Referenzen

In Bezug auf das Thema KI fehlte es Jowat SE an einem strukturierten ganzheitlichen Vorgehen sowie einer festen Verankerung in der Organisation mit klaren Zuständigkeiten. Ziel des Projekts war es, die Entwicklung einer unternehmensweiten KI-Strategie zu initiieren und wichtige Grundlagen für die KI-Einführung zu schaffen. Bausteine sind etwa klare Verantwortlichkeiten, eine Übersicht notwendiger Kompetenzen, ein Bewusstsein für die Risiken des KI-Einsatzes oder eine geeignete Integration in die IT-Landschaft.

Im Projekt DaFoX-OWL unterstützen wir Unternehmen beim Onboarding zur Nutzung des Datenraums Factory-X. Über Vorträge, Workshops und weitere Veranstaltungen geben wir Einblicke, wie produzierende Unternehmen von standardisierten Schnittstellen, vertrauenswürdigen Datenräumen und digitalen Ökosystemen profitieren können – etwa durch effizientere Prozesse, neue Geschäftsmodelle oder bessere Entscheidungsgrundlagen. Mittels konkreter Angebote wie einem Quick-Check, unternehmensindividueller Workshops oder Schulungen unterstützen wir Unternehmen, sich dem Thema „Datenräume“ zu nähern und Mehrwerte für sich zu erschließen.

Gemeinsam analysierten Klaas Alu-Kranbau und das Fraunhofer IEM die bestehenden Serviceprozesse, identifizierten Verbesserungspotenziale und entwarfen das Konzept für einen intelligenten Assistenten im Service.

Noch stellen aktuelle Safety-Normen keine expliziten Anforderungen an die Security von Produkten. Sie verweisen nur informativ auf existierende Security-Normen wie die IEC 62443. In absehbarer Zeit werden sie jedoch die Einhaltung solcher Standards explizit fordern. Das hat auch die KEB Automation KG, führender Hersteller von Systemlösungen in den Kernbereichen Control & Automation, Antriebstechnik, Motoren und Getriebe sowie Magnettechnik erkannt. In dem Betrieb, der auch Safety-Produkte herstellt, nehmen die Kundenanfragen zu Security-Eigenschaften der Systeme kontinuierlich zu.

Phoenix Contact ist ein weltweit agierender Hersteller von Industriesteuerungen. Im Kontext von Industrie 4.0 ist eine Anbindung der Steuerungen an das Internet unumgänglich. Der Zugriff über das Internet bedarf jedoch besonderen Schutzes, um z.B. Hackerangriffe abzuwehren. Dazu beschreibt die IT-Sicherheitsnorm IEC 62443 speziell auf die Automatisierungstechnik zugeschnittene Anforderungen, sowohl an Produkte als auch an deren Entwicklungsprozesse, die erfüllt werden müssen.

Die gesamte Automobilbranche steht vor großen Herausforderungen: Im Zuge des technologischen Wandels entstehen kontinuierlich neue oder erweiterte Schnittstellen eines Fahrzeugs zur Außenwelt – zum Beispiel bei der Kommunikation mit Ladesäulen oder digitalen Services in der Cloud. Auf diese Weise bilden sich auch potenzielle Einfallstore für Cyber-Angriffe. Ziel des Forschungsprojekts war es, die Entwickler mit einer automatisierten Analyse der Einflüsse von Safety und Security zu unterstützen.

Sicherheit ist ein zentraler Faktor im Maschinen- und Anlagenbau. Die Firma G. Kraft Maschinenbau hat erkannt, dass die IT-Sicherheit ein essenzieller Bestandteil der effektiven Entwicklung von Sondermaschinen ist. Mit dem Ziel, potenzielle Bedrohungen wie Schadsoftware, Phishing und Maschinenstillstände zu vermeiden, hat das Unternehmen gemeinsam mit dem Fraunhofer IEM eine umfassende Bedrohungs- und Risikoanalyse durchgeführt.

Im Zentrum der Zusammenarbeit von Bosch Rexroth und Fraunhofer IEM stand die Durchführung einer Bedrohungs- und Risikoanalyse für ein ausgewähltes Produkt der Bosch Rexroth AG. Ziel war es, den aktuellen Stand der Cyber Resilience Act-Konformität zu ermitteln und die noch ausstehenden Maßnahmen bis zum vollständigen Inkrafttreten des Cyber Resilience Act im Dezember 2027 zu planen.

