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Fraunhofer Engagement

Fraunhofer-Institut für Entwurfstechnik Mechatronik IEM

Das Fraunhofer IEM bietet umfangreiche Expertise für intelligente Mechatronik im Kontext Industrie 4.0 und Digitali­sierung. Mit der Stoßrichtung „Advanced Systems Engineering“ werden zukunftsweisende Methoden und Werkzeuge für die Entwicklung intelligenter Produkte, Produktionssysteme und Dienstleistungen anwendungsnah erforscht. Kern­kompetenzen sind intelligente mechatronische Systeme, Automation, Systems Engineering und Virtual Prototyping.

Seit Januar 2017 hat das Fraunhofer IEM vollen Institutsstatus. Am 31. März feierten Forscherinnen und Forscher die offizielle Institutseröffnung mit der damaligen NRW-Wissenschaftsministerin Svenja Schulze und dem Direktor Forschung der Fraunhofer-Gesellschaft, Dr. Raoul Klingner. Das Fraunhofer IEM ist die erste eigenständige Fraunhofer-Einrichtung in Ostwestfalen-Lippe und stärkt in enger Kooperation mit dem Heinz Nixdorf Institut der Universität Paderborn den Forschungsstandort Paderborn. Es bedient den steigenden Bedarf der Industrie an anwendungsorientierter Forschung und intelligenten mechatronischen Lösungen. Das Fraunhofer IEM entwickelt konkrete Angebote für Forschung und Entwicklung und ist Ansprechpartner für Technologietransfer in den Mittelstand – insbesondere in der Region OWL. „Hier am Fraunhofer IEM wird Zukunft konkret gestaltet. Alle Akteure ziehen an einem Strang – das kann beispielhaft sein für andere Regionen und ist eine Bereicherung für unser Land“, sagte Wissenschaftsministerin Svenja Schulze bei der feierlichen Eröffnung.

„Ein ostwestfälisches Erfolgsprodukt“

Die Initiative für ein Fraunhofer-Institut in der Region Ostwestfalen-Lippe geht auf das Engagement der hiesigen Industrie zurück. „Das Fraunhofer IEM ist ein ostwestfälisches Erfolgsprodukt. Wir Unternehmer sind stolz auf die Entwicklung des Paderborner Instituts, mit dem wir bereits seit Jahren eng zusammenarbeiten“, so Dr. Eduard Sailer, der als vormaliger Miele-Geschäftsführer gemeinsam mit 17 regionalen Unternehmen die Einrichtung des Fraunhofer IEM, vorantrieb. Professor Dr. Ansgar Trächtler, Institutsleiter des Fraunhofer IEM betont, wie wichtig der starke Rückhalt der Partner aus der Region für die Entwicklung der ehemaligen Fraunhofer-Projektgruppe gewesen sei. „Dem Industriekreis unter der Führung von Dr. Eduard Sailer, dem Netzwerk OWL Maschinenbau und der Universität Paderborn mit ihrem Heinz Nixdorf Institut danken wir besonders. Die Zusammenarbeit mit allen Partnern hat sich – insbesondere im Spitzencluster it’s OWL – in den letzten Jahren deutlich verstärkt. Das Fraunhofer IEM ist nachhaltig etabliert.“

Im Sommer 2017 erwarb die Fraunhofer-Gesellschaft das Gebäude Zukunftsmeile 1 für die dauerhafte Ansiedlung des IEM. Ein umfangreicher Ausbau der Forschungsinfrastruktur für die derzeit 100 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter, der Weichen für weiteres Wachstum stellt, ist geplant.

