ATION BW INNOV 2020 INNOVATIONSPREIS DES LANDES BADEN-WURTTEMBERG DR.-RUDOLF-EBERLE-PREIS DOKUMENTATION 2020
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ATION BW INNOV 2020 INNOVATIONSPREIS DES LANDES BADEN-WURTTEMBERG DR.-RUDOLF-EBERLE-PREIS DOKUMENTATION 2020
INNOVATIONSPREIS
DES LANDES
BADEN-WURTTEMBERG
DR.-RUDOLF-EBERLE-PREIS
DOKUMENTATION
2020
Innovationspreis des Landes Baden-Württemberg 2020
INHALTSVERZEICHNIS
4 – 5 VORWORT
4 Dr. Nicole Hoffmeister-Kraut MdL
Ministerin für Wirtschaft, Arbeit und Wohnungsbau
des Landes Baden-Württemberg
5 Guy Selbherr
Geschäftsführer der MBG Mittelständische Beteiligungsgesellschaft
Baden-Württemberg GmbH
6 – 7 EINLEITUNG
8 – 9 DIE MITGLIEDER DES PREISKOMITEES
Innovationspreis des Landes Baden-Württemberg 2020
10 –19 PREISTRÄGER
10 ASCon Systems GmbH – Digitaler Zwilling
12 KOLIBRI Metals GmbH – 3D-Druck extrem harter Stähle
14 Stecher Automation GmbH – Matrix-Zelle
16 JULTEC GmbH – Sat-TV-Empfang über Glasfaser
18 FORCAM GmbH – IIoT-Plattform
20 – 21 SONDERPREIS DER MBG
20 fruitcore robotics GmbH – Industrieroboter
22 –25 ANERKENNUNGEN
22 ACD Elektronik GmbH – Modulares Handgerät
24 Neohelden GmbH – Virtueller Assistent
26 KONTAKTDATEN DER AUSGEZEICHNETEN UNTERNEHMEN
27 INNOVATIONSPREIS 2021
28 – 43 FÖRDERANGEBOTE DES MINISTERIUMS FÜR WIRTSCHAFT, ARBEIT
UND WOHNUNGSBAU BADEN-WÜRTTEMBERG
28 Innovationsgutscheine für kleine und mittlere Unternehmen
30 LEA Venturepartner Fonds
31 Fit für die Zukunft durch Innovationen aus Cluster-Initiativen
32 Internationalisierung von Clustern und Netzwerken
34 Exportberatung
35 LEA Mittelstandspartner Fonds
36 Innovationsfinanzierung Baden-Württemberg 4.0
37 Bürgschaftsprogramm – InnovFin70
38 Beteiligungen für Innovationen (Innovationsprogramm)
39 Start-up BW Seed Fonds & Start-up BW Innovation Fonds
40 Digitalisierungsprämie Plus
41 ESF-Coaching für kleine und mittlere Unternehmen
42 PATENTCOACH BW
44 – 45 PATENT- UND MARKENZENTRUM BADEN-WÜRTTEMBERG
46 – 47 INNOVATIONSBERATUNGSSTELLEN IN BADEN-WÜRTTEMBERG
48 IMPRESSUM / VERTEILERHINWEIS
Innovationspreis des Landes Baden-Württemberg 2020 3
VORWORT
Sehr geehrte Damen und Herren,
die letzten Monate haben uns vor vielfältige Herausforderungen gestellt.
Die Corona-Krise hinterlässt tiefe Spuren in der Gesellschaft und hat unsere
Wirtschaft in die tiefste Rezession unserer Geschichte geführt. Aber so
schwer die Krise viele getroffen hat, es liegen auch Chancen in ihr.
Baden-Württemberg gilt als innovativste Region Europas. Gerade ein so
starker Standort muss die vorhandenen Potentiale, die wir im Land mit un-
seren Wirtschafts- und Forschungsinfrastrukturen haben, nutzen und die
enormen Herausforderungen angehen.
Innovative Ideen, die in allen Lebensbereichen entstehen, sind ein bedeu-
tender Schlüssel. Deren Implementierung in die Unternehmen ist ein Erfolgs-
faktor, um die wirtschaftliche Stärke Baden-Württembergs aufrecht erhalten
zu können. Die Landesregierung will die passenden Rahmenbedingungen für
innovative Neuerungen und einen wettbewerbsfähigen Mittelstand schaffen.
Gerade jetzt können die vielfältigen Fördermöglichkeiten insbesondere den
kleinen und mittleren Unternehmen, dem Rückgrat unserer Wirtschaft, Un-
terstützung bieten. Schwerpunkte werden hier auf die Themen Künstliche In-
telligenz und Digitalisierung, Fachkräftesicherung, Gründungen, Arbeit, Mobi-
lität und internationale Beziehungen gelegt.
Ich freue mich sehr, dass wir in diesem Jahr zum 36. Mal den Innovationpreis
des Landes Baden-Württemberg verleihen. Über 70 Bewerbungen aus den
unterschiedlichsten Branchen zeigen ein breites Spektrum an kreativen tech-
nischen Innovationen von Mittelständlern, Handwerksunternehmen und
Start-ups. Ich danke auch der Expertenjury in diesem Zuge für ihre Arbeit!
Den Preisträgerinnen und Preisträgern gratuliere ich herzlich! Ich bedanke
mich auch bei allen Bewerberinnen und Bewerbern für ihren Einsatz und
möchte alle anderen Unternehmerinnen und Unternehmer ermutigen, weiter-
hin an ihren Ideen und deren Umsetzung zu arbeiten. In dieser Dokumenta-
tion finden Sie mit den Gewinnern des diesjährigen Innovationspreises und
weiteren Beispielen bereits gelungene Innovationen, die Sie als Inspiration
und Anstoß verwenden können. Sie tragen mit Ihrem Einsatz maßgeblich
dazu bei, dass das Land der Tüftlerinnen und Tüftler seinem Ruf auch in Zu-
kunft gerecht wird!
Dr. Nicole Hoffmeister-Kraut MdL
Ministerin für Wirtschaft, Arbeit und Wohnungsbau
des Landes Baden-Württemberg
4 Innovationspreis des Landes Baden-Württemberg 2020
Liebe Leserinnen, liebe Leser, unsere Wirtschaft hängt von Innovationen ab: Ständig müssen neue Technolo- gien entwickelt und verbessert werden, sonst ist der Wohlstand unseres Wirt- schaftsstandorts in Gefahr. Der Dr.-Rudolf-Eberle-Preis ehrt seit 1985 jährlich unkonventionelle Ideen für innovative Produkte, Verfahren oder Dienstlei- stungen. Und wir, die MBG Baden-Württemberg, vergeben in diesem Rahmen den Sonderpreis für junge Unternehmen, mit dem wir diese Zielgruppe motivie- ren möchten, ihr Innovationspotenzial zu nutzen. Gerade wirbelt die Corona-Pandemie vieles durcheinander: Konzerne müssen Forschung und Entwicklung einschränken, vielversprechende Start-ups stehen vor der Insolvenz. Andererseits bietet diese Krise auch Chancen. Plötzlich ist vieles möglich, was sonst durch Bürokratie und alte Gewohnheiten ausgebremst wird. Und einen Bereich bringt die Krise ganz besonders auf Trab: Hat sich man- cher bis vor kurzem noch gegen die Chancen der Digitalisierung gesträubt, sind Videokonferenzen, Homeoffice und Homeschooling innerhalb weniger Wochen für viele zur Selbstverständlichkeit geworden. Gut also, dass die digitale Trans- formation schon seit Jahren durch weitsichtige Menschen immer weiter auf dem Vormarsch ist. Denn nur dadurch konnten wir in den vergangenen Monaten un- ser Wirtschaftsleben – wenn auch mit großen Einschränkungen – einigermaßen am Laufen halten. Dies zeigt, wie wichtig Innovationen und deren Weiterent- wicklung sind. Natürlich nicht nur in der digitalen Welt. Um die Betriebe im Land in der aktuell sehr schwierigen Situation zu unterstüt- zen und Innovationen weiterhin möglich zu machen, haben die MBG und ihr Schwesterinstitut, die Bürgschaftsbank, gemeinsam mit Bund und dem Land Baden-Württemberg bestehende Programme an die neuen Anforderungen an- gepasst, neue Programme ins Leben gerufen und Abläufe modernisiert. Gemein- sam mit der L-Bank wurde ein neues Angebot Liquiditätskredit Plus geschaffen, das auch innovativen Unternehmen dringend notwendige Liquidität mit 10 % Til- gungszuschuss verschafft. Darüber hinaus ist die MBG Intermediär der L-Bank für das neue Mezzanine-Beteiligungsprogramm, das Betrieben durch die Inan- spruchnahme des Bundesprogramms „Säule-2“ Investitionen in die Zukunft er- möglicht. Insbesondere Start-ups und kleinere Mittelständler, die kaum Zugang zu den herkömmlichen Kreditangeboten haben, eröffnen wir mit diesen wie Ei- genkapital wirkenden Hilfen weitere Wege, um die Finanzierung in diesen schwierigen Zeiten sicherzustellen. Ich möchte zum Schluss alle Unternehmerinnen und Unternehmer ermutigen, weiterhin an Ihren Ideen und deren Umsetzung zu arbeiten. Sie tragen mit Ihrem Einsatz dazu bei, dass wir gemeinsam diese große Krise meistern werden. Und Bürgschaftsbank und MBG werden alles dafür tun, Sie dabei auch in Zukunft zu unterstützen. Guy Selbherr Geschäftsführer MBG Mittelständische Beteiligungsgesellschaft Baden-Württemberg GmbH Innovationspreis des Landes Baden-Württemberg 2020 5
EINLEITUNG
Der Innovationspreis des Landes Baden-Württemberg wird seit 1985 alljährlich
an im Land ansässige kleine und mittlere Unternehmen aus Industrie, Handwerk
sowie technologischer Dienstleistung vergeben. Er würdigt beispielhafte Leis-
tungen bei der Entwicklung neuer Produkte, Verfahren und technologischer
Dienstleistungen oder bei der Anwendung moderner Technologien in Produk-
ten, Produktion oder Dienstleistungen. Mit der Auszeichnung sollen herausra-
gende Bemühungen mittelständischer Unternehmen um Entwicklung und An-
wendung neuer Technologien eine öffentliche Anerkennung finden.
