Feierliche Eröffnung des Leistungszentrums InSignA – Intelligente Signalanalyse- und Assistenzsysteme

Am Mittwoch, dem 29. Juni 2022, wurde am Fraunhofer-Institut für Digitale Medientechnologie IDMT in Ilmenau das Leistungszentrum InSignA feierlich eröffnet. Corona-bedingt konnte die offizielle Eröffnung erst ein Jahr nach dem eigentlichen Projektstart stattfinden. Im Leistungszentrum arbeiten bereits seit März 2021 fünf Thüringer Fraunhofer-Einrichtungen, die TU Ilmenau und das IMMS Institut für Mikroelektronik- und Mechatronik-Systeme gemeinnützige GmbH zusammen. Gemeinsam mit Unternehmen will das Leistungszentrum Lösungsansätze im Bereich der Sensorik und Signalanalyse in die Anwendung bringen.

Das Leistungszentrum will sich als Forschungs- und Entwicklungspartner für produzierende Unternehmen sowie für Energieversorger und Robotik-Firmen etablieren. Durch die enge Zusammenarbeit der Forschungseinrichtungen im Leistungszentrum mit kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) der Region sollen die Firmen eine direkte Unterstützung hinsichtlich ihrer Produktentwicklungen und Innovationen erhalten. Das Leistungszentrum InSignA – Intelligente Signalanalyse- und Assistenzsysteme ist die zweite Thüringer Initiative dieser Art – in Jena gibt es bereits das Leistungszentrum Photonik.

 

Der Einladung zur Eröffnungsveranstaltung folgten über 50 Vertreterinnen und Vertreter der regionalen Politik und Wirtschaft sowie Partner des Leistungszentrums InSignA und Repräsentantinnen und Repräsentanten der Fraunhofer-Gesellschaft und der TU Ilmenau. Unter den Gästen waren die Thüringer Staatssekretärin für Forschung, Innovation und Wirtschaftsförderung, Dr. Katja Böhler, der Direktor Forschung der Fraunhofer-Gesellschaft, Prof. Dr. Raoul Klingner, der Oberbürgermeister der Stadt Ilmenau, Dr. Daniel Schultheiß, sowie der Präsident der TU Ilmenau, Prof. Dr. Kai-Uwe Sattler. Unter den geladenen Gästen waren außerdem Vertretende von in der Region ansässigen Unternehmen und Industrieverbänden.


Grußworte zur Eröffnung und zum gleichzeitig ersten Jubiläum

 

Staatssekretärin Böhler beglückwünschte in ihrer Rede den Sprecher des Leistungszentrums InSignA, Professor Joachim Bös, zur Eröffnung und zum gleichzeitig ersten Geburtstag des Leistungszentrums der Einrichtung. Angesichts der ausgeprägten Kompetenzen Thüringens im Bereich von Sensorik und Signalverarbeitung – gerade im Raum Südthüringen – sieht die Staatssekretärin künftig auch in diesem Bereich ein enormes und bislang noch unausgeschöpftes Potenzial für zusätzliche Innovationen und Unternehmensgründungen: »Schon heute sind thüringenweit mehr als 600 Unternehmen im Bereich der Mess- und Sensortechnologien aktiv, davon etwa 100 Firmen allein in der Region rund um Ilmenau«, sagte Böhler. Das neue Leistungszentrum könne diesen Firmen frischen »innovativen Input« liefern und so die Wettbewerbsfähigkeit der Branche weiter stärken. Mit dem am Leistungszentrum angesiedelten »InSignA Innovation Hub« mit seinen Ideenwettbewerben sollten aus den Forschungsergebnissen zudem schnell neue Geschäftsideen entwickelt und zur Marktreife gebracht werden. 

 

Staatssekretärin Böhler während ihres Grußwortes. (Copyright Fraunhofer IDMT)

Als Vertreter der Fraunhofer-Gesellschaft lobte Professor Klingner die konstruktive und flexible Zusammenarbeit mit dem Thüringer Ministerium für Wirtschaft, Wissenschaft und Digitale Gesellschaft TMWWDG im Vorfeld der Gründung des neuen Leistungszentrums InSignA. Und auch dem Präsidenten der TU Ilmenau, Professor Sattler, dankte er für sein gestaltendes Engagement und die Dialogbereitschaft bei der Anbahnung der Antragstellung und Bewilligung des Leistungszentrums. 

