Netze für Neues: Die Innovationscluster der Fraunhofer-Gesellschaft

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1 Thema des Monats April 2008 in Netze für Neues: Die Innovationscluster der Fraunhofer-Gesellschaft Die Idee für eine Innovation wird nur dann zu wirtschaftlichem Erfolg führen, wenn es gelingt, sie schnell und reibungslos in ein attraktives und auf dem internationalen Markt konkurrenzfähiges Produkt umzusetzen. Katalysator für den Innovationsprozess ist die Kooperation von Entwicklung und Produktion. Einen wichtigen Schlüssel zum Erfolg stellt daher die Vernetzung aller Mitwirkenden aus Wirtschaft und Forschung dar. Ziel der Vernetzung ist es, erfolgreich in Märkten zu agieren und auf diesem Weg auch Arbeitsplätze zu sichern und zu schaffen. Genau hier setzen die Innovationscluster an, welche die Fraunhofer-Gesellschaft auch mit Mitteln aus dem Pakt für Forschung und Innovation etabliert hat. Bislang wurden 13 Innovationscluster eingerichtet, an denen neben Forschungspartnern auch zahlreiche von Unternehmen beteiligt sind: Automotive Quality Saar AQS, Saarbrücken Im Innovationscluster Automotive Quality Saar AQS bündeln Kooperationspartner aus Forschung und Entwicklung sowie aus der Industrie und Verbänden ihre Kompetenzen in einem Technologieentwicklungszentrum. Das Zentrum ist am Fraunhofer-Institut für Zerstörungsfreie Prüfverfahren IZFP in Saarbrücken angesiedelt. Es bietet Lösungen aus einer Hand zur Qualitätssicherung bei der Herstellung und Verarbeitung von automobilen Werkstoffen, bei der Fertigung von Bauteilen sowie für den qualitätsgesicherten und betriebssicheren Einsatz von Komponenten und Baugruppen. Digitale Nutzfahrzeugtechnologie DNT, Kaiserslautern Im Innovationscluster Digitale Nutzfahrzeugtechnologie DNT erarbeiten die Fraunhofer- Institute für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM und für Experimentelles Software Engineering IESE gemeinsam mit Partnern aus der Industrie neue Lösungen für wettbewerbsrelevante Herausforderungen der Nutzfahrzeugindustrie. Es werden Simulationstools zur Untersuchung von Zuverlässigkeit, Ausfallsicherheit und Robustheit von Systemkomponenten unter realen Betriebslasten und das Online-Monitoring von Systemzuständen entwickelt. Darüber hinaus ist die Entwicklung von Methoden und Werkzeugen für die Erstellung verlässlicher fahrzeugspezifischer Software ein zentrales Anliegen. Digitale Produktion, Stuttgart Digitale Planung, Steuerung und Kontrolle gehören vor allem bei der Produktion in Automobilunternehmen und bei der Kooperation mit den großen Zulieferern bereits zum Standard. Kleine und mittelständische Unternehmen haben die Bedeutung dieser Methode erkannt, nutzen sie aber noch zu wenig. Ziel des Innovationsclusters Digitale Produktion ist es, die Vorteile der damit einhergehenden Technologien durch intensive Kooperation von Wissenschaft, Forschung und Wirtschaft auszubauen. Hierbei arbeiten die Fraunhofer- Institute für Arbeitswirtschaft und Organisation IAO und für Produktionstechnik und Automatisierung IPA zusammen. 1