Mit der Zusatzbezeichnung „Dr.-Rudolf-Eberle-Preis“ wird an die Verdienste,
die sich Dr. Rudolf Eberle als Wirtschaftsminister, insbesondere um den Mittel-
stand erworben hat, erinnert.
Es werden Preisgelder in Höhe von insgesamt 50.000 Euro sowie Anerkennun-
gen vergeben.
Darüber hinaus stellt die MBG Mittelständische Beteiligungsgesellschaft
Baden-Württemberg GmbH in diesem Jahr zum fünfzehnten Mal einen Sonder-
preis für Innovationen von jungen Unternehmen aus Baden-Württemberg be-
reit. Der Sonderpreis ist mit 7.500 Euro dotiert.
Mit der organisatorischen Durchführung hat das Ministerium für Wirtschaft,
Arbeit und Wohnungsbau Baden-Württemberg das Regierungspräsidium
Stuttgart beauftragt.
Bewerbungen wurden ausschließlich online entgegengenommen. Beratend
zur Seite standen den Unternehmen folgende Organisationen der Wirtschaft:
• Handwerkskammern in Baden-Württemberg
• Industrie- und Handelskammern in Baden-Württemberg
• Landesverband der Baden-Württembergischen Industrie e.V.
Über die Vergabe des Innovationspreises und des Sonderpreises
entscheidet ein Preiskomitee, dessen Mitglieder vom Ministerium für
Wirtschaft, Arbeit und Wohnungsbau berufen werden. Es bewertet die
Wettbewerbsbeiträge nach folgenden Kriterien:
• Technischer Fortschritt
• Besondere unternehmerische Leistung
• Nachhaltiger wirtschaftlicher Erfolg
Die Bewerbungen müssen alle drei Kriterien erfüllen.
Das Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Wohnungsbau gibt die Preisträger
bekannt und verleiht die Preise in einer öffentlichen Veranstaltung.
6 Innovationspreis des Landes Baden-Württemberg 2020
Impressionen der
Preiskomiteesitzung
am 23. 09. 2020
Innovationspreis des Landes Baden-Württemberg 2020 7DIE MITGLIEDER
DES PREISKOMITEES
Prof. Dr.-Ing. Rolf-Jürgen Ahlers Wolfgang Reimer
Gesellschafter der ASG Luftfahrttechnik Regierungspräsident des Regierungsbe-
und Sensorik GmbH und Geschäftsführen- zirks Stuttgart
der Gesellschafter der ProxiVision GmbH
Heribert Rohrbeck
Prof. Dr. Michael Auer Geschäftsführer der Christian Bürkert
(Stv. Vorsitz) GmbH & Co. KG
Vorstand der Steinbeis-Stiftung für
Wirtschaftsförderung Guy Selbherr
Geschäftsführer der MBG Mittelstän-
Prof. Dr.-Ing. Prof. e. h. Wilhelm Bauer dische Beteiligungsgesellschaft Baden-
Technologiebeauftragter des Landes und Württemberg GmbH
Leiter des Fraunhofer-Instituts für Ar-
beitswirtschaft und Organisation (IAO) Prof. Dr. rer. pol. Dipl.-Ing. Meike Tilebein
Zentrum für Management Research der
Anne Guhlich Deutschen Institute für Textil- und Faser-
Ressortleiterin Wirtschaft der Stuttgarter forschung Denkendorf (DITF-MR)
Zeitung | Stuttgarter Nachrichten
Günther Leßnerkraus
(Vorsitz)
Leiter der Abteilung „Industrie, Innovation,
wirtschaftsnahe Forschung und Digita-
lisierung“ im Ministerium für Wirtschaft,
Arbeit und Wohnungsbau Baden-Würt-
temberg
Uwe Meinhardt
Leiter des Fachbereichs Grundsatzfragen
und Gesellschaftspolitik der IG Metall in
Berlin
Dr. Christine Neuy
Geschäftsführerin
des microTEC Südwest e.V.
Bernhard Pfeffer
Leiter des Bereichs Technik beim Unter-
nehmerverband Metall Baden-Württem-
berg
Rainer Reichhold
Präsident des Baden-Württembergischen
Handwerkstags e.V.
8 Innovationspreis des Landes Baden-Württemberg 2020Im Jahr 2020 gingen insgesamt 79 voll-
ständige Bewerbungen ein.
Das Preiskomitee hat den Innovations-
preis 2020 fünf Unternehmen zuerkannt.
Das Preisgeld wurde aufgeteilt in
1 x 15.000 Euro, 2 x 10.000 Euro und
2 x 7.500 Euro.
Darüber hinaus hat das Preiskomitee
über die Vergabe des Sonderpreises der
MBG Mittelständische Beteiligungsge-
sellschaft Baden-Württemberg GmbH in
Höhe von 7.500 Euro entschieden.
Zwei Unternehmen wurden mit Anerken-
nungen ausgezeichnet.
Die Preise wurden am 10. November 2020
verliehen.
Die Innovationen der Preisträger sowie
der Bewerber, die eine Anerkennung er-
hielten, werden in dieser Broschüre do-
kumentiert.
Innovationspreis des Landes Baden-Württemberg 2020 9PREISTRÄGER
ASCON SYSTEMS GMBH
DIGITALER ZWILLING
Planung, Steuerung und Analyse einer wandelbaren und flexiblen Produktion
ASCon Systems GmbH in Echtzeit – das ist der Traum eines jeden Produktionsverantwortlichen! Die
Neuentwicklung ermöglicht dies durch ein übergreifendes Informationsmodell
Curiestraße 5
70563 Stuttgart und eine hoch performante Ausführungs-Architektur. Damit werden alle an der
Produktion beteiligten Informationen aus den unterschiedlichen Planungssy-
Tel.: 0711 258589-0 stemen und -ebenen zu einem durchgängigen Informationsmanagement ver-
knüpft, ohne vorab die einzelnen semantischen und ontologischen Bezie-
www.ascon-systems.de hungen festlegen zu müssen und ohne dafür Software kodieren zu müssen.
