Post on 31-Mar-2016
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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
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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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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
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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.
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Dr.-Ing. Martin Bilz
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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.
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Dr.-Ing. Martin Bilz
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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.