Humanzentriert, Ressourcenschonend, Resilient

Lösungen aus Forschung und Entwicklung 2024 / 2025

»Vor welchen Herausforderungen steht die Industrie?« Unter dieser Leitfrage hatten wir für die Ausgabe »Trends für Forschung und Entwicklung« mit führenden Leitungspersönlichkeiten verschiedener Branchen anstehende Technologie- und Innovationsbedarfe im produzierenden Gewerbe diskutiert. Trotz branchenspezifischer Unterschiede war das Ergebnis insgesamt homogen: Die Fertigung der Zukunft ist datenbasiert, doch auf dem Weg dorthin ist noch viel Entwicklungsarbeit zu leisten. 

Dieses Mal wechseln wir die Perspektive: Wir laden Sie ein, uns bei der Arbeit über die Schulter zu schauen. Wir stellen Ihnen FuE-Projekte und Lösungen vor, mit denen wir Antworten auf die drängenden Fragen der Industrie geben. Wir zeigen Ihnen, wie unsere Forscherinnen und Forscher digitale, vernetzte Technologien in die industrielle Anwendung überführen, wie sie große Datenmengen mithilfe von maschinellem Lernen und künstlicher Intelligenz kuratieren und wie sie Anwendungen entwickeln, die auf dieser Basis aufsetzen. 

Lesen Sie hier, wie wir Produktion wandlungsfähig machen.

Datenmanagement, -vernetzung und -­analyse

Daten – die unschätzbare Goldgrube

© Fraunhofer IPK/Larissa Klassen

In der Industrie herrscht Einigkeit: Der sichere und ­effiziente Umgang mit Daten wird in Zukunft über den Unternehmenserfolg entscheiden. Datengetriebene Lösungen machen Prozesse effizienter und generieren neue Geschäftsmodelle. Wir erarbeiten Strategien und Lösungen für die Arbeit mit dem kostbaren Rohstoff.

Ausgewählte Lösungen für dieses Themenfeld:

  • Von der Wiege bis zur Bahre: Datendurchgängigkeit entlang des Produkt-Lebenszyklus
  • Digitale Zwillinge auf einen Blick: Digitale Abbilder von Produkten, Prozessen oder Technologien
  • Durchgängig digital: Vorstellung des Projekts »Werk 4.0«
  • Daten im Dialog: Kuratierung großer Datenmengen

Mehr zu datengetriebenen Lösungen

Fertigungssysteme und Produktionssteuerung

Effizient fertigen mit flexiblen Abläufen

© Fraunhofer IPK

Schnelle Durchläufe gehen nur mit starren Produktionsstrukturen? Das war gestern. Inzwischen werden Fertigungssysteme modular aufgebaut und lassen sich immer neu kombinieren – datenbasierte Digitalisierung macht es möglich. In Zukunft »denken« die Ressourcen in einer Fertigung sogar empathisch mit.

Ausgewählte Lösungen für dieses Themenfeld:

  • Digitalisierung ist teuer? Von wegen! Die integrierte modulare Fabrik
  • Smart war gestern – jetzt wird‘s empathisch: Mensch-Technik-Lösungen für eine resiliente Produktion 
  • Stabil und gleichzeitig agil: Reibungslose Wechsel zwischen standardisierten und flexiblen Prozessen 
  • Digitale Produktion sicher erproben: Das Applikationslabor »Digital Integrierte Produktion (dip)«

Mehr zu modularen Anlagensystemen

Intelligente mechatronische Anlagentechnik

Die Maschine – das Herz der Fabrik

© Fraunhofer IPK / Martin Bienlein

Sie sind die Dreh- und Angelpunkte jeder Fertigung und bilden als solche einen zentralen Ansatzpunkt für Optimierungen verschiedenster Art: Werkzeugmaschinen, Roboter und andere Anlagen erreichen durch digitale Aufwertung oder Verfahrensanpassungen immer neue Effizienzstufen.

