Ein Höhepunkt der INDIN ist der "Industry Day", der in Zusammenarbeit mit dem Centrum Industrial IT (CIIT), der Mid Sweden Universität und it’s OWL organisiert wird. An diesem Tag erhalten Wissenschaftler:Innen von Industrievertreter:Innen einen umfassenden Einblick in vorhandene nachhaltige Lösungen im industriellen Umfeld. Gleichzeitig wird die besondere Stärke der Region OWL hervorgehoben, die sich durch die sehr gut funktionierenden Netzwerke zwischen Wirtschaft und Wissenschaft auszeichnet. „Angesichts der Tatsache, dass mittlerweile über 80% der Weltbevölkerung davon überzeugt ist, dass Technologie dazu beitragen kann, den Klimawandel zu bekämpfen, ist das Thema Nachhaltigkeit am Industry Day von besonderem Interesse. Die Unternehmen in der Region spielen dabei eine führende Rolle bei der Umsetzung nachhaltiger technischer Lösungen, und der Industry Day im Rahmen der INDIN bietet die Möglichkeit, diese Unternehmen anhand von Praxisbeispielen kennenzulernen,“ sagt Prof. Dr.-Ing. Lukasz Wisniewski, Mitorganisator der Konferenz auf Seiten des inIT der TH OWL. 

Das wissenschaftliche Programm umfasst weitere drei Tage mit über 150 Beiträgen zu aktuellen Themen wie Künstliche Intelligenz, Intelligente Automation, 5G oder digitale Zwillinge. Ergänzt wird das Programm durch Impulsvorträge von Vertretern bekannter Organisationen, wie Google, der Stanford Universität, der Mid Sweden Universität und Phoenix Contact. Darüber hinaus wird EU-Kommissionspräsidentin Ursula von der Leyen den Teilnehmer:Innen einen Einblick in die aktuellen Entwicklungen in der europäischen Innovationspolitik geben.

Ein weiterer Höhepunkt der Konferenz ist das festliche Gala-Dinner, das auf Schloss Brake stattfinden wird. Stephan Prinz zur Lippe wird den Abend mit einer geschichtlichen Einordnung von Lemgo, der ältesten lippischen Stadt, passend zum Jubiläum "900 Jahre Lippe" bereichern.  

„Nach Ende der Konferenz laden wir die Teilnehmer:Innen ein, noch mindestens einen Tag anzuhängen, um die Sehenswürdigkeiten des Kreises Lippe kennenzulernen oder verschiedene Outdoor-Aktivitäten wahrzunehmen. Die Messlatte für den Austragungsort liegt hoch. Wir müssen den Teilnehmer:Innen schon etwas bieten!“, sagt Mitorganisator Prof. Dr.-Ing. Jürgen Jasperneite, Direktor des Lemgoer Fraunhofer-Instituts.  Die vergangenen Gastgeberstädte waren unter anderem Peking, Cambridge und Perth. Die INDIN 2023 in Lemgo ist die erste Präsenzveranstaltung dieser jährlichen Konferenzreihe nach der Pandemie.

"Wir werden daher alles daransetzen, dass die Teilnehmer:Innen diese Konferenz und den Austragungsort in unvergesslicher Erinnerung behalten. Unsere Stärken in der Region liegen in Innovation und Geschichte, aber auch in der Fülle an Natur, die wir bieten können.", freuen sich Jasperneite und Wisniewski sowie das ganze Organisationsteam auf ihre Gäste.

Fußgänger im Fokus

Fußgängerüberwege mit Ampeln sollen für die sichere und komfortable Überquerung befahrener Straßen sorgen. Aktuellen Studien zufolge berücksichtigen die Grünphasen allerdings nicht die benötigten Überquerungszeiten verschiedener Personengruppen. Mit aktueller Technik erfolgt die Erkennung der Überquerungsabsicht an einfachen Lichtsignalanalagen (LSA) durch einen Taster, der durch die Fußgänger betätigt werden muss: Diese Art der Bedarfsanforderung liefert kaum Informationen über die Anzahl oder Bedürfnisse (z.B. vulnerable Personen) der Passantinnen und Passanten, die eine individuelle Optimierung der Schaltzeiten zulässt. Außerdem soll die Länge der Grünphasen einen Einfluss auf die Bereitschaft haben, diese Straßen nicht während einer Rotphase zu überqueren, was sicherheitsrelevant sein kann. Vom Projekterfolg versprechen sich die Forschungspartner ein bedarfs- und situationsgerechtes Steuerungskonzept, das die Wartezeit bei hohem Personenaufkommen um durchschnittlich 30%, und die Anzahl gefährlicher verkehrswidriger Überquerungen um bis zu 25% reduzieren kann.

Herausforderungen / Forschungsfragen

Vor diesem Hintergrund haben sich der Hersteller für Lichtsignalanlagen, Stührenberg GmbH aus Detmold, und die Entwickler des Fraunhofer IOSB-INA aus Lemgo unter anderem folgende Forschungsfragen für ihr neues Projekt gestellt: Wie lassen sich eine beleuchtungsunabhängige und DSGVO-konforme Personenerkennung und ein Tracking ausschließlich auf Basis von LiDAR-Sensoren mittels KI erzielen und in einem eingebetteten System in Echtzeit umsetzen? Welche Wartezeitverkürzung ist an Fußgänger-LSA bei hohem Personenaufkommen möglich ohne den Autoverkehr zu lange aufzuhalten? Wie kann eine Verbesserung der Verkehrssicherheit an Fußgänger-LSA mittels KI, insbesondere auch für vulnerable Personen erreicht werden? Wie kann eine Integration in bestehende Ampeln kostengünstig als sogenanntes „Retrofit“ erfolgen? Die Notwendigkeit einer entsprechenden Optimierung beschreibt das Land NRW bereits in seinem Verkehrssicherheitsprogramm 2020.

Lösungsansatz mit KI

Intelligente, sich optimierende Ampelsteuerungen könnten dynamisch auf Fußgänger reagieren, Wartezeiten verkürzen und gleichzeitig zur Verkehrssicherheit beitragen. Auf der Suche nach einer Technologie zur Begegnung dieser Herausforderung will das Fraunhofer IOSB-INA in diesem Projekt unter anderem einen Algorithmus zur intelligenten Bilderkennung entwickeln. Während das LiDAR-Verfahren vollkommen datenschutzkonform und anonym Daten generiert, sollen auf dieser Basis nicht nur Personen und Personengruppen sondern auch Kinderwagen, Rollstuhlfahrer und weitere Verkehrsteilnehmer erkannt und in ihren Überquerungsabsichten bewertet werden. Der gewählte Ansatz soll dabei weitestgehend robust gegenüber Beleuchtungseinflüssen und aufgrund eines DSGVO-konformen Gesamtsystemansatzes unbedenklich sein. Weiterhin soll er eine kostengünstige Alternative zu anderen Ansätzen darstellen. Die Robustheit bezieht sich vor allem auch auf widrige Bedingungen (z.B. Gegenlicht, Dunkelheit, Reflektionen) sowie die Einsparung von Ressourcen in der Umsetzung. Das selbst gesetzte Ziel: eine beleuchtungsunabhängige Personenerkennung und Tracking mittels KI, ausschließlich auf Grundlage von LiDAR-Sensoren, mit einer Erkennungsleistung von mindestens 90%. Carsten Fischer, Geschäftsführer der Stührenberg GmbH, freut sich auf das neue Forschungsprojekt: „Auch für unsere Unternehmung ist die Einführung einer KI-Verkehrssteuerung ein erster und großer Schritt. Mit der KI beginnt ein neues und modernes Zeitalter im Bereich der Straßenverkehrstechnik, die in der Zukunft noch viele Änderungen mit sich bringen wird.“ 

