Industrie 4.0

Smarte Werkstatt Produktion organisiert sich selbst

Von der Hardware entkoppelt Cloudbasierte Steuerungen

FUTURVision Innovation Realisierung

Mitteilungen aus dem Produktionstechnischen Zentrum Berlin

Museum Waldenburg

Inhalt

04 Eine Vision wird Wirklichkeit –

der Weg zur intelligenten und vernetzten Fabrik

06 Von der Hardware entkoppelt – Cloudbasierte Steuerungen

08 Smarte Werkstatt – Produktion organisiert sich selbst

10 Optimal integriert – Messtechnik für die Werkzeugpräparation

12 Individuelle Produkte robust fertigen –

Flexible Prozessketten für additive Verfahren

14 Leichtbau für Turbomaschinen –

Generative Fertigung von Gasturbinenschaufeln

16 Erfolgsgarant Kundendienst –

Digitales Handbuch unterstützt Servicetechniker

18 Intelligent geplant – Wartungsprozesse von Flugzeugen werden kürzer

20 Yellowbox – Mobiles Umweltmesssystem mit Satellitenanschluss

22 Learnstruments – Lern- und Arbeitsmittel für die Montage

24 Industrie 4.0 – die Umsetzung hat begonnen

Interview mit Michael Bernas, Festo AG und Co. KG

26 Partnerunternehmen:OTECPräzisionsfinishGmbH

27 Maschinenporträt: MTT Selective-Laser-Melting-Anlage SLM 250H

28 Ereignisse und Termine

© Fraunhofer IPK

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

Belegexemplare werden erbeten.

Impressum

FUTUR 1/201416. JahrgangISSN 1438-1125

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

MitherausgeberProf. Dr.-Ing. Roland JochemProf. Dr.-Ing. Erwin KeeveProf. Dr.-Ing. Holger KohlProf. Dr.-Ing. Jörg KrügerProf. Dr.-Ing. Michael Rethmeier Prof. Dr.-Ing. Günther SeligerProf. Dr.-Ing. Rainer Stark

Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK

Institut für Werkzeugmaschinen undFabrikbetrieb (IWF) der TU Berlin

Chefredaktion Steffen Pospischil

Redaktion Claudia EngelElisabeth MandlSalome Zimmermann

Satz und LayoutIsmaël Sanou

KontaktFraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK Institutsleitung Prof. Dr. h. c. Dr.-Ing. Eckart UhlmannPascalstraße 8 – 910587 BerlinTelefon +49 30 39006-140Fax +49 30 39006-392info@ipk.fraunhofer.dehttp://www.ipk.fraunhofer.de

Herstellung Ruksaldruck GmbH + Co. KG

Fotos Adam Opel AG: 1, 9Festo:25Fraunhofer IPK/ S. Pospischil: 27Fraunhofer IPK/ A. Salvo: 32Fraunhofer IPK/ X. Udalova: 29 mitte, untenInstitut für Nationales Gedenken: 30 obenIWF TU Berlin: 29 obenOTEC: 26ZhongDe Metal: 28

FUTUR 1/2014 3

schon seit längerem prägen digitale Medien

und moderne Technologien unseren Alltag.

Doch sie verändern zunehmend auch die

klassische Industrie und damit die Produk-

tionstechnik. Die Vision von einer intelli-

genten und vernetzten Fabrik der Zukunft

wurde 2011 erstmals auf der Hannover

Messe unter dem Schlagwort Industrie 4.0

vorgestellt. Die erste industrielle Revolution

im 19. Jahrhundert ersetzte die menschliche

Muskel- durch mechanische Wasser- und

Dampfkraft. Massenproduktion am Fließ-

band und der Einsatz elektrischer Energie

waren die Errungenschaften der zweiten,

und der Einsatz von Elektronik und IT die

der dritten industriellen Revolution. Die ana-

loge und die digitale Welt verschmelzen nun

zu cyber-physischen Systemen, die die tech-

nische Grundlage der Fabrik der Zukunft bil-

den und damit einen weiteren Evolutions-

schritt in der Industriegeschichte einleuten.

Mobile Technologien wie das Cloud Com-

puting verändern die industriellen Prozesse

entscheidend. Bauteilen und Maschinen ist

es nun möglich, sich durch eingebettete

Systeme untereinander auszutauschen. Sie

können sich selbstständig optimieren, kon-

figurierensowiediagnostizierenundunter-

stützen damit den Menschen bei seinen

immer komplexer werdenden Entscheidun-

gen. Aus einem zentral organisierten Betrieb

wird eine dezentral und dynamisch gesteu-

erte Fabrik der Zukunft, deren Produktion

sich durch Individualität, Flexibilität und

Schnelligkeit auszeichnet.

Dass Industrie 4.0 längst keine Vision mehr

ist, erleben Sie nicht nur auf der diesjähri-

gen Hannover Messe unter dem Leitthema

»Integrated Industry – Next Steps«, sondern

auch in dieser neuen FUTUR-Ausgabe. Wir

stellen aktuelle FuE-Projekte des Fraunhofer

IPK und des IWF der TU Berlin vor, die alle

Bereiche der Wertschöpfungskette von der

Planung und Entwicklung über Fertigung

und Montage bis hin zum Service umfas-

sen. Mit Hilfe cyber-physischer Systeme ent-

wickeln unsere Experten beispielsweise ein

intelligentes Informationsmanagement für

die schrittweise Transformation von Pro-

duktionsstätten zur vernetzten Fabrik und

erarbeiten Lösungen für eine smarte, sich

selbst organisierende Fertigung. Servicetech-

nikern im Kundendienst geben wir ein digi-

tales, interaktives Handbuch an die Hand,

das sie situationsbezogen bei Instandhal-

tungsarbeiten unterstützt. Im Interview mit

Michael Bernas, Leiter »Future Production«

bei Festo, erfahren Sie, wie weit deutsche

Unternehmen auf dem Weg zur intelligen-

ten Fabrik bereits vorangeschritten sind

und welche Herausforderungen Forschung

und Entwicklung noch bewältigen müssen,

bis die Vision vollends Realität wird.

Ich wünsche Ihnen eine spannende Lektüre

und lade Sie herzlich ein, uns vom 7. bis

11. AprilinHannoveraufdemFraunhofer-

Gemeinschaftsstand Produktion in Halle 17,

Stand 14 zu besuchen.

Ihr

Liebe Leserinnen, liebe Leser,

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

Editorial

4

Fabrikmanagement

Forschung und Entwicklung

► Schritt für Schritt –

der Weg wird zum Ziel

Im Projekt »Metamorphose zur intelligenten

und vernetzten Fabrik«, kurz MetamoFAB,

entwickelt das Fraunhofer IPK zusammen

mit anderen Forschungs- und Industrie-

partnernwieSiemens,FestoundInfineon

Methoden und Werkzeuge für eine schritt-

weiseundprofitableTransformationzur

intelligenten und vernetzten Fabrik. Das

Projekt wird mit Mitteln des Bundesminis-

teriums für Bildung und Forschung (BMBF)

im Rahmenkonzept »Forschung für die Pro-

duktion von morgen« gefördert und vom

Projektträger Karlsruhe (PTKA) betreut.

Bestehende Produktionssysteme in intel-

ligente und vernetzte Systeme umzuwan-

deln, gelingt nicht innerhalb eines einzel-

nen Planungs- und Realisierungsprozesses.

Statt dessen werden Methoden und Werk-

zeuge benötigt, die insbesondere die unter-

schiedlichen Verfügbarkeitszeitpunkte der

notwendigen Technologien und deren

Zusammenspiel berücksichtigen. Dazu

gehörenz. B.InternetderDingeundder

Dienste, Cyber Physical Systems, Embed-

ded Systems, Intelligente technische Sys-

teme, Wireless Communication sowie Digi-

talisierungs- und Virtualisierungslösungen.

Im Rahmen von MetamoFAB wird deshalb

zunächst die Vision der vernetzten und intel-

ligentenFabrikinfallspezifischeAnforde-

rungen und Realisierungspfade überführt.

Alle beteiligten Elemente des Prozesses wie

Mitarbeiter, Maschinen und Anlagen, Pro-

dukte, Informationstechnik sowie die ver-

netzte Organisation selbst werden dabei

miteinbezogen.DieAnforderungsprofile

bilden dann die Basis für eine gezielte Ent-

wicklung von Instrumenten zur Planung,

Steuerung und Überwachung der Akteure

in Industrie 4.0-Fabriken, die im Hinblick

auf das Zusammenwirken von Mensch und

Technik vor weiteren Herausforderun-

genstehen.Sowerdenneueundflexible

Die technologische Umsetzung der Vision von Industrie 4.0 hat gerade erst

begonnen. Der Erfolg der deutschen Industrie hängt nun stark davon ab, wie schnell

einzelne Lösungen produktiv eingesetzt werden. Das Verbundprojekt MetamoFAB

soll Unternehmen die Metamorphose zur intelligenten und vernetzten Fabrik

ermöglichen, denn durch den Einsatz von cyber-physischen Systemen (CPS)

können erhebliche Produktivitäts- und Flexibilitätssteigerungen erreicht werden.

Eine Vision wird Wirklichkeit – Der Weg zur intelligenten und vernetzten Fabrik

Konzept zur Struktur des Transformationscockpits

5FUTUR 1/2014

Ihre Ansprechpartnerin

Nicole Oertwig, M.Sc.

Telefon: +49 30 39006-176

E-Mail: nicole.oertwig@ipk.fraunhofer.de

Organisationsstrukturen es dem Mensch als

Problemlöser künftig erlauben, Entschei-

dungen technisch unterstützt zu treffen.

Darüber hinaus müssen die unterschiedli-

chen Akteure innerhalb der hochkomple-

xen Herstellungsprozesse über zahlreiche

Datenformate kommunizieren können, ohne

aufgrund der Menge an verfügbaren Infor-

mationen überfordert zu werden. Für eine

erfolgreiche Synchronisation von operativen

und Transformationsprozessen müssen des-

halb alle relevanten Prozesse und Systemab-

hängigkeiteninEchtzeitundmitflexiblem

Detaillierungsgrad visualisiert werden.

► Alle Schlüsselinformationen im

Blick – das Transformationscockpit

Das Informations- und Entscheidungszen-

trum für alle wesentlichen Fabrikprozesse

und -ressourcen in Verbindung mit einem

Produkt und dessen Lebenszyklen ist das

maßgeblich vom Fraunhofer IPK entwickelte

»Trans formationscockpit«. Hier werden die

Strukturen, das Verhalten und die Entschei-

dungsregeln einer intelligenten und vernetz-

ten Produktion abgebildet und auf dieser

Grundlage Produkte, Maschinen, Informa-

tionssysteme und Menschen miteinander

verknüpft. Mit Hilfe von Run-Time-Interfaces

(RTI) werden im Cockpit Schnittstellen zwi-

schen den relevanten Systemen und der Ent-

scheidungsumgebung entwickelt, angepasst

undkonfiguriert.DiefürdieEntscheidungen

erforderlichen Produktionsdaten können

dann unabhängig vom Standort und damit

auch über Unternehmensgrenzen und Lie-

ferketten hinweg hierarchisiert erfasst wer-

den. Die großen Datenmengen aus Betriebs-,

Maschinen- und Prozessdaten werden in

Echtzeit dort visualisiert, wo sie gebraucht

werden. Nicht nur das WO ist hierbei ein

entscheidender Faktor, sondern immer öfter

auch das WIE. Um die Entscheidungsfähig-

keit zu gewährleisten, kann der Anwender

dieVisualisierung individuell konfigurie-

ren. Alle zentral und dezentral verfügbaren

Sensor informationen der cyber-physischen

Systeme in der Produktion werden durch

ein intelligentes Informationsmanagement

zusammengefasst. So kann die Transforma-

tion zur Selbststeuerung anhand verschie-

dener Szenarien in Echtzeit nutzerindividuell

bewertet, eingeplant und überwacht werden.

Jeder Verantwortungsträger – ob Werker,

Schichtleiter oder Manager – wird so mit

Hilfe von individuellen Live-Auswertungen

des Ist-Zustandes im Produktionssystem

und den damit relevanten Informationen

und Entscheidungsoptionen versorgt.

► Relevanz über das Projekt hinaus

Mit MetamoFAB entsteht eine Roadmap für

die Transformation zu intelligenten und ver-

netzten Produktionssystemen, die über die

Projektgrenzen hinaus eine hohe Relevanz

für die Industrie bei der Veränderung hin zu

autonomen CPS basierten Produktionsum-

gebungen aufweist. Sowohl kleinere und

mittelständische Unternehmen (KMU) als

auch einzelne Standorte größerer Unterneh-

Metamorphose mit intelligentem Informationsmanagement

men können damit ihre Vision von der intel-

ligenten und vernetzten CPS-Fabrik mit

einem strategischen Planungs- und

Maßnahmenpfad sowie entsprechenden

Visualisierungsmechanismen während der

Umsetzung begleiten und steuern. Die

An wend bar keit der innerhalb des Projekts

entwickelten Methoden und Werkzeuge

wird in virtuellen und realen Labordemons-

tratoren erprobt und nach erfolgreicher Absi-

cherung in den realen Anwendungsumge-

bungen der Industriepartner demonstriert.

6

Steuerungstechnik

Forschung und Entwicklung

► Vernetzte Strukturen

Seit den 1980er Jahren ist die IT-Struktur von

Fabriken von der Feldebene bis zur Ebene

der Fabriksteuerung hierarchisch geord-

net. Cloud-Technologien erlauben es nun,

diese Hierarchien aufzubrechen und ein-

zelne Komponenten, von Maschinensteu-

erungen (CNC) und Robotersteuerungen

(RC) bis hin zu Manufacturing Execution

Systems (MES) und Enterprise Resource Plan-

ning(ERP),flexibelmiteinanderzuvernetzen.

Den Kern bildet die Virtualisierung der Sys-

teme, mit der die Softwarefunktionalität von

derbisherspezifischenRechnerhardware

entkoppelt wird. Das heißt, dass Software,

diebishervonspezifischenRechner-oder

Steuerungsplattformen abhing, jetzt über

virtuelle Maschinen von diesen getrennt und

in die Cloud überführt wird.

► Potenziale für die Fabriksteuerung

Die Überführung der Steuerungen in die

Cloud erschließt in vielfacher Hinsicht eine

neue Dimension an Flexibilität. Sie ermög-

Die dritte Industrielle Revolution in den Siebziger- und Achtzigerjahren des 20.

Jahrhunderts basierte auf der Verbindung von Maschine und Computer, dem

»Computer Integrated Manufacturing«. Das Produktionstechnische Zentrum Berlin

war dabei mit seinen Entwicklungen der Werkzeugmaschinen- und Robotersteu-

erungen ein Wegbereiter für die Automatisierung der Fabrik. Das Verbundprojekt

pICASSO mit Beteiligung des Fraunhofer IPK und des IWF der TU Berlin hebt diese

Entwicklungen nun auf die Stufe der vierten Industriellen Revolution, indem es

die Softwarefunktionalität der Steuerungen durch Einsatz von Cloud-Technologie

von der Hardware entkoppelt. Dies führt zu einem grundlegenden Wandel in der

IT-Struktur der Fabrik der Zukunft.

Von der Hardware entkoppeltCloudbasierte Steuerungen

lichtzumeinendieflexibleundzumTeil

automatische Verteilung von Rechenleistung

über den Cloud-Mechanismus »Rapid Elas-

ticity«. Auf diese Weise lassen sich die Leis-

tungen vieler Rechnerkerne einer »Private

Cloud« in Sekundenbruchteilen umverteilen,

z. B.zwischenrechenintensivenProzessen

der 5-Achsen-Interpolation einer Fräsma-

schine oder der komplexen Achssteuerung

kooperierender Roboter. In der Konsequenz

kann damit die vorhandene Rechenleistung

deutlicheffizienterausgenutztwerdenals

Hochflexibel vernetzte Steuerung der Fabrik durch Steuerungsmodule als Dienste in der Cloud

FUTUR 1/2014 7

Die Vorteile Cloud-basierter

Steuerungen auf einen Blick

– Stärkere Hardwareunabhängigkeit der

Steuerungen. Daraus resultiert eine längere

Nutzbarkeit von Steuerungssoftware und

hohe Investitionssicherheit.

– Flexible Verteilung von Rechenleistun-

gen an rechenintensive Prozesse wie z.B.

komplexe Geometrieberechnungen oder

Sensordatenverarbeitung.

