Interview

Nachhaltigkeit als Innovationstreiber

Das E³-Konzept ist am Fraunhofer IWU entstanden und wurde das erste Mal im Jahr 2011 von Prof. Reimund Neugebauer, dem damaligen Institutsleiter, vorgestellt. Worin unterscheidet sich der Ansatz von anderen Konzepten, wie Industrie 4.0 oder Smart Factory?

Industrie 4.0 steht für die Vernetzung von Daten und Produktionstechnik, für die Verbindung moderner Informations- und Kommunikationstechnologie mit Fertigungstechnologien. Smart Factory baut auf dieser Entwicklung auf und überträgt sie auf die Fabrikebene: Autarke Produktionsprozesse sowie selbstoptimierende und -kommunizierende Maschinen und Anlagen sind das Ziel. Das E³-Konzept integriert diese Einzellösungen und geht über sie hinaus. Statt eines Wettbewerbs nach der schnellsten und besten Technologie für Industrie 4.0 nachzueifern, nutzen wir E³ als neue Methodik für die Suche nach integrativen Innovationen, nach Vorsprung. Diese neue Herangehens- und Betrachtungsweise soll uns dabei helfen, Potentiale und Synergien zu erkennen und die bestehenden Kompetenzen des Fraunhofer IWU noch effizienter miteinander zur vernetzen.

Steigende Energiepreise, der internationale  Wettbewerb, begrenzte Ressourcen: Wie kann E³ dabei helfen, dass deutsche Produktionstechnik und insbesondere deutsche Technologien und Produkte auch in Zukunft noch das Fundamt für Wertschöpfung und damit Wohlstand in unserer Gesellschaft sein werden?

Innnovation steht für Wettbewerbsvorsprung: Dies ist der Ausgangspunkt für unsere Forschungsarbeit und das wichtigste Paradigma für den Erhalt von Wohlstand durch industrielle Wertschöpfung in Deutschland. Das E³-Konzept soll hierbei wichtigen globalen Entwicklungstrends Rechnung tragen und dazu beitragen, dass die deutsche Produktionstechnik den technologischen Vorsprung nicht nur halten kann, sondern dass wir mit neuen Visionen weiter voran gehen. Und das tun wir von Beginn an gemeinsam mit Partnern aus deutschen Schlüsselindustrien. Für diese enge und äußerst fruchtbare Verbindung zwischen Industrie und Forschung werden wir in Europa und der Welt sehr bewundert. Mit E³ wollen wir Themen wie Industrie 4.0, Smart Factory oder auch das Kernthema des Fraunhofer IWU, die energie- und ressourceneffiziente Produktion, aufgreifen und zu einer neuen Innovationsphilosophie verbinden.          

Im November 2013 wurde das E³-Konzept in das Fraunhofer-Leitprojekt E³-Produktion überführt, an dem sich zwölf Institute beteiligen. Was bedeutet das für den Stellenwert der deutschen Produktionstechnik und welche Auswirkungen hat diese Entwicklung auf das Fraunhofer IWU?

Die Fraunhofer-Gesellschaft hat unzweifelhaft eine Führungsrolle in der produktionstechnischen Forschung. Der Start des Leitprojekts E³-Produktion zeigt zum einen, dass die Frage nach der Produktion der Zukunft inzwischen eine gesamtgesellschaftliche Aufgabe ist und Fraunhofer diesen Führungsanspruch weiter ausbauen will. Zum anderen ist die Stellung des Fraunhofer IWU als Koordinator im Leitprojekt eine Anerkennung unserer Leistungen und Kernkompetenzen. In dieser Funktion können wir die Sichtbarkeit unserer Forschungsarbeit nach außen deutlich erhöhen, was auch mit einer großen Verantwortung für alle Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter des Instituts einhergeht.

Das Leitprojekt ist in seiner Arbeitsweise interdisziplinär angelegt.  Muss sich die produktionstechnische Forschung noch intensiver gegenüber angrenzenden Wissenschaftsbereichen öffnen? Wo sehen Sie Mehrwerte für die Zukunft?  

