Lösungen und Technologien für die Zukunft der Automobilindustrie

Herausforderungen in der Automobilindustrie

Die Automobilindustrie steht derzeit vor einer Reihe dringender Herausforderungen, die sowohl durch den technologischen Wandel als auch durch gesellschaftliche und regulatorische Faktoren getrieben werden.

  1. Elektrifizierung und alternative Antriebe: Der Übergang von Verbrennungsmotoren zu elektrischen und anderen alternativen Antrieben (wie Wasserstoff-Brennstoffzellen) ist eine der größten Herausforderungen. Dazu gehören die Entwicklung neuer Fahrzeuge, der Aufbau einer geeigneten Ladeinfrastruktur und die Bewältigung der damit verbundenen hohen Investitionskosten.
  2. Autonomes Fahren: Die Entwicklung und Umsetzung von Technologien für das autonome Fahren ist ein weiterer zentraler Bereich. Dies erfordert erhebliche Forschungs- und Entwicklungsanstrengungen, die Überwindung rechtlicher und sicherheitstechnischer Hürden sowie die Gewinnung des Verbrauchervertrauens in die Technologie.
  3. Digitalisierung und Vernetzung: Die zunehmende Digitalisierung und Vernetzung von Fahrzeugen erfordert erhebliche Investitionen in Software und IT-Infrastruktur. Fahrzeughersteller müssen sich mit Themen wie Datensicherheit und Datenschutz, Nutzererfahrung, Konnektivitätsdiensten und neuen Geschäftsmodellen auseinandersetzen.
  4. Nachhaltigkeit und Compliance: Die Automobilindustrie muss ihre Umweltbilanz verbessern und die Einhaltung verschärfter Emissions- und Umweltstandards sicherstellen. Dazu gehören auch Aspekte der Kreislaufwirtschaft wie Recycling und die Verwendung nachhaltiger Materialien sowie die Reduzierung des CO2-Fußabdrucks in der gesamten Lieferkette.

Unsere Schwerpunkte und Lösungen für die Automobilindustrie

Das Fraunhofer IPK ist Ihr Partner für Forschung und Entwicklung entlang der gesamten Wertschöpfungskette der Automobilproduktion, inklusive der Zulieferindustrie.

Angebote für die Branche Automobilindustrie
© Unsplash / Lenny Kuhne
  • In Ihrem Auftrag entwickeln wir neue Technologien, die eine Diversifizierung von Antriebskonzepten und Modellreihen sowie der eingesetzten Materialien ermöglichen.
  • Profitieren Sie von unserem umfassenden Angebot an Services und Dienstleistungen zu wettbewerbsfähigen Preisen. In gemeinsamen FuE-Projekten entwickeln wir individuelle Lösungen für Ihre Produktion.

Entwicklung und Planung

Die Fraunhofer IPK verfolgt eine Strategie zur Effizienz- und Qualitätssteigerung in der Automobilindustrie durch digitale und modellbasierte Lösungen.

Zentrale Maßnahmen sind die Implementierung von CPS-Adaptern zur Vernetzung bisher isolierter Systeme und die Nutzung modellbasierter Lösungen für zentrale Konfiguration und Steuerung. Dies reduziert den Bedarf an digitalem Know-how und erleichtert die Automatisierung.

Weiterhin wird die durchgängige Nutzung digitaler Artefakte über den gesamten Lebenszyklus fokussiert. Dies beinhaltet deren Integration in die digitale Wertschöpfungskette und die Sicherstellung des IP-Schutzes. Kostensenkung und konsistente Datenbasis sind die Hauptvorteile.

Das Modellbasierte Systems Engineering (MBSE) verhindert Kommunikationsbrüche durch die Bewertung und Optimierung bestehender Modelle. Pilotprojekte, Schulungsprogramme und Technologie-Partnerschaften unterstützen die Umsetzung. Kontinuierliche Verbesserungsprozesse gewährleisten die nachhaltige Optimierung der Strategien. Diese Maßnahmen zielen auf eine verbesserte Effizienz und Qualität in der Automobilproduktion ab.

Digital Twins als Lösung für Produktionssysteme

Fertigung und Herstellung

Das Fraunhofer IPK bietet eine umfassende Strategie zur Optimierung der Fertigungsprozesse in der Automobilindustrie durch innovative Technologien.

Additive Fertigung aus der Nähe
© Fraunhofer IPK

Wesentliche Bestandteile sind die gratfreie Zerspanung und sichere Spanentfernung zur Minimierung des Nachbearbeitungsaufwands und Erhöhung der Prozesssicherheit. Kryogene Zerspanung und Hochleistungszerspanung verbessern die Bearbeitungsqualität und senken Kosten.

Die Automatisierung wird durch prozessstabile Werkstückaufnahmen und automatisierte Werkzeugwechselsysteme erhöht. Additive Fertigung ermöglicht die schnelle und kosteneffiziente Herstellung komplexer Bauteile und Ersatzteile, während robotergestützte Reparaturlösungen und automatisierte Nachbearbeitungssysteme die Qualität steigern.

Zur Qualitätssicherung werden zerstörungsfreie Prüfmethoden und Schweißsimulationen eingesetzt. Ultraschallunterstützte Bearbeitung verlängert die Werkzeugstandzeit. KI-Modelle für die Fügetechnik und prozesssichere CFK-Endbearbeitung verbessern die Effizienz.

Pilotprojekte, Schulungsprogramme und schrittweise Technologieintegration stellen die Umsetzung sicher. Kontinuierliche Verbesserungsprozesse und nachhaltige Praktiken erhöhen die Ressourceneffizienz und reduzieren die Umweltbelastung. Diese Strategie zielt darauf ab, die Effizienz zu steigern, Kosten zu senken und die Produktqualität nachhaltig zu verbessern.

 

Smart Services in der Herstellung

Das Fraunhofer IPK bietet eine umfassende Strategie zur Optimierung der Montage und Automatisierung in der Automobilindustrie.

Zentrale Elemente sind cloudbasierte Steuerungen und robuste Industrial IoT-Architekturen. Diese ermöglichen eine zentrale Überwachung und Steuerung von Produktionsprozessen, verbessern die Datentransparenz und unterstützen die Echtzeitüberwachung und Prozessoptimierung.

IoT-basierte Dienstleistungen wie Fernüberwachung und Predictive Maintenance steigern die Betriebseffizienz und reduzieren Ausfallzeiten. Kontext-sensitive Assistenzsysteme bieten Produktionsmitarbeitern Echtzeitinformationen und Anleitungen, was die Produktivität erhöht und die Fehlerquote senkt.

Tragbare Robotiksysteme mit fortschrittlicher Sensorik, Aktorik und KI unterstützen die menschliche Arbeitskraft, erhöhen die Präzision und bieten Flexibilität in der Produktion.

Zur Umsetzung werden Pilotprojekte gestartet, Schulungsprogramme entwickelt und die Technologien schrittweise integriert. Kontinuierliche Verbesserungsprozesse und Zusammenarbeit mit Technologiepartnern sichern den Zugang zu neuesten Entwicklungen.

Diese Strategie zielt darauf ab, durch den Einsatz moderner Technologien die Effizienz, Flexibilität und Qualität der Produktionsprozesse nachhaltig zu verbessern.

Montage

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© Fraunhofer IPK / Katharina Strohmeier

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Qualitätssicherung / Nachhaltigkeit

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© Fraunhofer IPK / Katharina Strohmeier

Strategisches Management

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© Fraunhofer IPK/Ilona Glodde

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