Unterschiede zu bisherigen Ansätzen

Bisherige Ansätze zur optimierten Ansteuerung von Fußgänger-LSA, welche häufig auf der Grundlage video-optischer Sensoren aufgebaut sind, zeigen sich nachteilig bezüglich Nutzbarkeit bei widrigen Beleuchtungsverhältnissen sowie der Akzeptanz aufgrund des von außen nicht erkennbaren Datenschutzes. Aktuelle KI-Verfahren sind in ihrer Erkennungsqualität häufig verzerrt, da für das Training hauptsächlich Bilder aus dem westlichen Kulturkreis verwendet werden. Dadurch kommt es z. T. zur ungewollten Diskriminierung von People of Color, welche aufgrund ihrer Hautfarbe vom KI-Algorithmus nicht wahrgenommen werden. Die angestrebte Lösung soll weitgehend unabhängig von Beleuchtungseinflüssen, DSGVO-konform by Design, als eingebettetes System einfach in bestehende LSA nachrüstbar sowie diskriminierungsfrei sein.

Nächste Schritte 

Zunächst werden die Forschungspartner verschiedene Sensortests auf dem Gelände des Fraunhofer IOSB-INA bei verschiedenen ggfs. simulierten Beleuchtungsbedingungen zur Bestimmung der Erkennungsleistung durchführen. In der Umsetzungsphase werden das Fraunhofer-Institut und die Stührenberg GmbH an ausgewählten Fußgängerampeln in Lemgo und Bielefeld Daten mit LiDAR-Sensoren aufzeichnen und auf dieser Grundlage eine KI-basierte Vorhersage der Überquerungsabsicht von Personen entwickeln. Gleichzeitig wird die Integrierbarkeit in vorhandene Ampelanlagen untersucht werden. Im Rahmen der Evaluation soll die Eignung zur intelligenten Steuerung an den genannten Standorten überprüft und die Robustheit gegenüber verschiedenen Lichtverhältnissen untersucht werden. Projektleiter vom Fraunhofer IOSB-INA, Dr. Dennis Sprute freut sich auf die Zusammenarbeit: „Mit Stührenberg haben wir abermals einen erfahrenen und kompetenten Partner an unserer Seite – und mit Lemgo und Bielefeld fortschrittliche und aufgeschlossene Austragungsorte. Besonders freuen wir uns, dass das Vorhaben auch von Straßen.NRW unterstützt wird. Viel bessere Rahmenbedingungen für ein solches Projekt kann man sich kaum wünschen.“ Direktor des Fraunhofer IOSB-INA und Projektinitiator, Prof. Dr.-Ing. Jürgen Jasperneite, unterstreicht das Nutzenpotenzial der Technologie: „Mit diesen ‚mitdenkenden‘ Ampeln können wir einen wichtigen Beitrag zu Steigerung der Sicherheit von Fußgängern und des Verkehrsflusses leisten.“

Über den mFUND des BMVI:

Im Rahmen der Innovationsinitiative mFUND fördert das BMVI seit 2016 datenbasierte Forschungs- und Entwicklungsprojekte für die digitale und vernetzte Mobilität 4.0. Die Projektförderung wird ergänzt durch eine aktive fachliche Vernetzung zwischen Akteuren aus Politik, Wirtschaft, Verwaltung und Forschung und durch die Bereitstellung von offenen Daten auf dem Portal mCLOUD. Weitere Informationen finden Sie unter www.mfund.de.

Wie funktioniert die nachhaltige Produktion von morgen? Dass technische Innovation und Umweltschutz harmonieren können, zeigt das Produkt von CUNA – ein Startup aus Mettmann. Die CUNA Products GmbH stellt Mehrwegbecher aus CO2-neutralem, pflanzlichen Material her. CUNA, 2018 gegründet, charakterisiert sich durch ein nachhaltiges Konzept mit einer zukunftsfähigen Produktidee: Die Becher werden aus einem biobasierten Kunststoff, der auf Öl verzichtet, hergestellt und sind wiederverwend- sowie recyclebar. Das Besondere: nicht nur das für die Produktion verwendete Material aus nachwachsenden Rohstoffen ist nachhaltig, sondern auch der eigens von CUNA organisierte Recyclingkreislauf. Hierzu entsteht über den Rückfluss von genutzten Bechern des Poolsystems ein Materialkreislauf, denn die ökologischen Mehrwegbecher mit dem markanten CUNA Blumensymbol kommen vor allem als Pfandsystem in der Gastronomie oder auf Festivals zum Einsatz.

Dieses Produkt hat auch das Fraunhofer IOSB-INA überzeugt, welches im Rahmen des seit Anfang 2020 vom BMWi geförderten Projekts „KI Reallabor“ die industrielle Datenwirtschaft erforscht und umsetzt. In diesem Kontext suchte das Forschungsinstitut aus Lemgo Produktionspartner für den Aufbau einer Realproduktion in der SmartFactoryOWL, einer gemeinsamen Initiative des Fraunhofer IOSB-INA und der TH OWL. Grund der Suche nach einer realen Produktion war einerseits, datengetriebene Anwendungsfälle gemeinsam mit der Plattform „Industrie 4.0“ umzusetzen, andererseits, KI Lösungsanbietern reale Industriedaten offen für die Forschung und Entwicklung industrieller, datenbasierter Lösungen zugänglich zu machen. Schon seit 2016 bringt die SmartFactoryOWL Unternehmen und Forschungseinrichtungen zusammen, um Lösungen für die Fabrik der Zukunft in der Interaktion zwischen Mensch, Maschine und Produkt zu entwickeln, zu erproben und in die praktische Anwendung zu überführen. Die Realproduktion wird auch für Besucher der SmartFactoryOWL zugänglich sein.