– Höhere Sicherheit der gesamten Fab-

riksteuerung in Private Clouds als bei

dezentralen Steuerungen. Möglichkeit

zur Cloud-Integration von Alt-Steuerun-

gen, deren Betriebssysteme nicht mehr

mit Sicherheits-Updates versorgt werden

(Legacy-Systeme).

– VereinfachtesUpgradeundRetrofitting

alter Maschinen mit moderner Steuerungs-

funktionalität über die Cloud.

– Vereinfachte Verkettung von Maschi-

nen und Anlagen durch Kommu-

nikation über gemeinsame Cloud-

Speicherbereiche an Stelle heterogener

Kommunikationsstrukturen.

– HöhereEnergieeffizienzdurchVirtuali-

sierung von Steuerungen. Reduktion von

Stand-by-VerbräuchendurchflexibleVer-

teilung der Rechenleistung.

– Vereinfachte Anbindung von Mehrwert-

diensten (wie z. B. Simulation, Prozess-

modellierung, Visualisierung, Mensch-

Maschine-Schnittstelle, Programmierung)

über App-Konzept.

Ihre Ansprechpartner

Moritz Chemnitz

Telefon: +49 30 39006-127

E-Mail: moritz.chemnitz@ipk.fraunhofer.de

Gerhard Schreck

Telefon: +49 30 39006-152

E-Mail: gerhard.schreck@ipk.fraunhofer.de

www.projekt-picasso.de

bei den bisher rein dezentralen Steuerun-

gen an einzelnen Maschinen oder Robo-

tern. Ein Zugewinn an Flexibilität entsteht

zugleich dadurch, dass sich bei entspre-

chender Rechenleistung beliebig viele vir-

tuelle Werkzeugmaschinensteuerungen

(VNC) oder Robotersteuerungen (VRC)

generieren lassen.

Damit eröffnet sich die Perspektive, hoch-

wertige Maschinen und Anlagen mit veral-

tetenSteuerungenimSinneeinesRetrofit

flexibeldurchvirtuelleCloud-basierteSteue-

rungen auf- und nachzurüsten. Die Heraus-

forderung liegt insbesondere darin, die har-

ten Echtzeitanforderungen zu erfüllen, die

sich bei modernen Maschinen- und Robo-

tersteuerungen stellen. pICASSO verfolgt

das Konzept, in der ersten Stufe die weniger

echtzeitkritischen Prozesse zu virtualisieren

und die harten Echtzeitanforderungen der

Regelkreise in einer Rumpfsteuerung abzu-

bilden. Das Projekt wird mit Mitteln des Bun-

desministeriums für Bildung und Forschung

(BMBF) im Rahmenkonzept »Forschung für

die Produktion von morgen« gefördert und

vom Projektträger Karlsruhe (PTKA) betreut.

► Behebung potenzieller

Gefährdungspunkte

Das Konzept von pICASSO ist zunächst

bewusst darauf ausgerichtet, die Rechen-

leistung im Sinne einer »Private Cloud«

vollständig innerhalb der Fabrik bereitzustel-

len. Aus mehreren Gründen lässt sich damit

eine höhere IT-Sicherheit realisieren als bei

Verteilung herkömmlicher Steuerungsmodule zwischen Cloud und Roboter

bisherigen dezentralen Steuerungen, die über

USB-Ports oder Netzwerkzugänge poten-

zielle Gefährdungspunkte beinhalten. Durch

die Möglichkeit, auch ältere PC-basierte

Steuerungen virtualisiert in die Cloud zu inte-

grieren, lassen sich zugleich IT-Sicherheits-

risiken reduzieren, die in der Nutzung älterer

Betriebssystemversionen liegen.

► Funktionsvielfalt

durch Mehrwertdienste

Über den Ansatz der Cloud-basierten Steu-

erungsplattform halten Apps Einzug in die

pICASSO-Plattform. Die in der mobilen

Kommunikationselektronik seit Jahren

bewährten Applikationen werden in Form

von Mehrwertdiensten auf die industrielle

Anwendung übertragen. Die Anwendungs-

szenarien erstrecken sich von weiterreichen-

den Analysewerkzeugen über erweiterte

Verfahren bei der Programmierung bis hin

zu neuen Möglichkeiten der Visualisierung

und Simulation von Prozessverläufen. Durch

die Modularisierung auf einer gemeinsamen

PlattformwerdenzudemdieKonfiguration

und die Interaktion zwischen den einzelnen

Modulen vereinfacht.

8

Produktionssysteme

Forschung und EntwicklungForschung und Entwicklung

► Intelligent vernetzt

Automobilhersteller und andere produzie-

rende Unternehmen setzen zunehmend auf

neue Technologien für dezentrale Steuerun-

gen bis hin zur selbstorganisierenden pro-

duktgesteuerten Fertigung. Sie versprechen

sich davon optimierte Produktions abläufe

vor allem für kleine Losgrößen und variie-

rende Produkte, die individuell gefertigt wer-

den. Die Anforderungen an solche intelli-

gent vernetzten Produktionssysteme sind

hoch:Siesollenhoch-flexibelsein,adap-

tiv Bearbeitungsverläufe steuern und dyna-

misch auf ungeplante Ereignisse reagieren

können. Dafür werden Softwarelösungen

benötigt, die die virtuelle Welt mit realen

Objekten verknüpfen, Auftragsinformatio-

nen an intelligente, mobile Objekte über-

tragen sowie zentrale und dezentrale Steu-

erungs- und Überwachungsfunktionen

synchronisieren.

Das Forschungsprojekt IWEPRO setzt auf der

Ebene der Werkstattfertigung an, da hier

durchflexibleProduktionsstrukturenmit

autonom agierenden Komponenten erhebli-

che Vorteile gegenüber zentral gesteuerten,

starren Strukturen geschaffen werden kön-

nen. Das Projekt wird mit Mitteln des Bun-

desministeriums für Bildung und Forschung

(BMBF) im Rahmenkonzept »Forschung für

die Produktion von morgen« gefördert und

vom Projektträger Karlsruhe (PTKA) betreut.

Eine »smarte« Werkstattfertigung besteht

aus dezentralen Strukturen mit kleinen

Regelkreisen. Sie basiert zudem auf einer

effizienten,ergebnisorientiertenKommu-

nikation und vernetzten Kooperation aller

am Produktionsprozess beteiligten Mitar-

beiter und benötigten Ressourcen. Damit

sindWerkerz. B.zukünftig inderLage,

situationsorientiert Entscheidungen zu

treffen. Außerdem ermöglicht die smarte

Werkstattfertigung eine vorausschauende

Bewirtschaftung und zeitgerechte Bereitstel-

lung benötigter Ressourcen für anstehende

Fertigungsaufträge.

► Cyber-Physisches

Produktionssystem

Die Partner im Projekt IWEPRO erarbeiten

deshalb Lösungen, mit denen Produkte,

Produktionsmaschinen, Transportsysteme

und Fertigungsressourcen untereinander

Auftrags- und Fertigungsinformationen

austauschen sowie aufgaben- und situa-

tionsorientiert mit den Werkern kooperie-

ren. Zentrales Element ist ein Cyber-Physi-

sches Produktionssystem (CPPS), das durch

die Anbindung der virtuellen IuK-Welt an

reale Objekte zentrale und dezentrale Steu-

erungs- und Überwachungsfunktionen syn-

chronisiert. Darüber hinaus liefert das Pro-

jekt die methodische Unterstützung für die

partizipative Gestaltung und Einführung der

Lösungen.Umz. B.Werkstattmitarbeiter

optimal in planende, steuernde und über-

wachende Aufgaben einzubinden, ist es not-

wendig, sie auf das neue System und die

damitverbundenenhochflexiblenAufgaben

vorzubereiten.

► Szenario Automobilbau

Ausgehend von den Randbedingungen in

einem abgegrenzten Fertigungsbereich

wird das Szenario für die zukünftige Werk-

stattfertigung mit intelligenten kommuni-

zierenden Komponenten konzipiert und

modelliert. Anhand von Simulationen wer-

den dann das Zusammenspiel einer dezen-

tralen verteilten Produktionssteuerung mit

den Anlagenkomponenten sowie das Ver-

halten des Gesamtsystems untersucht. Dafür

werden im Projekt Werkzeuge zur Model-

lierung und Simulation sowie ein adaptives

Fertigungsmanagementsystem entwickelt.

Dazu kommen eine geeignete Kommunikati-

onsinfrastruktur, eine wissensbasierte selbst-

lernende Werkstattsteuerung, autonome

dezentrale Software-Agenten, eine interope-

rable Werkzeugmaschine sowie intelligente

Vorrichtungen. Diese Entwicklungsarbeiten

werden von soziologischer Arbeitsforschung

begleitet, um Management wie Produkti-

onsmitarbeiter von Anfang an an der men-

schengerechten Gestaltung zu beteiligen, sie

Fertigungslinien in der Großserienherstellung sind derzeit überwiegend auf

spezifische Bauteile ausgelegt. Aufgrund des zunehmenden Variantenreichtums

der Produkte stoßen derartige starre Produktionssysteme jedoch an ihre Grenzen,

vor allem hinsichtlich der Reaktionsfähigkeit, Auslastung und Liefertreue. Im

Projekt »IWEPRO – Intelligente Kooperation und Vernetzung für die Werkstatt-

fertigung« entwerfen Partner aus Wissenschaft und Industrie deshalb innovative

Produktionskonzepte, die eine flexible, smarte Werkstattfertigung mit dezentraler

Fertigungssteuerung ermöglichen. Dafür entwickeln sie Lösungen, mit denen

intelligent vernetzte Produkte, Produktionsmaschinen, Transportsysteme und

Fertigungsressourcen untereinander Auftrags- und Fertigungsinformationen

austauschen sowie aufgaben- und situationsorientiert mit den Werkern kooperieren.

Smarte Werkstatt – Produktion organisiert sich selbst

FUTUR 1/2014 9

Ihr Ansprechpartner

Eckhard Hohwieler

Telefon: +49 30 39006-121

E-Mail: eckhard.hohwieler@ipk.fraunhofer.de

www.projekt-iwepro.de

Variantenreichtum im Automobilbau unter

Einbindung des Werkstattpersonals. Dafür

wird ein Migrationskonzept mit abgestuf-

ter dezentraler Intelligenz und Vernetzung

der Teilsysteme erarbeitet. Dies umfasst

ganzheitlich Technik, Geschäftsprozess

undQualifizierung inFormeineserwei-

terbaren Schalenmodells mit Produkten,

Maschinen, Werkzeugen, Vorrichtungen

und Transportsystemen.

► Selbstorganisierende Fertigung

Durch ihren Modellcharakter sind die zu

erwartenden Ergebnisse über dieses For-

schungsvorhaben hinaus nutzbar und kön-

nen für weitere Systemanbieter und Bran-

chen zur Herstellung von variantenreichen,

hochwertigen Produkten in der metallver-

arbeitendenIndustriesowiefürZulieferfir-

men im Maschinenbau, im Fahrzeugbau

oder in der Medizintechnik eingesetzt wer-

den. Die selbstorganisierende Werkstattfer-

tigung bietet auch das Potenzial eines brei-

ten Transfers in kleine und mittelständische

Fertigungsbetriebe.

reibungslos als Akteure in das Fertigungs-

systemeinzubindenundQualifizierungsper-

spektiven vorzubereiten.

Das Fraunhofer IPK übernimmt dabei die

Aufgabe, bestehende Ansätze der selbst-

organisierenden Produktion mit autonom

agierenden Agenten in den einzelnen

Komponenten weiter zu entwickeln und

denVorteilvonflexiblengegenüberzent-

ral gesteuerten starren Produktionsstruk-

turen zu untersuchen. Dafür schaffen die

Wissenschaftler eine Referenzarchitektur

und implementieren und testen ein Agen-

ten-Framework für eine selbstorganisierende

Werkstattsteuerung. Neben generischen

Agenten für Standard-Aufgaben stellen die

Fraunhofer-Experten auch Methoden zum

Erfassen und Berücksichtigen von Erfah-

rungswissen des Werkstattpersonals für

eine wissensbasierte selbstlernende Werk-

stattsteuerung bereit.

Die prototypische Umsetzung und Demons-

tration der neuen selbstorganisierenden

Werkstattfertigung erfolgt in einem Anwen-

dungsszenario zur Teilefertigung mit hohem

Die Partner

– Adam Opel AG, Rüsselsheim

– SimPlan AG, Maintal

– flexisAG,Stuttgart

– TAGnology Systems GmbH, Karlsruhe

– SAFELOG GmbH, Kirchheim

– HOHENSTEIN Vorrichtungsbau und

Spannsysteme GmbH,

Hohen stein-Ernstthal

– DMG Electronics GmbH, Pfronten

– Soziologisches Forschungsinstitut

Göttingen (SOFI) e.V., Göttingen

– Fraunhofer IPK, Berlin

Visionäres Konzept – so könnte in einer vernetzten Werkstattfertigung gearbeitet werden.

10

Mikroproduktion

Forschung und Entwicklung

Für eine dezentralisierte Produktionsplanung und -steuerung im Sinne von

Industrie 4.0 ist die intelligente Vernetzung einzelner Maschinen und Kompo-

nenten bis hin zur automatisierten Fertigung erforderlich. Einen Lösungsansatz

dafür bietet die Integration von Messgeräten in Werkzeugmaschinen. Forscher

des Fraunhofer IPK entwickeln gemeinsam mit einem Maschinenhersteller ein

System zur Messgeräteintegration für ein neues Maschinenkonzept, das eine

durchgängige Qualitätskontrolle und automatisierte Optimierung von Prozess-

parametern ermöglicht.

Werkstücke ermöglichen und damit zur

Prozess optimierung sowie zu einer verbes-

serten Qualitätskontrolle beitragen.

► Die neue SF Compact

Die von OTEC entwickelte miniaturisierte

StreamfinishanlageSFCompacthateineum

39ProzentreduzierteStellflächeimVergleich

zur Ausgangsvariante SF 1. Dadurch konnte

der zusätzliche Raumbedarf für das Hand-

lings- und Messgerät ausgeglichen und den-

noch viel Platz im Arbeitsraum für das Hand-

ling der Werkstücke beim automatisierten

Umspannen geschaffen werden. Werkstück-

durchmesservon3bis30 Millimeternbei

Werkstücklängenbiszu180 Millimeternkön-

nendurchdieSF CompactbeiBehälterdreh-

zahlen bis zu 100 Umdrehungen pro Minute

bearbeitet werden. Ein pneumatischer Grei-

fer dient in der Maschine als Werkstückhalter

und erlaubt die automatisierte Werkstück-

übergabe an den Greifer des Handlinggerä-

tes, wobei dessen Zugriff durch eine seitlich

integrierte Hubtür ermöglicht wird.

► Automatisierte Lösung

für bessere Qualität

Gefördert durch das Zentrale Innovations-

programm Mittelstand (ZIM) vom Bundes-

ministerium für Bildung und Forschung

(BMBF) arbeiten Fraunhofer IPK und die

OTECPräzisionsfinishGmbHgemeinsam

an einem System zur Messgeräteintegra-

tion. Dieses wird für ein neues Maschinen-

konzept von OTEC entwickelt, in dem das

StreamfinishingzumPolierenvonWerkzeu-

gen und Werkstücken sowie zur Schneid-

kantenpräparation eingesetzt wird. Durch

letzteres kann nach dem Schleifen eines

Werkzeugs die Schneidkante stabilisiert und

Mikroausbrüche beziehungsweise die Kan-

tenschartigkeit reduziert werden. Dadurch

verbessert sich bei Werkzeugen mit geome-

trisch bestimmter Schneide das Verschleiß-

verhalten und die Standzeit erhöht sich. Das

StreamfinishingistnachDIN8589-17dem

Tauchgleitläppen zuzuordnen. Bei diesem

Verfahren wird das in eine Halterung einge-

spannte Werkstück in einen Arbeitsbehälter

mit Läppmittel getaucht. Die Rotation des

Halters und des Arbeitsbehälters erzeugt

eine Relativbewegung zwischen Werkstück

und Läppmittel, welche zum Trennen von

Werkstoff und zu der daraus resultierenden

Oberflächenbearbeitungführt.

