wir optimieren produktion

i n h a lt s v e r z e i c h n i s

2 3

Wir stellen uns vor

FraunhoferIPKimProfil 05

PTZ:ForschungmitExpertise 06

ForschungmitTradition 07

Geschäftsfelder

Unternehmensmanagement 08

VirtuelleProduktentstehung 10

Produktionssysteme 12

Füge- und Beschichtungstechnik 14

Automatisierungstechnik 16

Qualitätsmanagement 18

MedicalSystemsEngineering 20

Kooperationen

Kompetenzen bündeln 22

Interdisziplinär forschen 23

Innovationen und … 24

…wissenschaftlicheExzellenz 25

Infrastruktur

UnsereVersuchsfelder 26

Anwendungszentrum für

Mikroproduktion 27

Erstklassigausgestattet 28

Unser Netzwerk

WissenschaftlichePartner 30

IWF der TU Berlin 31

BAM 32

Charité 33

Forschung weltweit 34

Fraunhofer-Gesellschaft 35

UnsereLeistungen 36

IhreAnsprechpartner 37

SofindenSieuns 38

Impressum 39

e d i t o r i a l e d i t o r i a l

2 3

Kompetenz und Expertise, wissenschaftliche Exzel-

lenz und Innovation – dafür steht unsere Arbeit

am Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen

und Konstruktionstechnik IPK in Berlin. Seit über

35Jahrenunterstützenwirmiteineminternati-

onalen und interdisziplinären Team Partner und

Kunden mit anwendungsorientierter Forschung

und Entwicklung.

Damit Ihre Fertigung wettbewerbsfähig, nachhaltig

undzugleichressourceneffizientist,optimierenwir

nicht nur einzelne Prozessschritte, Methoden, Tech-

nologien und Anwendungen, sondern betrachten

die gesamte Prozess- und Wertschöpfungskette.

Wir bieten Systemlösungen für die ganze Band-

breite industrieller Aufgaben – von der Produktent-

wicklung über den Produktionsprozess, die Instand-

haltung von Investitionsgütern und die Wieder- und

Weiterverwertung von Produkten bis hin zu Gestal-

tung und Management von Fabrik betrieben. Von

diesemAnsatzprofitierenfertigendeBetriebe

ebenso wie Dienstleistungsunternehmen und Ein-

richtungen der öffentlichen Hand. Zudem über-

tragen wir produktionstechnische Lösungen in

Anwendungsgebiete außerhalb der Industrie –

etwa in Medizin, Verkehr und Sicherheit.

Verschaffen Sie sich einen Überblick über unsere

Leistungen und Arbeitsweise. Wir laden Sie ein,

vom wissenschaftlich-fundierten Know-how unse-

rerExpertinnenundExpertenzuprofitierenund

freuen uns auf den fachlichen Austausch mit Ihnen.

Prof. Dr. h. c. Dr.-Ing. Eckart Uhlmann

4

w i r s t e l l e n u n s v o r

5

Am Fraunhofer IPK betreiben wir angewandte For-

schung und Entwicklung für die gesamte Prozess-

kette produzierender Unternehmen – von der Pro-

duktentwicklung über den Produktionsprozess,

die Instandhaltung von Investitionsgütern und

die Wiederverwertung von Produkten bis hin zu

Gestaltung und Management von Fabrikbetrie-

ben. Zudem übertragen wir produk tionstechnische

Lösungen in Anwendungsgebiete außerhalb der

Industrie, etwa in die Bereiche Medizin, Verkehr

und Sicherheit. Analog dazu gliedert sich das Institut

in die Geschäftsfelder Unternehmensmanagement,

Virtuelle Produktentstehung, Produktionssysteme,

Füge- und Beschichtungstechnik, Automatisie-

rungstechnik sowie Qualitätsmanagement und

die Explorationsfelder Medical Systems Engineering

und Verkehrstechnik. Die enge Zusammenarbeit der

Geschäftsfelder ermöglicht uns die Bearbeitung

interdisziplinärer Themen.

Als Institut der Fraunhofer-Gesellschaft orientie-

ren wir unsere Arbeit eng am Bedarf unserer

Kunden und Partner: Mit markt- und praxisnaher

FuE tragen wir dazu bei, ihre Wettbewerbsfähig-

keit nachhaltig zu verbessern. Wir entwickeln zu -

kunftsorientiert neue Lösungen und modernisieren,

optimieren und erweitern existierende Technolo-

gien und Anwendungen. Unser Ziel ist dabei, öko-

nomische Erwägungen mit den Maximen Res-

sourceneffizienzundNachhaltigkeitin Einklang zu

bringen. Neben der Auftragsforschung entwickeln

wir im Rahmen von Vorlaufprojekten außerdem

innovative Konzepte für die Produktion von mor-

gen. Auf diesem Weg entstehende Innovationen

überführen wir gemeinsam mit Partnern in markt-

reife Produkte.

Von der Innovationskraft des Fraunhofer IPK pro-

fitierenUnternehmenebensowieVerbändeund

Institutionen der öffentlichen Hand. Zu unseren

Wirtschaftskunden zählen neben global operie-

renden Industrie- und Dienstleistungsunterneh-

men der verschiedensten Branchen vor allem kleine

und mittelständische Betriebe (KMU). KMU wer-

den als Entwicklungspartner und Systemlieferanten

immer stärker in Unternehmensnetzwerke einge-

bunden. Ihnen einen Zugang zu kostengünstigen

und umweltfreundlichen Lösungen zu ermöglichen,

ist eines unserer wichtigsten Anliegen.

FRAUNHoFER IPK IM PRoFIL Das Fraunhofer IPK steht seit über 35 Jahren für Exzellenz in der Produktionswissen-

schaft. Im Produktionstechnischen Zentrum (PTZ) Berlin entwickeln wir in enger Koo-

peration mit dem Institut für Werkzeugmaschinen und Fabrikbetrieb IWF der TU Berlin

innovative Lösungen für die gesamte Bandbreite industrieller Aufgaben.

6

w i r s t e l l e n u n s v o r

PTZ: FoRSCHUNG MIT ExPERTISE

Das Produktionstechnische Zentrum (PTZ) Berlin

beherbergt zwei Forschungseinrichtungen: Das

Institut für Werkzeugmaschinen und Fabrikbetrieb

IWF der TU Berlin und das Fraunhofer-Institut für

Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK.

Der Rundbau, bestehend aus einer zentralen Maschi-

nenhalle, einem umgebenden Bürogebäude und

einem vorgelagerten Seminartrakt wurde zwischen

1982und1986nachPlänenvonProfessorGerd

FeselundProfessorPeterBayerererrichtet.2011

wurde das PTZ mit dem Anwendungszentrum Mikro-

produktionstechnik – AMP um ein hochmodernes

Laborgebäude für die Fertigung kleinster Bauteile

und Strukturen ergänzt. Architekt Peter Bayerer

sorgte dafür, dass sich der neue Anbau lückenlos

in die bestehende Architektur des PTZ einfügt. Das

gesamteEnsemblebietetaufetwa15000Quadrat-

metern Platz für ein zentrales Versuchsfeld, zahlrei-

che Speziallabore und Werkstätten, Hörsäle und

Seminarräume für die ingenieurwissenschaftliche

Aus-undWeiterbildungsowieBüroflächenauf

sechs Etagen. Der Gebäudekomplex eignet sich

damit wie kein anderer für den Brückenschlag zwi-

schen Forschung und industrieller Anwendung.

Dank dieser Voraussetzungen können unsere Part-

ner bei jedem Entwicklungsschritt auf uns zählen:

Machbarkeitsstudien, Projektierung und Manage-

ment von Forschungsprojekten gehören ebenso

zum Leistungsangebot des Hauses wie konkrete

Entwicklungstätigkeiten und die Erprobung von

Systemen. Zur Unterstützung von Kunden gehört

für das PTZ auch, im Rahmen unseres Weiterbil-

dungsprogramms »Mehr Können« Know-how

weiterzugeben. Veranstaltungen verschiedenster

Formate vermitteln Fach- und Führungskräften

praktisch anwendbares Wissen und Einblicke in

neueste Verfahren und Technologien.

Neben der universitären Lehre am IWF bieten beide

Institute Studierenden Praktika und Arbeitsmög-

lichkeiten, die oft als Sprungbrett für eine erfolg-

reicheKarrieredienen.AuchFormatewie»Jugend

forscht« und »Girls‘ Day« oder Institutsbesuche für

nationale wie internationale Studierende helfen,

unsere Begeisterung für Ingenieursberufe, natürlich

besonders für den Maschinenbau, an die nächste

Generation weiterzugeben.

Versuchsfeld für Werkzeugmaschinen an der Königlichen Technischen Hochschule Berlin, um 1912.

Die Bestückung des Versuchsfeldes imneugebautenPTZwirdgeplant,1986.

7

Das Konzept des PTZ, Grundlagenexpertise und

anwendungsbezogene Forschung zu bündeln,

blickt auf eine lange Tradition zurück. Schon

beiderGründungdesIWF1904unterProfessor

Georg Schlesinger legte dieser großen Wert auf

den Austausch zwischen Wissenschaft und Industrie.

