FORSCHUNGSPROJEKTE

Die heute etablierten Vorge­hens­weisen zur Entwicklung komplexer mecha­tro­nischer Systeme stoßen oft an ihre Grenzen. Zur Erhaltung der inter­na­tionalen Wettbe­werbs­fä­higkeit deutscher Unter­nehmen ist es wichtig, auf dem Forschungs­sektor neue, richtungs­weisende Impulse zu geben. Aus diesem Grund beteiligen wir uns seit mehr als 20 Jahren sowohl bei der Gestaltung als auch bei der Durch­führung von nationalen sowie internationalen Forschungsprojekten.

Der Fokus des Forschungsprojekts BaSys 4.2 (Basissystem Industrie 4.2) liegt auf der Weiterentwicklung der quelloffenen BaSys 4.0 Middleware und des Basyx Frameworks als Referenzarchitektur für eine wandelbare Industrie 4.0 Produktion. Ziel ist es, die praktische Realisierung der vierten industriellen Revolution voranzutreiben. Zudem sollen Methoden eines durchgängig digitalen Engineerings auf Basis eines digitalen Zwillings erforscht werden.

Ein kontinuierliches Engineering soll die Wandlung der Fertigung bezogen auf das gefertigte Produkt, die Fertigungsressourcen und den Fertigungsprozess ermöglichen. Stillstandzeiten von Anlagen sollen auf eine kontinuierliche Fertigung mit Losgröße 1 optimiert werden. Um dies zu erreichen, werden schwerpunktmäßig Edge Computing, die modellbasierte Fähigkeitsbeschreibung sowie die Virtualisierung der Produktion untersucht. 

BaSys4.2 – Homepage

BaSys4.2 – Flyer

BaSys4.2 mit Fraunhofer IESE – Homepage

Das Forschungsprojekt RoMaFo (Roboterassistenzsystem und maschinelles Sehen zur Montage von formlabilen Bauteilen bei kundenindividuellen Produkten) konzentriert sich auf die Entwicklung eines Roboterassistenzsystems zur automatisierten Montage von formlabilen linearen Bauteilen. Hierfür soll ein mechatronisches Greifsystem entwickelt werden, das durch den Einsatz von maschinellem Sehen eine automatisierte Programmierung herkömmlicher Industrieroboter ermöglicht. Die neu entwickelten Methoden, Ansätze und Lösungen schaffen großes Potenzial, die Effizienz und die Ergonomie während der Montage von formlabilen linearen Bauteilen zu steigern, da derartige Prozesse in der heutigen Produktion noch immer überwiegend manuell durchgeführt werden müssen.

Am Beispiel einer automatisierbaren Kabelmontage sollen allgemeingültige Greif- und Steckstrategien entwickelt werden. Für den erfolgreichen Einsatz in der Praxis wird die gesamte Prozesskette eines Montagevorgangs betrachtet, sodass auch die Qualitätsprüfung mithilfe zusätzlicher Sensorik Berücksichtigung findet.

RoMaFo mit der TUM – Homepage

Das Forschungsprojekt SmartB4P (Smart battery control for production) untersucht eine selbstlernende Betriebsstrategie für Stromspeicher in produzierenden Unternehmen zur Senkung der Stromkosten. Der Fokus der intelligenten Steuerung liegt auf der Maximierung des Eigenverbrauchs, der Vermeidung von teuren Lastspitzen und der effizienten Steuerung des Batteriespeichers in Kombination mit abschaltbaren Lasten des Produktionssystems unter Berücksichtigung der Batteriealterung. Die ITQ GmbH konzentriert sich in diesem Projekt auf die Entwicklung von Softwarelösungen und Automatisierungstechniken für die Maschinensteuerung.

