Referenzprojekte

Im Projekt KausalAssist wird an der Kombination von Wissen mit datengetriebenen Erkenntnissen über erklärbare KI-Methoden geforscht. Ziel ist ein erklärbares KI-System für das Fehlermanagement komplexer Anlagen. Im Fokus steht die Entwicklung eines gerichteten Graphen, der domänenspezifisches Wissen mit KI-Erkenntnissen zu einem digitalen Maschinenverständnis kombiniert. Der Graph stellt über Kausalbeziehungen die erlernten Erkenntnisse mensch- und maschinenlesbar dar und legt als erklärbares KI-System die Basis für das Fehlermanagement komplexer Fertigungsanlagen.

Orcha-3 ist eine experimentelle Plattform zur Erforschung und Anwendung von AgenticAI in der intelligenten Produktionstechnik. Ziel ist es, neuartige Ansätze zur automatisierten Problemlösung, Entscheidungsunterstützung und Optimierung komplexer Wertschöpfungssysteme zu entwickeln und unter realitätsnahen Bedingungen zu erproben. Die Plattform verbindet moderne Large Language Models mit einer deterministischen Orchestrierungslogik und ermöglicht so die systematische Untersuchung von agentenbasierten KI-Systemen in industriellen Kontexten.

OPC UA verspricht eine hohe Interoperabilität zwischen Maschinen, Sensoren und Softwarekomponenten. In der Praxis kann das jedoch nur durch Verständigung auf gemeinsame Informationsmodelle und deren konsequente Umsetzung erreicht werden. Die Standardisierung neuer Informationsmodelle als sogenannte Companion Specifications (CS) schreitet konsequent voran, während die breite Anwendung der Modelle in der Praxis noch auf sich warten lässt. Die benötigte Tiefe an Expertise und der Arbeitsaufwand einer guten Informationsmodellierung ist insbesondere durch KMU aktuell fast nicht leistbar. Im Forschungsprojekt CLOU sollen digitale Werkzeuge entwickelt werden, welche OPC-UA-Modellierungs-Know-how einfach zugänglich machen.

Die Montage von Flugzeugtüren ist normalerweise sehr zeitaufwendig, da viele Zwischenschritte nötig sind, um u.a. Materialkorrosion zu vermeiden. Durch den Einsatz von thermoplastischen Kohlefaserverbundmaterialien (CFK), die ohne Trennlagen automatisiert verschweißt werden können, reduziert sich die Fertigungszeit der Türstruktur von 110 auf nur 4 Stunden.

Die herkömmlichen Umwandlungsprozesse von Wechselstrom (AC) zu Gleichstrom (DC) und zurück können zu erheblichen Energieverlusten führen. Unsere Lösungsidee – die Gleichstromversorgung der Fabrik (DC-Fabrik) – minimiert diese Verluste, reduziert die Abwärme, spart Platz und senkt den Materialverbrauch, was ebenfalls zu einer Reduzierung des CO2-Fußabdrucks beiträgt. Profitieren Sie von einer schlankeren, effizienteren Stromversorgung, die nicht nur Ihre Betriebskosten senkt, sondern auch Ihre Produktionsprozesse nachhaltiger macht

Ziel des Projekts »IntuRob« ist die Entwicklung und funktionelle Umsetzung einer innovativen Programmier- und Bedienmethode von Industrierobotern speziell für den Einsatz im (teil)-automatisierten Herstellungsprozess von Kunststofferzeugnissen. Als Use-Case wurde das Verfahren des sogenannten »Extrusionsschweißens« ausgewählt, das bei der Herstellung großer thermoplastischer Fabrikate, wie beispielsweise Tanks und Rohrabschnitten, im industriellen Bereich zum Einsatz kommt.

Wie kann Wasserstoff zur dezentralen Energieversorgung von Fabriken eingesetzt werden? Um diese Frage beantworten zu können, wurde am Fraunhofer IWU eine Wasserstoffversuchsanlage, das »H2-Kraftwerk« aufgebaut. Das H2-Kraftwerk ermöglicht die Erzeugung von Wasserstoff sowie die Speicherung und Rückwandlung in elektrische Energie. Das H2-Kraftwerk ist als modulares Gesamtsystem ausgelegt. Als Testbed mit umfangreicher Messtechnik bietet es für Ihre Wasserstoffsystemkomponenten eine Plattform zur Validierung unter realen Anwendungsbedingungen.

Eine Umfrage unter Maschinen- und Anlagenherstellern ergab, dass zur Grundlastoptimierung und Absenkung von Lastspitzen noch einiger Forschungsbedarf besteht. Unterschiedliche Anwendungsszenarien und Maschinentypen müssten betrachtet werden, um eine maschinenoptimierte Auslegung dank passender Algorithmen zu erreichen, Energiespeicher optimal auszulegen und bestmöglich ausnutzen zu können. Auch die jeweils passende Energiespeichertechnologie solle berücksichtigt werden. Dieser Problematik nimmt sich das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz geförderte Projekt »Energiespeicher in der Produktion« (ESiP) an.

Im Verbundprojekt »Papure« vereinen Forschenden aus vier Fraunhofer-Instituten ihre Forschungsexpertise für die Entwicklung eines komplexen Fügeverfahrens, dass die Herstellung von Papierverpackungen ohne stoffliche Verunreinigungen (wie Klebstoff oder Kunststoff) ermöglicht und gleichzeitig die Sicherung der Qualität und Zuverlässigkeit des Prozesses gewährleistet.

Unsere neuartige Technologie steigert die Effizienz der Zusammenarbeit von Mensch und Roboter und damit der gesamten Fertigung. Grundlage ist ein Gesamtsystem aus u. a. 3D-dynamischen Sicherheitssystemen und optischen smarten Sensoren, wodurch der Mensch erstmals direkt mit Schwerlastrobotern kommunizieren kann. Neben einer Prozesssteuerung ohne Hilfsmittel und einer robusten, markerlosen Gestenerkennung ist eine intuitive ergonomische Steuerung möglich.