Nah dran am Markt: Fraunhofer-Projektzentren

Zukunftsweisende Technologien für den chinesischen Markt zu erforschen und das gleich vor Ort – darum geht es bei den zwei neuen Fraunhofer-Projektzentren in Shanghai, die ersten ihrer Art in China.

„Stadt der Zukunft“: Elf Institute der Fraunhofer-Gesellschaft bündeln ihre Kompetenzen in der „Fraunhofer-Allianz Bau“. Foto © Fraunhofer-Allianz Bau

Die Fraunhofer-Gesellschaft, die führende Organisation für angewandte Forschung in Europa, arbeitet schon lange in und mit China. Im Jahr 2019 hat Fraunhofer zusammen mit der Shanghai Jiao Tong University (SJTU) zwei neue Projektzentren in Shanghai aufgebaut: das „Fraunhofer Project Center for Smart Manufacturing“ und das „Fraunhofer Project Center for Urban Eco-Development“.

„China hat enorme Marktanforderungen und -möglichkeiten in den Bereichen des smarten und ökologischen Bauens und der Stadtentwicklung. Das Angebot an entsprechenden Technologien und Herangehensweisen hinkt noch immer hinterher“, stellt Prof. Dr.-Ing. Gunnar Grün, stellvertretender Institutsleiter des Fraunhofer-Instituts für Bauphysik IBP fest. „Daher werden Innovationen sowie Forschung und Entwicklung in den Bereichen von Bauprodukten, Bautechnik und Bauweisen dringend benötigt. Zugleich besteht auf dem chinesischen Markt der Wunsch nach deutschen Technologieprodukten und Ingenieurdienstleistungen“, so Grün weiter.

„Mit der lokalen Präsenz in Shanghai können wir nun flexibel auf die komplexen Anforderungen des chinesischen F&E-Marktes reagieren.“

Das Fraunhofer IBP will diesen Markt im Bausektor bedienen – zusammen mit ihrem exzellenten, lokal verankerten und vernetzten Forschungs- und Entwicklungspartner, der Shanghai Jiao Tong University (SJTU). Gemeinsam haben die beiden Partner ein Fraunhofer Project Center (FPC) an der SJTU aufgebaut, das Fraunhofer Project Center for Urban Eco-Development (FPC-UD@SJTU). „Mit dem FPC-UD@SJTU als lokalem Partner können wir vom Fraunhofer IBP die entsprechenden Dienstleistungen auf dem chinesischen Markt anbieten und uns mit der lokalen Bauindustrie vernetzen. Zudem können wir neue Lizenzpartner für den riesigen chinesischen Markt gewinnen“, so Grün zur Motivation.

Gebündelte Forschungskompetenz
Am 4. November 2019 wurde das Fraunhofer Project Center für nachhaltige Stadtentwicklung in Shanghai von Hubert Aiwanger, Bayerischer Staatsminister für Wirtschaft, Landesentwicklung und Energie, feierlich eröffnet und mit einem Symposium der Öffentlichkeit vorgestellt. Künftig erforschen das Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBP und die School of Design der SJTU gemeinsam neue, intelligente und nachhaltige Lösungen für wachsende Metropolen. „Zu den Forschungsschwerpunkten des Fraunhofer Project Center zählen das nachhaltige und digitalisierte Bauen und Betreiben von Immobilien, die resiliente Stadtplanung sowie Smart-City-Technologien“, fasst Grün zusammen.

Das hört sich wahrlich nach zukunftsweisenden Plänen an. Dafür bündeln Fraunhofer und SJTU ihre Kompetenzen vor Ort, um technologische Lösungen für den Bau- und Infrastrukturbereich zusammenzuführen und gemeinsame wissenschaftliche Ansätze abzuleiten. Der Schwerpunkt liegt auf der gebauten, also von Menschen geschaffenen Umwelt („Built Environment“) im Kontext einer nachhaltigen Stadtentwicklung („Urban Eco-Development“), und zwar für Gebäude und ganze Stadtteile.

„Im Bereich Stadtteile liegt der Schwerpunkt auf der Planung und Gestaltung einer effizienten Energieversorgung. Hierbei geht es zum einen um eine adäquate dezentralisierte Versorgung aus erneuerbaren Energien und Sektorkopplung, um den Einsatz von fossilen Energien zu reduzieren. Zum anderen befassen wir uns mit einer robusten Regenwassernutzung, der Entwässerung und Bewirtschaftung von Grünflächen“, erklärt Grün.

