Netzwerke stärken den innovativen Mittelstand
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Eine Struktur wie den Smart Systems Hub gab es am Standort bisher nicht. Um das Internet der Dinge agil und schnell in die Anwendung zu bringen, ist die enge Vernetzung mit den wichtigsten Playern aus Technologie, Forschung, Politik und Wirtschaft sehr wertvoll.
(Michael Kaiser, CEO Smart Systems Hub)
Smart Systems Hub – Sächsische Unternehmen und Forschungseinrichtungen entwickeln gemeinsam neue Technologien für den Weltmarkt
Der »Smart Systems Hub« bündelt die umfassende Kompetenz am Standort Dresden in den Schlüsselbereichen Hardware, Software und Connectivity. Er ist innerhalb kurzer Zeit zu einem attraktiven Forum für die gemeinsame Entwicklung und Erprobung von neuartigen IoT-Lösungen geworden, und findet zunehmend auch international Beachtung. Mittlerweile gehören mehr als 650 Partner dem Netzwerk an.
Der Hub bringt Wirtschaft, Wissenschaft, Startup-Szene und Investoren im neuen Kontext entlang der gesamten Wertschöpfungskette zusammen. Damit trägt er dazu bei, sächsische Leitindustrien wie die Mikroelektronik und vor allem Sachsens Mittelstand nachhaltig zu stärken, Arbeitsplätze in der Region zu sichern und den IT-Standort Sachsen für internationale Investoren, Experten und Fachkräfte attraktiv zu machen.
Dafür bringen die drei Gesellschafter des Hubs ihre Expertise ein – das 5G Lab an der TU Dresden, der Branchenverband Silicon Saxony e. V. über seine Tochter Silicon Saxony Management GmbH und die HighTech Startbahn GmbH. Letztere berät und unterstützt Unternehmensgründer aus dem Hochtechnologie-Umfeld in der schwierigen Nachgründungsphase.
Der Smart Systems Hub konnte zudem eine Reihe gewichtiger Schlüsselpartner gewinnen und mit Kooperationsverträgen an sich binden. Dazu zählen die Chiphersteller Infineon und GlobalFoundries sowie ZEISS und die Software-Konzerne SAP und T-Systems Multimedia Solutions. Ein wichtiger Partner für das Cluster ist auch der Freistaat Sachsen. Über die Richtlinie Clusterförderung reichte das Land bisher mehrere Millionen Euro an Fördermitteln aus.
Der vom Sächsischen Staatsministerium für Wirtschaft, Arbeit und Verkehr (SMWA) beauftragte und durch significant.pictures produzierte Image-Film hat am 16. Mai 2018 in Hamburg beim WorldMediaFestival den 1. Platz in der Kategorie »Web: Government-to-Citizen« gewonnen.© SMWA
Innovationsgestützte Regionalentwicklung: Der simul+InnovationHub
Smarte Lösungen für smarte Regionen entstehen im simul⁺InnovationHub (SIH). In diesem Netzwerk werden in einem weiten thematischen Fokus aktuelle Forschungsergebnisse und neue Ideen in die Praxis überführt. Dazu gehören unter anderem intelligente Maschinenkonzepte für selbstfahrende Gerätemodule, die zukünftig anstelle der bislang üblichen Landtechnik gekoppelt auf dem Feld agieren könnten – der Feldschwarm soll Feldbearbeitung automatisieren und zugleich flexibel und skalierbar machen.
Im Projekt »Kognitive Robotik 2.0 im Garten-, Obst- und Weinbau« wurden autonome Fahrzeugplattformen mit verschiedensten Anwendungsmodulen erprobt. Das Team unter der Führung von Professor Thomas Herlitzius vom Lehrstuhl für Agrarsystemtechnik der TU Dresden entwickelt beispielsweise einen elektrisch angetriebenen Plantagenroboter weiter. Der »Elwobot« soll in der Lage sein, verschiedene Arbeiten in Wein- und Obstanlagen autonom auszuführen.
Attraktive Lebens-, Arbeits- und Wohnräume für eine gute ausgebildete junge Generation zu schaffen, ist das Ziel des Projektes »AMSEL – autarke Mikrosiedlung für energiebewusste Lebensweise«. Unter der Leitung des Fraunhofer-Instituts für Verkehrs- und Infrastruktursysteme IVI soll in Mittweida eine Experimentalplattform für vernetzte Mikro-Siedlungsstrukturen auf Basis von Tiny-House-Konzepten entstehen. Eine Pilotsiedlung soll es ermöglichen, neue Nutzungskonzepte zu testen, und die energetische Gebäudeinfrastruktur zu optimieren. Das »Living Lab« soll zudem als Demonstrator für modernen, multifunktionalen Holzbau dienen. Damit verknüpft ist außerdem das Reallabor Telewerk.
