Das Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU investiert in ein neues Forschungszentrum zu Kognitiven Produktionssystemen. Damit intensiviert das Institut seine Aktivitäten in einem entscheidenden Zukunftsfeld: der anpassungsfähigen, sich selbst steuernden und vom Menschen lernenden Produktion. Ende Mai 2024 fand die Grundsteinlegung für das neue Forschungszentrum am IWU-Standort Dresden statt.
Anwend- und bezahlbare Lösungen für den Mittelstand im Fokus
Heutige Produktionssysteme sind noch weit entfernt von menschlicher Intelligenz und Anpassungsfähigkeit. Um deutlich agiler und produktiver zu werden, sollte sich die industrielle Fertigung also den Menschen zum Vorbild nehmen. Das Forschungsziel lautet, technische Systeme in die Lage zu versetzen, digitale Informationen aus Sensordaten und Netzwerken aufzunehmen, Schlussfolgerungen abzuleiten und Handlungen selbständig auszuführen. Doch nicht nur um langfristige Perspektiven für das produzierende Gewerbe wird es in dem Neubau an der Ecke Nöthnitzer Straße/Bergstraße gehen. Im Zentrum stehen pragmatische, bezahlbare und unmittelbar anwendbare Digitalisierungslösungen für den Mittelstand.
Bei der Digitalisierung zu den Besten aufschließen
Das Fraunhofer IWU sieht in Kognitiven Produktionssystemen eine Chance gerade für kleinere Unternehmen, bei der Digitalisierung zu den Besten aufzuschließen. Während in vielen Großkonzernen papierlose administrative Prozesse, Automatisierungslösungen und adaptive Fertigungsprozesse Standard sind, hat die Digitalisierung in anderen Betrieben noch gar nicht Einzug gehalten. Herausforderung sei die Gestaltung digitaler Ökosysteme, die optimal den spezifischen Anforderungen sowohl in kleinen als auch in großen Unternehmen genügen. Das betont Prof. Welf-Guntram-Drossel, geschäftsführender Institutsleiter des Fraunhofer IWU. Vor allem sollten sie eine konfliktfreie und sichere Vernetzung ermöglichen, um die gesamte Wertschöpfungskette und nicht nur einzelne Prozesse zu optimieren, sagt er. Das Fraunhofer IWU sieht sich dabei in der Rolle eines Brückenbauers. Alle Unternehmen einer Wertschöpfungskette vom regional verankerten KMU bis zum weltweit agierenden Konzern sollen somit Zukunftsthemen der Produktion mitprägen.
Laut IWU gebe es Aspekte der Kognition bereits in vielen digitalen Prozessen, auch wenn der Begriff noch nicht etabliert ist. Kognitive Produktion sei Chance und Voraussetzung, Kernwertschöpfungsprozesse auch künftig wirtschaftlich zu betreiben. Das Institut arbeitet an innovativen Steuerungs- und Fertigungsarchitekturen, die eine wirtschaftliche Fertigung auch kleinster Stückzahlen ermöglichen. Dabei setzen die Forschenden weiterhin auf den Menschen. Seine Flexibilität und Kreativität wollen sie für kognitiv-technische Systeme noch besser nutzen.
Geschäftsfeld Kognitive Produktion bereits im Aufbau
Dank einer zusätzlichen Anschubfinanzierung durch den Freistaat Sachsen läuft der Aufbau des Geschäftsfelds Kognitive Produktion bereits in einem angemieteten Gebäude. Mit der für Sommer 2026 geplanten Fertigstellung des neuen Forschungszentrums entsteht Platz für mehrere Abteilungen. Diese fokussieren sich auf Steuerungstechnik und digitale Zwillinge zur Produktionsüberwachung und Qualitätssicherung. Dreh- und Angelpunkt in der Steuerungstechnik sind neue Steuerungsarchitekturen. Mit Hilfe von Sensorsystemen und intelligenten Steuerungsabläufen werden beispielsweise Roboter künftig befähigt, ein Objekt nicht nur von einem präzise festgelegten Ort aufzunehmen, sondern es vor der Aufnahme zu „suchen“. Solche Systeme sollen starre Programmierungen ablösen, damit sich neue Automatisierungslösungen flexibel an neue Bearbeitungsaufgaben anpassen können und somit auch für kleine Stückzahlen geeignet sind.
Dem digitalen Zwilling kommt mehr und mehr die Aufgabe zu, bei Produkten mit besonders hohen Anforderungen an ihre Zuverlässigkeit die Qualität aller Einzelteile zu sichern und nachzuweisen. Gerade in der Luft- und Raumfahrt oder in der Medizintechnik gilt der digitale Zwilling künftig als entscheidendes Werkzeug, um höchste Fertigungsqualität auch bei kleinsten Losgrößen oder Einzelstückzahlen abzusichern. Daten aus dem Fertigungsprozess und Maschinendaten aggregiert dieses digitale Werkzeug auf höherer Ebene. Erkenntnisse aus diesen Werten und Informationen lassen dann Aussagen zum Beispiel über die Fertigungsqualität zu. Diese Informationen müssen zunehmend über Unternehmensgrenzen hinweg austauschbar sein, etwa zwischen Herstellern und Zulieferern in der Automobilindustrie.
Neues Forschungsgebäude unweit des Dresdner Institutssitzes
Das künftige Forschungszentrum entsteht in nur wenigen hundert Metern Entfernung zum Dresdner Institutssitz des Fraunhofer IWU. In unmittelbare Nachbarschaft befindet sich außerdem die Technische Universität Dresden. Das sind beste Voraussetzungen für eine enge Verzahnung von Grundlagen- und anwendungsorientierter Forschung. In unmittelbarer Nähe zum geplanten Südpark, dem Gelände der Bundesgartenschau 2033, entstehen attraktive Arbeitsplätze auf 1750 Quadratmetern Bürofläche und ein Seminarraum mit knapp 200 Plätzen. Die Werkzeugmaschinenhalle erhält auf rund 1.000 Quadratmetern modernste Forschungstechnik als Ausstattung.
Bund und Land fördern den Neubau zu gleichen Teilen
Das Bundesministerium für Bildung und Forschung und der Freistaat Sachsen tragen zu gleichen Teilen zur Finanzierung des neuen Forschungszentrums bei. Insgesamt stehen rund 38 Millionen Euro zur Verfügung. Etwa 10 Millionen Euro sind für die Erstausstattung vorgesehen.