Bayrische Forschungsstiftung – Homepage

SmartB4P mit der TUM – Homepage

Fraunhofer IGCV – Homepage

Das Forschungsprojekt RETHINK (Remanufacturing für die industrielle Kreislaufwirtschaft in KMUs unter Verwendung bestehender Systeme) soll Unternehmen eine nachhaltigere und ressourceneffizientere Produktion ermöglichen. Durch die Integration von Kreislaufprozessen, insbesondere des Remanufacturings, in bestehende Produktionssysteme werden Anlagen besser ausgelastet und Stillstandzeiten vermieden. Die ITQ GmbH konzentriert sich in diesem Projekt auf die Nutzung innovativer digitaler Technologien zur Planung und Steuerung von Kreislaufprozessen. Eine zentrale Rolle spielt dabei der Einsatz eines digitalen Zwillings, der eine flexible und hybride De- und Remontagelinie abbildet.

RETHINK mit der TUM – Homepage

Projektvorstellung Lorenz – Homepage

Im Projekt BerDiBa (Berliner Digitaler Bahnbetrieb) entwickelt ein Konsortium von 12 Partnern Technologien zur Digitalisierung des Schienenverkehrs und zur Förderung nachhaltiger und umweltfreundlicher Mobilität. Dabei stehen drei Aspekte im Fokus, um den digitalen Bahnbetrieb sicherer und effizienter zu gestalten: fahrerlose Züge, automatisch geplante Wartungen sowie eine automatisierte Steuerung aus der Ferne. Die ITQ GmbH bringt sich im Bereich mechatronischer Entwicklungsprozesse, der Konzeption eines digitalen Zwillings und der virtuellen Inbetriebnahme ein. Das Projekt wird von der Europäischen Union kofinanziert.

BerDiBa mit der TU Berlin – Homepage

BerDiBa mit dem Fraunhofer Institut – Homepage

Das Forschungsprojekt KIRO (KI-basierte Roboterapplikationen) widmet sich der Vereinfachung der Realisierung von Roboterapplikationen. Unternehmen sollen dank Reduktion des benötigten Expertenwissens sowie des Arbeits- und Zeitaufwands dazu befähigt werden, in Zukunft schnell und einfach, vielfältige Roboterapplikationen in einer variantenreichen Produktion wirtschaftlich einzusetzen und zu skalieren. Die ITQ GmbH übernimmt die Verantwortung für die Konzeptionierung des Entwicklungsframeworks für Roboterapplikationen und die Gewährleistung eines strukturierten Vorgehens aus mechatronischer Sicht.

KIRO mit der TU München – Homepage

InterAcDT (Interactive-collaborative Digital Twin) erweitert die digitale Planung und Optimierung von Produktionsanlagen durch gezielte Weiterentwicklung und Integration von Technologien im Bereich des Digitalen Zwillings. Mithilfe von KI-basierten Optimierungsalgorithmen, innovativen Interaktionsmethoden und web-basierter Bereitstellung wird der Digitale Anlagenzwilling einem breiten Anwenderkreis zugänglich gemacht. Die kollaborative Nutzung des Digitalen Anlagenzwillings ermöglicht eine verbesserte Planungsgüte und wirtschaftliche Produktion neuer Antriebstechnologien. Die ITQ GmbH beteiligt sich mit der Softwareintegration zum Betrieb Digitaler Zwilling, Schnittstellenentwicklung und -implementierung, Spatial Computing sowie Entwicklung von Demonstratoren mit VR/AR-Interaktion.

InterAcDT mit der FAU Erlangen-Nürnberg – Homepage

Im Mittelpunkt des Forschungsprojekts SPIKe (Smarte Prozess-, Produkt- und Service-Innovation durch KI-Pipelines für etablierte Unternehmen) steht die nachhaltige Entwicklung intelligenter Demonstratoren durch KI-Pipelines für produzierende Unternehmen. Darüber hinaus soll zu deren Entwicklung ein Referenzmodell für KI-Pipelines konzipiert und iterativ weiterentwickelt werden, um eine technisch fundierte Entwicklung sowie einfache Übertragbarkeit auf andere Anwendungsfälle sicherzustellen. Die ITQ GmbH konzipiert ein komplexes, disziplinübergreifendes System und bringt Expertise in der KI-basierten Prozessoptimierung sowie in der Entwicklung von Datenpipelines im Produktionsumfeld und in der simulationsgetriebenen Entwicklung mechatronischer Systeme in das Projekt mit ein.

