Ab Ende 2020 wollen die Kooperationspartner KIT und Fraunhofer-Gesellschaft in der ‘Karlsruher Forschungsfabrik’ neue Produktionstechnologien planen, testen und in die Industrie überführen. Das Projekt soll auch einen wichtigen Beitrag zu der jüngst beschlossenen „Strategie Künstliche Intelligenz“ der Bundesregierung leisten: “Die Forschungsfabrik und die dort zu entwickelnden Methoden und Werkzeuge des Maschinellen Lernens und der gezielten Suche nach Prozessparametern sind eine erste Ausprägung der in der aktuellen KI-Strategie der Bundesregierung formulierten Ziele”, erläutert Dr. Olaf Sauer, der als Stellvertreter des Institutsleiters am IOSB die Planung der ‘Karlsruher Forschungsfabrik’ auf Seiten der Fraunhofer-Gesellschaft koordiniert.

Auch die Zusammenarbeit mit der Industrie ist den Projektpartnern wichtig: Um Ergebnisse zielgerichtet und schnell zu transferieren, sollen interessierte Unternehmen von Anfang an eingebunden werden – durch enge Kooperationen, Verbundprojekte und Workshops.

Eckdaten zum Bau der Forschungsfabrik

Für die Umsetzung der Baumaßnahme ist ein Gesamtbudget von rund 15 Mio. Euro vorgesehen. Zu diesem tragen die Kooperationspartner KIT und Fraunhofer jeweils die Hälfte bei; hinzu kommen Investitionen in die Erstausstattung der Fertigungshallen, Labore und Büros. Nach der Grundsteinlegung im Sommer 2019 wird das L-förmige Gebäude ab Ende 2020 auf zwei Stockwerken und einer Fläche von 4500 Quadratmetern rund 70 Wissenschaftler beherbergen. Darüber hinaus bietet es 50 Arbeitsplätze für Kooperationspartner aus der Industrie.

Das Projekt wird gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung, vom Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst Baden-Württemberg, vom Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Wohnungsbau Baden-Württemberg sowie durch den Europäischen Fonds für regionale Entwicklung.

Konkrete Zielsetzung und wissenschaftlicher Ansatz

Ziel der ‘Karlsruher Forschungsfabrik’ ist es, Vorsprünge bei neuen, herausfordernden Fertigungsverfahren systematisch zu erarbeiten und auszubauen. Die Wissenschaftler wollen lernen, wie man bereits sehr früh – das heißt, wenn die für ein neues Produkt erforderlichen Fertigungsprozesse noch nicht vollständig verstanden und beherrscht werden – qualitativ hochwertige Produkte herstellen kann. Mithilfe modernster Mess-, Sensor- und Regelungstechnik wollen sie Methoden entwickeln, die geeignet sind, neue Produktionstechnologien schnell in sichere und profitable industrielle Fertigungsprozesse umzusetzen. Hierbei kann die Produktion schon sehr früh anlaufen, weil intelligente Prozessregelungen dafür sorgen, dass trotz der noch unreifen Fertigungstechnologien erste, qualitativ einwandfreie Produktexemplare hergestellt werden. 

Konkret soll dies folgendermaßen geschehen: Verfahren des Maschinellen Lernens und der Künstlichen Intelligenz nutzen die von Sensoren erhobenen Daten, um Korrelationen zwischen qualitätsbezogenen Daten und Prozessparametern zu erkennen. Auf diese Weise „lernt“ die bereits in Betrieb befindliche Fertigungsanlage, welche Parameter gute Ergebnisse produzieren. Erklärtes Ziel der Forschungsfabrik-Akteure ist es, Maschinelles Lernen und Künstliche Intelligenz nicht nur auf einzelne Fertigungsschritte oder unmittelbar aufeinanderfolgende Prozesse anzuwenden, sondern ganze Prozessketten zu erfassen und zu verbessern.

Die so verkürzte „Time-to-Market“ soll es insbesondere kleinen und mittleren Unternehmen ermöglichen, mit neuen Produkten sehr viel früher als bisher auf den Zielmärkten präsent zu sein.