpfungsprozesses der verarbeitenden Industrie».

Mit anderen Worten: Unter dem Titel «Industrie 4.0» werden in Zukunft «mitdenkende» Wa-ren produziert». Das Ziel ist die intelligente Fabrik – die Smart Factory, die einen hohen Auto-mationsgrad aufweist und mit anderen Stellen verknüpft ist. Künftige Industrieprodukte sol-len in Zukunft überdies ebenso smart – sprich intelligent – sein und diverse Zusatzinformatio-nen besitzen. Als Treiber dieser «vierten Revolution» gelten inter-national betrachtet vornehmlich die Automobilindustrie und die Energiebranche.

Das klingt alles schön und gut und vor allem nach einer tatsäch-lich interessanten Vision. Doch wie weit ist diese Vision in der Schweiz auf ihrem Weg zur reellen

Unter dem Schlagwort «Industrie 4.0» wird seit ein paar Jahren immer lauter darü-ber nachgedacht, wie in Zukunft die industrielle Produktion intelligent organisiert werden könnte. Manche Experten sprechen diesbezüglich gar von einer vierten industriellen Re-volution, die auf uns zukomme. In erster Linie bietet die «In-dustrie 4.0» für Unternehmen jedoch schlicht und einfach bis-her ungeahnte Möglichkeiten.

TEXT FRANCO BRUNNER


Industrie 4.0 Schwerpunkt 9Umsetzung bereits fortgeschritten? Gemäss der Umfrage und den di-versen Expertengesprä-chen, welche im Rahmen der Deloitte-Studie betrie-ben wurden, hat die digi-tale Transformation zur Industrie 4.0 den Schwei-zer Werkplatz «erst ansatz-weise erfasst». Nichtsdes-totrotz ist die Mehrheit der befragten Unternehmen davon überzeugt, dass mit der digitalen Transfor-mation zur Industrie 4.0 die Wettbewerbsfähigkeit des Schweizer Werkplat-zes global erhöht werden könnte. Auch wurde in den geführten Experten-gesprächen von Vertretern der hiesigen Industrieun-ternehmen die enorme Wichtigkeit des Themas «Industrie 4.0» betont und unterstrichen, dass deren Bedeutung in Zukunft noch weiter steigen wird. «Mit Industrie-4.0-Lösun-gen können Kosten ge-senkt und damit der Druck aus Kostengründen zu ver-lagern gedämpft werden. Industrie-4.0-Lösungen erlauben es aber auch, glo-bale Strukturen effizienter zu organisieren», bringt es zum Beispiel Robert Ru-dolph, Bereichsleiter Bil-dung und Innovation des Verbandes der Schweizer

Maschinen-, Elektro- und Metallindustrie Swiss-mem, in der Studie auf den Punkt.

Die Deloitte-Studie zeigt derweil auch auf, dass die «Industrie 4.0» nicht nur Chancen, sondern sehr wohl auch Risiken mit sich bringt. So eröffne das In-ternet der Dinge, Dienste, Daten und Menschen auch neue Angriffsflächen für Datendiebstähle, Indus-triespionage und andere Hackerangriffe. Kurt Kal-tenegger, Head of Tech-nology von ABB Venture Capitals relativiert diese «neue» Gefahr allerdings. So seien die Cyber-Risiken in der Industrie 4.0 nicht unbedingt grösser. «Neue Cyber-Sicherheit wird im selben Tempo eingeführt wie Industrie-4.0-Anwen-dungen», ist sich Kalte-negger sicher. Demnach würden Technologieent-wicklungen Hand in Hand mit der Entwicklung von Cyber-Sicherheitssyste-men gehen.

AM BEGINN EINER NEUEN ZEITRECHNUNGJa, «Industrie 4.0» ist ein Schlagwort und wird hie und da vielleicht auch als Modebegriff verwendet. An der Tatsache, dass man derzeit am Beginn einer

neuen industriellen Zeit-rechnung steht, ändert dies jedoch nichts. Die einen mögen diese neue Zeitrechnung etwas eu-phorisch die «vierte in-dustrielle Revolution» nennen, die anderen neh-men nicht gerade derart geschichtsträchtige Worte in den Mund. So oder so ist und bleibt «Industrie 4.0» für die hiesige Wirt-schafts- respektive Indus-triebranche ein Thema von enormer strategischer

Bedeutung. Eine Bedeu-tung, die in den kommen-den Jahren wohl kaum kleiner werden dürfte. Denn in einem sind sich alle Experten einig: Die Potenziale, welche sich aus den Konzepten der «Industrie 4.0» bieten und ergeben, müssen in den produzierenden Unter-nehmen Aufmerksamkeit bekommen und bekannt gemacht werden. Denn nur so ist Fortschritt überhaupt erst möglich.

Zwei Fachmes-sen mit Fokus «additive Ferti-gung» in LuzernDie Messe Luzern lanciert mit einem Kick-off-Event am 24. Juni 2015 die Additive Ma-nufacturing Expo (AM Expo). Als internationale Fachmesse für additive Fertigung fokussiert sie sich auf den rasch wachsenden Markt der Serienproduktion. Die Swiss Medtech Expo (SMTE) bietet dem dritt-grössten Medtech-Markt in Europa eine Plattform: in der Schweiz beschäf-tigen 1450 Unterneh-men 52 000 Angestellte und erwirtschaften einen Umsatz von 14 Mrd. Vom 15. bis 16. September 2015 prä-sentieren 150 Aussteller ihre Kompetenzen. Die Messe setzt ihren Fokus auf Innovation und additive Fertigung. So wird an der SMTE die Rapid.Area, die mobile Messeplattform für additive Fertigung und 3D-Druck, zu sehen sein. Informationen unter: www.am-expo.ch und www.medtech-expo.ch.

