Drückten gemeinsam auf den roten Knopf: Prof. Reimund Neugebauer, Fraunhofer-Gesellschaft, Prof. Johanna Wanka, Bundesministerin für Bildung und Forschung, der sächsische Ministerpräsident Stanislaw Tillich und Dr. Hubert Waltl, Audi und Fraunhofer IWU.

Drückten gemeinsam auf den roten Knopf: Prof. Reimund Neugebauer, Fraunhofer-Gesellschaft, Prof. Johanna Wanka, Bundesministerin für Bildung und Forschung, der sächsische Ministerpräsident Stanislaw Tillich und Dr. Hubert Waltl, Audi und Fraunhofer IWU.Fraunhofer

E3-Fabrik heißt die Forschungsanlage. Die drei ‚E‘ stehen für die Entwicklung neuer Maschinen, Technologien und Prozesse, die helfen, Energie und Ressourcen einzusparen, eine emissionsneutrale Fabrik zu gestalten und die Einbindung des Menschen in die Fertigung der Zukunft neu zu denken. Insgesamt 20 Millionen Euro haben die EU, der Bund und der Freistaat Sachsen in die neue Fabrikhalle auf dem Gelände des Fraunhofer-Instituts für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU in Chemnitz investiert. Auch Industriepartner haben sich an der Maschinenausstattung beteiligt. Insgesamt ist die Anlage rund 1.600 m² groß.

Prof. Reimund Neugebauer, Präsident der Fraunhofer-Gesellschaft: „In der E3-Fabrik überführen wir Technologien und Verfahren schneller in die Praxis und sensibilisieren die Industrie für neue Lösungsansätze für die nachhaltige Fertigung.“ Dr. Hubert Waltl, Vorstand Produktion bei Audi und Kuratoriumsvorsitzender des Fraunhofer-Instituts für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU ergänzt: „Heute noch ist die vollkommen digital vernetzte Fabrik, in der Maschinen autonom miteinander kommunizieren und sich selbst reparieren, Vision. Mit der E3-Forschungsfabrik wollen wir diese schrittweise Realität werden lassen.“

Ressourceneffizenz, Energieeffizenz und der Mensch

Die Aspekte Energie- und Ressourceneffizienz demonstriert beispielhaft die Produktionslinie ‚Antriebsstrang‘. Hier werden die Forscher kurze Prozessketten realisieren. Die Wissenschaftler senken Energieeinsatz, Materialverbrauch und die Prozessdauer, indem sie effizientere Technologien einsetzen und Prozessschritte einsparen. Der Ansatz wird anhand der Herstellung von Komponenten für Antriebswellen demonstriert. Die so gefertigten Getriebewellen sind im Vergleich zu konventionell gefertigten leichter, benötigen 30 % weniger Material und weisen verbesserte Bauteileigenschaften auf.

Die Fabrik soll energetisch optimiert werden und mithilfe von Photovoltaik, einem Blockheizkraftwerk, Wärmetauschern und einer intelligenten Regelungstechnik zeitweise energieautark und insgesamt emissionsoptimierter arbeiten. An 160 Messstellen und 1.500 Datenpunkten in den Produktionsanlagen und im Gebäude selbst werden Energie- und Prozessdaten – wie Druckluft, Wasserverbrauch, elektrische Energie sowie Maschinen- und Prozessdaten – erfasst, visualisiert und in einem Leitsystem miteinander verknüpft. Alle Informationen können auf Glasmonitoren oder mobilen Geräten visualisiert und weiterverarbeitet werden.

Wie der Mensch in automatisierte Produktionsabläufe eingebunden werden kann, zeigt die exakte Kopie einer vollständigen Prozesskette für den Zusammenbau einer Autotür. Sie ist in Kooperation mit Volkswagen entstanden. Die Forscher analysieren hier unter anderem die Voraussetzungen für den Einsatz von Industrierobotern im Arbeitsbereich des Menschen. Zum Beispiel, wenn ein Monteur bei der Feinpositionierung mit einer solchen Maschine zusammen arbeitet, die für ihn schwere Lasten trägt. Auch das Thema Aus- und Weiterbildung sowie intelligente Software-Unterstützung zur Verkürzung von Maschinenstillstandszeiten sind Forschungsthemen.

Die E3-Forschungsfabrik am Fraunhofer IWU in Chemnitz ist das erste von vier Demonstrationsprojekten, die bis 2016 außerdem an den Fraunhofer-Instituten für Produktionstechnik und Automatisierung IPA in Stuttgart, für Materialfluss und Logistik IML in Dortmund und für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK in Berlin geplant sind.