Eine messtechnische Erfassung der erzielten

Schneidkantenradien sowie erzeugten Ober-

flächenrauheitenderSpan-undFreiflächen

von Werkzeugen ist allerdings ein zeit- und

kostenintensiver Prozess. Die Werkzeuge

müssen umgespannt sowie zum Messgerät

positioniert und ausgerichtet werden. Oft-

mals kommen zusätzliche Transportwege

durch die räumliche Trennung von Messge-

rät und Maschine hinzu, die sich aus den

unterschiedlichen Umgebungsanforderun-

gen ergeben. Für eine Qualitätssicherung

in der Serienfertigung müssen daher neue

automatisierte Lösungen geschaffen wer-

den. Das System zur Messgeräteintegra-

tion von Fraunhofer IPK und OTEC wird ein

automatisiertes Messen der bearbeiteten

Konzept zur Integration eines Messgerätes in eine miniaturisierte Streamfinishmaschine

Optimal integriert Messtechnik für die Werkzeugpräparation

Integration von

MesstechniknB

nHTE Miniaturisierung

11FUTUR 1/2014

Positionierung eines Schaftfräsers mit 12 mm Durchmesser unter dem IF-SensorR25

► Handling und Messen

in einem System

Das Konzept zur Integration von Hand-

lings- und Messgerät wird im Fraunhofer

IPK entwickelt und umgesetzt. Als Hand-

lingsgerät wird aufgrund seiner hohen

Flexibilität und Wiederholgenauigkeit ein

6-Achs-Knickarmroboter der Fanuc Ro bo tics

Deutschland GmbH, Neuhausen vom Typ

LR Mate 200iC eingesetzt. Er wird sowohl

zum Bestücken der Maschine als auch zur

Positionierung des Werkstücks unter dem

Messgerät verwendet.

Für die messtechnische Analyse der für

ein Werkzeug relevanten Kennwerte, wie

Schneidkantenradius, Kantenschartigkeit

oderOberflächenrauheitderSpan-und

Freiflächen,wurdeeinaufder Focusva-

riation basierendes Messgerät der Firma

Alicona Imaging GmbH, Grambach/Graz,

vom Typ IF-SensorR25 ausgewählt. Das

Messgerät ermöglicht die berührungslose,

optische Erfassung komplexer Geomet-

rien sowie deren umfangreiche Analyse. In

Abhängigkeit des verwendeten Objektivs

kanneinevertikaleAuflösungvonbiszu

0,05 Mikrometer bei 20-facher Vergröße-

rung erzielt werden.

► Die nächsten Schritte

Derzeit entwickeln die Fraunhofer-Inge-

nieure eine Software für die Automatisie-

rung des Messgerätes und die Aufnahme

der Kantengeometrie. Die Systemkompo-

nenten werden anschließend in die SF Com-

pact integriert. Darüber hinaus arbeiten die

Wissenschaftler an einer automatisierten

Werkzeugreinigung nach der Werkzeugprä-

paration,umstaubpartikelfreieOberflächen

für die Messung zu gewährleisten.

Nach einer abschließenden Optimierungs-

phase für einen Prozess mit reduzierten

TaktzeitenundStöreinflüssenwirdvoraus-

sichtlich im Januar 2015 ein Prototyp zur

Kantenpräparation mit automatisierter

Inline messung zur Verfügung stehen. Die

durchgängige Qualitätskontrolle mit einem

Ist-Soll-Vergleich der Kennwerte kann dann

auch für eine automatisierte Anpassung der

Prozessparameter genutzt werden.

Ihr Ansprechpartner

Yves Kuche, M. Sc.

Telefon: +49 30 39006-438

E-Mail: kuche@iwf.tu-berlin.de

Unser Partner

DieOTECPräzisionsfinishGmbHausStrauben-

hardt entwickelt und produziert Werkzeug-

maschinen für die präzise und wirtschaftliche

Oberflächenbearbeitung.InnurzehnJahren

hat sich OTEC vom kleinen Hersteller von

Poliermaschinen für die regionale Schmuck-

und Uhren industrie zum weltweit agieren-

den Unternehmen entwickelt. Heute bietet

OTEC Präzisionstechnologie für die Erzeugung

perfekterOberflächenfürdieMedizintech-

nik, Pharmabranche sowie Automobil- und

Elektroindustrie. Mit einem Netz aus über 40

Vertretungen ist OTEC weltweit vor Ort für

internationale Kunden erreichbar. Lesen Sie

das ausführliche Unternehmensporträt

auf Seite 26.

12 Forschung und Entwicklung

Additive Fertigung

Turbolader mit integrierten Leichtbaugitterstrukturen

► Großes Potenzial

mit Optimierungsbedarf

Wer in Zukunft wettbewerbsfähige Pro-

dukteanbietenmöchte,brauchtflexbile

undhocheffizienteProduktionsverfahren–

das gebieten nicht nur knappe Ressourcen

und ökologische Aspekte, sondern auch dif-

ferenzierte Kundenwünsche, die zu hoher

Variantenvielfalt bei geringer Stückzahl pro

Variante führen. Die generativen Fertigungs-

verfahren bieten dafür großes Potenzial – ihr

wirtschaftlicher Einsatz ist allerdings mit eini-

gem Optimierungsbedarf verbunden. Dazu

gehörtdieEntwicklungvonflexiblenPro-

zessketten, die auf generativen Verfahren

aufsetzen und mit Prozessüberwachungs-

und Zustandserfassungssystemen ausgestat-

tet sind, um eine robuste, möglichst fehler-

freie Produktion zu gewährleisten. Darüber

hinaus müssen die entwickelten Prozessket-

ten für verschiedene Anwendungsszenarien

ausgelegt werden.

Ihre große Gestaltungsfreiheit, dank derer

selbst komplexeste Strukturen erzeugt wer-

den können, machen additive Fertigungs-

technologien wie das Strahlschmelzen für die

verschiedensten Branchen attraktiv. Derzeit

können Edelstähle, Werkzeugstähle, Titan,

Aluminide sowie Nickelbasislegierungen und

Kunststoffe verarbeitet werden. Aufgrund

der bislang variierenden Prozessstabilität set-

zen sich additive Technologien jedoch nur

schwer in der industriellen Serienfertigung

durch. Um die Potenziale additiver Verfahren

auch im Hinblick auf Material- und Energie-

effizienzauszuschöpfen,müssenzahlreiche

Kriterien erfüllt werden. Dazu gehören eine

verbesserte Datenkonsistenz, sichere Ferti-

gungsparameter und eine robuste Prozess-

kette, um konditionierte und funktionali-

sierte Produkte herstellen zu können.

Diesen Zielen widmet das Fraunhofer IPK

zusammen mit den Fraunhofer-Instituten

IWS, IWU und MEOZ ein groß angelegtes

Forschungsvorhaben. Im Projekt »Additiv-

Generative Fertigung – die 3D-Revolution

zur Produktherstellung im Digitalzeitalter-

AGENT 3D« entwickeln die Wissenschaftler

generative Prozessketten für die Branchen

Turbomaschinen, Luftfahrt, Werkzeugbau

und Konsumgüterindustrie, die den gesam-

ten Produktlebenszyklus berücksichtigen –

insbesondere die Bereiche Design, Fabrik-

planung, Fertigung, Qualitätsmanagement

sowie Recycling. Damit leisten die Institute

einen zentralen Beitrag zum Forschungs-

programm »Zwanzig20 – Partnerschaft für

Innovation« des BMBF, in dessen Rahmen

das Projekt gefördert wird.

► Strategisch-technologische

Roadmap

Zentrale Aufgabe des Projekts ist die Erar-

beitung einer wissenschaftlichen, techni-

schen, organisatorischen und ökonomischen

Roadmap für den breiten industriellen Ein-

satz von 3D-Technologien. Dafür erfassen

die Fraunhofer-Experten zunächst in einer

Bedarfsanalyse die Anforderungen von

Unternehmen und bewerten die Potenzi-

Additive Fertigungsverfahren wie 3D-Drucken oder Laserstrahlschmelzen sind

Schlüsseltechnologien für eine bedarfsgerechte, effiziente Produktion, die flexibel

auf Kundenwünsche reagieren kann. Mit Unterstützung des Bundesministeriums

für Bildung und Forschung (BMBF) macht das Fraunhofer IPK die Verfahren und

zugehörige Prozesse fit für einen flächendeckenden Einsatz in der Industrie.

Additive FertigungstechnologienAlternativen für die Produktherstellung im Digitalzeitalter

13FUTUR 1/2014

ale unterschiedlicher additiver Technologien

für verschiedenste Anwendungsszenarien.

Auf dieser Grundlage erstellen sie eine Stra-

tegie für die Entwicklung und Einführung

neuartiger additiver Verfahren. Bereits heute

zeichnet sich ab, dass für eine Industrialisie-

rung additiver Fertigungstechnologien die

gesamte Wertschöpfungskette betrach-

tet werden muss. Deshalb konzentrieren

sich die Wissenschaftler im Projekt neben

der grundlagenorientierten Forschung vor

allem auf anwendungsnahe Konzepte für

Werkzeugmaschinen, Multimaterialsysteme,

adaptiveProzesskettensowiedieQualifizie-

rung robuster und stabiler Technologien. Für

eine Einbindung additiver Fertigungs systeme

inflexibleProduktionsstrukturenverfolgen

speziell die Ingenieure des Fraunhofer IPK

denAnspruch,dieVerfahrenalszertifizie-

rungsfähige Produktionssysteme zu etab-

lieren. Auf technologischer Ebene müssen

dazu periphere Systeme für Zustandserfas-

sung und Monitoring in additive Prozessket-

ten integriert werden, die eine durchgängige

Prozesskontrolle und damit ein effektives

Qualitätsmanagement ermöglichen.

► Mehrwert für Unternehmen

Die Fraunhofer-Institute und ihre Partner

aus groß- und mittelständischen Unterneh-

men wollen mit diesem Verbundprojekt die

Integration der additiven Fertigungstech-

nologien in die industrielle Produktion vor-

antreiben. Unternehmen können so opti-

mal auf kurze Innovationszyklen und

reduzierte Entwicklungszeiten reagieren

und damit langfristig wettbewerbsfähig

bleiben. Gerade mittelständische Firmen

der neuen Bundesländer erhalten zudem

die Chance, mit Unterstützung des Projekt-

verbunds innerhalb kurzer Zeit eine füh-

rende Rolle im Markt zu übernehmen und

sich als First Supplier für Großunternehmen

zupositionieren.Sieprofitierendabeiauch

von den Erfahrungen und vom Know-how

der Fraunhofer-Innovationscluster »Main-

tenance, Repair and Overhaul (MRO)« und

»Life Cycle Engineering (LCE)«, die ganz-

heitliche Lösungen für den Einsatz energie-

undressourceneffizienterTechnologienin

Energie und Verkehr entwickeln.

Lebenszyklusorientierte Wertschöpfungskette für den Einsatz additiver Fertigungstechnologien

Additiv-Generative Fertigung –

Die 3D-Revolution zur Produktherstellung

im Digitalzeitalter AGENT 3D

Gesamtlaufzeit: 2013 bis 2020

Partner: 40 Partner, davon 25 KMU

und 11 Forschungsinstitute

Finanzierung: BMBF zwanzig20 –

Partnerschaft für Innovation

Gesamtbudget: 45 Mio. €

Koordination: Fraunhofer IWS

Partner Teilprojekt AGENT 3D:

Fraunhofer-Institut für Werkstoff und Strahl-

technik IWS, Dresden

Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen

und Umformtechnik IWU, Chemnitz

Fraunhofer-Zentrum für Mittel- und Osteuropa

MEOZ, Leipzig

Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen

und Konstruktionstechnik IPK, Berlin

Ihr Ansprechpartner

André Bergmann

Telefon: +49 30 39006-107

E-Mail: andre.bergmann@ipk.fraunhofer.de

14 Forschung und Entwicklung

Additive Fertigung

Generativ gefertigte Gitterstrukturen

Angesichts strenger energiepolitischer Vorgaben stehen Turbomaschinenhersteller

vor der Herausforderung, die Leistungsfähigkeit ihrer Produkte zu steigern, ohne

Abstriche bei deren Wirtschaftlichkeit oder Sicherheit zu machen. Eine Option ist

hier der Einsatz additiver Fertigungsverfahren. Wissenschaftler des Fraunhofer

IPK untersuchen deshalb, welche Chancen das Selective Laser Melting (SLM) für

Design und Herstellung moderner Turbinenschaufeln bietet.

► Life Cycle Engineering

Turbomaschinenhersteller stehen vor vielfäl-

tigen Herausforderungen. Die energiepoliti-

schen Rahmenbedingungen sehen aufgrund

des Klimawandels eine Reduktion der CO2-

Emissionen sowie einen höheren Anteil an

erneuerbaren Energien vor. Letzteres erfor-

dertflexiblereLastwechselvonfossilbefeu-

erten Kraftwerken und damit auch von

Turbomaschinen. Eine weitere Herausforde-

rung ist die steigende Ressourcenknappheit

von Werk- und Brennstoffen. Dies bedeutet,

dass statt Öl und Gas zunehmend alternative

Brennstoffe zum Einsatz kommen und die

Wirkungsgrade bestehender und zukünfti-

ger Turbomaschinen erhöht werden müs-

sen. Zusätzlich zur Senkung von Emissionen

sehen die Luftfahrtprogramme ACARE 2020

und FLIGHTPATH 2050 eine Steigerung der

Wirtschaftlichkeit beim Betrieb von Flug-

zeugen sowie eine Verbesserung im Flugma-

nagement und in der Flugsicherheit vor. Eine

nachhaltige Stärkung des Turbomaschinen-

baus kann deshalb nur über die Beherr-

schung des gesamten Produktlebenszyklus

gesichert werden.

Leichtbau für Turbomaschinen Generative Fertigung von Gasturbinenschaufeln

15FUTUR 1/2014

Dieses Ziel verfolgt der Anfang 2013 bewil-

ligte Fraunhofer-Innovationscluster »Life

Cycle Engineering für Turbomaschinen«.

Das Cluster widmet sich in einzelnen Pro-

jekten Themen aus den Innovationsfeldern

Produktstrategien, Digitale Modellbildung

und Informationsmanagement, Prozess- und

Bearbeitungsstrategien sowie Life Cycle

Management. Im Projekt »SimuGen – Simu-

lation und generative Fertigung von Leicht-

baustrukturen in Turbinenkomponenten«

untersuchen die Fraunhofer-Experten, wie

das Design von Turbinenschaufeln beanspru-

chungsgerechter ausgelegt werden kann,

ohne Einbußen in der Bauteilsicherheit oder

Wirtschaftlichkeit hinzunehmen.

► Komplexe Geometrien

generativ herstellen

Generative Fertigungsverfahren bieten

gegenüber konventionellen Technologien –

wie dem Feinguss – eine deutlich größere

Gestaltungsfreiheit. So können mit dem

Selective Laser Melting (SLM) Bauteile

gefertigt werden, die über eine hochkom-

plexe innere Gitterstruktur verfügen. Diese

Strukturen haben den Vorteil, dass sie die

WärmeübergangsflächeimSchaufelinne-

ren erhöhen, ohne dabei die Bauteilmasse

signifikantzusteigern.

Geometrien dieser Komplexität sind aus-

schließlich mit generativen Fertigungsver-

fahren herstellbar. Obwohl bereits erste

Leichtbaugitterstrukturen mittels SLM gefer-

tigt werden, besteht nach wie vor großer

Forschungsbedarf. Bislang wurden keine

umfassenden Untersuchungen zu den sta-

tischen und dynamischen Eigenschaften

der aus Nickelbasislegierungen aufgebau-

ten Leichtbaustrukturen durchgeführt. Dar-

über hinaus fehlt jegliche Erfahrung zum

EinflussvonNachbearbeitungsprozessen

auf die Werkstoffeigenschaften generativ

gefertigter Leichtbaustrukturen. Im Rah-

menvonSimuGensollendieseEinflüsse

eruiert werden und in Werkstoffmodellen

hinterlegt werden.

► Leichter Werkstoff

für hohe Ansprüche

Turbinenschaufeln von stationären Gastur-

binen sind während ihres Einsatzes extrem

hohen Belastungen ausgesetzt. Dazu gehö-

ren neben Temperaturen von weit mehr als

1 500 Grad Celsius sehr hohe radiale Zug-

spannungen sowie dynamische Belastun-

gen aufgrund von Vibrationsphänomenen.