SPIKe mit der Fraunhofer FIT – Homepage

SPIKe mit der Hochschule Augsburg – Homepage

SPIKe mit WashTec – Homepage

Im Projekt safe.trAIn (safe AI for driverless regional trains) werden die Potenziale der Künstlichen Intelligenz (KI) im Schienenverkehr erforscht. Die Verbindung von KI mit den Sicherheitsaspekten des Schienenverkehrs wird am Beispiel des fahrerlosen Regionalzugs praktisch umgesetzt. Dabei werden Prüfmethoden und -werkzeuge für KI-basierte Ansätze erforscht und ein GoA4-System in einem virtuellen Testfeld entwickelt und validiert. ITQ GmbH übernimmt die Aufgabe, belastbare Bewertungsmöglichkeiten für die Erklärbarkeit von KI-basierten Lösungen zur Objekterkennung im Bereich von Schienenfahrzeugen und anderen industriellen Anwendungen abzuleiten.

safe.trAIn – Homepage

Mit dem Forschungsprojekt Autodis (Automated disassembly) bringt die ITQ GmbH im Sinne der Circular Economy die Entwicklung einer automatisierten und intelligent vernetzten Demontage zirkulärer Smart Meter Produkte voran. Am Beispiel intelligenter Wasserzähler beschäftigen sich Ingenieure und Wissenschaftler der ITQ GmbH, TUM fml – future.meets.logistics sowie Lorenz im Forschungsprojekt Autodis mit Automatisierungspotenzialen von Demontagevorgängen und der komponentenweisen Aufbereitung der Smart Meter Rücklaufprodukte. Die Wiederverwendung von Produkten, ihre Instandhaltung und ihre Wiederaufbereitung sind für die produzierende Industrie wichtig, um Ressourcen effizienter zu nutzen und zu einer umweltbewussten Kreislaufwirtschaft beizutragen.

Autodis mit TU München – Homepage

Das Europäische Projekt OUTDOC (Unterstützung für Promotionen in aufstrebenden Gebieten) wird vom Erasmus+ Programm finanziert und von der Universität Salamanca in Spanien koordiniert. Ziel ist es, die Beschäftigungsfähigkeit von Promotionen in aufstrebenden Europäischen Gebieten zu verbessern. Anhand einer Unternehmensbefragung soll das Missverhältnis zwischen den Anforderungen der Arbeitgeber und dem Fachwissen der Doktoranden verringert und gleichzeitig die Bedürfnisse der Arbeitgeber ermittelt werden. Mit den gesammelten Daten wird ein spezielles Online Softskills-Trainings-Programm entwickelt, dass die Beschäftigungsfähigkeit von Doktoranden in der Arbeitswelt und speziell in diesen Gebieten verbessert.

OUTDOC – Homepage

OUTDOC Seminare – Registrierung

Aufgrund steigender Energiekosten ist ein wachsender Markt für Konzepte zur Erhöhung der Energieeffizienz von Anlagen entstanden. Ziel des ECO MODE CONTROLLER Projekts ist die Entwicklung einer energieeffizienzsteigernden Prozessführung für Kunststoffkalander, welche später als Dienstleistung von den Verbundunternehmen vermarktet werden soll. Alleinstellungsmerkmal ist dabei die Verbindung eines hohen Energieeinsparpotentials mit einer sehr guten Integrierbarkeit in vorhandene Anlagen bei geringem Investitionsbedarf.

Eco Mode Controller 

Das internationale Forschungsprojekt NUCLEI beinhaltet das Ziel, den „lokalen“ Technologie-Ansatz veralteter internationaler Managementmodelle durch einen transnationalen Wissenspool zu ersetzen, um fortschrittliche Fertigungsinnovationen über regionale Grenzen hinweg zu unterstützen. Dies erhöht zum einen die wirtschaftliche Verflechtung und fördert zum anderen effektivere transnationale Wertschöpfungsketten in der Automobilindustrie, der Elektroindustrie, der IT-Branche, der Robotik und der mechanischen Automatisierung.