Jetzt stellen CUNA und das Fraunhofer IOSB-INA in einer Kooperative aus zehn Partnern eine datengetriebene Fertigung auf die Beine. Hierbei werden sie durch folgende Unternehmenspartner unterstützt: Der mittelständische Kunststoffverarbeiter  wird die Produktionsleitung und den Betrieb der Fertigung in der SmartFactoryOWL übernehmen und bringt hierbei Expertise aus jahrelanger Spritzgussfertigung ein. Die Gesamtkonzeption und Integration der Anlagentechnik übernimmt federführend der namhafte deutsche Maschinenhersteller ARBURG aus Loßburg, der flankiert wird von weiteren Industriepartnern, wie dem weltweit agierenden Robotik-Hersteller KUKA sowie den Automatisierungsspezialisten fpt Robotik und der Barth Mechanik GmbH. Für die individualisierte Beschriftung der CUNA Becher wird ein Lasersystem der REA Elektronik GmbH zum Einsatz kommen. Die Materialversorgung wird von dem Herforder Mittelständler digicolor GmbH organisiert, der unter anderem Granulattrockner und Farbsysteme herstellt.

Mit dieser vollständig abgebildeten Wertschöpfungskette von Komponentenhersteller über den Betreiber der Produktion bis zum Kunden wird mit einer nach Industrie 4.0 Gesichtspunkten ausgerichteten Produktion die Herstellung der nachhaltigen Becher in der SmartFactoryOWL in Lemgo, inmitten der Technologieregion OWL, verortet und zu einem Experimentierfeld für Technologien der Industrie 4.0 und Künstlichen Intelligenz. Schneller und agiler Technologietransfer und -integration von gemeinsam entwickelten Lösungen bilden die Grundlage der Zusammenarbeit dieser zukunftsweisenden Produktion in der SmartFactoryOWL.

CUNAs Gründer und Geschäftsführer Rafael Dyll ist stolz: „Wir produzieren in Deutschland und aus nachwachsenden Rohstoffen, reduzieren den CO2 Ausstoß und recyclen selbst. Das sind alles schon jetzt wegweisende Features. Wir wollen nun den nächsten Schritt gehen und freuen uns ungemein auf die Kooperation mit einer weltweit führenden Forschungsorrganisation. Beim Fraunhofer-Institut in Lemgo zeigen wir außerdem, dass Deutschland Nachhaltigkeit und Digitalisierung kann. Und zwar im Einklang. Außerdem stehen uns mit ARBURG und weiteren Partnern führende Maschinenbauer für die Kunststoffproduktion zur Seite. Diese Konstellation der Zusammenarbeit ist einzigartig für die Erforschung der zukünftigen Biokunststoffproduktion, da bin ich mir sicher."

Kunden können künftig online ihre Bestellung von CUNA Bechern aufgeben, ihre Produkte individualisieren und live in der SmartFactoryOWL die Produktion ihrer Becher verfolgen. Die vollumfänglich digitalisierte und transparente Produktion liefert kontinuierlich Daten für das KI Reallabor. Diese Daten werden Anwendern und Entwicklern von Technologien und Verfahren der künstlichen Intelligenz – beispielsweise dem ebenfalls an der Kooperative beteiligten Simulationsunternehmen IANUS Simulation – zur Verfügung gestellt und zur dauerhaften Optimierung der Produktionsprozesse genutzt.

Mit dieser Infrastruktur wird die Zukunft der industriellen Datenwirtschaft, die die Plattform Industrie 4.0 gemeinsam mit dem Fraunhofer IOSB-INA im Rahmen des KI Reallabors durch Erforschung von Technologien – mit offenen Daten, Simulationen und Algorithmen – stärken möchte, kollaborativ vorangetrieben.

Nissrin Perez aus der Geschäftsstelle der SmartFactoryOWL betreut die Realproduktion vom Fraunhofer IOSB-INA: „Die über die CUNA Produktion in der SmartFactoryOWL außergewöhnlich repräsentative und offene Datenbasis wird für die deutsche Produktion, insbesondere für die Kunststoffindustrie, große Fortschritte bedeuten. Ab Juli startet die Produktion mit dem Aufbau in der SmartFactoryOWL.“

Prof. Dr. Jürgen Jasperneite, Direktor des Fraunhofer IOSB-INA blickt dem Start verheißungsvoll entgegen: „Wir freuen uns sehr, dass wir mit den industriellen Partnern nun eine Realproduktion in unserer Forschungs- und Demonstrationsfabrik realisieren können. Ein derartiges „Operieren am offenen Herzen“ ist unseres Wissens deutschlandweit einmalig. Sie stellt die höchsten Anforderungen an die Gestaltung des Technologietransfers bei laufendem Betrieb. Gleichzeitig bietet dieser Ansatz aber den schnellsten Reifeprozess.“

Ernst Stöckl-Pukall, Leiter des Referats IV A 3 – Digitalisierung und Industrie 4.0 im Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) fügt hinzu: „Bei Industrie 4.0 setzen wir mit der Plattform Industrie 4.0 und deren Netzwerk globale Maßstäbe, u. a. mit dem Konzept für den digitalen Zwilling. Der nächste Schritt ist, die datengetriebene Vernetzung und neue Geschäftsmodelle in die Tat umzusetzen. Dafür braucht es auch vor allem eine unternehmensübergreifende Kooperationsbereitschaft. Das KI-Reallabor zeigt erfolgreich auf, dass davon alle Beteiligten profitieren können.“

Über CUNA Products GmbH: CUNA setzt seit 2018 ihr Konzept des biobasierten Mehrwegbechers um. Das Team hat Wurzeln in der Wissenschaft und Werbewelt und vertrat 2019 als einziges Startup das Land NRW im Kreis der „Germany at it’s Best“ Unternehmen auf der weltgrößten Kunststoffmesse in Düsseldorf. Das junge Unternehmen wurde von Oceanic.Global mit der „Plastic.Free“ Auszeichnung für das schlüssige Konzept belohnt und Ende 2020 von der Region Rheinland für die Innovation prämiert.

Fraunhofer IOSB-INA Lemgo: Das Fraunhofer IOSB-INA (www.fraunhofer-lemgo.de) in Lemgo wurde im Oktober 2009 als der Standort für industrielle Automation des Fraunhofer Instituts für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung (IOSB) gegründet. Der Standort Lemgo mit seinen derzeit 95 Mitarbeiter:Innen legt den Schwerpunkt auf die Systemtechnik für intelligente Automatisierungssysteme in den Feldern Intelligente Sensorik, Industrielle Kommunikation, Cybersicherheit, Big Data, Maschinelle Intelligenz und Mensch-Maschine Interaktion. Auf dieser Basis können wir Menschen effizient unterstützen, fundierte Entscheidungen treffen, Prozesse optimieren und technische Systeme intelligent steuern. Das Fraunhofer IOSB-INA betreibt mit der SmartFactoryOWL und Lemgo Digital zwei herausragende Reallabore für die digitale Transformation von Industrie und Kommunen.