Durch eine Reduzierung des Bauteilgewichts

können diese Belastungen drastisch gesenkt

werden. Effektivere Kühlmethoden schüt-

zen zudem die Bauteile und ermöglichen die

Steigerung der Betriebstemperaturen oder

eine Reduzierung der benötigten Kühlluft-

menge. Auf diese Weise kann der Wirkungs-

grad der Gasturbinen erhöht werden.

Im Projekt SimuGen entwickeln die

Fraunhofer-Wissenschaftler deshalb bean-

spruchungsgerechte Leichtbau-Gitterstruk-

turen aus der Nickelbasis-Superlegierung

Inc718 und prüfen ihre Leistungsfähigkeit.

Dazu ermitteln sie experimentell Kenn-

werte als Grundlage von Werkstoffmodel-

len, die wiederum in ein numerisches Modell

implementiert werden. Eine strukturme-

chanische Analyse mittels FEM-Simulation

soll anschließend die Leistungsfähigkeit der

Simulation einer Leichtbau-Turbinenschaufel für den stationären Gebrauch

generativ gefertigten Leichtbau-Turbinen-

schaufel unterstreichen. Parallel dazu erfolgt

eine numerische Strömungssimulation (CFD),

mit deren Hilfe die Einsatzmöglichkeit von

Leichtbau-Gitterstrukturen zur Innenküh-

lung des Schaufelblattes untersucht wird.

Ziel des Projekts ist es, einen maßstabsge-

treuen Prototyp einer Turbinenlaufschaufel

für stationäre Gasturbinen zu entwickeln,

dessen Einsatzfähigkeit durch numerische

Simulationen untermauert ist. Dadurch soll

das große Potenzial generativer Fertigungs-

verfahren für den Turbomaschinenbereich

unterstrichen werden.

Ihr Ansprechpartner

Robert Kersting

Telefon: +49 30 39006-269

E-Mail: robert.kersting@ipk.fraunhofer.de

Fraunhofer-Innovationscluster

»Life Cycle Engineering

für Turbomaschinen« (LCE)

Ziel: Entwicklung und Optimierung von Werk-

stoffenundTechnologienfürenergieeffiziente

und ressourcenschonende Turbomaschinen.

Innovationsfelder: Produktstrategien,

Digitale Modelbildung und Informations-

management, Prozess- und Bearbeitungs-

technologien und Life Cycle Monitoring.

Laufzeit: Januar 2013 bis Januar 2015

Partner: 6 Forschungsinstitute,

25 Unternehmen, 4 Netzwerke und Verbände

Finanzierung: Fraunhofer - Gesellschaft,

Wirt schaft, Länder Berlin und Brandenburg

Budget: 17,3 Mio. €

Koordination: Fraunhofer IPK

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

16 Forschung und Entwicklung

Wartung und Instandhaltung

Der technische Kundendienst spielt im Maschinen- und Anlagenbau eine immer

größere Rolle. Er ist ein wichtiger Faktor für die Sicherstellung einer langfristigen

Kunden-Anbieter-Beziehung und damit letztlich für den Markterfolg eines Unter-

nehmens. Damit die Angebote des Kundendienstes effizient erbracht werden

können, bedarf es jedoch geeigneter Grundlagen und Maßnahmen. Diese umfassen

sowohl die Planung und Entwicklung von Sach- und Dienstleistungen als auch die

eigentliche Umsetzung vor Ort beim Kunden. Hierfür existieren gerade bei der

Dienstleistungsentwicklung und -erbringung unterschiedliche Ansätze, wobei die

Unterstützung von Servicetechnikern auf der Basis einer ganzheitlichen Mensch-

Maschine-Interaktion noch nicht zufriedenstellend gelöst ist. Um diese Lücke zu

füllen, werden im Rahmen des Projekts WeiMA Instandhaltungsprozesse durch

die situationsbezogene Unterstützung von Servicetechnikern optimiert.

Erfolgsgarant KundendienstDigitales Handbuch unterstützt Servicetechniker

► Prozessmodelle

für die Instandhaltung

Um Servicetechniker bei der Durchführung

von Instandhaltungstätigkeiten zu unterstüt-

zen, erarbeiten viele Unternehmen Handbü-

cher mit Handlungsanweisungen für eine

korrekte Vorgehensweise. Ein Nachteil sol-

cher Anleitungen sind ihre statischen Inhalte.

Sie berücksichtigen in der Regel weder die

QualifikationdesjeweiligenServicetechni-

kers, noch helfen sie ihm, seine Vorgehens-

weise an die konkret vorliegende Situation

anzupassen. Dies wäre jedoch gerade bei

Anlagenstörungen in der Diagnosephase

äußerst hilfreich, um die meist kunden- und

anlagenspezifischenFehlerursacheneffizi-

ent diagnostizieren und beheben zu können.

Mit Hilfe der Methode der integrierten

Unternehmensmodellierung (IUM) und der

Software MO²GO – beides Entwicklungen

des Fraunhofer IPK – lassen sich für maschi-

nennahe Serviceprozesse wie Störungsbehe-

bung und Wartung Prozessmodelle erstellen.

Diese bilden situationsbedingte Änderungen

in Handlungsabläufen bei Instandhaltungs-

prozessen ab. Des Weiteren können die Pro-

zessmodelle mit Attributen versehen werden,

mit deren Hilfe in der späteren Durchführung

Schnittstellenfürz. B.WebservicesoderOPC-

Server angesprochen werden können.

Dies ermöglicht eine IT-basierte Interak-

tion des Servicetechnikers mit der Anlage

auf Basis ihrer Konfiguration und ihrer

aktuellen Zustandsdaten.

► Interaktive

Handlungsanweisungen

Da die direkte Verwendung eines Pro-

zessmodells als Handlungsanweisung nur

bedingt für den Vor-Ort-Einsatz geeignet

Daten und Informationsflüsse im Instandhaltungsprozess

Kommunikationsarchitektur

17FUTUR 1/2014

Ihre Ansprechpartnerin

Johannes Seidel, M.Sc.

Telefon: +49 30 314-75835

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

Ihr Ansprechpartner

Claudio Geisert

Telefon: +49 30 39006-133

E-Mail: claudio.geisert@ipk.fraunhofer.de

ist, wird im Projekt WeiMA daran geforscht,

wie Mo²Go-Modelle automatisiert in inter-

aktive und sich der aktuellen Situation dyna-

misch anpassende Handlungsanweisungen

überführt werden können. Dies geschieht

inFormeinergrafischenBenutzerschnitt-

stelle. Dem Servicetechniker wird ein digita-

les Handbuch bereitgestellt, welches seine

Inhalte bei Verzweigungen im Prozessmo-

dell automatisch entsprechend der jeweili-

gen Entscheidung anpasst. Dafür wird im

Projekt eine IT-Architektur entwickelt, die

es unter anderem ermöglicht, Daten aus der

Maschinensteuerung auszulesen, um diese

indieEntscheidungsfindungeinzubeziehen.

► Automatische Berichterstellung

Vollständige und korrekte Serviceberichte

sind aufgrund der bislang hauptsächlich

manuell durchgeführten Dokumentationen

nicht uneingeschränkt vorhanden. Dadurch

kommt es zu Nachweisproblemen gegen-

über Kunden, aber auch zu internen Infor-

mationslücken bzw. zu Komplikationen bei

der Dokumentation und Vergleichbarkeit

von Serviceeinsätzen. Immer wieder gehen

so Informationen aus der Rückführung von

Serviceerfahrungen in die Produktentwick-

lung verloren, welche für die Überarbeitung

eines Produkts oder einer Dienstleistung

genutzt werden können. Mit Hilfe der in

WeiMA angestrebten Unterstützungslösung

wird neben einer automatischen Berich-

terstellung auch die gezielte Rückführung

der Einsatzdaten zur Auswertung im Unter-

nehmen ermöglicht.

► Studie dokumentiert Potenziale

im technischen Kundendienst

Das Forschungs- und Entwicklungsprojekt

WeiMA wird mit Mitteln des Bundesminis-

teriums für Bildung und Forschung (BMBF)

im Rahmen der Förderinitiative »KMU-inno-

vativ« gefördert und vom Projektträger im

DLR betreut. Ein erstes Ergebnis des Projekts

ist die Studie »Unterstützungspotenziale der

Automatisierungstechnik im technischen

Kundendienst«, in der Anlagenhersteller zu

den Themen Serviceabteilungen und -ein-

sätze sowie Störungsbehebungen befragt

wurden. Angesprochen auf den Bedarf bei

der Unterstützung von Serviceprozessen vor

Ort, stuften viele Befragte die Funktionen

»Diagnoseunterstützung«, »Checkliste der

Arbeitsschritte« und »Nachschlagen von

Informationen« als besonders hilf reich ein.

Interessierte können die Studie kosten los über

www.publica.fraunhofer.de beziehen.

Die Partner

Innosoft GmbH

Zimmer&Kreim GmbH & Co. KG

Verband Deutscher Maschinen- und

Anlagenbau e.V. (VDMA), Landesverband Ost

Verein Deutscher

Werkzeugmaschinenfabriken e.V. (VDW)

Fraunhofer IPK, Berlin

Mensch-Maschine-Interaktion im technischen Kundendienst

18 Forschung und Entwicklung

Wartung und Instandhaltung

Verlässliche und verfügbare Einsatzzeiten ihrer Flugzeuge sind ein entschei-

dender Faktor im globalen Wettbewerb der Fluggesellschaften. Neben Problemen

bei Wartungs- und Instandhaltungsarbeiten (MRO – Maintenance, Repair and

Overhaul) wird die Verfügbarkeit der Flotten durch inadäquate Planungs- und

Steuerungsprozesse beeinträchtigt. Mit dem Einsatz von dezentraler Intelligenz

an Flugzeugen, Ersatzteilen und Werkzeugen können Prozessketten drastisch

verkürzt werden und die Betreiber somit viel Zeit und Kosten einsparen.

Intelligent geplant Wartungsprozesse von Flugzeugen werden kürzer

► Langwierige Planungs- und

Steuerungsprozesse

Wenn die Wartung und Instandsetzung

von Flugzeugen geplant und überwacht

wird, arbeiten viele Partner in sequenzi-

ellen Prozessschritten miteinander. So ist

der MRO-Bedarf zunächst in der zentralen

Wartungssteuerung aufzunehmen sowie

in Abhängigkeit des Flugplans auf War-

tungsstationen und danach verfügbaren

Mitarbeitern, Werkzeugen und Ersatztei-

len zuzuordnen. Funktioniert einer dieser

Schritte nicht perfekt, muss die gesamte

Prozesskette von neuem durchlaufen wer-

den. Dies wird besonders dann problema-

tisch, wenn erforderliche Arbeiten für den

nächsten Flug zeitnah sicherzustellen sind.

Beispielsweise werden bei einer mittelgro-

ßen deutschen Fluggesellschaft pro Tag

etwa zehn Mal die Routen der Flugzeuge

kurzfristig verändert. Die Folge ist, dass an

derWartungsstationspeziellqualifizierte

Mitarbeiter, teure Ersatzteile und Werk-

zeuge vergeblich auf das Flugzeug warten,

weil sich dieses an einem ganz anderen Ort

befindet.Wennnichtnochkurzfristigein

teuresErsatzflugzeugbereitgestelltoder

die Wartungsaufgaben verschoben wer-

den können, muss das Flugzeug am Boden

bleibenundderAnschlussflugausfallen.

Die heutigen Verfahren sind trotz Com-

puterunterstützung nur unzureichend in

der Lage, kurzfristige Änderungen schnell

umzusetzen. Nach Ansicht von Luftfahrt-

experten besteht hier Potenzial, die Verfüg-

barkeit von Flugzeugen um etwa drei Pro-

zent zu erhöhen. Für eine Fluggesellschaft

bedeutet dies eine mögliche Verringerung

ihrer Flotte um fünf Flugzeuge – angesichts

mittlerer Leasingkosten pro Flugzeug und

Monatvonrund300 000Euroeinenicht

unbedeutende Ersparnis.

► Dezentrale Intelligenz für die

Wartungsplanung und -steuerung

Das Fraunhofer IPK hat zusammen mit air-

berlin technik ein Konzept entwickelt, das

einzelne Wartungs- und Instandsetzungs-

aufgaben direkt dem jeweils ausführen-

den Personal zuweist. Diese Zuweisung

wird automatisiert organisiert, wahlweise

durch cyber-physische Systeme (CPS) oder

bestehende Elektronikkomponenten wie

das Electronic Flight Back System (EFB).

CPS sind kleinste Endgeräte mit Spei-

cher- und Prozessoreinheit, Sensoren und

Ortungsmechanismen, die miteinander

und mit Zentralsystemen kommunizieren

können. Die grundlegende Kapazitätspla-

nung sowie die Überwachung und das

Eskalations management werden dabei zen-

tral für alle Flugzeuge durchgeführt. Wei-

terhin werden Ersatzteile sowie Werkzeuge

mit CPS ausgerüstet. Diese können nach

selbstorganisierten Verhandlungen mit dem

Flugzeug, den MRO-Arbeiten automatisiert

zugewiesen werden. Ein solches System ver-

Sequenzielle MRO-Prozesse bringen Zeit- und Auslastungsverlust mit sich.

19FUTUR 1/2014

Ihre Ansprechpartnerin

Johannes Seidel, M.Sc.

Telefon: +49 30 314-75835

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

Ihr Ansprechpartner

Dr.-Ing. Thomas Knothe

Telefon: +49 30 39006-195

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

einfacht den Auftragsdurchlauf und verrin-

gert die Anzahl der adminis trativen Schritte.

So können Mechaniker direkt und in Echt-

zeit vom Flugzeug beauftragt werden. Dies

wird durch eine integrierte Einplanung und

Bereitstellung von Ersatzteilen und Werk-

zeugen(z. B.GroundSupportEquipment)

sowie durch ein auf das Flugzeug angepass-

tes Fehlerbaumsystem unterstützt. Dadurch

erhöht sich die Reaktionsfähigkeit des aus-

führenden Personals und die Ausnutzung

von Wartungsslots wird verbessert. Folg-

lich können mit Hilfe dezentraler Intelli-

genz die Prozesse zur Wartungsplanung

und -steuerung verkürzt und vereinfacht

werden.HeutebereitsimEinsatzbefindli-

che, jedoch noch zu erweiternde, elektro-

nische Komponenten wie EFB unterstützen

ein solches Verfahren bereits.

► Neue Planungsszenarien

Mit Hilfe dieser Technologien sind neue

Planungsszenarien möglich. Wenn bei-

spielsweise auf einem Flug von Palma de

Mallorca nach Berlin eine erforderliche

Reparatur festgestellt wird, ermittelt das

Flugzeug selbständig und in Echtzeit, dass

zwar der für den Flugzeugtyp erforderliche

Mechaniker sowie das Ersatzteil in Berlin

verfügbar sind, das Werkzeug jedoch fehlt.

Mit Hilfe der direkten Verhandlung von

Softwareagenten untereinander wird ein

geeignetes Werkzeug in München sowie

dieVerladungineinLinienflugzeugvon

München nach Berlin eingeplant und ange-

wiesen. Dabei achten die Softwareagen-

ten auch darauf, dass das Werkzeug

pünktlich für den Wartungsslot am Wartungs -

standort vorliegt.

Weiterhin können mit diesem Verfahren

die Arbeiten für große Wartungschecks, die

mehr als eine Woche oder länger dauern,

teilweise auf das Tagesgeschäft aufgeteilt

werden. Sobald ein Zeitfenster für das Flug-

zeug am Boden entsteht, werden mögliche

Vorgänge verhandelt und zugeteilt, ohne

dass ein Mitarbeiter in die Planung und

Steuerung eingreifen muss. Damit werden

die langen Standzeiten der großen Checks

drastischreduziertundFlugzeugeprofita-

bler eingesetzt.

Die Partner

– airberlin technik GmbH

– Fraunhofer IPK, Berlin

Dezentrale Steuerung durch CPS-Komponenten

Systemarchitektur des neuen MRO-Konzepts

20 Forschung und Entwicklung

Produktion und Verkehr

»Es ist bis heute technisch nicht nach-

gewiesen, wie hoch beispielsweise die

Schadgaskonzentrationen im Straßennetz

tatsächlich sind und wie sie sich örtlich ver-

teilen«, bedauert Werner Schönewolf, Leiter

des Fraunhofer GalileoLab sowie der Pro-

jektgruppe »Verkehr« am Fraunhofer IPK.

