„Der Begriff Industrie 4.0 muss noch mit Leben gefüllt werden“

Jürgen Becker ITIV KITProfessor Jürgen Becker ist im deutschen und internationalen Forschungsumfeld kein Unbekannter: Becker ist  Leiter des Instituts für Technik der Informationsverarbeitung (ITIV) am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und Autor von mehr als 400 Veröffentlichungen. Im Interview erklärt Becker, wie der Begriff Industrie 4.0 mit Leben gefüllt werden kann und warum die Zusammenarbeit mit internationalen Forschungseinrichtungen Wegbereiter für weitere Kooperationen sind.

Wie funktioniert die Zusammenarbeit zwischen dem KIT und der Industrie in Ihrem Institut?

Ausgezeichnet und intensiv, denn in den Ingenieurwissenschaften und insbesondere auch unserem Institut für Technik der Informationsverarbeitung (ITIV) kombinieren wir die theoretisch orientierte Grundlagenforschung sehr konsequent und gewinnbringend mit der angewandten Forschung und aktuellen sowie zukünftigen Industrienotwendigkeiten. In diesem Kontext sind unterschiedliche und äußerst bewährte Rahmen, wie etwa Verbundprojekte (national und international/europäisch) sowie direkte Industriekooperationen inzwischen sehr etabliert.

Das ITIV hat sehr viele Industriekontakte und Projekte in den verschiedensten Bereichen (Automotive, Industrie 4.0, Medizintechnik, Kommunikationstechnik, etc.), wobei zahlreiche Absolventen hervorragende Arbeitsmöglichkeiten in der regionalen Industrie finden. Zudem gibt es auch neue Themen, für die es noch keine aktuelle Industrie gibt. Für diese Themen erzeugen wir kontinuierlich Spin-Offs, die neue Technologien und Geschäftsmodelle in den Markt bringen. Das ITIV erzeugt ca. 1 Startup pro Jahr. Damit ist das ITIV auf allen Ebenen der Forschung und des Technologietransfers tätig – Grundlagenforschung, Kooperative angewandte Forschung mit Industriepartnern und Erzeugung von technologieorientierten Startups. Die bilaterale Verzahnung mit Anforderungsanalysen aus dem Industriesektor und wissenschaftlich methodische Lösungen als Technologietransfer aus dem Universitätsbereich ist eine gegenseitige „All-Win-Konstellation“, die man aufbauend auf den bisherigen Kooperationsmodellen flexibel und gemeinsam weiter ausbauen muss.

Welchen Stellenwert hat Industrie 4.0 in diesem Zusammenhang und an welchen Projekten und Kooperationen ist das ITIV beteiligt?

Industrie 4.0 hat einen immer höher werdenden Stellenwert, wobei man diesen Begriff noch ausreichend mit Leben füllen und konsolidieren muss. Zudem müssen wir zwischen nationalen, innereuropäischen und außereuropäischen Kooperationen bzw. Verbundprojekten etwas differenzieren.

National koordiniere ich seit einigen Jahren die sogenannte ARAMiS-Initiative (BMBF gefördert – ARAMiS steht für Automotive, Railway and Avionics Multicore Systems) innerhalb neuer Prozessortechnologien für sicherheitskritische eingebettete Systeme im Automobilbereich, der Luftfahrt aber immer stärker auch der Industrieautomatisierung. Dies beinhaltet insbesondere auch Industrie-4.0-Szenarien und die entsprechend notwendige kosten-, zeit-, performanz-, energie und zertifizierungsgerechte Technologieintegration.

Hinzu kommen ausgewählte inner- als auch inzwischen aussereuropäische Verbundprojekte sowie Industriekooperationen, wie zum Beispiel ARGO (EU gefördert – WCET-Aware Parallelization of Model-Based Applications for Heterogeneous Parallel Systems) oder Projekte mit chinesischen Industriepartnern wie etwa das I4TP Projekt (Deutsch-Chinesische Industrie 4.0 Fabrikautomatisierungsplattform – I4TP). In diesem Projekt arbeiten erstmals sowohl deutsche als auch chinesische Uni- und Industriepartner für die zukünftige Industrie 4.0 Produktionstechnik an einer neuartigen intelligenten Produktionsautomatsierungsplattform zusammen. Das I4TP Projekt ist das erste internationale Verbundprojekt an unserem Institut, welches sich ausschliesslich mit Inhalten und Themen der Industrie 4.0 beschäftigt und kann auf Erkenntnissen aus den beiden grossen ARAMiS Projekten aufbauen.