Damit wird der Produktionsprozess übergreifend, vollständig und jederzeit an-
passbar abgebildet und gesteuert. Die modellierten Wertschöpfungsketten
werden direkt ausgeführt, auch Betriebsmittel können ohne Änderungen in der
Steuerungslogik ausgetauscht werden.
Die Ausgangslage gensatz dazu steht die Herangehensweise
der Neuentwicklung: Nicht nur die Eigen-
Modulare, wandlungsfähige Systeme er- schaften, sondern vor allem das Verhalten
fordern modulare, wandlungsfähige Infor- des virtuellen und des realen Anteils des
mationsmodelle, die ohne Medienbrüche Zwillings müssen jederzeit identisch sein,
vom Design, über die Planung bis hinein in die dafür bidirektional zu koppeln sind.
die Ausführung tragen. Das gilt nicht nur Nur so können im Gesamtkontext eines
für Produktion und Logistik, sondern auch Fertigungssystems jederzeit die richtigen
für weitere Anwendungsfelder des Digi- Schlüsse gezogen und über den Digitalen
talen Zwillings, zum Beispiel im Gebäude- Zwilling Entscheidungen getroffen wer-
und Infrastrukturmanagement. Der Digi- den, die im realen System unmittelbar
tale Zwilling ist heute omnipräsent, meist umgesetzt werden.
verstanden als virtuelles Abbild eines
abgegrenzten realen Systems, ohne Ein- Mit den heutigen Lösungen ist dies bei ho-
griffs- und Rückkopplungsmöglichkeiten hem Aufwand und minimaler Flexibilität
aus dem Virtuellen in die Realität. Im Ge- im besten Fall für kleine und abgegrenzte
Anlagenteile machbar. Für komplexere
Fertigungsanlagen, bestehend aus mitei-
nander kommunizierenden Steuerungen,
dazu oft noch von unterschiedlichen Her-
stellern, ist dies jedoch nicht möglich, weil
Programme von speicherprogrammier-
baren Steuerungen (SPS) meist nur loka-
les Verhalten einzelner Anlagen abbilden.
Der Aufbau eines echten Digitalen Zwil-
lings, der sowohl die gesamten Systemei-
genschaften, als auch das einzelne Ver-
halten der Subsysteme abbildet, ist für ein
sich über die Ebenen der heutigen hierar-
chischen Automatisierungspyramide er-
streckendes Gesamtsystem nicht reali-
sierbar.
10 Innovationspreis des Landes Baden-Württemberg 2020Die Innovation
Das Alleinstellungsmerkmal des innova-
tiven Digitalen Zwillings ist ein kontext-
basiertes Echtzeit-Verhaltensmodell zur
Synchronisation von Produktentwicklung,
Planung und Produktion. Die in Europa,
den USA und Japan zum Patent angemel-
dete, disruptive Technologie ermöglicht
es, die Wertströme in Produktion und Logi-
stik ohne SPS-Programmierung zu steu-
ern. Verbunden mit allen beteiligten realen
Maschinen und Anlagen werden alle
Signalströme im Kontext der Wertschöp-
fungsprozesse erfasst und bieten so
gleichzeitig die perfekte Grundlage für
Analytics und Künstliche Intelligenz.
Durch vollständige digitale Integration der
Produktion mit allen vor- und nachgela-
gerten Prozessen wird der Weg zu einer
hochgradig vernetzten, autonomen Pro-
duktion geebnet: starre, unflexible, hart- So kann der Planer bereits bei der ersten Das Unternehmen
kodierte SPSen werden ersetzt und der Definition seine Prozesse testen und Än-
Fertigungs- und Logistikfluss flexibel und derungen sicher einarbeiten. Die individu- Gegründet 2017 ist der ASCon Systems ein
wandelbar gemacht. Statt externer Pro- ellen Fertigungspläne für das zu ferti- Schnellstart mit namhaften Kunden und
grammierspezialisten kommen eigene gende Einzelstück entstehen „on-the-fly“. breitem Einsatzspektrum gelungen: Im 3.
Planer und Fertiger zum Einsatz, Ände- Ausgeführt wird genau das, was geplant Geschäftsjahr wurden mit 50 Mitarbeitern
rungszyklen dauern Minuten statt Tage wurde, ohne dass es dafür noch eines über 6,5 Mio. Euro erwirtschaftet. 2018
und Wochen. SPS-Programmierers bedarf. hat Gartner das Unternehmen als global
Cool Vendor Industrie 4.0 ausgezeichnet,
Egal welche Erfassungssysteme und wel- Die Prozessbeschreibung erfolgt auf Basis 2019 folgte der 1. Preis beim CyberOne
che Kombination von Informations- und von modularen Funktions- und Prozess- Hightech Award Baden-Württemberg und
Signalquellen in der Produktion vorliegen, bausteinen, die der Anwender aus einer 2020 nominierte EY die ASCon für die
diese Signale, Daten und Informationen Bibliothek entnehmen oder selbst definie- Entrepreneur of the Year Finalrunde. Viele
können in den Kontext eines durchge- ren kann, was das Planen und die Steue- Veröffentlichungen sind seit dem Start
henden Wertschöpfungsmodells einge- rung der Produktion einfacher und quali- über das Unternehmen erschienen. In
bunden, mit weiteren Daten aus Produkt- tativ besser macht. Damit wird auch der mehreren Finanzierungsrunden zwischen
und Prozessmanagement kombiniert und rechnergestützte Vergleich mit bereits April 2018 und März 2020 konnte das für
koordiniert für die Steuerung der Produk- modellierten Prozessen und das kontinu- das Wachstum erforderliche Investoren-
tion genutzt werden. Funktionserweite- ierliche Lernen von und hin zu Best-Prac- kapital akquiriert werden. Das eingespiel-
rungen und Parameteränderungen sind tices unterstützt. Komplexität und unnöti- te Team, das am Hauptsitz in Stuttgart
damit auch nach der Inbetriebnahme ge Varianz können so reduziert werden. und an den Standorten in München,
kurzfristig möglich, ohne immer wieder Mainz, Wolfsburg und Stade eng mit den
auf externe Dienstleister zurückgreifen zu Durch die Unabhängigkeit der Prozesslo- Kunden zusammenarbeitet, verfügt über
müssen. Ebenso wird ein Retrofit mit ho- gik von der Logik der ausführenden Hard- jahrelange Managementerfahrung vom
her Qualität und mehr Flexibilität auch ware verbleibt dort nur der technisch not- Startup bis zu Konzernstrukturen und
ohne Kauf von kompletten Neuanlagen wendige bzw. vom Hersteller vorgegebene über die notwendige Expertise sowohl in
beherrschbar, die Planungs-/Umset- Teil der Anlagen- und Prozesssteuerung. der Fertigungs- und IT-Beratung als auch
zungsdauer wird verkürzt, das Risiko von Alle Prozesselemente für die Orchestrie- in der Softwareentwicklung.
unerwünschten Seiteneffekten reduziert. rung und Verkettung der Wertschöpfung
werden im Ausführungsmodell beschrie-
Mit der Prozessbeschreibung der Wert- ben und abgearbeitet – eine explizite Rea-
schöpfungsketten entstehen automatisch lisierung auf der SPS-Ebene ist damit
die auf beliebig verteilter Hardware der nicht mehr zwingend notwendig. So kann
Steuerungsebene, z. B. SPS, Edge Devices, Hardware ohne Änderung der Steuerungs-
Cloud, in Echtzeit ausführbaren Modelle. logik ausgetauscht werden.
Innovationspreis des Landes Baden-Württemberg 2020 11PREISTRÄGER
KOLIBRI METALS GMBH
3D-DRUCK EXTREM
HARTER STÄHLE
Die Additive Fertigung, auch als 3D-Druck bekannt, ist eine der am stärksten
KOLIBRI Metals GmbH wachsenden Technologien. Insbesondere im Kunststoffbereich hat sie bereits
Serienstatus erreicht und wird sehr erfolgreich in verschiedenen Anwen-
Hummelau 3
88279 Amtzell dungsbereichen eingesetzt. Industrielle Anwendungen erfordern jedoch häu-
fig metallbasierte Werkstoffe und oft hohe Härten und Standzeiten, welche
Tel.: 07520 91495-0 bisher nicht mit einem Metall-3D-Drucker hergestellt werden konnten. Es
fehlte, neben den richtigen Maschinen, eine innovative Parameterentwicklung
www.kolibri.de.com zum Druck von kohlenstoffhaltigen Werkstoffen. Das Ziel ist, mittels 3D-Druck
neue Werkstoffe zu konzipieren, die völlig neue Anwendungen ermöglichen.