Die Praxisnähe zeigte sich im produktionstech-

nischen Versuchsfeld, das das IWF als erstes in

Deutschland einrichtete und betrieb. Unter Pro-

fessorGünterSpur,derseit1965LeiterdesIWF war,

entstand die Idee einer »Berliner Versuchsanstalt

für Produktionstechnik«, die als Einrichtung für

angewandte Forschung Brücken zwischen der uni-

versitären Grundlagenforschung und der industri-

ellen Anwendung schlagen sollte. Dieser Gedanke

führte 1976zurGründungdesFraunhofer IPK,

zunächst als Außenstelle des Stuttgarter Fraunhofer

IPA, ab 1979alseigenständigeEinrichtung.

1986erhieltenIPKundIWFeinneuesGebäude, das

sie als Doppelinstitut räumlich zusammenführte.

Die Architekten entwickelten ein kreisförmiges

Gefüge, das auf innovative Weise orte theoreti-

scher und praktischer Arbeit visuell verbindet und

so ein Gefühl der Gemeinsamkeit erzeugt. Konzept

und Umsetzungwurden1987mitdemDeutschen

Architekturpreis ausgezeichnet.

Seit1997leitetProfessorEckartUhlmanndas

Fraunhofer IPK sowie das Fachgebiet Werkzeug-

maschinen und Fertigungstechnik am IWF. Unter

ihm vollzog sich eine thematische Neuausrichtung

der Forschung am PTZ, die sich an den Lebenszyklus-

phasen und Prozessketten produzierender und pro-

duktionsnaher Unternehmen orientiert. Seither bil-

det das PTZ die gesamte Bandbreite industriel ler

Aufgaben ab.

FoRSCHUNG MIT TRADITIoN

8 9

und Liefernetzwerke verschiedenster Indus trie-

und Dienstleistungsbranchen wettbewerbskri-

tisch. Durch jahrelange Erfahrung können wir

beim Aufbau wirkungsvoller Innovationsstruktu-

ren auf regionaler wie auf nationaler Ebene bera-

tend unterstützen.

Zu unseren Methoden gehören Analyse- und

Bewertungsinstrumente wie Benchmarking und

Wissensmanagement. Darauf aufbauend entwi-

ckelnundimplementierenwirkundenspezifische

Werkzeuge des Prozessmanagements und der

technologieorientierten Fabrikplanung, gestal-

ten Wertschöpfungsnetze und Supply Chains.

Ganzheitlichkeit und Interdisziplinarität prägen

dabei unsere Sicht auf Betriebe und organisatio-

nen, deren Prozesse, Produkte und Kunden, ihre

Aufbauorganisation und Informationstechnik,

Lieferanten und Wettbewerber. Mit einem Team

aus Ingenieuren, Wirtschaftsingenieuren, Informati-

kern sowie Natur- und Geisteswissenschaftlern erar-

beitenwirkundenspezifischeKomplettlösungen

– von der Konzeptentwicklung bis zur Umsetzung.

UnserZiel:effektive,effizienteundamMenschen

orientierte, leistungsbezogene Prozesse.

Prozessinnovationen verhelfen Unternehmen

langfristig zu Wettbewerbsvorteilen. Relevant

sind dabei nicht nur die Prozesse, die unmittel-

bar die Produktion oder Dienstleistung betref-

fen, sondern auch sämtliche Planungs- und

Steuerungsprozesse im Betrieb. Mit der Planung,

Beschreibung und Einführung dieser Prozesse und

Strukturen beschäftigen wir uns im Geschäftsfeld

Unternehmensmanagement.

Unsere beiden Fachabteilungen »Business Excellence

Methoden« und »Geschäftsprozess- und Fabrik-

management« entwickeln innovative Konzepte für

Management, Planung und Steuerung sowie für

Leistungserstellungsprozesse. Die Umsetzung die-

ser Konzepte ist für einzelne Betriebe und organi-

sationen ebenso wie für komplexe Unternehmens-

» Wir gestalten mit Ihnen transparente, effiziente und nachhaltige

Geschäfts- und Managementprozesse und stimmen Informations-

und Kommunikationstechnologien sowie unternehmensinternes

Know-how so aufeinander ab, dass Sie entscheidende Wettbe-

werbsvorteile erhalten. «

Prof. Dr.-Ing. Holger Kohl

UNTERNEHMENS- MANAGEMENT

Unsere FuE-Themen:

» Wissensmanagement und -bilanzierung

» Benchmarking

» Innovationssysteme:

Planung und Implementierung von

Forschungszentren und Technologieparks

» Kooperations- und Innovationsmanagement

» Prozessorientierte Managementsysteme zur

Unternehmensplanung und -steuerung

» Ganzheitliche Produktionssysteme

illustration aus foto machen!

8 9

g e s c h ä f t s f e l d e r

10

Produktentwicklung ist heute nicht mehr nur

eine technische Tätigkeit, sondern eine strategisch

technologische Aufgabe, die den gesamten Lebens-

zyklus von Produkten und Leistungen umfasst.

Digitale Verfahren, Prozesse und Methoden sind

dabei unverzichtbar. Dank ihnen lassen sich Ent-

wicklungszeiten, Produktqualität und anfallende

Kosten zielgerichtet planen und kontrollieren.

Die Vision einer vollständigen Digitalisierung des

Produktentstehungsprozesses verwirklichen wir im

Geschäftsfeld Virtuelle Produktentstehung. Dabei

ist unser Ziel, Methoden und Werkzeuge so zu

gestalten, dass bereits zu einem frühen Zeitpunkt

im Produktlebenszyklus dessen spätere Phasen

berücksichtigt und vorbereitet werden können –

von der Herstellung über den Gebrauch bis hin zu

den dazugehörigen Dienstleistungen.

» Wir denken Produktentwicklung neu: in einem gleichberechtigt

aufeinander abgestimmten Geflecht aus organisation und Prozess,

Ingenieurtätigkeit, digitalen Informationsmodellen und Kollabora-

tion sowie leistungsgerechter Informations technologie. «

Prof. Dr.-Ing. Rainer Stark

Unsere beiden Fachabteilungen »Informations- und

Prozesssteuerung« sowie »Modellbasiertes Ent-

wickeln« unterstützen Industrieunternehmen und

öffentliche Institutionen bei der ständigen Ver-

besserung ihrer Lösungen. Unser Beratungs- und

Entwicklungsangebot reicht von unabhängigen

Technologiestudien über die optimierung digitaler

Prozesse und Methoden in der Produktentwicklung

bis hin zur Analyse und Entwicklung von Informati-

onsstandards, Ingenieursapplikationen und IT-Inte-

grationsarchitekturen. In auf Sie zugeschnittenen

Szenarien zeigen wir Ihnen unter Berücksichtigung

digitaler Geschäfts- und Kooperationsmechanis-

men, wo Sie stehen und wo Sie stehen könnten.

Mit uns gelingt Ihnen der Wechsel auf hundertpro-

zentig informationstechnisch ermöglichtes – und

nicht mehr nur unterstütztes – Arbeiten.

VIRTUELLE PRoDUKTENTSTEHUNG

Unsere FuE-Themen:

» Produktdatenmanagement (PDM) und

Product Lifecylce Management (PLM)

» CAD und CAE

» Virtual Reality

» Erlebbare funktionale Absicherung

» Modellbasiertes Systems Engineering

» Industrie4.0–Produktentwicklung

» Nachhaltigkeit,EnergieeffizienzundMRO

11

g e s c h ä f t s f e l d e r

12

Werkstoffe, Werkzeuge, Fertigungsverfahren,

Maschinen, Prozessketten – sie bilden das Gra-

vitations zen t rum produzierender Betriebe und das

äußerst vielschichtige Arbeitsgebiet des Geschäfts-

feldes Produktionssysteme. Wir arbeiten an der Ent-

wicklung, Bereitstellung und Anpassung von Pro-

duktions- und Fertigungstechnologien sowie der

erforderlichen Maschinen- und Steuerungstechnik

zur Herstellung innovativer Produkte. Die Fachab-

teilungen »Fertigungstechnologien«, »Mikropro-

duktionstechnik« sowie » Produktionsmaschinen

und Anlagenmanagement« entwickeln neue Ma-

schinen und Bearbeitungsstrategien, optimieren

bestehende Produktionsanlagen und realisieren

zukunftsorientierte Werkzeugkonzepte.

Zugleich entwickeln wir Lösungen zur Anlagen-

und Prozessautomatisierung, -steuerung und -über-

wachung,analysierenundentfernenStöreinflüsse

» Unser zentrales Anliegen ist es, die Wettbewerbsfähigkeit

unserer Auftraggeber durch anwendungsspezifische Detail- und

System lösungen signifikant und nachhaltig zu verbessern. «

Prof. Dr. h. c. Dr.-Ing. Eckart Uhlmann

und integrieren innovative Verfahren in bestehende

Prozessketten. Darüber hinaus unterstützen wir

Hersteller bei der Entwicklung und Einführung

neuer produktbegleitender Dienstleistungsange-

bote. Aufgrund der komplexen Wechselwirkun-

gen zwischen diesen Innovationsbereichen müssen

sämtliche Lösungsansätze interdisziplinär bearbeitet

und im Gesamtkontext aller Unter neh mens pro zes se

betrachtet werden.