Hadi-Plast GmbH & Co. KG Kunststoff-Verarbeitung: Hadi-Plast ist auf die zertifizierte Fertigung technischer Präzisions-Spritzgussbauteile aus thermoplastischen Kunststoffen spezialisiert. 

fpt Robotik GmbH & Co. KG: Neue Wege gehen, Bewährtes hinterfragen, Visionen leben. Mit einer Kombination aus kreativen Ideen und spezialisiertem, technischem Know-how hat sich die fpt Robotik GmbH & Co. KG zu einem der führenden Trendsetter in der Entwicklung von Automatisierungssystemen und Industrierobotern etabliert. Über 150 Mitarbeiter in den Bereichen Entwicklung, Engineering, Software, Produktion und Service definieren am Standort Amtzell immer wieder neu „what robotics can be“. Das Ergebnis: Automatisierungslösungen, die der industriellen Digitalisierung weit voraus sind – flexibel, wirtschaftlich, ganzheitlich.

Arburg: Das deutsche Familienunternehmen Arburg gehört weltweit zu den führenden Maschinenherstellern für die Kunststoffverarbeitung. Das Produktportfolio umfasst Allrounder-Spritzgießmaschinen, Freeformer für die industrielle additive Fertigung sowie Robot-Systeme, kunden- und branchenspezifische Turnkey-Lösungen und weitere Peripherie. In der Kunststoffbranche ist Arburg Vorreiter bei den Themen Produktionseffizienz, Digitalisierung (Industrie 4.0) und Nachhaltigkeit. Das Programm „arburgXworld“ umfasst alle digitalen Produkte und Services und ist gleichzeitig der Name des Kundenportals. Die Strategien zur Ressourcen-Effizienz und Circular Economy sowie alle Aspekte und Aktivitäten dazu sind im Programm „arburgGREENworld“ zusammengefasst.

KUKA: KUKA ist ein international tätiger Automatisierungskonzern mit einem Umsatz von rund 2,6 Mrd. EUR und rund 14.000 Mitarbeitenden. Der Hauptsitz des Unternehmens ist Augsburg. Als einer der weltweit führenden Anbieter von intelligenten Automatisierungslösungen bietet KUKA den Kunden alles aus einer Hand: Vom Roboter über die Zelle bis hin zur vollautomatisierten Anlage und deren Vernetzung in Märkten wie Automotive, Electronics, Metal & Plastic, Consumer Goods, E-Commerce/Retail und Healthcare.

IANUS Simulation: IANUS steht seit mehr als 12 Jahren für Erfahrung und Kompetenz auf dem Gebiet der 3D CFD-Strömungssimulation in der Kunststoffwelt. Neben Simulationen für die Kunststoffbranche zählen auch die Optimierung von Maschinen für die Pharma- und Lebensmittelindustrie, als auch die Auslegung von chemischen Reaktoren, Öfen oder Wärmetauschern und die Simulation von Luft- und Windströmungen zu den Kernkompetenzen. Die beiden Geschäftsbereiche bestehen aus der reinen Dienstleistung und individuellen Softwarelösungen, die durch ein interdisziplinäres Team aus erfahrenen Ingenieuren, Mathematikern, Physikern und Informatikern entwickelt werden.
IANUS Simulation GmbH, Meisenstraße 96, D-33607 Bielefeld, Germany

REA JET: Verlässliche Identifikation und Rückverfolgbarkeit sind REA Systeme weltweit tausendfach im Einsatz. Vom rauen Alltag in stahlverarbeitenden Werken bis zu den filigranen Anforderungen der Verpackungs-, Lebensmittel- oder Pharmaindustrie – REA ist in den unterschiedlichsten Branchen erste Wahl. Auch für die vernetzte Fertigung im Sinne von Industrie 4.0.Seit unserer Gründung 1982 bauen wir unser umfangreiches Portfolio für die industrielle Kennzeichnung immer weiter aus: mit innovativen Lösungen zum Beschriften, Codieren und Markieren der unterschiedlichsten Produkte und Oberflächen sowie der anschließenden Verifizierung. Wir entwickeln, fertigen und verbessern in Deutschland. Die REA Elektronik GmbH ist nach DIN EN ISO 9001:2015 zertifiziert.

5G im industriellen Einsatz: Konkret bedeutet das die drahtlose Echtzeitkommunikation zwischen Maschinen und Geräten, das auf die Millisekunde abgestimmte Ineinandergreifen von Prozessschritten. Der größte Mehrwert von 5G liegt in der drahtlosen Übertragung mit hoher Verfügbarkeit bei gleichzeitig geringer Latenz. Unternehmen haben die Möglichkeit, mit einem sogenannten 5G-Campusnetz die neue Technologie in der eigenen Produktion aufzubauen, bei Bedarf ohne eine Schnittstelle ans öffentliche Netz.

Reale 5G-Szenarien entstehen

Die beteiligten Fraunhofer-Institute betreiben bereits 5G-Reallabore und Testzentren in den Digitalisierungsfeldern Automation, Produkte / Devices, Stadt, Mobilität und Produktion. Erstmalig verknüpfen die Forschungspartner sich nun standortübergreifend. Neben der Fernwartung von Produktionsmaschinen könnten weitere Szenarien die Automatisierung aus der Cloud oder der Einsatz neuester Technologien wie Millimeterwellen in der industriellen Anwendung sein.

„Unser gemeinsamer Untersuchungsgegenstand ist es, die Performance und Zuverlässigkeit von 5G im industriellen Einsatz über mehrere Standorte in ganz Deutschland zu erproben. Diese Frage ist für Betriebe, die sich für den Einsatz von 5G interessieren, hochrelevant. Schließlich sollte eine entsprechende Investition sorgfältig geprüft werden“, so Dr. Christoph Jürgenhake, Gesamtprojektleiter und Gruppenleiter am Fraunhofer IEM.

5G in der Industrie: Vom Testgebiet zur Umsetzung 

5G gilt als Voraussetzung, um das Internet der Dinge im industriellen Umfeld flächendeckend zu ermöglichen. Dabei ist der neue Mobilfunkstandard insbesondere für großflächige, unternehmensweite oder unternehmensübergreifende Lösungen interessant und bietet hier viele Potentiale für eine einheitliche Netzabdeckung mit großen Reichweiten und neuen Geschäftsmodellen. Trotz zahlreicher Forschungsinitiativen in Deutschland, fehlt es bisher noch an einer flächendeckenden Umsetzung. Ursache ist etwa die geringe Verfügbarkeit von industriellen 5G-Produkten, da viele Hersteller in erster Linie den Konsumermarkt adressieren. Die Fraunhofer-5G-Anwenderzentren wollen Unternehmen dabei unterstützen, den neuen Mobilfunkstandard künftig zielgerichtet entlang ihrer Wertschöpfungskette einzusetzen.

