Fraunhofer Enterprise Labs: Vom Labor schnell in die Praxis

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(Foto: Fraunhofer IML)
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Der Pfeil im Treppenhaus zeigt nach oben. „Enterprise Lab Center“ steht darüber in dicken Buchstaben. Christian Prasse eilt voran – legt aber schon bald einen Stopp ein: Die Stirnwand des Labors im Fraunhofer-Institut für Materialfluss und Logistik (IML) in Dortmund besteht aus einer riesigen Glasscheibe. Sie gibt den Blick hinunter in die Versuchshalle frei – kein Geländer versperrt dabei den Weg. „Manchem Besucher ist bei dieser Aussicht schon schwindlig geworden“, schmunzelt der Diplom-Logistiker, der beim IML für die Strategische Entwicklung zuständig ist und die Kooperation mit Unternehmen im Enterprise Lab koordiniert.

Gemeinsam mit Unternehmen wie BMW, Würth, DB Schenker und dem Sensorhersteller Sick arbeiten die Forscher hier an Innovationen für die Industrie 4.0. Die Ziele der Firmen sind allerdings sehr unterschiedlich: Während bei den einen die Produktentwicklung im Vordergrund steht, sind es bei den anderen eher Konzepte. Das Interesse aus der Wirtschaft sei groß, sagt Prasse.

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Enge Zusammenarbeit und moderne Ausstattung

Für das Enterprise Lab wurden in die bestehende Versuchshalle des IML zwei neue Etagen eingezogen. Auf 435 Quadratmetern wurden so fast 50 neue Arbeitsplätze geschaffen und die eigenen Forschungskapazitäten erweitert. Unter anderem wurden zudem ein 3-D-Drucker angeschafft und eine eigene Platinenfertigung eingerichtet. „Die Kombination aus Coworking Space und hochmoderner technischer Ausstattung erschließt eine ganz neue Art der interdisziplinären Forschung und Entwicklung zwischen Unternehmen und dem IML“, sagt Prasse und fügt hinzu: „Mit dem Lab-Format können wir hochdynamisch und flexibel auf die Anforderungen unserer Partner eingehen.“

Das Angebot richtet sich auch an Mittelständler. Die Unternehmen erhalten Zugang zu den Kapazitäten, Laboren und Werkstätten sowie dem Know-how des IML. Natürlich bringen sie außer Mitteln für Forschung und Entwicklung auch eigene Produkt- und Dienstleistungsideen ein, um deren Machbarkeit zu testen. Die Unternehmen können dafür eigene Mitarbeiter entsenden. Prototypen sollen möglichst schnell entwickelt und praxisnah erprobt werden. Die Forschung reicht von „innovativer Logistik-Hardware über Software und Big Data bis hin zu neuen Geschäftsmodellen“. Insgesamt ist die Lab-Forschung auf Dauer angelegt und beruht auf mindestens einem dreijährigen Vertrag zwischen den Unternehmen und dem Institut.

Erste Ergebnisse schon nach kurzer Zeit

BMW zum Beispiel stieß erst Ende 2015 dazu. Doch bereits im Februar 2016 konnten die Partner mit dem Prototyp eines sogenannten Smart Transport Robot (STR) ein erstes Ergebnis präsentieren. Dieser koffergroße Transportroboter kann selbstständig Autoteile in Gestellen transportieren und ist das erste fahrerlose Transportfahrzeug (FTF), in dem Komponenten aus der Autoproduktion verbaut sind. BMW lässt den Roboter nicht bauen, sondern fertigt ihn selbst und nutzt dazu die Erfahrung aus dem Prototypenbau am IML sowie aus der eigenen Fahrzeugproduktion. So wird der STR zum Beispiel durch wiederverwendete Batterien des Elektroautos BMW i3 mit Energie versorgt. Der Vorteil: Dadurch sind diese FTF deutlich kostengünstiger und können von BMW am Ende selbst in Serie für seine Logistikstandorte produziert werden. Eingesetzt wird der STR zum Transport von Autoteilen von den Kommissionierstationen zur jeweiligen Produktionsstelle.

