Instytut Fraunhofera ds. Inżynierii Produkcji i Automatyzacji

Fraunhofer Institute for Manufacturing Inżynierii i Automatyzacji (Fraunhofer IPA) jest instytucją z Fraunhofer-Gesellschaft Wspierania Badań Stosowanych e. V. (FhG) i ma siedzibę w Stuttgarcie . Jego działalność można przypisać badaniom stosowanym i rozwojowi w dziedzinach inżynierii , informatyki , nauk przyrodniczych i strukturalnych .

historia

Historia sięga do prywatnego instytutu należącego do Carla Martina Dolezaleka , który założył Instytut Produkcji Przemysłowej i Zarządzania Fabrykami (IFF) na Uniwersytecie w Stuttgarcie w 1955 roku .

W grudniu 1958 roku, na sugestię Ministerstwa Gospodarki Badenii-Wirtembergii , Dolezalek skontaktował się z Towarzystwem Fraunhofera w Monachium, aby uczynić badania uniwersyteckie bardziej praktycznymi, a jednocześnie móc ściślej współpracować z przemysłem. Współpraca z Monachijskim Towarzystwem Badań Stosowanych rozpoczęła się od pomocy administracyjnej 1 lipca 1959 r. Datę tę uważa się za datę powstania Instytutu Inżynierii Produkcji i Automatyzacji IPA. W 1971 r. IPA zostało w pełni zintegrowane z Towarzystwem Fraunhofera i zostało od tego czasu nosi nazwę Fraunhofer- Institute for Production Engineering and Automation IPA.

Po przejściu Dolezalek na emeryturę Hans-Jürgen Warnecke przejął kierownictwo IPA i MFF w styczniu 1971 roku . Warnecke rozbudował instytut do najważniejszego i największego indywidualnego instytutu Towarzystwa Fraunhofera w latach siedemdziesiątych XX wieku. W następnych latach poszczególne wydziały zostały zlecone na zewnątrz w celu utworzenia kolejnych instytutów Fraunhofera. Fraunhofer Institute for Production Systems and Design Technology IPK powstał w 1978 roku z berlińskiego oddziału IPA, który został założony w 1976 roku .

Rosnąca liczba projektów o charakterze sprzętowym doprowadziła do powstania w 1980 roku Fraunhofer Technology Development Group TEG w Stuttgarcie. Rok później, w 1981 roku, z Wydziału Inżynierii Przemysłowej IPA wyłonił się Instytut Inżynierii i Organizacji Przemysłowej im. Fraunhofera IAO.

Następcą Warnecke był Rolf Dieter Schraft w 1993 roku . W latach 1995–2014 na czele IPA stanęło zawsze dwóch dyrektorów instytutów. Schraft zajmował stanowisko w latach 1993-2007, Engelbert Westkämper w latach 1995-2011. Alexander Verl zastąpił Schrafta w 2007 roku i zajmował to stanowisko do 2014 roku. Od tego czasu Thomas Bauernhansl , który w 2011 roku przejął zarządzanie instytutem wraz z Verl dyrektor Fraunhofer IPA. Alexander Sauer dołączył do zespołu zarządzającego Fraunhofer IPA 1 stycznia 2020 r .

Badania i rozwój

Fraunhofer IPA bada obszary organizacji produkcji (1), technologii powierzchni (2), automatyzacji (3) i technologii procesowej (4). Tymi nadrzędnymi tematami zajmuje się 15 specjalistycznych działów. Fraunhofer IPA zapewnia organizacyjnie bliskość przemysłu w tak zwanej strukturze macierzowej z sześcioma obszarami biznesowymi: motoryzacja (1), budowa maszyn i urządzeń (2), elektronika i technologia mikrosystemów (3), energetyka (4), medycyna i biotechnologia (5) i przemysł przetwórczy (6). Obszary biznesowe działają jako kontakty dla przemysłu i przetwarzają swoje potrzeby badawczo-rozwojowe we wszystkich działach Fraunhofer IPA, które są do tego niezbędne. Ta interdyscyplinarna głębia sieci ma na celu zapewnienie, że rozwój technologiczny jest wykorzystywany w różnych gałęziach przemysłu i czerpie korzyści z nowych osiągnięć. Druk 3D jest stosowany na przykład w technologii medycznej do protez, w konstrukcjach pojazdów lub samolotów do lekkich konstrukcji. Różnorodność obszarów badawczych, a także jego struktura organizacyjna podkreślają niejednorodne spektrum badań i rozwoju IPA im. Fraunhofera.

