Die Unternehmen an der Saar
sind gut gerüstet
Selbstfahrende Autos, ganzheitliche Produktionssysteme, Komponenten, die sich eigenständig vernetzen und ansagen, wann sie zur Wartung müssen oder Sicherheitssysteme, die Leben retten – die Vision der unfehlbaren Maschine scheint mehr und mehr Wirklichkeit zu werden. Reale und virtuelle Welt verschmelzen zusehends. Die Digitalisierung markiert einen epochalen Entwicklungsschritt, der unseren Alltag und unsere Art zu wirtschaften grundlegend verändert.
Die hoch spannende Aufgabe lautet: Die verantwortungsvolle Herausforderung anzunehmen, Potenziale auszureizen und gleichzeitig die Risiken zu beherrschen. Denn der globale Wettlauf um die Spitzenposition in der vierten industriellen Revolution, kurz Industrie 4.0, hat längst begonnen. Auch bei uns im Saarland!
Das Saarland war von Anfang an dabei, als die neuen technologischen Innovationen der digitalisierten Produktion in Gang gebracht wurden. Schon der Begriff „Industrie 4.0“ wurde im Saarland geprägt: Wolfgang Wahlster, Gründer und bis 2019 Direktor des Deutschen Forschungszentrums für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Saarbrücken, brachte den Begriff gemeinsam mit den Physikern Henning Kagermann und Wolf-Dieter Lukas 2011 erstmals in den Fachdiskurs ein. Er fasst knapp zusammen, was Wahlster auch „cyberphysische Systeme“ nennt – wenn Internet und Produktion zusammenspielen.
Saarland: Alle Zutaten für cyberphysische Systeme der Zukunft
Es stimmt: Im internationalen Vergleich sind die Deutschen weniger dafür bekannt, Digitalisierung unvoreingenommen willkommen zu heißen.
Dass man im Saarland allerdings keine Angst vor radikalen Veränderungen hat und durchaus dazu fähig ist, hat der jüngst gelungene Strukturwandel bewiesen: vom Kohle- und Stahl-Standort hin zum Schwerpunkt Automobil. Und hier liegt auch ein vielversprechender Ansatzpunkt für die weitere wirtschaftliche Evolution zur Industrie 4.0: Die große Dichte an Automobilzulieferern, ihre gute Vernetzung untereinander und zur Forschung fördert Innovationen in der Fertigung und am Produkt.
Mensch und Maschine im selben Team
Der Autozulieferer ZF zum Beispiel, mit rund 9.000 Mitarbeitenden aktuell der größte Arbeitgeber im Saarland, hat ein eigenes Technologiezentrum gegründet. Hier entstehen mit dem Wissen aus dem DFKI (Deutsches Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz) und aus dem CISPA Helmholtz-Zentrum für Informationssicherheit neuartige Technologien, die industriell direkt in Wert gesetzt werden können. Smarte Nutzung intelligenter Technologien in Produktionsprozessen – nicht als Konkurrent am Arbeitsplatz, sondern als Bereicherung.
Auch „menschlich“ bringt das Saarland mit, was es braucht, um diese Weiterentwicklung zu meistern: jede Menge gut ausgebildeter Facharbeiter, die dank der „Good Old German Ausbildung“ eine solide Mischung aus Theorie- und Praxiswissen mitbringen. Um diesen Vorsprung vor den internationalen Wettbewerbern auszubauen, setzt ZF verstärkt darauf, den Umgang mit digitalen Assistenten als Teil der Fertigung in den Arbeitsalltag zu integrieren.
Sicherheit geht vor – deutsches Qualitätsdenken, das die Zukunft sichert.
Und auch der deutsche Sicherheitsanspruch ist hier keinesfalls als Schwäche zu deuten. Vielmehr ist es eine qualitative Auszeichnung, mit der Deutschlands Spitzenposition am Weltmarkt als Hersteller sicherer, hochwertiger Automobile auch unter sich veränderten Bedingungen erneuert werden kann. In genau diese Richtung arbeitet die Forschung zu selbstfahrenden Autos am DFKI.
Autonomes Fahren eröffnet für Personen- und Güterverkehr und auch für die infrastrukturelle Anbindung ländlicher Räume ganz neue Möglichkeiten. Zugleich können Fehlfunktionen fatale Folgen haben, die Menschenleben kosten können.
Hinter jeder noch so ausgeklügelten KI steht letztlich weiterhin der Mensch, der sie mit Daten füttern muss. Das heißt: Die Exzellenz der Methodik, die Quantität und Qualität der eingegebenen Informationen entscheiden über das Entwicklungspotenzial der intelligenten Instrumente – und schließlich über ihre Sicherheit.
