Leitthemen & Leitprojekte des Fraunhofer-Verbundes Produktion

Als Verbund der Fraunhofer-Gesellschaft richten wir unsere anwendungsorientierte Forschung nach den Bedürfnissen der Menschen aus. Mit Kreativität und Forschergeist generieren wir die bestmöglichsten Lösungen.

Leitthemen

 

Biologische Transformation

Als BiologischeTransformation bezeichnen wir die zunehmende Anwendung von Materialien, Strukturen und Prinzipien der belebten Natur in der Technik mit dem Ziel einer nachhaltigen Wertschöpfung. Sie wird durch Erkenntnisse verschiedener Disziplinen der Lebenswissenschaften vorangetrieben. Sie ermöglichen ein verbessertes Verständnis biologischer Prozesse. Durch die Digitale Transformation sowie den Fortschritten und der Konvergenz von der Lebens-, Material- und Produktionswissenschaften entstehen völlig neue Möglichkeiten.

 

Industrie 4.0

>>Individuelle Fertigung bis hin zur Losgröße 1, vernetzt produzieren, konsumieren, arbeiten, kommunizieren und partizipieren – von der Produktion bis hin zur Energieversorgung.<< Prof. Dr.-Ing Neugebauer, Präsident FhG

Bisher waren dies für viele nur Zukunftsvisionen und Vorstellungen, wie eines Tages Produkte in ihren Wertschöpfungsketten generiert  und produziert werden. Doch längst angekommen in der >>Produktion der Zukunft<< gibt es noch viele offene Fragen und Berührungsängste.

Wir als Verbund Produktion der Fraunhofer-Gesellschaft stehen Ihnen gern zur Seite und beantworten Ihre Fragen zum Thema Industrie 4.0

 

Künstliche Intelligenz

Künstliche Intelligenz (KI) ist ein Teilgebiet der Informatik, das sich damit beschäftigt, Maschinen mit Fähigkeiten auszustatten, die intelligentem (menschlichem) Verhalten ähneln. Dies kann mit vorprogrammierten Regeln oder durch Maschinelles Lernen erreicht werden. Starke bzw. generelle KI bezeichnet Maschinen, die generalisierende Intelligenz- und Transferleistungen erbringen können und somit nicht nur auf sehr begrenzte, vordefinierte Aufgabenfelder beschränkt sind.

 

Additive Fertigung

Die additive Fertigung gelangte unter dem Schlagwort 3D-Druck zu großer Bekanntheit. Der Eindruck, dass dabei eine völlig neue Technik entstanden ist, trügt jedoch: Diese Verfahren gibt es bereits seit über 20 Jahren. Der Ursprung liegt dabei in der Herstellung von Modellen und Prototypen. Erst in den letzten Jahren wurden auch die Vorteile für eine industrielle Bauteilfertigung erkannt. Damit rücken jetzt auch andere Aspekte in den Vordergrund: Um die werkzeuglose Bauteilfertigung mit höchsten geometrischen Freiheitsgraden industriell nutzbar zu machen, müssen die von konventionellen Verfahren gewohnte Qualität und Zuverlässigkeit ebenso erreicht werden wie auch der Einsatz gängiger, technischer Werkstoffe.

 

Big Data

Massive Datenmengen sind eine immense Herausforderung für praktisch alle Branchen der Industrie und der öffentlichen Hand. Während die Möglichkeiten zur Sammlung von Daten immer effizienter wurden, wird die Auswertung der Daten durch hohe Datenvolumina, hohe Dynamik bei heterogenen Datenformaten stark erschwert.

 

Mensch-Roboter-Kollaboration

Zukünftig besteht großer Bedarf an neuartigen Robotersystemen, die sich gemeinsam mit Menschen den Arbeitsraum teilen bzw. direkt miteinander arbeiten. Ziel dieser Mensch-Roboter-Kollaboration ist die Zusammenführung der kognitiven und hochgradig flexiblen Fähigkeiten des Menschen mit den Stärken des Roboters wie Präzision, Tragfähigkeit und unermüdlichem Einsatz.

Leitprojekte

 

Machine Learning for Production ML4P

Im Leitprojekt Machine Learning for Production (ML4P) gehen wir davon aus, dass die Leistung in modernen Produktionsanlagen – sowohl in der Prozess- als auch in der stückgutproduzierenden Industrie – mithilfe von Maschinellem Lernen optimiert werden kann.