2 Future Security BW, Freiburg Im Innovationscluster Future Security BW bündeln sechs Fraunhofer-Institute, Unternehmen aus verschiedenen Bereichen sowie die Universitäten in Freiburg, Karlsruhe, Stuttgart und Tübingen ihre Kompetenzen im interdisziplinären Feld der Sicherheitsforschung. Die Koordination übernimmt das Fraunhofer-Institut für Kurzzeitdynamik, Ernst-Mach-Institut EMI. Im Rahmen des gemeinsamen Projekts»Robust Sensing Walls«wird gezeigt, wie Ergebnisse aus Unternehmen, Universitäten und Fraunhofer-Instituten zusammenfließen. Die in die Wände eines Tunnels oder Gebäudes integrierten Sensornetzwerke sollen dabei helfen, in Zukunft Feuerwehr und Rettungskräfte anhand der Daten erkennen zu lassen, wie tragfähig eine Tunnelwand ist und ob ein unterirdischer Raumabschnitt betreten werden kann. Mechatronischer Maschinenbau, Chemnitz Die Mechatronik stellt die Schnittmenge der Disziplinen Maschinenbau, Elektrotechnik und Informatik dar. Die Einrichtung des Innovationsclusters soll die technischen und organisatorischen Kompetenzen konzentrieren und für alle Beteiligten verfügbar machen. Ziel des Clusters am Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU ist es, mechatronische Fertigungsmittel zu entwickeln und damit zur Realisierung anspruchsvollster Produkte und Prozesse beizutragen. Ein typisches FuE-Projekt: Forscher und Unternehmer in Sachsen entwickeln gemeinsam höchstpräzise Montageanlagen und hybride Erodiertechnik für neuartige Piezoeinspritztechnik. Nano for Production, Dresden Die Nanotechnologie hat bereits in viele Produkte des täglichen Lebens Einzug gehalten. Ein bekanntes Beispiel sind magnetische Festspeicherplatten, deren enorme Steigerung der Speicherdichte wesentlich auf die nur noch wenige Nanometer dicke Schutzschicht aus Kohlenstoff auf der Speicherschicht zurückzuführen ist. Aufgrund des stark interdisziplinären Charakters erfordert die Nanotechnologie eine besonders enge und intensive Zusammenarbeit aller am Innovationsprozess Beteiligten. In den Werkstoffwissenschaften liegt in der zielgenauen Einstellung der Strukturen in Größenbereichen von unter 100 Nanometern und deren industrieller Nutzung eine wesentliche Herausforderung. Hier sind in den letzten Jahren in Dresden und darüber hinaus in Sachsen in herausragender Weise entsprechende Grundlagen geschaffen worden, die erfolgreich auf eine wirtschaftliche Verwertung zielen. Innovationscluster Optische Technologien, Jena Optical Innovations JOIN, Jena Optische Technologien haben eine Schlüsselposition in vielen Anwendungsbereichen erobert. Sie ermöglichen neue Entwicklungen in Produktion, Informationstechnik und Medizin. Die Jenaer Region steht weltweit als Synonym für moderne Optik. Die Kooperation zwischen Zeiss, Schott und Abbe gilt als exemplarisch für die Zusammenarbeit von Wissenschaft und Industrie. Um diese Spitzenposition zu erhalten, haben sich Wissenschaft und Industrie der Region zum Innovationscluster Optische Technologien, Jena Optical Innovations JOIN, zusammengeschlossen. Damit sollen die Kompetenzen zur Entwicklung 2

3 mikrooptischer Systeme gebündelt und Forschungsergebnisse schneller in marktfähige Produkte umgesetzt werden. Ziele der Entwicklungsarbeit sind z. B. universell einsetzbare digitale Miniprojektoren, bioinspirierte mikrooptische Sensorsysteme oder Mess- und Prüfsysteme. Personal Health, Region Erlangen, Nürnberg, Fürth Der Innovationscluster Personal Health soll die am Standort Erlangen vorhandene Forschungskompetenz mit klinisch-ambulanter Anwendungserfahrung und einem Netz ambitionierter Industriepartner verbinden, dabei medizinische und patientenorientierte Bedarfssituationen ermitteln und rasch in Produktlösungen überführen. Ein wesentlicher Aspekt wird die Begleitung der persönlichen Gesundheitsvor- und -nachsorge sein. Letztlich soll die gesamte Versorgungs- und Wertschöpfungskette abgedeckt werden. Die Schnittstelle zwischen Klinik und ambulanter bzw. häuslicher Behandlung bietet einen exponierten Ansatzpunkt. Hier sind hohe Innovationspotenziale zu erschließen. Miniaturisierte, körpernahe Sensorsysteme ermöglichen es, Risikopatienten frühzeitig in ihre häusliche Umgebung zu entlassen. Dazu müssen die Patienten mit drahtloser Überwachungstechnologie vertraut gemacht werden. Hierfür, aber auch für die enge Vernetzung klinischer und medizintechnischer Forschung, ist die Einrichtung des Medizintechnischen Test- und Anwendungszentrums (METEAN) vorgesehen. Polymertechnologie, Halle, Leipzig Der Innovationscluster Polymertechnologie in Halle und Leipzig hat zum Ziel, innovative Synthese- und Verarbeitungstechnologien zu entwickeln und neuartige Kunststoffe schneller auf den Markt zu bringen. Eine der Innovationen im Bereich der Polymersynthese ist die Verwendung von Nanopartikeln in Polymeren. Diese Teilchen sind hundert- bis tausendmal kleiner als der Durchmesser eines menschlichen Haares. Durch den Einsatz von Nanofüllstoffen verbessert sich beispielsweise der Flammschutz der Polymere: Die Partikel bilden eine Sperrschicht und verhindern so, dass Gas ausgetauscht wird, wodurch der Brand erlischt. An dem Innovationscluster sind die Fraunhofer-Institute für Angewandte Polymerforschung IAP und für Werkstoffmechanik IWM beteiligt. Virtual Development, Engineering and Training VIDET, Magdeburg Neue Produkte entstehen immer häufiger am Computer. Sie werden digital entworfen, konstruiert, getestet und weiterentwickelt. Am Rechner können Ingenieure eine neue Maschine erproben, ohne erst teure Prototypen bauen zu müssen. Am interaktiven 3-D- Modell lassen sich Produktionsabläufe durchspielen, eventuelle Fehler und Schwachstellen entdecken sowie das Personal schulen. Virtuelle Realität verkürzt und erleichtert die Entwicklung neuer Produkte. Der Innovationscluster Virtual Development, Engineering and Training will diese Technologien verstärkt dem Maschinen- und Anlagenbau in Sachsen- Anhalt zugänglich machen. Das Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF koordiniert das Projekt. Technologien für den hybriden Leichtbau KITe hylite, Karlsruhe Im Karlsruher Innovationscluster Technologien für den hybriden Leichtbau KITe hylite arbeiten drei Fraunhofer-Institute sowie die Universität Karlsruhe (CART Center of 3

