21. und 22. Februar 2017

»Netzwert« 2017 Exzellenz durch Zusammenarbeit

1

Vorwort

Sehr geehrte Damen und Herren, das diesjährige Fraunhofer-Symposium »Netzwert« widmet

Auch bei den Elevator Pitches steht die Kooperation mit

sich dem Motto »Exzellenz durch Zusammenarbeit«. Gemäß

exzellenten Partnern im Vordergrund: So kooperieren wir bei

unserem neuen Fraunhofer-Leitbild stärken wir durch ge­-

unserem Ideenwettbewerb »Form Follows Future« mit

­zielte Kooperation mit den weltweit Besten aus Wissenschaft

renommierten De­signeinrichtungen wie der UDK Berlin und

und Wirtschaft unsere eigene Innovationskraft sowie die

der Fakultät für Design der Hochschule München. Dabei

der deutschen und europäischen Wirtschaft. Dieser wichtige

geht es um die Gestaltung visionärer Produktdesigns aus inno­

Aspekt steht nun auch im Fokus unserer größten internen

vativen Fraunhofer-Technologien. Im Rahmenprogramm er­­-

Vernetzungsveranstaltung.

warten Sie zahlreiche weitere Höhepunkte, darunter interaktive Diskus­sionen zu strategischen Forschungsthemen und Work­­­-

Den Kern dieses nunmehr siebten Netzwert-Symposiums

shops zu unternehmerischem Denken und Handeln.

bil­den wie immer unsere exzellenten Kooperationen im Rahmen unserer zentralen Vorlaufforschung. Vorgestellt werden

Lassen Sie sich wieder inspirieren! Gemeinsam mit den Referen-

36 ak­tuelle Projekte, darunter MAVO-, WISA-, MEF-, Attract-,

tinnen und Referenten heiße ich Sie beim Fraunhofer-Sympo-

Discover-, BMBF-, EU-, Leit- und Stiftungsprojekte. Dabei bietet

sium »Netzwert« 2017 herzlich willkommen und wünsche uns

sich den mehr als 400 teilnehmenden Wissenschaftlerinnen

zwei kreative Tage mit Erkenntnisgewinn und neuen Kontakten.

und Wissenschaftlern sowie ausgewählten Partnern aus Wirtschaft und Politik erneut Gelegenheit, über den Tellerrand

Herzliche Grüße

der jeweils eigenen Disziplin zu blicken und Anregungen für neue Projekt­ideen und Partnerschaften zu gewinnen. Prof. Dr. Reimund Neugebauer Präsident der Fraunhofer-Gesellschaft

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3

VERANTWORTLICHKEITEN

Inhalt

und Impressum

6 10

P ro g r a m m ü b e r s i c h t Pa r a l l e lvo r t r äg e i n d e r Ü b e r s i c h t

16  S ess i o n t h e m e n 16

Innovationen bei Motoren

19 Biotechnologie

Verantwortlichkeiten:

Impressum:

Konzept und Gesamtkoordination: Interne Forschungsprogramme P4 (Eva Rathgeber, Michael Edelwirth)

Redaktion: Eva Rathgeber (P4)

Auswahl der Fachvorträge: Interne Forschungsprogramme P4 (Michael Edelwirth) Ideenwettbewerb: Interne Forschungsprogramme P4 (Eva Rathgeber, Michael Edelwirth), Geschäftsmodellentwicklung A1 (Björn Schmalfuß), Think Tank P11 (Carl Behmer) Anmeldung und Organisation: Reise- und Veranstaltungs­ management / Zentrale Dienste B4 (Christoph Reindl)

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22

Cybersecurity

25

Vernetzung in der Produktion

28

Neue Werkstoffe

31

Mikrosysteme für Consumerprodukte

34

Big Data

37 Power-to-X Gestaltung: Johanna Angermeier, München

40 Impfstoffentwicklung 43 Batterieforschung

Bildquellen: Titelbild: iStockphoto Seite 20: Prof. Dr. Marc F. Schetelig Seite 50: NASA Seite 26: fotolia alle übrigen Abbildungen: © Fraunhofer-Gesellschaft

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Unterwassertechnologie

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Virtuelle Realität

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I n f o r m at i o n u n d A n m e l d u n g

53

R au m ü b e r s i c h t

© Fraunhofer-Gesellschaft, München 2017

5

Programm Dienstag, 21.02.2017

Ab 09.00 Uhr Registrierung

14.00 Uhr

Parallelvorträge



Räume Cuvilliés, Asam, Effner

15.00 Uhr

Kaffeepause

10.00 Uhr Eröffnungsvortrag »Exzellenz durch Zusammenarbeit«

Prof. Dr. Reimund Neugebauer,



Präsident der Fraunhofer-Gesellschaft

15.30 Uhr

Parallelvorträge



Raum Cuvilliés



Räume Cuvilliés, Asam, Effner

16.30 Uhr

Kaffeepause

10.30 Uhr Vorstellung der Young Research Class und ihrer Projektidee zum Thema »Kognitive Maschinen«

17.00 Uhr Fishbowl 2.0:

 Dr. Sophie Hippmann, Abteilungsleiterin Think Tank

»Resilienz und zivile Sicherheit« Raum Asam

Teilnehmende der Young Research Class

Raum Cuvilliés

11.00 Uhr

Ideenwettbewerb »Form Follows Future«



Raum Cuvilliés

»Antibiotikaresistenz« Raum Effner 19.00 Uhr Abendveranstaltung mit Preisverleihungen »Gründerpreis« und »Beste Kundenakquise«

11.30 Uhr

Kaffeepause

Prof. Alexander Kurz, Vorstand Personal, Recht und Verwertung

12.00 Uhr

Parallelvorträge



Räume Cuvilliés, Asam, Effner

13.00 Uhr

Mittagessen

6

Raum Cuvilliés

Moderation: Tobias Ranzinger, Bayerischer Rundfunk 7

Programm Mittwoch, 22.02.2017

09.00 Uhr

Parallelvorträge



Räume Cuvilliés, Asam, Effner

10.00 Uhr

Kaffeepause

10.15 Uhr

Unternehmerisches Denken und Handeln



Workshop 1: Kundenbedarfe besser

13.00 Uhr Ideenwettbewerb »Form Follows Future«

verstehen – Design Thinking



Raum Cuvilliés

13.30 Uhr

Vortrag: »Schnittstelle Design – Zwischen

12.30 Uhr Impulsvortrag: »Fraunhofer – Vorreiter für Startups im deutschen Wissenschaftssystem?« Prof. Dr. Georg Rosenfeld, Vorstand für Technologiemarketing und Geschäftsmodelle Raum Cuvilliés

Moderation: Julia Bauer, A3 Raum Cuvilliés

Technologie, Innovation und User Experience« Workshop 2: Geschäftsmodelle und

Prof. em. Günter Horntrich,

Verwertungsteams entwickeln – FDays®

Professor für Ökologie & Design an der

Moderation: Thorsten Lambertus, A3

Köln International School of Design (KISD)

Raum Asam

sowie Gründer und Geschäftsführer der Designagentur yellow design | yellow circle

Workshop 3: Innovationen durch Design

Raum Cuvilliés

beschleunigen – Fraunhofer-Innovator Moderation: Björn Schmalfuß, A1 Raum Effner

13.50 Uhr

Schlusswort Prof. Dr. Georg Rosenfeld Raum Cuvilliés

12.15 Uhr

Kaffeepause 14.00 Uhr Mittagessen

Moderation: Tobias Ranzinger, Bayerischer Rundfunk 8

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Parallelvorträge Dienstag, 21.02.2017