Die von uns entwickelten Technologien und Sys-

teme werden industriell sowohl im Makro- als

auchimMikrobereichangewendetundfinden

sich unter anderem im Fahrzeugbau und Zuliefer-

bereich, Werkzeug- und Formenbau, in der Luft-

und Raumfahrttechnik, der Energietechnik, dem

Werkzeugmaschinen- und Anlagenbau, der Medi-

zintechnik, der Druckmaschinenindustrie sowie der

holzverarbeitenden Industrie wieder.

PRoDUKTIoNSSYSTEME

Unsere FuE-Themen:

» Zerspantechnik, Abtragen

» Feinbearbeitung

» Reinigungs- und Strahlverfahren

» Generative Verfahren

» Mikrofertigung, Präzisionsmaschinen

» Messtechnik für Makro- und Mikroproduktion

» Maschinenintegriertes Messen und Prüfen

» Strukturanalyse

» Entwicklung und Konstruktion von

Werkzeugmaschinen

» Prozessüberwachung und Zustandsdiagnose

» Steuerungsapplikation

13

g e s c h ä f t s f e l d e r

14

Fast jedes Produkt besteht aus mehreren Teilen,

daher zählen Fügen und Beschichten zu den wich-

tigsten Schritten im Produktionsprozess. Gleichzei-

tig erfordern komplexe Werkstoffe und heterogene

Materialkombinationen wie hoch- und höchstfeste

Stähle oder Stahl-Aluminium-Mischverbindungen

bei steigenden Sicherheitsanforderungen eine stän-

dige Weiterentwicklung des Fachs. Im Geschäfts-

feld Füge- und Beschichtungstechnik entwickeln wir

in Kooperation mit der Bundesanstalt für Material-

forschung und -prüfung (BAM) neue Verfahren für

Materialien, die bisher nur eingeschränkt verarbeitet

werden konnten.

In interdisziplinären Teams erschließen wir sowohl

für klassische Verfahren wie das Widerstandspunkt-

schweißen und das Lichtbogenschweißen als auch

für moderne Strahlschweißverfahren und Beschich-

tungstechnologien neue Anwendungsfelder. Durch

die Simulation von Schweißprozessen sowie von

Verzug und Eigenspannungen werden die schnelle

Einführungwirtschaftlicherundenergieeffizienter

Verfahren in der Industrie unterstützt und eine

optimierung von bestehenden Prozessen und Bau-

teilen erreicht. Unsere Arbeit ist darauf ausgerich-

tet, das Fügen und Beschichten neuer Werkstoffe

und Werkstoffkombinationen anforderungsgerecht

zu gestalten, die Qualität und Zuverlässigkeit der

Verbindungen und Beschichtungen zu erhöhen

und die Verfahren bezüglich Produktivität, Arbeits-

schutz sowie Umwelt- und Ressourcenschonung

zu verbessern.

» Neue Materialien erfordern neue Wege in der Fügetechnik.

Wir entwickeln innovative Verfahren, die die Sicherheit von

Prozessketten und gefügten Bauteilen garan tieren – egal ob

im Automobil-, Anlagen- und Schiffsbau oder bei Pipelines. «

Prof. Dr.-Ing. Michael Rethmeier

FÜGE- UND BESCHICHTUNGSTECHNIK

Unsere FuE-Themen:

» Laser-Pulver-Auftragschweißen

» Laserstrahl- und Hybridschweißen

» Widerstandspunktschweißen

» Lichtbogenschweißen

» Schweißsimulation

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g e s c h ä f t s f e l d e r

16

Das Geschäftsfeld Automatisierungstechnik ent-

wickelt Technologien und Systeme, die innovative

Robotik-, Steuerungs- und Sicherheitskonzepte mit

Methoden des maschinellen Sehens verbinden. Ziel

ist, durch die integrative Verbindung dieser Schlüs-

selkompetenzenderAutomatisierungdieEffizienz

von Prozessen zu steigern. Ein Beispiel sind Bearbei-

tungsprozesse, die mit neuen Regelungsverfahren

und integrierter Mensch-Maschine-Kooperation

hochflexibelundkostengünstigvonIndustrierobo-

tern anstelle herkömmlicher Maschinenstrukturen

durchgeführt werden können. Ein weiteres Ziel

ist, mit innovativen Methoden und Automatisie-

rungskonzepten aus der Produktionstechnik neue

Anwendungs- und Geschäftsfelder in der Sicher-

heitstechnik und der Mensch-Technik-Interaktion

zu erschließen. Bekannte Beispiele sind unsere Ver-

fahren zur automatisierten virtuellen Re kon struk-

ti on von Dokumenten und unsere Robotersysteme

zur Schlaganfallrehabilitation.

AUToMATISIERUNGSTECHNIK

» Unsere Vision ist eine humanzentrierte Automatisierung, in der

Mensch und Maschine eng und zugleich flexibel zusammenarbeiten. «

Prof. Dr.-Ing. Jörg Krüger

Zwei Fachabteilungen bündeln unsere Kompeten-

zen. Die Abteilung »Prozessautomatisierung und

Robotik«kannaufeineüber30-jährigeErfahrung

in der Automatisierungs- und Robotertechnik set-

zen. Hier werden innovative Ki nematik sys teme in

Verbindung mit neuen Antriebs- und Steuer ungs-

lösun gen für Anwendungen in der industriellen

Produktion, dem Handwerk, der Rehatechnik und

für den Ser vice be reich entwickelt. Die Abteilung

verfügt ins be son de re über herausragende Kompe-

tenzen im Bereich kraftgeregelter Robotersysteme

und der physischen Interaktion zwischen Mensch

und Roboter.

Die Abteilung »Sicherheitstechnik« erschließt auf

Basis langjähriger Expertise zur Bildverarbeitung

und Mustererkennung neue Anwendungsfelder

vor allem für mobile Erkennungssysteme sowie für

die automatisierte Rekonstruktion von objekten.

Die optische Prüfung zur Erkennung und Bewer-

tung von Defekten, insbesondere bei transparen-

ten Materialien, ist ebenfalls eine ausgewiesene

Expertise der Abteilung.

» IT-Sicherheit in der Steuerungs-

und Leittechnik

» Automatisierte virtuelle Rekonstruktion

» Systeme zur Unterstützung physischer

Rekonstruktion

» Mustererkennung in digitalen Medien

» Automatische optische Prüfung

» Energie-undRessourceneffizienz

Unsere FuE-Themen:

» Technologien und Systeme für

die Mensch-Roboter-Kooperation

» Robotersysteme für Handhabung, Montage

und Bearbeitung

» Assistenzsysteme für Industrie,

Service und Rehabilitation

» Industrie4.0–VerteilteSteuerungssysteme

und Entwicklungswerkzeuge

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g e s c h ä f t s f e l d e r

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QUALITÄTSMANAGEMENT

Die Qualität von Produkten und Dienstleistungen

hat sich zu einem strategischen Wettbewerbsfak-

tor entwickelt. Zu ihrer Sicherstellung und konti-

nuierlichen Verbesserung ist angesichts der stei-

genden Komplexität von Produktentwicklungs-,

Fertigungs- und Vertriebsprozessen ein effektives

Qualitätsmanagement (QM) unerlässlich. Wirkungs-

volle QM-Strategien und -Methoden haben nicht

nur die Entwicklung und Produktion zu betrach-

ten, sondern müssen auch die Bereiche Fertigungs-

planung, Beschaffung und Instandhaltung sowie

Vertrieb und Kundendienst berücksichtigen. Im

Idealfall bezieht sich die Qualitätsstrategie auf eine

ganzheitlich orientierte, umfassende Betrachtung

des gesamten Unternehmens mit all seinen Kun-

den- und Lieferantenbeziehungen. Dabei entstehen

zusätzliche Herausforderungen durch die Globali-

sierung von Wertschöpfungsketten.

Im Geschäftsfeld Qualitätsmanagement ent-

wickeln wir innovative Konzepte, Methoden und

organisationsansätze zur durchgängigen, inte-

grierten Bewertung und Gestaltung von Qualitäts-

prozessen und QM-Systemen. Unser Angebot zielt

auf die nachhaltige, exzellente Unternehmensqua-

lität (Quality Excellence), die für das Unternehmen

Mehrwert schafft. Sie reicht von der Führungs- und

Strategiequalität über die Produkt- und Prozessqua-

lität bis zur Strukturqualität. Dadurch unterstützen

wir unsere Kunden nicht nur dabei, die tatsächliche

und wahrgenommene Qualität ihrer Produkte und

Prozessesignifikantzuverbessern.Gleichzeitigwer-

den auch Herstellungs-, Liefer- und Reklamations-

zeiten sowie Produkt- und Prozesskosten gesenkt.