Deshalb belässt man es beim DFKI nicht dabei, die Computer selbstfahrender Autos mit Daten aus Robotersimulationen zu speisen. Hier wird das Zusammenspiel von KI-gesteuerten Fahrzeugen und anderen Verkehrsteilnehmern eingeübt, indem diese mit Motion-Capture-Anzügen ausgestattet werden. Die Sensoren an den Anzügen zeichnen jede noch so kleine Regung auf. Denn bereits subtile Körpersprache-Signale können anzeigen, welche Bewegung der Mensch gleich ausführen, welche Richtung er gleich einschlagen wird. Was das menschliche Gehirn unbewusst wahrnimmt und meist richtig deutet, muss die Maschine durch Eingabe lernen. Da nicht alle Situationen individuell durchgespielt und erfasst werden können, werden diese durch Simulation und KI automatisiert erzeugt und die Ergebnisse zurückgespielt. Mit dem Vorgehen des DFKI wird dem System des Fahrzeugs beigebracht, wie sich reale Fußgänger verhalten und wie darauf zur Sicherheit aller Verkehrsteilnehmer zu reagieren ist.
Am Leibniz-Institut für Neue Materialien in Saarbrücken forscht man an unter anderem an innovativen Sensortechniken, die dazu verwendet werden können, Fahrzeuge der Zukunft manipulationssicher und zuverlässiger zu machen. Mehr Infos zu weiteren Forschungsaktivitäten am INM unter Maßgeschneiderte Materialien.
Und auch das Max-Planck-Institut für Informatik schafft mit seinen Forschungsleistung u. a. zu Algorithmen nicht nur ein gutes Klima für akademischen Nachwuchs, sondern auch für innovative Anwendungen in der Industrie. Mehr zu den beiden MPIs Informatik und Softwaresysteme am Standort Saarbrücken gibt’s auch unter IT.
Trainingscamp für Technologietransfer: Das ZeMA
Flankiert von Politik und Wissenschaft entstehen so im Saarland gezielt Innovationsstätten.
Für den gelungenen Technologietransfer vom Forschungszentrum in die Produktion wurde auch das ZeMA (Zentrum für Mechatronik und Automatisierungstechnik) im Saarland ins Leben gerufen. Die Universität des Saarlands, die Hochschule für Technik und Wirtschaft (htw) und die Landesregierung haben die gemeinnützige GmbH geschaffen, in der praxisnahe Forschung mit direkter Anbindung zur Wirtschaft systematisch gefördert wird.
Super Smart Industry – Wegweiser AWSI
Das August-Wilhelm Scheer Institut (AWSI) ist nicht nur das am schnellsten wachsende Digitalisierungsinstitut Deutschlands, es ist auch ein Wegbereiter für die Transformation tradierter Produktionsprozesse in „Super Smart Enterprises“. Zur KI-Kernkompetenz der Forschenden gesellt sich Unternehmergeist – und macht so innovative Technologien wirtschaftlich anwendbar. Mit ganzheitlichem Ansatz, interdisziplinären Teams und hochtechnologischen Neuentwicklungen werden hier Prozesse zukunftsfähig gestaltet und die digitale Performance von Unternehmen und anderen Kunden betriebsspezifisch gesichert.
Serienausstattung: Echte Maßarbeit
Dabei spielt die Individualisierung von Produkten eine entscheidende Rolle: Nach Wunsch ausgestattete Autos beispielsweise, bei denen die Ansprüche des Kunden in die Fertigung einfließen, stellen ganz neue Ansprüche an Modularität und Flexibilität der Produktion.
Hier lernen künstliche Intelligenzen neue Arbeitsschritte, die es künftig auch erlauben werden, individuelle Anfertigungen und Miniserien in technischer Perfektion und zu wettbewerbsfähigen Preisen zu produzieren. Intelligente Komponenten und Systeme können dann, in Zusammenarbeit mit dem Menschen, Einzelstücke am Fließband hervorbringen. Firmen wie Bosch, FESTO, VW oder Airbus nutzten die Expertise im Saarland bereits zur Weiterentwicklung ihrer Produktion.
Check it – don’t wreck it 4.0
Zerstörungsfreie Prüfung vermeidet Pannen, Unfälle und Ausfälle, indem Fehler und Mängel rechtzeitig erkannt werden – ohne das Produkt dafür bis zur Funktionsunfähigkeit auseinandernehmen zu müssen.
Das Saarland hat mit dem Fraunhofer Institut für zerstörungsfreie Prüfung eine international vernetzte Forschungseinrichtung mit direktem Industriebezug. Hier werden Konzepte aus der KI-Forschung ergänzt, um kognitive Sensor-Verfahren zu entwickeln, die imstande sind, Produkte anhand ihrer fertigungsbedingten Mikrostruktur zu erkennen und zu unterscheiden. Das eröffnet neue Möglichkeiten im Monitoring von Produktionsprozessen oder auch in der Optimierung von Material- und Produktionskreisläufen – im Sinne der dringend gebotenen Umgestaltung der Industrie in Richtung Nachhaltigkeit eine vielversprechende Innovation.