5G-Fraunhofer-Anwenderzentren: Die Partner

·       Fraunhofer IEM in Paderborn
Das Fraunhofer IEM forscht an der ganzheitlichen Entwicklung von intelligenten Produkten, Produktionssystemen, Dienstleistungen und Softwareanwendungen. Im 5G-Anwenderzentrum fokussiert das Fraunhofer IEM den Schwerpunkt 5G-Produkte bzw. Devices und die Kooperation mit der BMI-geförderten Smart City Paderborn sowie den Spitzencluster it’s OWL. Infos: www.iem.fraunhofer.de/de/ueber-uns/labore-pruefeinrichtungen/iot-xperience-center.html

·       Fraunhofer IOSB-INA in Lemgo

Das Fraunhofer IOSB-INA in Lemgo unterstützt Unternehmen entlang der Befähigungskette Informieren-Demonstrieren-Qualifizieren-Umsetzen auf dem Weg zu 5G-basierten Produkten und Services in Fabriken und Städten. Anhand von praxisrelevanten 5G-Anwendungsfällen in den IoT-Reallaboren SmartFactoryOWL undLemgo Digital bietet es Informations- und Demonstrations- und auch Weiterbildungsangebote für Unternehmen und Kommunen. Auch die Konzeption und Pilotierung von 5G-Anwendungen sowie die Entwicklung und Qualifizierung von 5G-basierten Produkten oder Services unterstützt das Fraunhofer IOSB-INA. Infos: www.5g-anwendungszentrum.de 

·       Fraunhofer IPA in Stuttgart

Koordiniert vom Fraunhofer IPA bietet das »Transferzentrum 5G4KMU – 5G für kleine und mittelständische Unternehmen« ein breites Leistungsangebot von der Konzeption bis hin zur Umsetzung und Erprobung von 5G-Anwendungen im Bereich der Automatisierung und Produktion. An fünf Standorten in Baden-Württemberg wurden Testumgebungen mit 5G-Standalone-Netzen aufgebaut. Im 5G-Anwederzentrum liegt der Schwerpunkt auf der Fabrikvernetzung mit 5G, um z. B. drahtlos und flexibel prozessnahe Echtzeitdatenanalysen und zeitkritische Anwendungen in der Produktion zu ermöglichen. Infos: www.5g4kmu.de

·       Fraunhofer IPT in Aachen

Das Fraunhofer IPT in Aachen hat mit dem 5G-Industry Campus Europe im Jahr 2020 die größte europäische 5G-Infrastruktur auf dem RWTH Aachen Campus Melaten geschaffen. Auf einer Fläche von knapp einem Quadratkilometer erproben Partner aus Industrie und Forschung verschiedenste Anwendungsszenarien – von 5G Sensorik für die Überwachung und Steuerung hochkomplexer Fertigungsprozesse über mobile Robotik und Logistik bis hin zu standortübergreifenden Produktionsketten. Ein weiteres Ziel ist es, den Einsatz moderner Edge-Cloud-Systeme zur schnellen Datenverarbeitung zu testen, um weitere Potenziale von 5G für eine vollständig vernetzte und adaptive Produktion auszuschöpfen. Mit dem 5G-Audit bietet das Fraunhofer IPT Unternehmen zudem die Möglichkeit, eigene Potenziale für den industriellen Einsatz der neuen Mobilfunktechnologie zu erkunden und herauszufinden, welche positiven Effekte 5G auf bestehende Prozessabläufe ausüben kann. Infos:https://5g-industry-campus.com/

·       Fraunhofer HHI in Berlin

Das Fraunhofer HHI in Berlin ist weltweit führend in der Entwicklung mobiler und optischer Kommunikationsnetze und -systeme. Im Bereich der mobilen Breitbandsysteme und 5G konzentriert das HHI seine Entwicklungsaktivitäten auf Signalverarbeitung, Funkverbindung und Systemoptimierung. Zur Expertise gehören u.a. Machine Learning and Artificial Intelligence for Wireless Networks, Open RAN, 5G Campus Networks, mm-Wave, Industrial Wireless, Channel Sounding, Channel Modeling und High-Performance-Computing (HPC). Mit einem eigenen offenen 5G-Testfeld, das mit dem gemeinnützigen Verein 5G BERLIN auf dem Nordcampus der TU Berlin betrieben wird, erfolgt die Erprobung der neuesten Drahtlos-Technologien unter realen Bedingungen. Infos: https://5g-berlin.de/5g-testbed/

Inklusion ist ein Thema, das sich längst nicht nur in Kindergärten, Schulen, Vereinen und Initiativen verorten lässt. Die Ideen der Inklusion und der Ermöglichung von Teilhabe fußen auf den zentralen Werten einer sozialen Marktwirtschaft – auch im Bereich der beruflichen Tätigkeiten und Fähigkeiten führen sie in die Mitte unserer Gesellschaft. Vor diesem Hintergrund engagierten sich auch die Forscherinnen und Forscher von Fraunhofer aus Lemgo und brachten 10 Jahre wissenschaftliche Expertise in Bereichen Mensch-Maschine-Interaktion, Internet der Dinge (IoT) und intelligente Automation im Produktionsumfeld mit ein.

Der Arbeitsmarkt wird indes stets komplexer, wandlungsfähiger und technikorientierter. Die damit verbundenen verbundenen Konsequenzen erfordern neue Möglichkeiten, um Menschen mit Behinderungen beispielsweise im Bereich manueller Montagetätigkeiten angesichts der steigenden Komplexität besser zu unterstützen. In einem gemeinsamen Projekt widmeten sich Fraunhofer IOSB-INA und die wertkreis Gütersloh gGmbH der assistenzgestützten manuellen Montage sowie der Einbindung intelligenter Systeme in die berufliche Bildung, die in Gütersloh für behinderte Menschen stattfindet. Über das gute Ergebnis freut sich Ulrich Rötgers, Bereichsleiter Berufliche Bildung beim wertkreis Gütersloh: "Wir freuen uns sehr, dass unser gemeinsames Projekt – "DIAZ"- diese großartige Ehrung durch das Land NRW erfahren hat. Es zeigt sich, dass ein gemeinsames Bearbeiten des Themas Inklusion durch eine Forschungs- und Technikeinrichtung und einem sozialen Dienstleistungsunternehmen zielführend für Gesellschaft und Beruf ist."

Das Ergebnis sind acht Montagearbeitsplätze in unterschiedlichen Variationen, deren vom wertkreis konstruierten und gebauten Arbeitstische sich individuell, zum Beispiel für Rollstuhlfahrer*innen, anpassen lassen. Das Besondere: Das System eignet sich sowohl zur Unterstützung im betrieblichen Umfeld als auch in der Aus- und Weiterbildung und dient somit als wertvolle Brücke bei der Integration in den Arbeitsmarkt. Darüber hinaus zeichnet sich das Montagesystem durch geringe Einarbeitungs- und Umrüstzeiten aus, was insbesondere bei Aufträgen mit hoher Variantenvielfalt und kleineren Produktionsvolumina zum Tragen kommt. Es ist in der Lage, viele Menschen mit unterschiedlichen Beeinträchtigungen zu unterstützen, da die Inhalte und Assistenzfunktionen an die Bedürfnisse und Fähigkeiten individuell angepasst werden können. Während die NutzerInnen schnell und unkompliziert an die Arbeitsinhalte herangeführt und idealerweise für den Eintritt in den Arbeitsmarkt qualifiziert werden können, kommt die Konfiguration des Systems und der Inhalte ohne externe Kompetenzen bzw. Programmieraufwand aus.