» Qualität hat drei Dimensionen, die ein Unternehmen betrachten

muss, um am Markt erfolgreich zu sein: Strategiequalität,

Produkt- und Prozessqualität, Strukturqualität. Wir unterstützen

Sie in all diesen Bereichen. «

Prof. Dr.-Ing. Roland Jochem

» Modell- und simulationsbasierte

Qualitäts- und Risikoabsicherung

» Qualitätscontrolling

» Globales Qualitätsmanagement

» Supply Chain Quality

Unsere FuE-Themen:

» Integrierte Managementsysteme

» Qualitätsplanung und Anforderungs-

management im Produktlebenszyklus

» Bewertung und Gestaltung qualitätsgerechter

Wertschöpfung, Lean Management

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g e s c h ä f t s f e l d e r

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Das Explorationsfeld Medical Systems Enginee-

ring entwickelt neue Technologien für die inter-

ventionelle Therapie, insbesondere für die bildge-

führte und minimal-invasive Chirurgie. Gemeinsam

mit dem Fachgebiet Navigation und Robotik der

Charité – Universitätsmedizin Berlin bildet es das

Berliner Zentrum für Mechatronische Medizin-

technik (BZMM). Hier werden in interdisziplinä-

ren Teams neue Systeme für die bildgeführte und

minimal-invasive Chi rurgie gemäß dem Medizin-

produktegesetz ent wickelt und einer ersten kli-

nischen Evaluierung unterzogen. Ziel ist es, in

Kooperation mit der Industrie und den klinischen

Anwendern Prototypen zu entwickeln, die chirurgi-

scheInterventionensichererundeffizientermachen

und die am Markt etabliert werden können.

Unsere Forschungsarbeiten sind stark anwendungs-

orientiert und werden an den Bedürfnissen der chi-

rurgischen Fächer und der Industrie ausgerichtet. In

allen Forschungsvorhaben stellen wir sicher, dass

die hohe technische Kompetenz unserer Mitarbeiter

durch ein Anwenderteam von Chirurgen ergänzt

wird und dass die notwendige Marktnähe durch

frühzeitige Einbindung von Industriepartnern gesi-

chert ist. So entstehen in unseren Laboren Bildge-

bungssysteme und Instrumente für die bildgeführte

und minimal-invasive Chirurgie, die ein substanti-

elles Marktpotenzial haben und von den indust-

riellen Kooperationspartnern bis zur Serien reife

weiterentwickelt und in den Markt eingebracht

werden können.

MEDICAL SYSTEMS ENGINEERING

» Medizinische Software

» Qualitätssicherung, Medizin-

produktegesetz und Zulassung

medizinischer Geräte

Unsere FuE-Themen:

» Bildgeführte und minimal-invasive Chirurgie

» Intraoperative Bildgebung und inter -

ventionelle Therapie

» Instrumentennavigation

» Patientenindividuelle Implantate

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g e s c h ä f t s f e l d e r

k o o p e r a t i o n e n

Für komplexe Aufgabenstellungen bieten wir genau die richtige Lösung. Unsere

Kompetenzen bündeln wir dazu in verschiedensten Themenbereichen, ergänzen unser

Wissen durch das Know-how thematisch verwandter Fraunhofer-Arbeitsgruppen oder

bringen Experten verschiedener Arbeitsgebiete in geschäftsfeldübergreifenden

Forschungsprojekten zusammen.

22 23

KoMPETENZEN BÜNDELN

IPK-KompetenzzentrenWir bündeln unser Know-how für Aufgaben spezi-

fischerIndustriebranchen und -märkte in zahlrei-

chen Kompetenzzentren. Unsere Kunden erhalten

so interdisziplinär und themenorientiert einen

one-Stop-Zugang zu den FuE-Themen unseres Insti-

tutsundfindenaufAnhiebdenrichtigenAnsprech-

partner. Unsere Kompetenzzentren sind

» Additive Fertigung

» Anwendungszentrum

Mikroproduktionstechnik – AMP

» Benchmarking

» Elektromobilität

» Mehr Können – Veranstaltungen

» PDM/PLM

» Prozessmanagement

» Simulation und Fabrikplanung

» Selbstorganisierende Produktion (SoPRo)

» Virtual Reality Solution Center (VRSC)

» Wissensmanagement

» Zentrum für Innovative

Produktentstehung (ZIP)

Fraunhofer-AllianzenFraunhofer-Institute oder Abteilungen von Institu-

ten mit unterschiedlichen Kompetenzen kooperie-

ren in Fraunhofer-Allianzen, um ein Geschäftsfeld

gemeinsam zu bearbeiten und zu vermarkten. Das

Fraunhofer IPK leitet die Geschäftsstelle der Allianz

Reinigungstechnik. Wir sind Mitglied in folgenden

Fraunhofer-Allianzen:

» Reinigungstechnik

» AdvanCer – Hochleistungskeramik

» autoMoBILproduktion

» Generative Fertigung

» Numerische Simulation von Produkten, Prozessen

» SysWasser

» Verkehr

Fraunhofer-Verbund Produktion Wir sind neben sieben weiteren produktionsorien-

tierten Instituten Mitglied im Fraunhofer-Verbund

Produktion, der neueste Erkenntnisse aus den Pro-

duktions- und Ingenieurwissenschaften sowie der

Informatik nutzt. Das Angebot deckt den gesamten

Produktionsprozess ab.

22 23

INTERDISZIPLINÄR FoRSCHEN

Komplexe Forschungsvorhaben lassen sich nur

erfolgreich umsetzen, wenn Experten verschiede-

ner Disziplinen gemeinsam daran arbeiten. Inter-

disziplinarität ist für uns deshalb eine Selbstver-

ständlichkeit. Bei uns forschen wissenschaftliche

Mitarbeiter der Fachgebiete Maschinenbau, Elektro-

technik und Informatik in enger Zusammenarbeit

mit Psychologen, Wirtschafts- oder Geisteswis-

senschaftlern. Ganzheitliche Lösungen entstehen

vor allem dank der engen Kooperation unserer sie-

ben Geschäftsfelder. Zwei Beispiele ihrer intensiven

Zusammenarbeit sind:

Generativ fertigen für die MedizinAus Pulver mach Produkt – eine Technologie, die

zur Fertigung von Prototypen aus Kunststoff schon

lange wertvolle Dienste leistet, kann nach Erweite-

rung der einsetzbaren Werkstoffe heute auch zur

Herstellung anwendungsreifer Produkte genutzt

werden. Das sogenannte Rapid Tooling auf Basis

von Metall und Keramik ist besonders für die Medi-

zin interessant: Mithilfe des Selective Laser Melting

(SLM) werden zum Beispiel anhand von CAD-Daten

patientenindividuelle Im plantate direkt aus Metall-

pulver generiert. Am Fraunhofer IPK kooperieren

Medizintechniker, Werkstoffwissenschaftler und

Maschinenbauingenieure, um geeignete Werk-

stoffezuqualifizierenunddasVerfahrenfüreinen

großflächigenEinsatzinderMedizinzurüsten.

Innovationszentren für Brasilien Technologisches Know-how und Management-

kompetenzen greifen bei einer weit reichenden

Kooperation mit dem Nationalen Dienst für indus-

trielle Ausbildung Brasiliens (SENAI) ineinander. Das

Fraunhofer IPK unterstützt SENAI beim Aufbau von

23 Innovationsinstituten, die die Berufsausbildung

und die angewandte Forschung im Land fördern

sollen. Fraunhofer-Experten erarbeiten Business-

pläne und Managementkonzepte für die Institute

und die Zentrale in Brasilia. Zudem unterstützt das

Fraunhofer IPK die Erarbeitung des künftigen Pro-

duktportfolios der Institute sowie die Ermittlung

des damit verbundenen Bedarfs an Personal und

Ausstattung. Erfahrungswerte bei Fraunhofer spie-

len dabei eine entscheidende Rolle.

Mit Fraunhofer-Innovationsclustern werden Innovationen durch regionale Koopera-

tionen gefördert. Dabei arbeiten Wirtschaft, Wissenschaft, Staat und Gesellschaft

zusammen, um erfolgreich auf den Märkten zu agieren sowie Beschäftigung zu

fördern und zu sichern. Neben zwei Innovationsclustern sind wir außerdem an zwei

Sonderforschungsbereichen beteiligt.

24 25

Fraunhofer-Innovationscluster »Life Cycle Engineering für Turbomaschinen«Turbomaschinenhersteller stehen vor der Heraus-

forderung, Ressourcenschonung, Wirtschaftlichkeit

und Flugsicherheit miteinander zu kombinieren.

Zusätzlich sieht die Energiepolitik eine Reduktion

der Co2-Emissionen sowie einen höheren Anteil an

erneuerbaren Energien vor. Der Fraunhofer-Innova-

tionscluster »Life Cycle Engineering für Turboma-

schinen« begegnet diesen Veränderungen.

