Forschungsbereich Scientific Automation

In unserem Forschungsbereich Scientific Automation fokussieren wir neuste Methoden und Technologien der Automatisierungstechnik. Der steigenden Komplexität technischer Systeme begegnen wir mit virtueller Modellbildung und Simulation: So überprüfen und perfektionieren wir Prozesse digital, lange bevor sie real umgesetzt werden. Prof. Dr.-Ing. Ansgar Trächtler, Leiter des Fraunhofer IEM und Abteilungsleiter Dr.-Ing. Christian Henke geben einen Einblick in aktuelle Themen des Forschungsbereichs.

Der Forschungsbereich Scientific Automation bringt Automatisierungskonzepte aus der Wissenschaft in die unternehmerische Praxis. Was steckt genau dahinter?

Ansgar Trächtler: In der Automatisierungstechnik klafft im Technologietransfer eine auffällig große Lücke: Hier kommt das Fraunhofer IEM ins Spiel! Unsere Aufgabe ist es, gemeinsam mit Unternehmen das nötige Know-how für Automatisierungslösungen aufzubauen. Gerade kleine und mittlere Unternehmen müssen oft mühsam Kapazitäten und Mittel dafür freimachen: Hier unterstützen wir mit pragmatischen Lösungen wie der Teilautomatisierung.

Das Thema Trusted KI – also zuverlässige Künstliche Intelligenz - hat im Forschungsbereich enorm an Bedeutung gewonnen. Woher kommt der Bedarf, sich diesem Thema zu widmen?

Christian Henke: Erstens stellen wir noch viele Forschungslücken in dem Thema fest. Zweitens sehen wir den großen Bedarf der Industrie: Unternehmen wollen KI-Anwendungen nutzen. Wenn die Technologie aber nicht stabil läuft, wird das Thema schnell ad Acta gelegt – und jede Menge Potenzial liegengelassen. Unser Ziel ist es, KI-Anwendungen stabiler und robuster zu machen. Zusätzlich forschen wir am Thema erklärbare Künstliche Intelligenz: es geht darum, Technologien besser zu verstehen und Vorbehalte zu nehmen. Unternehmen sollen KI als Chance erkennen und noch viel effizienter nutzen. Hierzu arbeiten wir im it’s OWL-Forschungsprojekt ExplAIn.

Warum sollten sich Unternehmen gerade heute mit Automatisierungslösungen beschäftigen?

Christian Henke: Natürlich zeigen die weltweite Pandemie oder aktuelle Handelskrisen die offenen Flanken vieler Branchen. Wir stellen uns derzeit mit vielen Unternehmen die Frage, wie wir mit Automatisierungstechnik Herausforderungen wie die Sicherstellung von Lieferketten und Optimierung von Produktionsressourcen und Arbeitskräftemangel begegnen können. Dabei werden unsere Lösungen auch für neue Branchen wie die Lebensmitteltechnik interessant.  

Ansgar Trächtler: Eine weitere Herausforderung langfristiger Natur ist das Thema Nachhaltigkeit und Ressourceneffizienz: Unternehmen müssen in Zukunft zuverlässig nachweisen können, welchen CO2-Fußabdruck nicht nur ihre Produkte, sondern ihre gesamte Wertschöpfung verursachen. Für Unternehmensstrategien bedeutet dies, die Themen Unternehmertum und Gemeinwohlorientierung noch stärker zu vereinen. Unternehmenslenker:innen müssen sich der globalen und langfristigen Auswirkungen des eigenen Wirtschaftens bewusst werden.

Automatisierungstechnologien liefern auch Lösungen für die Herausforderung Nachhaltigkeit. Gibt es hier konkrete Projekte?

Christian Henke: Im Projekt DENERGETIC entwickeln wir ein intelligentes Energiemanagement-System mit der Leitfrage: Wie kann man innerhalb einer ganzen Siedlung der Energieverbrauch bestmöglich ressourceneffizient managen? Wichtig ist dabei ein ganzheitlicher Ansatz. Von der Stromproduktion, über den Lieferanten bis hin zu den Privathaushalten muss das System Energie als Ganzes gedacht werden.  

Ansgar Trächtler: Grundsätzlich diskutieren wir viel mit Unternehmen, wie sie den Aspekt Nachhaltigkeit in ihre Wertschöpfung integrieren können. Beispielfrage: Wie können Sie ihre Produkte, Materialien und Produktionsprozesse so konzipieren, dass Reparatur und Austausch einzelner Teile wieder möglich ist? Großes Interesse haben wir etwa am Konzept des Digitalen Grünen Zwilling: Zusammen mit HELLA wollen wir erforschen, wie man Energiebedarfe während der Produktentstehungsphase und über den gesamten Produktlebenszyklus abbilden kann.  

Ein Blick über den Tellerrand: Gibt es neue Anwendungsfelder für den Forschungsbereich Scientific Automation?

Christian Henke: Die Mensch-Maschine-Interaktion ist beispielsweise ein Feld mit zahlreichen neuen Anwendungsfeldern – etwa im Bereich Assistenz und Service oder auch für Pflege und Privatanwendungen. Unsere Robotiklösungen sollten flexible und resiliente Produktionssysteme ermöglichen. Auch die Themen Robotik am Bau und Robotik in Kombination mit fahrerlosen Transportsystemen sind extrem spannende Forschungsfelder. Es gibt also viel zu tun!