4 Automotive Research) und Unternehmen der Automobil- und Zulieferindustrie eng zusammen. Das Ziel des Innovationsclusters ist ein ganzheitlicher Ansatz zur Nutzung von Synergien komplementärer Forschungsfelder im Bereich der Faserverbundwerkstoffe und des hybriden Leichtbaus. Die Schwerpunkte liegen dabei auf der Entwicklung von Werkstoffverbünden, Produktionstechnologien und Methoden zur ökonomischen Umsetzung funktionsintegrierter Leichtbaulösungen in der Serienfertigung der Fahrzeugindustrie. Adaptronische Systeme RheMa, Darmstadt Die Adaptronik erlaubt einen direkten künstlichen Eingriff in die mechanischen Eigenschaften von Strukturen. Störungen und deren Auswirkungen kann gezielt entgegengewirkt werden, mehr Leichtbau wird möglich. Im Innovationscluster Adaptronische Systeme mit Heimat in Darmstadt werden neue adaptronische Strukturkonzepte für die Produktoptimierung in den Bereichen Schwingungsisolation, Lärmreduktion, Formkontrolle bis hin zur Leichtbau- und Zuverlässigkeitsoptimierung entwickelt. Partner aus Industrie, Verbänden und Forschung arbeiten mit besonderer Ausrichtung auf die Branchen Automotive, Maschinen- und Anlagenbau und Automation zusammen. Multifunktionelle Materialien und Technologien MultiMaT, Bremen Die Entwicklung moderner Materialsysteme dient der Verbesserung von Formgebung und mechanischen Kennwerten und rückt zunehmend»intelligente Werkstoffe«(smart materials) in den Vordergrund. Die Integration von Funktionen in Werkstoffe und Bauteile verlangt nach neuen Fertigungs- und Montageprozessen. Ganzheitliche Fertigungssysteme, in denen Funktionsmaterialien, Füge- und Montagetechnologien sowie neueste Oberflächenschutzkonzepte aufeinander eingestellt sind, machen das Konzept des Innovationsclusters Multifunktionelle Materialien und Technologien aus. Insbesondere die Bereiche der sensorierten Bauteile, die Oberflächentechnik und die Verbindungs- und Montagetechnologien gelten dabei als technologische Schwerpunkte. Technologien für den hybriden Leichtbau»KITe hylite«, Karlsruhe Im Karlsruher Innovationscluster KITe hylite,»technologien für den hybriden Leichtbau«, arbeiten verschiedene Fraunhofer Institute, sowie die Universität Karlsruhe (CART Center of Automotive Research) und Unternehmen der Automobil- und Zulieferindustrie eng zusammen.das Ziel von»kite hylite«ist ein ganzheitlicher Ansatz zur Nutzung von Synergien komplementärer Forschungsfelder im Bereich der Faserverbundwerkstoffe und dem Einsatz gemeinsamer Forschungsergebnisse für den hybriden Leichtbau. Die Schwerpunkte liegen dabei auf der Entwicklung von Werkstoffen, Produktionstechnologien und Methoden zur Realisierung funktionsintegrierter Leichtbaulösungen und deren Umsetzung in einer ökonomisch realisierbaren Serienfertigung im Bereich der Fahrzeugindustrie. Virtual Development, Engineering and Training VIDET, Magdeburg Neue Produkte entstehen immer häufiger am Computer. Sie werden digital entworfen, konstruiert, getestet und weiterentwickelt. Am Rechner können Ingenieure etwa eine neue 4

5 Maschine erproben ohne erst teure Prototypen bauen zu müssen. Am interaktiven 3-D- Modell lassen sich Produktionsabläufe durchspielen, eventuelle Fehler und Schwachstellen entdecken sowie das Personal schulen. Neue Methoden und Technologien wie Virtuelles Engineering (VE) und Virtuelle Realität (VR) machen es möglich. Bislang nutzen vor allem die Autobauer die Vorzüge des virtuellen Entwickelns und Konstruierens. Nun sollen die Technologien auch stärker im Maschinen- und Anlagenbau in Sachsen-Anhalt eingesetzt werden. Das ist das Ziel des Innovationsclusters Virtual Development, Engineering and Training für den regionalen Großgeräte- und Anlagenbau. Mehr zu den einzelnen Innovationsclustern, den Kooperationspartnern sowie Kontaktpersonen finden Sie hier: 5