 

Die Fraunhofer-Gesellschaft hat mittlerweile 21 Leistungszentren in Deutschland erfolgreich etabliert. Mit diesen Einrichtungen sollen Ergebnisse aus Grundlagenforschung und anwendungsorientierter Forschung schnell in Richtung regionaler Unternehmen in die Anwendung kommen. »Das Leistungszentrum InSignA will Thüringer Unternehmen durch Forschung und Entwicklung dabei unterstützen, neue Sensorik-Lösungen eigenständig voranzutreiben und so die wirtschaftlichen Erfolge zu steigern«, so Klingner. Er erläutert weiter, wie wichtig es ist, junge Menschen für eine Ausbildung oder ein Studium in Ilmenau zu begeistern und durch attraktive Arbeitsangebote das Abwandern der Fachkräfte zu verhindern. »Das Leistungszentrum passt wunderbar zu den Profillinien der TU Ilmenau und der Thüringer Fraunhofer-Einrichtungen im Bereich Sensortechnologien und Analyseverfahren. Durch seine Fort- und Weiterbildungsangebote und die Unterstützung von Ausgründungen kann das Leistungszentrum InSignA helfen, Fachkarrieren in Thüringen aktiv zu fördern«. 

Professor Klingner lobte die konstruktive und flexible Zusammenarbeit mit dem Thüringer Ministerium für Wirtschaft, Wissenschaft und Digitale Gesellschaft TMWWDG und der TU Ilmenau im Vorfeld der Gründung des neuen Leistungszentrums InSignA. (Copyright Fraunhofer IDMT)

Professor Bös, der nicht nur Sprecher des Leistungszentrums InSignA ist, sondern gleichzeitig Institutsleiter des Fraunhofer IDMT und Universitätsprofessor an der Fakultät für Maschinenbau der TU Ilmenau, bedankte sich beim Freistaat Thüringen und bei der Fraunhofer-Gesellschaft für die gemeinsame Anschubfinanzierung in Höhe von insgesamt 4,4 Millionen Euro bis Ende 2023.

 

 

»Als es hieß, dass in Deutschland vier neue Leistungszentren entstehen sollten, hat das Fraunhofer IDMT gemeinsam mit der Fraunhofer-Gesellschaft und dem Freistaat Thüringen alles darangesetzt, dass am Standort Ilmenau ein zweites Thüringer Leistungszentrum entsteht. Die Entstehungsgeschichte unseres Leistungszentrums InSignA war dann auch mit einigen politischen und rechtlichen Herausforderungen gespickt. Umso mehr freue ich mich, dass wir alle Herausforderungen gemeistert haben, einen Arbeitsmodus gefunden haben und nun schon eine ganze Weile in dem Verbund mit insgesamt 13 Forschungspartnern arbeiten. Die Grundlagen für ein regionales Innovationsökosystem sind geschaffen. Wir führen bereits viele Gespräche mit Unternehmen vor Ort und auch kommunalen Einrichtungen. Dabei stoßen wir auf viele offene Ohren und es gibt bereits jede Menge gute Ideen für gemeinsame Projekte. Jetzt gilt es, unseren Partnern attraktive Angebote zu machen, die deren Nerv treffen und die ihnen auch wirklich nützen«, so der Sprecher des Leistungszentrums, Joachim Bös. 

Prof. Bös, Sprecher des neuen Leistungszentrums, bedankte sich bei den Fördergebern und den InSignA-Akteuren für die tolle Zusammenarbeit und das großartige Engagement. (Copyright Fraunhofer IDMT)

Anwendungsnahe Forschung für die Industrie

Mit den Fördergeldern des Freistaats Thüringen und der Fraunhofer-Gesellschaft konnten erste Pilotprojekte angestoßen werden. Diese Projekte werden durch sieben Fachgebiete der TU Ilmenau im Schulterschluss mit fünf Thüringer Fraunhofer-Einrichtungen und der Ilmenauer IMMS GmbH bearbeitet.

 

Nach der initialen Förderung durch Land und Fraunhofer ist es Aufgabe des Leistungszentrums, sich mittelfristig eine solide Finanzierung aus Industriegeldern und öffentlich geförderten Forschungsvorhaben zu erarbeiten.

 

Im Leistungszentrum entstehen Lösungsansätze für die Datenerfassung, das Datenhandling und die Datenauswertung für verschiedene Anwendungen in der Automation sowie der Fertigungs- und Prüftechnik. Hier spielen Aspekte wie technischer Datenschutz und Datensicherheit genauso eine Rolle wie moderne Funk- und Sensortechnik. Bei vielen dieser Lösungen, die sowohl im industriellen Umfeld als auch für Smart-City-Anwendungen eingesetzt werden können, kommen Methoden der künstlichen Intelligenz und des maschinellen Lernens zum Einsatz.