Diese Vielseitigkeit des Systems wurde durch das Land Nordrhein-Westfalen im Dezember 2020 mit dem Inklusionspreis honoriert. Sozialminister Karl-Josef Laumann äußerte sich bei der Preisverleihung lobend zu den Einreichungen: „Die Projekte zeigen mit ihrer großen Vielfalt, wie Inklusion in Nordrhein-Westfalen bereits gelebt wird. Mit ihrer Kreativität leisten sie einen Beitrag, dass Menschen mit Behinderungen ein gleichberechtigtes und selbstbestimmtes Leben führen können. Die Jury aus Fachleuten und Vertreterinnen und Vertretern der Behindertenselbsthilfe hatte es wahrlich nicht leicht, hier eine Auswahl zu treffen.“

Angesichts der Umstände durch die Pandemie fand die Preisverleihung als Online-Event mit über 7.000 Zuschauerinnen und Zuschauern statt. Auch der Leiter der Forschungsgruppe Assistenzsysteme am Fraunhofer IOSB-INA, Prof. Dr. Dr. Dr. Carsten Röcker, freute sich über den gemeinsamen Erfolg: „Auf der Seite der Wissenschaft ist es immer schön zu sehen, wie Innovationen in den Einrichtungen und Unternehmen etwas bewegen und für die Menschen neue Chancen eröffnen. Dank der Zusammenarbeit mit dem wertkreis Gütersloh haben wir wertvolle Einblicke in einen neuen Anwendungsbereich für unsere Assistenzsysteme gewinnen können.“

Das Projekt hatte sich als eines von 16 weiteren für eine Umsetzung durch das Spitzencluster it’s OWL in einer Ausschreibung des Landes Nordrhein-Westfalen beworben, sieben Projekte wurden durch ein unabhängiges Gutachtergremium ausgewählt. Das KI-Projekt im Bereich Intralogistik setzte sich aus guten Grund im Auswahlverfahren durch: Das Potenzial, das in der Optimierung von Timing, Koordination, und Organisation von Lieferprozessen in und um das Unternehmen liegt, ist groß: Prozesse in Lagerhaltung, Transport und Auftragsabwicklung sollen um mindestens 10 bis 15 Prozent optimiert werden. Wirtschafts- und Innovationsminister Prof. Dr. Andreas Pinkwart: „In den ausgewählten Projekten erschließen Wirtschaft und Wissenschaft gemeinsam neue Technologien für die digitale Transformation im Mittelstand. Die Partner greifen den Bedarf aus der Industrie auf und entwickeln praxisorientierte Ansätze und Lösungen, die andere Unternehmen in OstWestfalen-Lippe und ganz Nordrhein-Westfalen nutzen können. Damit leisten sie einen wichtigen Beitrag für eine wettbewerbsfähige Industrie in Nordrhein-Westfalen.“

Was hat KI mit Logistik zu tun?

Das ist die Ausgangsfrage, die auf der Suche nach den Potenzialen des maschinellen Lernens oder künstlicher Intelligenz für logistische Prozesse in Unternehmen zu stellen ist. Intelligente Algorithmen und maschinelle Lernverfahren sind zunächst einmal in der Lage, die großen Datenmengen, die bei Logistikprozessen vorliegen, zu verarbeiten. Hier ist insbesondere von Lagerbestandsdaten, Produktionsinput und -output, von ERP-Daten sowie von Ressourcenverfügbarkeiten und Belegungsplänen von Maschinen und Anlagen die Rede. Im ersten Schritt werden Prozesse und Abläufe modelliert und grafisch abgebildet, so dass der Mensch diese aggregierten Daten im Überblick erfassen und verstehen kann, um so zum Beispiel Engpässe, Verzögerungen oder Leerläufe zu identifizieren. Im nächsten Schritt können die Modelle durch maschinelle Lernverfahren erstellt werden, die Unregelmäßigkeiten erkennen oder sogar vorhersagen können.

Das initiale Treffen der Projektpartner fand am Donnerstag den 18.06.2020 statt – gemäß Social Distancing trafen Projektträger und Partner in digitaler Form aufeinander, ebenso nahmen der neue Abteilungsleiter am Fraunhofer Lemgo im Bereich Maschinelle Intelligenz. Dr. Oliver Niehörster und die KI-Expertin Kaja Balzereit, M.Sc. teil. Die Industriepartner nutzten die Runde, um bereits eigene Anwendungsfälle und Ideen vorzustellen und die unterschiedlichen Motivationen, Ziele und Bedarfe für die Teilnahme am Projekt aufzuzeigen. Hier wurden die konkreten Herausforderungen der jeweils eigenen Betriebslogistik deutlich. Die Anwendungsfälle variieren dabei je nach Einsatz von Technologien und Branche, genauso wie die Ziele der Unternehmen im Projekt: „Einige Projektpartner legen den Fokus auf die Überwachung der Intralogistik, anderen ist an der Optimierung konkreter Prozesse oder Laufwege gelegen, andere möchten dazu in der Lage sein, die Waren- bzw. Ressourcenverteilung dynamisch anzupassen und sie resilienter gegen Störungen machen. Vor der Operationalisierung dieser Ziele stehen die Sensor- und Prozessdaten, die mittels künstlicher Intelligenz zu einem Modell geformt werden sollen“, erläutert Kaja Balzereit.

Der Fahrplan der Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler von Fraunhofer sieht für die Entwicklung der KI-Instrumentarien im Groben vier Schritte vor:

1. Wissenschaftliche Anforderungsanalysen: Hier prüfen die Forscherinnen und Forscher den Stand der Technik und eruieren die zur Verfügung stehenden Verfahren des maschinellen Lernens. Insbesondere die Frage, inwieweit diese für die jeweiligen Anwendungsfälle konfiguriert und umgeschrieben werden müssen, ist hier interessant.

2. Daten- und IT Architektur: Ein wichtiger Bestandteil des Projekts ist – wie in nahezu allen KI-nahen Forschungsvorhaben – die Aufbereitung und Homogenisierung der Datenbestände. Diese „Hausaufgaben“ sind notwendig, um überhaupt eine Verfügbarkeit und Kompatibilität zu gewährleisten.

3. KI-Bibliothek: Im Laufe des Projekts sollen die geprüften und aufgearbeiteten Verfahren in einer Sammlung zusammengefasst werden. Diese „KI-Bibliothek“ soll die getesteten, erprobten Verfahren bündeln und auch nach Projektabschluss verfügbar machen, so dass diese auch in Zukunft in anderen Betrieben und branchenübergreifend zur Weiterentwicklung und Anwendung kommen könnten.