Im SIH agieren Wissenschaftseinrichtungen, Unternehmen und Verwaltung gemeinsam, was die Wirksamkeit und Sichtbarkeit der Akteure und der Regionen erhöht. Unter dem Dach der Zukunftsinitiative des Staatsministeriums für Regionalentwicklung soll dieser Hub neue Möglichkeiten und Perspektiven für Sachsen eröffnen. Auch die grenzüberschreitende Kooperation treibt der SIH voran, beispielsweise mit einer simul+Werkstatt in Kattowitz.
TU Dresden beteiligt sich an Robotics Institute Germany
Deutschland ist sowohl in der KI- als auch der Robotikforschung bereits sehr gut aufgestellt. Der Moment für KI-basierte Robotik ist deshalb genau jetzt. Hierfür bauen wir unser neues ›Robotics Institute Germany‹ (RIG) aus und bringen so die besten Talente zusammen. Dabei entsteht ein dezentraler Verbund von Standorten der Spitzenforschung. Auf diese Weise schaffen wir die Voraussetzung, das riesige Potenzial der KI in robotische Systeme zu integrieren.
(Bundesforschungsministerin Bettina Stark-Watzinger im Juni 2024)
Als einer der deutschen Spitzenstandorte für Robotik gehört die TU Dresden zu den Partnern des neu gegründeten »Robotics Institute Germany (RIG)«. Dabei handelt es sich um eine wegweisende nationale Initiative im Bereich der KI-basierten Robotik, die ab Juli 2024 für vier Jahre vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit einer Gesamtsumme von 20 Millionen Euro gefördert wird. Als Zusammenschluss führender deutscher Universitäten und Forschungseinrichtungen zielt das RIG darauf ab, Deutschlands Position in diesem zukunftsweisenden Technologiefeld zu stärken.
Das RIG verfolgt fünf strategische Ziele: Es will die Forschung international wettbewerbsfähig machen, Infrastrukturen und Ressourcen bündeln, Talente fördern, standardisierte Benchmarks für Robotersysteme entwickeln und den Technologietransfer in die Industrie beschleunigen. Beteiligt am Konsortium sind seitens der TU Dresden Prof. Dr. Frank Fitzek (Deutsche Telekom Professur für Kommunikationsnetze und CeTI) und Prof. Dr. Stefanie Speidel (Professur für Translationale Chirurgische Onkologie) vom assoziierten Nationalen Centrum für Tumorerkrankungen Dresden (NCT/UCC).
Mit seinem interdisziplinären Ansatz und der Vernetzung von Spitzenforschung, Bildung und Innovation strebt das RIG danach, intelligente Roboter als neuen Exportschlager »Made in Germany« zu etablieren. Diese Entwicklung verspricht, verschiedene Bereiche wie Gesundheitswesen, Bildung, Mobilität und Umwelt nachhaltig zu beeinflussen und Deutschlands Wettbewerbsfähigkeit in der globalen Robotik-Landschaft zu sichern.
E³-Produktion: Chemnitzer Wissenschaftler arbeiten an digitalen Systemen für die Produktion
Durch die zunehmende Digitalisierung wird die Lücke zwischen virtueller und realer Welt immer kleiner. An der Produktion beteiligte Anlagen, Maschinen, Bauteile, Sensoren oder Werkzeuge werden zu identifizierbaren und vernetzten Devices in einem »Industrial Internet of Things« (IIoT).
Forscher an der TU Chemnitz sowie am Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU in Chemnitz beschäftigen sich mit den Wertschöpfungsketten der Zukunft, und arbeiten an Lösungen beispielsweise zur Einbindung der unterschiedlichsten Kommunikationsprotokolle in ein gemeinsames System. Mit der Experimentier- und Digitalfabrik (EDF) verfügt die TU Chemnitz über die perfekte Plattform, um Produktionsabläufe zu optimieren. Mit der E3-Forschungsfabrik bietet das IWU zudem ein Test- und Kompetenzzentrum für die Digitalisierung im Mittelstand.
Die drei »E« stehen dabei für drei Forschungslinien, in denen das IWU seine Vision von der Produktion der Zukunft in technologische Innovationen verwandeln will: Neben der Energie- und Ressourceneinsparung durch Entwicklung neuer Maschinen und Technologien geht es den Wissenschaftlern insbesondere um Lösungskonzepte für Emissionsneutrale Fabriken sowie um eine Neubetrachtung der Einbindung des Menschen in die Fertigung.