...sondern quasi «mitdenken».

Many-Core Control für Industrie 4.0Höchste Rechenleistung für mehr Intelligenz in der Smart Factory

www.beckhoff.ch/industrie40

T 061 417 17 17・[email protected] / www.sew-eurodrive.de

SEW-EURODRIVE hat einen mobilen Assistenten entwickelt, der kontaktlos mit Energie versorgt wird. Mit Hilfe dieser Assistenten werden in Graben-Neudorf bereits Getriebe montiert, an Motoren angebaut, mit Öl befüllt, geprüft und zur Lackieranlage transportiert.


10 Aktuell CERN

Wer über das CERN spricht, spricht in Superlativen. Hier nur drei davon: Der Teilchenbeschleuniger, der Lar-ge Hadron Collider (LHC), ist der leistungsstärkste seiner Art weltweit. Damit er neue Erkenntnisse über die Beschaffenheit des Universums liefern kann, sind am CERN über 2500 Angestellte beschäftigt. Und: Weltweit vereint das CERN mehr als 10’000 Forscher.

Diese Zahlen zeigen, was für ein Mammutprojekt das Vorhaben des CERNs ist. Doch worum geht es bei den in Genf und Frankreich betriebenen Experimenten eigent-lich? «Wir sind auf der Suche nach den elementaren Bauteilen von Ma-terie», erklärt Dr. Hanspeter Beck, Experimentalphysiker am CERN sowie Dozent an der Uni Bern. «Wir halten Ausschau nach den kleinsten Einheiten, auf denen alles andere aufbaut – den Legosteinchen des Universums, sozusagen.»

NUR DAS LICHT IST SCHNELLERUm diese Legosteinchen zu finden, werden im Teilchenbeschleuniger LHC Bedingungen erzeugt wie sie ei-nen winzigen Bruchteil einer Sekun-de nach dem Urknall im Universum herrschten. Durch den Urknall vor 13,7 Milliarden Jahren entstand unser Uni-versum. Dabei wurde ein grosser Teil der Energie in Materie- und Antimate-rieteilchen umgewandelt. Im LHC, der die Form eines ringförmigen Tunnels von 27 Kilometern Länge hat und in einer Tiefe von 100 Metern im Boden liegt, werden diese Bedingungen nach-gestellt. Dies, indem Protonen in zwei Strahlen auf Kollisionskurs gebracht werden – mit 99,9999991 Prozent der Lichtgeschwindigkeit. Prallen die Pro-tonen zusammen, zerfallen sie nicht nur in ihre Einzelteile, sondern – wie im Urknall – entstehen durch die Kol-lisionsenergie auch neue Teilchen; zum Beispiel neue Protonen, Antiproto-nen, und weitere. Mit den Detektoren,

welche die CERN-Forscher um die Kollisionspunkte aufgebaut haben, gelingt es, die Spuren, welche diese Teilchen hinterlassen zu messen und bildlich festzuhalten. So können neue Erkenntnisse über die Kräfte im Uni-versum gewonnen werden.

Eines dieser Teilchen, das soge-nannte «Higgs-Teilchen», spielt eine elementare Rolle für das Verständnis der Physik. Doch für lange Zeit entzog es sich den Forschern. Eine schwierige Situation, denn das «Standardmodell», eine anerkannte Theorie welche die Erkenntnisse der Teilchenphysik zu-sammenfasst, setzt die Existenz dieses Higgs-Teilchens voraus. Ohne es geht die Theorie nicht auf. «Doch erst mit dem LHC verfügten wir über die tech-nischen Möglichkeiten, die Existenz des Higgs-Teilchen zu beweisen und dieses fehlende Puzzlestück einzuset-zen», führt Hanspeter Beck aus. Er ist seit 1997 am CERN tätig, wo er in allen Phasen des ATLAS Experiments

mitgearbeitet hat. ATLAS ist eines der beiden Experimente, welche 2012 zur Entdeckung des Higgs-Teilchens führten. «Ein unglaublicher Moment», erinnert sich der Physiker. Die An-spannung im Vorfeld sei gigantisch gewesen, die ganze Welt schaute den Forschern des CERN damals auf die Finger.

DER NUTZEN DER FORSCHUNGDoch worin genau liegt eigentlich der Nutzen dieser und ähnlicher Ent-deckungen? «Der Wert des Wissens, das am CERN generiert wird, lässt sich nicht eins zu eins in Geld um-münzen», betont Hanspeter Beck. Das dürfe auch nicht die Motivation sein. «Grundlagenforschung muss losgelöst von kommerziellen Moti-ven geschehen.» Das monetäre Po-tenzial zeigt sich dann später. Doch es sei falsch anzunehmen, dass das CERN keine «echte» Wertschöpfung

Die Suche geht in die nächste RundeEs war eine absolute Sensation: Vor drei Jahren konnten For-scher am CERN die Existenz des Higgs-Teilchens nachweisen. Der grosse Fund des kleinen Teilchens sorgte weltweit für Begeisterung – nicht nur in Physikerkreisen. Nach einer zwei-jährigen Wartungspause geht der Teilchenbeschleuniger des CERNs jetzt wieder in Betrieb. Mit mehr Power als je zuvor.