4. Befähigung: Diese Projektphase sieht vor, Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter der Betriebe für den Einsatz von KI zu sensibilisieren und aufzuklären. Hier kommt Fraunhofer die jahrelange Forschungserfahrung auf den Feldern der Maschine-Mensch-Interaktion und der Implementierung sozio-technischer Systeme im industriellen Umfeld zugute. „Bei allen Innovationen im Produktionsumfeld kommt es auf diejenigen sozialen, unternehmenskulturellen und psychologischen Fragestellungen an, die die Belegschaft in das Zentrum der Überlegungen stellen. Wenn die Menschen in den Betrieben verstehen, worauf die Verfahren basieren und wie sie eingesetzt werden, sind Vorbehalte schnell entkräftet. Für uns wird es dann eine spannende Aufgabe sein, die Erfahrung mit KI aus anderen Produktionsbereichen im Intralogistikbereich zu vertiefen bzw. zu übertragen, beispielsweise auf den Speditionsbereich. KI bietet nach unserer Einschätzung dem gesamten Spektrum der Logistik zahlreiche Möglichkeiten, Prozesse einfacher und effizienter zu machen sowie neue Geschäftsmodelle zu erschließen“, so Balzereit weiter.

Die sogenannte Industrie 4.0 bedeutet die intelligente Vernetzung von Menschen, Maschinen und Produkten, um mittels Transparenz die Effizienz, Sicherheit und Flexibilität zu erhöhen – grob dargestellt. Bei dieser Transparenz geht es um Produktionsdaten, Umgebungsdaten und Netzwerkdaten.

Sensordaten: alternativloser Hebel für KMU

„Was man nicht messen kann, kann man nicht lenken“, ist mindestens so bekannt wie der Topos Industrie 4.0. Maschinendaten sind Grundlage aller Digitalisierungs- oder Industrie 4.0-Applikationen. Um Bestandsanlagen nun ebenfalls „eine Stimme“zu geben, müssen relevante Prozessdaten mit möglichst wenigen Sensoren erhoben werden. Sie sind der Hebel, um einzelne Maschinen oder ganze Produktionslinien digital abzubilden, zu analysieren und auf dieser Basis transparenter, effizienter und flexibler zu machen: An Bestandsanlagen werden Temperatur, Leistungsaufnahme, Vibration, Schall, Luftdruck und viele andere Prozessgrößen durch externe Sensorik gemessen und mit den KPI’s der Produktion verglichen. Hier hatte sich das Produktionsdatenerfassungssystem INAsense vom Fraunhofer IOSB-INA bereits als hilfreiches Werkzeug erwiesen, für welches unter andererm schon der NRW Ministerpräsident Armin Laschet lobende Worte fand.

Mobil, flexibel, autark – erschwinglich

INAcarry heißt die neue Entwicklung von Gruppenleiter Dr. Holger Flatt und seinem Team. Das Konzept ist denkbar einfach: Ein Werkstückträger, der sich auf Förderstrecken von Station zu Station durch die Produktion bewegt, ist mit einem Satz an Sensorik bestückt und kann so unterschiedliche Umgebungsdaten wie beispielsweise Temperatur, Luftfeuchtigkeit und -qualität, Druck erfassen. Insbesondere bei Produkten, deren Herstellung durch Umweltfaktoren beeinflusst wird, ist es sinnvoll, diese Daten im Zusammenhang abzubilden und zu analysieren. INAcarry erfasst jedoch auch maschinenbezogene Daten wie Vibration, Betriebstemperatur, Ausleuchtung und Betriebsgeräusche. Das Besondere an der Lösung ist, dass der Sensorikträger auf der Förderstrecke autark seinen Weg durch die gesamte Produktion nimmt und somit ein ganzheitliches Datenbild erstellen kann – ohne dass stationäre Sensorik oder zusätzliches (versiertes) Personal eingesetzt werden muss. So gelangt das Unternehmen kosteneffizient zu einer Datenbasis – jeweils mit Fokus auf dem sensiblen Produktionsabschnitt oder derjenigen Maschine, die es zu analysieren oder zu optimieren gilt.

Anschluss aktueller Technologien: KI und 5G

Obwohl es sich bei dem System um eine kosteneffiziente Lösung handelt, die gleichzeitig einen grundsätzlichen Einstieg in die Digitalisierung bieten kann, sind auch die neuesten Technologien kompatibel, sowohl im Bereich der Datenübertragung als auch hinsichtlich der Datenanalyse. Insbesondere auf der Suche nach unbekannten Fehlern oder unklaren Ursachen für Produktionsmängel liefert INAcarry die Grundlage für die Analyse durch Algorithmen des maschinellen Lernens. Diese können anhand von Modellen Anomalien erkennen und technische Bezüge sowie Ursachenzusammenhänge herstellen, zu denen die reine Bedienung oder die propietäre, klassische Dokumentation einer einzelnen Maschine oder eines Anlagenbestandteils das Unternehmen nicht befähigt hätten. „Beim Retrofitting mit INAcarry geht es um nachvollziehbare und direkte Messgrößen, zum Beispiel um Schwingungen, erklärt Harry Fast, M.Sc., verantwortlicher Entwickler des Systems, „sie verrät uns viel über Laufruhe, Reibungen, Erschütterungen – d.h. über die technische Integrität, den ‚Gesundheitszustand‘ der Maschine. Bei Predictive Maintentance- Applikationen beispielsweise ist dies sehr wichtig.“

Die Daten werden für die Analyse drahtlos übertragen und in einer Datenbank abgelegt. Dafür ist INAcarry schon jetzt für den zukünftigen Funkstandard 5G orbereitet. „Für Anwendungen wie diese ist eine besonders robuste drahtlose Kommunikation notwendig. 4G/5G-Campusnetze bieten hier neue Potenziale“, erklärt Gruppenleiter für Industrielle Kommunikation und IoT, Sebastian Schriegel, M.Sc..

Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler waren insbesondere von der Idee inspiriert, eine Produktionsdatenerfassung zu automatisieren und innerhalb der Fabrik zu dezentralisieren: „Wir haben das System entwickelt, damit man nicht mehr lokal an vielen Orten, sondern mit einem System an vielen Orten messen kann“, erläutert Harry Fast. „Insbesondere in das Design und in das technische Layout haben wir viel Arbeit investiert, ebenso in der wissenschaftlichen Vorstudie, wie aussagekräftig die Datenlage durch INAcarry für die Fehlererkennung schlussendlich sein wird“, so Fast weiter.

“Speziell für Klein- und Mittelständische Unternehmen, welche sich bisher noch nicht oder kaum mit dem Thema Datenerfassung beschäftigt haben, ermöglicht unser INAcarry eine einfach integrierbare und kostengüstige Möglichkeit zur Überwachung von ganzen Produktionssystemen mit nur einem Sensorsystem“, fügt Dr. Holger Flatt den Ausführungen hinzu.