Raum Cuvilliés

Raum Asam

Raum Effner

Innovationen bei Motoren

Biotechnologie

Cybersecurity

Moderation: Prof. Dr. Bernd Valeske, IZFP

Moderation: Prof. Dr. Katja Schenke-Layland, IGB

12.00 Uhr

Kraftstoffdampf-HCCI: Hoher Wirkungsgrad und geringe Emissionen in Verbrennungsmotoren WISA Dipl.-Ing. Robert Szolak, ISE

12.00 Uhr

OPTISCELL: Optische Systemplattform zur markerfreien Identifikation von Einzelzellen MAVO Dr. Ar nold Gillner, ILT

12.20 Uhr

IFEM: Innovative Fertigungstechnologien für elektrische Maschinen Zukunftsstiftung Dipl.-Ing. Franz-Josef Wöstmann, IFAM

12.20 Uhr

Einzylinderforschungsmotor mit LeichtbauZylindergehäuse aus Faserverbundwerkstoff Industrieprojekt Dr. Lars Frederik Berg, ICT-NAS

12.40 Uhr

12.40 Uhr

Vernetzung in der Produktion

12.00 Uhr

Biocontrol: Umweltfreundliche Bekämpfung invasiver Agrarschädlinge ATTRACT Prof. Dr. Marc F. Schetelig, IME-MB

COPYCAT: Rückverfolgbarkeit und IP-Schutz auf Basis von Physical Unclonable Functions MAVO Dipl.-Ing. Alexander Stanitzki, IMS

12.20 Uhr

Organs-on-a-chip: Mikrophysiologische Systeme für Hochdurchsatzscreenings ATTRACT Dr. Peter Loskill, IGB

PA-SIEM: Profilbasierte Anomalie-­ erkennung für SIEM-Systeme BMBF Dipl.-Inform. Rafael Uetz, FKIE

12.40 Uhr

SPARKS: Schutz des intelligenten Stromnetzes gegen Cyberangriffe EU Dr. Martin Hutle, AISEC

Neue Werkstoffe

Moderation: Prof. Dr. Gunnar Grün, IBP

Moderation: Prof. Dr. Peter Bretschneider, IOSB

Mikrosysteme für Consumerprodukte Moderation: Dr. Michael Thomas, IST

Moderation: Dr. Thomas Weißgärber, IFAM

14.00 Uhr

E -Produktion: Produktion im E³-Konzept – die effiziente Fabrik Leitprojekt Prof. Dr. Matthias Putz, IWU

14.00 Uhr

BISYKA: Biomimetischer Synthesekautschuk in innovativen Elastomerkompositen MAVO Dr. Ulrich Wendler, IAP

14.00 Uhr

SMARTPUMP: Mikropumpen für Gas­sensoren in Smartphones Zukunftsstiftung Dr. Martin Richter, EMFT

14.20 Uhr

FleMMingo: Flexible drahtlose Maschine-zu-Maschine-Kommunikation MAVO Dipl.-Ing. Stefan Lipp, IIS

14.20 Uhr

DEGREEN: Dielektrische Elastomergeneratoren zur Nutzung von Wasserenergie Freistaat Bayern Dr. Ber nhard Brunner, ISC

14.20 Uhr

SMARTSPEAKER: Smarte MEMS-Laut­sprecher für mobile Anwendungen WISA Prof. Dr. Ber nhard Wagner, ISIT

14.40 Uhr

SecurePLUGandWORK: Durchgängige und sichere Standardschnittstellen für Maschinen BMBF Dr. Olaf Sauer, IOSB

14.40 Uhr

NanoCaTe: Nanocarbon für flexible Polymere zur thermoelektrischen Energierückgewinnung EU Dipl.-Ing. (FH) Lukas Stepien, IWS

14.40 Uhr

facetVision: Insekteninspirierte abbildende optische Systeme Zukunftsstiftung Dr. Andreas Brückner, IOF

3

Parallelvorträge Dienstag, 21.02.2017

Raum Cuvilliés

Raum Asam

Raum Effner

Big Data

Power-to-X

Impfstoffentwicklung

Moderation: Prof. Dr. Boris Otto, ISST

Moderation: Prof. Dr. Christian Dötsch, UMSICHT

Moderation: Prof Dr. Jens Hohlfeld, ITEM

15.30 Uhr

FERARI: Verteilte Verarbeitung von Datenströmen mit intelligenten Sensoren EU PD Dr. Michael Mock, IAIS

15.30 Uhr

Strom als Rohstoff: Elektrochemische Verfahren für Energie- und Rohstoffsysteme Leitprojekt Dr. Hartmut Pflaum, UMSICHT

15.30 Uhr

ELVIRA: Elektronenstrahlbasierte Inaktivierung von Viren und Bakterien MAVO PD Dr. Sebastian Ulbert, IZI

15.50 Uhr

PRO-OPT: Big Data Produktions­optimierung in Smart Ecosystems BMWi Dr. Jörg Dörr, IESE

15.50 Uhr

WESpe Begleitforschung: Systemanalyse für Power-to-Gas-Prozesse BMWi Dipl.-Ing. Christopher Voglstätter, ISE

15.50 Uhr

MALARIA-VAKZINE: Innovative Malariaimpfstoffkandidaten in Pflanzen Zukunftsstiftung Dipl.-Biol. Andreas Reimann, IME

16:10 Uhr

AMI: Automatisierung in der medizinischen Bildverarbeitung ICON Dr. Markus Harz, MEVIS

16:10 Uhr

Zwanzig20-HYPOS: Umsetzung von H2-Industrieprojekten in Ostdeutschland BMBF Prof. Dr. Ralf B. Wehrspohn, IMWS

16:10 Uhr

Vari-VLP: Biocontainer für Wirkstofftransport und Vakzinierung MEF PD Dr. Susanne M. Bailer, IGB

Mittwoch, 22.02.2017 Batterieforschung

U N TERWASSERTECH N OLOGIE

Virtuelle Realität

Moderation: Dr. Norman Uhlmann, IIS

Moderation: Prof. Dr. Michael Stelter, IKTS

Moderation: Prof. Dr. Steffen Ihlenfeldt, IWU

09.00 Uhr

LiScell: Anodenkonzept für Lithiumschwe­felbatterien mit hoher Energiedichte MAVO Dr. Holger Althues, IWS

09.00 Uhr

DEEPINSPECT: 3D-Erfassung und Überwachung von Unterwassergroßstrukturen WISA PD Dr. Alexander Reiterer, IPM

09.00 Uhr

EMMA-CC: Innovative digitale Menschmodellierung für ergonomische Arbeitsplätze MAVO Dr. Joachim Linn, ITWM

09.20 Uhr

CERES: Entwicklung keramischer Festelektrolytbatterien Zukunftsstiftung Dr. Roland Weidl, IKTS

09.20 Uhr

DEDAVE: Autonomes Unterwasserfahrzeug für die Meereserkundung INNOVATOR Prof. Dr. Thomas Rauschenbach, IOSB-AST

09.20 Uhr

INVIRTES: Entwicklung komplexer Systeme mit Virtuellen Testbeds BMWi Christian Bremer M.Sc., IEM

09.40 Uhr

HiPoLiT: Neuer Weg zu schnellladefähigen Lithiumbatterien BMBF Dr. Reinhard Mörtel, ISIT