Die Überlegungen der Forscher für die Fraunhofer-Zukunftsfabrik reichen dabei weit über Konzepte wie Industrie 4.0 und Smart Factory hinaus. Sie bündelt Kompetenzen vieler Fraunhofer-Institute, mit dem Ziel, intelligente, sich selbst optimierende Produktionsanlagen zu entwickeln, resiliente und zugleich agile Prozessketten zu entwerfen und CO2-neutrale Produktionskreisläufe in wandlungsfähigen Fabriken aufzubauen, die mit erneuerbaren Energien betrieben werden.
Automation Network Dresden bringt Branchenexperten zusammen
Engagierte Branchennetzwerke unterstützen in Sachsen die Kooperationen zwischen Großkonzernen, innovativen kleinen und mittelständischen Unternehmen sowie Hochschulen und Forschungsinstituten. Im Bereich der Automatisierung setzt das Automation Network Dresden (AND) neue Maßstäbe.
Die Mitgliedsunternehmen Kontron AIS GmbH, Fabmatics GmbH, SYSTEMA GmbH und XENON Automatisierungstechnik GmbH führen in diesem Verbund ihre Hard- und Softwarekompetenzen zusammen. Dadurch sind sie in der Lage, ihren Kunden weltweit komplexe Automatisierungslösungen anzubieten. Alljährlich lädt das Netzwerk zudem in Dresden zum Innovationsforum ein.
Robot Valley Saxony lädt zum Dresden Robotics Festival
Sachsen bietet mit seiner einzigartigen Branchen- und Innovationsvielfalt beste Voraussetzungen, als Impulsgeber zu agieren. Gut 330 Unternehmen und Institute mit 35.000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern beschäftigen sich im weiteren Sinn mit Robotikprojekten. Hier werden innovative No-Code-Roboter-Software und roboterbasierte Automationstechnik entwickelt sowie Robotiklösungen für fast alle Etappen unterschiedlichster Wertschöpfungsketten erarbeitet.
(Thomas Schulz, Geschäftsführer der Robot Valley Saxony UG)
Das Dresden Robotics Festival bietet ein internationales Forum für die Robotik-Szene. In der sächsischen Landeshauptstadt diskutieren alljährlich Robotik-Spezialisten aus aller Welt ihre Ideen für die Zukunft der industriellen Robotik. Die Robotics & AI Experience bringt seit 2021 im Robot Valley Industrie und Forschung zusammen. Herzstück sind eine Konferenz mit spannenden Pitches sowie eine Ausstellung. Bei dem Tagesevent treffen etablierte Unternehmen auf aufstrebende Start-ups und visionäre Forscher.
Im September 2021 trafen sich 350 Robotik-Pioniere in Dresden Sachsen, um über die Zukunft der Industrierobotik zu diskutieren. © Robot Valley Saxony
»iDev40«, »Power2Power« und »iRel40« – Europäische Forschungsprojekte bringen sächsische Unternehmen voran
Mikroelektronik ist ein zentraler Treiber für die weitere Digitalisierung der Fertigungsindustrie sowie eines verbesserten, integrierten Supply-Chain-Managements. Durch den hohen Automatisierungsgrad kann unsere Industrie beispielhaft aufzeigen, wie hochwertige Arbeitsplätze sowie wichtige Teile der Wertschöpfungskette in Europa gehalten werden können. Dieses Wissen wollen wir auch anderen Industriezweigen zugänglich machen.
(Dr. Reinhard Ploss, Vorstandsvorsitzender der Infineon Technologies AG,
am 19. Mai 2017 in einer Pressemitteilung von Infineon zum Start der Forschungsinitiative »Productive4.0«.)
Auch für die EU hat die Digitalisierung von Produktionsprozessen hohe Priorität. »Industrie 4.E« gehört zu den Leuchtturm-Initiativen im europäischen Förderprogramm ECSEL. An dieser Initiative hat sich auch Sachsen beteiligt – mit Erfolg: Ein »Juwel, das Europa an die Spitze der Digitalisierung bringt« – so lautete das Resümee der EU-Kommission nach Abschluss des Leuchtturmprojektes »Productive 4.0« im April 2020. Das Projekt hat bewiesen, dass Transparenz und Zusammenarbeit der europäischen Industrie einen echten digitalen Schub geben können. Deshalb wurde es mit dem Technology Pioneer Award 2021 ausgezeichnet.
Infineon Dresden war der Koordinator des europäischen Kooperationsprojektes »Power2Power«, in dem 43 Partner aus acht Ländern gemeinsam neuartige Leistungshalbleiter mit höherer Leistungsdichte und Energieeffizienz erforschen und entwickelt haben.
Im Bereich der Elektromobilität ermöglichen die entwickelten Lösungen eine signifikante Reduzierung des Energieverbrauchs mit Wirkungsgraden von über 98 Prozent für Umrichter und Antriebsstränge. Zudem konnte die Lebensdauer von Ladegeräten für Elektrofahrzeuge um das 1,5-fache verlängert und die Kosten für Wechselrichter in Zügen um 30 Prozent gesenkt werden.