An diesem Wochenende ging er zu Ende, der Makeathon „HoritzonteOWL“, bei dem knapp 200 TeilnehmerInnen dem Aufruf gefolgt waren und 31 Teams insgesamt 15 Herausforderungen aus Unternehmen bearbeitet hatten. Ein Engagement, das auch Wirtschafts- und Digitalminister Prof. Dr. Andreas Pinkwart lobte: „Der Makeathon ist ein toller Wettbewerb. Denn hier soll die Gewinneridee direkt in die Umsetzung gebracht werden. Dafür stellen wir gerne Fördermittel des Landes bereit. it´s OWL leistet mit dem Makeathon wieder Pionierarbeit für Nordrhein-Westfalen.“

Diese Pionierarbeit zeigte sich in allen Projektgruppen, in denen während des Makeathons fieberhaft gearbeitet wurde. Das Fraunhofer IOSB-INA engagierte sich in sieben der 31 Teams. Am Freitagabend standen dann die Sieger fest: Der ServiceNavigator – ein Tool zur Fehlerdiagnose und -behebung für Maschinen und Anlagen – wird nun mit einer Million Euro Entwicklungs- und Startkapital in die Umsetzung gebracht. Die Challengegeber für diesen Lösungsansatz waren die Unternehmen GEA Group G. KRAFT Maschinenbau GmbH und WP Kemper GmbH. Das System führt Anlagenbediener Schriftt für Schritt von der Störungssymptomatik über eine Exploration möglicher Ursachen bis hin zum direkten Videobzw. Telefokontakt zum richtigen Techniker oder Ersatzteileanbieter. Dies macht es insbesondere für den Mittelstand zum äußerst attraktiven Werkzeug, um Ausfallzeiten oder gar Stillstand zu vermeiden und die Anlagendokumentation digitial und dezentral verfügbar zu machen. Einer der Entwickler der Lösung, Alexander Diedrich M.Sc., ist Wissenschaftler im Bereich Maschinelles Lernen und Künstliche Intelligenz bei Fraunhofer in Lemgo. Das Expertensystem zur Selbstdiagnose, welches im ServiceNavigator zum Einsatz kommt, basiert auf einer Idee, die Diedrich bereits seit 2018 in seiner Dioktorarbeit bearbeitet: „Bisher habe ich Fehlerursachenanalyse von hybriden Systemen nur in Simulationen angwandt – durch den ServiceNavigator kann dies erstmalig in die Anwendung kommen“, freut sich der junge Wissenschaftler, der seit 6 Jahren am Fraunhofer in Lemgo forscht und die Arbeitsergebnisse auf Basis des Makeathons mit seiner Doktorarbeit noch enger verknüpfen möchte:

„Ich hoffe natürlich, dass ich so die Inhalte meiner Promotion direkt praktisch anwenden kann. Ob in einem Start-Up-Umfeld oder als Forschungsprojekt ist für den Wissenschaftler ja bekanntlich eher zweitranging“, so Diedrich.

Ebenso ostwestfälisch-zurückhaltend fiel auch die Reaktion auf den Sieg am vergangenen Freitag aus: „Ich habe mich zuerst einmal für mein Team und mich gefreut – wir haben noch lange im Video-Chat zusmmengesessen und Pläne für die Zukunft des ServiceNavigators geschmiedet. Zu den direkten Schritten in den nächsten Tagen können wir jetzt allerdings jetzt aktuell noch nichts sagen, da die Finanzierung und die Organisation noch offen sind – wir sind aber gespannt und hochmotiviert, mit das zweite Kapitel der Erfolgsgeschichte des ServiceNavigators zu schreiben!“

Dem Ruf der Bundesregierung zum Engagement im digitalen Umfeld auf der Suche nach Lösungsansätzen in der Corona-Krise folgten auch Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Fraunhofer-Gesellschaft: beispielsweise mit Teilnehmerinnen und Teilnehmern aus Lemgo und Kassel. Integriert in einem Team aus 165 Menschen unterschiedlichster Orte, Branchen und Altersgruppen konzipierten und realisierten sie eine Anwendung, die sich in innovativer Weise einer der aktuellsten Herausforderungen überhaupt annimmt, dem „Social Distancing“. Dieser Begriff fasst diejenigen Maßnahmen zusammen, die das Aufeinandertreffen mehrer Menschen in der Öffentlichkeit derzeit einschränken und dadurch die Zahl der Neuinfektionen minimieren sollen.

In Teamarbeit entstand ein Social Distancing Dashboard – also eine konfigurierbare, digitale Veranschaulichung der Wirkung der gesellschaftlichen Maßnahmen zur Abflachung der Infektionskurve. Auf dem Portal www.everyonecounts.de werden hierfür öffentlich erhobene Daten aus ganz Deutschland zusammengetragten und in einer Art Cockpit visualisiert – zum Beispiel anonymisierte Passantenfrequenzmessungen, Bahnverkehr und Daten von Google. Das Reallabor „Lemgo Digital“ des Fraunhofer IOSB-INA, konnte als bereits aktiver Hub für urbane Daten zum Projekt beitragen. Mit dieser offenen, wachsenden und Community-bildenden Plattform ist es ab sofort möglich, die Wirkung der Minimierung sozialer Kontakte aufzuzeigen und zu verantwortungsvollem individuellen Handeln zu motivieren. Doch nicht nur Bürgerinnen und Bürger sind Zielgruppe dieser Lösung – auch für Städte- und Kommunalverwaltungen sowie für die Politik wurde ein nützliches Instrument geschaffen, um bei Entscheidungen zu unterstützen.

Außerdem stellt das Projekt eine Arbeitsgrundlage für tausende Data-Scientists dar, da die Daten über offene Schnittstellen direkt für eigene Analysen und Anwendungen verfügbar gemacht werden. An der Einbindung der Daten, die Einrichtung der Infrastruktur der Anwendung sowie des Backends auf Amazon Web Services beteiligte sich das Fraunhofer IEE aus Kassel:"Was uns im Team – und ich glaube, damit für viele andere Teilnehmerinnen und Teilnehmer des Hackathons zu sprechen – besonders aufgefallen ist, war das große, partnerschaftliche Engagement und die produktive, professionelle Zusammenarbeit“, beschreibt Stefan Siegl, Gruppenleiter für Angewandte Energieinformatik am Fraunhofer IEE , die Atmosphäre des Hackathons. „Und das mit Menschen, denen man noch nie zuvor im Leben begegnet ist. Wir haben gemeinsam Technologien auf dem aktuellen Stand der Technik zusammengeführt und die frühzeitige Möglichkeit entwickelt, mit den jetzigen Datenquellen und denen, die noch folgen, eine transparente und nützliche Bewertung des Social Distancing durchzuführen."

Professor Jürgen Jasperneite, Leiter des Fraunhofer-Standorts in Lemgo ergänzt: "Das Dashboard ist in erster Instanz ein grafisches Tool, um den Bürgerinnen und Bürgern zu zeigen, dass rationales, verantwortungsvolles Verhalten in diesen Tagen mit Gesundheit belohnt wird – wir müssen Transparenz schaffen und motivieren. Außerdem ist hier eine Plattform für die wissenschaftliche Community entstanden, die weitere aussagekräftige Analysen fahren kann. Nicht zuletzt kann dies eine hilfreiche Planungs- und Entscheidungsgrundlage für Verwaltungen und Kommunen sein."