09.40 Uhr

RoBEMM: Robotisches Bergungsverfahren zur Delaboration von Munition im Meer BMWi Dipl.-Ing. Paul Müller, ICT

09.40 Uhr

AVP3: Akustisch erweiterte Virtualisierung von Produkten und Produktionsprozessen BMWi Dr. Sandra Brix, IDMT

Innovationen bei Motoren

IFEM

Kraftstoffdampf-HCCI

Innovative Fertigungstechnologien

Hoher Wirkungsgrad und geringe Emissionen

für elektrische Maschinen

in Verbrennungsmotoren

Zukunftsstiftung

WISA

Dipl.-Ing. Franz-Josef Wöstmann, IFAM

Dipl.-Ing. Robert Szolak, ISE

Die Elektrifizierung verschiedenster Lebensbereiche schreitet

Mit dem am Fraunhofer ISE entwickelten Verfahren können

immer schneller voran, der Bedarf an elektrischen Antrieben

Ruß- und NOX-Emissionen in Verbrennungsmotoren deutlich re­

wächst demzufolge stark. Herkömmlich gewickelte Drahtspulen

duziert werden. Der katalytische Verdampfer ist skalierbar

stoßen in Bezug auf die Anforderungen hinsichtlich Material­

und kann auch für große Verbrennungsmotoren eingesetzt wer-

effizienz, Kosten, Leistungsdichte, Leichtbau, Bauraumreduktion

den. Der Kraftstoffdampf besitzt andere Kraftstoff- und somit

und Wirkungsgrad an ihre Grenzen.

Zündeigenschaften als der Eingangskraftstoff. Dadurch kann die Verbrennung gesteuert und optimiert werden. Dies konnte

Das IFEM-Projektteam entwickelt großserientaugliche Ferti­

am Fraunhofer ICT an einem Einzylindermotor mit Diesel de-

gungsverfahren zur Herstellung von Spulen, die E-Maschinen

monstriert werden. Durch die Änderung der Kraftstoffeigen­schaf­

in höheren Effizienzklassen ermöglichen und den Maschi­

ten konnte der Verbrennungsschwerpunkt auch bei höheren

nenauslegern einen bislang nicht gekannten Gestaltungsspiel-

Lastpunkten im Motorkennfeld kontrolliert werden. Die Norm

raum geben.

für NOX konnte ohne zusätzliche Abgasnachbehandlung erreicht werden. Die Rußemissionen lagen weit unterhalb der konven­tio­ nellen Dieselverbrennung.

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17

BIOTECHNOLOGIE

OPTISCELL

Einzylinderforschungsmotor mit Leichtbauzylindergehäuse

Optische Systemplattform zur markerfreien

aus Faserverbundwerkstoff

Identifikation von Einzelzellen

Industrieprojekt

MAVO

Dr. Lars Frederik Berg, ICT-NAS

Dr. Ar nold Gillner, ILT

Im Rahmen einer Kooperation zwischen der Fraunhofer-Projekt­­­­-

Die Herstellung von effizienten Produktionszelllinien (High-Produ-

gruppe Neue Antriebssysteme NAS und dem belgischen Ma­­­

cer-Zellen) ist ein essenzieller Schritt bei der biotechno­logischen

terialhersteller SBHPP wurde für einen Einzylinderverbrennungs-

Herstellung pharmazeutischer Wirkstoffe. Heute erfolgt die Aus-

motor aus Faserverbund­werkstoff ein Leichtbauzylinder­ge­häuse

wahl von Zellen, die eine besonders hohe Expressions­rate eines

entwickelt. Durch die material­gerechte Bauteilekonzeption

gewünschten Zielproteins aufweisen, über aufwändige und meist

und -konstruktion sowie die Anwendung von duroplastischen

auf immunologischen Methoden beruhende Screeningverfahren

Hochleistungscompounds konnte das Gewicht des Zylinderge-

zur Bestimmung der exprimierten Menge der Zielproteine. Dies­e

häuses im Vergleich zum Referenzbauteil aus Aluminium um

Screening-Verfahren sind sehr zeit- und kostenintensiv und

30 Prozent reduziert werden. Die eingesetzten phenolharzbasie­

verlängern den Prozess der Herstellung von Produktionszelllinien

renden Compounds können in großserienfähigen Fertigungs­

um mehrere Monate. Das Ziel der MAVO OPTISCELL ist daher

verfahren, wie z.B. Spritzgießverfahren, endkonturnah verarbeitet

die Entwicklung einer Analysetechnik für die Identifikation von

werden. Im Rahmen der Entwicklung wurden die Prototypen­

High-Producer-Zellen auf Einzelzellebene ohne Verwendung

bauteile unter realen Einsatzbedingungen am hausinternen Moto­

zusätzlicher Marker oder analytischer Methoden. Mittels einer

renprüfstand erprobt und ihre Funktionsfähigkeit nachgewiesen.

Einzelzelltransfertechnik werden die selektierten Zellen der nachfolgenden Prozesskette zur Herstellung von Biologika, wie z.B. Antikörper, Impfstoffe und Hormone, vollautomatisch zugeführt.

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BIOCONTROL

Organs-on-a-chip

Umweltfreundliche Bekämpfung

Mikrophysiologische Systeme

invasiver Agrarschädlinge

für Hochdurchsatzscreenings

ATTRACT

ATTRACT

Prof. Dr. Marc F. Schetelig, IME-MB

Dr. Peter Loskill, IGB

Die Kirschessigfliege, Drosophila suzukii, ist ein invasiver land­

Heutige Verfahren zur Entwicklung von Arzneimitteln zeichnen

wirtschaftlicher Schädling, der weiche Früchte und Trauben be-

sich durch extrem hohe Kosten und einen immensen Zeitauf­-

fällt. In den vergangenen zehn Jahren hat sich die Fliege in

wand aus. Einer der Hauptgründe hierfür ist, dass experimentelle

vielen Staaten von Europa, Nord- und Südamerika ausgebreitet.

In-vivo-Tests bei Menschen nicht tragbare Risiken besitzen und

Auch in Deutschland steigen die Population und der Schaden

daher aufwändige Tierversuche notwendig sind. Selbst hochent-

seit 2011 kontinuierlich an, ohne dass es effektive Methoden zur

wickelte Tiermodelle sind jedoch nicht in der Lage, den komple­­-

Bekämpfung der Fliege gibt. Strategien für eine umweltfreundli­-

xen menschlichen Körper und speziell Krankheiten nachzubilden.

che und speziesspezifische Bekämpfung von D. suzukii werden

Durch Integration von auf iPS-Zellen basierenden menschlichen

benötigt und am Fraunhofer IME entwickelt. Der Einsatz alter-

Gewebestrukturen in physiologisch relevante, mikrofluidische

nativer Bekämpfungssysteme ist im Speziellen für die Kirsches-

Umgebungen können mikrophysiologische Systeme (Organs-on-

sigfliege eine Notwendigkeit, da Insektizide durch den rasanten

a-chip) erzeugt werden, die die Vorteile von künstlichen Gewe-

Entwicklungszyklus der Fliege nicht effektiv eingesetzt werden

ben (menschliche Gene) und Tiermodellen (Blutkreislauf zwischen

können.