Mit dem Security Champion Training hat die Fraunhofer IEM Academy eine Weiterbildung für Softwareentwickler:innen konzipiert, die Expert:innen auf dem Gebiet der sicheren Softwareentwicklung werden möchten. Die Schulung baut auf den Ergebnissen der vom Fraunhofer IEM herausgegebenen Software Security Studie AppSecure.nrw auf. Diese machen deutlich, dass in vielen Unternehmen die Kompetenzen für eine sichere Softwareentwicklung und ein erfolgreiches Security-Anforderungsmanagement nicht ausreichen. In rund 100 Fortbildungsstunden setzten sich die Teilnehmenden von adesso mobile solutions unter anderem mit relevanten Security-Gesetzen und -Normen auseinander, lernten die Prinzipien von Security by Design, Defense Coding, Methoden der angewandten Kryptographie und automatische sowie manuelle Code Reviews kennen.

Für das Validieren elektrischer und elektronischer Komponenten in der Automobilindustrie werden Daten aus Testfahrten genutzt. Diese lassen Rückschlüsse auf Zustand und Verhalten des Systems zu. Die Auswertung der Kommunikationsdaten ist sehr aufwendig. Ziel des Projekts ist es daher, die Abläufe zu automatisieren: Hierfür entwickelte das Fraunhofer IEM gemeinsam mit K4A Methoden zur Anomaliedetektion sowie zur Wissensextraktion weiter und kombinierte diese mit einem Ontologie-System.

Ziel des Projekts KiroS ist die Entwicklung einer praxistauglichen Robotik, die auch unter rauen Bedingungen normgerechte Schweißarbeiten ermöglicht. Die Lösung sollte mobil, intuitiv bedienbar und vielseitig einsetzbar sein – für große und komplexe Bauteile, indoor wie outdoor. Im Mittelpunkt der Entwicklung stand ein 6-Achs-Knickarmroboter auf robuster und mobiler Fahrplattform. Das Fraunhofer IEM integrierte eine sensorgeführte Nahtverfolgung sowie eine intelligente Bahn- und Prozessplanung, damit das System Schweißnähte automatisch erkennt und zuverlässig bearbeitet.

Das Leistungszentrum Engineering Automation unterstützt Unternehmen dabei, Engineering- und IT-Prozesse durch den Einsatz von Künstlicher Intelligenz (KI) und fortschrittlicher Digitalisierung zu automatisieren. Ziel ist es, die Produktivität zu steigern, Entwicklungszyklen zu verkürzen und dem Fachkräftemangel entgegenzuwirken. Durch die Automatisierung eröffnen sich zudem neue Perspektiven für innovative Lösungsansätze.

Mit dem ALBACOPTER® wird in einem groß angelegten Fraunhofer-Leitprojekt eine solche hybride Flugplattform umgesetzt. Inspiration für die Namensgebung ist der Albatros, ein Segelflugvogel, der mit minimalem Energieeinsatz über weite Distanzen gleitet. Ziel ist es, Drohnentechnologie so weiterzuentwickeln, dass sie künftig sicher, nachhaltig und wirtschaftlich in Logistiksystemen eingesetzt werden kann.

Das Projekt „ZirkuPro“ hat sich zum Ziel gesetzt, eine Systematik zur ganzheitlichen zirkulären Produktentstehung für Intelligente Technische Systeme zu entwickeln. Dabei wird ein besonderer Fokus auf die Elektronik gelegt, da sie einen wesentlichen Bestandteil dieser Systeme darstellt. Ein zentrales Augenmerk liegt auf der Nutzung teils kritischer Materialkombinationen (wie seltenen Erden), der oft unterschätzten CO2-Emissionen sowie dem notwendigen Wandel im Produktdesign aufgrund neuer Gesetzgebungen und Regularien.

Das deutsch-polnische Forschungsvorhaben ALU4CED (Aluminium based multifunctional housing for circular electronic devices) hat das übergeordnete Ziel, einen Betrag zur kreislauffähigen Gestaltung von Informations- und Kommunikationstechnik (IKT) zu leisten. Im Rahmen des zweijährigen Vorhabens (10/2023 – 09/2025) werden neue Technologie- und Designkonzepte zum Einsatz von Aluminium als multifunktionaler Gehäusewerkstoff für kleine, passiv gekühlte IKT-Geräte wie 5G-Funkmodule und WLAN-Router entwickelt.

