Maschinen- und Anlagenbau

1. Digitalisierung und Industrie 4.0: Die Integration digitaler Technologien in Produkte und Produktionsprozesse ist entscheidend, um wettbewerbsfähig zu bleiben. Dies umfasst die Adaption von Technologien des Internet of Things (IoT), Big Data, Künstliche Intelligenz (KI) sowie die Realisierung von Smart Factories, in denen Produktionsprozesse zunehmend automatisiert und vernetzt ablaufen.
2. Innovationsdruck und technologischer Wandel: Der technologische Fortschritt, insbesondere in den Bereichen alternative Antriebssysteme, Energieeffizienz und nachhaltige Produktionsverfahren, zwingt die Unternehmen zu ständigen Innovationen. Insbesondere für kleine und mittlere Unternehmen des Maschinen- und Anlagenbaus stellt der schnelle Wandel eine Herausforderung dar.
   
3. Globaler Wettbewerb und Handelshemmnisse: Die Unternehmen des Maschinen- und Anlagenbaus müssen sich in einem international hart umkämpften Marktumfeld behaupten. Erschwert wird dies durch Protektionismus, Handelskonflikte und lokale Gesetzgebungen, die zu Marktbeschränkungen führen und die Wettbewerbsfähigkeit beeinträchtigen können.
   
4. Nachhaltigkeit und Umweltauflagen: Die Anforderungen an die Nachhaltigkeit aller Produkte und Prozesse steigen. Unternehmen müssen sich mit strengeren Umweltauflagen auseinandersetzen, Ressourcen effizienter nutzen, Schadstoffemissionen reduzieren und sich mit Kreislaufwirtschaft und Recycling beschäftigen.

Mit technologiegetriebenen und digital integrierten Innovationsstrategien sowie Einzel- und Systemlösungen unterstützen wir Hersteller sowohl im Produktionsalltag als auch in ihren Transformationsprozessen. Dabei decken wir die gesamte Prozesskette produzierender Unternehmen ab – von der Fabrik- und Fertigungsplanung, der Konstruktion, der Produktion, dem Qualitätsmanagement, der Instandhaltung und dem Vertrieb von Maschinen, Geräten und Anlagen.

Shopfloor Management

Auch im klassischen Seriengeschäft sind kundenindividuelle Prozesse längst Realität. 50 000 Systemprodukte mit jährlichen Wiederholraten von 1,4 sind keine Seltenheit. Die damit verbundenen auftragsindividuellen Produkt- und Prozessänderungen müssen bisher aufwendig in alle beteiligten Systeme einprogrammiert werden. Das Fraunhofer IPK hat mit Partnern aus der Automobilindustrie und dem Anlagenbau eine modulare Shop­floor IT entwickelt, die solche Änderungen erheblich erleichtert. Sie dockt an die Steuerung von Geräten an und öffnet sie für die Vernetzung, zum Beispiel mit übergeordneten Auftragssteuerungssystemen. Um Änderungen an einem Fertigungsprozess umzusetzen, müssen Shopfloor-IT-Module nur neu kombiniert werden.

Vernetzte Produktionssysteme

Die Digitalisierung der Produktion eröffnet Unternehmen ein hohes Maß an Flexibilität bei der Herstellung immer individuellerer Produkte in immer geringeren Stückzahlen. Am Fraunhofer IPK erarbeiten wir Strategien für die intelligente Vernetzung von Fertigungssystemen und Prozessen und legen die Grundlagen für eine selbstorganisierte Produktion, in der Maschinen und Betriebsmittel miteinander Daten austauschen und autonom Fertigungsschritte steuern. Voraussetzung dafür ist eine robuste, leistungsfähige, drahtlose Kommunikation in der Fabrik, die neben der Steuerung von Anlagen auch die Überwachung und Optimierung von Prozessen über Cloud-Anbindungen ermöglicht.

IT-basierte Automatisierung

Bei der Einrichtung von Produktionsprozessen und -anlagen müssen zunehmend ökologische Aspekte und der effiziente Einsatz von Ressourcen berücksichtigt werden. Lösungsansätze bieten neuartige IT-basierte Automatisierungstechnologien wie intelligente Steuerungs- und Leitsysteme oder fortgeschrittene Robotik. Wir nutzen maschinelle Lernverfahren und KI-basierte Assistenzysteme, um vernetzte Anlagen mit einer Vielzahl heterogener Einzelsysteme – von den Maschinen bis zur IT-Infrastruktur – ganzheitlich zu optimieren.