Leistungszentrum Digitale Vernetzung: Digitalisierungslösungen für Industrie 4.0 und dem Industrial Internet of Things

Unter dem Dach des Leistungszentrums „Digitale Vernetzung“ (LZDV) bündeln seit 2017 die vier Berliner Fraunhofer Institute – Fraunhofer FOKUS, Fraunhofer HHI, Fraunhofer IPK und das Fraunhofer IZM ihre Kompetenzen in den Bereichen Informations- und Kommunikationstechnologien, Cloud basierte Infrastrukturlösungen, Mensch-Maschine-Steuerungen, hochrobuste Sensorsysteme für Industrie und Produktion, kritische Infrastrukturen und Mobilität.

Die Geschäftsführung des Leistungszentrums „Digitale Vernetzung“ wird durch eine Geschäftsstelle wahrgenommen. Deren Vorsitz wechselt alle zwei Jahre zwischen den beteiligten Instituten. Mit Beginn des Jahres 2023 hat Dr. Maik Hampicke vom Fraunhofer IZM die Leitung der LZDV-Geschäftsstelle übernommen. Anlässlich des Wechsels der Geschäftsstelle sprach RealIZM mit dem neuen Leiter der Geschäftsstelle über die bisher erreichten Erfolge, zukünftigen Pläne und die Vorteile von vereintem Know-how der Institute zum Einsatz von Digitalisierungslösungen in der Produktion.

Das Fraunhofer-Konzept der Leistungszentren ist ein Angebot an Bund und Länder zur innovations- und verwertungsorientierten Exzellenzsicherung in Schlüsselthemen für die Wettbewerbsfähigkeit der deutschen Industrie. Aktuell gibt es insgesamt 21 Fraunhofer-Leistungszentren. Das Ziel des Leistungszentrums „Digitale Vernetzung“ (LZDV) ist es, Unternehmen mit praxisnahen Lösungen und Technologien bei der digitalen Vernetzung und Transformation zu unterstützen.

Dazu haben die beteiligten Institute sogenannte Transferzentren eingerichtet, in denen Lösungen von 5G, über Industrie 4.0, dem Internet der Dinge bis zu Cyber Physikalischen Systemen (CPS) entwickelt, getestet und in die Industrie transferiert werden.

• Im Transferzentrum »Hardware for Cyber Physical Systems (CPS)« am Fraunhofer IZM können Projektpartner passgenaue Sensoren und Aktoren für Ihre Digitalisierungsprojekte realisieren. Dabei profitieren Innovatoren und Entwickler u.a. von einem modularen Sensorbaukasten des Fraunhofer IZM, mit dem Hardware-Prototypen schnell und einfach getestet und weiterentwickelt werden können.
  
• Unter der Leitung des Fraunhofer HHI entsteht in Berlin eine Infrastruktur für Entwicklungen und Tests mit dem Mobilfunkstandard der 5. Generation (5G). Die Aufgabe des Transferzentrums »5G Technologien« ist es, Ergebnisse aus der laufenden 5G-Forschung mit Partnern in die experimentelle Erprobung zu bringen, um damit einen wesentlichen Beitrag zur Entwicklung und Standardisierung von Mobilfunknetzen der 5. Generation zu leisten.
  
• Im Transferzentrum »Internet of Things (IoT)« am Fraunhofer FOKUS können Nutzer, Hersteller und Interessenten IoT-Strategien z.B. für Produktionsanlagen und Logistikunternehmen entwickeln sowie IoT-Systeme und -Anwendungen von Smart Cities über den Gesundheitssektor bis zu Anwendungslösungen für den Consumer- und Medienbereich erleben und testen.
  
• Das Transferzentrum »Industrie 4.0« am Fraunhofer IPK bringt Anbieter aus den Bereichen Informations- und Kommunikationstechnik sowie der Automatisierungsausrüster mit der produzierenden Industrie zusammen. Gemeinsam werden hier Digitalisierungslösungen und kundenspezifische Umsetzungskonzepte von der virtuellen Produktentwicklung und der Planung und Steuerung der Produktion bis zur Zusammenarbeit mit Geschäftspartnern erarbeitet. 

An wen richtet sich das Angebot des Leistungszentrums Digitale Vernetzung (LZDV)?

Dr.-Ing. Maik Hampicke: Das LZDV unterstützt die deutsche Wirtschaft und Unternehmen – vom Start-Up über den Mittelstand bis zum Großkonzern. Ziel ist es vor allem in der Region Berlin-Brandenburg, die Potenziale der Digitalisierung umzusetzen sowie ihre Wettbewerbsfähigkeit und Leistungsfähigkeit in der digitalen Welt zu sichern. Unsere Kooperationspartner müssen aber nicht zwingend aus der Region kommen. Wir sind grundsätzlich für Anfragen weltweit offen und prüfen individuell, ob und wie wir als Leistungszentrum bei den betreffenden Fragestellungen weiterhelfen können.

