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Fraunhofer Italia: «Wir haben Südtirols Forschungskultur verändert»
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2019-10-24 2019-10-24 24 Oktober 2019 - Gabriele Crepaz
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Forschung muss Unternehmen Nutzen bringen – das ist das Gebot von Fraunhofer. Konkret arbeitet Fraunhofer Italia an der digitalen Transformation von KMU in Südtirol. Das Institut ist seit 2017 im NOI Techpark in Bozen angesiedelt. Für internationales Aufsehen sorgt seine Forschung an der Baustelle 4.0. Doch fangen wir mit der Analyse an: Wie geht anwenderorientierte Forschung? Um dann in die Zukunft zu schauen: Was soll bio-inspired manufacturing bringen? Ein Porträt.

Er sprüht vor Energie. Die wichtigste Frage des Tages hat er bereits überstanden, als wir uns im dritten Stock des NOI Techpark in Bozen treffen. Wie es um die Auftragsforschung stehe, hatte der Verwaltungsrat von Fraunhofer Italia Dominik Matt morgens gefragt. „Das war die erste Frage im Meeting“, erzählt der Leiter des italienischen Instituts der deutschen Fraunhofer-Gesellschaft. Danach war es erst einmal ruhig in der Runde. Wie für alle Institute der Gesellschaft gilt auch für Fraunhofer Italia das so genannte Fraunhofer-Modell: Forschung muss anwenderorientiert sein. Dementsprechend werden zwei Drittel des Budgets aus Forschungsprojekten mit der Industrie und aus Drittmitteln finanziert, ein Drittel kommt aus Landesgeldern. Die Grundfinanzierung bemisst sich am Erfolg der Auftragsforschung, bei Fraunhofer Italia muss sie primär Südtiroler Unternehmen zugutekommen.

Raus aus dem Elfenbeinturm: Fraunhofer Italia forscht „am Campus“.

Das war ein Argument, das zog, als Fraunhofer Italia 2009 in Bozen gegründet wurde. Südtirols Unternehmer und Politiker sahen endlich die Chance, Forschung aus dem Elfenbeinturm zu holen und damit die Forschungskultur im Land zu ändern. „Und das ist eingetreten!“, bestätigt Dominik Matt, der gemeinsam mit Dieter Spath, Institutsleiter von Fraunhofer in Stuttgart, bereits 2007 den Stein zur Gründung der ersten Fraunhofer-Niederlassung in Italien ins Rollen brachte. In enger Abstimmung mit dem Unternehmerverband Südtirol und der Freien Universität Bozen sowie unter frühzeitiger Einbindung von Politik und Landesverwaltung wurde 2010 aus der Idee schließlich Wirklichkeit.  

2017 zog Fraunhofer Italia in den NOI Techpark ein. „Das hat unsere Sichtbarkeit deutlich erhöht“, sagt Dominik Matt. Man arbeitet dort nun in unmittelbarer Nachbarschaft – gewissermaßen auf Kaffeesprung - mit verschiedenen Südtiroler Forschungseinrichtungen. Das vereinfacht und stärkt die Zusammenarbeit. Ab 2022 gesellt sich die neue Fakultät für Ingenieurswissenschaften der Uni Bozen dazu. Kompetenz, Wissen und Ideen kreuzen sich hier, fast automatisch. „Für mich ist das ein Campus“, sagt Dominik Matt, „wo institutionelle und industrielle Forschung zusammenspielen“. Das Beste für ihn: Mit NOI Techpark verlieren die Südtiroler Unternehmer allmählich die Scheu vor Wissenschaft und Forschung. „Die testen uns, die kommen und schauen, haben die was drauf?“, berichtet Dominik Matt. Genau das ist gewollt.

Eine Arena auf Zuruf: Was gefällt, was wird gebraucht?