Vernetzung ist ein wichtiger Teil des Leitprojekts. Neben den sieben Mitgliedsinstituten des Fraunhofer-Verbunds Produktion sind weitere fünf Institute beteiligt, z.B. aus der Werkstofftechnik, der Informations- und Kommunikationstechnik oder der Verfahrenstechnik. Es gibt zahlreiche  Projekte, wo sich Fragestellungen aus der klassischen produktionstechnischen Forschung mit Ansätzen aus anderen Wissenschaftsbereichen zu synergetischen neuen Lösungsansätzen verbinden lassen. Wie man mit Erfolg interdisziplinär arbeiten kann, ist uns als Institut nicht neu. Gemeinsam mit der TU Chemnitz haben wir im Sächsischen Spitzentechnologiecluster eniPROD bereits eine Reihe von sinnvollen Verknüpfungen zur Mathematik, den Wirtschaftswissenschaften oder auch den Sozialwissenschaften zur Lösung von Problemen herstellen können.    

Im Mai 2014 wurde die E³-Forschungsfabrik Ressourceneffiziente Produktion eröffnet. Forschungsfabriken gibt es an verschiedenen Standorten in Deutschland. Was macht die Forschungsfabrik in Chemnitz zu einer Zukunftsfabrik für die deutsche Produktionstechnik?

Den Begriff Forschungsfabrik haben wir insbesondere deshalb gewählt, weil wir nicht unter Laborbedingungen arbeiten. Durch die Möglichkeit, mit industrietauglicher Ausrüstung in Industriemaßstäben zu forschen, hat das neue Versuchsfeld eher einen Fabrik- und weniger einen Laborcharakter. Sicherlich gibt es verschiedene weitere Standorte in Deutschland, die sich mit der Produktion der Zukunft auseinandersetzen. Die Besonderheit unserer Chemnitzer Forschungsfabrik ist, dass wir uns zum einen auf zwei Technologiebereiche konzentrieren, die aus den Kernkompetenzen des Instituts hervorgegangen sind und die dort weiter profiliert werden: den Karosseriebau und den Antriebsstrang. Darüber hinaus ist unsere Forschungsfabrik auch ein Symbol dafür, wie man zusammen mit der Industrie an Lösungen arbeitet, wie man eine neue Form der Interaktion zwischen Wissenschaft auf der einen und Industrie auf der anderen Seite etablieren kann. Uns ist es gelungen, Forschung und Entwicklung von deutschen produktionstechnischen Schlüsselunternehmen, die ihren Sitz nicht in Sachsen haben, in unserer Forschungsfabrik und damit auch am Standort Chemnitz anzusiedeln. Hier zahlt sich auch unsere langjährige erfolgreiche Forschungspartnerschaft mit einem großen Automobilbauer aus. Diese Zusammenarbeit hat das Interesse von Zulieferern und weiteren Industriepartnern geweckt, mit uns gemeinsam und über klassische Auftragsforschung hinaus in der Zukunftsfabrik zusammen zu arbeiten. Uns geht es hierbei nicht darum, sächsische Unternehmen auszuschließen. Wir wollen auf der Grundlage unserer Partnerschaften mit der regionalen Industrie bundeweit Partner hinzugewinnen und Vernetzung unterstützen.   

Wie ist die Forschungsfabrik in das Leitprojekt einzuordnen?

Im Leitprojekt haben wir definiert, dass wir die Ergebnisse an vier Demonstratorstandorten fokussieren wollen. Neben Chemnitz sind das Berlin, Stuttgart und Dortmund. In unserer Forschungsfabrik arbeiten wir schwerpunktmäßig an technologisch orientierten Fragestellungen, insbesondere an der Realisierung ultrakurzer Prozessketten. Als weiterer Untersuchungsgegenstand spielt das Energie- und Ressourcenmanagement bis auf die Fabrikebene eine wichtige Rolle. Gleichzeitig sollen Lösungen zur Einbindung des Menschen in die Produktion der Zukunft erforscht und erprobt werden.