Insgesamt stellen digitale Technologien wie Künstliche Intelligenz, Blockchain oder der Digitale Zwilling ein erhebliches Potential zur Erfüllung der Nachhaltigkeitsziele sowie zur gleichzeitigen Transformation des Kerngeschäfts dar. Der Einsatz der Digitalisierung allein ist jedoch kein Garant für eine erfolgreiche Nachhaltigkeitstransformation. Vielmehr bedarf es etwa dem Aufbau von strategischen Partnerschaften und Nachhaltigkeits-Allianzen, um Datenstandards und -schnittstellen für die wertschöpfungsstufenübergreifende Zusammenarbeit im Zuge der Kreislaufwirtschaft zu ermöglichen. Nur durch Einbezug interner und externer Stakeholder ist somit die gezielte Transformation von Prozessen, Produkten und Geschäftsmodellen eines Unternehmens im Kontext der Nachhaltigkeit und Digitalisierung realisierbar.

Ziel des ConnRAD-Projekts ist es, Systemarchitekturen sowie Kommunikationsprotokolle zu entwickeln, die die Verlässlichkeit und Resilienz von sicherheitskritischen, vernetzten Fahrfunktionen in automatisierten Fahrzeugen erhöhen. Dabei werden neue Methoden zur Bewertung der Vertrauenswürdigkeit von Kommunikationspartnern sowie zur sicheren Übertragung und Verarbeitung von Informationen entwickelt. Dies umfasst die Definition von Protokollen, die die Qualität der Daten und Kommunikationswege sicherstellen.

Das Projekt zielt darauf ab, eine Engineering-IT-Plattform zu entwickeln, die den Entwicklungsprozess in der Fahrzeugindustrie durch kontextbasierte Suche, Rückverfolgbarkeit von Artefakten und datenbasierte Planung optimiert. Diese Plattform soll durch einen Federation Layer, der verschiedene IT-Systeme und Datenquellen verknüpft, eine durchgängige Vernetzung und Analyse der Informationsflüsse ermöglichen. Eine Simulations-Engine wird hinzugefügt, um zukünftige Entwicklungsprojekte durch datenbasierte Prognosen präziser planen zu können.

Moderne Stahlwerkstoffe ermöglichen in Verbindung mit fortschrittlichen Fertigungstechnologien die Herstellung vieler Hochleistungsprodukte. Um Eigenschaften künftiger Bauteile schon beim Umformen gezielt einzustellen und eine manipulationssichere Kennzeichnung zu ermöglichen, arbeitet das Forschungsprojekt an einem intelligenten Drückwalzprozess. Forschungsschwerpunkt des Fraunhofer IEM ist hierbei die Entwicklung der Steuerungs- und Regelungstechnik, die das neue Umformen ermöglicht.

Im Projekt CoGeP setzt das Fraunhofer IEM gezielt auf teilautomatisierte Roboter: So gelingt es, die Vorteile der Automatisierung zu nutzen und gleichzeitig die Wandlungsfähigkeit der Prüfsysteme zu gewährleisten. Unternehmen sollen Cobot-Arbeitsplätze kostengünstig und aufwandsarm in beste-hende Fertigungsprozesse integrieren und so ihre Produktion kurzfristig ändern oder an kleine Stück-zahlen bis hin zur Fertigung von Einzelstücken anpassen. Aufbauend auf einem ganzheitlichen Sys-temmodell wird die IT-Architektur des späteren Systems Schnittstellen sowie die Anbindung unter-schiedlicher Roboter und Testsysteme bzw. -software ermöglichen.

Das Projekt VIP4PAPS erleichtert KMU den Zugang zu präskriptiver Analytik und Künstlicher Intelligenz durch eine modulare Plattform, die flexibel Produktionsabläufe modelliert und den Entwicklungsaufwand reduziert. Technologien wie Data Analytics, Künstliche Intelligenz und maschinelles Lernen optimieren die Produktion in Echtzeit und leiten passgenaue Reaktionsstrategien automatisch ein. Die Plattform erkennt Fehler und Anomalien frühzeitig und gibt automatisierte Handlungsempfehlungen, wie z.B. die Bestellung von Ersatzteilen oder die Anpassung der Produktionsplanung.

Die Nachhaltigkeitstransformation der Wirtschaft ist eine wichtige Grundlage für die Zukunft der Region Ostwestfalen-Lippe (OWL). Das ökologisch, sozial und zugleich ökonomisch nachhaltige Handeln ist ein entscheidender Faktor, um die Wertschöpfung und Beschäftigung in der Region zu sichern. Mit dem Projekt „Green.OWL“ will das Fraunhofer IEM gemeinsam mit der OstWestfalenLippe GmbH, der Universität Paderborn und 40 weiteren assoziierten Partnern eine Innovationsoffensive für eine nachhaltige Wirtschaftsregion umsetzen.