Gemeinsam mit Kollegen des Fraunhofer-

Instituts für Physikalische Messtechnik IPM in

Freiburg haben die Berliner Wissenschaftler

ein mobiles Umweltmonitoringsystem für

die Überwachung des städtischen Straßen-

netzes entwickelt.

Die sogenannte Yellowbox misst dabei die

sich ändernden Schadgaskonzentrationen

entlang des Weges. Aber auch die punk-

tuelle Messung über einen längeren Zeit-

raum ist mit der Yellowbox möglich, wenn

z. B.inderIndustrieArbeitsplätzeinPro-

duktionshallen überwacht und bewertet

werden sollen. Die knapp 30 Kilogramm

schwere gelbe Box enthält ein Partikel-

messgerät und Halbleitersensoren für die

Schadgasmessung. Herzstück der Halblei-

tersensoren sind Siliziumkristalle, die auf

jeweils ein Schadgas reagieren. Sind sie die-

sem Gas ausgesetzt, verändern sich ihre

elektrischen Eigenschaften. Sie messen die

Konzentrationvonflüchtigenorganischen

Verbindungen (VOC), Ozon, Kohlenstoff-

oxiden, Stickstoffverbindungen, Ammoniak

und Methan.

► Gesundheitsrisiko Feinstaub

Das Partikelmessgerät erfasst Feinstaub-

partikel der Größenklassen PM10, PM2,5

und PM1. Rußpartikel aus Dieselfahrzeu-

gen beispielsweise entsprechen mit bis zu

10 Nanometer der Klasse PM10. Sie belas-

ten vor allem die Atemwege. Partikel der

Klasse PM2,5 sind bereits lungengängig

und solche der Klasse PM1 werden von der

Lunge absorbiert und gehen ins Blut. Bis-

her lag bei Umweltmessungen der Schwer-

punkt auf PM10-Partikeln. Die verschärften

Regelungen der EU-Luftqualitätsrichtlinie

erstrecken sich seit August 2010 jedoch

Vor allem in Ballungsräumen beeinträchtigen Emissionen von Verkehr, Industrie

und Heizungsanlagen die Luftqualität immer wieder so stark, dass Grenzwerte

überschritten werden. Wie sehr die Luft mit Schadstoffen belastet ist, messen

jedoch selbst in Großstädten meist nur eine Handvoll stationärer Messeinrich-

tungen. Eine bessere Lösung: mobile Monitoringsysteme wie die »Yellowbox«

aus dem Fraunhofer GalileoLab. Das Satellitennavigationssystem Galileo eröffnet

dabei neue Möglichkeiten für eine flächendeckende Überwachung der Luftqua-

lität. Aber auch im industriellen Umfeld kann die Yellowbox zum Monitoring von

Immissionen eingesetzt werden. Um Produktionsprozesse möglichst emissionsarm

zu gestalten, hilft sie, Schadstoffe aufzuspüren und ihre zeitliche und räumliche

Verbreitung zu dokumentieren.

YellowboxMobiles Umweltmesssystem mit Satellitenanschluss

Gelbe Box für die Schadgasmessung

21FUTUR 1/2014

Fraunhofer GalileoLab

Die Fraunhofer-Allianz Verkehr hat deutschlandweit fünf GalileoLabs

ins Leben gerufen. An fünf Standorten dienen sie als Entwicklungs-

und Demonstrationsplattform für Galileo-Anwendungen,

u. a.fürdenöffentlichenNahverkehr,dieWarenverfolgungimGüterverkehr

oder das Katastrophenmanagement. Das eigentliche Potenzial des Satelliten-

systems Galileo liegt in der Anwendung der Positionierungs- und Zeitsig-

nale. Die Fraunhofer GalileoLabs sollen den Übergang herkömmlicher GPS

Anwendungen hin zu Galileo beschleunigen sowie neue Anwendungen

auf der Grundlage der nicht-offenen GNSS-Dienste von Galileo ermöglichen.

Die wichtigsten Ergebnisse der Fraunhofer Galileo-Forschung im Überblick:

– Lokalisierungskomponente für die sichere Verortung

auch in schwierigen Empfangslagen (Abschattungen, Indoor-Outdoor);

– eine Fraunhofer-Galileo-Plattform mit standardisierten

AnwendungsprofilenfürGalileo-Dienste,

insbesondere für CS- und PRS-Anwendungen (nicht-offene Dienste);

– prototypische Demonstratoren ausgewählter Anwendungen

in den Bereichen Güterverkehr, Personenverkehr und Sicherheit,

die im »Fraunhofer-Galileo Lab« gezeigt werden;

– praktische Erprobungsergebnisse aus Feldversuchen,

in denen die Demonstratoren in der Öffentlichkeit eingesetzt werden

und eine darauf aufbauende Wirkungsanalyse als Grundlage

einer abgestimmten Marketingstrategie.

Ihr Ansprechpartner

Werner Schönewolf

Telefon: +49 30 39006-145

E-Mail: werner.schoenewolf@ipk.fraunhofer.de

auch auf Feinstaubpartikel der Größe PM2,5.

Ebenfalls in der EU-Richtlinie und Bundes-

Immissionsschutz-Verordnung (BImSchV)

festgelegt sind Obergrenzen für Schad-

gase wie Kohlenmonoxid oder Ozon. Kom-

munen, in denen Grenzwerte erreicht oder

überschritten werden, müssen Aktionspläne

erstellen. Bislang sieht der Gesetzgeber

jedoch ausschließlich statio näre Messein-

richtungen zur Überwachung der Luftqua-

lität vor: Die Messwerte müssen eindeutig

und gerichtsfest örtlich zuordenbar sein.

Dies leistet die Messwertverortung auf der

Grundlage von Galileo-Diensten.

► Lokale Konzentrationen in der

Produktion aufspüren

NebendemflächenhaftenMessverfahrenzur

Ermittlung örtlicher Schadgasverteilungen ist

es von besonderem Interesse, auf die Verur-

sacher von Konzentrationserhöhungen zu

schliessen. Diese können verkehrsbedingt

sein, aber auch durch Industrieanlagen oder

lokale Arbeitsprozesse in der Produktion ent-

stehen. Besonders gefährdete Arbeitsumfel-

der im Aussen- wie im Innenbereich werden

mit der Yellowbox räumlich und zeitlich ver-

messen, so daß sowohl Maßnahmen zum

Arbeitsschutz abgeleitet werden können als

auch eine Prozessanalyse durchgeführt wer-

den kann, die zu einer emissionsarmen Pro-

zessgestaltung führen soll.

Die Daten, die Partikelmessgerät und Halbleitersensoren aus dem Innern der Yellowbox liefern, werden auf mobile Endgeräte übertragen.

22

Sonderforschungsbereich

Forschung und Entwicklung

Nachhaltigkeit in ihrer ökonomischen, ökologischen und sozialen Ausrichtung zu

verfolgen, ist für Akteure im industriellen Umfeld eine besondere Herausforderung.

Damit verbunden sind nicht nur rein technologische Aspekte, sondern auch ein

Wandel in der beruflichen Bildung. Hier entstehen neue Anforderungsprofile, die

andere Kompetenzen der wertschöpfenden Akteure einfordern und auch eine

neue Art, diese Fähigkeiten zu erlernen. Die klassische Trennung von Ausbildung

und Ausführung wird dabei immer stärker durch das Konzept des integrierten

Lernens ersetzt. Im Rahmen des Sonderforschungsbereichs 1026 »Sustainable

Manufacturing – Shaping Global Value Creation« entstehen selbsterklärende

Werkzeuge, die die Lern- und Lehrproduktivität am Arbeitsplatz verbessern.

men die Anforderungen an ein künftiges

Geschäftsmodell. In Kooperation mit einer

Selbst hilfewerkstatt wurden zudem erste

prototypische Reparaturkits für eine selbst-

bestimmte Reparatur entwickelt.

Darüber hinaus diskutierten die Workshop-

Teilnehmer eine mögliche Ausweitung der

Learnstruments auf die autonome Repara-

tur von Mietfahrrädern. Im Gegensatz zu

bereits existierenden Fahrradleihsystemen

würden dann Mieträder künftig Nutzern

► Learning by doing

Investitionen in Qualifizierungsmaßnah-

men zahlen sich oft allein schon dadurch

aus,dasssiedieEffizienzderAbläufeam

Arbeitsplatz erhöhen. Im Rahmen des Son-

derforschungsbereichs 1026 entwickeln

dafür Wissenschaftler des IWF der TU Ber-

lin kombinierte Lern- und Arbeitssysteme,

sogenannte »Learnstruments«. Diese selbst-

erklärenden Werkzeuge sollen unterschied-

lichqualifizierteNutzerbeiderMontage

und Reparatur von Geräten und Anlagen

unterstützen. Dabei gilt es zu beachten, dass

die individuellen Eigenschaften und Fähig-

keiten jedes Mitarbeiters dessen objektive

BelastungundsubjektiveEmpfindungbei

derArbeitundbeimLernenbeeinflussen.

Zusätzlich werden Arbeit und Lernen durch

die Arbeits- und Lernmittel selbst geprägt.

Ziel der Forschungsarbeiten ist es deshalb,

die Learnstruments so zu gestalten, dass

sie an die Merkmale und das Verhalten

der Nutzer anpassbar sind. Im Sonderfor-

schungsbereich wird deshalb ein Fortbil-

dungskurrikulum entwickelt, das während

der Bearbeitung von Kundenaufträgen in

der manuellen Montage umgesetzt wird

und mit industriellen Arbeitsmitteln sowie

interaktiven, multimedialen Lernsoftwarelö-

sungen ausgestattet ist.

► Learnstruments

für mehr Fahrradmobilität

Ein erstes Beispiel für die Anwen-

dung der neuen Learnstruments im

nicht-industriellen Umfeld ist die Mon-

tage, Wartung und Reparatur von Fahrrä-

dern. Dafür entwarfen die Wissenschaftler

das Konzept der »Selbsthilfewerkstätten«,

die angesichts unzureichender lokaler Infra-

strukturen für die Vermietung, Wartung und

Wiederverwertung von Fahrrädern Abhilfe

schaffen sollen. Sie unterstützen technik-

unerfahrene Menschen bei der Reparatur

ihres Fahrrads, indem sie das nötige Fach-

wissen und die richtigen Werkzeuge bereit-

stellen und zur Eigeninitiative motivieren. So

stellen sie sicher, dass Radfahrer das Fort-

bewegungsmittel ihrer Wahl schnell reparie-

ren und wieder aufsatteln können, anstatt

sich ein neues Fahrrad zu kaufen oder auf

umweltschädigende Möglichkeiten wie das

Auto zurückzugreifen. Damit leisten solche

Werkstätten auch einen wichtigen Beitrag

zur Nachhaltigkeit.

Um eine genaue Vorstellung von poten-

ziellen Zielgruppen und -organisationen

zu erhalten, wurde im Rahmen des Son-

derforschungsbereichs im Mai 2013 ein

internationaler Workshop zum Thema

Selbsthilfefahrradwerkstätten durchge-

führt. Werkstattbetreiber aus mehreren

europäischenLändernspezifiziertenzusam-

Learnstruments Lern- und Arbeitsmittel für die Montage

Learnstruments in kombinierten Lern- und Arbeitssystemen

23FUTUR 1/2014

Arbeitsplatz für die Montage eines elektrischen Nabenantriebs

und Werkstätten nicht nur ihren Standort,

sondern auch ihren Zustand kommunizie-

ren. Ein Bonussystem, das beispielsweise die

kostenlose Ausleihe des Fahrrads für einen

bestimmten Zeitraum gewährt, könnte Nut-

zer dazu motivieren, ein reparatur- oder

wartungsbedürftiges Fahrrad zu wählen. In

diesem Fall werden sie automatisch zu einer

Selbsthilfewerkstatt geleitet. Dort erhalten

sie eine Reparaturanleitung auf ihr Tablet

oder Smartphone sowie das zugehörige

Learnstrument für die erforderliche Instand-

setzung. So kann jeder Nutzer eines Mietra-

des auch ohne Vorkenntnisse die Reparatur

direkt nach dem Eintreffen in der Werkstatt

selbständig vornehmen.

► Learnstruments

für die industrielle Montage

Neben dem Aspekt der Selbsthilfe für

technik unerfahrene Menschen suchen die

Wissenschaftler im Sonderforschungsbe-

reich nach Potenzialen von lernförderlichen

Arbeitsmitteln für die industrielle Montage.

Dazu wurden bereits Arbeitssysteme für

die manuelle Montage von elektrischen

Fahrrädern entwickelt. Diese Systeme beste-

hen sowohl aus Montage- als auch aus Lehr-

mitteln. Eine prototypische Erfassung der

körperlichen Merkmale des Mitarbeiters

beispielsweise ermöglicht eine Anpassung

des physischen Arbeitssystems an seine

Bedürfnisse. Die Bereitstellung von Werk-

zeugen und Material kann dazu auch so

konfiguriertwerden,dasseinergonomisches

Arbeiten für eine Vielzahl von unterschiedli-

chen Mitarbeitern möglich ist. Das Verhalten

derNutzerspiegeltsichu. a.inihrerLern-

und Arbeitsleistung wider. So lässt sich zum

Beispiel der Verlauf des Lernprogramms bei

einer Steigerung der Arbeitsleistung vari-

ieren. Während des Montageprozesses

erhält der Mitarbeiter dann eine Sequenz

aus Text, Graphik und animierten Darstel-

lungen sowie Informationen zur Montage-

Zeitanalyse. Die Lernsoftware bietet eben-

falls Zugang zu Hintergrundinformationen,

die vom Nutzer selbstbestimmt abgerufen

werden können.

Die Wissenschaftler im Sonderforschungs-

bereich sind davon überzeugt, dass ihre

Learnstruments starke Impulse für die Moti-

vation und Produktivität von Mitarbeitern

geben können. Zukünftig werden sie des-

halb auch Lösungen für die Inklusion von

älteren Mitarbeitern erarbeiten.

Page 2

Die adaptive Arbeitseinrichtung kann an die jeweiligen Bedürfnisse des Mitarbeiters angepasst werden.

Ihr Ansprechpartner

Randy Mc Farland

Telefon: +49 30 314-27887

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

Gemeinsam mit Partnern aus Wirtschaft und Wissenschaft forscht Festo an neuen

Lösungen und Technologien für die Produktion der Zukunft. Das Unternehmen

betrachtet den Wandel in der Produktionswelt, der unter dem Stichwort »Industrie

4.0« diskutiert wird, ganzheitlich aus unterschiedlichen Perspektiven und bezieht

neben der Technologie auch weitere Gesichtspunkte wie die Interaktion zwischen

Mensch und Technik und das Thema Ausbildung und Qualifizierung ein. FUTUR

sprach mit Michael Bernas, Leiter »Future Production«, über aktuelle Lösungen

und noch zu bewältigende Aufgaben auf dem Weg zur intelligenten Fabrik.

FUTUR: Herr Bernas, »Integrated Industry –

Next Steps« lautet das Leitthema der dies-

jährigen Hannover Messe. Wie weit sind

deutsche Unternehmen auf dem Weg zur

intelligenten Fabrik bereits vorangeschritten?

Bernas: Industrie 4.0 zeigt prinzipiell die

Vision einer voll vernetzten, adaptiven Pro-

duktion. Das setzt zunächst voraus, dass

die Komponenten an sich intelligenter wer-

den und zusätzliche Funktionen (Embedded

Functions) erhalten, damit sie sich unterein-

ander vernetzen können. Die aus heutiger

Sicht notwendigen hard- und softwaresei-

tigen Voraussetzungen bringen viele Kom-

ponenten – auch von Festo – bereits mit. Es

handelt sich aber derzeit noch um Insellö-

sungen, die noch nicht im größeren Maß-

stab vernetzt sind.

Festo ist im Vorstands- und Lenkungskreis

der Plattform Industrie 4.0 aktiv und unter-

nimmt intensive Forschungsaktivitäten in

mehreren Verbundforschungsprojekten,

darunter OPAK und MetamoFab. Inzwi-

schen beginnt die Umsetzungsphase mit

fest umrissenen Pilotprojekten. Einige sehr

interessante Industrie 4.0-Umsetzungspro-

jekte sind mir auch in anderen Unternehmen

bekannt. Daher würde ich sagen, das Thema

ist inzwischen in die Integrationsphase über-

gegangen und das Leitthema der diesjähri-

gen Hannover Messe passt dazu sehr gut.