Das Projekt mit einem Gesamtvolumen von 74 Millionen Euro wurde im Rahmen des ECSEL-Programms der EU gefördert. Es stärkt die Wettbewerbsfähigkeit der europäischen Mikroelektronikbranche und trägt zur Erreichung der Klimaziele bei. Ein Folgeprojekt namens PowerizeD, das sich auf die Digitalisierung von Leistungselektronikanwendungen konzentriert, startet bereits im Januar.
»PowerizeD« ist ein europäisches Forschungsprojekt im Rahmen von Chips Joint Undertaking und der Key Digital Technologies (KDT)-Partnerschaft, das sich auf die Entwicklung intelligenter und energieeffizienter Leistungselektronik konzentriert. Kerninnovation ist die Nutzung digitaler Zwillinge zur Virtualisierung und Automatisierung der gesamten Design- und Validierungskette vom Material bis zum Leistungsmodul.
Intelligente Leistungsmodule mit Selbstüberwachungsfunktionen werden für Anwendungen in Elektromobilität, Bahntechnik, Energiespeicherung und LED-Beleuchtung entwickelt. Der intelligente Betrieb der Leistungsmodule ermöglicht eine erhöhte Zuverlässigkeit und Lebensdauer sowie verbesserte Effizienz, Funktionalität und Interoperabilität mit verschiedenen Systemen.
Das Projekt, an dem insgesamt 61 Partner aus 13 Ländern beteiligt sind, wird von Infineon koordiniert. Es trägt zur technologischen Souveränität Europas im Bereich der Mikroelektronik ebenso bei wie zur Ressourcenschonung.
Auch die europaweite Forschungsinitiative »Intelligent Reliability 4.0« (iRel40) verfolgt einen ganzheitlichen Ansatz, entlang der gesamten Wertschöpfungskette vom Wafer über den Chip und das Gehäuse bis hin zum System und damit der eigentlichen Anwendung. Ihr Ziel ist es, die Zuverlässigkeit von Elektroniksystemen und mikroelektronischen Komponenten zu steigern. Unter Federführung der Infineon Technologies AG bündeln in iRel40 75 Wissenschafts- und Wirtschaftspartner aus 13 Ländern ihre Kräfte. Sie wollen Fehlerraten drastisch verringern und damit die Qualität und Langlebigkeit von Produkten erhöhen. Dazu setzen sie auf neueste Erkenntnisse und Methoden von Materialforschung und Fehleranalyse, einschließlich Modellierung und Simulation sowie auf künstliche Intelligenz. Auch daran sind Projektpartner aus Sachsen beteiligt – neben Infineon Dresden sind dies die Robert Bosch Semiconductor Manufacturing Dresden GmbH, X-Fab Dresden, die LEC GmbH aus Eibenstock, die Fraunhofer-Institute IIS/EAS, ENAS, IFAM und IWS, die TU Dresden und die TU Chemnitz sowie die Westsächsische Hochschule Zwickau.
Im europäischen Forschungsprojekt »Integrated Development 4.0« (iDev40) forschen derzeit 38 Partner aus sechs Ländern an der intelligenten Vernetzung von Entwicklungs- und Produktionsprozessen für elektronische Komponenten und Systeme. Infineon Technologies Dresden GmbH, SYSTEMA GmbH, der Leipziger Software-Entwickler Eccenca GmbH, die Technische Universität Dresden, die Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden, die Hochschule Zittau/Görlitz sowie die Westsächsische Hochschule Zwickau gehören zu den Projektpartnern. Mit einem Projektvolumen von 47 Millionen Euro zählt iDev40 zu den größten europäischen Forschungsvorhaben mit Schwerpunkt auf Digitalisierung über die gesamte Wertschöpfungskette und Industrie 4.0.
ECSEL (»Electronic Components and Systems for European Leadership«) ist das zentrale europäische Förderinstrument für die Mikro- und Nanoelektronik im Europäischen Rahmenprogramm für Forschung und Innovation HORIZON 2020. »Chips Joint Undertaking« ist die Nachfolgeinitiative dieses erfolgreichen Gemeinsamen Unternehmens für digitale Schlüsseltechnologien. Sie verfolgt neue Ziele, verfügt über ein überarbeitetes größeres Budget und soll bis 2027 laufen.
Um eine starke sächsische Beteiligung an diesen Forschungs- und Entwicklungsprojekten von strategischer Bedeutung zu sichern, beteiligt sich der Freistaat Sachsen zu 50 Prozent an der Förderung durch das Bundesministerium für Wissenschaft und Forschung. Dafür stehen jährlich etwa 3,5 Millionen Euro Landesmittel zur Verfügung.
