Industrie & Technik

Auf dem Weg zur Karlsruher Forschungsfabrik

14.01.2019 - Unreife Produktions­prozesse in neuer Geschwin­dig­keit serien­reif machen.

Mit dem gemeinsamen Spatenstich der Kooperationspartner Karls­ruher Institut für Techno­logie und Fraun­hofer-Gesell­schaft hat die „Karls­ruher Forschungs­fabrik“ ihren bau­lichen Anfang genommen. In der 15-Millionen-Euro-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 wird einen wich­tigen Beitrag zu der jüngst beschlos­senen „Strategie künst­liche Intel­li­genz“ der Bundes­regie­rung leisten und gilt als bedeut­sam für die Inno­va­tions­kraft des Stand­orts Deutsch­land.

Die Herstellung innovativer 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 und die Fraun­hofer-Gesell­schaft über­ein­ge­kommen, die Karls­ruher Forschungs­fabrik zu errichten.

Ziel der Karlsruher Forschungsfabrik ist es, Vorsprünge bei neuen, heraus­for­dernden Ferti­gungs­ver­fahren syste­ma­tisch zu erar­beiten und aus­zu­bauen. Die Wissen­schaftler wollen lernen, wie man bereits sehr 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 geschieht das folgendermaßen: Verfahren des maschi­nellen Lernens und der künst­lichen Intel­li­genz nutzen die von Sensoren erhobenen Daten, 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 signifikant verkürzte „Time-to-Market“ soll es insbe­sondere kleinen und mitt­leren Unter­nehmen ermög­lichen, mit neuen Produkten sehr viel früher als bisher auf den Ziel­märkten präsent zu sein. Die betei­ligten Institute ver­einen jene Kompe­tenzen in der Produk­tions-, Ferti­gungs- und Ver­fahrens­technik sowie in der Auto­mati­sie­rungs-, Sensor- und Infor­ma­tions­technik, die not­wendig sind, um diese wissen­schaft­lich anspruchs­volle Ziel­setzung umzu­setzen. Anwen­dungs­felder der Forschungs­fabrik sind Elektro­mobi­lität und Leicht­bau, aber auch andere inno­va­tive Felder, für die es mit Industrie 4.0- und KI-Methoden eine intel­li­gente und wirt­schaft­liche Produk­tions­technik zu etab­lieren gilt.

Die in der Karlsruher Forschungsfabrik zu entwickelnde Methodik der schnellen Indus­tri­ali­sie­rung neuer Produk­tions­techno­logien ver­spricht den zahl­reichen inno­va­tiven kleinen und mitt­leren Unter­nehmen in Baden-Württem­berg ent­schei­dende Vor­teile im globalen Wett­bewerb. Um Ergeb­nisse ziel­ge­richtet und schnell zu trans­fe­rieren, sollen interes­sierte Unter­nehmen des­halb von Anfang an ein­ge­bunden werden – durch enge Koope­ra­tionen, Verbund­projekte und Work­shops. Zugleich gehen KIT und Fraun­hofer-Gesell­schaft davon aus, dass die Forschungs­fabrik mit ihren attrak­tiven Arbeits­bedin­gungen für Mit­arbeiter im ange­wandten Forschungs­umfeld lang­fristig zum Auf­bau und Erhalt der Inno­va­tions­führer­schaft der Techno­logie­region Karls­ruhe in der Werk­stoff-, Produk­tions- und Infor­ma­tions­technik beitragen wird. Über die Lehre ist die Forschungs­fabrik darüber hinaus mit der kommenden Inge­nieur-Genera­tion ver­bunden.

Ihren Standort wird die Karlsruher Forschungsfabrik auf dem Campus Ost des KIT beziehen. Für die Um­setzung der Bau­maß­nahme ist ein Gesamt­budget von rund 15 Milli­onen Euro vor­ge­sehen. Zu diesem tragen die Koope­ra­tions­partner KIT und Fraun­hofer-Gesell­schaft jeweils die Hälfte bei. Hinzu kommen Investi­tionen in die Erst­aus­stat­tung der Ferti­gungs­hallen, Labore und Büros. Nach der Grund­stein­legung im Sommer 2019 wird das Gebäude ab Ende 2020 auf zwei Stock­werken und einer Fläche von 4500 Quadrat­metern etwa siebzig Wissen­schaftler beher­bergen. Darüber hinaus bietet es fünfzig Arbeits­plätze für Koopera­tions­partner aus der Industrie. Die Eröff­nung ist für Ende 2020 geplant.

KIT / RK

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