Der Fokus liegt hierbei auf den drei wesentlichen Anwendungsfeldern: Her-
stellung von Umform- und Stanzwerkzeugen, Herstellung von Zerspanungs-
werkzeugen sowie der Herstellung von allgemein verschleißbeständigen
Materialien und Komponenten.
Die Ausgangslage
Am Anfang stand die Aufgabe, Stempel
und Matrizen für den Stanz- und Umform-
werkzeugbau additiv herzustellen.
Schrottreife, verschlissene Werkzeuge
sollten ressourcenschonend mit neuem
Material wieder reaktiviert werden. Ziel
war es, den aufwändigen Fertigungspro-
zess massiv zu reduzieren und gleichzei-
tig weniger Stahlabfall zu erzeugen.
Hierzu mussten jedoch mehrere Heraus-
forderungen gemeistert werden: Woher
kommt das verdüste Stahlpulver mit der
richtigen Legierungszusammensetzung,
um Bauteile mit einer Härte 67 HRC her-
zustellen? Mit welcher Anlage kann so
eine Entwicklung überhaupt stattfinden?
Wie sollen die Parameter dazu entwickelt
werden? Die Anzahl der Fragen, wie das
Ziel erreicht werden kann, war also deut-
lich größer als die Zahl der bestehenden
Lösungsansätze.
12 Innovationspreis des Landes Baden-Württemberg 2020Additives Herstel-
lungsverfahren
mittels Laser
Die Innovation 1. Zerspanungswerkzeuge Das Unternehmen
Die Geometrien der Präzisionswerk-
Im Bereich des Metall-3D-Drucks und der zeuge werden heute aus Vollmaterial, Kolibri Metals ist Pionier in der Additiven
konventionellen Fertigungsprozesse im dem Vollhartmetall herausgeschliffen. Fertigung von hochkohlenstoffhaltigem
Werkzeugbau wurden wie im Folgenden Durch die Möglichkeit Hartmetallkom- Stahl und Metal-Matrix-Composites.
beschrieben gleich mehrere Meilensteine ponenten additiv herzustellen, entfällt Fokussiert auf Selektive Laserschmelz-
erreicht. So wurde erstmalig ein additiv hier ein Großteil der Schleifzeit. Gleich- verfahren, stellt das Unternehmen additiv
aufgebautes Stanzwerkzeug hergestellt, zeitig ermöglicht die Technologie, dass gefertigte hochfeste Funktionsbauteile
welches eine Härte von 67 HRC besitzt. im Bauteil innliegende Kühlkanäle ein- her, mit Geometrien, welche oftmals nicht
Erstmalig gelang es, Diamantstahl her- gebracht werden können, welche kon- mehr nachgearbeitet werden müssen.
zustellen, bei dem die Diamanten durch- ventionell so nicht möglich sind. For- Produkte sind z. B. Bohrer und Fräser,
gängig im Material erhalten bleiben und men und Geometrien, können auf Walzbacken für die Schraubenherstellung,
gleichzeitig beliebige Konstruktions- „Knopfdruck“ geändert und mit der Einspritzdüsen oder aber auch Werkzeuge
formen möglich sind. So können auch passenden Materialmischung herge- mit innenliegender Kühlung oder Matrizen
Schrauben im konventionellen Walzver- stellt werden. aus dem Stanzwerkzeugbau. Hochkohlen-
fahren mit additiv aufgebautem Werkzeug stoffhaltiger Stahl in Verbindung mit Kar-
ohne Nacharbeit hergestellt werden. 2. Umform- und Stanzwerkzeuge biden oder gar Diamanten in einem addi-
Daraus folgt eine um 80 Prozent kürzere Bekanntestes Beispiel ist die Herstel- tiven Prozess zu verarbeiten war die
Entwicklungszeit. Zudem können völlig lung von Walzbacken für die Schrau- Herausforderung. Entstanden aus den An-
neuartige Materialkompositionen reali- benherstellung. Die komplexe Geome- forderungen der WEBO GmbH wurde 2018
siert werden, die derzeit am Weltmarkt trie der Schrauben wird heute in einem die KOLIBRI Metals GmbH in Amtzell ge-
nicht verfügbar sind. Mit den so herge- sehr aufwändigen Prozess manuell in gründet. Es wurde auch eine Pulvertrock-
stellten Metal-Matrix-Composites (MMC) die Walzbacken gefräst. Die Durchlauf- nungsanlage entwickelt, welche allen
lassen sich sogar Zerspanungswerkzeuge zeit beträgt dort bis zu 10 Wochen. Mit Anwendern des metallischen 3D-Drucks
mit frei wählbaren Geometrien, internen der Additiven Fertigung und dem neu die Möglichkeit bietet, ihr Pulver standar-
Kühlkanälen auch in Leichtbaustruktur entwickelten Material ist es jetzt mög- disiert zu trocknen und gleichzeitig die
herstellen, welche ohne Wendeschneid- lich, den Prozess in 5-10 Arbeitstagen Bauteilqualität um bis zu 100 Prozent zu
platten direkt zur Zerspanung eingesetzt zu durchlaufen. erhöhen.
werden. Es können somit Bohrer, Fräser,
Räumwerkzeuge oder gar Betonbohr- 3. Verschleißbeständige Materialien
kronen einfach „gedruckt“ werden und An jeder Stelle, an der Verschleiß
schneller ausgeliefert werden. herrscht, ist es hilfreich, wenn Bauteile
länger halten und komplexe Fertigungs-
Im Folgenden werden drei Beispiele im schritte kombiniert oder gar eliminiert
Detail erläutert. Die Kombination aus werden. Es ist jetzt beispielsweise
Werkstoff- und Prozessentwicklung er- möglich, Einspritz-, Reinigungs- oder
möglicht in Zukunft noch viele weitere In- Strahldüsen mit komplexen Kanälen Additiv gefertigtes
Zerspanungs
novationen, welche heutzutage unerreich- und gleichzeitig doppelter Standzeit werkzeug
bar erscheinen. Mit der Spezialisierung additiv herzustellen. Hier können meh-
auf hochkohlenstoffhaltige Stähle mit zu- rere Bauteile zu einem zusammenge-
sätzlich eingelagerten Karbiden und / oder fasst werden, wodurch sich der Her-
Diamanten umfasst das Werkstoffportfo- stellungsaufwand in der mechanischen
lio aktuell 12 gänzlich neue Materialien. Fertigung um ein Vielfaches reduziert.
Innovationspreis des Landes Baden-Württemberg 2020 13PREISTRÄGER
STECHER
AUTOMATION GMBH
MATRIX-ZELLE
Der Produktionsstandort Deutschland muss sich erheblichen Herausforde-
Stecher Automation GmbH rungen stellen. In der Industrie insgesamt, aber vor allem in der Zuliefer-
industrie, herrscht ein harter Verdrängungswettbewerb. Internationale Mit-
Nellenburgstraße 1
88605 Sauldorf bewerber, die zum einen mit geringeren Kosten produzieren können, zum
anderen aber auch mit erheblich niedrigeren Auflagen konfrontiert sind,
Tel.: 07777 9301-0 verdrängen etablierte, inländische Anbieter. Nur durch konsequente Automati-
sierung bzw. Digitalisierung können Produktionsschritte überhaupt im Inland
www.stecher-automation.de gehalten werden. Die Matrix-Zelle als Lösungsansatz für dieses Problem geht
über bekannte Automatisierungsansätze unter Verwendung eines Industrie-
roboters hinaus. Sie ermöglicht die Verwendung eines Industrieroboters auch
für die unterstützenden Prozesse, wie Rüstaufgaben und nachgelagerte
wertschöpfende Prozesse wie die Mess- und Beschriftungsaufgaben von Pro-
dukten. In ihrer Ausstattung und Programmierung bleibt sie dabei durch intel-
ligente Prozessmodule und Auswertung des Stammdatensatzes bauteilneu-
tral. Die Matrix-Produktion bietet somit eine Plattform, um alle bekannten und
zukünftigen Produkte eines Unternehmens wirtschaftlich und flexibel zu auto-
matisieren und verkörpert einen neuen Ansatz der automatisierten Fertigung.