Organen) vereinen. Im Attract-Projekt Organ-on-a-chip werden mikrofluidische Testsysteme für die Simulierung personalisierter Phänotypen auf einem Chip generiert, die breite Anwendungen in der Entwicklung von Arzneimitteln und der personalisierten Medizin finden.

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CYBERSECURITY

COPYCAT

PA-SIEM

Rückverfolgbarkeit und IP-Schutz auf Basis

Profilbasierte Anomalieerkennung

von Physical Unclonable Functions

für SIEM-Systeme

MAVO

BMBF

Dipl.-Ing. Alexander Stanitzki, IMS

Dipl.-Inform. Rafael Uetz, FKIE

Das Verhindern von Produktpiraterie und der Schutz geistigen

Viele Organisationen werden Opfer von Datendiebstählen, die

Eigentums für elektronische Systeme stehen im Mittelpunkt

neben geschäftlichen oft auch persönliche Daten von Kunden

der MAVO COPYCAT. Typische Bedrohungsszenarien sind dabei

oder Beschäftigten betreffen. Häufig werden diese Vorfälle nicht

die Fälschung oder der Austausch von Komponenten, aber

von der Organisation selbst, sondern erst durch Externe erkannt.

auch das Kopieren des kompletten Systems. Minderwertige Plagi-

Studien belegen allerdings, dass Indikatoren erfolgreicher Angrif-

ate führen zu Know-how-Verlust und bedrohen die Sicherheit

fe häufig in Logdateien der Organisation zu finden sind. Diese

der Systeme. Daher müssen sie vor unautorisierten Manipulatio-

werden aber meist erst im Rahmen forensischer Untersuchungen

nen geschützt werden. Das Projekt zielt auf technische Lösun­-

ausgewertet, da eine laufende manuelle Analyse zu aufwändig

gen für die Identifikation sowie den Manipulationsschutz von

wäre und es an zuverlässigen, automatisierten Methoden man-

elektronischen Komponenten.

gelt. Im Rahmen des Projekts PA-SIEM werden deshalb Methoden zur echtzeitnahen Erkennung von Datendiebstählen und typi-

Es werden mikro- und makroskopische »Physical Unclonable

schen vorangehenden Schritten erforscht. Das Fraunhofer FKIE

Functions« (PUF) entwickelt; dies sind kryptographische

unterstützt dabei gemeinsam mit einem weiteren Forschungs-

Hardwareelemente, welche die zufälligen Fertigungsschwan­

partner ein deutsches KMU bei der Erweiterung seiner Log-Ma-

kungen im Material eines Bauteils auswerten, um daraus

nagement-Lösung um die neuen Erkennungsmethoden.

einen elektronischen Fingerabdruck abzuleiten. Zum Schutz einzelner Bauteile werden PUF in Mikrochips integriert, zum Schutz ganzer Baugruppen dient eine neuartige Schutzfolie.

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VERNETZUNG IN DER PRODUKTION

SPARKS

E³-Produktion

Schutz des intelligenten Stromnetzes

Produktion im E³-Konzept – die effiziente Fabrik

gegen Cyberangriffe

Leitprojekt

EU Dr. Martin Hutle, AISEC

Prof. Dr. Matthias Putz, IWU

Das intelligente Stromnetz der Zukunft erfordert für einen

Im Fokus dieses Leitprojekts steht nicht nur die Schaffung

energieeffizienten und kostengünstigen Betrieb eine informati-

neuer Technologien, die es ermöglichen, den Ressourcenver­

onstechnische Vernetzung und Steuerung. Diese IT-Systeme

brauch weiter zu senken, sondern auch Lösungen für eine

sind dabei zunehmend Cyberangriffen ausgesetzt. Um eine

energieoptimierte Fabrik. Somit wird gewährleistet, dass Ener­-

sichere und zuverlässige Energieversorgung sicherzustellen, sind

gie effizienzsteigernd über den gesamten Prozess eingesetzt

Verfahren zur Verhinderung von Cyberangriffen sowie zur

werden kann und sich volatile Energiequellen bedarfsgesteuert

Minderung der durch Angriffe entstehenden Folgen erforderlich.

nutzen lassen. Eine Schlüsselrolle kommt dem Menschen in

Im FP7-Projekt SPARKS werden Methoden und Tools zur Analyse

der Produktion zu. Ihn gilt es, mit einem modernen, inspirieren-

von Risiken, Bedrohungen und Verwundbarkeiten sowie zu

den Arbeitsumfeld zu unterstützen. Die Ergebnisse fügen

den sozioökonomischen Auswirkungen entwickelt. Innovative

sich durch die Nutzung von Synergien und geschaffener Indus­t­-

Technologien werden zur Erkennung von Angriffen und zum

rie 4.0-Innovationen zu komplexen IT-Lösungen zusammen

Schutz der Netze eingesetzt. Das Projekt setzt durch Workshops

und geben einen Ausblick auf das »Produktionsunternehmen

und praktische Demonstrationen einen starken Fokus auf die

der Zukunft«.

Einbindung relevanter Stakeholder.

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FleMMingo

SecurePLUGandWORK

Flexible drahtlose Maschine-zu-Maschine-Kommunikation

Durchgängige und sichere Standardschnittstellen

MAVO

für Maschinen BMBF

Dipl.-Ing. Stefan Lipp, IIS

Dr. Olaf Sauer, IOSB

Flexible, dynamische Produktionsszenarien, wie sie mit der Um-

In der Industrie 4.0 sind Komponenten, Maschinen und Anla-

setzung von Industrie 4.0-Visionen Realität werden, erfordern

gen sowie IT-Systeme vernetzt. Heute existieren auf jeder Ebene

komplexe M2M-Kommunikationsstrecken. Heutige kommerziell

der Fabrik diverse Softwaresysteme mit Schnittstellen, die bei

erhältliche Funksysteme werden den aus zukünftigen Produk­

Änderungen manuell umprogrammiert werden müssen. Ziel der

tionsszenarien resultierenden Anforderungen an Flexibilität und

Arbeiten des IOSB ist es, PLUGandWORK-Fähigkeiten in die pro-

Zuverlässigkeit nicht gerecht.

duktionsnahen Softwarekomponenten zu bringen. Dabei werden offene Standards genutzt, die die Industrie schon heute einsetzt.

Im Rahmen des Projekts FleMMingo wird ein Baukasten entwi­ ckelt, der geeignete Technologien und Algorithmen von der

Aktuell wird eine Hardware (»PLUGandWORK Cube«) geliefert,

physikalischen Ebene über den Medienzugriff und die Netzwer­k­

mit der Unternehmen ihre Maschinen nachrüsten, sodass sie

ebene bis hin zur Datenkompression und Dienstoptimierung

den Kommunikationsstandard OPC UA »sprechen«, und zwar

auf Anwendungsebene enthält. Dabei werden Technologien

inklusive der Gerätebeschreibung als AutomationML-Modell.

für niedriglatente, zuverlässige und effiziente Funksysteme ent­

Mit diesem Ansatz hat das Projektteam an den Programmen

wickelt, die gleichzeitig regulatorisch konform sind und durch

IdeaGame, FDays und FFL teilgenommen. Der Kommunikati-

ein Spektrum- und Interferenzmanagement die Verträglichkeit

onsserver wird direkt aus dem Modell erzeugt – ohne manuelle

mit anderen Funksystemen garantieren.

Nacharbeit.