Im Fokus steht die ganzheitliche Betrachtung von

Werkstoffen und Technologien für Turbomaschi-

nen in den Branchen Luftfahrt und Energie. Ziel

istes,energieeffizienteundressourcenschonende

Technologien für den gesamten Lebenszyklus von

Turbomaschinen bereitzustellen. Das Fraun hofer IPK

leitetdenInnovationsclusterLCE.Beiunsbefindet

sich daher auch die Geschäfts stelle.

www.innovationscluster-lce.de

INNoVATIoNEN UND …

Fraunhofer-Innovationscluster »Next Generation ID«Im Fraunhofer-Innovationscluster »Next Gene ration

ID« arbeiten Experten aus Unternehmen und Wis-

senschaft mit Unterstützung von Verwaltung und

Politik daran, Verbraucher vor gefälschten Produk-

ten oder Identitätsdiebstählen zu schützen, die

Warenkette sicher zu verfolgen oder autonome

Fahrzeugkommunikation zu ermöglichen.

Ziel des Clusters ist die Schaffung und Verwen-

dung sicherer und vertrauenswürdiger Identitäten

durch die Entwicklung innovativer und industriell

nutzbarer Technologien, Dienstleistungen und Pro-

dukte entlang der gesamten Wertschöpfungskette.

Aus der Forschungs- und Entwicklungsarbeit sollen

industriell nutzbare Prototypen und Produkte für

den Markt hervorgehen. »Next Generation ID«

wird von den Ländern Berlin und Brandenburg

unterstützt.

www.ng-identity.de

k o o p e r a t i o n e n

24 25

Sonderforschungsbereich Transregio 29 »Engineering hybrider Leistungsbündel«Der Sonderforschungsbereich Transregio 29 »Engi-

neering hybrider Leistungsbündel – Dynamische

Wechselwirkungen von Sach- und Dienstleistun-

gen in der Produktion« unter der Leitung von Prof.

Eckart Uhlmann verfolgt die Etablierung eines inno-

vativen, nutzenorientierten Produktverständnisses

von Sach- und Dienstleistungen.

Wissenschaftler aus Maschinenbau und Wirtschafts-

wissenschaften der Ruhr-Universität Bochum und

der TU Berlin entwickeln entlang des gesamten

Lebenszyklus Vorgehensweisen, Methoden und

Werkzeuge zur Planung, Entwicklung, Erbrin-

gung und Nutzung hybrider Leistungsbündel.

Gefördert von der Deutschen Forschungsge-

meinschaftwerdenin16TeilprojektendieAus-

wirkungen des Paradigmenwechsels im Produkt-

verständnis erforscht.

www.lps.rub.de

Sonderforschungsbereich1026 »Sustainable Manufacturing – Shaping Global Value Creation« Seit2012entwickelnindemvonderDeutschen

Forschungsgemeinschaft geförderten Sonderfor-

schungsbereich1026»SustainableManufacturing

–ShapingGlobalValueCreation«50Wissenschaft-

ler nachhaltige Produktionstechnologien und -stra-

tegien. Das Ziel: größerer globaler Wohlstand bei

weniger Ressourcenverbrauch.

Beteiligt sind neben TU Berlin und Fraunhofer

IPK die Bundesanstalt für Materialforschung und

-prüfung (BAM), Fraunhofer IZM, das Wissen-

schaftszentrum Berlin für Sozialforschung (WZB)

und das Konrad-Zuse-Zentrum für Informations-

technik Berlin (ZIB Berlin). Als Sprecher fungiert

Prof. Dr.-Ing. Günther Seliger vom Institut für Werk-

zeugmaschinen und Fabrikbetrieb der TU Berlin.

www.sustainable-manufacturing.net

… WISSENSCHAFTLICHE ExZELLENZ

Exzellente Forschung braucht neben klugen Köpfen vor allem eine hervorragende

Infrastruktur. Das Fraunhofer IPK findet sie im Produktionstechnischen Zentrum (PTZ)

Berlin, unter einem Dach mit dem IWF der TU Berlin. Dort stehen den Wissenschaftlern

sowohl das Versuchsfeld – eine Halle mit rund 70 Maschinen – als auch die Labore im

Anwendungszentrum Mikroproduktionstechnik – AMP für ihre Arbeit zur Verfügung.

26 27

i n f r a s t r u k t u r

Lichtdurchflutetundgroßzügigpräsentiertsich

das Herz des PTZ: die kreisrunde Maschinenhalle

inseinerMitte.Untereinemknapp18 Meter hohen

Dachfindenauf3200Quadratmeternrund70

Maschinen und Versuchsstände Platz. Der Maschi-

nenpark zeichnet sich durch eine hohe Dynamik

aus: Projektabschlüsse oder -neustarts sowie ver-

änderte Forschungsschwerpunkte machen es regel-

mäßig erforderlich, Maschinen neu in das Versuchs-

feld aufzunehmen, umzustellen oder wieder zu

entfernen. Die Halle ist für das Kommen und Gehen

bestens gerüstet. Zwei Rundlaufkräne mit Traglas-

tenvonsiebenund20TonnenkönnenjedenPunkt

des Versuchsfeldes aus zwei Richtungen anfah-

ren – krantote Punkte gibt es im Versuchsfeld nicht.

Ein breiter Mittelgang ermöglicht es, ganze LKW

in die Halle zu fahren, zum Beispiel um Maschinen

anzuliefern oder zu verladen. All das minimiert den

Gabelstaplerverkehr im Versuchsfeld.

Die Halle vereint alles, was die moderne Pro-

duktions technik zu bieten hat. Auf der Südwest-

seite konzentrieren sich Werkzeugmaschinen vor

allem für klassisches Zerspanen (Schleifen, Fräsen,

Drehen, Bohren). Auf einer kürzlich entstandenen

FreiflächeanderNordwestseitederHallewur-

den Roboter gruppiert, die hauptsächlich für For-

schungsarbeiten zum Life Cycle Engineering und

zur Instandhaltung eingesetzt werden. Weitere

Bereiche der Halle sind dem Reinigen mit Trocken-

eis und dem Sustainable Manufacturing gewid-

met.DazwischenfindenEinzelgerätePlatz,etwa

für Rapid Prototyping und Tooling, zum Umfor-

men oder Beschichten. Zudem beherbergt das Ver-

suchsfeld einen Werkstattbereich, der als Lehr-

werkstatt und für versuchsvorbereitende Arbeiten

genutzt wird.

Rund um das Versuchsfeld sind eine Reihe von Spezial-

laboren angeordnet. Sie werden für Forschungs-

vorhaben genutzt, die spezielle Ansprüche stel-

len – etwa bezüglich Sauberkeit, Klimatisierung

oder Sicherheit. Durch die Nähe zum Versuchsfeld

ist trotzdem jederzeit ein Zugriff auf die übrigen

Versuchsständemöglich.DavonprofitiertzumBei-

spiel die Robotik: Sie verfügt über ein Labor, dem

in unmittelbarer Nähe im Versuchsfeld mehrere

assoziierte Großgeräte vorgelagert sind.

UNSERE VERSUCHSFELDER

Labore am Versuchsfeld

» Roboterlabor

» Laserlabor

» Labor optische

Prüfung

» Aufprallprüflabor

» Klimalabor

» Hoch präzisionslabor

» Feinbearbeitungs-

labor

26 27

Biszu100NanometerkleinsinddieBauteileund

Strukturen, die Maschinen heute bearbeiten kön-

nen. Das entspricht dem Zehntel der Dicke eines

Spinnenfadens. Entsprechend klein sind die Werk-

zeuge der Mikroproduktionstechnik – und ent-

sprechendempfindlich reagieren sie auf Umge-

bungseinflüsse.DieAusdehnungeinesWerkzeugs

bei Temperaturschwankungen um wenige Grad

Celsius genügt, um ein Produkt in Ausschussware

zu verwandeln; kleinste Werkstoffveränderungen

durch Korrosion machen eine Bearbeitung nach

den festgelegten Parametern unmöglich.

Mit dem Anwendungszentrum Mikroproduktions-

technik–AMPwurdedasPTZ2011umeinen

Spezialbau ergänzt, der die Bedürfnisse genau-

ester Fertigungsverfahren berücksichtigt. Im

ganzen Gebäude ist die relative Luftfeuchtigkeit

regulierbar,damit sieweder55Prozentüber-

steigt und somit Korrosion ausschließt, noch

unter45Prozentsinkt,wasgesundheitsschäd-

lich für die Mitarbeiter wäre. In zwei Laboren

mit Hochpräzisionsumgebung kann die Tempe-

raturkonstantauf20°C±1°Cgehaltenwerden,

um eine Ausdehnung der Werkzeuge zu verhindern.

Das Ultrapräzisionslabor, der sensibelste Bereich

des AMP, wird sogar mit einer Genauigkeit von

±0,2°Ctemperiert.ZudemwurdediesesLabor

auf einem gesonderten Fundament errichtet, das

schwingungsentkoppelt inmitten des restlichen

Gebäudefundaments liegt. Die tragenden Säulen

reichen besonders tief in den Grund und das Fun-

dament selbst hat eine ungewöhnlich hohe Masse.

