Referenzprojekte zum Thema Kognitive Produktion

Die Maschineneigenschaften von Pressen beeinflussen in Umformprozessen maßgeblich die resultierende Werkstückqualität. Aufbauend auf einer Vielzahl an Forschungsprojekten hat das Fraunhofer IWU eine Vorgehensweise entwickelt, mit der Maschineneigenschaften nicht nur effizient identifiziert, sondern auch in Form integrierter Ersatzmodelle genutzt werden können – und das ohne Kenntnis über den Aufbau der Maschine.

Rapid Prototyping wird vor allem mit dem 3D-Druck in Verbindung gebracht. Eine weitere Möglichkeit speziell für die Blechumformung ist die inkrementelle Blechumformung (IBU), bei der dreidimensionale Blechteile mit komplexen Formen für Prototypen oder Kleinserien hergestellt werden können. Dadurch kann das Tiefziehen, für das hohe Investitionen für teure Formen oder Gesenke benötigt werden, abgelöst werden. Hybride Kombinationen aus IBU und 3D-Druck als neue Fertigungstechnologie oder die Herstellung von hybriden Kunststoff-Blechteilen sind bisher nicht als Werkzeugmaschine oder Dienstleistung auf dem Markt verfügbar. Ziel von MySheet4.0 ist die Entwicklung eines vollständig digitalisierten Rapid Prototypings und einer Fertigung von Blechteilen, indem 3D-Druck-Technologien für die Fertigung des Gegenwerkzeugs mit der inkrementellen Blechumformung (IBU) in einer Werkzeugmaschine kombiniert werden.

Die fortschreitende Digitalisierung erzeugt stetig steigende Datenmengen, deren Nutzung erhebliche gesellschaftliche und ökonomische Potenziale bietet. GAIA-X – ein europäisches Projekt – bietet den Rahmen für eine vernetzte Dateninfrastruktur und die Schaffung eines digitales Ökosystems auf der Grundlage europäischer Werte. Das Projekt COOPERANTS (Collaborative Processes and Services for Aeronautics and Space) will Digitalisierungsprozesse in der Luft- und Raumfahrtbranche mithilfe von GAIA-X beschleunigen, um effizientere Formen für zukünftige Arbeitsmethoden und Prozesse über den gesamten Lebenszyklus von Raum- oder Luftfahrzeugen hinweg umzusetzen.

Wie bildeten sich die großräumigen Strukturen im Universum, wie sind Schwarze Löcher gewachsen und wie prägten sie das Universum? Das Advanced Telescope for High-Energy Astrophysics (Athena) der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) soll das heiße und energetische Universum erforschen und Antworten auf diese Fragestellungen liefern. Das neuartige Teleskop arbeitet mit speziellen Silizium-Poren-Optiken, die von einer hochpräzisen Optischen Bank getragen werden. Diese ist eines von drei Hauptbauteilen des Teleskops und Forschungsgegenstand unseres gemeinsamen Projekts mit ESA und Airbus Space.

Im Pompey-Projekt wird ein innovativer Multimaterialansatz für die additive Fertigung entwickelt, der auf der Schmelzextrusion von Polymer- und Metallwerkstoffen basiert. Ziel ist die Herstellung von Multimaterialteilen mit verbesserter Leistung, reduziertem Energie- und Materialbedarf sowie geringeren Kosten durch Verwendung eines neu entwickelten hybriden Fertigungssystems.

Das GUMES-Projekt konzentriert sich auf die Entwicklung eines modularen E-Ladesystems für kleine Elektrofahrzeuge in städtischen Umgebungen. Ziel ist es, Knotenpunkte für sicheres Parken und Laden für E-Mobilität zu schaffen. Das Projekt umfasst die Entwicklung robuster und ästhetisch ansprechender E-Ladestationen, einen Prototyp eines E-Fahrzeugs für den Energietransport, eine Online-Plattform für die intelligente Überwachung der Vermietung sowie öffentliche Demonstrationen in Sachsen und Ostrava.

In der heutigen Wettbewerbslandschaft ist die Nutzung von Daten im Produktionskontext entscheidend für den Erfolg. Die Produktionstechnik wird zunehmend von modernen Komponenten der Informations- und Kommunikationstechnik durchdrungen. Dadurch steht bereits heute eine große Menge unterschiedlicher Daten mit einem direkten oder indirekten Bezug zur Produktion für die Erfassung und Verarbeitung zur Verfügung. Wie aber lassen sich diese verarbeiten und als Informationen so zur Verfügung stellen, dass sie in immer komplexeren Produktionsszenarien unterstützend wirken? Entscheidend dabei ist, dass diese Informationen zur richtigen Zeit am richtigen Ort sind. Nur so wird eine flexible und damit ressourceneffiziente Produktion über die gesamte Prozesskette möglich. Diese zu organisieren, ist Aufgabe der »LinkedFactory«. Es handelt sich um eine flexible Datenarchitektur, die von Digitalisierungsexperten des Fraunhofer IWU in Zusammenarbeit mit Partnern in mehreren Forschungsprojekten entwickelt wurde.

Steigenden Umweltbewusstsein sowie sich wandelnde gesellschaftliche Aspekte führen dazu, dass bestehende System- und Produktionskonzepte zukünftig noch stärker hinterfragt werden. Wirtschaftliche Krisen sorgen zudem dafür, dass neue und finanzstarke Anbieter auf den Markt treten, die den hochdynamischen Wandel von Technologien und Produkten beschleunigen und damit auch etablierte Unternehmen unter Druck setzen. Um diesem Druck standzuhalten, müssen insbesondere deutsche Unternehmen resiliente Produktionstechnologien und Digitalisierungsansätze etablieren. In verschiedenen Projekten wird die Entwicklung und Erprobung von Schlüsseltechnologien und methodischen Basiskonzepten verfolgt.

Die Branche der Versicherungsunternehmen meldet, dass es zukünftig zu deutlich höheren Preisen in der Kraftfahrzeugversicherung kommen wird. Gründe dafür sind eine gestiegene Schadenfrequenz sowie vor allem die stark überdurchschnittlich steigenden Ersatzteil- und Reparaturkosten bei den Fahrzeugen. Ein Verbund aus Fraunhofer-Instituten präsentiert mit dem Auto²ReBot eine innovative, roboterbasierte Lösung für die vollautomatisierte Reparatur von Stoßfängern.