Für die Unternehmer hat Fraunhofer Italia in der historischen Kranhalle auf dem Gelände eine Arena aufgebaut. Eine Schaubühne der zukunftsweisenden Projekte, an denen Fraunhofer Italia gerade arbeitet, alles im Werkstattmodus und ausbaufähig. „Ich stelle mir das wirklich vor wie eine Arena. Da sollen die Zuschauer sich inspirieren lassen von unseren aktuellen Forschungsarbeiten und uns dann zurufen, was ihnen gefällt, was gebraucht wird und was nicht“, erklärt Matt seine Vision. Auf den ersten Blick gleicht die Fraunhofer-Italia--Arena einem Kindergarten für Maschinen. Leichtbauroboter sortieren bunte Bauklötzchen nach Farben und Formen, sind lernfähig durch Beobachtung und Imitation; automatisierte Fahrzeuge folgen einem Weg, der nur ihnen bekannt, aber mit den Raumkoordinaten abgestimmt ist. Folgsam bremsen sie vor einem jungen Forscher ab, der ihnen, mit Strahlenhelm am Kopf, ins Blickfeld gerät.

Digitale Transformation und Automatisierung sind das Kerngebiet von Fraunhofer Italia. „Wir waren die ersten, die das Thema Industrie 4.0 in Südtirol ins Visier nahmen“, erklärt Dominik Matt. Geforscht und entwickelt wird in drei Geschäftsfeldern: der Digitalisierung im Bauwesen, der flexiblen Automatisierung in Industrie, Handwerk und Landwirtschaft und der Entwicklung digitaler Geschäftsmodelle.   

Bauprozesse am Fließband: Als Fraunhofer die Baustelle 4.0 ankündigte.

Den Anfang machte das Bauwesen. „Exotisch“ sei das gewesen, erinnert sich Matt, „ein Paukenschlag.“ Auf der Baustelle, behauptet er, hat sich in Prozessen und Abwicklung in den vergangenen Jahrzehnten nicht viel verändert. Das gelte nicht nur für Südtirol, wo Klein- und Mittelbetriebe am Werk sind, die oftmals weder Zeit noch Ressourcen für Forschung aufbringen können. „Klar, dass die Produktivitätsentwicklung von Bau und Industrie deshalb weit auseinanderklafft“, sagt Matt. Als Fraunhofer Italiaalso vor zehn Jahren die Digitalisierung der Bauprozesse ankündigte und alle am Bau beteiligten Gewerke in die Analyse einbezog, meldeten sich sofort elf Südtiroler Unternehmen, die beim Projekt mitmachen wollten. Heute hat das Institut mit seiner Forschung zur Baustelle 4.0 international Aufmerksamkeit erlangt. Intensiv gearbeitet wird am BIM Simulation Lab, einem Labor, in dem über Gebäudedatenmodelle verfügbare digitale Informationen verarbeitet, mithilfe von AR- und VR-Techniken visualisiert und in einer einzigen Datenbank abgerufen werden. „Damit kann man endlich den tatsächlichen Baufortschritt messen und die Entscheidungen in Planung, Ausführung und Betrieb sinnvoll steuern“, erklärt Matt. Ihm schwebt vor, Bauprozesse in Zukunft ähnlich zu organisieren wie die Montage eines Autos am Fließband.

Fabrik der Zukunft: dezentrale Steuerung oder Produktionsprozesse in Echtzeit

An der Fabrik der Zukunft arbeitet Fraunhofer Italia im zweiten Geschäftsfeld des Automation and Mechatronics Engineering. Was Unternehmen besonders zu schaffen macht: die dezentrale Steuerung von Produktionsprozessen, bei Fraunhofer Italia verkürzt DeConPro. „Bisher werden Entscheidungen zentral getroffen und von einem Menschen kontrolliert“, erklärt Matt. Bei Fraunhofer denkt man hingegen die automatisierte Koordination aller Player in einem Multiagentensystem durch. „Wenn uns die autonome, dezentrale Steuerung gelingt, sind wir im Produktionsprozess viel näher an der Echtzeit dran als je zuvor“, sagt Matt und lässt seiner Fantasie freien Lauf: Ein Tischler käme dann zu uns nach Hause, wir setzen die AR-Brille auf, die er mitbringt, sehen das neue Kästchen vor uns, als wäre es schon da, geben Änderungswünsche online weiter, während der Tischler neben uns checkt, ob alle Bestandteile da sind, was das Ding kostet und wann geliefert wird. Für den Auftrag tippen wir einfach auf die Okay-Taste, und im gleichen Moment startet schon die Fertigung ...  

