Neben der 3D-Druck-Technologie, über deren Bedeutung und Marktchancen wir in unserer Ausgabe Nr. 8/2017 berichteten, wird das Internet der Dinge für die Digitalisierung der Wirtschaft eine maßgebliche Rolle einnehmen und die Welt verändern. In der letzten Woche vergab die Bundesregierung im Rahmen ihrer Digital Hub-Initiative Dresden den Zuschlag für den geplanten ‚Smart Systems Hub-Enabling IoT‘. Es soll dabei Leitindustrien wie die Mikroelektronik, vor allem aber auch Sachsens Mittelstand nachhaltig stärken. Seitdem herrscht in der Elb-Florenz eine sagenhafte Aufbruchsstimmung und man feiert die Entscheidung aus Berlin als „Meilenstein auf dem Weg zu einem weltweiten Kompetenzzentrum für IoT-Schlüsseltechnologien“.
„Keine andere Region in Europa vereint eine solch umfassende Technologie-Kompetenz, um industriespezifische ‚Internet der Dinge’-Lösungen zu realisieren. Damit verfügt der Standort Dresden über die entscheidenden Erfolgsfaktoren, um die Industrien bei der digitalen Transformation mit IoT-Basistechnologien aus einer Hand voranzubringen. Denn die Kompetenzen reichen von der Grundlagen- und Materialforschung für Mikrochip-Ausgangskomponenten über die Hochvolumen-Chipherstellung und die IT-Programmierung bis hin zum Einsatz in hier produzierten Produkten“, sagt Dr. Robert Franke, Leiter des Amtes für Wirtschaftsförderung der Landeshauptstadt Dresden.
Der IoT-Markt verzeichnet weiterhin ein noch nie dagewesenes Wachstum: Nach Schätzungen von Marktexperten werden 2020 26 Milliarden Geräte mit Software verbunden sein. In Deutschland ist die Computerisierung der Produktion seit Beginn des Industrie 4.0-Aktionsprogramms durch die Bundesregierung im Jahr 2011 auf dem Vormarsch. Auch die USA treiben die Weiterentwicklung des Internets der Dinge voran und haben zu diesem Zweck das ,Industrial Internet Consortium‘ (IIC) ins Leben gerufen, dem bedeutende Elektro- und Elektronikhersteller, Halbleiterunternehmen und Telekommunikationsanbieter angehören.
Japanische Hersteller beschäftigen sich ebenfalls verstärkt mit der Kombination von Hardware-Technologien und Software, da sie in der zunehmenden Verbreitung des Internets der Dinge neue Geschäftschancen sehen. Die Kyocera-Gruppe stellt Komponenten her und verfügt über grundlegende Technologien in einem breiten Branchenspektrum. Dazu zählen die Wirtschaftszweige Automotive, Kommunikation, Umwelt und Energie sowie Medizin und Gesundheitswesen.
Japaner sehen neue Chancen in IoT-Verbreitung
In den vergangenen Jahren ist neben der Miniaturisierung auch die Software-Technologie für die Wettbewerbsfähigkeit von Komponenten immer wichtiger geworden. Das Software-Labor von Kyocera befasst sich unter anderem mit dem Ausbau der Forschungs- und Entwicklungsinfrastruktur für Embedded Software im Komponentengeschäft des Unternehmens, der Verbesserung der Entwicklungsmöglichkeiten von hochmodernen Software-Technologien für das Endgerätegeschäft sowie der Erschließung neuer Geschäftsfelder durch die Integration der Bereiche Komponenten und Geräte, Anlagen und Systeme sowie Services.
Im Dezember 2015 implementierte das Software-Labor IBM Bluemix die ,Platform as a Service‘ (PaaS). Es handelt sich um ein Cloud Computing-Modell, das eine Plattform bzw. ein Betriebssystem zur Verfügung stellt, um Anwendungen über das Internet bereitzustellen. Mit IBM Bluemix konnte Kyocera seine Produktivität in der Software-Entwicklung noch weiter steigern, indem es die entwickelte Software auf der Plattform mit Kundenunternehmen teilte und diverse Anforderungen in Bezug auf die Anpassung seiner vorhandenen Services im Bereich der Energieverwaltung verbessern konnte. „Wir möchten IoT-Innovationen schaffen, indem wir die Hardware-Technologien von Kyocera mit den neuen Entwicklungen aus unserem Software-Labor kombinieren“, so Kazumi Saburi, General Manager Software R&D Group bei Kyocera.
Deutschland soll als traditionell starkes Industrieland, so der Anspruch, international der Vorreiter bei der Digitalisierung der Industrien werden. Intelligente Systeme sind die zentrale Komponente für Technologielösungen, die der vollvernetzten und hochautomatisierten Industrieproduktion den Weg bereiten. Integrierte Sensoren erfassen Daten aus der jeweiligen Umgebung, Elektronik und Software verarbeiten diese eigenständig. Das Ergebnis wird über eine Schnittstelle kommuniziert, Entscheidungen werden automatisiert ausgelöst. Smart Systems sind für den Erfolg sämtlicher Abläufe in der ‚Smart Fab’ entscheidend, aber auch in Fahrerassistenzsystemen in Fahrzeugen, für intelligente medizinische Implantate oder moderne Sicherheitstechnik unentbehrlich.