Zum einen sind wir eine zentrale Anlaufstelle für die Industrie zum Thema digitale Transformation. Zum anderen ist das LZDV auch eine wichtige Plattform, um sich intern zu vernetzen und die fachlichen Kompetenzen der beteiligten Forschungseinrichtungen projektübergreifend noch besser zu bündeln.

Welche Ergebnisse kann das LZDV bisher aufzeigen?

Dr.-Ing. Maik Hampicke: Mit dem LZDV bieten die vier beteiligten Fraunhofer-Institute Forschungs- und Umsetzungskompetenz zum Internet der Dinge und zu Industrie 4.0 aus einer Hand an. Unsere Industriepartner profitieren von den neuesten Basis- und Querschnittstechnologien in den Themenbereichen Mikroelektronik für Sensoren und Aktoren, Fog-, Edge- und Cloud-basierte Vernetzungsplattformen, wissensbasierte Datenanalyse in Echtzeit und Automatisierung kooperativer Wertschöpfungsprozesse.

Seit Bestehen des LZDV wurden eine Vielzahl Industrie- und öffentliche Projekte im Leistungszentrum initiiert. Aktuell arbeiten wir gemeinsam mit Berlin Partner in einem EU-Projekt, um Digitalisierungstechnologien für KMUs aus dem Bereich der Bahntechnik zu implementieren.

Zu unseren jüngsten Highlight-Projekten zählen die Entwicklung eines Demonstrators für die digitale Vernetzung im industriellen Umfeld am Beispiel der automatisierten Brennstoffzellenproduktion inklusive Schulungen zur gemeinsamen Vermarktung von Digitalisierungstechnologien. Bei dem Projekt der vernetzten autonomen Produktionsstraße kamen zahlreiche Technologien, die im Rahmen des LZDV entwickelt wurden, zum Einsatz z.B. der Sensorbaukasten, verschiedene Kommunikationstechnologien wie Visible Light Communication (VLC), 5G, XR-basierte Interaktionstechnologien, autonome AGVs, KI-basierte Qualitätskontrolle oder der Digitale Zwilling.

Schematischer Entwurf zum Demonstrator – Digitalisierungslösungen in der Produktionstechnik – Fertigung einer Brennstoffzelle, Bild: Fraunhofer IPK

Bei den Think Tank Awards der Fraunhofer-Gesellschaft auf der Hannover Messe 2019 wurde das LZDV-Exponat mit dem dritten Platz prämiert. Mit unserem Ausstellungsstück und dem Slogan „Light up your Production“ haben wir damals aufgezeigt, wie die digitale Vernetzung mittels optischer Drahtlostechnik die hohen Anforderungen im industriellen Umfeld effizient bedienen kann.

Wie wird der Erfolg des LZDV gemessen?

Dr.-Ing. Maik Hampicke: Der Erfolg unserer Tätigkeit wird anhand von verschiedenen Key Performance Indicators (KPIs) gemessen. Diese umfassen unter anderem auch die Themenfelder Kooperationsprojekte, Ausgründungen, Normung und Standardisierung, Weiterbildung, Infrastrukturleistungen und Wissenschaftskommunikation. Unsere Leistung ist nicht auf eine rein wissenschaftliche Begleitung der Projekte beschränkt. Es geht vielmehr um den Transfer der Ergebnisse in die Praxis.

Nach meiner Erfahrung geht das Konzept der gemeinsamen Projektzusammenarbeit im LZDV hervorragend auf – sowohl auf der technischen als auch auf der kommunikativen Ebene. Wir erleben immer wieder einen sehr fruchtbaren Dialog zwischen den beteiligten Instituten und den Partnern. Jeder Akteur hat die Chance im Rahmen unserer Projekte, das zu machen, was er/sie am besten kann. Diese Expertise wird in der Gruppe geteilt und diskutiert. In der Vernetzung und dem Wissensaustausch liegt ein großer Vorteil, von dem alle Mitwirkenden profitieren.

Das Leistungszentrum „Digitale Vernetzung“ wird neben der Fraunhofer Gesellschaft auch vom Regierenden Bürgermeister von Berlin, Senatskanzlei – Wissenschaft und Forschung gefördert.

Blicken wir in die Zukunft: Welche Meilensteine des LZDVs sind unter der Leitung des Fraunhofer IZM zu erwarten?

Dr.-Ing. Maik Hampicke: Ein Schwerpunkt der vier beteiligten Fraunhofer-Institute liegt derzeit im Aufbau des Demonstrators für die vernetzte autonome Produktionsstraße und der Entwicklung eines Seminarprogramms speziell zu diesem Thema. Wir planen, dieses Exponat auf der Hannover Messe 2024 zu präsentieren.

Im November 2023 werden wir auf der Smart Country Convention in Berlin mit einem eigenen Messestand präsent sein. Zudem werden wir voraussichtlich auch bei dem MikroSystemTechnik Kongress in Dresden teilnehmen.

Bei Interesse als Praxispartner*in oder an einer gemeinsamen Zusammenarbeit stehen wir jederzeit für Fragen und weitere Informationen zur Verfügung. Kontakt zum Leistungszentrum „Digitale Vernetzung“.