Obszary biznesowe

Automobilowy

Obszar biznesowy „Motoryzacja” jest skierowany do przemysłu motoryzacyjnego (dostawców). Łączy wymagania branży z kompetencjami poszczególnych działów specjalistycznych. Prowadzone są prace badawcze m.in. w obszarach lekkiej konstrukcji i elektromobilności.

Inżynieria mechaniczna i instalacyjna

Obszar biznesowy „Inżynieria mechaniczna i instalacyjna” opracowuje indywidualne procesy i procedury dla maszyn, instalacji lub komponentów i wdraża je w zakresie technologii produkcji. Portfolio obejmuje również projektowanie i optymalizację fabryki i organizacji produkcji.

Elektronika i technologia mikrosystemów

Wiele innowacyjnych produktów high-tech można zrealizować tylko dzięki układom elektronicznym i technologii mikrosystemów. Obszar biznesowy „Elektronika i technologia mikrosystemów” zapewnia wsparcie od podstaw do końcowego zastosowania w technologii produkcji i nierzadko umożliwia produkcję nowych typów komponentów.

energia

Obszar biznesowy „Energia” wdraża zrównoważone rozwiązania produkcyjne i automatyzacyjne w zakresie magazynowania energii elektrycznej, efektywności energetycznej, energii słonecznej i energii wiatru. Ponieważ obszar ten obejmuje podstawowe kompetencje poszczególnych działów, można zapewnić innowacyjne i interdyscyplinarne rozwiązania dla wyzwań transformacji energetycznej. Koncentrujemy się na firmach produkcyjnych.

Medycyna i biotechnologia

Obszar biznesowy „Medycyna i biotechnologia” zajmuje się trzema głównymi tematami: technologii medycznej, biotechnologii i farmacji oraz diagnostyki i interwencji w klinice. Nacisk kładziony jest na obszary jakości i spraw regulacyjnych, czystości w branżach nauk przyrodniczych oraz produkcji i optymalizacji procesów. Zespół interdyscyplinarny ma najlepsze warunki wstępne do tworzenia rozwiązań międzybranżowych.

Przemysł procesowy

Obszar biznesowy „Przemysł procesowy” obejmuje etapy produkcji, które są wykonywane bezpośrednio po sobie. W przeciwieństwie do branży drobnicowej stosuje się tutaj materiały płynne zamiast materiałów stałych. Koncentruje się na przemyśle chemicznym. Podobszary obejmują technologię powierzchni i technologię czystości. Dla naukowców IPA ważne jest, aby zwracać się nie tylko do dużych korporacji, ale także do MŚP z obszaru biznesowego „przemysł przetwórczy”.

Działy specjalistyczne

15 specjalistycznych działów zajmuje się badaniami w zakresie organizacji produkcji, technologii powierzchni, automatyzacji i technologii procesowej.

Zrównoważona produkcja i jakość

Dział „Zrównoważona produkcja i jakość” bada, w jaki sposób firmy mogą działać w sposób zrównoważony. Nacisk kładziony jest na rozwój i optymalizację oszczędzających zasoby i energooszczędnych procesów produkcyjnych, produktów lub technologii. Projekty przemysłowe i badawcze dotyczą całego cyklu życia produktu, ale także określonych faz życia produktu.

Przemysłowe systemy energetyczne

Dział ten zajmuje się identyfikacją potencjałów wydajności i elastyczności w zakładach produkcyjnych oraz opracowuje dostosowane do potrzeb koncepcje systemów operacyjnych zarządzania energią.

Planowanie fabryki i zarządzanie produkcją

Usługi działu „Planowania i zarządzania produkcją” obejmują planowanie terenów fabrycznych, strategiczne dostosowanie produkcji i jej optymalizację podczas eksploatacji, a także projektowanie produktów oparte na wartościach oraz związane z nimi procesy produkcyjne i montażowe.

Strategia i rozwój firmy

Podstawowym zadaniem tego nowo utworzonego w styczniu 2019 roku działu jest całościowe spojrzenie na firmy. Oprócz opracowywania programów strategicznych, na przykład dla cyfrowej transformacji przedsiębiorstwa, nacisk kładziony jest na metodyczny dalszy rozwój tematów innowacyjnych modeli biznesowych, ekosystemów biznesowych i inteligentnej organizacji.