Wie ist die Technische Universität Chemnitz in die E³-Forschungsfabrik eingebunden?

Das gesamte Konzept sowie unsere Kernkompetenzen in der energie- und ressourceneffizienten Produktion bauen ganz maßgeblich auf gemeinsamen Forschungsprojekten wie eniPROD und der wichtigen universitären Grundlagenforschung auf. Nicht nur in unserem E³-Konzept, sondern auch in unserer Zusammenarbeit mit der TU Chemnitz wollen wir diese Synergieeffekte noch effizienter nutzen und neue Formen der gemeinsamen Zusammenarbeit mit Industriepartnern, aber auch in der Ausbildung von Nachwuchswissenschaftlern in den MINT-Profilen erproben.    

Wie kann die Forschungsfabrik dabei helfen, Industriezweige für neue technische Lösungsvorschläge und gemeinsame Projekte zu sensibilisieren?  

Unsere Forschungsfabrik ist eine offene, wandelbare Plattform für eine neue Art der Zusammenarbeit mit kleinen und mittelständischen Firmen, die keine oder nur begrenzte Ressourcen für eine eigene Forschung und Entwicklung haben. Sie bietet Raum für technische Innovationen, Möglichkeiten der Vernetzung und ganz wichtig: Wir können der Industrie sehr nah an der Praxis Machbarkeit und Rentabilität von neuen Technologien und Verfahren demonstrieren. 

Wie könnten die Themeninhalte der Forschungsfabrik in 10 Jahren aussehen? 

Das ist eine sehr schwierige Frage, denn als Fraunhofer-Institut ist unsere Forschungsarbeit durch einen hohen Anwenderbezug gekennzeichnet. Lösungen müssen sich besonders schnell in die Praxis umsetzen lassen. Nichtsdestotrotz bewegen uns aber gerade im E³-Konzept auch mittel- bis langfristige Fragestellungen. Die technische Gebäudeausstattung der Fabrik ist daher äußerst flexibel eingerichtet und bietet Raum für eine Vielzahl an produktionsrelevanten Themenstellungen mit hohem Praxisbezug. Die Zukunftsfabrik wird sich aus meiner Sicht entlang unserer wichtigsten Entwicklungslinien weiterentwickeln. Wir werden noch intensiver an Themen wie der Vernetzung von Technologie und Maschine arbeiten. Statt in Einzelkomponenten werden wir auch in Zukunft noch intensiver in Systemen denken. Dabei spielen Leichtbau durch neue Werkstoffe und Werkstoffverfahren, wie Metallschaum oder Kunststoffe, sowie die damit im Zusammenhang stehenden Produktionstechnologien, wie die Füge- und Montagetechnik, eine große Rolle. Der Trend zu einer flexibleren, individualisierten Produktion wird additiven Verfahren neue Türen öffnen, sicherlich auch bei uns am Institut. Aber auch auf Fabrikebene werden mit den Möglichkeiten der Informations- und Kommunikationstechnik sowie neuen Möglichkeiten der Energieerzeugung und -speicherung  neue Ansätze entstehen. Ich bin fest davon überzeugt, dass die Kerntechnologien des Fraunhofer IWU auch in zehn Jahren noch Bestand haben werden. Mit der E³-Forschungsfabrik werden wir sicherlich noch souveräner mit der Komplexität sowie den Anforderungen an die zunehmende Individualität und Flexibilität in der Produktionstechnik umgehen können.         

Prof. Matthias Putz gehört seit 1. April 2014 zur Institutsleitung des Fraunhofer IWU und ist mit der vertretungsweisen Wahrnehmung der Professur Werkzeugmaschinen und Umformtechnik der TU Chemnitz beauftragt.