Die Akteure des neuen Leistungszentrums InSignA

Zur Entwicklung und Erprobung verschiedener Lösungsansätze und Technologien greift das Leistungszentrum InSignA auf die Expertise und Infrastruktur folgender Forschungspartner zurück:

 

  • Fraunhofer:
    • Fraunhofer-Institut für Digitale Medientechnologie IDMT in Ilmenau
    • Institutsteil für angewandte Systemtechnik AST in Ilmenau des Fraunhofer-
      Instituts für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB
    • Abteilung Elektronische Messtechnik und Signalverarbeitung EMS in Ilmenau des Fraunhofer-Instituts für Integrierte Schaltungen IIS
    • Attract-Gruppe SigMaSense (Signalverarbeitung für die Materialdatengewinnung mit intelligenter Sensorik) in Ilmenau des Fraunhofer-Instituts für Zerstörungsfreie Prüfverfahren IZFP
    • Batterie-Innovations- und Technologie-Center BITC in Arnstadt des Fraunhofer-Instituts für Keramische Technologien und Systeme IKTS

 

  • TU Ilmenau:
    • Fachgebiet Elektrische Energieversorgung EEV
    • Fachgebiet Elektronische Messtechnik und Signalverarbeitung EMS
    • Fachgebiet Energieeinsatzoptimierung EEO
    • Fachgebiet Fertigungstechnik FT
    • Fachgebiet Qualitätssicherung und Industrielle Bildverarbeitung QBV
    • Fachgebiet Theoretische Elektrotechnik TET
    • Fachgebiet Zuverlässige Maschine-zu-Maschine-Kommunikation M2M
  • IMMS Institut für Mikroelektronik- und Mechatronik-Systeme gemeinnützige GmbH

Interaktive Technologieschau zur Eröffnung

 

Zur Eröffnung konnten sich die Gäste im Rahmen einer kleinen Technologieschau einen ersten Eindruck von den Kompetenzen der wissenschaftlichen Akteure im Leistungszentrum verschaffen.

Beim Demonstratoren-Rundgang erfahren die Gäste von Prof. Robert, wie eine moderne Funktechniklösung für Industrie und Smart-City-Anwendungen aussehen kann. Diese wird aktuell in einem der InSignA-Pilotprojekte entwickelt. (Copyright Fraunhofer IDMT)

Unter anderem gab es einen Demonstrator zur Menscherkennung durch multimodale Sensorik zu sehen, mit dem eine gefahrlose Übergabe eines Objekts vom Menschen an den Roboter oder umgekehrt stattfindet. Um eine sichere Unterscheidung von Objekt und Hand zu gewährleisten, werden Daten einer 3D-Kamera, einer Farbkamera und einer Wärmebildkamera gemeinsam ausgewertet.  Damit können beispielsweise in der industriellen Fertigung und im Handwerk mobile Assistenzroboter dem Menschen Werkzeuge abnehmen oder anreichen und Montageprozesse müssen nicht mehr unterbrochen werden. Ein weiterer wichtiger Anwendungsbereich ist die Unterstützung in Pflegeeinrichtungen und Krankenhäusern.  Mitarbeitende in der Warenausgabe reichen dem mobilen Assistenzroboter die angeforderten, sterilen Hilfsmittel. Der Roboter transportiert diese in das richtige Zimmer und überreicht sie den Pflegekräften in geeigneter Weise.

Gefahrlose Übergabe von Objekten zwischen Roboter und Mensch (Copyright Fraunhofer IDMT)

Wie Maschinen, Anlagen und Prozesse zukünftig einfach und schnell hinsichtlich ihres ordnungsgemäßen Zustands sensorisch überwacht werden können, war Thema eines weiteren Demonstrators. Dabei wurden drei unterschiedlich klingende Elektromotoren mit KI-basierter Audiosignalanalyse unter Einsatz eines Smartphones erkannt und klassifiziert. Zukünftig kann also jeder Instandhaltungsingenieur zum Beispiel mit seinem Diensthandy überprüfen, ob es Unregelmäßigkeiten beim Klang der Fertigungsprozesse oder an der Maschine gibt. Dank der Analyse können die Qualität und die Zuverlässigkeit von Produkten gesteigert und der Ausschuss reduziert werden. Ein wichtiger und auch kontrovers diskutierter Punkt bei der sensorischen Erfassung und Auswertung der Daten ist der Datenschutz. Oftmals müssen Bedenken ausgeräumt werden, dass Industriedaten zur Konkurrenz abwandern oder missbraucht werden. Dafür bietet das Leistungszentrum InSignA technische Lösungen für Datenschutz und Datensicherheit. Das schafft völlig neue Möglichkeiten des effizienten Zusammenwirkens mehrerer Unternehmen.