NUCLEI

NUCLEI Imagefilm

NUCLEI – Homepage

Den aktuell beste­henden Ansätzen für ein mecha­tro­nisches Engineering fehlt heute oft ein klarer Bezug zur praxis­ge­rechten Anwendung. Ziel des Forschungs­pro­jektes MEPROMA ist es, Anfor­de­rungen an Methoden und Tools anhand von Anwen­dungs­sze­narien klar zu formu­lieren. Grundlage hierfür sind die in voran­ge­gangenen Forschungs­pro­jekten identi­fi­zierten Prozess­gebiete und Aktivitäten im mecha­tro­nischen Engineering. Auf diese Weise wird sicher­ge­stellt, dass kommende Genera­tionen von Werkzeugen und Methoden den Anfor­de­rungen einer innovativen Produkt­ent­wicklung gerecht werden und im täglichen Einsatz praxis­tauglich Verwendung finden.

MEPROMA

Das Forschungs­projekt CyProS verfolgt das Ziel, ein reprä­sen­tatives Spektrum Cyber-Physischer System­module zu entwickeln und eine konzep­tionelle und metho­dische Basis für deren Betrieb in realen Produk­ti­ons­um­ge­bungen zu schaffen. ITQ ist dabei intensiv an der Erstellung von Entwick­lungs­me­thoden für Cyber-Physische Systeme beteiligt. Ein Schwerpunkt liegt in der Abbildung Cyber-Physischer Systeme inklusive ihrer Funktionen, Kompo­nenten und Schnittstellen.

CyProS – Homepage

Die maßgebliche Zielstellung des Forschungs­pro­jektes AKOMI ist es, die Wandlungs­fä­higkeit von Produk­ti­ons­anlagen zu erhöhen. Dafür sind neue Methoden zur automa­ti­sierten Konfi­gu­ration von mikro­sys­tem­tech­nischen Kompo­nenten zu erforschen und umzusetzen, so dass der Exper­ten­aufwand zur Integration, Konfi­gu­ration und Kalibrierung von Produk­ti­ons­mitteln in der Mikro­sys­tem­technik reduziert und somit die Wieder­ver­wendung von Produk­ti­ons­mitteln durch eine geeignete Modula­ri­sierung verbessert wird.

Grundlage jedes Verbes­se­rungs­pro­zesses ist die Aufnahme des Ist-Zustandes. Deshalb ist ein zentrales Element des Forschungs­pro­jektes BESTVOR ein Bewer­tungs­ver­fahren (Self-Assessment), mit dem innerhalb von wenigen Stunden die zentralen Handlungs­felder zur Verbes­serung der Entwick­lungs­prozesse in einem Unter­nehmen bestimmt werden können. Aufbauend auf den Erkennt­nissen aus dem Self-Assessment werden dann konkrete Empfeh­lungen gegeben, welche Maßnahmen einzu­leiten sind. Grundlage für die Bewertung der Prozesse und der Handlungs­emp­feh­lungen sind die Ergebnisse aus voran­ge­gangenen Forschungs­pro­jekten sowie bereits veröf­fent­lichten VDMA-Leitfäden und nicht zuletzt die Erfah­rungen der namhaften Unter­nehmen des Maschinen- und Anlagenbaus, die bei BESTVOR (2006-2009) mitge­ar­beitet haben.

BESTVOR

BESTVOR – Homepage

Durch aktuelle Trends im Kontext der Digitalisierung und „Industrie 4.0“ werden mechatronische Systeme in ihrer Bedienung zunehmend komplexer. Um dieser Herausforderung zu begegnen, bedarf es gebrauchstauglicher Systeme, die von den Bedienern unproblematisch beherrscht werden können. Dies kann insbesondere erreicht werden, wenn bei der Entwicklung von mechatronischen Systemen die Rolle der späteren Bediener kontinuierlich berücksichtigt wird. Zu diesem Zweck wurde von einem interdisziplinären Konsortium im Rahmen des Forschungsprojektes PEBeMA ein Referenz­modell für die nutzerzentrierte Entwicklung von Benutzerschnittstellen von mechatronischen Systemen erarbeitet.

PEBeMA