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27

Neue Werkstoffe

BISYKA

DEGREEN

Biomimetischer Synthesekautschuk

Dielektrische Elastomergeneratoren zur Nutzung

in innovativen Elastomerkompositen

von Wasserenergie

MAVO

Freistaat Bayern

Dr. Ulrich Wendler, IAP

Dr. Ber nhard Brunner, ISC

Natur- und Synthesekautschuk sind wesentliche Bestandteile von

In zehn Jahren sollen 50 Prozent des bayerischen Stromver-

mehr als 40 000 Produkten des täglichen Lebens und zählen zu

brauchs aus erneuerbaren Energien gedeckt werden, doppelt

den wichtigsten strategischen Rohstoffen. Aufgrund einzig­artiger

so viel wie der heutige Anteil. Deshalb fördert das bayerische

mechanischer Eigenschaften ist Naturkautschuk für diverse An-

Wirtschaftsministerium mit dem Projekt DEGREEN neuartige

wendungen unersetzbar.

Technologien zur Nutzung regenerativer Energien.

Projektziel ist es, einen »biomimetischen Synthesekautschuk«

Die Energiegewinnung aus Wasser benötigt derzeit den Einsatz

zu entwickeln, welcher die außerordentliche Performance

von Wasserrädern, Turbinen, Staustufen etc., die mit Störfaktoren

des Naturkautschuk mit den Vorteilen des Synthesekautschuks

verbunden sind. Dielektrische Elastomergeneratoren (DEG)

verbindet. Auf diesem System basierend werden speziell an­

sind neuartige Systeme zur umweltschonenden, direkten Wand-

gepasste Füllstoffe für Hochleistungskomposite entwickelt.

lung der Fließenergie kleiner Flüsse und Bäche in elektrische

Alle dafür notwendigen Kom­ponenten werden im Rahmen des

Energie. Der Energiewandler besteht aus dünnen elektrodierten

Projekts auch im Pilotmaßstab hergestellt. Mit dieser MAVO

Elastomerfolien, die einen dehnbaren elektrischen Kondensator

wird durch Bündelung der lebens- und ingenieurwissenschaft­

bilden. Durch äußere Kräfte, z.B. durch strömendes Wasser,

lichen Expertisen innerhalb der Fraunhofer-Gesellschaft welt­-

gedehnt, ändert sich die elektrische Kapazität und damit der

weit erstmalig der Transfer der einzigartigen biologischen Eigen-

elektrische Energieinhalt der Silikonfolien. Ziel sind modular

schaften von Naturkautschuk auf sein technisches Pendant

aufgebaute DEG mit einer elektrischen Ausgangsleistung bis

Synthesekautschuk möglich.

zu 1 kW.

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MIKROSYSTEME FÜR CONSUMERPRODUKTE

NanoCaTe

SMARTSPEAKER

Nanocarbon für flexible Polymere zur

Smarte MEMS-Lautsprecher

thermoelektrischen Energierückgewinnung

für mobile Anwendungen

EU

WISA

Dipl.-Ing. (FH) Lukas Stepien, IWS

Prof. Dr. Ber nhard Wagner, ISIT

Im Rahmen von Industrie 4.0 bedarf es in technischen Prozessen

In zahlreichen Anwendungen für mobile Kommunikations­­-

einer umfassenden Datenerhebung. Energieautarke Sensorsys­

ge­räte werden Mikrolautsprecher mit möglichst geringer

teme, welche ihre Energie aus der Abwärme technischer Prozesse

Bau­tiefe und niedrigem Leistungsverbrauch gewünscht, die mittels

gewinnen, können hierbei einen Beitrag zur Effizienzsteigerung

Stan­dard-SMD-Montagetechniken integriert werden können.

des Gesamtsystems liefern. Drahtlose Sensorsysteme – bestehend

Diese Anforderungen können konventionelle elektrodynami­sche

aus Energiequelle und -zwischenspeicher, Sensor und Kommu­

Miniaturlautsprecher nicht erfüllen. In der WISA SmartSpeaker

nikationsschnittstelle – können nach dem Prinzip »place and for-

sollen die Nachteile heutiger Lautsprecher mittels fortgeschrit­te­

get« autonom Daten erfassen und übertragen.

ner MEMS-Technologie und intelligenter Ansteuerung und Audiosignalverarbeitung überwunden werden. Dazu bündeln

Das NanoCaTe-Projekt beschäftigt sich mit der kompletten

die Fraunhofer-Institute ISIT und IDMT ihre Kompetenzen in

Wertschöpfungskette eines solchen Sensorsystems. Ein Schwer-

der Mikrosystem- und der Audiotechnik. Ziel ist die Entwicklung

punkt liegt dabei auf der Materialentwicklung der Energiequelle,

von Konzepten und Technologien für hocheffiziente MEMS-

einem thermoelektrischen Generator. Hierzu wird die Eignung

Aktoren zum Antrieb von Einzellautsprechern und Arrays, deren

von Nanocarbon (CNT, Graphene) als thermoelektrisches Material

Klangqualität mittels intelligenter Ansteuerung optimiert wird.

untersucht. Ziel ist es, das Material durch Zusatz von Nanocarbon zu verbessern und gleichzeitig eine effiziente Verarbeitbarkeit durch Drucktechnologie sicherzustellen.

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SMARTPUMP

facetVision

Mikropumpen für Gassensoren

Insekteninspirierte abbildende

in Smartphones

optische Systeme

Zukunftsstiftung

Zukunftsstiftung

Dr. Martin Richter, EMFT

Dr. Andreas Brückner, IOF

In das Smartphone werden demnächst Sensoren eingebaut,

Digitale Kameras haben die Analogtechnik in revolutionärer

die Parameter aus der Umgebungsluft messen. Bedingt durch

Weise abgelöst. Sie ermöglichen sofortige Bildverfügbarkeit,

lange Diffusionsstrecken in der Luft reagieren die Sensoren

verbesserte Miniaturisierung, verringerte Herstellungskosten

sehr langsam. Anwendungen (»Apps«), die mit dem User

und neue Anwendungen wie Mobile Imaging in Smartphones

interagie­­ren, erfordern Ansprechzeiten von 1–2 Sekunden.

und Webcams sowie in der Automobil- und Medizintechnik.

Hier setzt das Projekt Smartpump an: Eine Mikropumpe führt Sensoren innerhalb einer Sekunde aktiv Luft zu. Das verringert

facetVision entwickelt neuartige Array-Kameras, die auf dem

nicht nur Ansprechzeiten, sondern führt auch zu genaueren

Zusammenspiel von Optik, Elektronik und Software beruhen.

Messungen. Das wird nützlich für Gassensoren, die u.a. Feuchte,

Das bioinspirierte Wirkprinzip bietet Alleinstellungsmer­kmale,

CO2, Alkohol, aber auch Feinstaub messen. Die Pumpe wurde

die in nahezu allen Marktsegmenten die Kundenbedürfnisse

bereits auf eine Größe von 5 x 5 mm² verkleinert, Ziel ist die Ver-

optimal befriedigen: Industrial Design durch Halbierung der

kleinerung auf 3,5 x 3,5 mm². Sobald eine so winzige Pumpe

Bauhöhe und neuartige Bauformen, innovative Features wie

als Massenprodukt verfügbar ist, werden weitere Innovationen

3-D-Bildaufnahmen und Software-Refocusing. Array-Kameras

möglich, z.B. Ak­toren für optischen Zoom, haptische Displays

haben damit das Potenzial, konventionelle Kameras zu sub­

oder Duftszenarien in mobilen Geräten.

stituieren und die Bildaufnahme erneut zu revolutionieren.

