Die Fabrik der Zukunft

Neues Referenzprojekt für KI-Strategie

Mithilfe moderner Mess-, Sensor- und Regelungstechnik soll eine neue Modellfabrik industrielle Fertigungsprozesse fit für die Zukunft machen.

Die Karlsruher Forschungsfabrik

Unreife Produktionsprozesse in neuer Geschwindigkeit serienreif machen: Das ist das Programm der im Bau befindlichen Karlsruher Forschungsfabrik.

Bereits Ende Dezember hat die „Karlsruher Forschungsfabrik“ mit dem gemeinsamen Spatenstich der Kooperationspartner Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und Fraunhofer-Gesellschaft ihren baulichen Anfang genommen. In der 15-Millionen-Anlage auf dem Campus Ost des KIT sollen ab Ende 2020 neue Produktionstechnologien mithilfe moderner Digitalisierungsmethoden deutlich schneller als bisher geplant, getestet und in die Industrie überführt werden.

Das Projekt soll einen wichtigen Beitrag zu der jüngst beschlossenen „Strategie Künstliche Intelligenz (KI)“ der Bundesregierung leisten und die Innovationskraft des Standorts Deutschland untermauern. Denn einen Großteil des Wohlstands verdankt Deutschland der Fähigkeit, innovative Produkte schnell und in regelmäßigen Abständen auf den Weltmarkt zu bringen. Die Herstellung dieser Produkte muss sich im Zeitalter von globalem Wettbewerb, Digitalisierung und Künstlicher Intelligenz jedoch 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 Herausforderungen sind das KIT mit seinem wbk Institut für Produktionstechnik und die Fraunhofer-Gesellschaft mit ihren Instituten für Chemische Technologie ICT und für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB übereingekommen, die neue Forschungsfabrik zu errichten. „Durch die zielgerichtete und frühzeitige Einbindung kleiner und mittlerer Unternehmen in die Forschungsfabrik“, betont Holger Hanselka, Präsident des Karlsruher Instituts für Technologie, „stärken wir zudem die Anziehungskraft von Stadt und Region.“

So lernt die Fertigungsanlage im laufenden Betrieb

Ziel der Forschungsfabrik ist es, bei neuen Fertigungsverfahren systematisch einen Vorsprung zu erarbeiten und auszubauen. Die Wissenschaftler sollen lernen, wie man bereits sehr früh – d.h. wenn die für ein neues Produkt erforderlichen Fertigungsprozesse noch nicht vollständig verstanden und beherrscht werden – qualitativ hochwertige Produkte herstellen kann. Konkret geschieht dies mit moderner Mess-, Sensor- und Regelungstechnik 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 Akteure ist es eigenen Angaben zufolge, maschinelles Lernen und KI 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 viel früher als bisher auf den Zielmärkten präsent zu sein.

Bildquelle: KIT

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