Im Zeitalter komplexer technischer Systeme stellt die Integration von Nachhaltigkeitsaspekten in das Engineering eine große Herausforderung dar. Entwickler*innen stehen oft vor schwierigen Entscheidungen: Soll ein Elektromotor zur Effizienzsteigerung vergossen werden oder wäre ein recyclingfreundlicheres Design besser? Diese komplexen Abwägungen müssen früh im Entwicklungsprozess getroffen werden, bisher fehlen jedoch geeignete Methoden zur Bewertung solcher Trade-off-Entscheidungen.

Zentrifugen sind in vielen Industrien entscheidend für die Trennung von Fest-Flüssig- oder Flüssig-Flüssig-Systemen. Oft arbeiten sie ineffizient, da veränderliche Betriebsbedingungen und Produkteigenschaften nicht optimal berücksichtigt werden können. Konventionelle Zentrifugen reagieren empfindlich auf Schwankungen, was zu Stillstandzeiten und einem hohen Energieverbrauch führt. Zudem fehlen häufig geeignete Sensoren zur Überwachung. Das Projekt „InZent – Intelligente Zentrifuge“ zielt darauf ab, die Energieeffizienz durch intelligente Reinigungsstrategien, unterstützt von Data Analytics und Maschinellem Lernen, zu verbessern.

Das Schlagwort Industrie 4.0 verspricht wandlungsfähige Wertschöpfungssysteme, die die wirtschaftliche Produktion von kundenindividuellen Produkten bis zur Losgröße 1 erlauben. Genau diese Herausforderungen adressiert das Projekt Digitalisierung im Schaltanlagenbau mit der Schaltanlagenbau GmbH H. Westermann. Klassischerweise ist nahezu jeder Schaltschrank ein Unikat – die typische Losgröße 1. Dies führt zu einem sehr montagelastigen Wertschöpfungsprozess, der von manuellen Prozessen geprägt ist. Ziel des gemeinsamen Projekts ist die durchgängige Digitalisierung des Wertschöpfungsprozesses von Schaltschränken.

Mit dem Forschungsprojekt CyberResilience.nrw soll die Widerstandsfähigkeit gegen Cyberangriffe in Nordrhein-Westfalen signifikant gesteigert werden. Ziel ist eine Befähigung der Unternehmen, selbst resilientere Softwareprodukte zu entwickeln. Dazu werden im Projekt werkzeuggestützte Assessments zur Bestimmung der aktuellen Cyberresilienz eines Produkts erforscht, passende Leitfäden zur Steigerung der Cyberresilienz erarbeitet und bestehende Security-Werkzeuge in Hinblick auf ihre Benutzerfreundlichkeit verbessert werden.

Die Bedeutung von Software in Fahrzeugen wächst stetig. Um innovative Funktionen zu realisieren, ist Software in sogenannten Software Defined Vehicles oft über verschiedene Steuergeräte – die Electronic Control Units (ECUs) – im gesamten Fahrzeug verteilt, die alle untereinander und teils mit dem Internet vernetzt sind. Während in der Kommunikation der ECUs bislang Bus-Technologien wie CAN und LIN eine große Rolle gespielt haben, wird zunehmend auch Ethernet aufgrund gestiegener Anforderungen an Latenzzeiten und Datenraten immer relevanter.

Der Digital Twin spielt eine umfassende Rolle in der Industrie, da er die Time-to-Market verkürzt und die Notwendigkeit physischer Prototypen reduziert. Hier dient der Digital Twin unter anderem der effizienteren Entwicklung und der frühen virtuellen Absicherung.

Komplexe Softwaresysteme sind die Basis unserer vernetzten Industrie und bergen gleichzeitig ein Sicherheitsrisiko, dessen regelmäßige Kontrolle technisch aufwendig ist. Ziel des IntelliSecTest-Projektes ist es, ein Softwarewerkzeug für effiziente, kostengünstige und leicht anwendbare Security-Tests von Softwareanwendungen zu entwickeln. Hierzu sollen die statische und dynamische Codeanalyse mit Techniken der Testfallgenerierung zu einer vollautomatischen, intelligenten Testing-Software - einem sogenannten Fuzzer - verbunden werden.

Die Luftverschmutzung steigt. Um die CO²-Belastung zu reduzieren, müssen Emissionen gesenkt werden – auch im Schiffsverkehr. Ziel des TrAM-Projekts ist es, eine neue Klasse emissionsfreier, modularer Highspeed-Passagierfähren zu entwickeln. Die erarbeiteten Methoden sollen Produktions- und Entwicklungskosten reduzieren und somit derartige Schiffe mit Elektroantrieb wettbewerbsfähig machen. Im Rahmen des Projekts wird die weltweit erste emissionsfreie, elektrisch betriebene Highspeed-Passagierfähre gebaut.