Digitale Geschäftsmodelle: Wie die Amazonisierung der KMU in Südtirol gelingt.

Coole Aussicht? „Die nächste Stufe“, sagt Matt. „Wir bestellen Waren heute per Knopfdruck. Deshalb erwarten wir, dass – fast genauso – schnell geliefert wird. Wir nennen das die Amazonisierung unserer Wirtschaft.“ Allein der Begriff lässt manchen die Haare zu Berge stehen. Ihnen? KMU, wie sie in Südtirol das ökonomische Rückgrat bilden, verbrennen sich an solchen Umwälzungen nicht gerne die Finger. Alle beobachten, viele warten ab. Kein Wunder. Besonders größere und am Markt etablierte Unternehmen wollen verstehen, wie ihr Geschäftsmodell ausschauen wird, wenn durch die Digitalisierung erst einmal alles auf den Kopf gestellt wird. Fraunhofer Italia hat sich darauf spezialisiert, Zweifel dadurch zu zerstreuen, dass technologische Szenarien entwickelt und Machbarkeitsstudien durchgeführt werden. „Wir bieten ein enormes Potential an Wissen, Kreativität und Fähigkeiten, nutzen Sie es!“, macht Matt den Unternehmern Mut.

Den Vorsprung der Natur verringen: Schwarmintelligenz und Antikörpern auf der Spur

Den Wissensvorsprung erarbeitet sich Fraunhofer durch die sogenannte Vorlaufforschung. Diese bereitet Problemlösungen vor, die in fünf oder zehn Jahren für Wirtschaft und Gesellschaft aktuell werden. Nur wer Trends früh erkennt, kann strategische Forschungsleitlinien entwerfen. Dafür treffen die Leiter aller Fraunhofer-Institute sich regelmäßig. Natürlich werden dann internationale Forschungstrends diskutiert, vor allem aber greifen die Wissenschaftler Bedürfnisse von Industrie und Wirtschaft auf, bewerten Ideen und entscheiden, welche Richtung die Forschung nehmen soll. Man schaut weit in die Zukunft. Für Fraunhofer Italia lautet der Auftrag: bio-inspired manufacturing. Man hat eingesehen, bei aller Brillanz von neuen digitalen Technologien und künstlicher Intelligenz hat die Natur immer noch einen Vorsprung, sie passt sich geschickt an neue Umweltbedingungen an. So will man bei Fraunhofer Italia künftig biologische Phänomene wie die Schwarmintelligenz oder das Verhalten von Antikörpern beobachten, um Impulse zu erhalten, wie Produktions- und Logistiksysteme robuster und anpassungsfähiger gemacht werden können. „Dafür brauchen wir interdisziplinär besetzte Forschungsteams. Biologen, Ingenieure und Informatiker werden Hand in Hand an Lösungen arbeiten, die unsere Arbeitswelt von morgen revolutionieren könnten“ schwärmt Matt.

Getrieben von Neugier: Fraunhofer als Durchlauferhitzer für junge Forscherinnen und Forscher

Die wichtigste Zutat für erfolgreiche Forschung ist die Neugier. Sie treibt die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter von Fraunhofer Italia an. Das typische Wissenschaftler-Gen. Im Schnitt sind sie 30 Jahre alt, 40 Prozent von ihnen sind Frauen. Um 30 Festangestellte kreisen immer 15 bis 20 Studierende. „Wir sind ein Durchlauferhitzer für junge High-Potentials“, meint dazu Matt. Fraunhofer Italia habe die Strahlkraft, die es braucht, um junge ehrgeizige Wissenschaftler anzuziehen. Aber: 2010 schon, nach wenigen Monaten, habe er zehn Mitarbeiter an die Südtiroler Industrie verloren. Und der Aderlass hält an. So wie er es sagt, tut es ihm gar nicht leid. Warum auch? Man kann es auch positiv sehen: Der Verlust im eigenen Haus dient der Beziehungspflege mit den Südtiroler Unternehmen. Fraunhofer Italia hat heuer alle Angebote in Aufträge verwandelt. Hundert Prozent. Das antwortete Dominik Matt auf die Frage des Verwaltungsrats. Wir wissen nicht, wann die Damen und Herren die Sprache wiedergefunden haben

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