TEXT MATTHIAS MEHL FOTO CERN

Einblick in den Teilchenbeschleuniger LHC des CERN. Dieser ist nun nach zweijähriger Wartungspause wieder in Betrieb.

superhelden.ch / swissmem-kaderschule.ch

WIR MACHEN KEINE SUPERHELDEN AUS IHNEN, ABER LEADER MIT FORMAT.


CERN Aktuell 11

generiere: «Ein nicht unbeträchtlicher Teil des Jahresbudgets von einer Mil-liarde Franken wird in Form von oft sehr anspruchsvollen Aufträgen an die Industrie vergeben, was zwangsläufig zu einem Austausch von Wissen, Ver-besserungen von Verfahren und In-novation führt.» Zudem kämen viele junge Forscher aus dem In- und Aus-land ans CERN, wo sie in einem hoch kompetitiven, internationalen, inter-kulturellen und auch kollaborativen Umfeld komplexe Probleme angehen und sich so wichtiges Fachwissen und Kompetenzen aneignen. Ein Grossteil wechselt dann nach ein bis drei Jahren an andere Institute oder in die Privat-wirtschaft. «Das Know-how, das diese Fachleute von uns mitnehmen, steigert die Innovationskraft ganzer Branchen. Spin-offs und Methoden der Teilchen-physik finden sich fast überall in IT, Elektronik, Nahrungsmittelindustrie, Medizintechnologie, usw.» Den ersten Touchscreen gab es schon Mitte der

70er Jahre am CERN und das Internet wurde auch hier erfunden – um nur zwei Beispiele zu nennen.

DIE MASCHINEN LAUFEN WIEDER WARMSeit Februar 2013 stand der LHC still, wurde gewartet und optimiert. Nun ist er wieder in Betrieb. Die ers-ten Protonen-Kollisionen erfolgen diesen Monat. Was hat sich verän-dert? «Die Detektoren wie auch der Beschleuniger wurden für die zwei-te Laufzeit verbessert», erklärt Jörg Wenninger, der für die Steuerung des LHC verantwortlich ist. In Zahlen: 18 der 1232 Dipolmagnete (zweipo-lige Magnete), welche im LHC die Protonen beschleunigen, wurden ausgetauscht. 10'000 elektrische Ver-bindungen zwischen den Magneten wurden mit Nebenanschlüssen ver-sehen – die im Störungsfall dafür sorgen, dass die durch die Magneten fliessenden 11'000 Ampere gefahr-los «abfliessen» können. Diese und weitere Massnahmen sorgen dafür, dass der LHC neu Protonen mit ei-ner Energie von 13 bis 14 Teraelekt-ronenvolt aufeinanderprallen lassen kann. Zum Vergleich: Der bisheriger Rekord beträgt acht Teraelektro-nenvolt. Von der erhöhten Energie-leistung erhoffen sich Forscher die Entstehung weiterer Teilchen. Ein Hauptaugenmerk liegt auf der Er-forschung dunkler Materie, welche etwa ein Viertel des Energieinhalts des Universums ausmacht. «Den-noch wissen wir noch fast nichts da-rüber, ausser dass sie nichts mit der uns bekannten Materie zu tun hat.»

Damit die Protonen kollidieren können, müssen sie innerhalb des 27 Kilometer langen Rings von den 1232 Dipolmagneten abgelenkt (be-schleunigt) werden. «Die Stärke dieser Dipolmagnete beeinflusst dabei direkt die erreichbare Maxi-malenergie», führt Friedrich Lack-ner vom Technology Departement des CERN aus. Und die Magnete im LHC sind etwas besonderes: sie sind supraleitend. Das bedeutet, dass sie Strom ohne Widerstand leiten kön-nen. «Dies ist wichtig, denn mit normalen Magneten könnte man die für die Protonenbeschleunigung benötigte Feldstärke von 8.33 Tesla nicht erreichen.» Zum Vergleich: Ein klassischer Hufeisenmagnet hat 0,1 Tesla.

Damit ein Magnet supraleitend wird, muss man ihn kühlen; im Fal-le des LHC auf minus 271,3 Grad. «Es ist denn auch die Kühlung, die enorm wichtig ist und die einen grossen Anteil zur Stromrechnung beim LHC liefert», meint Jörg Wen-ninger. Und dennoch ist dies die energieeffizienteste Methode. Nun sei die Anlage nach der zweijähri-gen Pause wieder in Topzustand. Im Kontrollraum des CERNs wird seit längerem wieder an der Lenkung der Strahlen getüftelt. Eine Sisy-phusaufgabe, denn bevor die Strah-len in den LHC gelangen, müssen sie in mehreren anderen Teilchen-beschleunigern «vorbeschleunigt» werden. Stimmt auch nur ein kriti-scher Parameter nicht ganz genau, geht der Strahl «verloren». Und alles muss von vorne beginnen.

40 MILLIONEN BILDER – PRO SEKUNDEViele der Teilchen, die beim Pro-tonenaufprall entstehen, existieren nur einen winzigen Augenblick lang, bevor sie in langlebige Teilchen zerfallen. Diese fliegen jedoch mit beinahe Lichtgeschwindigkeit vom Kollisionspunkt weg. Da müssen die Forscher im CERN sicher sein, dass die beiden Materie-Detektoren des Rings, ATLAS und CMS, die Teilchen auch wirklich festhalten. «Zu diesem Zweck schiessen die Detektoren 40 Millionen Bilder pro Sekunde», er-klärt Dr. Stefan Lüders, Head of Com-puter Security des CERN. Er und sein Team sind zuständig für sämtliche Computer-Sicherheitsaspekte.