Mit Künstlicher Intelligenz werden Maschinen, Anlagen und Prozesse zukünftig einfach und schnell hinsichtlich des ordnungsgemäßen Zustands sensorisch mit Hilfe von mobilen Geräten überwacht. (Copyright Fraunhofer IDMT)

Ein dritter Demonstrator, der im Rahmen der Eröffnung vorgestellt wurde, zeigte eine moderne Funktechniklösung für Industrie und Smart-City-Anwendungen. Beim sogenannten LPWAN (Low Power Wide Area Network) handelt es sich um sehr weit vernetzte und mit kostengünstigen Batterien betriebene Sensorknoten. Dank des geringen Energiebedarfs arbeiten die Sensoren viele Jahre selbst über mehrere Kilometer hinweg autonom zusammen. Im Rahmen eines Pilotprojekts des Leistungszentrums wurde eine LPWAN-Testumgebung in Ilmenau aufgebaut, die das gesamte Stadtgebiet mittels LPWAN abdeckt. Dank der LPWAN-Technologie können Sensoren und Sensornetzwerke mit energiearmer Elektronik über große Reichweiten hinweg und auch an schwer zugänglichen Bereichen verschlüsselt zusammenarbeiten. Damit lassen sich beispielsweise große Lüftungsanlagen in Flughäfen, Produktionsstrecken in großen Hallen, die Pegelstände von Bach- und Flussläufen zur Hochwasserabwehr oder auch schwer zugängliche Waldgebiete hinsichtlich Waldbränden oder Schädlingsbefall sensorisch überwachen.

Professor Jörg Robert von der TU Ilmenau präsentiert während der Eröffnungsfeier den Gästen einen kleinen Sensorknoten, der aufgrund seines geringen Energieverbrauchs jahrelang autark arbeiten kann. Ähnliche Sensoren wurden bereits zur mobilen Überwachung des Verhaltens von Fledermäusen eingesetzt, was das sehr geringe Gewicht und die sehr geringe Baugröße unterstreicht. (Copyright Fraunhofer IDMT)

Professor Bös, Gastgeber der Eröffnungsveranstaltung, freute sich über das rege Interesse der Gäste an den gezeigten Technologien: »An allen Demonstratoren gab es gute Gespräche und lebhafte fachliche Diskussionen. Für mich sind in den Gesprächen ganz viele Ideen entstanden, die durchaus Anknüpfungspunkte für neue Projektideen und Kooperationen liefern. Ich freue mich darauf, im Nachgang unserer Eröffnungsveranstaltung das ein oder andere Unternehmen zu einer Weiterführung der Gespräche einzuladen«.

Unterstützung für Thüringer Unternehmen: schnelle Lösungen und leichte Einstiege in Forschungsprojekte sind gefragt

Interessant wurde es dann noch einmal in der Podiumsdiskussion zum Thema »Chancen und Hemmnisse für Innovation in Thüringen«, die den Abschluss der Eröffnungsveranstaltung bildete. Moderator Viktor Deleski von der Fraunhofer Academy diskutierte mit seinen Gästen darüber, wie die in der Region beheimateten Universitäten und Einrichtungen für angewandte Forschung den Thüringer KMU noch besser unter die Arme greifen können und welche Probleme und Sorgen die Unternehmen aktuell umtreiben.

Auf dem Podium diskutierten Staatssekretärin Böhler als politische Vertreterin des Freistaats Thüringen und der Fraunhofer-Direktor Forschung, Professor Klingner, sowie Professor Bös als Sprecher des Leistungszentrums für die Forschungseinrichtungen. Als Vertreter der regionalen Wirtschaft wurden der Hauptgeschäftsführer der Industrie- und Handelskammer Südthüringen, Dr. Ralf Pieterwas, sowie Olaf Mollenhauer, Vertreter des Bundesverbands für mittelständische Wirtschaft (BVMW e. V.) und Geschäftsführer der Kompass GmbH in Ilmenau, in der Diskussionsrunde begrüßt.