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BIG DATA

PRO-OPT

FERARI

Big Data Produktionsoptimierung

Verteilte Verarbeitung von Datenströmen

in Smart Ecosystems

mit intelligenten Sensoren

BMWi

EU

Dr. Jörg Dörr, IESE

PD Dr. Michael Mock, IAIS

PRO-OPT ist ein Forschungs- und Entwicklungsprojekt im Rah-

Im Zeitalter von Industrie 4.0 spielt die direkte Kommunikation

men des Technologieprogramms »Smart Data - Innovationen aus

von Maschine zu Maschine eine immer wichtigere Rolle. Da­

Daten« mit dem Ziel, Unternehmen in dezentralen kooperativen

tenströme werden jedoch immer gewaltiger und überfordern

Strukturen (Smart Ecosystems) die effektive und intelligente Ana-

die datenverarbeitenden Systeme zunehmend. Das von der

lyse großer Datenmengen zu ermöglichen. Vor allem durch die

EU geförderte Projekt »Flexible Event Processing for Big Data

Digitalisierung und Automatisierung fallen bei der Produktion

Architectures« (FERARI) entwickelt eine Architektur, mit der

immer größere Datenmengen an. Die Datenquellen liegen dabei

in Echtzeit Analyseaufgaben auf verteilten Datenströmen durch-

verteilt bei verschiedenen, wirtschaftlich unabhängigen Teilneh-

geführt werden. Beispiele sind die frühzeitige Erkennung von

menden des Ecosystems, insbesondere da in die Produktion meist

Betrugsversuchen und Fehlfunktionen in Telekommunikations-

nicht nur Teile aus eigener Fertigung eingehen. Übergreifende

netzwerken. Im Projekt FERARI werden Methoden des »Complex

Analysen müssen unter Berücksichtigung von Zugriffsberechti-

Event Processing« und des maschinellen Lernens bereits auf

gungen auf diese Quellen heruntergebrochen werden. Big-Data-

der Sensorebene eingesetzt, so dass nur die relevanten Daten

Strategien sollen hier helfen, diese Analysen zu ermöglichen

an ein zentrales System weitergeleitet werden. Vorteile sind,

bzw. effizienter zu gestalten. Die Lösung wird in der Automobil­

dass relevante Ereignisse frühzeitig erkannt werden und dass

domäne angesiedelt, da diese in Deutschland eine Schlüssel-

die Rechenleistung der intelligenten Sensoren ausgenutzt wird.

stellung besitzt und einen starken Leuchtturmeffekt für weitere Branchen hat.

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POWER-TO-X

AMI

WESpe Begleitforschung

Automatisierung in der medizinischen

Systemanalyse für Power-to-Gas-Prozesse

Bildverarbeitung

BMWi

ICON Dr. Markus Harz, MEVIS

Dipl.-Ing. Christopher Voglstätter, ISE

Onkologische Verlaufskontrolle, multimodale Augenuntersu-

Die Notwendigkeit von Power-to-Gas als wichtigem Baustein der

chung, digitale Pathologie: Drei klinische Bereiche, in denen

Energiewende ist inzwischen von Politik und Gesellschaft aner-

Bilder eine herausragende Rolle für die Diagnostik spielen,

kannt. Aktuelles Problem ist jedoch noch die fehlende Wirtschaft-

deren schnelle und reproduzierbare Auswertung aber mitunter

lichkeit der Anlagen unter den aktuellen Randbedingungen.

schwer ist. Moderne Deep-Learning-basierte Software kann einige der zeitraubendsten Aufgaben sehr gut unterstützen,

Im Projekt WESpe sollen daher neben anderen Forschungsfragen

doch ihr Training und die klinische Validierung sind aufwändig.

Werkzeuge für eine Systemanalyse von Power-to-Gas-Prozessen

Dieses ICON-Projekt setzt daher an, mit einer geschickten

erstellt und an repräsentativen Anwendungsfällen getestet

Softwarearchitektur das Training von Deep-Learning-Algorithmen

werden. Hierfür werden am Fraunhofer ISE flexible Simulations-

zu unter­stützen. So sollen Methoden entstehen, die Ärzte

modelle entwickelt, die in Kombination mit Kostenmodellen

bei den Aufgaben entlasten, die sie am wenigsten mögen: Etwa

eine detaillierte technische und wirtschaftliche Betrachtung und

die Quantifizierung des Krankheitsverlaufs in Onkologie und

automatisierte Optimierung von Power-to-Gas-Anlagen erlauben.

Augenheilkunde oder die automatische Markierung winziger

Ziel des Projektes ist es, mittels der erarbeiteten Werkzeuge vier

Ansammlungen von Krebszellen in der digitalen Pathologie.

repräsentative Anlagen technisch und ökonomisch zu bewerten, Empfehlungen für die Politik zu geben und zukünftig mit Hilfe dieser Werkzeuge den potenziellen Erfolg von Anlagen simulativ vorab betrachten zu können.

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Strom als Rohstoff

Zwanzig20-HYPOS

Elektrochemische Verfahren für Energie-

Umsetzung von H2-Industrieprojekten

und Rohstoffsysteme

in Ostdeutschland

Leitprojekt

BMBF

Dr. Hartmut Pflaum, UMSICHT

Prof. Dr. Ralf B. Wehrspohn, IMWS

Energie- und Stoffwirtschaft wandeln sich und wachsen dabei

HYPOS wird als ostdeutsches Konsortium durch Zwanzig20

zusammen, denn die Energiewende zieht eine Rohstoffwende

gefördert und strebt den Aufbau einer Modellregion für Wasser-

nach sich. Die neuen »Rohstoffe« sind nachhaltig bereitgestellter

stoff in den neuen Bundesländern an. Ziel ist es jedoch, mit die-

Kohlenstoff und erneuerbare, meist fluktuierende Energien.

sem Vorhaben auf die deutschlandweite Wasserstoff-Community

Elektrochemische Verfahren erschließen diese Rohstoffe und ma-

zu wirken. Mit seinen 117 Mitgliedern will HYPOS modellhaft

chen aus ihnen Produkte mit »grünem Fußabdruck«. Im Leitpro-

über grünen Wasserstoff das Chemiestoffstromnetz, das Erdgas-

jekt »Strom als Rohstoff« erarbeiten neun Institute Kompetenzen,

netz und die elektrischen Netze in Ostdeutschland verbinden

um verschiedene Chemikalien, basierend v.a. auf Strom, CO2

und damit fehlende System- und Netzwerkinnovationen für eine

und Wasser, herzustellen. Zielprodukte sind dezentral hergestell-

Wirtschaftlichkeit von sicherem grünen Wasserstoff erreichen.

tes Wasserstoffperoxid sowie Ethen, Alkohole und Treibstoffe.

Dabei sieht sich HYPOS als langfristig angelegtes Netzwerk für

Modellierung, Systemanalyse und Nachhaltigkeitsmanagement

Erzeugung, Transport, Speicherung und Verwertung von grü­nem

begleiten die Entwicklung, damit sich die Verfahren effizient

Wasserstoff.

in das Energiesystem Deutschlands einkoppeln lassen.