Die Ausgangslage rungen sind teuer und unflexibel. Wird
jedoch der Fokus auf eine Prozessautoma-
Für ein in Deutschland produzierendes Un- tisierung gelegt, können mehrere Produkte
ternehmen führt kaum ein Weg an der Ro- mit derselben Matrix-Zelle bearbeitet wer-
botik bzw. der Automatisierung von Pro- den. Eine bauteilneutrale Zelle, die nicht in
zessschritten in der Produktion vorbei. Abhängigkeit von einzelnen Produkten und
Dabei sind herkömmliche, bauteilspezi- deren Lebenszyklen steht, scheint hier eine
fische Automatisierungen nicht zielfüh- naheliegende Lösung, die jedoch mit neuen
rend. Kurze Produktlebenszyklen, kleine Herausforderungen für die Robotik und
bis mittlere Stückzahlen, volatile Märkte die Automatisierung von Prozessschritten
sowie eine hohe Produktvarianz sind sehr verbunden ist. Erst durch eine neu seg-
herausfordernd für eine Automatisierungs- mentierte Prozesskette und die Umstruk-
lösung. Bauteilspezifische Automatisie- turierung der konventionellen Produktion
für die Automatisierung können diese neu-
en Herausforderungen gemeistert werden.
Hierzu ist ein ganzheitlicher Ansatz inklu-
sive aller logistischen und unterstützenden
Prozesse erforderlich.
Die Innovation
Die Grundidee der Matrix-Zelle besteht da-
rin, Datenströme prozessübergreifend digi-
tal zu halten, so dass sich generierte Auf-
träge den eigenen, flexiblen Weg durch
die Produktion suchen. Die Matrix-Zelle
ist eine bauteilneutrale Lösung für alle
Produkte eines Prozesssegments in einer
Fertigung. Die dafür notwendige Neustruk-
turierung der Fertigung in Segmente sorgt
für ein reibungsloses Zusammenspiel von
14 Innovationspreis des Landes Baden-Württemberg 2020Roboterzellen, Fahrsystemen und leiten- sieren, ist die Matrix-Zelle für die Beladung Schritt war, dass geeignete und ganzheit-
den Warenwirtschaftssystemen. Das Ziel, durch fahrerlose Transportsysteme ausge- liche Automatisierungslösungen nicht am
bauteilneutral für ein Prozesssegment zu legt, die ebenfalls durch die parametri- Markt verfügbar waren. Durch vernetzte
automatisieren, wird in der Matrix-Zelle sierbare Steuerung aus dem Warenwirt- Matrix-Zellen konnten komplexe Produkte
durch die Kombination einer parametrisier- schaftssystem gesteuert werden. Somit ist im Bereich E-Mobilität kostenoptimal digi-
baren Prozesssteuerung, das Vernetzen auch die Vernetzung der einzelnen Pro- talisiert und automatisiert werden. Nur so
der Anlagen unter Verwendung von fahrer- zesssegmente, die durch die Matrix-Zelle konnte die Produktion im Inland gehalten
losen Transportsystemen, eine bauteilneu- automatisiert werden, gesteuert. Diese werden.
trale Zuführung und einen modularen Bau- flexible Vernetzung der Matrix-Zellen und
kasten für das Zellengehäuse des Roboters deren Prozesssegmente untereinander Hier unterscheidet sich das Unternehmen
und der Prozessschritte realisiert. Die Ma- ermöglicht die ständige Optimierung und von anderen Integratoren, da sie aus einem
trix-Zelle ist somit eine Roboterapplikation Änderung der Warenflüsse innerhalb der produzierenden mittelständischen Unter-
mit einer hohen Verwendungsdauer, die die Produktion. Somit sind auch Änderungen nehmen heraus entstanden ist und somit
Effizienz der einzelnen, automatisierten von Fertigungsfolgen, das Hinzukommen die Anforderungen der Produktion und die
Prozesssegmente erhöht, Energiekosten und das Wegfallen von einzelnen Bearbei- damit verbundenen Herausforderungen für
bei gleichem Austrag reduziert und durch tungsschritten oder Bauteilen in Echtzeit die Automatisierung kennt und zielgerich-
die mannlose 24/7 Produktion Personalko- aus dem Warenwirtschaftssystem umsetz- tet lösen kann. Durch die Umstrukturierung
sten einspart. Die ständige Programmän- bar. Die Schnittstelle der Matrix-Zelle ist können Mitarbeiter aus der Drehtechnik in
derung des Roboters und der verknüpften über Positioniereinheiten für eine univer- die Stecher Automation GmbH überführt
Prozessschritte werden in der Matrixzelle selle Intralogistik ausgelegt und vereint werden. Dadurch erhält das Familienunter-
durch die parametrisierbare Steuerung somit die logistischen Vorteile einer Stan- nehmen den Standort Deutschland und
ermöglicht. Diese Form der Steuerung er- dardgröße mit der geforderten Flexibilität wird auch seiner sozialen Verantwortung
fordert kein Nachrüsten der Software, da der Smart-Factory. Die Bauteile werden gerecht.
alle erforderlichen Programmänderungen beispielsweise über Paletten kommissio-
bzw. produktspezifischen Abläufe über das niert. Um die Prozesskontinuität zu ge-
kundenseitige Fertigungsleitsystem oder währleisten, haben alle Matrix-Zellen, die
direkt aus dem Warenwirtschaftssystem an der Herstellungskette der Produkte be-
heraus geändert werden können. teiligt sind, eine Schnittstelle für Paletten.
Über eine Schnittstelle zum Warenwirt-
schaftssystem und dem CAQ-System für Das Unternehmen
die Qualitätssicherung wird bereits beim
Anlegen des Auftrags als Betriebsauftrag Die Stecher Automation GmbH wurde im
das Programm automatisch angepasst und Jahre 2019 aus der etablierten Schwester-
alle erforderlichen Änderungen werden gesellschaft der Stecher Drehtechnik
durch die Parameterübergabe aus dem GmbH als incorporated Startup gegründet.
Bauteilstammdatensatz an die betroffenen Die Stecher GmbH ist ein familienge-
Matrix-Zellen übergeben. Das Bauteil führtes, mittelständisches Unternehmen,
sucht sich somit selbständig den Weg das seit 1964 besteht. Bereits 2014 wurde
durch die Produktion. Um die Intralogistik die Automatisierung in einer eigenen Abtei-
auch hardwaretechnisch autonom zu reali- lung zusammengefasst. Grund für diesen
Innovationspreis des Landes Baden-Württemberg 2020 15PREISTRÄGER
JULTEC GMBH
SAT-TV-EMPFANG
ÜBER GLASFASER
Bereits seit vielen Jahren findet die Datenübertragung auf Langstrecken wie
JULTEC GmbH Unterseekabeln per Glasfaser statt. Inzwischen ist der Datenverkehr aber so
stark gestiegen und die Glasfasertechnik so preisgünstig geworden, dass
Glockenreute 3
78256 Steißlingen Glasfasern heute sogar bis in Wohnungen gelegt werden. Da Glasfasern viel
dünner und sogar preiswerter als herkömmliche Kupferkabel sind, eigenen sie
Tel.: 07738 9391870 sich hervorragend zur nachträglichen Modernisierung der Telekommunika-
tions-Infrastruktur in Wohngebäuden. Zur Telekommunikation gehört nicht nur
www.jultec.de Internet und Telefonie, sondern auch eine Versorgung mit Fernsehsignalen.
Durch eine geschickte Kombination aus Satellitenempfang, Glasfaservertei-
lung und der Neuentwicklung ist es möglich, TV-Programme aus verschie-
densten Ländern in höchster Qualität bis in die einzelnen Wohnungen zu brin-
gen, die mit herkömmlichen Empfangsgeräten wiedergegeben werden können.
Der neu entwickelte Rückwandler zeichnet sich durch seine kompakte
Bauform und einen sehr geringen Energiebedarf aus.
