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08.01.2019

Auf dem Weg zur Fabrik der Zukunft

KIT und Fraunhofer errichten Entwicklungs- und Demonstrationszentrum

Mit dem gemeinsamen Spatenstich der Kooperationspartner Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und Fraunhofer-Gesellschaft hat Ende Dezember die „Karlsruher Forschungsfabrik“ ihren Anfang genommen. In der Anlage auf dem Campus Ost des KIT sollen ab Ende 2020 neue Produktionstechnologien mithilfe modernster Digitalisierungsmethoden deutlich schneller als bisher geplant, getestet und in die Industrie überführt werden. Das Projekt soll einen wichtigen Beitrag zur „Strategie Künstliche Intelligenz“ der Bundesregierung leisten.

Spatenstich am 20. Dezember (v.l.): Dr. Olaf Sauer, Prof. Jürgen Beyerer (beide IOSB), Prof. Holger Hanselka, Prof. Jürgen Fleischer (beide KIT) und Prof. Frank Henning (ICT) (© A. Bramsiepe, KIT)

Für die Umsetzung der Baumaßnahme ist ein Gesamtbudget von rund 15 Mio. Euro vorgesehen; hinzu kommen Investitionen in die Erstausstattung der Fertigungshallen, Labore und Büros. Nach Fertigstellung soll das L-förmige Gebäude auf zwei Stockwerken und einer Fläche von 4500 qm rund 70 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler beherbergen. Darüber hinaus bietet es 50 Arbeitsplätze für Kooperationspartner aus der Industrie.

Standortvorteile bewahren

Einen Großteil seines Wohlstands verdankt Deutschland laut den Kooperationspartnern der Fähigkeit, neue Produkte schnell und immer wieder auf den Weltmarkt zu bringen. Die Herstellung dieser Produkte muss sich im Zeitalter von globalem Wettbewerb, Digitalisierung und künstlicher Intelligenz beständig neu erfinden. Zum einen, um wissenschaftliche und technologische Vorsprünge auf Wettbewerber und Nachahmer zu wahren. Zum anderen, um im Spannungsfeld neuer Technologien, komplexer Fertigungsprozesse, zunehmender Individualisierung und extremer Variantenvielfalt zu bestehen.

Vor dem Hintergrund dieser Herausforderung sind das KIT mit seinem Institut für Produktionstechnik wbk und die Fraunhofer-Gesellschaft mit ihren Instituten für Chemische Technologie ICT und für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB übereingekommen, auf dem Campus Ost des KIT die Karlsruher Forschungsfabrik zu errichten.

„Die Karlsruher Forschungsfabrik ist der Musterfall einer disziplinübergreifenden Kooperation starker Partner zum Nutzen der vital wichtigen Innovationsfähigkeit unseres Landes“, betont der Präsident des Karlsruher Instituts für Technologie Professor Holger Hanselka. „Durch die zielgerichtete und frühzeitige Einbindung kleiner und mittlerer Unternehmen in die Forschungsfabrik stärken wir zudem die Anziehungskraft von Stadt und Region.“

Zielsetzung und wissenschaftlicher Ansatz

Unreife Produktionsprozesse schnellstens serienreif machen – das ist das Programm der im Bau befindlichen Karlsruher Forschungsfabrik (© KIT)

Ziel der Karlsruher Forschungsfabrik ist es, Vorsprünge bei neuen, herausfordernden Fertigungsverfahren systematisch zu erarbeiten und auszubauen. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler wollen lernen, wie man früh – das heißt, wenn die für ein neues Produkt erforderlichen Fertigungsprozesse noch nicht vollständig verstanden und beherrscht werden – qualitativ hochwertige Produkte herstellen kann. Mithilfe modernster Mess-, Sensor- und Regelungstechnik wollen sie Methoden entwickeln, die geeignet sind, neue Produktionstechnologien schnell in sichere und profitable industrielle Fertigungsprozesse umzusetzen. Hierbei kann die Produktion schon sehr früh anlaufen, weil intelligente Prozessregelungen dafür sorgen, dass trotz der noch unreifen Fertigungstechnologien erste, qualitativ einwandfreie Produktexemplare hergestellt werden.

Konkret soll dies durch Verfahren des maschinellen Lernens und der künstlichen Intelligenz umgesetzt werden, die von Sensoren erhobene Daten nutzen, um Korrelationen zwischen qualitätsbezogenen Daten und Prozessparametern zu erkennen. Auf diese Weise „lernt“ die bereits in Betrieb befindliche Fertigungsanlage, welche Parameter gute Ergebnisse produzieren. Erklärtes Ziel der Forschungsfabrik-Akteure ist es, maschinelles Lernen und künstliche Intelligenz nicht nur auf einzelne Fertigungsschritte oder unmittelbar aufeinanderfolgende Prozesse anzuwenden, sondern ganze Prozessketten zu erfassen und zu verbessern.

Die so verkürzte Time-to-Market soll es insbesondere kleinen und mittleren Unternehmen ermöglichen, mit neuen Produkten viel früher als bisher auf den Zielmärkten präsent zu sein. Die beteiligten Institute vereinen dazu ihre Kompetenzen in der Produktions-, Fertigungs- und Verfahrenstechnik sowie in der Automatisierungs-, Sensor- und Informationstechnik. Anwendungsfelder der Forschungsfabrik sind Elektromobilität und Leichtbau, aber auch andere Felder, für die es mit Industrie 4.0- und KI-Methoden eine intelligente und wirtschaftliche Produktionstechnik zu etablieren gilt.

Um Ergebnisse zielgerichtet und schnell zu transferieren, sollen interessierte Unternehmen von Anfang an eingebunden werden – durch enge Kooperationen, Verbundprojekte und Workshops. Zugleich gehen KIT und Fraunhofer davon aus, dass die Forschungsfabrik im angewandten Forschungsumfeld langfristig zum Aufbau und Erhalt der Innovationsführerschaft der Technologie-Region Karlsruhe in der Werkstoff-, Produktions- und Informationstechnik beitragen wird. (Red)



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Unternehmensinformation

Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie ICT

Joseph-von-Fraunhofer-Str. 7
DE 76327 Pfinztal
Tel.: 0721 4640-0
Fax: 0721 4640-111

Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB

Fraunhoferstr. 1
DE 76131 Karlsruhe
Tel.: 0721 6091-0
Fax: 0721 6091-413

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