Unter der Schirmherrschaft und Koordination des Fraunhofer IOSB bündeln mehrere Fraunhofer-Institute ihre Anwendungserfahrung und Kompetenzen im Maschinellen Lernen zur Erarbeitung von Lösungen für die Industrie. In ML4P werden intelligente Methoden zur Bedarfsdeckung der Industrie formuliert werden und der Weg zu flexiblen, schnell lernenden Anlagen vorbereitet. Eine »lernende Maschine« könnte zum Beispiel den Einbau intelligenter Komponenten oder einen effizienten, ganzheitlichen Umgang mit sehr großen Datenmengen beinhalten. 

 

Cognitive Internet Technologies

Mit der gebündelten Kompetenz von drei Forschungszentren - bestehend aus insgesamt 13 Fraunhofer-Instituten, darunter dem Fraunhofer IWU - ist das Forschungscluster Cognitive Internet Technologies (CIT) an den Start gegangen, um kognitive Technologien für das industrielle Internet zu entwickeln. Forscher aus unterschiedlichen Disziplinen erarbeiten ein ganzheitliches Lösungsangebot entlang der Wertschöpfungskette vom Sensor über intelligente Lernverfahren bei der Datenverarbeitung bis hin zur Cloud.

 

E³ -Produktion

Ein wichtiger Bestandteil der Fraunhofer-Vision ist, durch strategische Initiativen Lösungen für zukünftige Herausforderungen abzuleiten. Hier setzt das Leitprojekt E³-Produktion an. Es schafft, durch das Zusammenwirken der Themenfelder, Effiziente Technologie, Energieoptimierte Fabrik sowie dem Erfolgsgarant Mensch in der Produktion das Bewusstsein in der Industrie, mit dem umfassenden Blick auf die Produktion von Gütern, neu zu gewichten.

 

Seltene Erden

Das Projekt »Kritikalität Seltener Erden« dient dazu, die Versorgung der deutschen Industrie mit kritischen Rohstoffen, insbesondere mit Seltenen Erden sicherzustellen. Diese Rohstoffe werden unter anderem für starke Magnete in Windkrafträdern oder Elektromotoren gebraucht. Es sollen Lösungen sowohl für die Substitution als auch das Recycling der Metalle Neodym und Dysprosium erarbeitet werden.

 

Strom als Rohstoff nutzen

Im Fraunhofer-Leitprojekt »Strom als Rohstoff« haben sich zehn Fraunhofer-Institute unter Federführung des Fraunhofer-Instituts für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT zusammengeschlossen. Sie wollen Verfahren entwickeln und optimieren, mit denen CO2-armer Strom genutzt werden kann, um wichtige Basischemikalien zu synthetisieren.

 

eHarsh - Sensorsysteme für extrem raue Umgebungen


Ziel des Leitprojekts »eHarsh« ist die Entwicklung und Bereitstellung einer Technologieplattform, auf deren Basis Sensorsysteme, bestehend aus Sensorik und Elektronik, für den Einsatz in extrem rauer Umgebung, »extreme harsh environment«, entwickelt und hergestellt werden können. Die Realisierung solcher Systeme erfordert interdisziplinäre Kompetenzen, angefangen bei der Auswahl entsprechender Werkstoffe und Technologien über verschiedene Entwicklungskompetenzen, die Systemintegration für die Applikation bis hin zur Bewertung und Vorhersage von Zuverlässigkeit und Einsatzverhalten.

 

Theranostische Implantate

Im Fraunhofer-Leitprojekt »Theranostische Implantate« arbeiten Fraunhofer-Forscher an intelligenten Implantaten, die Diagnostik und Therapie in einem medizintechnischen Produkt vereinen. Zu diesem Zweck entwickeln sie drei Demonstratoren: eine smarte Hüftgelenksprothese, ein Sensorimplantat sowie eine myoelektrische Handprothesensteuerung.

 

Go Beyond 4.0

Digitale Druck- und Laserverfahren werden bislang kaum in der Massenproduktion eingesetzt, um Produkte zu individualisieren. Dabei ließen sich mit dieser Kombination Serienprodukte ressourcenschonend und kosteneffizient bis hin zum Unikat individuell gestalten. Dieser Herausforderung nimmt sich das neue Fraunhofer-Leitprojekt »Go Beyond 4.0« an.