DigITools - cyfrowe narzędzia w produkcji

Centrum kompetencyjne DigITools koncentruje się na badaniach i rozwoju w zakresie architektur IT, usług danych i aplikacji oraz metod wdrażania do produkcji cyfrowej. Wspiera firmy w rozwoju i integracji narzędzi cyfrowych w produkcji. Oprócz doradztwa i opracowywania rozwiązań dla wszystkich aspektów infrastruktury komputerowej i komunikacyjnej, usługi obejmują również rozwiązania w zakresie digitalizacji i integracji, takie jak magistrala usług produkcyjnych (MSB) do integracji systemów i danych.

Roboty i systemy wspomagające

Dział „Robot and Assistance Systems” zajmuje się projektowaniem rozwiązań z zakresu robotów i automatyki do zastosowań przemysłowych i sektora usług. Kluczowe technologie są opracowywane i wdrażane w innowacyjnych robotach przemysłowych, robotach usługowych i inteligentnych maszynach. Portfolio usług obejmuje między innymi badania rynku i wykonalności, symulacje kinematyki, rozwój prototypów i optymalizację.

Czysta i mikro produkcja

Dział „Czysta i Mikro Produkcja” zajmuje się kwestiami związanymi z produkcją, związanymi ze zminiaturyzowanymi i krytycznymi dla zanieczyszczeń procesami produkcyjnymi. Zakres prac rozciąga się od fazy koncepcji, poprzez wdrożenie, aż po uruchomienie systemów lub całych obiektów produkcyjnych. Obejmuje to usługi badawczo-rozwojowe w zakresie technologii czystości, precyzyjnego montażu i technologii aplikacji, technologii druku cyfrowego oraz projektowania i kontroli.

Czyste pomieszczenie do produkcji mikrosystemów . Żółte oświetlenie zapobiega niepożądanemu naświetlaniu fotorezystów w fotolitografii.

Przetwarzanie obrazu i sygnału

Dział "Przetwarzania Obrazów i Sygnałów" zajmuje się technologicznymi dziedzinami przetwarzania obrazu, cyfrowej analizy sygnałów, wytwarzania addytywnego oraz systemów testowych. Naukowcy prowadzą podstawowe badania metodologiczne oraz wdrażają rozwiązania aplikacyjne i systemowe. Możliwe obszary zastosowań można znaleźć w obszarach technologii pomiarowej i testowej, zapewniania i prognozowania jakości, technologii wytwarzania addytywnego i drukowania oraz automatyzacji.

Systemy biomechatroniczne

Dział „Biomechatronic Systems” projektuje rozwiązania techniczne do rejestracji, sterowania i generowania ruchów do zastosowań medycznych i ergonomicznych. Interdyscyplinarny zespół generuje nowe rozwiązania we współpracy międzynarodowej i bliskich powiązaniach z przemysłem. W dziedzinie ergonomii opracowywane są indywidualne koncepcje aktywnych i biernie napędzanych egzoszkieletów w celu odciążenia ciała.

Automatyzacja laboratorium i technologia bioprodukcji

Dział „Automatyzacja Laboratorium i Technologia Bioprodukcji” specjalizuje się w opracowywaniu rozwiązań automatyki dla urządzeń i systemów w środowisku laboratoryjnym. Obejmuje to wysokowydajne procesy w badaniach przesiewowych na dużą skalę lub odtwarzalne, zapewniające jakość i ekonomiczne procesy w naukach przyrodniczych. Udoskonaleniom towarzyszy innowacyjne, kompletne rozwiązanie od koncepcji do walidowanego procesu.

System powłok i technologia malowania

Począwszy od rozwoju surowców do malowania i farb, poprzez nakładanie farb, aż po opracowywanie, planowanie i symulację procesów i systemów powlekania ukierunkowanych na produkcję oraz ich wdrażanie, instytut ten ma wyjątkową pozycję ze swoim zakresem usług w całej Europie.

Galwanotechnika

Aby zastosować procesy galwaniczne, materiały muszą mieć precyzyjne właściwości, a także określoną geometrię. Ponadto wymagane są niezawodne i powtarzalne technologie aplikacji. Dział "Galwanizerni" zajmuje się tym tematem od opracowania nowych materiałów powłokowych i związanych z nimi łańcuchów procesowych, poprzez analizę uszkodzeń, aż po wdrożenie technologii zakładów przemysłowych.