Bei 40 Millionen Bildern kommt einiges an Daten zusammen – etwa ein Petabyte (das sind 10 hoch 15 By-tes) – und zwar pro Sekunde. Da selbst die gewaltige CERN IT-Infrastruktur von 10'000 Servern und 90'000 Cores diese Datenmenge nicht halten kann, sorgen Algorithmen dafür, dass ein Grossteil der Bilder – diejenigen, die wenig Wahrscheinlichkeit aufwei-sen, neue Teilchen zu zeigen – direkt wieder verworfen werfen. Dennoch sammeln sich viele Daten an: 20 bis 30 Petabytes pro Jahr.

Einblick in den Teilchenbeschleuniger LHC des CERN. Dieser ist nun nach zweijähriger Wartungspause wieder in Betrieb.

Smart FactsDas CERN (Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire) wurde im Sep-tember 1954 gegründet und hatte zum Ziel, der Forschung in Europa nach dem Zweiten Weltkrieg neuen Schwung zu verleihen. Das CERN hat seinen Sitz in Meyrin, bei Genf und wird von 21 Mit-gliedstaaten getragen. Mehr Informationen: www.cern.ch

Dank des matten auch unter schwierigen Lichtverhältnissen gut ablesbaren Bildschirms, der herausragenden Toughpad-Produktqualität, hervorragender Sicherheit und fortschrittlichem Gerätemanagement sind die Toughpad die strapazierfähigsten, zuverlässigsten und für den professionellen Einsatz geeignetsten Tablets.

Steigern Sie Ihre betriebliche Effizienz dank dem Einsatz der Toughpad. Sie finden bei uns voll-robuste 5" bis 10" Tablets für den mobilen Einsatz und einen 20" 4K-Tablet mit Ultra HD Auflösung wenn jedes Detail zählt.

Kontaktieren Sie uns für weitere Informationen:[email protected] 203 20 01

www.toughbook.ch

Panasonic empfiehlt Windows.

Robuste Tablets für jeden Anspruch

1_00111526_Toughpad Ad_70x175_CH_v1.indd 1 26/01/2015 11:40


12 Future Internet

Das Internet der Dinge – wie verändert es unser Leben?

In den vergangenen 15 Jahren hat das Internet unsere Lebensweise drastisch beeinflusst. Insbesondere die Medienbranche, der Detailhan-del und der Finanzsektor wurden durch diese Technologie komplett umgestaltet. Doch das ist erst der Anfang: Das «Internet der Dinge» (IDD) wird in den kommenden zehn Jahren Landwirtschaft, Indus-trie, Transportwesen sowie jeden anderen wichtigen Wirtschafts-sektor revolutionieren. Zu diesem Schluss kommen Experten des World Economic Forum (WEF) und des Technologieunternehmens Accenture in ihrem gemeinsam er-arbeiteten Bericht «Industrial In-ternet of Things: Unleashing the Potential of Connected Products and Services». Und diese Entwick-lung wird ihrerseits entscheidenden

Einfluss auf Umwelt und Gesellschaft haben. Aber der Reihe nach.

WAS IST DAS INTERNET DER DINGE?Heute ist das Internet selber Gegen-stand unserer Aufmerksamkeit. Wir nutzen es am Heimcomputer und tragen es dank Smartphone und Ta-blet ständig mit uns herum. Künftig wird das Internet aber in unseren Alltag unterstützend eingebunden – weil immer mehr Alltagsgegenstän-de online und vernetzt sein werden. Schritte in diese Richtung haben wir bereits unternommen: Ein gutes Beispiel sind moderne Pulsmesser, die während des Sports Daten über unseren Körper sammeln, diese auf eine Cloud laden, synchronisieren und dann unsere Leistungen auswer-ten. Auch die Industrie bewegt sich in diese Richtung: Unter dem Be-griff «Industrie 4.0» geht es darum, industrielle Maschinen miteinander zu vernetzen. Dadurch wird – verein-facht gesagt– nicht nur die einzelne Maschine smarter, sondern ganze Fertigungsabläufe effizienter. Hierbei spricht man auch vom «Industriellen Internet der Dinge».

Nun haben die Experten des WEF diese Entwicklung genauer be-leuchtet. Zu welchen Schlüssen sind sie gelangt? Gleich vorweg: Es gibt viel Positives zu vermelden. So werde die «Zusammenarbeit von Mensch und Maschine einen bisher nie da-

gewesenen Grad an Arbeitseffizienz nach sich ziehen», heisst es im Be-richt. Dadurch werden Unternehmen sowie die Gesellschaft als Ganzes effizienter und nachhaltiger. Nach-haltiger in diesem Kontext bedeutet meistens, dass Produkte mit weniger Materialien oder Energie hergestellt werden können.

Möglich wird diese Optimierung im Produktionsprozess durch bessere Abstimmung zwischen einzelnen Produktionsstufen. Und da die zu erwartende «individualisierte Pro-duktion» in Zukunft zunehmen wird, ist auch die Wahrscheinlichkeit ge-ringer, dass Abfall und Restmengen anfallen.

ES ENDET NICHT IN DER FABRIKDarüber hinaus gebe aber noch den Aspekt, dass das Internet der Din-ge auch neue Möglichkeiten für die Kreislaufwirtschaft – die Circular Economy – bietet. Damit kommt

es nicht nur während des Pro-duktionsprozesses zum Tragen, also in der Fabrik, sondern auch dann, wenn das Produkt bereits beim Nutzer/Endverbraucher ist. Was das in der Praxis bedeu-tet? Zum Beispiel, dass sich der Lebenszyklus von Produkten ver-längert. Durch Remanufacturing, Reparatur, Upgrading und Wei-terverkauf, (z.B. Google Project Ara, ein modulares Smartphone), werden Produkte länger genutzt, weil sie erweiterbar sind und sich ändernden Bedürfnissen stetig an-passen lassen. Mit dem Ergebnis, dass im gleichen Zeitraum künftig weniger Geräte entsorgt werden müssen.

