Forschungsquartett | Rundgang in einer Forschungsfabrik

Produktion neu denken

14.08.2014

Weniger Material verbrauchen, weniger Energie verbrauchen und den Menschen in die Produktion einbinden. Das sind die drei Ziele der E3-Forschungsfabrik in Chemnitz. Wir haben sie besucht.

„Maximale Wertschöpfung bei minimalem Ressourceneinsatz.“

Das ist das erklärte Ziel der E3-Forschungsfabrik, die im Mai 2014 auf dem Campus der Technischen Universität Chemnitz eröffnet wurde. Das Konzept des verantwortlichen Fraunhofer-Instituts für Werkzeugmaschinen und Umformung (IWU) trägt den gesellschaftlichen Entwicklungen der vergangenen Jahre Rechnung: Wie geht man mit schwindenden Ressourcen um? Wie integriert man die erneuerbaren Energien in die Fabrik? Und welche Rolle spielt der Mensch in der nahezu komplett automatisierten Produktion von Gütern?

Energiemanagement, Ressourceneffizienz und die Einbindung des Menschen in die Produktion – das sind die Stichworte. Die Modellfabrik E3 forscht an diesen Trends im Bereich der Automobilherstellung.

Ein Beispiel: Die Forscher haben eine Software entwickelt, mit der man Informationen über Energieverbrauch und Zustand der Maschinen erhält. Noch dazu können diese Angaben mit Daten über die fabrikeigene Energieproduktion verglichen werden. Wenn etwa die Solarzellen auf dem Dach gerade viel Energie erzeugen, kann ein verantwortlicher Mitarbeiter die Produktion der Maschinen hochfahren. Der Clou dabei: Die Daten lassen sich einfach auf Tablet-PCs oder Smartphones darstellen.

Man hält ein Tablet an den Maschinenmonitor und kann sich die Informationen, die man benötigt , einfach mitnehmen. Foto Max Heeke

Man hält ein Tablet an den Monitor einer Maschine und kann die Informationen, die man benötigt, einfach mitnehmen. Und später mit anderen Daten vergleichen. Foto Max Heeke

So können die Mitarbeiter flexibel auf Informationen und Veränderungen reagieren. Außerdem ‚weiß‘ die Maschine über das jeweilige Login des mobilen Endgeräts, wer vor ihr steht. Soll heißen: Ein Instandhalter bekommt andere Informationen als der Fabrikleiter.

Ein anderer Aspekt ist die Ressourceneffizienz. Produkte sollen mit weniger Aufwand produziert werden. Als Beispiel dient die Nockenwelle. Das ist eine hohle Stange, die im Automotor rotiert und Ventile öffnet, aus denen das Öl in den Motor gelangt.

Nockenwelle Foto: Max Heeke

Unten sind ältere Modelle der Nockenwelle. Sie wiegen mehrere Kilogramm und bestehen aus vielen Einzelteilen, die verbunden werden müssen. Oben sind die neuen Modelle, die deutlich leichter sind und aus weniger Einzelteilen bestehen. Foto: Max Heeke

Ältere Nockenwellen wurden zerspant. Dabei fallen Metallreste in Form von Spänen an. Die neue Herangehensweise in der E3-Forschungsfabrik ist das Umformen. Dabei bleibt kein überschüssiges Metall übrig. So kann der Material- und der Energieverbrauch gesenkt werden.

detektor.fm-Reporter Max Heeke hat die E3-Forschungsfabrik in Chemnitz besucht und sich die zukünftige Produktion von Oberingenieur Michael Kuhl und IT-Programmierer Ariel Firley zeigen lassen.

Michael Kuhl, Oberingenieur für Forschung und Entwicklung am Fraunhofer Institut für Werkzeugmaschinen und UmformungEines der Hauptprobleme, die wir hatten, als wir mit der ressourceneffizenten Produktion angefangen waren: es gab keine Daten. Es gab Aufdrucke auf den Maschinen, wie viel Energie die verbrauchen; das sind Spitzenleistungen, aber nicht die tatsächlichen Daten, Michael Kuhl Oberingenieur für Forschung und Entwicklung am verantwortlichen Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik 
Ariel Firley, IT-Programmierer am IWUIch kann jetzt mit meinem Tablet kommen, den QR-Code scannen und mir Daten der Anlage auf mein Gerät ziehen. Also die Werte, die mich interessieren, nehme ich mir einfach mit.Ariel Firleyist IT-Programmierer am Fraunhofer IWU