Materiały funkcjonalne

Dział „Functional Materials” działa w segmencie inżynierii procesowej w zakresie nowych materiałów i projektuje rozwiązania inżynieryjne w zakresie innowacji materiałowych. Badane są wszystkie aspekty związane z procesem i rynkiem w całym łańcuchu wartości. Jednym z najważniejszych celów obszaru zadań jest znaczne skrócenie czasu rozwoju produktu.

Produkcja dodatkowa

Naukowcy z tego działu opracowują, łączą i optymalizują procesy wytwarzania przyrostowego. W ten sposób koncentrują się na tworzywach sztucznych i nowych materiałach, których jeszcze nie można przetworzyć. Zawsze koncentrujemy się na opracowywaniu nowych aplikacji i ulepszaniu istniejących za pomocą wytwarzania przyrostowego.

Lekkie technologie

Rozwój działu „Lightweight Technologies” ma na celu zwiększenie efektywności energetycznej i wykorzystania zasobów w firmach za pomocą lekkich materiałów i lekkich koncepcji konstrukcyjnych. Oprócz pozytywnego wzrostu kosztów, innowacje pomagają poprawić właściwości technologiczne maszyn i systemów, a także dobra konsumpcyjne, trwałe i kapitałowe.

Oddziały

Grupa projektowa Bayreuth

Grupa projektowa Fraunhofer zajmująca się innowacjami procesowymi na Uniwersytecie w Bayreuth od 2006 r. Pracuje głównie dla firm we wschodniej Bawarii. Punktem wyjścia jest wiedza, że ​​innowacje procesowe w firmach doprowadziły do ​​wymiernej poprawy produktywności. Portfolio usług grupy projektowej Bayreuth skierowane jest nie tylko do dużych firm, ale również do małych i średnich firm.

Grupa robocza KI-noW, Schweinfurt

W 2020 roku otwarto oddział w Schweinfurt , połączony z grupą projektową Fraunhofer Process Innovation w Bayreuth i współpracą z University of Applied Sciences Würzburg-Schweinfurt (FHWS). Grupa robocza KI-noW zajmuje się sztuczną inteligencją . Centralny obszar badań jest K ünstliche I ntelligenz ( KI ) oraz ich zastosowanie w n achhaltig O ptimized W ertschöpfung ( teraz ) zestawione KI NOW , część słabego KI . Dzięki ciągłym scenariuszom opracowanym przez zespół KI-noW, celem jest pokazanie lokalnemu przemysłowi wielkoskalowemu, a także przedsiębiorstwom średniej wielkości, jakie korzyści przynosi zastosowanie sztucznej inteligencji w przemyśle wytwórczym oraz w jaki sposób można zintegrować odpowiednie aplikacje z bieżącymi operacje.

Fraunhofer Austria Research GmbH, Wiedeń

Fraunhofer Austria Research została założona w 2004 roku jako oddział Fraunhofer IPA. Obecnie instytucja jest niezależną organizacją badawczą, która koncentruje się na Austrii i krajach Europy Środkowej i Wschodniej.

Grupa projektowa PAMB, Mannheim

Grupa projektowa na Wydziale Medycznym Uniwersytetu w Heidelbergu w Mannheim została utworzona wiosną 2011 r. Przez land Badenię-Wirtembergię i Towarzystwo Fraunhofera w celu rozwijania potencjału automatyzacji w medycynie i biotechnologii. Jest to pierwsza tak znana instytucja zajmująca się badaniami w dziedzinie automatyzacji i oferująca usługi rozwojowe bezpośrednio w środowisku kliniczno-uniwersyteckim. Kierownik grupy projektowej Jan Stallkamp pełni funkcję katedry automatyki w medycynie i biotechnologii na Wydziale Lekarskim Uniwersytetu w Heidelbergu.