ALLES EITEL SONNENSCHEIN?Die Entwicklung hin zum Internet der Dinge wird aber nicht gänzlich reibungslos verlaufen, darin sind sich Experten einig. Denn obwohl es Umweltbelastungen verringern wird und unseren Alltag erleichtert, stellt sich bei einer zunehmenden Vernetzung auch immer die Frage nach der Datensicherheit und der Privatsphäre. Sind künftig ganze Industriezweige miteinander ver-netzt, nimmt auch der potenzielle Schaden durch Cyber-Angriffe zu. Eine Herausforderung, die Privat-personen, Unternehmen und auch Regierungen beschäftigen wird.

Geht es um Umwelt und Nach-haltigkeit, ist schnell die Rede von Ressourcenknappheit, Mobilität und der Nutzung al-ternativer Energien. Eine ande-re technologische Entwicklung geht in dieser Diskussion gerne vergessen, obschon sie die Gesellschaft bereits völlig um-gekrempelt hat: das Internet. Und dieses verlässt nun den Bildschirm, um jeden Aspekt unseres Lebens zu verändern.

TEXT SMP

«Dinge verbinden»

Bereiten Sie Ihr Unternehmen auf die Zukunft vor, verbinden Sie Ihre Produkte zu einer intelligenten «Internet of Things»-Lösung, die einen echten Mehrwert generiert.

Kontaktieren Sie uns, gerne zeigen wir Ihnen geeignete Einsatzgebiete für Ihr Unternehmen auf.

NOSER ENGINEERING AG WINTERTHUR I LUZERN I BERN I MÜNCHEN I HEPPENHEIM WWW.NOSER.COM I [email protected]

2015-05-IoT-Bilanz-V002.indd 1 04.05.2015 17:05:20

Unternehmen sowie die Gesellschaft als Ganzes wer-den effizienter und nachhaltiger.

Internet-of-Things – kundenspezifisch realisiert

Fernmessung & Monitoring von Sensoren - Intelligente Logistik - Überwachung & vorsorgliche Wartung

Neratec Solutions AG, CH-8608 Bubikon, www.neratec.com

Internet-of-Things – kundenspezifisch realisiert

Fernmessung & Monitoring von Sensoren - Intelligente Logistik - Überwachung & vorsorgliche Wartung

Neratec Solutions AG, CH-8608 Bubikon, www.neratec.com

Sensoren / Aktoren Gateway Wide Area Network

MobileDSL

M2M

Data Processing

Web Server

Network Manager

www

Cloud Server Benutzer-Interface

Scan me or visit: www.ccontrols.

Your leading edge technology partnerconsult | deliver | delight

COMPUTER CONTROLS

Choosing the right test equipment for innovative designs


14 Fokus Angewandte Forschung

NeuchâtelAlpnachLandquartMuttenzZürichwww.csem.ch [email protected]

technologies that make the difference

Wo Ideen greifbar werdenIn der Schweiz arbeiten Forschungsinstitutionen und Unternehmen Hand in Hand. Diese Partnerschaft ist für beide Seiten fruchtbar.

«CSEM» oder «Centre Suis-se d’Electronique et de Micro-technique» – den meisten von uns geht kein Licht auf, wenn wir diese Begriffe hören. Dabei ist uns das «CSEM» näher als wir glauben: Das Forschungs- und Entwicklungszentrum mit Haupt-sitz in Neuchâtel ist eine der Ide-enfabriken und Geburtsstätten von Schweizer Qualitätsproduk-ten. Das «CSEM» hat sich unter

anderem auf Mikro- und Nano-technologie, Systems Engineering sowie Photovoltaik spezialisiert und betreibt auf diesen Gebieten angewandte Forschung. Das Ziel ist es, die gewonnen Erkenntnisse sofort umzuwandeln und dadurch einen Nutzen für die Allgemein-heit zu generieren. Die ange-wandte Forschung setzt sich stark mit der Überprüfung der Ergeb-nisse auseinander. In anderen Worten: Während des gesamten Forschungs- und Entwicklungs-prozesses wird geprüft, ob die Er-gebnisse immer noch marktrele-vant sind und werden wenn nötig der Marktveränderung angepasst.

UNVERZICHTBARE BRÜCKEWeitere wichtige Forschungs-zentren sind etwa die EMPA, die

Zentren Wyss in Genf und IDIAP im Wallis, die ETH oder das Paul Scherrer Institut. Solche Einrich-tungen spielen eine zentrale Rol-le in der Forschungslandschaft Schweiz. Sie schaffen es, eine Brücke zwischen Wissenschaft und Industrie zu schlagen. Und das ist auch nötig: Denn obwohl die Schweiz zu den Innova-tions-Spitzenreitern gehört, hat sie Mühe damit, ihr Wissen in Produkte umzuwandeln. Gemäss Experten würden viele wichtige wissenschaftliche Entwicklungen in den Schubladen von Univer-sitäten verstauben. Ein Unding. Stattdessen müsse genau dieses Potenzial genutzt und neue Pro-dukte auf den Markt gebracht werden, um so unseren Innovati-onsstandort zu festigen.

