Neues Bündnis Zuse-Institute als Wegbereiter für Industrie 4.0-Umsetzung

Kabellose Sensorik für Maschinen und Produktionsanlagen, optimierte Roboterbahnen oder neuartige Funklösungen für Automatisierung und Industriekommunikation – die Institute der „Deutschen Industrieforschungsgemeinschaft Konrad Zuse“ liefern entscheidende Impulse für die Industrie 4.0-Strategie.

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Kernaufgaben des Anfang 2015 gegründeten Zusammenschlusses mittlerweile 68 gemeinnütziger Forschungseinrichtungen aus zwölf Bundesländern mit über 5000 Wissenschaftlern sind die Schaffung technologischen Vorlaufs und der Innovationstransfer vor allem in mittelständische Unternehmen. Einen der Schwerpunkte ihrer branchenübergreifend anwendungsorientierten Grundlagen- sowie marktnahen Projektforschung bilden cyber-physische Systeme und das „Internet der Dinge“ beziehungsweise die Industrie 4.0.

Smarte Lösungen für den Mittelstand

Zu den Voraussetzungen dieses von Politik und Wirtschaft gemeinsam verfolgten Hightech-Konzepts gehört unter anderem die Vernetzung von Geräten, Anlagen und Produkten mit zuverlässiger und schneller Datenkommunikation. Chancen, aber auch (Sicherheits-)Risiken der drahtgebundenen und Internet-Kommunikation sind Gegenstand der öffentlichen Diskussion. Große Effizienzreserven sieht Dr. Lutz Rauchhaupt vom Institut für Automation und Kommunikation ifak in Funklösungen einer neuen Generation. In dem Magdeburger Institut forscht er an drahtlosen industriellen Kommunikationsnetzwerken für einen Industrie 4.0-typischen Austausch von Daten und Informationen. Angesichts absehbar ständiger Umrüstungen in einer Smart Factory könnten tausende Sensoren und Aktoren niemals komplett verkabelt werden. Per Funk übertragene Signale ließen sich dagegen von Mikroservern in großer Zahl verarbeiten und via WLAN versenden. Hindernisse resultierten laut Rauchhaupt derzeit noch daraus, dass Telekommunikationsstandards primär für Endverbraucher statt für Industrieanwendungen ausgelegt seien: „Das müssen wir zügig ändern“.

Zur sicheren und robusten Erfassung und Übertragung von Produktionsparameter entwickelt Hahn-Schickard in Villingen-Schwenningen energieautarke, kabellos an Produktionsanlagen platzierbare Sensorsysteme (Foto). Damit lassen sich Leckagen detektieren oder Umfeldbedingungen messen und für einen verschleißarmen, effizienten Betrieb optimieren. Aus den Anlagen werden so cyber-physische Systeme, die untereinander kommunizieren. Dem gleichen Ansatz folgt die auf Hard- und Softwarelösungen spezialisierte GFaI Gesellschaft zur Förderung angewandter Informatik in Berlin-Adlershof, Zuse-Gründungsmitglied wie die beiden zuvor genannten Institute auch. GFaI-Neuentwicklungen kommen meist unmittelbar bei Praxispartnern zum Einsatz – etwa die Robotiklösung CeramDetect / 3D-ProSim. Die Software zur Planung, Simulierung und Optimierung von Roboterbahnen mit Werkstück- und Positionserkennung, Werkzeugauswahl und Materialdosierung steuert in der Produktion eines auf Sanitärkeramik spezialisierten Mittelständlers selbständig Schleif-, Glasier- und Handlings-Roboter.

Zuse als dritte deutsche Wissenschaftssäule

Besondere Industrienähe, schneller Ergebnistransfer und beste regionale Vernetzung: Die zur dritten Säule des deutschen Wissenschaftssystems vereinten gemeinnützigen Institute, bundesweit gibt es rund 130 davon, konzentrieren sich inhaltlich vor allem auf den MINT-Bereich. Ihre Forschungsfelder decken sich mit Schwerpunkten der Hightech-Strategie der Bundesregierung. Doch überregional wurden sie als leistungsfähige, besonders flexible FuE-Dienstleister bislang kaum wahrgenommen.

Das soll sich nun ändern: „Unter dem Dach der Zuse-Gemeinschaft bündeln wir Kompetenzen und schaffen Synergien; zugleich hat der Mittelstand erstmals direkten Zugriff auf ein sofort abrufbares, riesiges FuE-Potenzial zur Lösung drängender betrieblicher Herausforderungen“, erläutert Dr. Ralf-Uwe Bauer. Der Präsident der Zuse-Gemeinschaft und Chef des Thüringischen Instituts für Textil- und Kunststoff-Forschung hält die Verzahnung zwischen innovationsorientierten Unternehmen und marktnaher Forschung für „unabdingbar, um das Smart Factory-Konzept unter Mittelstandsbedingungen erfolgreich umsetzen zu können.“

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