Effizient und nachhaltig
Der zweite Forschungsfokus liegt auf Gebäuden, genauer gesagt, wie sie sich nachhaltig bauen und betreiben lassen. Hierbei kommt die Digitalisierung von Planungs- und Bauprozessen ins Spiel, die Technologie des ‚Building Information Mod­eling‘: „Mit digitalen Gebäudeinformationsmodellen lassen sich nicht nur bei der Planung Zeit und Kosten sparen. Diese Modelle können zudem dazu genutzt werden, den Betrieb von Immobilien durch Fehlerdiagnose von technischen Systemen und Prognosemodellen deutlich energieeffizienter zu gestalten“, betont Grün, „Letztendlich wirkt sich die Existenz einheitlicher Gebäudemodelle insbesondere auf den Fertigteil- und schließlich Industriebau aus. Diese sollen aus Materialien mit hohem Recyclinganteil gefertigt werden, sodass die Rückgewinnung von Rohstoffen für neue Baumaterialien einen weiteren Fokus darstellt.“

Bei all diesen Themen handelt es sich laut Grün um Technologiebereiche, in denen entweder großes Know-how in Deutschland vorliegt, jedoch unter anderen Anwendungsrandbedingungen, oder Deutschland aufgrund seiner etablierten Strukturen im Bauwesen von Erfahrungen und der technologischen Reifung in China profitieren kann.

Grün betont: „Mit der lokalen Präsenz in Shanghai können wir nun flexibel auf die komplexen Anforderungen des chinesischen F&E-Marktes reagieren, neue Anwendungsfelder für etabliertes Know-how identifizieren sowie gemeinsam neue Erkenntnisse in dem extrem dynamischen städtebaulichen Umfeld von Chi­nas Metropolen gewinnen“.

„Fraunhofer Project Center for Smart Manufacturing“
Ähnliche Ziele verfolgt auch das „Fraunhofer Project Center for Smart Manufacturing“, das ebenfalls im Frühjahr 2019 in Shanghai die Arbeit aufgenommen hat, in der Lingang Special Area of China (Shanghai) Pilot Free Trade Zone. Hier arbeiten das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA und die Jiaotong-Universität Shanghai (SJTU) an anwendungsbezogenen Lösungen im Bereich Produktionsmanagement, Mensch-Roboter-Kollaboration und Industrie 4.0. „Ziel der Zusammenarbeit ist es, gemeinsam mit Industriepartnern Forschungsprojekte zur digitalen Transformation im chinesischen Markt umzusetzen. Dies geschieht im Rahmen gemeinsamer Forschung von Wissenschaftlern aus Deutschland und China“, sagt Michael Lickefett, Abteilungsleiter Fabrikplanung und Produktionsmanagement am Fraunhofer IPA und Managing Director des Shanghaier Project Centers.

Bei den Forschungsprojekten steht die Anwendung und Weiterentwicklung intelligenter Fertigungstechnologien und -konzepte im Mittelpunkt. „In diesen Kontexten lassen sich Themen wie Wissensmanagement, Fabrikplanung im Produktionsumfeld sowie interkulturelles Lernen in internationalen Unternehmen untersuchen“, so Lickefett. Neben klassischen Themen wie Fabrikplanung und Prozessoptimierung stehen auch Themen wie Künstliche Intelligenz (KI) und deren Anwendungen in den Bereichen Robotik sowie Bild- und Sprachverarbeitung auf der Forschungsagenda.

„Ziel der Zusammenarbeit ist es, gemeinsam mit Industriepartnern Forschungsprojekte zur digitalen Transformation im chinesischen Markt umzusetzen.“

Um all das zu testen, wird im „Fraunhofer Project Center for Smart Manufacturing“ eine Demonstratoren-Umgebung aufgebaut, die als Forschungs- und Anwendungszentrum zum Thema Industrie 4.0 dient. Ein wichtiger Schwerpunkt der Zusammenarbeit, denn Industrieunternehmen können sie als Testumgebung für eigene und gemeinsame Forschung und Entwicklungen nutzen. „Ein Beispiel dafür ist die integrierte Vernetzung verschiedener Maschinen und Systeme in der Produktion zur einfachen Datennutzung. So können in unterschiedlichen Darstellungsformen wie Smartphone, Projektion oder VR-Brille Maschinendaten präsentiert werden.

In einer weiteren Ausbaustufe können die Informationen genutzt werden, um etwa mit Methoden der KI Prozesse zu optimieren und die Leistung und Qualität in der Produktion zu erhöhen“, erklärt Lickefett. „Auf Basis der gemeinsamen Arbeit an Demonstratoren werden die so gewonnenen Erkenntnisse bei chinesischen und westlichen Industrieunternehmen angewandt, um gemeinsam mit Forschern aus Deutschland und China Probleme und Fragestellungen in Unternehmen zu lösen.“

Katrin Schlotter

Dieser Beitrag ist in ChinaContact 1-2020 erschienen.