KEIN RISIKO EINGEHENSo läuft es beispielsweise im Bereich der Uhren- oder Photovoltaikindus-trie. Das «CSEM» entwickelt ständig neue Komponenten und Mecha-nismen, mit denen die Schweizer Uhren-Technologie auf einen noch höheren Stand gehoben wird. Der technische Fortschritt ist aber nicht der einzige Vorteil. Denn für KMU bedeutet er auch ganz konkret die Einsparung von Kosten. Forschungs-zentren übernehmen dank ihrem Know-how nicht nur das Risiko der technischen Entwicklung, sondern auch die «Time-to-Market», also die Dauer von der Produktentwicklung bis zur Platzierung des Produkts am Markt. So helfen Forschungszen-tren den KMU als starke Partner dabei, ihre innovativen Ideen auch wirklich umzusetzen.

Die Schweiz gilt als eines der innovativsten Länder der Welt. Das kommt nicht von ungefähr. Doch wo entstehen diese Ideen, die ganze Branchen verändern? Ein Einblick in die Welt der Forschung und Entwicklung.

TEXT OLGA SHOSTAK

World Leader in Opto-Electronics

Supporting locally the Swiss and European industry and top research centers assuring access to high-end Japanese technology.

Research - Innovation - Mass production. All from a single source.

Photosensors Miniaturized

MEMSSpectrometers

X-Ray Detectors for Dental

Radiography

MEMSMicro Mirrors

Flat panel sensorsCCD image sensor

www.hamamatsu.ch – [email protected] – Tel. +41 32 625 60 60

Winner of the Photonics West 2015 Prism Award

Size: 5,5 x 1,7 mm


16 Aktuell Lebensmittel

Das BFH-Zentrum Nahrungsmittelsysteme der Berner Fachhochschule erforscht und ent-wickelt innovative und nachhaltige Lösungen für die Land- und Lebensmittelwirtschaft – über die ganze Wertschöpfungskette. Unsere Kernkompetenzen? Die nachhaltige landwirtschaftliche Produktion, die Optimie-rung von Herstellungsverfahren, die Entwick-lung neuer Produkte sowie die Forschung zu Konsumverhalten und Ernährung. Immer mit dem Blick aufs Ganze.

Unser Know-how? Die Forschungsteams des BFH-Zentrums Nahrungsmittelsysteme beste-hen aus ausgewiesenen Spezialisten mit hohem Bezug zur Praxis, langjährigen Erfahrungen und einem einzigartigen Netzwerk in der Schweiz und auf internationaler Ebene. Ihr Nutzen! Sie haben einen Ansprechpartner für Forschung und Dienstleistungen über die ganze Nahrungsmittelkette.

→ Infos: bfh.ch/foodsystems Kontakt: [email protected]

Innovationen für die Praxis

Wir suchen nicht unbedingt nach völlig neuen Methoden, sondern lösen an-hand der bestehenden Theorien ak-tuelle Fragen aus der Praxis.

Auch die Schweizer Landwirtschaft benötigt Forschung

Wie lässt sich der landwirtschaftliche Ertrag eines Feldes verbessern und wie verhindert man Food Waste? Die Forschung sucht Antworten.

Die Angewandte Lebensmittelwis-senschaft ist im Grunde ein sehr altes Forschungsgebiet: Gerade im Bereich Anbau könnte man sagen, dass eine solche Wissenschaft sicher seit dem Mittelalter existiert. «Whis-key-Destillationen beispielsweise gab es schon im 13. Jahrhundert, die ers-ten Zucker-Raffinerien entstanden um 1870, und die Sterilisation von Milch durch Wärme ist seit 1880

bekannt», so Peter Spring, Leiter des Zentrums für Nahrungsmittelsyste-me am Zentrum für Nahrungsmit-telsysteme an der Berner Fachhoch-schule (BFH). Dieses widmet sich der nachhaltigen Produktion von Nahrungsmitteln, die gesund und qualitativ hochstehend sind.

Spring erklärt, warum er den Be-griff Nahrungsmittel demjenigen der Lebensmittel vorzieht: «Nahrungs-mittel deckt für uns alles entlang der gesamten Wertschöpfungskette ab: Von der Primärproduktion über die Herstellung und den Vertrieb bis hin zum Endprodukt im Laden sowie dem Konsum. Das ist sehr wichtig, denn Qualität beginnt schon ganz am Anfang dieser Kette.» Noch vor 50 Jahren strebte man im Bereich Pro-duktion fast ausschliesslich die Er-tragsoptimierung an, heute hingegen

besitzen soziale und ökologische As-pekte in den Forschungsprojekten denselben Stellenwert. «Angewandt bedeutet vor allem, dass die Resultate unserer Projekte direkt in der Praxis umsetzbar sind», erläutert Spring, «wir suchen nicht unbedingt nach völlig neuen Methoden, sondern lö-sen anhand der bestehenden Theo-rien aktuelle Fragen aus der Praxis.»

AKTUELLE THEMEN STEHEN IM FOKUSDie Palette des Forschungsfeldes ist extrem breit, daher sei es schwierig, einzelne Beispiele hervorzuheben. Ein Hauptthema sei momentan si-cherlich die Ressourceneffizienz: «Das heisst, wie produziert man mit weniger Ressourcen gleich viele Nah-rungsmittel in gleicher Qualität.» Die Weltbevölkerung wächst stetig und

unaufhaltsam, während die nutzbaren Landflächen zur Nahrungsmittelge-winnung gleich bleiben. Ressource-neffizienz besitzt darum auch eine ökologische Komponente.

