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5 Forschungsschwerpunkte aus Forschung und Entwicklung

Das Berliner Fraunhofer IPK hat Industrieunternehmen nach den größten Herausforderungen und Bedarfen in Forschung und Entwicklung befragt. Herauskristallisiert haben sich in der gerade veröffentlichten Studie fünf Trendthemen, darunter auch Nachhaltigkeit.  

Mit der Charité als größtes Aushängeschild hat Berlin auch viele andere Institutionen, die Forschung und Entwicklung (F&E) vorantreiben, das Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik, kurz Fraunhofer IPK, zum Beispiel. Dieses hat im Oktober 2022 eine Studie mit den wichtigsten Forschungs- und Entwicklungsschwerpunkten deutscher Produktionsunternehmen veröffentlicht und dazu Industrievertreter:innen zu den Herausforderungen und Bedarfen der kommenden Jahre befragt.

Als Ergebnis der Umfrage identifiziert das Fraunhofer IPK fünf technologische Themenschwerpunkte, die branchenübergreifend Priorität haben, um die Kundenerwartungen zu erfüllen und Krisensituationen wie die der letzten drei Jahre zu bewältigen. Digitalisierung und Vernetzung spielen dabei eine ganz wichtige Rolle, ebenso aber auch das Thema Nachhaltigkeit und Umweltverträglichkeit – weg von Greenwashing.

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Das Thema Nachhaltigkeit und Umweltverträglichkeit spielt eine wichtige Rolle, um die Kundenerwartungen zu erfüllen (Quelle: Adobe stock / Dominik Neudecker).

Denn Flexibilität bei gleichzeitig hoher Resilienz (Widerstandskraft) wird für Produktionsunternehmen eine immer wichtigere Voraussetzung für die eigene wirtschaftliche Existenz. Das nur vorab. Denn das eigentlich Wichtige aus der Studie sind die fünf F&E-Schwerpunkte, angeführt von der Erfassung und dem Umgang mit Daten:

• Daten managen, vernetzen und analysieren. Das Datenmanagement, die Vernetzung und Analyse der Daten sowie die intelligente Auswertung gilt in Industriekreisen als größte Herausforderung dieser Zeit. Da geht es natürlich auch um Themen wie die industrielle IoT-Anbindung, um die Daten zu erfassen, künstliche Intelligenz und Machine Learning (KI und ML).

• Fertigungssysteme und Produktionssteuerung sind heute oft nicht mehr so starr verkettet wie früher, sondern bauen modular auf, um sie flexibel vernetzen und kombinieren zu können. Dabei geht der Trend auch zu immer mehr Automatisierung wie Intraprozesslogistik mit fahrerlosen Transportsystemen und teilautonomen Prozessketten bis hin zu selbstorganisierender Produktion. Das sind alles Themenfelder, die das Fraunhofer IPK selbst beackert, aber auch Dienstleister wie Axians und die Industrieschwester Actemium.

• Intelligente mechatronische Anlagentechnik beinhaltet die Integration von Sensorik für die Erstausstattung und den Retrofit von Produktionsanlagen sowie die Herstellung der nötigen Schnittstellen für die Vernetzung der Maschinen, auch um diese in digitalen Zwillingen abzubilden. Hinzu kommen Lösungen für die Mensch-Maschine-Interaktion und Bearbeitungsstrategien etwa für neue, umweltfreundlichere Werkstoffe.

• Wissen und Assistenz in der Produktion meint, dass künstliche Intelligenz und autonome Lösungen in der Fertigungsindustrie zwar zunehmend Einzug halten, ohne qualifizierte menschliche Mitarbeitende geht aber nichts in der Produktion. Und da Fachkräfte schwer zu bekommen sind, ist es laut Fraunhofer IPK umso wichtiger, Menschen bestmöglich zu unterstützen, ihr Wissen zu übertragen und ihre Arbeitsfähigkeit so lange wie möglich zu erhalten. Lösungen, die das Institut in dem Bereich entwickelt und anbietet, sind semantische Datenstrukturen für die intelligente Interpretation, interaktive Assistenzsysteme sowie körpergetragene Robotik als Unterstützung für die Beschäftigten.

• Nachhaltigkeit und Umweltverträglichkeit sind für viele Industrieunternehmen heute mehr als nur hohle Versprechen oder Greenwashing, wie man der Branche oft unterstellt. Nachhaltigkeit oder englisch Sustainability ist für viele Unternehmen auch nicht mehr nur eine Marketingmaschinerie, sondern auch wirtschaftliche Notwendigkeit, wenn man nur an die anhaltenden Lieferengpässe und explodierenden Energiekosten denkt. Dabei rücken auch CO2-Neutralität bis Zero-Emissionen immer mehr in den Fokus. Bereits greifbare Technologien und Ansätze für Nachhaltigkeit und Umweltverträglichkeit umfassen ein besseres Energie- und Ressourcenmanagement, Remanufacturing und Refurbishing für einen besseren Materialeinsatz und eine bessere Kreislaufwirtschaft. Außerdem gibt es für die Schwerindustrie schon Konzepte für den Umstieg von fossilen Energien auf Wasserstoff.

Die Potenziale von Industrie 4.0 durch die IoT-Anbindung von Maschinen durch Nutzung und Analysierung der gewonnenen Daten voll auszuschöpfen, gehört zu den Angebotsschwerpunkten von Axians und Actemium. Die Muttergesellschaft VINCI Energies, Teil des französischen Baukonzerns VINCI, der größte in Europa und der westlichen Welt, ist zusammen mit Axians auch sehr aktiv beim Thema Energieeffizienz, Umweltverträglichkeit und Nachhaltigkeit, was angesichts des neuen UN-Klimaberichts noch mehr an Bedeutung gewinnen dürfte.

Quelle Titelbild: Adobe Stock / everythingpossible

 

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