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IMPFSTOFFENTWICKLUNG

ELVIRA

MALARIA-VAKZINE

Elektronenstrahlbasierte Inaktivierung

Innovative Malariaimpfstoffkandidaten

von Viren und Bakterien

in Pflanzen

MAVO

Zukunftsstiftung

PD Dr. Sebastian Ulbert, IZI

Dipl.-Biol. Andreas Reimann, IME

Im Projekt ELVIRA wird die Technik der niederenergetischen

Malaria ist eine verheerende Infektionskrankheit, die durch

Elektronenstrahlung (LEEI) genutzt, um Krankheitserreger für

Parasiten der Gattung Plasmodium hervorgerufen wird. Bis heu-

die Herstellung von Impfstoffen zu inaktivieren. Seit über 70

te sind keine Malariaimpfstoffe auf dem Markt verfügbar und

Jahren werden in der Impfstoffproduktion Viren und Bakterien

existierende medikamentöse Behandlungen verlieren aufgrund

mit toxischen Chemikalien wie Formaldehyd behandelt. Dies

zunehmender Resistenzbildung der Erreger ihre Wirksamkeit.

ist sehr zeitaufwändig und beschädigt zudem die für einen

Im Rahmen des Projekts »Malaria-Vakzine« der Fraunhofer-

Impfstoff kritischen Antigene. Die Folge sind oft wochenlange

Zukunftsstiftung verfolgt das Fraunhofer IME in Aachen einen

Her­stellungsprozesse und große Verluste an Wirksamkeit. Über

vielversprechenden Ansatz zur Entwicklung innovativer Mehr­

LEEI inaktivierte Erreger erhalten fast vollständig ihre Antigenizi-

phasen-Malariaimpfstoffkandidaten in Pflanzen, die demnächst

tät, zudem erfolgt die Inaktivierung innerhalb von Sekunden

in klinischen Studien am Menschen getestet werden sollen.

und kann einfach in biologische Labore und Herstellungsprozes­-

Auf Basis des flexiblen pflanzlichen Produktionsansatzes konnte

se integriert werden. Im Projekt wurden bisher verschiedene

eine Vielzahl verschiedener Kandidaten im Labormaßstab pro-

Krankheitserreger erfolgreich inaktiviert und Automatisierungs­

duziert und getestet werden. Die GMP-konforme Produktion

lösungen bis hin zum Proof of Concept entwickelt.

der finalen Kandidaten im Pilotmaßstab wird in einer neuartigen »Vertical Farming«-Pflanzenproduktionsanlage erfolgen, die am IME-Standort in Aachen gemeinsam mit dem Fraunhofer IPT entwickelt wurde.

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BATTERIEFORSCHUNG

Vari-VLP

LiScell

Biocontainer für Wirkstofftransport

Anodenkonzept für Lithiumschwefelbatterien

und Vakzinierung

mit hoher Energiedichte

MEF

MAVO

PD Dr. Susanne M. Bailer, IGB

Dr. Holger Althues, IWS

Virusähnliche Partikel (VLP) sind biobasierte Kapseln, die Viren

Im Rahmen der MAVO »LiScell« arbeiten die Fraunhofer-

nachahmen und vielfältig eingesetzt werden können. Sie eignen

Institute IWS, ICT, FEP und IVI an der Weiterentwicklung der

sich zum Verpacken und zur Zielsteuerung von Wirkstoffen (Drug

Lithium-Schwefel-(Li-S)-Technologie.

delivery), da sie therapeutische Agenzien in hoher Konzentration, nebenwirkungsarm und zielgerichtet intravenös transportieren

Li-S-Batteriezellen zeichnen sich durch hohe gravimetrische

können. Aufgrund ihrer Stabilität, Größe und Multivalenz eignen

Energiedichten und geringe Materialkosten im Vergleich

sich VLPs außerdem hervorragend als Basis von Impfstoffen, etwa

zu Li-Ionen-Batterien aus. Damit ist diese Zellchemie äußerst

gegen Viren, die sich in vitro nicht oder nur schwer züchten las-

attraktiv für zukünftige Speicherlösungen. In diesem Vor­-

sen, oder gegen Fremdproteine, die an der Oberfläche präsentiert

ha­ben bilden Siliziumanoden die Schlüsselkomponente für

werden. Der breite Einsatz von VLP ist jedoch dadurch limitiert,

die Weiterentwicklung der Li-S-Zellen. Erste Test- und

dass standardisierte und effiziente Plattformtechnologien zu ihrer

Pro­to­typzellen versprechen eine deutliche Steigerung der

Herstellung fehlen, um ähnlich wie bei einem Baukastensystem

volu­metrischen Energiedichte und Stabilität gegenüber

unterschiedliche VLP mit unterschiedlicher Beladung an verschie-

dem Stand der Technik.

dene Wirkorte zu bringen. Ziel des MEF-Projektes Vari-VLP ist daher die Etablierung eines universellen Verfahrens und einer modularen Plattform zur Herstellung von VLP.

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CERES

HiPoLiT

Entwicklung keramischer Festelektrolytbatterien

Neuer Weg zu schnellladefähigen Lithiumbatterien

Zukunftsstiftung

BMBF

Dr. Roland Weidl, IKTS

Dr. Reinhard Mörtel, ISIT

Natrium-Beta-Aluminat-Elektrolyte (SBAE) stellen die Kernkom-

Im Projekt HiPoLiT werden innovative Batterien mit besonderer

ponente von Na/S- und Na/NiCl2-Batterien dar. Das Prozessieren

Eignung für die Elektromobilität und die Logistikbranche erar-

dieser anspruchsvollen Keramik erfordert Know-how und hat

beitet, die sich durch eine Kombination aus Schnellladefähigkeit,

eine große Auswirkung auf den finalen Preis. Im Gegensatz zur

hoher Zyklenstabilität und herausragender Sicherheit bei prakti-

konventionellen Herstellungsmethode arbeitet das IKTS an der

kabler Energiedichte auszeichnen.

deutlich kosteneffizienteren Extrusion. Zahlreiche Materialien ­ und Prozessvariationen wurden untersucht, um ein optimiertes ­

Der Schwerpunkt liegt in der Erforschung der Kombination aus

Pulver zu finden. Röhren mit verschiedenen Durchmessern

LTO-Anoden mit einem sehr günstigen Lade- und Alterungs­

­­­­konnten erfolgreich gefertigt werden. Aktuelle Ergebnisse und

verhalten und Hochvoltkathoden, durch welche die Energiedichte

Produktionskostenkalkulationen zeigen, dass die Extrusion

gesteigert wird. Hinzu kommen angepasste Elektrolyte, die mit

von SBAE-Hochtemperaturbatterien eine wettbewerbsfähige

leistungsstarken und thermomechanisch besonders stabilen

Alternative für den Energiespeichermarkt darstellen kann.

Se­paratoren kombiniert werden. Um aus diesen Komponenten

Eine Herausfor­derung stellt u.a. noch das Hochskalieren zu

Zellen zu erhalten, wird eine in Deutschland kostengünstig

Röhren für den 100 Ah-Bereich dar.

umsetzbare Fertigungstechnik erarbeitet. Die Batterieentwicklung wird exemplarisch für die Anwendungen in Gabelstaplern und elektrischen Bootsantrieben durchgeführt und an Demonstratoren verifiziert.