Weitere hochaktuelle Themen wie etwa «Food Waste» sind eben-falls Gegenstand von laufenden Un-tersuchungen: Lebensmittel, die auf dem Weg vom Feld bis zum Teller verloren gehen oder weggeworfen werden. Im Bereich «Primärproduk-tion» ist unter anderem gerade die Kartoffelproduktion ein wichtiges Forschungsthema. «Die Frage, was eine gesunde Kartoffel ist, bezie-hungsweise wie man mit minimalem Einsatz von Pflanzenschutzmitteln einen optimalen Ertrag erzielt, be-schäftgt uns unter anderem», nennt Spring ein weiteres Beispiel aus der Forschungspraxis.

Als relativ teurer Standort braucht die Schweiz innovative Entwicklungen für eine Opti-mierung von wirtschaftlichen, ökologischen und sozial nach-haltigen Produktionssystemen. Unterstützt wird die Landwirt-schaft dabei von der Forschung.

TEXT NADINE LEHTINNEN


Energie Future 17

Bachelorstudium«Erneuerbare Energien und Umwelttechnik»

. Wissen in erneuerbaren Energien. Know-how zu Prozessen in der Umwelttechnik. Fachkompetenz in Ressourcenschonung und Energieeffi zienz. Solide Ingenieurgrundlagen

www.hsr.ch/eeu

Jetzt anmelden!

Die Power-to-Gas-Techno-logie wird seit knapp zwei Jahren immer populärer. Weltweit gibt es aber erst eine einzige grosse Anlage: Sie steht im deutschen Wert-le und wird vom Auto-Her-steller Audi betrieben. Inter-essant für die Zukunft sei vor allem der Einsatz im Bereich Mobilität, so Markus Friedl, Dozent für Thermodynamik im Studiengang Erneuerbare Energien und Umwelttech-nik, HSR (Hochschule für Technik Rapperswil). Dies vor allem aus wirtschaftli-chen Gründen. «Die Produk-tion von Strom und Wärme ist natürlich auch möglich, aber man büsst am Ende zu viel an Wirkung ein», erläu-tert Friedl, «beim Einsatz als Treibstoff bleiben noch 54 Prozent der Anfangsenergie

übrig – beim Einsatz für Strom wären es nur noch etwa ein Drittel.»

Das Verfahren von Po-wer-to-Gas ist ein Prozess in zwei Stufen: Mittels Elek-trolyse wird Wasser in Was-serstoff und Sauerstoff auf-gespalten. Diesem Gemisch wird in einem Reaktor CO2 beigefügt, wodurch Methan (CH4) entsteht. Die che-mische Zusammensetzung ist dieselbe wie diejenige von Biogas, welches durch Vergären von Biomasse ent-steht. Das CO2 kann aus verschiedenen Quellen stam-men, erklärt Friedl: «Rund

ein Viertel des Schweizer CO2-Ausstosses stammt aus Zementwerken und Keh-richtverbrennungsanlagen. Dieses CO2 könnte für die Methanisierung genutzt wer-den.» Dies will die HSR mit der ersten Power-to-Met-han-Anlage der Schweiz in Rapperswil demonstrie-ren, wofür ein Prototyp aus Deutschland ausgeliehen wurde.

LANGE SPEICHERZEITEine andere mögliche CO2-Quelle ist die Erdatmo-sphäre: Die Technologie dazu existiert bereits, allerdings ist

der Aufwand etwas grösser als bei der Gewinnung aus Kunststoffabfällen. «Dafür handelt es aber mit Sicher-heit um erneuerbares CO2, wie dies auch bei der Gewin-nung von Erdgas aus Bio-masse der Fall ist.» Gegen-über anderen nachhaltigen Technologien wie Photovol-taik oder Wasserkraftwer-ken hat Power-to-Gas den Vorteil, dass die Energie über einen viel längeren Zeitraum hinweg gespeichert werden kann. Auch die Infrastruktur mit rund 150 Erdgas-Tank-stellen sowie Fahrzeugen in der Schweiz bereits existiert,

und das Strom- und Erd-gasnetz müssen nicht erst gebaut werden. Wie steht es aber mit dem Bau von Pow-er-to-Gas-Anlagen? «Noch ist es nicht wirtschaftlich, aber wir sind nicht mehr weit davon entfernt», so Friedl. Entscheidend wird vor allem sein, welche politi-schen Rahmenbedingungen im Zuge der «Energiestra-tegie 2050» gesetzt werden. Noch steht beispielsweise der Beschluss aus, ob die Nutzung der Stromnetze für die Betreiber von Pow-er-to-Methan-Anlagen ge-bührenfrei sein wird.

Es ist eine Tatsache: Die Schweiz muss ihren CO2-Ausstoss reduzie-ren. Eine neue Techno-logie könnte zusammen mit der bereits vorhan-denen Infrastruktur einen wichtigen Teil zur «Energiestrategie 2050» beitragen.

TEXT NADINE LEHTINNEN

Power-to-Gas – Energie der Zukunft?

Energie zu speichern ist schwierig. Power-to-Gas ist hierfür ein interessanter Lösungsansatz.


18 Chancen Oberflächen

DAS BESTE AUS FEINBLECH

Wertvolle Technik braucht innovative Gehäuselösungen. Sprechen Sie mit uns über individuelle Konzepte. www.HAKAMA.ch

ERSTAUNLICHESAUS FEINBLECH.