Ausgewählte Lösungen für dieses Themenfeld:

  • Span(n)ende Standards: Methoden und Technologien für die spanende Bearbeitung
  • Schneller, besser: Fertigung. Eine Übersicht über unser Innovationsportfolio
  • Additiv statt konventionell: Wo es lohnt und warum Simulation wichtig ist
  • Robot Cognition: sehen, hören, fühlen, machen. Roboter werden wahrnehmungsfähig  

Mehr zu Anlagenoptimierung

Wissen und Assistenz in der Produktion

Support für die ­Ressource Mensch

© Fraunhofer IPK / Larissa Klassen

Qualifiziertes Personal ist der Schlüssel zum Unternehmenserfolg – ohne engagierte Mitarbeitende geht in der Produktion nichts. Angesichts des Fachkräftemangels ist optimal geschultes Personal jedoch nur schwer zu bekommen. Umso wichtiger ist es, Mitarbeitende bestmöglich weiterzubilden und zu unterstützen.

Ausgewählte Lösungen für dieses Themenfeld:

  • Informationen im Unternehmen – durchgängig fließend: Semantische Datenstrukturen 
  • Maschinenbedienung App-solut im Griff: Assistenzsysteme auf Basis mobiler Devices 
  • Spielen? Jetzt mal ernsthaft! Qualifizierung von Mitarbeitenden mithilfe von Serious Games
  • Besser lernen mit Künstlicher Intelligenz: Tool zur Auswahl von Schulungsangeboten

Mehr zu kontextsensitiver Assistenz

Nachhaltigkeit und Umweltverträglichkeit

Für eine grüne Produktion

© LRP Autorecycling Leipzig

Fertigungsunternehmen tragen große Verantwortung. Wer in großem Maßstab Ressourcen und Energie einsetzt um zu produzieren, was eines Tages umweltverträglich entsorgt werden muss, tut gut daran, Abläufe und Erzeugnisse nachhaltig zu gestalten – aus ethischen, aber auch aus ökonomischen Gründen.

Ausgewählte Lösungen für dieses Themenfeld:

  • Ziel: kleinere Fußabdrücke. Mit dem Projekt »KliMaWirtschaft« zur THG-Bilanz
  • Nachhaltigkeit in die ­Industrie: Lösungen für eine zukunftsfähige Produktion
  • Nachhaltig navigieren: Lösungen für die Produktion von Elektrofahrzeugen
  • Gamechanger für Zirkularität und Datenökonomie: Digitale Produktpässe
  • Industrie plus Biologie gleich Zukunft: Ergebnisse des Projekts BioFusion 4.0

Mehr zu Nachhaltigkeit

Ganzheitliche Antworten auf aktuelle Herausforderungen

Neben den oben genannten Trendthemen treiben wir auch einzelne Querschnittsthemen interdisziplinär voran. In unseren sechs Geschäftsfeldern können wir alle Aspekte solcher Trendthemen entlang der gesamten Prozesskette abbilden, vom Produktionsmanagement über Produktentwicklung und Fertigung bis zur Instandhaltung von Investitionsgütern. So greifen die verschiedenen Kompetenzen unserer Forschungsbereiche optimal zum Nutzen unserer Auftraggeber ineinander.

Industrie 4.0

Was ist Industrie 4.0?

»Digital integrierte Produktion« – unsere Antwort auf die Herausforderungen der Industrie 4.0

Additive Fertigung

Wie kann Additive Fertigung Ihnen helfen?

Entwicklungszeiten können drastisch verkürzt und hochkomplexe Baugteilgeometrien kosteneffizient gefertigt werden. 

Smart Maintenance

Wie hilft Smart Maintenance langfristig Ihrer Produktion?

Prozesse und Technologien im Bereich »Maintenance, Repair and Overhaul«  können energieeffizient und ressourcenschonend gestaltet werden.

Künstliche Intelligenz

Was ist Maschinelles Lernen und Künstliche Intelligenz fürs Fraunhofer IPK?

Vor allem steht der Mensch im Mittelpunkt der Produktion.

Digitale Zwillinge

Digitale Zwillinge sollen Ihre Produktion flexibilisieren? 

Wir entwickeln maßgeschneiderte Lösungen, die das volle Potenzial Digitaler Zwillinge ausnutzen. 

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