Technologietransfer: Digitalisierung im Schaltschrankbau

Im Spitzencluster it’s OWL, aber auch in weiteren regionalen Projekten wie dem BMWi-geförderten „Digital in NRW – Das Kompetenzzentrum für den Mittelstand“, erforscht das Fraunhofer IEM Technologien und Entwicklungsmethoden für intelligente Produkte, Produktionssysteme und Prozesse. Diese setzt es erfolgreich mit kleinen und mittleren Unternehmen um. Im „Digital in NRW“-Projekt „Digitalisierung im Schaltschrankbau“ arbeitete das Fraunhofer IEM mit der Schaltanlagen GmbH  H. Westermann aus Minden zusammen. Gemeinsam wurde ein Konzept entwickelt, um die Planung und Fertigung im Betrieb zu digitalisieren – mit einem durchgängigen Datenfluss und digitaler Montageunterstützung für die Mitarbeiter. Uwe Friedrichs, kaufmännischer Geschäftsführer der Schaltanlagenbau GmbH H. Westermann: „In dem Projekt haben wir wertvolle Grundlagen geschaffen, um die Digitalisierung strukturiert anzugehen. Neben der Aufnahme heutiger Prozesse haben wir erarbeitet, wie sich die Prozesse im Rahmen der Digitalisierung verändern. Dazu haben wir uns auch die notwendigen IT-Systeme und Daten angeschaut, welche die Grundlage für die Digitalisierung darstellen. Insbesondere wollen wir in Zukunft auch vermehrt unsere Kunden und Zulieferer einbinden, um die Prozesse zu digitalisieren.“

Den Nutzen der Digitalisierung erleben auch die Mitarbeiter des Schaltanlagenbauers: Derzeit erproben sie den Einsatz von Tablets in der Fertigung. Ziel ist es, die Schaltpläne nicht mehr auszudrucken, sondern am Arbeitsplatz als digitale Montageanleitung bereitzustellen.


IT-Sicherheit: Lösungskonzepte und Erfahrungs­austausch

Das Fraunhofer IEM unterstützt Unternehmen, technische Systeme mit komplexer Software effizient und von hoher Qualität zu entwickeln. Ein wichtiger Aspekt, der mit der zunehmenden Vernetzung einhergeht, ist dabei die IT-Sicherheit. Software muss mit geeigneten Schutzmaßnahmen gegen Angriffe von außen idealerweise bereits im Entwicklungsprozess (Security by Design) ausgestattet werden. Das Fraunhofer IEM bringt Unternehmen, die sich gezielt diesen Herausforderungen stellen und darüber in einem geschlossenen Kreis diskutieren wollen, in der Fachgruppe „IT-Sicherheit im Internet of Things“ zusammen, die sich im März 2017 erstmalig bei der Firma Janz Tec in Paderborn getroffen hat. Gemeinsam mit regionalen Unternehmen, wie etwa mit Janz Tec, Hesse Mechatronics, Miele und Phoenix Contact, haben die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler bereits einige sehr erfolgreiche Projekte zum Thema IT-Sicherheit umgesetzt. So wurde das Sicherheitskonzept der Secure-Appliance-Lösung OSIRIS, die mit dem INNOVATIONSPREIS IT 2017 ausgezeichnet wurde, gemeinsam mit dem Fraunhofer IEM erarbeitet.


Medizintechnik: Entwicklung von Exosystemen

Auch jenseits seiner klassischen Branchen wie dem Maschinen- und Anlagenbau bringt das Fraunhofer IEM seine Kompetenzen erfolgreich in Entwicklungsprojekte ein. Gemeinsam mit der Firma OTW Orthopädietechnik Winkler entwickelt das Institut mit modellbasierten Methoden Exosysteme zur Unterstützung menschlicher Bewegungsabläufe. Die idealisierte Modellierung umfasst in einem ersten Schritt zunächst ein biomechanisches Modell des menschlichen Bewegungsapparates sowie ein Modell des mechatronischen Exosystems. Diese beiden Modelle werden anschließend zu einem idealisierten, parametrierten Gesamtmodell miteinander verknüpft. Mit einem virtuellen Prototypen werden modellbasierte Verträglichkeitsanalysen für unterschiedliche Bewegungsabläufe und Personengruppen durchgeführt. Das aufwendige Testen derartiger Ergebnisse durch reale Experimente entfällt bzw. wird deutlich minimiert.