Teilnehmende der Podiumsdiskussion (v.l.n.r): Olaf Mollenhauer (BVMW e. V.), Kompass GmbH), Dr. Ralf Pieterwas (IHK Südthüringen), Moderator Viktor Deleski, Dr. Katja Böhler (Thüringer Staatssekretärin für Forschung, Innovation und Wirtschaftsförderung), Prof. Raoul Klingner (Fraunhofer-Direktor Forschung), Prof. Joachim Bös (Sprecher Leistungszentrum InSignA) | Copyright Fraunhofer IDMT

Zentrales Thema seitens der Unternehmensvertreter war die große Sorge um die Energieversorgung zur Sicherung der Produktionsprozesse sowie die aktuellen Lieferkettenprobleme und Preissteigerungen. Durch die Engpässe bei benötigten Komponenten können die Unternehmen keine langfristigen Forschungs- und Entwicklungsprozesse anstoßen, sondern müssen sich danach richten, welche Bauteile überhaupt verfügbar sind. »Die kleinen und mittleren Thüringer Unternehmen brauchen Forschungsergebnisse, die bereits in Entwicklungsergebnisse und produktnahe Lösungen transferiert sind«, waren Mollenhauer und Pieterwas sich einig. Und das war dann auch der formulierte Wunsch in Richtung der Akteure des neuen Leistungszentrums InSignA. Schnittstellen zwischen Wissenschaft und Wirtschaft müssen richtig gestaltet werden und Innovationsprozesse müssen so ausgerichtet werden, dass sie schnell für die Unternehmen einen Nutzen erzeugen.

 

Einig waren sich alle Teilnehmenden der Diskussionsrunde, dass das Leistungszentrum InSignA ein agiles Netzwerk werden muss, das schnell und unkompliziert auf die Bedürfnisse von KMU reagiert – vor allem wenn die Unternehmen keine Ressourcen haben, um eigene Forschung betreiben zu können. Für Unternehmen ist der niederschwellige Einstieg maßgeblich. So müsste es für Firmen beispielsweise möglich werden, auf Geräte und Infrastrukturen von Universitäten und Forschungseinrichtungen zurückgreifen zu können. Wichtig ist es, die Distanz zwischen Forschung und KMU in Thüringen zu überwinden.

 

Dabei hilft auch die positive Erfahrung aus erfolgreichen gemeinsamen Projekten, so Bös. Die Pilotprojekte des Leistungszentrums sind eine solche Chance und zeigen, dass eine Zusammenarbeit mit Fraunhofer und Universitäten doch auch funktionieren kann. Hierbei ist es entscheidend, dass die Forschungseinrichtungen ein ernstes Interesse für die Belange der Unternehmen haben. »Wir müssen miteinander reden und verstehen, was Unternehmen umtreibt und was sie von uns brauchen«, so der Sprecher des Leistungszentrums, Joachim Bös.   

 

Einen niederschwelligen Einstieg in die Kooperation von KMU und Forschung will auch der Freistaat Thüringen stärker unterstützen. Böhler kündigte hierfür ein neues Förderprogramm an, das auch die Zusammenarbeit von KMU mit den Leistungszentren über einen Zeitraum von neun Monaten unkompliziert und ohne Einstiegshürden fördern kann.

 

Ein Thema, das sowohl die Unternehmen als auch die Forschungseinrichtungen beschäftigt, ist der Fachkräftemangel und der demographische Wandel in Thüringen. Darunter leidet die regionale Wirtschaft sehr. Mollenhauer adressiert deswegen in Richtung des Leistungszentrums den Wunsch, junge Leute in die Region zu holen und auch hier zu halten, bei der Ausbildung zu unterstützen und darüber hinaus auch bereits ausgebildete Fachkräfte für die Region zu gewinnen. Die Thüringer Forschungs- und Bildungseinrichtungen müssen sich viel stärker vernetzen und gemeinsam mit den Unternehmen den Standort Thüringen wieder attraktiv machen, um diesem Problem zu begegnen, so Mollenhauer.

 

Für eine gemeinsame und glänzende Zukunft

Zur Eröffnungsveranstaltung entstand dieser »glänzende« Schnappschuss, der hoffentlich auch Sinnbild für eine erfolgreiche Zukunft des neuen Thüringer Leistungszentrums InSignA – Intelligente Signalanalyse- und Assistenzsysteme ist.  (v.l.n.r.): Olaf Mollenhauer (BVMW e. V., Kompass GmbH), Dr. Ralf Pieterwas (IHK Südthüringen), Prof. Raoul Klingner (Fraunhofer-Direktor Forschung), Dr. Katja Böhler (Thüringer Staatssekretärin für Forschung, Innovation und Wirtschaftsförderung), Prof. Joachim Bös (Sprecher Leistungszentrum InSignA), Dr. Daniel Schultheiß (Oberbürgermeister Stadt Ilmenau), Prof. Kai-Uwe Sattler (Präsident TU Ilmenau). | Copyright Fraunhofer IDMT

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