Gleichwohl gibt es noch viel Forschungsar-

beitzuleistenwiez.B.beiderDefinitioneiner

zukunftsweisenden Referenzarchitektur.

FUTUR: Welche Herausforderungen müs-

sen Forschung und Entwicklung noch

bewältigen, damit die Vision »Industrie 4.0«

Realität wird?

Bernas: Bei Industrie 4.0 ist eine gleich-

zeitige Kompetenzentwicklung in den The-

men Technik-, Personal-, Organisations- und

Arbeitswelterforderlich.Dashabenwiru. a.

aus den Problemen mit dem CIM-Ansatz

gelernt. Das Thema Industrie 4.0 erfor-

dert immer eine ganzheitliche Betrachtung.

Mensch und Technik wachsen noch enger

zusammen: Im Mittelpunkt einer vernetzten

Produktionswelt steht immer der Mensch.

Er interagiert direkt mit den technischen

Systemen, die ihn bei der Arbeit oder beim

Treffen von Entscheidungen unterstützen.

Das ist eine große Herausforderung, macht

aber das Thema auch sehr faszinierend. In

unseren Projektteams sitzen z. B. Mitarbeiter

aus dem Industrial Engineering, der Main-

tenance oder aus dem Personalwesen, um

alle möglichen Aspekte von Industrie 4.0 mit

einzubeziehen. Nicht zu vergessen ist das

umfassende Thema der Sicherheit, begin-

nend von IT-Sicherheit bis hin zur sicheren

Mensch-Maschine-Interaktion. Aber auch

hierzu gibt es inzwischen viele interes -

sante Projekte.

FUTUR: Festo ist Partner im Verbundpro-

jekt MetamoFAB, das Unternehmen bei

der Transformation zur intelligenten und

vernetzten Fabrik unterstützt. Was ist Ihre

Aufgabe dabei?

Bernas: In MetamoFab geht es darum,

bestehende Betriebe bei der Metamorphose

zur intelligenten und vernetzten Fabriken zu

unterstützen. Zusammen mit dem Fraunho-

fer IPK und den anderen Projektteilnehmern

machen wir uns Gedanken, wie eine schritt-

weise Einführung der Industrie 4.0-Prinzi-

pien erfolgen kann. Alle beteiligten Akteure

wie Menschen, Maschinen, Werkstücke und

Informationstechnik werden in die Überle-

gungenmiteinbezogen.EsgibtbeiInfineon

Technologies, der Siemens AG und der Festo

AG und Co. KG drei greifbare Pilotprojekte

infirmeneigenenProduktionswerken.Wir

werden in unserer neuen Technologiefa-

brik Scharnhausen Gebäudetechnik und

Produktionsprozesse miteinander vernet-

zenmitdemZieldieEnergieeffizienzzu

steigern. Hierzu werden wir einen dezen-

tralen Energieleitstand und auch »mobile

Devices« einsetzen, um Energiesparpoten-

zialen auf die Spur zu kommen. Dieses rol-

lenbasierte System wird die Mitarbeiter eines

Werkes,soz. B.dieInstandhaltervorOrtan

der Maschine bis hin zum Führungspersonal,

bei ihrer Zielerfüllung unterstützen.

FUTUR: Welche Rolle wird die Robotertech-

nik für die Fabrik der Zukunft spielen?

Bernas: Neben den bestehenden, hoch

automatisierten Roboterzellen der heu-

tigenProduktion,z. B.imKarosseriebau

mit bis zu 95 Prozent Automatisierungs-

grad, werden zunehmend assistierende

Robotersysteme in anderen Bereichen der

Industrie 4.0 – die Umsetzung hat begonnen

Interview24 Interview

Produktion in den Fokus rücken. Diese

Roboter werden eine sichere und intuitive

Mensch-Maschine-Interaktion ohne zusätz-

liche Sicherheitseinhausung erlauben. Eine

erste Technologiestudie hierzu präsentiert

Festo mit dem »Robotino XXT« auf der dies-

jährigen HMI 2014.

Ein weiteres Beispiel stammt aus unse-

rer eigenen Produktion. Seit Januar 2014

unterstützt bei der Ventilfertigung ein

ganz besonderer Roboter: Als einer der

wenigen in Deutschland arbeitet er ohne

Sicherheitseinhausung neben Produktions-

mitarbeitern und unterstützt sie bei ergo-

nomisch einseitigen Tätigkeiten. Sobald

ein Mitarbeiter zu nahe an den Roboter-

arm kommt, steht dieser still und garan-

tiert damit Sicherheit – ganz im Sinne der

Mensch-Maschine-Interaktion.

FUTUR: Welches Zukunftsprojekt würden

Sie gern noch in Angriff nehmen?

Bernas: Ich komme aus der Praxis und

kenne unsere weltweit aufgestellte Produk-

tion und auch einige Fabriken der Kunden

von Festo gut. Ich finde die konkreten

Umsetzungsprojekte, bei denen die »PS auf

die Straße« gebracht werden, sehr fesselnd.

Dort zeigt sich, ob die Visionen von Indus-

trie 4.0inZukunftumsetzbarseinwerden.

Wir haben für unsere Projekte einen hartes

»proof of concept« vorgesehen. Die ent-

scheidende Frage für mich ist: Wird ein

Werksleiter bereit sein, für diese Ideen Geld

in die Hand zu nehmen? Wie lässt sich die

hohe Komplexität in der Umsetzung heraus-

nehmen,z. B.beimThemaEnergieoptimie-

rung mit minimaler IT- Komplexität. Insofern

wünsche ich mir noch weitere umsetzungs-

orientierte Projekte wie MetamoFab.

Zur Person

Michael Bernas studierte Feinwerktechnik

mit dem Schwerpunkt Elektrotechnik an der

Fachhochschule für Technik in Esslingen und

startete seine Berufslaufbahn im Industrial

Engineering bei der Festo AG & Co. KG. Er

besitzt eine ausgeprägte Anwendungserfah-

rung in der Produktionstechnik und arbeitete

in verschiedenen leitenden Funktionen. Als

Projektleiter war er in internationalen Projekten

indenUSAundChinatätig,u. a.nahmer

2007 ein Produktions- und Technologiecenter

in Shanghai in Betrieb. Durch die langjährige

Arbeit in Forschungs- und Verbundprojekten

ergab sich eine hervorragende Vernetzung von

Wissenschaft und Industrie. Der wissenschaft-

liche Schwerpunkt von Michael Bernas liegt

im Themenfeld »Produktion der Zukunft« und

»Industrie 4.0«.

Über die Festo AG & Co. KG

Festo ist ein weltweit führender Anbieter von

Automatisierungstechnik für die Fabrik- und

Prozessautomation. Das global ausgerichtete,

unabhängige Familienunternehmen mit Haupt-

sitz in Esslingen a. N. ist dank seiner Innova-

tionen und Problemlösungskompetenz rund

um die Automatisierungstechnik sowie seines

einzigartigen Angebots an industriellen Aus-

und Weiterbildungsprogrammen Leistungsfüh-

rer seiner Branche.

Kontakt

Michael Bernas

Tel.: +49 711 347-3271

E-Mail: bna@de.festo.com

25FUTUR 1/2014

26 Partnerunternehmen

Die rund 90 Mitarbeiter am Firmensitz in

Straubenhardt (Baden-Württemberg) sind

ebenso engagiert und hochmotiviert wie die

zahlreichen Vertretungen im Ausland. Die

Geschäftsergebnisse sprechen eine klare

Sprache!

Als Spezialist für Oberflächentechnik ist OTEC seit 1996 am Markt. Aus kleinsten

Anfängen heraus schuf Firmengründer und Geschäftsführer Helmut Gegenheimer

ein Unternehmen, das sich durch ein ungebremstes Potenzial an Erfinder- und

Entwicklergeist zu einem global operierenden Anbieter von Maschinen zur

präzisen und wirtschaftlichen Oberflächenbearbeitung entwickelt hat.

Höchste Präzision und immer der Zeit ein wenig voraus

Kontakt

OTECPräzisionsfinishGmbH

Dieselstraße 8-12

75334 Straubenhardt-Feldrennach

E-Mail: info@otec.de

Telefon: + 49 7082 4911-20

www.otec.de

Durch kontinuierliche Weiterentwicklungen

wurden und werden die Einsatzbereiche für

die Maschinen ständig erweitert. Es ist OTEC

gelungen, im Laufe der Jahre für immer

mehr Materialien, Werkstückgeometrien

und Zielsetzungen die optimalen Bearbei-

tungsmedien und Anwendungsparameter

zu erarbeiten und umzusetzen.

OTEC zählt mit seinem breiten Spektrum an

MaschinenzurOberflächenbearbeitungder

verschiedensten Materialien weltweit zu den

Technologieführern. Mit seinen Anlagen zum

Entgraten, Schleifen, Glätten und Polieren

von Werkzeugen gilt das Unternehmen auch

im internationalen Vergleich als Nummer 1.

Besonders hervorzuheben sind im Rahmen

der ständigen Innovationen die seit 2011 auf

demMarktbefindlichenStreamfinishanla-

gen in ihren verschiedenen, in Größe und

Technik an den jeweiligen Bedarf angepass-

ten Ausführungen. Halb- oder vollautoma-

tisch und mit unterschiedlichen Behältergrö-

ßen – neu im Jahr 2014 mit der Möglichkeit,

die großen Maschinen voll in Fertigungs-

linien zu integrieren.

Rund 50 Patente sowie eine große Zahl

an Gebrauchsmustern sind Beleg für die

große Innovationskraft des Hauses, in dem

20 Prozent der Mitarbeiter in Forschung

und Entwicklung tätig sind. Dabei ist der

Anspruch an höchste Präzision und opti-

male Anpassung an den jeweiligen Kun-

denbedarf oberste Leitlinie. Zur Auswahl

des geeigneten Systems können Interes-

senten die Musterbearbeitung in der Ver-

suchsabteilung von OTEC kos-

tenlos in Anspruch nehmen.

Dieser Service steht weltweit

zur Verfügung.

Die Branchen, in denen

OTEC-Maschinen auf der

ganzen Welt wichtiger Teil

der Produktion sind: Medi-

zintechnik, Werkzeug-, Auto-

mobil-, Uhren-, Schmuck,

Textil- und Phar ma in du strie.

Der Exportanteil von 60 Pro-

zent ist klares Indiz für das

weltweit hohe Ansehen

und Vertrauen in die ausge-

feilte Technik von OTEC. Das

bestätigt sich auch immer

wieder auf den jährlich ca.

50 Messen in Deutschland,

Europa, Asien sowie Nord-

und Südamerika, auf denen

das Unternehmen regelmä-

ßig präsent ist.

SF-5 Streamfinishmaschine

FUTUR 1/2014Maschinenporträt

Ihr Ansprechpartner

Dipl.-Ing. Robert Kersting

Telefon: +49 30 39006-269

E-Mail: robert.kersting@ipk.fraunhofer.de

Selektives Laserstrahlschmelzen

► Funktionen und Ziele

– Generative Erzeugung hochkomplexer

Bauteil geometrien

– Prozessauslegung für die Bearbeitung

innovativer Werkstoffe

– Parameterstudien zur Optimierung von

Bauteileigenschaften

– Verarbeitung von hochwarmfesten

Legierungen (Ti- und Ni-Basis-Legie-

rungen) für die Energie-, Luft- und

Raumfahrttechnik

– Verarbeitung hochkorrosionsbeständi-

gen und leichten Titans für Prototypen

aus dem Bereich der Medizintechnik

► Kennzahlen und Fakten

Die Maschine SLM 250HL von der SLM Solutions GmbH befindet sich seit Dezember

2009 am Fraunhofer IPK. Sie wird für FuE-Arbeiten zum Selektiven Laserschmelzen

im Auftrag der Industrie genutzt. Die Kunden kommen hauptsächlich aus dem

Bereich Triebwerk- und Turbinenbau sowie aus dem Form- und Werkzeugbau.

MTT Selective-Laser-Melting-Anlage SLM 250H

Bauraum X, Y, Z 250 mm x 250 mm x 350 mm

Laser ND:YAG-Laser, 400 W

Fokusdurchmesser 70 … 300 µm

Schichtendicken 70 … 300 µm

Pulverkorngröße 10 … 65 µm

Baugeschwindigkeit 5 … 20 cm³/h

Porosität / Dichte 0,03 % / 99,97 %

Toleranzen ± 50 µm (x, y, z)

Rauheiten Rz_horizontal = 56 µm Rz_vertikal = 72 µm

► Werkstoffe

– Edelstahl (1.4016, 1.4404, 1.4410)

– Werkzeugstahl (1.2709, 1.2344)

– Titan (TiAl6V4, TiAl6Nb7)

– Aluminium (AlSi10Mg, AlSi12Mg)

– Nickelbasislegierung (Inconel 625, 718)

27

Ereignisse und Termine28

Deutsch-chinesisches Modellprojekt

Fraunhofer IPK unterzeichnet Rahmenvereinbarung für Zusammenarbeit mit ZhongDe

Ihr Ansprechpartner

Prof. Dr.-Ing. Holger Kohl

Telefon: +49 30 39006-233

holger.kohl@ipk.fraunhofer.de

genießen in China einen guten Ruf in den Bereichen Technologie,

Umwelttechnik und Nachhaltigkeit. Für deutsche Betriebe ist die

Ansiedlung in der ökologischen Metallstadt eine gute Gelegenheit,

den stetig wachsenden chinesischen Binnenmarkt zu erschließen.

DasFraunhoferIPKsollkünftigdieberuflicheBildungunddenAuf-

bau der technischen Infrastruktur unterstützen sowie die Zusam-

menarbeit zwischen Unternehmen der Metallindustrie beider Län-

der fördern. Nach Unterzeichnung der Rahmenvereinbarung im

vergangenen November werden nun gemeinsame Projekte identi-

fiziert,umUnternehmenvorOrtzuunterstützen.Außerdemwird

es Delegationsbesuche von ZhongDe in Deutschland sowie zwei-

mal im Jahr Arbeitssitzungen mit Fachleuten des Fraunhofer IPK in

Jieyang geben.

In der südchinesischen Provinz Guangdong entsteht derzeit vor

den Toren der Metropole Jieyang die erste ökologische Stadt der

Volksrepublik. Die »Sino-German Eco Metal City« ist ein Modellpro-

jekt für eine moderne Metallbearbeitung und -verarbeitung im Ein-

klangmitdenBedürfnissenvonMenschundNatur.150 000 Bürger

werden dort künftig leben und arbeiten. Initiator ist die ZhongDe

MetalGroup,einVerbandvon701MetallfirmenausderRegion.

Das Fraunhofer IPK hilft dem Verband gemeinsam mit dem vom

ehemaligen Verteidigungsminister Rudolf Scharping gegründeten

Beratungsunternehmen RSBK, dieses deutsch-chinesische Projekt

zum Erfolg zu führen.

InderProvinzGuangdongfinden30Prozentdergesamtenchi-

nesischen Metall- und Stahlproduktion statt. Nachdem der Indus-

triesektor so schnell und erfolgreich anwuchs, sollen die Betriebe

nun technisch und ökologisch verbessert werden. Beim Aufbau der

Stadt wird außerdem besonders darauf Wert gelegt, dass neben

Arbeits- und Wohnraum sowie Universitätsbauten genügend Platz

für Wälder und Seen bleibt. Bei all diesen Herausforderungen mit

deutschen Partnern zu kooperieren, lag auf der Hand, denn diese

Am 22. November 2013 unterzeichneten Fraunhofer IPK, RSBK und ZhongDe einen Rahmenvertrag in Jieyang, China: Prof. Dr. Holger Kohl (mi.), Rudolf Schar-ping, Minister a. D. (li.) und Wu Kedong, Präsident ZhongDe Metal Group (re.).

FUTUR 1/2014 29

Jugend forscht

Macht Milch müde Männer munter?

Ihr Ansprechpartner

Dipl.-Ing. Bernd Muschard

Telefon: +49 30 314-26865

muschard@mf.tu-berlin.de

Girls Day 2014

Mit Lego Nachhaltigkeit begreifen

10 000 Gegenstände besitzt jeder Mensch durchschnittlich und

alle wurden einmal hergestellt. Dass in ihnen viel mehr Rohstoffe

und Energie stecken, als wir auf Anhieb sehen, haben die Teilneh-

merinnen des Girls‘ Day 2014 am PTZ gelernt. Mit 3D-Druckern

und anderen kleinen Tischmaschinen erforschten neun Mädchen

die Entstehungsgeschichte eines Produktes: Wie wird es produziert,

wie viel Abfall entsteht dabei und was steckt am Ende wirklich darin?