All das dient als passive Schwingungsdämpfung:

Weder Schwingungen von der Straße, noch jene,

die im Gebäude selbst entstehen, übertragen sich

unmittelbar auf diesen Bereich.

Die drei Labore sind mit modernster Maschinen-

und Messtechnik für die Hoch- und Ultrapräzisi-

onsbearbeitung sowie die Prozessentwicklung aus-

gestattet.380Quadratmeterderinsgesamt780

QuadratmeterLaborflächekönnendurchtrans-

parente Wände variabel in Einzellabore unterteilt

werden. Im Labor für Prozessentwicklung gibt es

zudemkeinefestenEinbauten.Dortkannmitflexi-

blen, temporären Experimentalaufbauten die Vor-

ort-Situation unserer Kunden nachgebildet werden.

ANWENDUNGSZENTRUM FÜR MIKRoPRoDUKTIoN

Labore im AMP

» Hochpräzisionslabor

» Ultapräzisionslabor

» Labor für Prozess-

entwicklung

Das PTZ verfügt über zahlreiche weitere große und

kleine Labore, die über das gesamte Gebäude ver-

teilt sind. Einige stellen wir hier vor:

Virtual Reality Solution CenterDasLaborfürVirtuelleRealitätwurde2001einge-

richtet, um neue Potenziale und Anwendungsfelder

für die Technologie zu erschließen sowie die ein-

gesetzte Hard- und Software weiterzuentwickeln.

Aufbauend auf Basistechnologien wie projektions-

basierter 3D-Visualisierung, 3D-Interaktionstech-

nologien und haptischen Interaktionslösungen

werden Anwendungen für CAD/CAS entwickelt

und neue Einsatzmöglichkeiten in den Bereichen

Fly-and-Walk-Through für Technik und Architektur,

Ein- und Ausbauuntersuchungen, Training, Proto-

typenentwicklung sowie telepräsente Maschinen-

steuerungen erschlossen.

SecureVerificationLabEcht oder gefälscht? Seitdem Dokumente und

objekte von hohem Wert existieren, gibt es Bemü-

hungen, sie zu fälschen oder zu manipulieren.

Das Fraunhofer IPK arbeitet mit der Bundesdruckerei

an Lösungen zur Dokumentensicherheit, etwa an

Sicherheitsmerkmalen wie dem vom IPK patentier-

ten digitalen Wasserzeichen, das für Dokumente

wieVisaoderReisepasseingesetztwird.Seit2009

betreiben beide Einrichtungen im PTZ das Secure

VerificationLab,indembehördlicheDokumente

und 3D-objekte mittels hochentwickelter Systeme

auf Fälschung oder Manipulation geprüft werden.

MedizintechniklaborIm Labor Medizintechnik werden Prototypen medi-

zintechnischer Systeme entwickelt und technisch

evaluiert, bevor sie nach dem Medizinproduktege-

setz zugelassen werden. Um eine möglichst anwen-

dungsnahe oP-Umgebung zu schaffen, wurde ein

oP-Demonstrationsbereich eingerichtet. In die-

semBereichistunter anderemeinDemonstrator

eines klinischen Assistenzsystems für die navigierte

Endoskopie aufgebaut. Strahlenschutzvorrichtun-

gen erlauben den Betrieb röntgentechnischer An

lagen wie C-Bögen, die die Wissenschaftler für

die bildgeführte und minimal-invasive Chirurgie

weiterentwickeln.

28 29

i n f r a s t r u k t u r

ERSTKLASSIG AUSGESTATTET

Weitere Labore im PTZ

» Demozentrum Reha-

bilitationsrobotik

» Demozentrum

Simulation in Pro-

duktion und Logistik

» Galileo Lab

» Zentrum für

Innovative Produkt-

entstehung ZIP

» Mikroskopielabor

» Labor Motion

Capturing

28 29

AufprallprüflaborUm die Sicherheit von Werkzeugmaschinen-

umhausungen zu gewährleisten, werden Auf-

prallprüfungen zur Untersuchung der Eignung von

Werkstoffen und Konstruktionsprinzipien durch-

geführt. Das IWF der TU Berlin besitzt seit Ende

der1990erJahreeinLaborzurDurchführungdie-

ser Prüfungen. Das Kernstück des Labors ist eine

druckluftbetriebene Beschleunigungseinrichtung,

ursprünglichfürProjektilemitbiszu100Millime-

tern,seitSeptember2013mitbiszu300Millime-

tern Durchmesser. Nicht nur die Umhausung, auch

die Projektile selbst können Teil der Untersuchung

sein. Im Berstversuchsstand werden Eigenschaften

abgeschleuderter Schleifscheibenstücke untersucht.

Virtual Engineering Learning Center (VELC)Das VELC – Virtual Engineering Learning Center ist

eine Einrichtung, in der virtuell unterstützte Ingeni-

eurstätigkeiten unterrichtet und geschult werden

können. So wird auf Bedürfnisse angehender Inge-

nieure und der Industrie im Sinne einer modernen

Lehre reagiert. Die Ausbildung erfolgt nicht an

Rechner-Einzelarbeitsplätzen mit loser Software-

integration, sondern an integrierten Systemland-

schaften, die Technologien und Konzepte heutiger

und künftiger Informations systeme berücksichtigen.

DieLehr-undLernkonzeptebasierenaufflexiblem

Mobiliar und einer Plug-and-Play-fähigen IT.

RoboterkomplexImVersuchsfelddesPTZstehenvier6-Achs-Indus-

trieroboter verschiedener Baugrößen der Hersteller

KUKA und CoMAU. Die Roboterstationen sind

mit verschiedenen Werkzeugantrieben bzw. Werk-

zeug- und Werkstückaufnahmen ausgestattet. Hier

können Werkstücke gefräst, geschliffen, poliert

undoptischvermessenwerden.JenachBauteil-

größe, Anforderungen und Technologie wird werk-

zeug- oder werkstückgeführt gearbeitet. Ziel ist

es, Schrupp- bzw. Vorbearbeitungsprozesse, die

bisher Werkzeug- oder Bearbeitungsmaschinen

vorbehalten waren, mit Robotern durchzuführen.

InsgesamtidentifizierenWissenschaftlerdurchdie

Untersuchungen im Roboterkomplex neue Anwen-

dungsgebiete für Standardindustrieroboter.

WISSENSCHAFTLICHE PARTNER

30 31

u n s e r n e t z w e r k

Wissenschaftliche Einrichtungen bearbeiten ihre

Themen selten allein – Forschungsprojekte füh-

renhäufigdieKompetenzenmehrererwissen-

schaft-licher Partner zusammen. Das Fraunhofer

IPK beschränkt sich jedoch nicht nur auf projektbe-

zogene Zusammenarbeit mit anderen FuE-Institu-

tionen. Strategische Kooperationen verbinden das

Institut langfristig mit drei renommierten Berliner

Wissenschaftseinrichtungen:

» dem Institut für Werkzeugmaschinen und

Fabrikbetrieb IWF der TU Berlin

» der Bundesanstalt für Materialforschung und

-prüfung (BAM)

» der Charité – Universitätsmedizin Berlin

Mit dem IWF der TU Berlin ist das Fraunhofer IPK

seit seiner Gründung eng verbunden. Die bei-

den Einrichtungen teilen nicht nur ein Gebäude,

was es ermöglicht, Labore, Veranstaltungsräume

und Maschinen gemeinsam zu nutzen. Gleich-

zeitig können durch gemeinsame Projektarbeit

effizient die Ergebnisse universitärer Grundla-

genforschung für die Praxis aufbereitet werden.

Die Kooperation mit der BAM verfolgt zwei Ziele.

Zunächst können Anlagen ohne bürokratische Hür-

den gemeinsam genutzt werden. Zudem müssen

Millionen Euro teure Geräte nur einmal angeschafft

werden. Gleichzeitig ergänzen sich die Forschungs-

aufträge beider Institutionen: Während sich die

BAM ausschließlich Fragen der Sicherheit in Tech-

nik und Chemie widmet, untersucht das Fraunhofer

IPK, wie Verfahren wirtschaftlicher und schneller

ausgelegt werden können. Durch die Kooperation

können Kunden unkompliziert auf beiden Gebieten

gleichzeitig unterstützt werden.

Einen ähnlichen Zweck verfolgt die Verbindung

zwischen Fraunhofer IPK und Charité. Gemeinsam

betreiben beide Institutionen das »Berliner Zent-

rum für Mechatronische Medizintechnik« (BZMM).

Hier arbeiten Ingenieure in enger Zusammenarbeit

mit Medizinern, sodass technische Entwicklung

und klinische Evaluierung aus einer Hand ange-

boten werden können. Das Ziel sind integrierte

Gesamtlösungen für die Medizin, die Interventio-

nensichererundeffizientermachenundbereitfür

die Anwendung sind.

Profitieren Sie von der engen Zusammenarbeit zwischen dem Fraunhofer IPK

und drei renommierten Berliner Forschungseinrichtungen, von unserem

internationalen Netzwerk sowie von den Leistungen unserer Trägerorganisation,

der Fraunhofer-Gesellschaft.