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UNTERWASSERTECHNOLOGIE

DEEPINSPECT

DEDAVE

3-D-Erfassung und Überwachung

Autonomes Unterwasserfahrzeug

von Unterwassergroßstrukturen

für die Meereserkundung

WISA

INNOVATOR

PD Dr. Alexander Reiterer, IPM

Prof. Dr. Thomas Rauschenbach, IOSB-AST

Das Meer stellt heute eine wichtige Quelle für Energie, aber

DEDAVE wurde mit dem Ziel entwickelt, ein vielseitig einsetzba­

auch für Rohstoffe dar. Offshore-Windenergieanlagen, Tidenhub­

res, kompaktes Autonomes Unterwasserfahrzeug (AUV) zu

kraftwerke und Bohrplattformen sind Bauwerke, die teilweise

schaffen. Dabei ist es leichter zu handhaben, hat eine größere

oder ganz im Wasser errichtet werden müssen. Solche Bauwerke

Payload-Sektion für Sensoren und ermöglicht kürzere Turna-

bedürfen einer regelmäßigen und möglichst objektiven Inspek­

round-Zeiten als bisherige Systeme auf dem Markt. DEDAVE ist

tion. Die WISA »DeepInspect« hat das Ziel, ein laserbasiertes

für eine Tauchtiefe von 6 000 Metern konzipiert. Besondere Merk-

System für die 3-D-Inspektion von Unterwassergroßstrukturen

male von DEDAVE sind die schnell wechselbaren Batterie­module

zu entwickeln, und zwar auf der Basis eines Lichtlaufzeitver­

sowie der schnell wechselbare Datenspeicher. Konsequent wurde

fahrens. Das Gesamtsystem soll sowohl streulichtunabhängige

ein dezentrales Steuerungskonzept umgesetzt. Dadurch kann

Ergebnisse liefern, als auch durch die Analyse mehrerer rück­

das Unterwasserfahrzeug an unterschiedliche Missionsaufgaben

gestrahlter Pulse Störpartikel im Wasser berücksichtigen.

angepasst werden, wie z.B. durch Integration von weiteren Ak­toren oder von zusätzlichen Batteriemodulen. Märkte für ein solches AUV sind die Meeresforschung, Offshore-Öl und -Gas, Pipeline- und Seekabelinspektion, der Tiefseebergbau und die Umweltüberwachung.

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VIRTUELLE REALITÄT

RoBEMM

EMMA-CC

Robotisches Bergungsverfahren zur Delaboration

Innovative Digitale Menschmodellierung

von Munition im Meer

für ergonomische Arbeitsplätze

BMWi

MAVO

Dipl.-Ing. Paul Müller, ICT

Dr. Joachim Linn, ITWM

Seit dem Ende des Zweiten Weltkrieges lagern nach Experten-

Die Modellierung und effiziente Simulation menschlicher Bewe-

schätzungen mindestens 1,6 Millionen Tonnen Kampfmittel in

gungen für Anwendungen im Bereich der Ergonomie (Arbeitspla-

der Nord- und Ostsee. Mit zunehmender Nutzung u.a. für Wind-

nung, virtuelles Training etc. in verschiedenen Industriebereichen),

parks steigt die Nachfrage, diese Kampfmittel ressourcenscho-

der Medizin und der Computergrafik ist eine große Herausfor­

nend für Mensch und Umwelt beseitigen zu können. Unter der

derung. Ziel des MAVO-Projektes »Ergo-dynamic Moving Manikin

Koordination der Heinrich Hirdes EOD Services GmbH werden

with Cognitive Control« (kurz: EMMA-CC) ist es, ein digitales

seit Oktober 2015 im Forschungsverbund mit der automatic Klein

Menschmodell für die ergonomische Bewertung dynamischer Be­

GmbH, dem Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie

wegungen mittels validierter Simulation zu entwickeln, um da­­-

so­wie dem Institut für Infrastruktur- und Ressourcenmanagement

mit in Zukunft besser sichere und gesunde Arbeitsplätze in der

der Universität Leipzig die notwendigen Schritte eingeleitet,

Produktionsentwicklung und -planung einrichten zu können.

ein automatisiertes Verfahren zu entwickeln. Erklärtes Ziel des dreijährigen Projektes ist es, den Prototypen einer Maschine zu entwickeln, die am Meeresgrund Munition vollautomatisch unschädlich macht und umweltgerecht entsorgt, um gefähr­liche Tauchereinsätze und oftmals alternativlose Sprengungen entbehrlich zu machen.

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INVIRTES

AVP3

Entwicklung komplexer Systeme

Akustisch erweiterte Virtualisierung von Produkten

mit Virtuellen Testbeds

und Produktionsprozessen

BMWi

BMWi

Christian Bremer M.Sc., IEM

Dr. Sandra Brix, IDMT

Die Entwicklung von Weltraumprojekten stellt eine herausra­

Bisher wurde für den Bereich der Produktentwicklung die Inte­

gende ingenieurstechnische Herausforderung dar. Die System-

gration akustischer Eigenschaften in die Virtuelle Realität (VR)

komplexität ist aufgrund interdisziplinärer Abhängigkeiten,

kaum betrachtet. Dem steht gegenüber, dass das Hören der

des Neuheitsgrades und der Projektgröße erheblich. Der ausgie-

zweitwichtigste Wahrnehmungskanal des Menschen ist und dass

bige Test dieser Systeme ist somit von großer Bedeutung und

deswegen die akustischen Eigenschaften zu den wichtigsten

naturgemäß nur schwer zu realisieren. Virtuelle Testbeds bieten

Qualitätsparametern von Produkten zählen. Bisher erfolgt deren

erhebliches Nutzenpotenzial, vermögen die Entwicklungs­effizienz

Bewertung und Beeinflussung in der Praxis fast ausschließlich

zu steigern und Fehler frühzeitig zu erkennen. Die Frage ist je-

an gegenständlichen Prototypen und somit in einer relativ späten

doch, welche Testsituationen konkret abgebildet werden müssen,

Entwicklungsphase.

um einen Nutzen zu erzielen und welche Fragestellungen bzw. Anforderungen damit letztlich gesichert werden können. Ziel von

Das Ziel des Projektes ist es, auf Basis virtueller Prototypen eine

INVIRTES ist daher die modellbasierte Integra­tion von System­

möglichst frühe Überprüfung, Bewertung und Optimierung des

spezifikation und Virtuellen Testbeds, damit es gelingt, diese zu

Höreindrucks zu ermöglichen. Dazu werden für industrierele­-

einer belastbaren Testumgebung für die Entwicklung zu machen.

vante Aufgabenstellungen physikalisch fundierte Methoden und inno­vative Werkzeuge entwickelt, die in Zukunft helfen können, unerwünschte Schallereignisse zu vermindern sowie Schall gezielt zu beeinflussen.

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Information

Raumübersicht

und Anmeldung

Veranstalter Fraunhofer-Gesellschaft

EG

1

zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Hansastraße 27 c 80686 München Veranstaltungsort Sheraton München Arabellapark Hotel

Eingang

Arabellastraße 5

2

81925 München Anmeldung Per Intranet unter https://info.fraunhofer.de/netzwert oder per E-Mail und Fax nach persönlicher Einladung mit dem Anmelde-

1. OG

3

formular. Die Teilnahme ist nur bei vorheriger Anmeldung bis zum 10. Februar 2017 möglich. Rückfragen zur Anmeldung richten Sie bitte an Christoph Reindl unter Tel. +49 89 12 05-23 44 oder per E-Mail an [email protected]. Eingang Weitere Informationen im Fraunhofer-Intranet https://info.fraunhofer.de/netzwert Kontakt [email protected]

Raum 1: Asam Raum 2: Cuvilliés Raum 3: Effner

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