Die Ausgangslage Abhilfe kann eine zeitgemäße Antennen-
anlage schaffen, die Programme von ver-
Ein langsamer Internetzugang sowie eine schiedenen Satellitensystemen und somit
schlechte TV-Versorgung sorgen bei Be- eine sehr große Vielfalt auch an fremd-
wohnern von Mehrfamilienhäusern oft- sprachigen Programmen zur Verfügung
mals für große Unzufriedenheit. Dabei stellt. Das herkömmliche Kabelfernsehen
spielt nicht nur die Bildqualität eine Rolle, stellt keine Alternative dar, da es medien-
sondern auch das Programmangebot. rechtliche Einschränkungen im Program-
Nicht ohne Grund sieht man an sehr vielen mangebot gibt.
Fassaden von Mehrfamilienhäusern indi-
viduelle Parabolantennen. Diese Eigenin- Bisher wurden für die Verteilung von
stallationen sind nicht nur aus ästhe- TV-Diensten Koaxialkabel mit einem
tischen Gründen problematisch, sondern Durchmesser von etwa 7 mm verwendet.
auch sicherheitstechnisch. Außerdem be- Durch die Technologie der teilnehmerge-
schädigen die für die Befestigung notwen- steuerten Einkabelsysteme reicht es
digen Bohrlöcher das Gebäude und beein- inzwischen aus, eine einzige Leitung pro
trächtigen den Wärmeschutz. Wohnung zu legen, über die üblicherweise
bis zu acht Satellitenempfänger versorgt
werden können. Trotz des geringen Kabel-
durchmessers von 7 mm entstehen dicke
Kabelbündel, wenn viele Wohnungen auf
mehreren Stockwerken versorgt werden.
Aufgrund der Dämpfung dürfen Koaxialka-
bel maximal 80 m lang sein. Dünnere Koa-
xialkabel haben wesentlich höhere Dämp-
fungen. In vielen Gebäuden ist kein
Installationsschacht vorhanden, so dass
Kabelkanäle durch die Wohnungen geführt
werden müssen. Dies verursacht nicht nur
Schmutz während der Installationsphase,
sondern auch Probleme beim Schall-
schutz und der Brandabschottung. Glas-
faserleitungen stellen hier eine sehr gute
Alternative zum Koaxialkabel dar. Ein ty-
pisches Glasfaser-Installationskabel mit
vier Fasern hat einen Manteldurchmesser
von nur 2 mm, wodurch mehrere dieser
16 Innovationspreis des Landes Baden-Württemberg 2020Medienverteiler
mit eingebautem
Wandler
Kabel, eins pro Wohnung, durch oft schon Frequenzen von 250 MHz bis maximal
vorhandene Leerrohre eingezogen werden etwa 2,5 GHz entgegennehmen können,
können. Die vier Fasern können für unter- sind für den analogen a²CSS2-Chip
schiedliche Dienste genutzt werden. Über Frequenzen von 250 MHz bis 3,4 GHz un-
eine Faser kann z.B. ein Internetzugang problematisch. Die RFoG-Signale liegen
realisiert werden, wobei Geschwindig- üblicherweise im Bereich von 950 MHz bis
keiten von 1 GBit/s von Glasfaserkabeln 6,2 GHz und müssen daher für die dCSS-
problemlos bewältigt werden. Eine Chips in vier Blöcke aufgeteilt und fre-
weitere Faser kann für die Verteilung der quenzmäßig umgesetzt werden. Für den
Satellitensignale verwendet werden. Da- breitbandigen a²CSS2-Chip braucht das
bei wird üblicherweise das RFoG-System Signal dagegen in nur zwei Blöcke aufge-
(Radio Frequency over Glas) verwendet, teilt zu werden. Dies ermöglicht eine er-
bei dem die Signale der verschiedenen hebliche Energieeinsparung und verein-
Bänder und Polarisationsebenen fre- facht den Mehrsatellitenempfang.
quenzmäßig gestapelt und dann auf Licht Unterschiedliche RFoG-Systeme arbeiten
moduliert werden. Die Satellitensignale mit unterschiedlichen Frequenzstape-
können entweder am Gebäude selbst von lungen. Durch die Breitbandigkeit des
einer zentralen Antenne oder aber von a²CSS2-Systems ist es möglich, auf unter-
einem Stadtnetzbetreiber für mehrere schiedlichen Stapelungen nur durch eine
tausend Anschlüsse bereitgestellt wer- andere Softwarekonfiguration, die sogar
den. der Installateur einspielen kann, zu adap-
tieren, so dass der Benutzer immer ein
Herkömmliche Rückwandler vom Glasfa- standardisiertes Satellitensignal erhält. Das Unternehmen
sersignal in elektrische Koaxialtechnik Das Ausgangssignal ist sehr benutzer-
sind nur für ein Satellitensystem ausge- freundlich, denn es können zwei Emp- Die JULTEC GmbH wurde im Jahr 2007
legt. Dabei liegt die Leistungsaufnahme fangsgeräte ohne Übersteuerung direkt gegründet und hat sich zunächst als
pro Wandler bei etwa 7 W. Für den Emp- angeschlossen werden. Außerdem ist OEM-Anbieter von Antennenverteilkom-
fang mehrerer Satellitensysteme müssen genug Signalreserve für eine Wohnungs- ponenten mit speziellen Anforderungen
mehrere dieser Wandler parallel betrieben verteilung vorhanden. etabliert. Das Unternehmen ist einer der
und mit einer Umschaltmatrix, die mei- Pioniere auf dem Gebiet der teilnehmer-
stens mit einem weiteren Netzteil ausge- Satellitenempfangsgeräte stellen übli- gesteuerten Einkabelsysteme für den Sa-
stattet ist, kombiniert werden. Dies setzt cherweise einen Fernspeisestrom von 350 tellitenempfang. Bereits im Jahr 2009
mehrere Steckdosen und vor allem Mon- mA zur Verfügung. Der neu entwickelte wurde ein Projekt mit über 10.000 Wohn
tagefläche voraus. Wandler hat eine nutzungsabhängige einheiten in Einkabeltechnik realisiert,
Leistungsaufnahme und bei ungünstigster welches noch immer in Betrieb ist. Wün-
Signalkombination (16 aktive Empfangs- sche von Netzbetreibern und aus dem
Die Innovation geräte und Zugriff auf beide Satellitensy- Wohnungsbau führten dazu, dass das Un-
steme) eine maximale Stromaufnahme ternehmen einen neuen Steuerstandard
Die Aufgabe bestand darin, einen energie- von 310 mA, was 4,4 W Leistung entspricht. für teilnehmergesteuerte Einkabelsy-
sparenden Wandler zu entwickeln, der den Im typischen Betrieb beträgt die Strom- steme definierten musste, der von der
gleichzeitigen Empfang mehrerer Satel- aufnahme sogar nur 125 mA, was einer Branche akzeptiert wurde und seit 2014
litensysteme ermöglicht und zudem platz- Leistungsaufnahme von 1,8 W entspricht. als EN 50607 die aktuelle Europanorm für
sparend in modernen Medienverteilern, Durch die Speisung ausschließlich aus diese Systeme ist.
aber auch bei der Nachrüstung unauffällig den Empfangsgeräten gibt es keine
in der Wohnung platziert werden kann. Standby-Verluste. Die Firmenphilosophie ist, zukunftsfä-
Ein zentrales Schlüsselelement für die hige, dauerhaft zuverlässige und energie-
Realisierung des Wandlers ist der a²CSS2- sparende Lösungen anzubieten. Nicht nur
Einkabelchip, der zusammen mit einem die Hard- und Softwareentwicklung, son-
Halbleiterhersteller entwickelt wurde. dern auch eigene Netzplanung, der Kom-
Dieser Chip arbeitet im Gegensatz zu ponenteneinkauf, die Gerätemontage,
digitalen Lösungen mit analoger Signal- Prüfung und Verpackung finden im eige-
verarbeitung. Dabei wurde nicht nur Wert nen Hause statt, wodurch ein Höchstmaß
auf Energieeffizienz gelegt, sondern an Qualität sichergestellt werden kann.
auch auf einen weiten Eingangsfrequenz-
bereich. Während dCSS-Chips wegen
des Shannon'schen Abtasttheorems
Innovationspreis des Landes Baden-Württemberg 2020 17PREISTRÄGER
FORCAM GMBH
IIOT-PLATTFORM
Die Möglichkeiten der Digitalisierung bedeuten für die fertigende Industrie
FORCAM GmbH eine Revolution. Neue Technologien verbessern die Ressourceneffizienz, neue
Liefer- und Serviceketten entstehen, neue Geschäftsmodelle verdrängen alte.