Acht weitere Mädchen bauten aus Lego Produktionsanlagen selbst

auf und probierten sie aus. Wissenschaftler des IWF zeigten ihnen,

wiesiedieseverbessernkönnen,damitsieeffizienterundvor

allem nachhaltiger werden. Beiden Gruppen wurde so das Thema

Nachhaltigkeit nahe gebracht und der Zusammenhang zwischen

sowohl ökologischen und ökonomischen, als auch sozialen Fakto-

ren vermittelt.

Ihr Ansprechpartner

Dipl.-Ing. Bernd Muschard

Telefon: +49 30 314-26865

muschard@mf.tu-berlin.de

Designed by Girls: Die Mädchen programmieren eine Kreiselfabrik.

Ob Milch die Aufmerksamkeit von Jugendlichen steigert, war nur

eine von 50 spannenden Fragen, die sich die insgesamt 96 Jugend-

lichen stellten, die dieses Jahr am Regionalwettbewerb Berlin-Mitte

von »Jugend forscht« teilnahmen. Die Preisverleihung am 27. Febu-

rar wurde bereits zum zweiten Mal in Folge von einer Ausstellung

im Versuchsfeld des PTZ begleitet.

Unter dem Motto »Wissensexplosion – Jungforscher präsentieren«

stellten die Teilnehmer des Wettbewerbs rund 300 Besucherinnen

und Besuchern ihre Arbeiten vor und konnten gleichzeitig selbst auf

Entdeckungstour gehen. Der Sonderforschungsbereich »Sustainable

Manufacturing« ergänzte die Ausstellung um weitere Demonstra-

tionen und Experimente.

Milch, so die Preisträgerinnen Pribbenow und Häring im Fach Biolo-

gie, verbessere aufgrund ihres Phenylanalingehaltes, die Aufmerk-

samkeitJugendlichersignifikant.SieempfehlendeshalbeinGlas

vor der nächsten Mathearbeit.

Über 300 Besucher kamen zur Ausstellung »Wissensexplosion – Jungforscher präsentieren« ins Versuchsfeld des PTZ.

Made by Girls: selbst gebauter Lego-Transporter

30 Ereignisse und Termine

Die Vergangenheit retten

Tagung in Katowice zu Rekonstruktionsprozessen zerstörter Archivgüter

Die Nutzung von Informationstechnologie im Rekonstruktionspro-

zess zerstörter Archivgüter war das Thema einer Tagung im polni-

schen Katowice am 19. Februar 2014. Hintergrund der Veranstaltung

ist die Dokumentenvernichtung der kommunistischen Staatssicher-

heitsorgane,diezumunwiderruflichenVerlustvonArchivmaterial

führte. Die diskutierten Fragen waren: Wie groß war das Ausmaß der

politisch geleiteten, illegitimen Zerstörung von operativen Dienstdo-

kumenten? Wie gehen die Aufarbeitungsinstitute heutzutage mit

dem zerstörten Material um? Ist die manuelle Rekonstruktion, die

beispielsweise beim deutschen BStU, der tschechischen ABS und

dem polnischen IPN durchgeführt wird, ausreichend? Auf welche

neuartigen technologischen Methoden hat man in Anbetracht der

großen Materialmenge zerstörter Dokumente zurückgegriffen?

Die aktuellen Entwicklungen im Bereich der Rekonstruktion zer-

störter Dokumenten sowie neue Möglichkeiten und Vorteile ihrer

Anwendung präsentierten Dr. Bertram Nickolay und Jan Schneider

vom Fraunhofer IPK. Sie leiten das Projekt der automatisierten vir-

tuellen Rekonstruktion der Stasi-Unterlagen. Ein weiterer Beitrag

kam von Dr. Marc von der Linden von der MusterFabrik Berlin, die

sich mit der Restaurierung des Archivmaterials im zerstörten Stadt-

archiv Köln beschäftigt.

Ihr Ansprechpartner

Dr.-Ing. Bertram Nickolay

Telefon: +49 30 39006-201

bertram.nickolay@ipk.fraunhofer.de

Zerstörte Dokumente aus den Archiven der polnischen Geheimpolizei

Seine Exzellenz Daniel Adan Dziewezo Polski, Botschafter der Repub-

lik Argentinien, und Javier Mario Miguel García, II. Botschaftssekretär

besuchten am 12. März 2014 das Fraunhofer IPK. Gemeinsam mit

Dr. Bertram Nickolay wurden Möglichkeiten der Zusammenarbeit

bei der Rekonstruktion beschädigter Kulturgüter diskutiert.

Bereits im Jahr 2012 besuchte Nickolay in Buenos Aires verschiedene

Institutionen und Archive u. a. der jüdischen Gemeinde Argentiniens.

Hier lagern wichtige Dokumente, die die Einwanderungsgeschichte

von Juden vor allem aus Osteuropa erzählen. Beim schwersten

Bombenanschlag in der Geschichte Argentiniens, der am 18. Juli

1994 in Buenos Aires auf das AMIA-Gebäude (Asociación Mutual

Israelita Argentina, eine Zentrale der jüdischen Gemeinde) wurden

85 Menschen getötet und 300 Personen verletzt. Das Gebäude

wurde völlig zerstört. Zahllose historische Dokumente konnten nur

schwer beschädigt geborgen werden und warten seitdem auf ihre

Rekonstruktion.

Kulturelle Zusammenarbeit mit Argentinien

Botschafter der Republik Argentinien zu Besuch am PTZ

Ihr Ansprechpartner

Dr.-Ing. Bertram Nickolay

Telefon: +49 30 39006-201

bertram.nickolay@ipk.fraunhofer.de

Botschafter Polski (re.), Botschaftssekretär García (li.) und Projektleiter Dr. Nickolay (mi.)

FUTUR 1/2014 31

Fraunhofer IPK stellt German High Tech Champion 2014

Neues Transportkonzept für Logistikdienstleister ausgezeichnet

Stellvertretend für das gesamte Entwicklungsteam wird Matthias

Brüning vom Fraunhofer IPK als »German High Tech Champion

2014« in der Kategorie »Urban Distribution« ausgezeichnet. Inhalt

seiner Bewerbung waren Konzept und Umsetzung des »MicroCarrier

Urban Vehicle« (MCUV), eines einachsigen, handgeführten, elekt-

risch betriebenen Gütertransportfahrzeuges für Logistikdienstleister.

Der MicroCarrier wurde im Rahmen mehrerer Forschungsprojekte

unter der Leitung von Werner Schönewolf entwickelt. Er balanciert

selbstständig und lässt sich intuitiv wie eine herkömmliche Sackkarre

und mit sehr geringem Kraftaufwand bedienen. Der mit 10 000 €

dotierte Preis wird am 3. April 2014 in Paris auf der Logistikmesse

SITL Europe verliehen.

ZielderFuE-ArbeitenvonMatthiasBrüningwares,dieEffizienz

und Nachhaltigkeit innerstädtischer Sendungszustellungen durch

ein neues Logistikkonzept zu erhöhen. Verkehr, Luftqualität und

Lärmpegel werden bisher durch dieselbetriebene Großraumtrans-

porternegativbeeinflusst.NebendemSchadstoffausstoßdieser

Fahrzeuge sind vor allem die Emissionen nachteilig, die in Folge

der zusätzlichen Beschleunigung passierender Fahrzeuge entstehen,

wenn die Großraumtransporter in zweiter Reihe parken.

Der MicroCarrier setzt dieses neue Logistikkonzept um. Es beruht

auf zwei verschiedenen Nutzungsweisen des Fahrzeugs: Neben dem

handgeführten Betrieb für die Sendungsverteilung zu Fuß lässt sich

aus einem Führungsfahrzeug und einer variablen Anzahl der schma-

len MicroCarrier-Transporteinheiten auch ein elektrisch betriebener

Fahrzeugverbund bilden. Diese Funktionalitäten basieren auf drei

grundlegenden Technologieinnovationen: Die erste Neuheit ist ein

adaptiver Balanceregler. Dieser ermöglicht, dass sich das Fahrzeug

Ihr Ansprechpartner

Dipl.-Ing. Matthias Brüning

Telefon: +49 49 314-26858

matthias.bruening@ipk.fraunhofer.de

Elektrisches Führungsfahrzeug und Transporteinheiten des neuen »MicroCarrier Urban Vehicle« (li.), MicroCarrier-Prototyp im handgeführten Betriebsmodus (re.)

beim Be- und Entladen an die veränderte Schwerpunktposition

anpasst und somit stabil im Stillstand verbleibt. Die zweite innovative

Technologie umfasst eine Manövrierregelung. Diese regelt das Ver-

hältnis zwischen der vom Bediener aufgebrachten Kraft einerseits

sowie Geschwindigkeit und Beschleunigung des Fahrzeugs anderer-

seits. Im Verbundbetrieb ermöglicht zudem eine neue Lenkregelung

das spurtreue Fahren aller gekoppelten Transporteinheiten. Diese

Technologien wurden durch spezielle Regelungs- und Schätzalgo-

rithmen mit minimalem sensorischen Aufwand realisiert, um das

Fahrzeug kostengünstig und robust herstellen zu können.

Der GHTC-Award® ist Teil des Verbundprojekts »Internationales

Forschungsmarketing«, das die Alexander von Humboldt-Stiftung,

der Deutsche Akademische Austauschdienst, die Deutsche For-

schungsgemeinschaft und die Fraunhofer-Gesellschaft gemein-

schaftlich durchführen. Ziel des Projekts ist es, für den Forschungs-

standortDeutschlandimIn-undAuslandzuwerbenundseinProfil

im globalen Wissenschaftsmarkt zu schärfen. Alle im Rahmen des

ProjektsstattfindendenMaßnahmensindBestandteildervomBun-

desministerium für Bildung und Forschung geförderten Initiative

»Werbung für den Innovations- und Forschungsstandort Deutsch-

land« unter der Marke »Research in Germany«. Mehr Informationen

unter: www.research-in-germany.de

32 Ereignisse und Termine

Technische Kundendienstleistungen gehören für Hersteller komplexer

Maschinen immer mehr zum Kerngeschäft. Sie emanzipieren sich

vom reinen Add-On zu einem wichtigen Werkzeug zur Marktdifferen-

zierung und Ertragssteigerung. Momentan fehlt es aber noch an stan-

dardisierten Methoden und Werkzeugen für die operative Durchfüh-

rung technischer Kundendienstleistungen. Instandhaltungsprozesse

sind in der Regel durch komplexe und vom Maschinenzustand abhän-

gige Abläufe gekennzeichnet. Das betrifft insbesondere die Diagno-

sephase, welche der Störungsbehebung vorangeht. Hier besteht noch

großes Potenzial für eine IT-basierte Serviceunterstützung.

In einem Industrieworkshop am 7. März 2014 diskutierten Experten

aus Industrie und Wissenschaft, wie mit Hilfe moderner IuK-Techno-

logiendieEffizienzundQualitätvonInstandhaltungsprozessenver-

bessert werden kann. In Fachvorträgen und Live-Demons trationen

Wissen im technischen Kundendienst managen

Industrieworkshop und Studie zeigen Potenziale der Automatisierungstechnik auf

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Claudio Geisert

Telefon: +49 30 39006-133

claudio.geisert@ipk.fraunhofer.de

wurden innovative Lösungen und Best Practice-Beispiele vorge-

stellt, wie vorhandene Automatisierungspotenziale für die Service-

optimierung genutzt werden können. Unter anderem wurden im

Workshop auch Ergebnisse aus dem BMBF-geförderten Projekt

WeiMA gezeigt, das die Nutzung innovativer IuK-Technologien zur

Optimierung von Instandhaltungsprozessen untersucht. Ein erstes

Ergebnis des Projekts ist die Studie »Unterstützungspotenziale der

Automatisierungstechnik im technischen Kundendienst«, in der

Anlagenhersteller zu den Themen Serviceabteilungen und -einsät-

zen sowie Störungsbe hebungen befragt wurden.

Senatorin Yzer eröffnet Berliner Runde 2014

Rund 80 Gäste beim Branchentreff der Werkzeugmaschinenindustrie

Am 27. und 28. März 2014 fand im Produktionstechnischen Zent-

rum (PTZ) die 9. Berliner Runde statt. In diesem Jahr wurde sie von

Cornelia Yzer, Berliner Senatorin für Wirtschaft, Technologie und

Forschung eröffnet. Seit der ersten Veranstaltung im Jahr 2006

stehen Trends und neue Konzepte für Werkzeugmaschinen im Mit-

telpunkt der Berliner Runde, die sich mittlerweile als traditioneller

Branchentreff für Werkzeugmaschinenhersteller, Zulieferindust-

rie und Anwender etabliert hat. Ziel der Veranstaltung ist es, den

überregionalen Wissenstransfer zwischen Industrie und Wissen -

schaft voranzutreiben.

Das Thema in 2014 lautete »Werkzeugmaschinen und Roboter –

Potenziale und Grenzen«. Erörtert wurden insbesondere Formen

ihrer Zusammenarbeit sowie deren Voraussetzungen am Produkt,

im Prozess und Unternehmen. Ziel ist es, höhere Flexibilität und

Investitionssicherheit durch Industrieroboter an und in der Werk-

zeugmaschine zu erreichen. Produktionsprozesse sollen bei unter-

schiedlichen Losgrößen und Maschinenzykluszeiten rasch angepasst

und Produkte beim Umrüsten der Maschine schnell gewechselt

werden können.

Organisiert wurde die Veranstaltung in Kooperation mit dem Insti-

tut für Werkzeugmaschinen und Fabrikbetrieb (IWF) der TU Berlin

und dem VDMA Ost. Die zahlreichen Fachvorträge und Diskussions-

foren wurden von einer Industrieausstellung begleitet.

»Ich freue mich besonders über den Besuch von Senatorin Yzer.

Sie unterstreicht damit die Bedeutung der Berliner Runde für die

Branche«, kommentierte Institutsleiter Prof. Dr. h. c. Dr.-Ing. Eckart

Uhlmann das Grußwort der Senatorin.

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Lukas Prasol

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Cornelia Yzer, Berliner Senatorin für Wirtschaft, Technologie und Forschung, begrüßt die Teilnehmer der 9. Berliner Runde.

FUTUR 1/2014 33

Wissenschaft und Praxis

Fraunhofer IPK und proXcel GmbH bieten Six Sigma-Ausbildung an

Das Fraunhofer IPK startet im April 2014 eine Kooperation mit der

proXcel GmbH aus Berlin. Das Forschungsinstitut und die Unter-

nehmensberatung haben ein gemeinsames Seminarprogramm für

Prozess- und Qualitätsmanagement ins Leben gerufen. In bis zu

zehntägigen Kursen können sich hier Ingenieure ebenso wie Akade-

miker und Führungskräfte aller Branchen zu Experten in der zuneh-

mend gefragten Managementtechnik Six Sigma ausbilden lassen.

Ein echtes Novum stellt dabei die gemeinsame Seminarleitung dar,

die eine direkte Verknüpfung zwischen innovativen Trends aus der

Wissenschaft und Best-Practice-Lösungen aus der praktischen Bera-

tungstätigkeit ermöglicht.

»In der gemeinsamen Leitung und Durchführung der Seminare liegt

aus unserer Sicht ein besonderer Mehrwert für die Teilnehmer«, erläu-

tert Prof. Jochem, Leiter des Geschäftsfeldes Qualitätsmanagement

am Fraunhofer IPK. »Innovative, wissenschaftlich fundierte Manage-

mentmethoden werden anhand von in der praktischen Umsetzung

auftretenden Problemstellungen vermittelt und im Rahmen praxis-

orientierter Übungs- und Fallbeispiele systematisch angewendet.«

Angeboten werden die gemeinsamen Seminare im Rahmen des

Veranstaltungsprogramms MEHR KÖNNEN des Fraunhofer IPK.

DiemodularaufgebautenKurseumfassenverschiedeneQualifizie-

rungsstufen zum Six Sigma (Yellow Belt, Green Belt und Black Belt).

Vermittelt werden unter anderem die Einführung von Kennzahl-

systemen sowie die statistische Erfassung und Auswertung von

Qualitätsnormen. Das erworbene theoretische Wissen wird dabei

durch umfassende Übungs- und Fallbeispiele zusätzlich vertieft.

