Das Anwendungszentrum Arena

Die Strategie der angewandten Forschung von Fraunhofer Italia nimmt im Anwendungszentrum ARENA (Area for REsearch & iNnovative Applications) Gestalt an. Das Laboratorium befindet sich im NOI Techpark in Bozen. Hier demonstriert Fraunhofer Italia die Forschungsergebnisse, die das Institut in Zusammenarbeit mit seinen Forscherinnen und Forschern anhand von praxisnahen Anwendungsmodulen erfassen, die für Betriebe sehr interessant sein können. Die Anwendungen, die in diesem Forschungszentrum entwickelt wurden, sind breit gestreut und umfassen technologische Innovationen, sowohl in den verschiedenen Industriezweigen als auch in der Baubranche. ARENA ist demnach ein Ort, wo die Vorzüge der Zukunftsfabrik und Zukunftsbaustelle aus nächster Nähe veranschaulicht werden. Die beispielhaften Anwendungen basieren auf wissenschaftlichen Grundlagen, die sich aus Forschungsprojekten entwickelt haben, die im Institut mithilfe von KI-gestützten Methoden und Instrumenten und modernster Automatisierung vorangebracht wurden. Eines der Hauptziele von ARENA ist die Unterstützung von Unternehmen, die sich auf den Weg einer doppelten Transformation, nämlich der Digitalisierung und der Nachhaltigkeit, begeben haben.

Unter den Anwendungen, die ARENA im Bereich der Digitalisierung maßgeblich prägen, gehören die Ergebnisse des Projektes SMART-Pro (Sustainable Manufacturing through Application of Reconfigurable and inTelligent systems in Production processes), das vom Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) der autonomen Region Südtirol mitfinanziert wurde. Im Rahmen des SMART-Pro-Projektes erhielt Fraunhofer Italia moderne methodische und infrastrukturelle Instrumente, um das Potential einer flexiblen und nachhaltigen Produktion zu erforschen. Mit diesem Projekt konnte gezeigt werden, dass sich Systeme die, im Gegensatz zu den klassischen Produktionsanlagen, auf Umkonfigurierbarkeit und Systemintelligenz basieren, schnell verändern lassen, um sie an die wandelnden Anforderungen des Markts anzupassen; wie etwa bei Anfragen der Personalisierung von Produkten in kleinen Mengen. Die Möglichkeiten der Umkonfigurierbarkeit und der schnellen Anpassung der Produktion erlauben es auch, Aspekte zu berücksichtigen, die zu einer nachhaltigeren Produktion führen und eine hohe Flexibilität gewährleisten.

Durch ARENA stellt Fraunhofer Italia den Betrieben vielfältige Möglichkeiten bereit, die somit von innovativen Diensten der angewandten Forschung profitieren können. Vor allem werden Unternehmen an moderne, flexible und nachhaltige Produktionslösungen herangeführt, erhalten tiefe Einblicke in die Art und Weise derer Implementierung und erfahren alles Wichtige über den ganzheitlichen Ansatz des Konzepts der Industrie 4.0 und 5.0. Außerdem wird gemeinsam die Machbarkeit überprüft bzw. spezifische Aspekte der angewandten Forschung konsolidiert, wie etwa die Interaktion Mensch-Roboter, die Optimierung der Produktionssysteme und -anlagen sowie andere KI-gestützte Anwendungen.

Herr Giusti, was können Ihrer Meinung nach Unternehmen tun, um die Nachhaltigkeit im Betrieb voranzutreiben? 
Vielversprechend sind die Initiativen, die auf eine Prozessoptimierung abzielen, um Produktionen effizienter oder weniger intensiv (in Bezug auf den Verbrauch von Wasser, Energie, usw.) zu gestalten oder die mehr Flexibilität bei den Verfahrensabläufen fördern. Man denke dabei beispielsweise an energieaufwändige Verfahren, die man auf Zeiten legen könnte, in denen erneuerbare Energien leichter abrufbar oder die Energiekosten geringer sind. Man könnte die Verfahren zudem neu organisieren und die dafür verwendeten Mittel, Maschinen und Roboter rekonfigurieren, um den Energiekonsum zu optimieren.

Welche Vorteile erhalten Unternehmen, wenn Maßnahmen zu mehr Nachhaltigkeit im Betrieb umgesetzt werden? 
Maßnahmen zu mehr Nachhaltigkeit im Betrieb können zu einem verbesserten Arbeitsumfeld führen und daneben die negativen Auswirkungen von Verfahren und Produkten auf die Umwelt verringern, indem Schadstoffemissionen gedrosselt werden und die Sicherheit verbessert wird, während gleichzeitig die Ressourcen optimal eingesetzt und die Kosten gesenkt werden. Außerdem können sich Investitionen in mehr Nachhaltigkeit positiv auf das Ansehen des Betriebs und den Wettbewerb auswirken.

Ist die Investition in Digitalisierung und Nachhaltigkeit im Unternehmen wirtschaftlich sinnvoll?
Die größten Vorteile ergeben sich aus der Möglichkeit, den Einsatz der Ressourcen zu optimieren, Energieverschwendung entgegenzuwirken und die Arbeits- und Sicherheitsbedingungen zu verbessern. Auf der anderen Seite beginnt die Einführung von Nachhaltigkeit in einem Betrieb damit, dass festgemacht werden muss, welches Potenzial, auch wirtschaftlich gesehen, die Veränderung in den verschiedenen Produktionsbereichen bringen. Um diesen Prozess zu unterstützen und das Investitionsrisiko klein zu halten, kann Fraunhofer Italia Workshops und Seminare organisieren, die sich an Betriebe richten. Damit wäre ein wichtiger Startpunkt geschaffen, der neuen Ideen und innovativen Anwendungen auf die Beine hilft, mit denen die doppelte Transformation von Digitalisierung und Nachhaltigkeit in die Tat umgesetzt werden kann.

Kurzbiografie

Andrea Giusti leitet die Abteilung RISE (Robotics & Intelligent Systems Engineering) und das Anwendungszentrum ARENA von Fraunhofer Italia. Derzeit arbeitet er als principal investigator für Fraunhofer Italia im EU-Projekt H2020 CONCERT (Configurable Collaborative Robot Technologies). Zudem hat er als Marie-Curie-Forscher im EU-Projekt FP7 SMART-E (Sustainable Manufacturing through Advanced Robotics Training in Europe) an der Technischen Universität München (TUM) gearbeitet, wo er 2018 im Bereich moderne Robotik promoviert hat. Er war Gastforscher in der Robotik Abteilung des „Instituto Italiano di Tecnologia (IIT)“ in Genua und hat 2013 an der Universität Trient seinen Master mit Auszeichnung (summa cum laude) als Mechantronik-Ingenieur abgeschlossen. Sein Forschungsinteresse gilt unter anderem der modernen Robotik, der Mensch-Roboter-Kooperation, der Steuerung von mechatronischen Systemen und der Anwendung von künstlicher Intelligenz.