An der Bleicherei 15
88214 Ravensburg Experten sprechen von der Ära des industriellen Internets der Dinge. Die Chan-
cen des Industrial Internet of Things (IIoT) sind riesig. Für Unternehmen geht es
Tel.: 0751 36669-0 dabei um nichts weniger als um ihre Zukunftsfähigkeit. Denn an den digitalen
Geschäftsprozessen der Zukunft wird nur teilnehmen, wer mit einer Smart
www.forcam.com Factory arbeitet, also mit einer digital gesteuerten Fertigung. Basis dafür ist
eine offene, integrative Echtzeit-Plattform-Technologie.
Diese Technologie ist vergleichbar mit einem modernen Smartphone: Es sind
bereits Apps vorinstalliert, der Nutzer kann gleichzeitig jede gewünschte wei-
tere App downloaden. Eine solche Plattform-Ökonomie, wie wir sie aus dem
Konsumenten-Sektor beispielsweise von Amazon, Google und Facebook ken-
nen, setzt sich auch im Industriesektor immer weiter durch. Daher benötigen
Unternehmen für die Fabrik der Zukunft schon heute eine smarte Plattform-
Lösung, die sie schlüsselfertig sofort nutzen und gleichzeitig beliebig frei er-
weitern können.
Die Ausgangslage gangenheit waren IT-Architekturen durch
Daten-Silostrukturen gekennzeichnet.
Große Datenmengen sind das Öl der Digi- Unterschiedliche IT-Systeme arbeiteten
talisierung. Wie Öl zu Kraftstoff raffiniert nebeneinander her und kommunizierten
werden muss, müssen Daten in Informati- nicht miteinander. So wurden bislang auf
onen gewandelt werden. Wenn diese dem sogenannten Topfloor (Unterneh-
Nutzwert-Infos zu einem einheitlichen mensleitung) Aufträge und Ressourcen
Produktionsdaten-Modell, dem soge- am Computer geplant, doch auf dem
nannten Digitalen Zwilling zusammenge- Shopfloor (Fabrik) die Leistungen von Ma-
fasst und allen Unternehmensbereichen schinen sowie die Kapazitäten händisch
in Echtzeit zur Verfügung stehen, von der ermittelt. Die Rückmeldungen an den
Fertigung bis zu den Finanzen / Control- Topfloor waren damit subjektiv, unpräzise
ling, dann profitiert das gesamte Unter- und zeitverzögert. Im Ergebnis gab es
nehmen. Es steigert seine Ressourceneffi- keinen validen Blick auf die tatsächliche
zienz, in der Folge seine Profitabilität Leistungs- und Lieferfähigkeit der Ferti-
und damit seine Wettbewerbsfähigkeit. gung. Der Übergang zur digital vernetzten
Computer und Vernetzung kennt die „Industrie 4.0“ findet statt, wenn Unter-
Industrie schon länger. Doch in der Ver- nehmen Daten-Silostrukturen überwin-
den, eine neue Visibilität und Transparenz
in Produktion und Planung bringen und
mit einer integrativen IT-Architektur arbei-
ten. Ziel der datengesteuerten Fertigung
ist die ressourceneffiziente, von Men-
schen mit modernem digitalen Werkzeug
gesteuerte Nahe-Null-Fehler-Fabrik.
18 Innovationspreis des Landes Baden-Württemberg 2020Die Innovation
Der erste Prototyp der IIoT-Plattform-
Lösung ging 2016 in die Testphase. Seither
wird die offene Plattform-Technologie im-
mer weiterentwickelt. Integriert wurde die
erste offene Programmier-Schnittstelle
für Smart Manufacturing (Open API –
Application Programming Interface). Zu-
sammen mit Unternehmen und Wissen- 3. In der Lösung FORCAM FORCE™ ist die Das Unternehmen
schaftlern wurde die Schnittstelle „FORCE erste offene Schnittstelle für datenge-
Bridge API“ entwickelt und 2018 paten- stützte Fertigung der Welt integriert. Sie FORCAM wurde 2001 von Franz E. Gruber
tiert. Aktuell ist das Angebot einer SaaS- ist die Brücke in das digitale App-Uni- und Reinhold Krattenmacher gegründet.
Plattform (Software as a Service) kurz versum: Über die offene Web-Schnitt- Die ehemaligen SAP-Manager trieb an, die
vor dem Markteintritt. Drei Merkmale stelle können sowohl bestehende Lücke zwischen Unternehmensplanung
kennzeichnen die Innovation: IT-Systeme als auch Drittsysteme naht- und Produktion zu schließen. Das Unter-
los integriert werden. Damit haben Un- nehmen entwickelte sich zu einem füh-
1. Die IIoT-Plattform FORCE BRIDGE ist die ternehmen die große Freiheit. Sie erhal- renden Anbieter moderner Fabrik-IT, so-
Brücke zwischen Shopfloor und Topflo- ten die Möglichkeit zur freien Komposi- genannter MES-Lösungen (Manufacturing
or. Die Plattform sorgt erstens für die tion und Kollaboration von IT-Systemen Execution System).
horizontale Anbindung von Maschinen und kreieren so ihre ganz individuelle Die nächste Phase läutete das Führungs-
unterschiedlichster Hersteller und IT-Architektur. Dazu wird auch ein Part- team 2011 / 2012 ein, als sich die Ära des
Jahrgänge, sammelt und normiert die ner-Marktplatz mit Lösungen und An- industriellen IoT abzeichnete.
Signale aus Geräten, Sensoren, Einga- wendungen für die Industrie angeboten.
ben, Aufträgen. Aus diesen Daten er- Heute werden Fertigungsunternehmen
rechnet die zentrale Intelligenz der Lö- Die Brücke zum App-Universum von weltweit dabei unterstützt, ihre Effizienz
sung (Rule Engine) ein einheitliches Microsoft Power Automate wird durch ei- und Wettbewerbsfähigkeit messbar zu
Produktionsdaten-Modell in Echtzeit nen neuen Konnektor realisiert. Fabrik- steigern. Die Produkte werden von inter-
und stellt diesen „digitalen Zwilling“ der Teams können damit rund 400 marktbe- national tätigen großen und mittelstän-
Produktion allen IT-Systemen für Analy- kannte Apps für völlig neue Echtzeit- dischen Unternehmen gleichermaßen ein-
sen und Planungen zur Verfügung, den Workflows und Alarmierungen nutzen. gesetzt. Mehr als 100.000 Maschinen
IT-Systemen in der Fertigung ebenso weltweit werden bereits mit dieser Tech-
wie im Finanzwesen des Managements. nologie überwacht.
2020 wurde der Smart-Factory-Spezia-
2. Schlüsselfertig ist die Lösung durch listen ENISCO übernommen. Seither zählt
wichtige vorinstallierte Fabrik-Apps mit das Unternehmen rund 230 Mitarbeite-
je rund 70 Analyse- und Report-Funkti- rinnen und Mitarbeiter weltweit. Mehr-
onen. Sie sorgen für umfangreiche aktu- heitsgesellschafter des Unternehmens ist
elle und historische Berichte in nutzer- SAP-Mitgründer Dietmar Hopp, der sein
freundlichen Charts und Grafiken, von Engagement im Jahr 2004 begann und
der Personal- und Auftragsplanung über 2019 die Mehrheit übernahm. Hauptsitz
die Feinplanung bis zu Alarmierungen ist Ravensburg. Niederlassungen befin-
bei Fehlern. So steigern Unternehmen den sich in den USA (Cincinnati), England
ihre Effizienz signifikant. (Rugby) und China (Shanghai).