Dresden ist der größte und bedeutendste Mikro- und Nanoelektronikstandort Europas. Infineon hat heute die am höchsten automatisierte 200mm-Mikrochipproduktion der Welt. Europas größter Chipproduzent Globalfoundries fertigt und entwickelt die 22-Nanometer- und 12-Nanometer-FDX-Technologie, die für Anwendungen rund um das Internet der Dinge von enormer Bedeutung werden wird: „Denn die neuartige FDSOI-Technologie wird die Fertigung von leistungsstarken Schaltkreisen mit einem besonders niedrigen Energieverbrauch ermöglichen“, sagt Gerd Teepe, Director of Marketing for Europe bei Globalfoundries.
In den vergangenen Jahren hat sich in Dresden und der Region eine starke industrienahe Software-Industrie entwickelt. T-Systems Multimedia Solutions gehört dabei zu den Flaggschiffen. Im Fokusteam Internet-of-Things des sächsischen Hightech-Branchenverbandes Silicon Saxony
e. V. arbeitet T-Systems Multimedia Solutions gemeinsam mit anderen Experten aus Wirtschaft, Wissenschaft und Wirtschaftspolitik in konkreten IoT-Projekten. Es geht darum, die gesamte IoT-Wertschöpfungskette von den Hardware-Sensoren und -Aktoren bis hin zur Software-Applikation beim Endkunden abzudecken.
Neben Hardware und Software ist Konnektivität eine entscheidende Basistechnologie für Smart Systems. In Dresden werden seit vielen Jahren Technologien für drahtgebundene und drahtlose Kommunikationstechnik erforscht. „Dresden liefert die Kommunikationstechnologien, die nicht nur im klassischen Mobilfunk, sondern bei jeder Art von Kommunikation und Steuerung zum Einsatz kommen werden“, erklärt Dr. Patrick Grosa, Projektleiter am Vodafone Stiftungslehrstuhl für Mobile Nachrichtensysteme der TU Dresden. „Diese Technologien zielen darauf ab, die Konnektivität bei Maschinen- und Roboterkommunikation in der Industrie, bei Gesundheitsanwendungen, der Landwirtschaftstechnik und bei Kommunikationsprozessen bei vollvernetzten Autos sicherzustellen und auch deren Steuerung zu ermöglichen.
Der Dresdner Systemintegrator Systema verfügt über langjährige Erfahrungen mit Automatisierungslösungen für die Halbleiter-Branche. Dieses Know-how setzt das Unternehmen heute auch für Prozessautomatisierungen und Anlagenintegration in anderen Industrien ein. Seit einigen Jahren setzt die Firma dabei auch auf eine enge Zusammenarbeit mit SAP.
Auf der Industriemesse in Hannover zeigte Systema anhand eines Beispiels für die Einzelfertigung von Schuhen die Anforderungen an flexiblere Fertigungsprozesse und kleinere Losgrößen: Kunden können digital einen speziell für sie individualisierten Schuh anfordern, der anschließend in einem vollständig automatisierten Prozess gefertigt wird. Dabei wird der Bestell- und Produktionsprozess in der diskreten Fertigung durchgängig digital abgebildet. Der Schuhkauf wird für den Kunden individueller, schneller und kostengünstiger – der gesamte Bestell- und Produktionsprozess findet in Deutschland statt. Dieses Beispiel zeigt, dass die intelligente Fertigung heimische Arbeitsplätze sichern und zusätzlich schaffen kann.
Im Segment des 3D-Drucks steht die Materialkompetenz für IoT im Vordergrund.
Für die Industrien sind Funktions- und korrespondierende Werkstoffe – also Materialien, in die elektrische Leiterbahnen und Sensoren eingearbeitet sind – von entscheidender Bedeutung. Mit einer Art ‚digitalem Label’ können diese intelligenten Materialien beispielsweise den gesamten industriellen Bearbeitungsprozess über Informationen liefern, wie sie maschinell bearbeitet werden ‚wollen’.
„Mit 3D-Druck können wir Intelligenz in Werkstoffe eindrucken. Im Moment nutzen wir nur einen Bruchteil der Möglichkeiten aus, die uns beim 3D-Druckverfahren werkstoffseitig zur Verfügung stehen“, erklärt Dr. Frank Brückner, Leiter des Bereichs Additiv-Generative Fertigung im Fraunhofer Institut für Werkstoff- und Strahltechnik (IWS) und im Konsortium Additiv-Generative Fertigung Dresden (AMCD).
Ein Brückenschlag von der Material-Kompetenz in konkrete Anwendungen soll bei der Werkstoffwoche vom 27. bis 29. September 2017 in Dresden präsentiert werden.
