Für die Fabrik der Zukunft werden KIs, cyberphysikalische Systeme und neuartige Mensch-Maschine-Schnittstellen gebraucht, wie sie das Fraunhofer CPS in Dresden entwickeln will. Foto: Fraunhofer IWU
Lernende und sparsame Fabriken sollen Weg der Industrie zurück in die Städte ebnen
Dresden, 2. Dezember 2019. Fraunhofer hat am Montag ein neues Forschungszentrum für Cognitive Produktionssysteme (CPS) in Dresden gegründet. Die Forscher wollen dort mit Hilfe von „Künstlicher Intelligenz“ (KI) digitale Technologien für die Fabriken der Zukunft entwickeln. „Als Zielgruppe sehen wir vor allem den Mittelstand“, kündigte Prof. Steffen Ihlenfeldt von der TU Dresden an, der das neue Fraunhofer-Zentrum leitet.
Wirtschaftsförderungs-Chef Robert Franke (links) übergibt einen symbolischen Schlüssel für das Fraunhofer CPS an Prof. Steffen Ihlenfeldt. Foto: Heiko Weckbrodt
Start in den „Universellen Werken“, später gibt’s einen 40-Millionen-Euro-Neubau
Die Startmannschaft hat sich nun im städtischen Technologiezentrum „Universelle Werke“ an der Zwickauer Straße eingemietet. In den Jahren 2023 und 2024 wollen Fraunhofer und der Freistaat dann einen eigenen Komplex für das CPS an der Nöthnitzer Straße errichten –in direkter Nachbarschaft zu den Physik- und Technologieinstituten von TU, Planck, Fraunhofer, Leibniz & Co. Bund und Land teilen sich in die 40-Millionen-Euro-Investition hinein.
So etwa soll sich ab 2024 der CPS-Neubau an der Nöthnitzer Straße neben dem Fraunhofer-IWS und dem Pfitzmann-Bau der TU Dresden einfügen. Visualisierung: Heiko Weckbrodt
Experimentierfeld voll Roboter, 3D-Drucker und CNC-Maschinen
Geplant sind ein Bürogebäude mit 1700 Quadratmetern für bis zu 150 Wissenschaftler sowie 1400 Quadratmeter für Versuchs- und Laborhallen mit 3D-Druckern, computergesteuerten Werkzeugmaschinen, Robotern und anderer fortschrittlicher Produktionstechnik. Dort wollen die Ingenieure ihre neuen cyberphysikalischen Systeme in der Praxis erproben. Für den Neubau kalkulieren die Fraunhofer-Experten etwa 25 Millionen Euro, für die Startausstattung rund 15 Millionen.
Einzelanfertigung in der Massenproduktion
Die Forscher wollen unter anderem Systeme entwickeln, die Fabrik-Maschinen auf eine neue Entwicklungsstufe heben. Sie wollen beispielsweise Robotern, CNC-Fräsen und 3D-Druckern beibringen, einander neue Produktionstricks zu lehren, Unsichtbares zu sehen, Daten zu analysieren und mit Menschen intuitiv zu interagieren. Dadurch sollen sie imstande sein, selbst Unikate noch gewinnbringend herzustellen, den „Wurm“ in einer lahmenden Fabrik zu erkennen und selbstständig Produktivitätslücken zu schließen.
Für die Fabrik der Zukunft werden KIs, cyberphysikalische Systeme und neuartige Mensch-Maschine-Schnittstellen gebraucht, wie sie das Fraunhofer CPS in Dresden entwickeln will. Foto. momentphoto.de / Bonss / Fraunhofer IWU
Auch soll es damit möglich sein, ein ganzes hochautomatisiertes Werk binnen Minuten auf neue Produkte umzurüsten oder beim Schichtwechsel von Massenproduktion auf robotischen Manufakturbetrieb umzustellen. Schwerpunkte der wissenschaftlichen Arbeit werden Maschinelles Lernen sowie neue Ingenieur- und Fertigungsmethoden für KI-Produkte sein, kündigte Prof. Ihlenfeldt an.
Werbevideo (Fraunhofer) für ihren schnellsten 3D-Drucker der Welt:
Rollender Roboter simuliert Menschen an der Maschine
Erste Beispiele haben die Ingenieure schon parat. Dazu gehören ein superschneller 3D-Drucker „Seam Hex“ und eine mobile Roboterzelle, die zum Beispiel eine Nachtschicht über einen menschlichen Bediener simulieren können. Diese Technologie vermarktet eine Coswiger Firma nun als „Roboter auf Abruf“.
Prof. Welf-Guntram Drossel leitet das Fraunhofer-IWU. Foto: Fraunhofer IWU
Industrie kehrt zurück in die Städte
Ein weiterer Forschungsschwerpunkt am CPS ist noch weitreichender: „Wir rechnen damit, dass sich die Produktion in Zukunft wieder zurück in die Städte verlagert“, schätzte Prof. Welf-Guntram Drossel ein, der das CPS-Mutterinstitut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik (IWU) leitet. Ein Vorteil: Solche „Industrie 4.0“-Fabriken würden im Stadtraum weniger Energie sinnlos verpulvern, da sie Wärme und Kälte mit den Wohnhäusern ringsum austauschen könnten. Solche urbanen Fabriken dürfen allerdings keine Abgase oder Lärm absondern, müssen aber auch sparsam mit dem knappen Platz umgehen. „Eine Lösung dafür sind Fabriken, die vertikal aufgebaut sind statt in der Fläche“, erzählt CPS-Chef Ihlenfeldt. „Solche Ansätze werden für uns ein wichtiges Thema sein.“
Stadt bietet Raum für Pilotprojekte an
Solche zukunftsweisenden Konzepte könne Fraunhofer auch gerne gleich in Dresden in der Praxis erproben, zum Beispiel im entstehenden Gewerbegebiet „Wissenschaftspark Ost“, bot Chef-Wirtschaftsförderer Robert Franke an. Digitalisierung, KI und Produktionsautomatisierung, wie sie das neue CPS-Zentrum erforsche, seien Kernthemen des Innovationsstandortes Dresden – daher werde die Stadt Pilotprojekte und Ausgründungen gerne unterstützen.
Autor: Heiko Weckbrodt
Quellen: Vor-Ort-Recherche, Fraunhofer CPS und IWU, Wirtschaftsförderung Dresden
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