»BesonderesAugenmerk«,soSchafiqAmini,LeiterdesAcademy-

Bereichs der proXcel GmbH, »liegt für uns darin, unsere tägliche

Erfahrungmiteinfließenzulassen.AlsBeraterimProzess-und

Qualitätsmanagement sehen wir wissenschaftliche Management-

ansätze stets im direkten Verhältnis zu den Gegebenheiten im All-

tagsgeschäft.HäufigeauftretendeProblemstellungeninderprakti-

schen Umsetzung integrieren wir daher gezielt in unser Coaching.«

Die ersten gemeinsamen Schulungen von Fraunhofer IPK und der

proXcel GmbH starten bereits Anfang April. Weitere Informationen:

http://weiterbildung.ipk.fraunhofer.de

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Prof. Dr.-Ing. Roland Jochem

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roland.jochem@ipk.fraunhofer.de

Produktionsabläufe ganzheitlich verstehen und managen

Master (M.Sc.) Industrielles Produktionsmanagement

Unternehmen müssen sich heute permanent den Veränderungen

des Marktes anpassen. Wie aber bereiten Sie sich als Mitarbeiterin

undMitarbeiteraufdieseAufgabenvorundwelcheQualifikation

müssen Sie besitzen, damit Sie diese Aufgaben geeignet bewältigen

können? Mit dem berufsbegleitenden Masterstudiengang Industriel-

les Produktionsmanagement bietet der Fachbereich Maschinenbau

der Universität Kassel in Kooperation mit dem Fraunhofer IPK ein

Weiterbildungsstudium an, das genau an dieser Stelle ansetzt und

seinen Fokus auf das ganzheitliche Verstehen und Managen industri-

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Prof. Dr.-Ing. Roland Jochem

Telefon: +49 30 39006-118

roland.jochem@ipk.fraunhofer.de

eller Prozesse und Systeme legt. Das Fraunhofer IPK verantwortet die

beiden Module »Organisation im Industrial Production Management«

und »Qualität in Entwicklung und Planung«. Das 5-semestrige Stu-

dium führt zum Master of Science und berechtigt auch zur Promotion.

Ereignisse und Termine34

Schon in den vergangenen Jahren wurden die sowohl praxisbezo-

genen als auch wissenschaftlichen Vorträge des Forums von jeweils

über1700Interessentenbesucht.DasForumfindettäglichvon

10 bis 14.30 UhrdirektnebendemStandderFraunhofer-Allianz

Reinigungstechnik statt.

Parallel zur parts2clean werden dieses Jahr außerdem die Messen

O&S–internationaleFachmessefürOberflächenundSchichten,

LASYS – internationale Fachmesse für Laser-Materialbearbeitung

und AUTOMOTIVE Expo, ein Zusammenschluss verschiedener Mes-

sen aus dem Automotive-Bereich, veranstaltet.

Sauberkeit für Anlagen und Bauteile

Besuchen Sie uns auf der parts2clean!

Die Fraunhofer-Allianz Reinigungstechnik (FAR) zeigt vom 24. bis

26.Juni2014aufderparts2cleaninStuttgart,wieselbstempfind-

lichste industrielle Bauteile und Anlagen rückstandslos sauber wer-

den. Die Fraunhofer-Allianz Reinigungstechnik fungiert auch 2014

alsfachlicherKooperationspartnerderMesse.Siefindenunsauf

dem Messegelände in Stuttgart, Halle 7, Stand A28.

Die parts2clean legt international als einzige Fachmesse ihren Fokus

aufdieThemenindustrielleTeile-undOberflächenreinigungund

bietet somit genau die richtige Plattform, um über Neuheiten in

der Reinigungsbranche und Lösungen für individuelle Aufgaben-

stellungen zu informieren. Besucher können sich Einblicke entlang

der gesamten Prozesskette verschaffen, vom Handling über Reini-

gungsverfahren und Anlagen, Analytik, Reinraumtechnik, Quali-

tätssicherung, Konservierung und Verpackung.

Zu den Erfolgsfaktoren der parts2clean zählt das in Kooperation mit

der Fraunhofer-Allianz Reinigungstechnik organisierte Fachforum.

Ihr Ansprechpartner

Dr.-Ing. Martin Bilz

Telefon: +49 30 39006-147

martin.bilz@ipk.fraunhofer.de

Trends in der Turbomaschinenindustrie

Fraunhofer-Innovationscluster LCE führt Marktanalyse durch

Wirtschaft, Wissenschaft und Politik haben sich im Fraunhofer-

Innovationscluster »Life Cycle Engineering für Turbomaschinen«

(LCE)zusammengetan,umenergieeffizienteundressourcenscho-

nende Technologien für alle Lebenszyklen von Turbomaschinen

bereitzustellen. Eine Markt- und Trendanalyse soll nun helfen, das

Marktpotenzial des LCE-Konzepts sowie zukünftige Forschungs-

und Entwicklungsthemen herauszustellen.

Hierfür hat das Fraunhofer IPK einen Online-Fragebogen zur Bedeu-

tung und Umsetzung des LCE-Konzepts in deutschen Unternehmen

entwickelt. Wichtig ist dabei, das Verständnis des Begriffs »Life Cycle

Engineering« zu untersuchen – vor allem ob und in welchem Kon-

text dieser in den Unternehmen gebraucht wird. Außerdem geht

die Studie der Frage nach, inwieweit ökonomische, ökologische

und globale Herausforderungen die Unternehmensstrategien und

dasnachhaltigeHandelnbeeinflussen.AuchErwartungenaufden

Turbomaschinen-Markt im Jahr 2020 stehen im Fokus der Erhebung.

Ihr Ansprechpartner

Dr.-Ing. Martin Bilz

Telefon: +49 30 39006-147

martin.bilz@ipk.fraunhofer.de

Befragungszeitraum der Studie war von Januar bis März 2014. Die

Markt- und Trendstudie zum Life Cycle Engineering für Turboma-

schinen wird voraussichtlich Anfang Herbst 2014 veröffentlicht

und ist über die Fraunhofer-IPK Webseite und die Innovationsclus-

ter-Webseite bestellbar. Die

Ergebnisse der Studie werden

außerdem auf dem ILA-Fach-

forum vorgestellt.

FUTUR 1/2014 35FUTUR 1/2014 35

Termine

Mehr Können – Veranstaltungen 2014

Unsere Ergebnisse aus Forschung und Entwicklung präsentieren wir regelmäßig auf Messen, Konferenzen, Technologietagen,

Industrieworkshops und in Seminaren. Wo und wann Sie mit uns ins Gespräch kommen können, verrät Ihnen unser Terminkalender.

05. – 09. Mai 2014 Seminar: Six Sigma Green Belt

07. – 08. Mai 2014 Workshop: Bearbeitung von Hochleistungskeramik

13. Mai 2014 Seminar: Optimiertes Zusammenspiel von Managementsystemen

14. Mai 2014 Workshop: Produktionstechnik für zellfreie Biotechnologie

15. – 16. Mai 2014 Workshop: Praxis der Mikrofertigung

21. Mai 2014 Fachforum Life Cycle Engineering

22. Mai 2014 Workshop: Entwicklungstendenzen der PLM-Technologie

26. Mai 2014 Seminar: Best Practice Manager

02. – 03. Juni 2014 Seminar: Six Sigma Yellow Belt

04. Juni 2014 Workshop:MikrofluidischeSysteme

12. – 13. Juni 2014 Seminar: Qualitätsmanagement in der Produktanlaufphase

16. – 20. Juni 2014 Seminar: Six Sigma Green Belt

25. Juni 2014 Seminar: Geschäftsprozessmanagement für Fortgeschrittene

02. Juli 2014 Seminar. Einführung von Energiemanagementsystemen

04. Juli 2014 Workshop: Reverse Engineering

WeitereInformationenzudenVeranstaltungenundMöglichkeitenzurAnmeldungfindenSieunter

www.ipk.fraunhofer.de/weiterbildung

Neueste Konzepte, Technologien und Forschungsprojekte in der Luft-

undRaumfahrttechnikpräsentiertdasFraunhoferIPKvom20. bis

25.Mai 2014 auf der ILA

BerlinAirshow inHalle 2,

Stand 2208. Zu unseren

Themen auf der ILA 2014

gehören Produktstrategien,

Digitale Modellbildung und

Informationsmanagement,

Prozess- und Bearbeitungs-

technologien sowie Life

Cycle Monitoring.

Auf unserem Fachforum

»Life Cycle Engineering«

Fachforum Life Cycle Engineering

21. Mai 2014, ILA Berlin Airshow

Ihre Ansprechpartnerin

Jeannette Baumgarten

Telefon: +49 30 39006-351

jeannette.baumgarten@ipk.fraunhofer.de

am 21. Mai 2014 im ILA Conference Center stellen wir außerdem

aktuelle Ergebnisse des Fraunhofer-Innovationsclusters »Lifecylce

Engineering für Turbomaschinen« vor. Referenten aus Industrie

und Wissenschaft diskutieren in Fachvorträgen Trends aus der Tur-

bomaschinenforschung und -herstellung. Das Forum wendet sich

an Partner des Innovationsclusters, Führungskräfte und Fachleute

der Turbomaschinenindustrie sowie Zulieferer und Kunden, die sich

über Verfahren und Problem lösungen informieren möchten und

bietet ausreichend Gelegenheit zum Erfahrungsaustausch und zur

Diskussion konkreter Fragestellungen und Bedarfe.

Kurzprofil

Produktionstechnisches

Zentrum (PTZ) Berlin

Ihre Ansprechpartner im PTZ Berlin

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

Virtuelle Produktentstehung,Industrielle InformationstechnikProf. Dr.-Ing. Rainer StarkTelefon +49 30 39006-243rainer.stark@ipk.fraunhofer.de

Produktionssysteme, Werkzeugmaschinen undFertigungstechnik Prof. Dr. h. c. Dr.-Ing. Eckart UhlmannTelefon +49 30 39006-101eckart.uhlmann@ipk.fraunhofer.de

Füge- und Beschichtungstechnik (IPK)Prof. Dr.-Ing. Michael RethmeierTelefon +49 30 8104-1550michael.rethmeier@ipk.fraunhofer.de

Füge- und Beschichtungstechnik (IWF)Prof. Dr.-Ing. Rainer Stark (komm.) Telefon +49 30 314-25415 rainer.stark@tu-berlin.de

Automatisierungstechnik,Industrielle AutomatisierungstechnikProf. Dr.-Ing. Jörg KrügerTelefon +49 30 39006-181joerg.krueger@ipk.fraunhofer.de

Montagetechnik und FabrikbetriebProf. Dr.-Ing. Günther SeligerTelefon +49 30 314-22014guenther.seliger@mf.tu-berlin.de

Qualitätsmanagement, QualitätswissenschaftProf. Dr.-Ing. Roland JochemTelefon +49 30 39006-118roland.jochem@ipk.fraunhofer.de

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

Fraunhofer- Innovationscluster

LCE Life Cycle EngineeringProf. Dr. h. c. Dr.-Ing. Eckart UhlmannTelefon +49 30 39006-100eckart.uhlmann@ipk.fraunhofer.de

Next Generation IDProf. Dr.-Ing. Jörg KrügerTelefon +49 30 39006-183 joerg.krueger@ipk.fraunhofer.de

Fraunhofer-Allianzen

AdvanCer HochleistungskeramikChristian Schmiedel Telefon +49 30 39006-267christian.schmiedel@ipk.fraunhofer.de

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

Generative FertigungDipl.-Ing. Benjamin GrafTelefon: +49 39006-374benjamin.graf@ipk.fraunhofer.de

Numerische Simulation von Produkten, ProzessenDipl.-Ing. Raphael ThaterTelefon +49 30 39006-375raphael.thater@ipk.fraunhofer.de

ReinigungstechnikDr.-Ing. Martin BilzTelefon +49 30 39006-147martin.bilz@ipk.fraunhofer.de

SysWasserDipl.-Ing. Gerhard SchreckTelefon +49 30 39006-152gerhard.schreck@ipk.fraunhofer.de

VerkehrDipl.-Ing. Werner SchönewolfTelefon +49 30 39006-145werner.schoenewolf@ipk.fraunhofer.de

Arbeitskreise

Werkzeugbeschichtungenund SchneidstoffeM. Sc. Dipl.-Ing. (FH) Paul FürstmannTelefon +49 30 314-21791paul.fuerstmann@iwf.tu-berlin.de

KeramikbearbeitungDipl.-Ing. Florian HeitmüllerTelefon +49 30 314-23624heitmueller@iwf.tu-berlin.de

TrockeneisstrahlenDr.-Ing. Martin BilzTelefon +49 30 39006-147martin.bilz@ipk.fraunhofer.de

MikroproduktionstechnikDr.-Ing. Dirk OberschmidtTelefon +49 30 39006-159dirk.oberschmidt@ipk.fraunhofer.de

Berliner Runde (Werkzeugmaschinen)Dipl.-Ing. (FH) Lukas Prasol, M. Sc.Telefon +49 30 314-23568prasol@iwf.tu-berlin.de

Kompetenzzentren

Additive FertigungDipl.-Ing. André BergmannTelefon: +49 39006-107andre.bergmann@ipk.fraunhofer.de

AnwendungszentrumMikroproduktionstechnik (AMP)Dr.-Ing. Dirk OberschmidtTelefon +49 30 39006-159dirk.oberschmidt@ipk.fraunhofer.de

BenchmarkingDipl.-Wirt.-Ing. Oliver RiebartschTelefon +49 30 39006-262oliver.riebartsch@ipk.fraunhofer.de

ElektromobilitätDipl.-Ing. Werner SchönewolfTelefon +49 30 39006-145werner.schoenewolf@ipk.fraunhofer.de

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

PDM/PLMDr.-Ing. Haygazun HaykaTelefon +49 30 39006-221haygazun.hayka@ipk.fraunhofer.de

ProzessmanagementDr.-Ing. Thomas KnotheTelefon +49 30 39006-195thomas.knothe@ipk.fraunhofer.de

Simulation und FabrikplanungDr.-Ing. Thomas KnotheTelefon +49 30 39006-195thomas.knothe@ipk.fraunhofer.de

Self-Organising Production (SOPRO)Dipl.-Ing. Eckhard HohwielerTelefon +49 30 39006-121eckhard.hohwieler@ipk.fraunhofer.de

Virtual Reality Solution Center (VRSC)Dr.-Ing. Johann Habakuk IsraelTelefon +49 30 39006-109johann.habakuk.israel@ipk.fraunhofer.de

WissensmanagementDipl.-Kfm. Ronald OrthTelefon +49 30 39006-171ronald.orth@ipk.fraunhofer.de

Zentrum für Innovative Produktentstehung (ZIP)Dr.-Ing. Haygazun Hayka Telefon +49 30 39006-221haygazun.hayka@ipk.fraunhofer.de

Das Produktionstechnische Zentrum

PTZ Berlin umfasst das Institut für

Werkzeugmaschinen und Fabrikbe-

trieb IWF der Technischen Univer sität

Berlin und das Fraunhofer-Institut

für Produktionsanlagen und Kons-

truktionstechnik IPK.

Im PTZ werden Methoden und Tech-

nologien für das Management, die

Produktentwicklung, den Produkti-

onsprozess und die Gestaltung indus-

trieller Fabrikbetriebe erarbeitet.

Zudem erschließen wir auf Grundlage

unseres fundierten Know-hows neue

Anwendungen in zukunftsträchtigen

Gebieten wie der Sicherheits-, Ver-

kehrs- und Medizin technik.

Besonderes Ziel des PTZ ist es, neben eige-

nen Beiträgen zur anwendungs orientierten

Grundlagenforschung neue Technologien

in enger Zusammenarbeit mit der Wirt-

schaft zu entwickeln. Das PTZ überführt

die im Rahmen von Forschungsprojek-

ten erzielten Basisinnova tionen gemein-

sam mit Industriepartnern in funktions-

fähige Anwendungen.

Wir unterstützen unsere Partner von der

Produktidee über die Produktentwicklung

und die Fertigung bis hin zur Wiederver-

wertung mit von uns entwickelten oder

verbesserten Methoden und Verfahren.

Hierzu gehört auch die Konzipierung von

Produktionsmitteln, deren Integration in

komplexe Produktionsanlagen sowie die

Innovation aller planenden und steuernden

Prozesse im Unternehmen.