Clevere Werkstoffe entwickeln

Sie gehören zu den wichtigsten Forschungsfeldern überhaupt: die Materialwissenschaften. Warum? Weil Werkstoffe für den techni-schen Fortschritt eine Schlüsselrolle spielen. Doch worum geht es dabei konkret? Ein Blick in die Empa, das Forschungsinstitut für Materialwis-senschaften und Technologie des ETH-Bereichs, gibt Aufschluss. Die Materialwissenschaften verbinden interdisziplinär die Natur- mit den Ingenieurwissenschaften. Ziel sind neue Materialien, die ganz spezifi-sche Eigenheiten aufweisen, damit sie zum Beispiel in der Energie-technik, der Aviatik, im Gebäude- und Textilbereich sowie diversen anderen Einsatzgebieten genutzt werden können. In diesem Kontext sieht sich die Empa als einzigartiges Interface zwischen Forschung und

Industrie, mit einem speziellen Augenmerk auf der Werkstoff-technologie.

BREITE FORSCHUNGSBASISDer Empa-Forschungsschwerpunkt «Nanostrukturierte Materialien» wird von Dr. Pierangelo Gröning geleitet. Verschiedene Abteilungen erforschen diverse neue Materia-lien. Zum Beispiel das Labor für «Dünnschichten und Photovoltaik», das unter anderem hocheffiziente Dünnschichtsolarzellen und inno-vative Materialien für neuartige Bat-terien entwickelt. Der Zweck dieser Forschung: Es sollen neue Konzepte erarbeitet werden, die zur Verbes-serung der Performance von Solar-zellen beziehungsweise Batterien führen. Des Weiteren geht es um die Vereinfachung der Produktionspro-zesse sowie die Verbesserung der Zellenstruktur für Solarzellen der nächsten Generation – mit höherer Effizienz bei geringeren Kosten für Anwendungen in den verschiedens-ten Bereichen. Ein anderes Labor, die Abteilung «Funktionspolyme-re» erforscht und entwickelt neu-artige organische Materialien und Polymere mit einzigartigen Eigen-schaften für den Einsatz in Pho-tovoltaik, Photonik und Sensorik. Mehr Informationen zu den Tä-tigkeiten der Empa sind unter www.empa.ch zu finden.

Die Empa ist ein Paradebeispiel dafür, wie hiesige Forschungsin-stitutionen und Industriepartner gemeinsam Innovationen voran-treiben – die Empa schlägt quasi die Brücke zwischen Industrie und For-schung. Eine reibungslose, effiziente Zusammenarbeit mit Unternehmen wie Oerlikon Balzers oder Oerlikon Metco ist daher für die Umsetzung neuer Ideen in marktfähige Innova-tionen absolut essenziell. Oerlikon Balzers etwa – mit der die Empa zurzeit das «Coatings Competen-ce Center» auf dem Empa-Areal in Dübendorf aufbaut – ist Anbieter von PVD-Beschichtungen, die die

Leistungsfähigkeit und Lebensdauer von Präzisionsbauteilen sowie von Werkzeugen für die Metall- und Kunststoffverarbeitung verbessern. Oerlikon Metco wiederum veredelt Oberflächen mit Oberflächentech-nologien, Beschichtungsanlagen, -werkstoffen und -services. Oberflä-chentechnologien wie thermisches Spritzen (siehe dazu auch den Arti-kel auf Seite 4), Dünnschichttechnik, Plasmawärmebehandlung und Lase-rauftragsschweissen sowie Bearbei-tungsservices und Komponenten, verbessern die Leistung und erhö-hen die Effizienz und Zuverlässigkeit von Bauteilen und Produkten.

Wer Begriffe wie «Werkstoff» oder «Oberfläche» hört, denkt sich nicht viel dabei – man denkt allenfalls an Materialen, aus denen Produkte hergestellt werden. Die Empa erforscht und entwickelt aber Materiali-en – oft in Zusammenarbeit mit der Industrie –, die noch weit mehr können. Unter anderem Schweizer Firmen einen Inno-vationsvorsprung im globalen Wettbewerb zu sichern.

TEXT SMP

Um die Beschaffenheit von Oberflächen und Material zu verändern, sind Veränderungen auf kleinster Ebene nötig.

To find out more, visit the official Oerlikon website: www.oerlikon.com

Industrial solutions for a better life

Oerlikon provides innovative industrial solutions for the efficient and clean production of Mobility, Energy, Food, Infrastructure, Functional Wear and Electronics.

We develop answers to today’s challenges, which include the growth of world population, environmental protection and the development of emerging markets. As Global Player with Swiss roots, Oerlikon is present at over 200 locations in 36 countries. We are proud of our 15 500 qualified professionals who are fully committed to outstanding quality and reliability.

Innovations are the driving force of every change for the better – in business, in society, in life. At Oerlikon, we think and act in new ways to make this change happen.

Komplexe Herausforderungen sind für uns Alltag.

Wir machen daraus Lösungen, die in jeder Hinsicht

Mehrwert bieten: Marktvorsprung für den Anbieter,

erhöhten Nutzen für den Anwender. Der Weg dorthin

erfordert technisches Know-how, fachliche Kompetenz

und individuellen Einsatz. Das Ziel ist einfach: Erfolg

für unsere Kunden. Daran arbeiten wir täglich – mit

Kopf, Herz und Tatkraft.

Innovation schafft Vorsprung.

Aarau ■ Bern ■ Wil SG ■ Zürich ■ München ■ Cambridge MA ■ Shanghai

Helbling Technik Innovation, together we do it

www.helbling.ch

HEL_Inserat_175x254_150506_SIF_NZZ_RZ.indd 1 06.05.15 12:10

Documents

Fokus Forschung & Entwicklung