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30 31

BeiseinerGründung1904wardasIWFeineder

ersten Einrichtungen produktionstechnischer Lehre

und Forschung in Deutschland, die Einrichtung

eines Versuchsfeldes war wegweisend für die Dis-

ziplin. Das Forschungs- und Lehrangebot orientiert

sich an Technologie und Management industrieller

Fabrikbetriebe und umfasst sowohl die Entwicklung

von Prozesstechnologien und Produktionsanlagen

als auch deren informationstechnische Modellierung.

Die Fachgebiete

» Werkzeugmaschinen und Fertigungstechnik

» Montagetechnik und Fabrikbetrieb

» Industrielle Automatisierungstechnik

» Industrielle Informationstechnik

» Qualitätswissenschaft

» Füge- und Beschichtungstechnik

» Mikro- und Feingeräte

» Sicherheit gefügter Bauteile

» Tribologie

» Nachhaltige Unternehmensentwicklung

arbeiten an der »Digitalen Fabrik«. Ihr Ziel ist es,

Produktentwicklung, Fertigungsplanung und

Produktion informationstechnisch so abzubilden

und zu vernetzen, dass Produktentstehungs- und

Lebenszyklendurchgängigsimuliert,verifiziert

und optimiert werden können. Als Institut der Tech-

nischen Universität Berlin bildet das IWF jährlich

etwa200StudierendeimFachMaschinenbauaus.

Im Master-Studiengang Global Production Enginee-

ring, an dem das IWF wesentlich beteiligt ist, werden

Studierende aus aller Welt für die Herausforderun-

gen der glo balen Industriegesellschaft ausgebildet.

Aktuell sind Fraunhofer IPK und IWF in drei DFG-

geförderten Langzeitprojekten aktiv. Der Son-

derforschungsbereich (SFB) Transregio 29 »Engi-

neering hybrider Leistungsbündel« befasst sich

mit der Planung, Entwicklung, Erbringung und

Nutzung hybrider Leistungsbündel. Im SFB »Sus-

tainable Manufacturing« entstehen nachhal-

tige Produktionstechnologien und -strategien

für größeren globalen Wohlstand bei weniger

Ressourcenverbrauch. Die Nachwuchsgruppe

PrE-BioTec »Produktionstechnik für die Zellfreie

Bio technologie« arbeitet an der Schnittstelle von

Ingenieurwissenschaften und Biotechnologie.

IWF INSTITUT FÜR WERKZEUGMASCHINEN UND FABRIKBETRIEB – TU BERLIN

u n s e r e p a r t n e ru n s e r e p a r t n e r

32 33

BAM BUNDESANSTALT FÜR MATERIAL -FoRSCHUNG UND -PRÜFUNG

Die BAM ist eine wissenschaftlich-technische Bun-

desbehörde im Geschäftsbereich des Bundesmi-

nisteriums für Wirtschaft und Energie (BMWi). Sie

fördert die Entwicklung der deutschen Wirtschaft

durch Forschung, Prüfung und Beratung zur Sicher-

heit in Technik und Chemie. Sie zählt europaweit

zu den wichtigsten Instituten ihres Fachgebiets.

Die BAM integriert Forschung, Bewertung und Ber-

atung in Technik und Chemie unter einem Dach.

Im Rahmen ihrer gesetzlichen und gesellschafts-

politischen Aufgaben identifiziert die BAM

Anforderungen an die Sicherheit in Technik und

Chemie für die Gesellschaft von morgen. Dabei liegt

der Fokus ihrer Arbeit auf den fünf abteilungsüber-

greifenden Themenfeldern

» Energie

» Infrastruktur

» Umwelt

» Material

» Analytical Sciences

Durch ihre Kooperationen mit Universitäten, ande-

ren Forschungseinrichtungen und der Industrie ist

u n s e r n e t z w e r k

die BAM in die deutsche Forschungslandschaft

eingebunden und international eng mit anderen

Staatsinstituten vergleichbaren Auftrags vernetzt.

DasFraunhoferIPKstehtseit2009inengerKoope-

ration mit dem Fachbereich »Schweißtechnische

Fertigungsverfahren« der BAM. Professor Dr.

Michael Rethmeier leitet in Personalunion den

Fachbereich an der BAM sowie das Geschäftsfeld

Füge- und Beschichtungstechnik des Fraunhofer

IPK. Gegenstand der gemeinsamen Forschung

beider Einrichtungen sind Fragen der Sicherheit

und Zuverlässigkeit gefügter Bauteile und Systeme

während der Fertigung und ihres Betriebes. Dabei

kommt der Bewertung der Interaktion zwischen

Werkstoff, Prozess und Konstruktion die entschei-

dende Rolle zu. Zur Bewertung der Sicherheit und

Zuverlässigkeit der gefügten Bauteile kommen

neben Laborproben vor allem Bauteilversuche

und Full-Scale-Tests zum Einsatz. Hierzu werden

bestehende Prüfverfahren adaptiert sowie neue

Methoden vorangetrieben.

32 33

CHARITé – UNIVERSITÄTSMEDIZIN BERLIN

Gemeinsam mit dem Fachgebiet Navigation und

Robotik der Charité bildet das Geschäftsfeld Medi-

zintechnik des Fraunhofer IPK das Berliner Zentrum

für Mechatronische Medizintechnik. Seit einer Neu-

ausrichtungimJahr2008konnteessichalsinter-

national anerkanntes Forschungs- und Entwick-

lungszentrum für bildgeführte und minimal-invasive

Chirurgieetablieren.2010wurdeesmitdemInno-

vationspreis Medizintechnik des Bundesministeri-

ums für Bildung und Forschung ausgezeichnet und

seine Technologieausgründung SCoPIS in das Port-

folio des High-Tech-Gründerfonds aufgenommen.

Die Charité – Universitätsmedizin Berlin zählt zu

den größten Universitätskliniken Europas. Sie ist

die medizinische Fakultät der Freien Universität

Berlin und der Humboldt-Universität zu Berlin

und eines der traditionsreichsten Krankenhäuser

Deutschlands.

Die Charité ist einer der größten Arbeitgeber Ber-

lins, entscheidend für die Entwicklung der Gesund-

heitsregion Berlin-Brandenburg und eine der erfolg-

reichsten Forschungsorganisationen in Deutschland.

Anihrarbeiten13200MitarbeiterInnen,darunter

3664WissenschaftlerInnenund233ProfessorIn-

nen. Der Campus ist verteilt auf vier Standorte, zu

denenüber100KlinikenundInstitute,gebündelt

in17CharitéCentren,gehören.Jährlichwerden

mehrals140 000Patientenstationärundrund

615000ambulantbehandelt.DieCharitéerwirt-

schafteteinenJahresumsatzvongut1,3Milliar-

denEuroundwirbtjährlichrund152Millionen

Euro Drittmittel ein. In ihrer dreihundertjäh rigen

Geschichte hat sie einen einzigartigen Ruf erlangt.

In der europäischen Medizinlandschaft ist sie eine

eigenständige Marke.

USASüdkorea

Unsere Partner in Europa:

FrankreichGroßbritannienNordirlandItalienLiechtensteinNiederlandeÖsterreichSchwedenSchweizSpanienUngarn

34 35

FoRSCHUNG WELTWEIT

Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des

Fraunhofer IPK forschen in Berlin, doch ihre Arbeit

bringt die industrielle Produktion weltweit voran.

Kooperationen verbinden das Institut mit den

wichtigsten gegenwärtigen und künftigen Wissen-

schafts-undWirtschaftsräumen–soprofitieren wir

vom internationalen Wissenstransfer und erschließen

neue Absatzmärkte für produktionstechnisches

Know-how aus Deutschland.

Besonders aktiv ist das Institut in Asien und Süd-

amerika. Bereits seit 1999 betreibt es in enger

Zusammenarbeit mit der Fraunhofer-Zentrale ein

RepresentativeOfficeinIndonesien.Innovative

Management-Methoden aus dem Fraunhofer

IPK halfen dort beim Aufbau eines Innovations-

systems. Gleiches gilt bei der Einführung eines

Finanzierungskonzeptes für die Einrichtung einer

breiten Forschungslandschaft in Vietnam und

aktuellbeiProjektenzurEffizienzsteigerungin

Russland. In Dubai planten IPK-Forscher einen

Technologiepark von der Größe einer Kleinstadt.

In China und Malaysia unterstützt das Institut die

Aus- und Weiterbildung junger Ingenieurinnen

und Ingenieure – das Engagement wurde etwa

dadurch honoriert, dass die Kolej Universiti Tekni-

kal Kebangsaan (KUTKM) in Malaysia Professor

Uhlmann2005eineEhrendoktorwürdeverlieh.

Eine herausgehobene Stellung genießt auch die

Verbindung mit der brasilianischen Universidade

Metodista de Piracicaba, in deren Rahmen in an-

wendungsorientierten Projekten neue Produktions-

technologien entwickelt werden.

u n s e r n e t z w e r k

34 35

FRAUNHoFER-GESELLSCHAFT

Forschen für die Praxis ist die zentrale Aufgabe

der Fraunhofer-Gesellschaft. Die 1949 gegründete

Forschungsorganisation betreibt anwendungsori-

entierte Forschung zum Nutzen der Wirtschaft und

zum Vorteil der Gesellschaft. Vertragspartner und

Auftraggeber sind Industrie- und Dienstleistungs-

unternehmen sowie die öffentliche Hand.