Der Roboter bewegt sich frei im Raum und nutzt dafür ein hybrides Ortungssystem aus Odometrie und Funksendern für seine Positionierung. Es sind keine Bodeninstallationen notwendig. Menschen und andere Fahrzeuge erkennt er dank eingebauter Sensoren, die den Roboter stoppen oder Hindernisse umfahren lassen. Um die Just-in-Time-Anlieferung sicherzustellen, arbeiten die STR als System zusammen. BMW testet den Roboter bereits in seinem Werk in Wackersdorf. „Die Nachfrage der BMW-Logistikstandorte weltweit nach dem Transportroboter ist nach unserer Kenntnis sehr groß“, sagt Prasse.

BMW macht zur Höhe der Investitionen in die gemeinsame Forschung keine Angaben. DB Schenker ist da offener. Das „DB Schenker Enterprise Lab for Logistics and Digitization“ gibt es seit 2014. Der Logistikdienstleister beteiligt sich mit einem niedrigen einstelligen Millionenbetrag, hieß es damals zur Eröffnung. Dabei zählt das Unternehmen die Investitionen in die eigenen Mitarbeiter, die an den Projekten im Lab mitarbeiten, hinzu. DB Schenker hat noch weitere Forschungskooperationen laufen, zum Beispiel mit der TU Darmstadt und der TU Dresden.

DB Schenker macht sich fit für die Zukunft

Ziel des IML Labs sei es, die Digitalisierung von Logistikprozessen zu beschleunigen und somit das Unternehmen „fit für den Wettbewerb der Zukunft“ zu machen, heißt es bei DB Schenker. Insgesamt werden in Dortmund sechs Projekte gezählt. Konkret arbeiten die Partner an einem Modell eines „digitalen Standorts“. Dieser „Avatar“ eines realen Standorts ermöglicht es, den aktuellen Zustand eines Wertschöpfungssystems permanent auch digital zur Verfügung zu stellen. Auf dieser Basis kann die Planung bei Änderungen sofort angepasst werden. So könnten künftig sogar die Wettervorhersage oder aktuelle Spielergebnisse der Fußball-Bundesliga in die Planung beispielsweise der Produktion von Grillsoßen einfließen.

Außerdem gehören die Entwicklung digitaler Geschäftsmodelle, der Einsatz von 3-D-Druck und die Optimierung des Warehouse Managements mittels neuartiger Software zu den Forschungszielen. Ein Schwerpunkt liegt auf Augmented Reality (AR) – einer technikgestützten Erweiterung der Realitätswahrnehmung. So wird beispielsweise getestet wie AR-Brillen die Arbeit von Kommissionierern verbessern können.

Vertragsverlängerung mit Sick

Sick und Würth waren die ersten Unternehmen, die 2013 ein Enterprise Lab gegründet haben. „Mit Sick haben wir gerade um drei Jahre verlängert“, sagt Prasse. Mit dem Hersteller erforscht das IML „intelligente und vernetzte Sensorik für die Zukunft“. Das Unternehmen investiert nach eigenen Angaben etwa 10 Prozent seines Umsatzes in die Forschung. Allein für das Lab habe man einen sechsstelligen Betrag ausgegeben. Beispiele für Forschungsbereiche sind der Einsatz von Sensorik in zellularen Transportfahrzeugen oder bei der Packstückvermessung.

Gemeinsam mit Würth forscht das IML zudem am I-Bin, der am Ende zu einem sich selbststeuernden Warenfluss führen soll. Der Behälter ist zunächst parallel zum In-Bin, dem intelligenten Behälter des IML, entstanden und wird nun gemeinsam weiterentwickelt. Der I-Bin überwacht eigenständig den Bestand im Behälterinneren und löst bei Bedarf Bestellungen aus. Ein weiteres Lab-Projekt ist das I-Display, ein intelligentes Regaletikett, ebenfalls eine Koproduktion von IML und Würth. Damit können Bestände überwacht und die Kommissionierung erleichtert werden. Es löst manuelle und damit aufwendigere Etikettenlösungen ab. [Axel Granzow]

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