Maschinen als Sparfüchse
Auch die Schonung nicht erneuerbarer Ressourcen und der weitsichtige Verbrauch von Energie sind Themen, bei denen die Industrie in der Pflicht steht. Hier können smarte Systeme ebenso unterstützen: Eine Anlage, die selbst anzeigt, wann eine Wartung fällig ist, kann unnötigen Arbeitsaufwand ersparen. Ein Ventil, das der Systemsteuerung meldet, ob die transportierte Flüssigkeit die gewünschte Zusammensetzung hat, macht Optimierungen im laufenden Prozess möglich – und minimiert dadurch Ausfälle. Nur zwei Beispiele aus dem Condition Monitoring, der Zustandsüberwachung in Echtzeit. Diese Beispiele stammen aus dem Produktportfolio der HYDAC, die es mit Expertise und Innovationsgeist in Hydraulik und industrieller Produktion vom saarländischen Zwei-Mann-Betrieb zu Niederlassungen auf allen Kontinenten gebracht hat.
Powerhouse Mittelstand
Das Mittelstand 4.0-Kompetenzzentrum Saarbrücken, ein gemeinsames Projekt des ZeMA, des August-Wilhelm-Scheer-Instituts für digitale Produkte und Prozesse gGmbH und von saaris, fördert gezielt die digitale Evolution kleinerer Betriebe, um den starken saarländischen Mittelstand fit für die Zukunft zu machen.
Kostenfrei, anbieterneutral und praxisnah wird hier in einer „Sprechstunde“ ermittelt, wo für den Betrieb sinnvolle Digitalisierungsansätze bisher ungenutzt geblieben sind. So erhält jedes Unternehmen die zu seinen Anforderungen passende Unterstützung. Das bringt einen erheblichen Mehrwert für die Wettbewerbsfähigkeit kleiner und mittelständischer Unternehmen mit sich, die selbst keine Forschungsabteilung unterhalten können.
Dass die Integration neuer Technologien und modernster Forschung in den über die Jahrzehnte erwachsenen starken Mittelstand hierzulande bestens funktioniert, zeigen diverse Best-Practice-Beispiele. Hier nur eine kleine Auswahl:
Hager – Spannung, die die Welt umspannt
Wer auf elektrotechnische Infrastruktur der Hager Group baut, erhält maßgeschneiderte Lösungen der Spitzenklasse, ob für Eigenheim oder Bürokomplex, Ladenlokal oder Hotelkette. Mit optimalen Energieverteilungssystemen, Leitungsführungen und intelligenter Sicherheitstechnik hat es das 1955 in Blieskastel gegründete Familienunternehmen 2018 zum Weltmarktführer geschafft.
CeraNovis – Heißes Thema auch fürs All
Für Schutzbeschichtungen, die höllischen Temperaturen standhalten, Extrembedingungen trotzen und für jede noch so spezielle Applikation bis zur Produktionsreife gebracht werden, ist CeraNovis Ansprechpartner Nummer eins. Das sieht auch die Europäische Raumfahrtagentur ESA so; und hat das saarländische Unternehmen im Rahmen ihres OSIP Programmes damit beauftragt, neuartige Keramik-Beschichtungen für Satellitenbauteile zu fertigen.
Instillo Group – ganz groß in Kleinstpartikeln
Über 60 hoch qualifizierte Fachkräfte aus Chemie, Pharmazie, Biologie, Biotechnik und Ingenieurwissenschaften arbeiten bei Instillo interdisziplinär zusammen. Der Schwerpunkt des Unternehmens liegt auf der Entwicklung, Testung und Herstellung von Produkten für Pharma- und Kosmetikfirmen sowie für Biotechnologie und Lebensmittelindustrie – mit einem Fokus auf innovativer Verwendung von Mikro- und Nanopartikeln.
IS Predict – Industrielles Hellsehen
Software, die nicht nur mit-, sondern vorausdenkt. Die Prozesse analysiert und Defizite entlang der Wertschöpfungskette erkennt; die dabei unterstützt, den Einsatz von Zeit, Material und Energie effizienter zu gestalten – das ist Industrie 4.0 in Aktion. Im Dialog mit ihren Kunden entwickeln die Mathematiker und Informatiker von IS Predict selbstlernende Systeme, zugeschnitten auf die Bedarfe des Unternehmens.
Und das Beste:
We make excellence look effortless!
Funfact zum Schluss: Mit gewohnt saarländischem Understatement spielt man in Sachen Produktivität die Wettbewerber anderer Bundesländer locker an die Wand: Mit rund 300.000 € je Mitarbeiter pro Jahr hebt man sich hierzulande signifikant von der bundesweiten Konkurrenz (mit etwa 244.000 € pro Mitarbeiter und Jahr) ab. Besonders frappierend vor dem Hintergrund, dass das Saarland sich gleichzeitig über die Spitzenreiter-Position der Bundesländer um die beste Work-Life-Balance freuen darf. Mehr dazu und was das Saarland als Wahlheimat sonst noch so sympathisch macht in unserem Glossar.