Centrum Przemysłu 4.0 w Reutlingen

Reutlinger Zentrum Industrie 4.0 (RZI 4.0) jest ośrodkiem badawczo-transferowym dla średnich przedsiębiorstw w Badenii-Wirtembergii, jeśli chodzi o opracowywanie i wdrażanie koncepcji Industrie 4.0 i cyfryzację. Środowisko badawczo-rozwojowe "Werk150" jest wzorową firmą produkcyjną. Dzięki wirtualnemu trójwymiarowemu środowisku rozwojowemu, procesom wytwarzania przyrostowego, modułowym systemom montażu, innowacyjnej technologii przenośników, robotom współpracującym i systemom pomocy wizualnej, a także najnowocześniejszym technologiom informacyjno-komunikacyjnym, zadania naukowe i przemysłowe mogą być rozwiązane i przetestowane. W ten sposób możliwe jest zbudowanie wykonalnych i realistycznych koncepcji Przemysłu 4.0 w postaci demonstratorów, przetestowanie ich, a następnie zastosowanie w firmach. RZI 4.0 jest prowadzony we współpracy z ESB Business School na Uniwersytecie Reutlingen i finansowany przez Ministerstwo Gospodarki, Pracy i Mieszkalnictwa Badenii-Wirtembergii .

Współpraca

Fraunhofer IPA jest wiodącym członkiem grupy Fraunhofer ds. Produkcji. Kilka instytutów Fraunhofera połączyło siły, aby utworzyć tę grupę w celu wspólnego prowadzenia badań i rozwoju ukierunkowanych na produkcję. Zgodnie ze strategiczną koncepcją „integracyjnej produkcji” stowarzyszenie zajmuje się tematami „rozwoju produktu” (1), „rozwoju technologii wytwarzania, systemów i procesów produkcyjnych” (2), „organizacji produkcji” (3) i „ dystrybucja i zwrot towarów ”(4).

Na terenie uniwersytetu istnieją dwie formy współpracy z Uniwersytetem w Stuttgarcie , z Instytutem Produkcji Przemysłowej i Eksploatacji Fabryki (IFF) oraz Instytutem Techniki Sterowania Obrabiarek i Jednostek Wytwarzania (ISW), które obejmują podstawowe potrzeby badawcze Fraunhofer IPA oraz poprzez podwójną funkcję dyrektora instytutu (jednocześnie dyrektora instytutu uniwersyteckiego).

Ponadto Fraunhofer IPA jest partnerem do współpracy w kilku międzynarodowych centrach projektowych i kompetencyjnych, do których jako osoby kontaktowe służą niemieckie firmy zagraniczne oraz firmy krajowe na miejscu. Należą do nich Fraunhofer Project Center for Production Management and Information Technology (PMI) w Budapeszcie na Węgrzech oraz Fraunhofer Office for Process Engineering of Functional Materials and Robotics OPER w Osace w Japonii. Fraunhofer IPA zawarł współpracę z Uniwersytetu Jiaotong w Szanghaju, w Chinach, którego celem jest współpraca z partnerami przemysłowymi w celu wdrożenia projektów w obszarach badawczych transformacji cyfrowej i sztucznej inteligencji w tak zwanej „Project Center dla inteligentnego Manufacturing ” .

Instytut jest również członkiem Fraunhofer Vision Alliance , zrzeszenia instytucji Towarzystwa Fraunhofera zajmujących się przetwarzaniem obrazu i widzeniem maszynowym .

Infrastruktura

W Instytucie zatrudnionych jest 593 pracowników naukowych reprezentujących różne dyscypliny inżynierskie. Na MFF jest również 318 asystentów naukowych i 43 pracowników.

Budżet operacyjny bez inwestycji Fraunhofer IPA wyniósł 72 mln euro w roku budżetowym 2019, z czego 29 mln euro stanowiły dochody z działalności gospodarczej. Thomas Bauernhansl kieruje Fraunhofer IPA od września 2011 r . Bauernhansl jest także profesorem i dyrektorem MFF na Uniwersytecie w Stuttgarcie. Alexander Sauer dołączył do zespołu zarządzającego Fraunhofer IPA 1 stycznia 2020 r.

linki internetowe

• Oficjalna strona internetowa
• Raport roczny 2019

Indywidualne dowody

1. ↑ Jörg-Dieter Walz, Fred Nemitz, Birgit Spaeth, Ramona Hönl, Hannes Weik: Raport roczny 2017 . Wyd.: Fraunhofer Society for the Promotion of Applied Research e. V., Fraunhofer Institute for Manufacturing Engineering and Automation IPA. Stuttgart 2018, s. 11 . 
2. ↑ Dane i fakty - Fraunhofer IPA. Źródło 2 sierpnia 2018 r . 

48.740989 9.096914Współrzędne: 48 ° 44 '27,56 " N , 9 ° 5 '48,89  "  O