Die Fraunhofer-Gesellschaft betreibt in Deutschland

derzeit67InstituteundForschungseinrichtungen.

Rund23000MitarbeiterinnenundMitarbeiter,

überwiegend mit natur- oder ingenieurwissen-

schaftlicher Ausbildung, erarbeiten das jährliche

Forschungsvolumen von 2 Milliarden Euro. Davon

fallenrund1,7MilliardenEuroaufdenLeistungs-

bereichVertragsforschung.Über70Prozentdieses

Leistungsbereichs erwirtschaftet die Fraunhofer-

Gesellschaft mit Aufträgen aus der Industrie und

mitöffentlichfinanziertenForschungsprojekten.

Knapp30ProzentwerdenvonBundundLändern

alsGrundfinanzierungbeigesteuert,damitdie

Institute Problemlösungen entwickeln können,

dieerstinfünfoderzehnJahrenfürWirtschaft

und Gesellschaft aktuell werden.

Internationale Kooperationen mit exzellenten

Forschungspartnern und innovativen Unter-

nehmen weltweit sorgen für einen direkten Zu -

gang zu den wichtigsten gegenwärtigen und

zukünftigen Wissenschafts- und Wirtschaftsräu-

men. Mit ihrer klaren Ausrichtung auf die ange-

wandte Forschung und ihrer Fokussierung auf

zukunftsrelevante Schlüsseltechnologien spielt

die Fraunhofer-Gesellschaft eine zentrale Rolle im

Innovationsprozess Deutschlands und Europas. Die

Wirkung der angewandten Forschung geht über

den direkten Nutzen für die Kunden hinaus: Mit

ihrer Forschungs- und Entwicklungsarbeit tragen

die Fraunhofer-Institute zur Wettbewerbsfähigkeit

der Region, Deutschlands und Europas bei. Sie för-

dern Innovationen, stärken die technologische Leis-

tungsfähigkeit, verbessern die Akzeptanz moderner

Technik und sorgen für Aus- und Weiterbildung

des dringend benötigten wissenschaftlich-tech -

nischen Nachwuchses.

Unser Leistungsangebot zielt darauf ab, Unternehmen von der

Produktidee über die Produktentwicklung, -planung und -erstellung

bis hin zur Wiederverwertung zu unterstützen.

36

UNSERE LEISTUNGEN

Der schnelle Technologietransfer zählt zu den wich-

tigsten Zielen unserer Arbeit. Dafür bieten wir ein

breites Spektrum von Leistungen an, das sowohl

Detail- als auch Systemlösungen einschließt:

» Beratung (orientierungsgespräche)

» Machbarkeitsstudien

und Wirtschaftlich keitsberechnungen

» bilaterale Industrieprojekte bis zur

prototypischen Realisierung

» Projektierung und Engineering

» Entwicklung von Verfahren, Geräten

und Softwaresystemen

» Systemerprobung mit modernster

Geräte ausstattung

» Unterstützung bei nationalen und internatio-

nalen Forschungs- und Entwicklungsprojekten

» Schulungen, Seminare, Coaching

Wir entwickeln neue Technologien in enger

Zusammenarbeit mit Auftraggebern und erpro-

ben sie im Versuchsfeld des PTZ oder direkt vor

ort bei unseren Kunden. Darüber hinaus vermitteln

wir technisches Wissen im Bereich der Produktions-

technik und entwickeln Methoden zur Verbesse-

rung des Managements von organisationen in

Dienstleistung und Produktion sowie des Quali-

täts- und Umweltmanagements.

37

IHRE ANSPRECHPARTNER

InstItutsleItung & ProduktIonssysteme

Prof. Dr. h. c. Dr.-Ing. Eckart Uhlmann eckart.uhlmann@ipk.fraunhofer.de +493039006-100

unternehmensmanagement

Prof. Dr.-Ing. Holger Kohl holger.kohl@ipk.fraunhofer.de +493039006-233

QualItätsmanagement

Prof.Dr.-Ing.RolandJochem roland.jochem@ipk.fraunhofer.de +493039006-118

automatIsIerungtechnIk

Prof.Dr.-Ing.JörgKrüger joerg.krueger@ipk.fraunhofer.de +493039006-183

medIcal systems engIneerIng

Dipl.-Ing. Felix Fehlhaber felix.fehlhaber@ipk. Fraunhofer.de +493039006-226

Füge- und BeschIchtungstechnIk

Prof. Dr.-Ing. Michael Rethmeier michael.rethmeier@ipk.fraunhofer.de +49308104-1550

Verwaltung

Heike Hühns-Krieger heike.huehns-krieger@ipk.fraunhofer.de +493039006-103

Presse- und ÖFFentlIchkeIts-arBeIt/ marketIng

Steffen Pospischil steffen.pospischil@ipk.fraunhofer.de +493039006-140

VIrtuelle Produktentstehung

Prof. Dr.-Ing. Rainer Stark rainer.stark@ipk.fraunhofer.de +493039006-243

s o f i n d e n s i e u n s

ANREISE

s o f i n d e n s i e u n s

BahnAb Berlin Hauptbahnhof:

– mit dem Taxi (ca.10Min.)

–mitdemBus245vonderHaltestelle»Lehrter

Straße/Invalidenstraße« in Richtung S+U Zoologi-

scher Garten bis zur Haltestelle »Franklinstraße«;

(ca.20Min.).ZuFußinFahrtrichtungetwa200m

und dann rechts in die Pascalstraße einbiegen

(ca.5Min.).

AutoAus Richtung Hannover, Leipzig, Nürnberg:

–A115nachCharlottenburg(A100);A100bis

Ausfahrt Kaiserdamm, dann B2 Richtung Tiergarten

(Kaiserdamm, dann Bismarckstr.) bis zur Leibniz-

straße. Links abbiegen in die Leibnizstraße. Diese

wird im weiteren Verlauf erst zur Cauerstraße, dann

zur Dove- und schließlich zur Helmholtzstraße.

Links abbiegen in die Morsestraße, die im weite-

ren Verlauf zur Pascalstraße wird.

Aus Richtung Hamburg, Rostock:

–A111nachCharlottenburg(A100);A100bis

Ausfahrt Spandauer Damm, links abbiegen auf

den Spandauer Damm, dieser knickt im weiteren

Verlauf halbrechts ab und wird zur otto-Suhr-

Allee. Links abbiegen in die Cauerstraße. Diese

wird im weiteren Verlauf erst zur Dove- und

schließlich zur Helmholtzstraße. Links abbiegen

in die Morsestraße, die im weiteren Verlauf zur

Pascalstraße wird.

FlugzeugAb Berlin Tegel:

– mit dem Taxi (ca.15Min.)

– mit dem Bus x9 Richtung S+U Zoologischer

Garten bis »U Ernst-Reuter-Platz« (ca.15Min.). Dort

indenBus245RichtungNordbahnhofumsteigen

bis Ausstieg »Helmholtzstraße« (ca.5Min.). Der

StraßeinFahrtrichtung200mfolgenundlinksin

die Morsestraße einbiegen, die im weiteren Verlauf

zur Pascalstraße wird (ca.5Min.).

Ab Berlin Schönefeld:

– mit dem Taxi (ca.40Min.)

–RE7 (Fahrtziel Dessau) bis Hauptbahnhof

(ca.30Min.), alternativ S9 bis ostkreuz, dort

umsteigen inS5,S7oderS75bisHauptbahn-

hof (ca.45Min.). Von dort weiter wie unter

»Bahn« beschrieben.

38

IMPRESSUM

© Fraunhofer IPK 2016

Herausgeber | Prof. Dr. h. c. Dr.-Ing. Eckart Uhlmann

Redaktion | Katharina Strohmeier

| Salome Zimmermann

Gestaltung | Mila Albrecht

| Alina Goldberg

| Ismaël Sanou

Bilder

BundesanstaltfürMaterialforschungund-prüfung(BAM)(15,32)

| Charité – Universitätsmedizin Berlin (33) |Fraunhofer-Gesellschaft(35)

|FraunhoferIPK:A.Goldberg(1,4,5,6);K.Heß(11,29l.);

S.Pospischil(3,26,27,29);A.Salvo(17,21,28);I.Sanou(9,19);K.Strohmeier

(31) | iStock: A. Scetta (23r.) | IWF TU Berlin: G. Baumhauer (13,23l.,39)

|MEVVerlag:M.Eckhard(24,25)| Alle übrigen Bilder: Fraunhofer IPK

Kontakt

Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen

und Konstruktionstechnik IPK

Pascalstraße8–9

10587Berlin

Tel.: +493039006-0

Fax: +493039110-37

E-Mail: pr@ipk.fraunhofer.de

Internet: www.ipk.fraunhofer.de

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