Die 1990er Jahre: Doppelter Neuanfang

Mitarbeit am Aufbau Ost

Die Geschichte des Fraunhofer IPK in den 1990er Jahren lässt sich nicht erzählen ohne einen Blick auf die allgemeine Umbruchsituation nach Mauerfall und Wiedervereinigung. Diese Ereignisse hatten Prozesse in Gang gesetzt, die die Arbeit im Institut maßgeblich beeinflussen sollten. Zum einen beteiligte sich das Institut nach 1990 intensiv am »Aufbau Ost«. Zum anderen bewirkten die allgemeine Rezession in der Bundesrepublik sowie der Wegfall der Berlinförderung einen Strukturwandel in der Auftraggeberschaft des Instituts, der sich unmittelbar auf dessen Forschung auswirken sollte.

An Aufbauarbeit war nach der Wiedervereinigung sowohl in der Industrie als auch in der Forschung viel zu tun, und das Fraunhofer IPK war in beiden Bereichen aktiv. Von 1992 bis 1996 unterhielt das Institut eine Außenstelle in Berlin Mitte, wo Wissenschaftlerinnen und Ingenieure der ehemaligen Akademie der Wissenschaften der DDR Erfahrungen in der Projektakquisition und Zusammenarbeit mit Industriepartnern sammeln konnten. Teile der Außenstellen-Belegschaft wurden nach 1996 in das Fraunhofer IPK übernommen.

Gleichzeitig unterstützten verschiedene Initiativen ostdeutsche Produktionsbetriebe auf dem Weg in die Marktwirtschaft. Schon 1990 wurden die CIM-Technologietransferzentren um vier Standorte in Ostdeutschland ergänzt. Das seit 1988 am PTZ beheimatete CIM-TT Zentrum Berlin übernahm die Koordination und unterstützte den Aufbau der Standorte in Chemnitz, Dresden, Magdeburg und Wismar. Zudem initiierte es die Einrichtung eines »Investitionsmarkts Berlin-Brandenburg« unter der Schirmherrschaft von Bundeswirtschaftsminister Jürgen W. Möllemann. Der Investitionsmarkt sollte Investoren Informationen über die Landkreise Berlin-Brandenburgs und über zu privatisierende Unternehmen sowie technologieorientiertes Management-Know-how des PTZ vermitteln. Zur gleichen Zeit arbeitete ein Zentrum für Werkstattorientierte Programmierverfahren, im Fraunhofer IPK bekannt als »WOP-Zentrum« daran, die Programmierung von Anlagen auf dem Shopfloor mit grafisch-interaktiven Eingabemethoden zu vereinfachen. Die Angebote des Zentrums wurden nach 1990 vor allem von Interessenten aus den neuen Bundesländern angenommen.

Oberflächlich ausgezeichnet

Schon in den 1970er Jahren hatten Mitarbeitende des IWF der TU Berlin mit Sensoren wie Kameras die Erkennung von Objekten erprobt, noch bevor Computer in der Lage waren, die so gesammelten Daten zu speichern und auszuwerten. Der Grund für ein produktionswissenschaftliches Institut, sich mit dem Thema zu befassen, ist naheliegend: Für die zunehmende Automatisierung beispielsweise in der Automobilindustrie mussten Industrieroboter und andere Anlagen selbstständig Teile lokalisieren, identifizieren und bewegen. Auch in den Projekten des Fraunhofer IPK wurde die Bildauswertung zunächst als Teilbereich der Sensortechnik gesehen und für einfache Handhabungsprozesse eingesetzt. Beispiele waren die Höhenmessung und Lagebestimmung gestapelter Werkstücke mit zwei an einem Industrieroboter montierten Kameras oder der sogenannte »Griff in die Kiste«, bei dem Objekte im Extremfall ungeordnet übereinanderliegen und sich in Kameraaufnahmen überlappen.

Mit besseren Kameras und leistungsfähigeren Computern erweiterten sich in den späten 1980er und frühen 1990er Jahren auch die Anwendungsbereiche der Technologie rasant. Unter Leitung von Dr. Bertram Nickolay wurde am Fraunhofer IPK eine Abteilung für die Mustererkennung eingerichtet, die sich mit der automatisierten Bildauswertung beschäftigte, auch in der Qualitätssicherung. Für seine Promotion zu einem mittels überwachten maschinellen Lernens trainierten »Belehrbaren Bildauswertungssystem zur Beurteilung von Materialoberflächen und Erkennung von Oberflächenfehlern« wurde Dr. Nickolay 1992 der Joseph-von-Fraunhofer-Preis überreicht – der zweite für das Fraunhofer IPK.

Modellierung und Simulation von Fabrikabläufen

Auf einer höher gelagerten Ebene bewegte sich das »Demonstrationszentrum Simulation in Produktion und Logistik«, das im September 1994 feierlich am Fraunhofer IPK eingeweiht wurde. In den 1980er Jahren hatte ein Forschungsteam das Simulationssystem MOSYS entwickelt, mit dem komplexe Fertigungssysteme für ganze Fabrikhallen geplant werden konnten. Im Rahmen von CIM entstand die Idee, nicht nur den Materialfluss im Fabriklayout, sondern auch die umgebenen Abläufe in ihren Abhängigkeiten zu modellieren – vom Auftragseingang über die Materiallogistik und Fertigung bis zum fertigen Teil, inklusive der korrespondierenden Teilbereiche und Funktionsgruppen im Unternehmen. Kommerziell am Markt verfügbare Systeme der Zeit waren dazu nicht in der Lage, da sie die erforderliche Prozessvernetzung nicht abbilden konnten. Als 1986 im Rahmen einer umfassenden Studie zum Stand der CIM-Technologie für den Automobilhersteller VW Prozesse im Unternehmen modelliert werden sollten, wurde daher der Grundstein für die integrierte Unternehmensmodellierung (IUM) mit dem Modellierungstool MO²GO gelegt. In den Folgejahren unterstützte das Fraunhofer IPK auf dieser Basis zahlreiche Unternehmen dabei, ihre Unternehmensprozesse zu erfassen und zielgerichtet zu optimieren.

Das Demonstrationszentrum machte sich ab 1994 zur Aufgabe, Lösungen und Technologien für Simulation einem breiteren Anwenderkreis zugänglich zu machen. Dazu wurden nicht nur Schulungen auf verschiedenen gängigen Simulationssystemen angeboten, sondern auch Planspiele durchgeführt. Sie halfen Unternehmen, unter Nutzung von Simulationstechniken Schwächen in ihren Abläufen zu identifizieren und zu beheben. Das interaktive Planspiel LIFE!, in dem die Teilnehmenden eine Bohrmaschinenfertigung nach unterschiedlichen Ablauflogiken organisieren, bildete die Grundlage für die Serious Games, die bis heute im Fraunhofer IPK auf immer neue gesamtwirtschaftliche Umgebungsbedingungen angepasst werden – zuletzt auf die Erfordernisse der Kreislaufwirtschaft, zur Implementierung von digitalen Produktpässen oder zur Entwicklung und dem Training von resilienten Unternehmensprozessen.