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Fraunhofer baut in Dresden ein Forschungszentrum für lernfähige Fabriken

Roboterin im Futurium Berlin. Foto: Heiko Weckbrodt

Wie erkenntnisfähig können Roboter werden? Foto: Heiko Weckbrodt

38 Millionen Euro teures „CPS“ soll Robotern u.a. Maschinen kognitive Fähigkeiten einpflanzen

Dresden, 23. Mai 2024. Roboter, Fräsmaschinen, industrielle 3D-Drucker und ganze Fabriken sollen künftig imstande sein, fortlaufend von Menschen zu lernen, sich selbst zu steuern, nach eigenen Fehlern nach zu korrigieren und sich ständig anzupassen. An solchen „kognitiven Produktionssystemen“ (CPS) wollen Fraunhofer-Ingenieure in einem neuen Forschungszentrum in Dresden forschen. Heute haben sie gemeinsam mit Politikern den offiziellen Grundstein für den 38 Millionen Euro teuren CPS-Komplex nahe am Dresdner Uni-Südcampus gelegt.

Erkennungsfähige Roboter und Digitale Zwillinge

Im Fokus der CPS-Forschungen stehen unter anderem „Digitale Zwillinge“ von Maschinen, Produkten und letztlich auch kompletten Fabriken. Eine wichtige Rolle sollen auch neue Digitalisierungskonzepte für den Mittelstand spielen sowie effiziente Methoden, um selbst Unikate gewinnbringend und in hoher Qualität zu fertigen. Ein weiterer Schwerpunkt sind sensorgespickte Roboter, die sich für ihre Aufgabe die passenden Werkzeuge und Bauteile selbst zusammensuchen und andere kognitive Fähigkeiten haben, die bisher nur Menschen beherrschen.

„Wirtschaftliche Fertigung auch kleinster Stückzahlen“ als ein Ziel

„In vielen digitalen Prozessen sind Aspekte der Kognition längst allgegenwärtig, auch wenn der Begriff noch nicht in allen Unternehmen etabliert ist“, betont Prof. Steffen Ihlenfeldt, einer der Leiter des CPS-Mutterinstituts für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik (IWU). „Kognitive Produktion ist Chance und Voraussetzung, Kernwertschöpfungsprozesse auch künftig wirtschaftlich zu betreiben. Wir arbeiten an innovativen Steuerungs- und Fertigungsarchitekturen, die eine wirtschaftliche Fertigung auch kleinster Stückzahlen ermöglichen. Und setzen dabei weiterhin auf den Menschen: Seine Flexibilität und Kreativität wollen wir für kognitiv-technische Systeme noch besser nutzen.“

KI-Roboter müssen nicht nur analysieren, sondern auch erkennen lernen

Die Idee, in Dresden ein CPS-Forschungszentrum zu etablieren, gärte bereits seit 2018 vor sich hin. Daraus entstand zunächst eine spezielle Abteilung in der Dresdner IWU-Außenstelle an der Nöthnitzer Straße. Damals stand das Kürzel noch für „cyberphysikalische“ beziehungsweise „cyberphysische Systeme“. Diese Wortwahl ist inzwischen allerdings aus der Mode gekommen ist – womöglich auch, weil sich keine allgemein anerkannte klare Definition dafür so recht durchsetzen konnte. Dafür haben die Fraunhofer-Forscher die Abkürzung CPS“ inzwischen mit dem Konzept der „Kognition“ neu gefüllt, was auch viel besser zum aktuellen KI-Hype in Politik und Gesellschaft passt. Zudem mag die Idee, Maschinen und Fabriken kognitive Fähigkeiten einzupflanzen, auch dem Gedanke geschuldet sein, dass die analytischen Fähigkeiten auch der besten „Künstlichen Intelligenz“ (KI) wenig nützen, wenn sie in der laufenden Produktion ständig auf menschliche Hilfe angewiesen ist, statt zumindest kleinere Probleme und Aufgaben gleich selbst zu erkennen und zu lösen.

So etwa soll das neue Forschungszentrum CPS an der Ecke Nöthnitzer Straße und Bergstraße aussehen. Mutterinstitut ist das IWU in Chemnitz und Dresden. Visualisierung: Heinlewischer Partnerschaft freier Architekten mbB

So etwa soll das neue Forschungszentrum CPS an der Ecke Nöthnitzer Straße und Bergstraße aussehen. Mutterinstitut ist das IWU in Chemnitz und Dresden. Visualisierung: Heinlewischer Partnerschaft freier Architekten mbB

CPS-Forscher waren bisher im Stadtgebiet auf Wanderschaft

Inzwischen ist die CPS-Abteilung so gewachsen, dass sie schon zweimal umziehen musste: Einmal in die „Universellen Werke Dresden“ an der Zwickauer Straße und dann mietete sie sich außerdem noch Platz in den neuen Xenon-Gebäuden im Gewerbegebiet Coschütz-Gittersee an. Nun aber bekommen die Forscher einen eigenen Neubau an der Nöthnitzer Straße in Sichtweite zum IWU und zur TU Dresden. Der Komplex soll 2026 fertiggestellt sein und dann 1750 Quadratmeter Büros, einen Seminarraum mit knapp 200 Plätzen sowie eine Werkzeugmaschinenhalle mit rund 1000 Quadratmetern und modernster Forschungstechnik umfassen. Dort können die Entwickler neue Sensortechnik, digitale Zwillinge für die Qualitätssicherung, intelligente Produktionssteuerungen erproben. In die Finanzierung der 38 Millionen Euro Anschubfinanzierung teilen sich der Freistaat Sachsen und das Bundesforschungsministerium 50:50 hinein.

Wissenschaftsminister Sebastian Gemkow vor dem Fraunhofer CNT 2.0. Foto: Heiko Weckbrodt

Sebastian Gemkow. Foto: Heiko Weckbrodt

Minister hofft auf Andock-Lösungen für Sachsens Mittelstand an Catena-X & Co.

Der sächsische Wissenschaftsminister Sebastian Gemkow (CDU) sieht das als Investition in die Zukunft – und erwartet vom Fraunhofer-CPS wichtige Impulse für Sachsens Industrie: „Kleine und mittlere Industriebetriebe brauchen genau auf ihre Bedürfnisse zugeschnittene Lösungen, die den Anschluss an wichtige Digitalisierungsinitiativen wie Catena-X erleichtern und somit ihre Wettbewerbsfähigkeit stärken“, erklärt er mit Blick auf das wachsende Datenökosystem der deutschen Autoindustrie und ähnliche Projekte wie etwa „Manufacturing X“. „Ich bin überzeugt: Das Fraunhofer-IWU wird den sächsischen Unternehmen auch dank der gemeinsamen Investition von Land und Bund in das neue Forschungszentrum bedarfsgerechte Angebote machen können.“

Autor: Heiko Weckbrodt

Quellen: IWU, Oiger-Archiv, Wikipedia

Repro: Oiger, Original: Madeleine Arndt