Innovationspreis des Landes Baden-Württemberg 2020 19SONDERPREIS
DER MBG FRUITCORE ROBOTICS
GMBH
INDUSTRIEROBOTER
Hohe Kosten, fehlendes Know-how im eigenen Betrieb und die Angst vor der
fruitcore robotics GmbH Komplexität des Systems halten viele Unternehmen von der Automatisierung
ab. Hier setzt ein neues Industrie-Robotersystem an, das technische Innovati-
Macairestraße 3
78467 Konstanz onen in der mechanischen Kinematik mit einer intuitiv bedienbaren Software
vereint. Industrieanwendungen lassen sich schnell und einfach automatisie-
Tel.: 07531 94599-20 ren, auch ohne Programmierkenntnisse. Durch eine innovative Kinematik wird
der Industrieroboter zudem preiswerter als vergleichbare Roboter. Das ermög-
www.fruitcore-robotics.com licht Unternehmen jeder Größe wirtschaftliche Robotik und erleichtert ihnen
den Einstieg in die Automatisierung.
Die Ausgangslage Automatisierung deutlich senken und die
Programmerstellung vereinfachen, fehlten
Bisher waren Industrieroboter für viele bislang. Zwar werden vermehrt sogenann-
mittelständische Unternehmen zu teuer. te kollaborative Roboter, also Cobots, ein-
Ausschlaggebend für die Herausforde- gesetzt. Diese können die Anforderungen
rungen der Automatisierung ist zudem die der Industrie aber nur bedingt erfüllen,
aufwendige Programmerstellung, die ent- weil nur die wenigsten Prozesse aufgrund
sprechende Kenntnisse im Betrieb der hohen Anforderungen an die Sicher-
voraussetzt. Durch die beiden Faktoren heit für den Einsatz von Cobots zugelas-
Kosten und Komplexität ist der Automati- sen sind. Deshalb sind bisher laut der
sierungsgrad vor allem bei OEMs auf International Federation of Robotics nur
einem ungleich höheren Niveau als bei wenige Cobots ohne Sicherheitseinrich-
den kleinen und mittleren Unternehmen. tungen im Einsatz.
Robotersysteme, welche die Kosten der Falls sie dennoch eingesetzt werden, sind
die Achsgeschwindigkeiten aus Sicher-
heitsgründen beschränkt, wodurch die Zy-
kluszeiten der Prozesse hoch sind und die
Wirtschaftlichkeit sinkt. Es gibt also einen
großen Bedarf an einfach bedienbaren und
preiswerten Systemen, die zugleich hohen
Qualitätsansprüchen gerecht werden und
leistungsfähig sind. Ziel war es deshalb
einen Industrieroboter zu entwickeln, der
preiswerter als der Wettbewerb ist, zu-
gleich aber hochwertig, leistungsfähig und
bedienerfreundlich, um die Produktions-,
Montage- und Prozess-Automatisierung in
allen Bereichen voranzutreiben.
Die Innovation
Das neue Robotersystem zeichnet sich
insbesondere durch seine hybride Kine-
matik und einfache Bedienung aus. Es be-
steht aus einem 6-Achs-Industrieroboter,
einer vollständigen Sicherheitssteuerung,
einem Bedienpanel sowie einer intuitiv
bedienbaren Robotersoftware. Beim Ro-
botersystem HORST900 (Highly Optimized
Robotic Systems Technology) wird ein völ-
20 Innovationspreis des Landes Baden-Württemberg 2020Innovativer,
kinematischer
Antrieb mittels
Viergelenk-
ketten
lig neuartiger kinematischer Ansatz ver- einem Klick in Programmcodes konvertiert Das Unternehmen
folgt. Die Hauptachsen zwei und drei des werden. Die Software eignet sich damit für
Industrieroboters werden über sogenann- Einsteiger genauso wie für Experten und Die fruitcore robotics GmbH mit Sitz in
te Viergelenkketten angetrieben. Das be- sorgt durch intelligente Features, wie z. B. Konstanz ist spezialisiert auf die Entwick-
deutet, dass die Bewegungs- und Kraft die Palettierfunktion, für Transparenz und lung, Herstellung und Vermarktung tech-
übertragung nicht wie herkömmlich direkt Digitalisierung in der Produktion. nisch anspruchsvoller und einfach zu be-
an den Roboterachsen mittels einer An- dienender Industrieroboter. Das junge
triebseinheit, im Regelfall Elektromotor Damit ist der Industrieroboter unabhängig Team hat ein Industrie-Robotersystem
und Getriebe erfolgt, sondern indirekt von der Unternehmensgröße die reale entwickelt, das Unternehmen aller Größen
über die Viergelenkketten. Die Viergelenk- Chance, den Automatisierungsgrad ein- die Automatisierung erleichtert. Zum mo-
ketten sind so angeordnet, dass sie eine fach und beherrschbar auf- und auszu- dularen Portfolio gehören Industrieroboter
hohe Kraftübertragung ermöglichen, wenn bauen. Der Roboter stemmt Traglasten bis in verschiedenen Traglast- und Reichwei-
die Position des Roboters dies erfordert zu fünf Kilogramm, hat eine Reichweite tenklassen, eine intuitiv bedienbare Soft-
und das Übersetzungsverhältnis kleiner von 905 Millimetern, eine Wiederhol- ware sowie intelligente Features zur Ka-
wird, wenn die Kraft nicht benötigt wird. genauigkeit von ± 0,05 Millimetern, verfügt meraerkennung und Plug-and-Play-
Durch diese hybride Kinematik wird die über sechs Achsen und benötigt eine Lösungen inklusive Greifern. Die Roboter-
Antriebsleistung der Motoren effizienter Aufstellfläche von 380 x 380 Millimetern. systeme sind Made in Germany, von der
genutzt. Dadurch ist es möglich, kleinere So lässt er sich flexibel und in nahezu Hardware bis zur Software.
Elektromotoren und Getriebe zu verbauen allen Industriebereichen einsetzen: zum Das Unternehmen wurde 2017 gegründet
und trotzdem dieselbe Traglast, Reichwei- Be- und Entladen von Maschinen, zum und beschäftigt rund 75 Mitarbeiter,
te und Dynamik zu erreichen wie bei kon- Stapeln, Sortieren und Verpacken von darunter hochspezialisierte Fachleute für
ventionellen Robotern. Der Antrieb durch Produkten, beim Handling von Dreh-, Konstruktion, Elektronik sowie Software-
Viergelenkketten führt insgesamt zu ge- Fräs- und Stanzteilen, aber auch für entwicklung. Neben dem Hauptsitz in
ringerem Gewicht und zu deutlich gerin- Pick-&-Place-Anwendungen bei Kleintei- Konstanz am Bodensee hat das mehrfach
geren Betriebskosten. len in der Pharma- oder Medizintechnik ausgezeichnete Technologieunternehmen
sowie in der Elektronik-Fertigung und einen weiteren Produktionsstandort in Vil-
Die eigenentwickelte Robotersoftware Prüftechnik. lingen-Schwenningen.
und -steuerung sind weitere wichtige Be-
standteile des Robotersystems. Bedient
wird der Roboter über einen ergono-
mischen 13,3-Zoll-Touchscreen und mit
der Software horstFX. Die grafische Be-
nutzeroberfläche ist intuitiv aufgebaut
und ermöglicht dem Benutzer sowohl ein-
fache als auch komplexe Anwendungen
ohne Fachkenntnisse schnell und einfach
zu programmieren. Mithilfe des digitalen Intuitive
Programmier-
Zwillings, sprich dem digitalen Abbild des und Bedien-
Roboters, können Bewegungsabläufe des oberfläche
Roboters abgebildet und nachverfolgt so-
wie Fehler und Kollisionen vermieden wer-
den. Auch externe Maschinen werden über
die grafische Programmierung anhand der
in der Industrie gängigen Schnittstellen
unkompliziert angesteuert. Anwender
können durch diese Art der Roboter-Auto-
matisierung wirtschaftlich und flexibel
produzieren und sich problemlos auch auf
die stückzahlflexible Variantenfertigung
mit kleinen Losgrößen einrichten. Der
Übergang zur Programmierung komplexer
Prozesse ist fließend. Beispielsweise kön-
nen grafisch programmierte Abläufe mit
Innovationspreis des Landes Baden-Württemberg 2020 21Sie können auch lesen