ARAMiS II beschäftigt sich hierbei aktuell vor allem mit Themen der Multi-Core-Technologie in unterschiedlichen Domänen, wobei eine dieser Domänen die Industrieautomatisierung ist. Der Schwerpunkt von ARAMiS II adressiert die industriegerechte Entwicklungsmethodik mit standardisierten Plattformen, Tools und Prozessen für effiziente Mehrkern-Prozessorlösungen. Der Fokus im I4TP Projekt liegt demgegenüber in der funktionalen Aufrüstung im Betrieb und der intelligenten Vernetzung einzelner Produktionssysteme zu einem dynamischen Gesamtsystem.

Wie relevant ist die Kooperation mit internationalen Akteuren?

Die Kooperation mit internationalen Akteuren und Partnern besitzt bei uns am Lehrstuhl einen äußerst hohen Stellenwert. Für ein frühzeitiges Erkennen von technologischen Trends sind Kontakte und Kooperationen mit internationalen Partnern essentiell und synergetisch sehr wertvoll. Nur durch solche langjährigen vertrauensvollen Partnerschaften sind Projekte wie das chinesisch-deutsche I4TP Verbundprojekt erfolgreich realisierbar. Die langjährige erfolgreiche Kooperation mit der Tongji Universität in Shanghai hat es erst ermöglicht ein Projekt wie I4TP zu planen und entsprechend umzusetzen.

Die Zusammenarbeiten mit internationalen Forschungseinrichtungen sind Wegbereiter für weitere Kooperationen, vor allem im außereuropäischen Ausland. Diese Kooperationen ermöglichen es weiter Kontakte, sowie Netzwerke, in den entsprechenden Ländern zu knüpfen. Am Beispiel China war es nur über die chinesischen Kontakte aus dem universitären Umfeld möglich direkte Kooperationen mit lokalen Firmen einzugehen. Darüberhinaus sorgen zudem unsere jährliche Sino/EU Summer Schools, zwischen europäischen und chinesischen Partnern, für einen kontinuierlichen Austausch und weitere Kooperationen. Dies führt zu einer zusätzlichen Stärkung der strategischen Partnerschaft zwischen allen Akteuren.

Insgesamt können derartig komplexe Herausforderungen wie Industrie 4.0 nur gemeinsam und global mit Erfolg bewältigt werden. In diesem Kontext sind starke internationale Verbünde und Partnerschaften unter Verwendung zuverlässiger Entwicklungsumgebungen mit geeigneten standardisierfähigen Technologieplattformen unabdingbar.

Was sind aus Ihrer Sicht die Erfolgsfaktoren in der Zusammenarbeit zwischen Universitäten/Forschungseinrichtungen und der Industrie?

Die Zusammenarbeit zwischen der Industrie und den Universitäten ist zunächst unabhängig vom Thema, so dass geeignete Erfolgsfaktoren in Industrie 4.0 grundsätzlich auch für alle anderen Themen, zumindest bei den Ingenieurwissenschaften, übertragbar sind. Die Aufgabe der Ingenieurwissenschaften an den Universitäten ist es einerseits insbesondere den Ingenieursnachwuchs heranzubilden und andererseits an neuen technischen Lösungen zu forschen, um die Lebensumstände der Menschen nachhaltig zu verbessern. Die Aufgabe des Industriesektors ist die Produktion technischer Lösungen zur Verbesserung des menschlichen Lebens, wozu die Industrie einerseits gut ausgebildete Ingenieure und andererseits neue Forschungsergebnisse und Innovationen benötigt, die bisherige technische Lösungen ersetzen.
Industrieunternehmen und Universitäten bedingen sich also gegenseitig. Die Universität erzeugt die Ingenieure, die in der Industrie an konkurrenzfähigen und damit in der Regel neuen technischen Lösungen arbeiten. Dazu müssen die Absolventen aktuelle Probleme in der Realität selbständig erkennen, geeignet formalisieren und mit effizienten wissenschaftlichen Methoden bearbeiten können. Dies beinhaltet die jeweilige erfolgreiche Umsetzung eines innovativen technischen Lösungskonzeptes. Hierfür müssen Universität ausreichend forschen, um dementsprechend neue Methoden und Lösungsansätze generieren zu können.

Diese Aussagen gelten generell und als Professor kann man prinzipiell an vielen Themen forschen. Wenn die eigenen Forschungsergebnisse möglichst schnell in neue Lösungen und Produkte Eingang integriert werden sollen, muss die Universität wissen, was die Industrie in naher Zukunft benötigen wird. Um eine realistische Einschätzung zukünftiger Marktentwicklungen zu haben, braucht die Wissenschaft oder zumindest Teile davon einen kontinuierlichen Einblick in erwartbare Marktentwicklungen. Dazu muss die Wissenschaft aber einen guten Kontakt zur Praxis haben und den bekommt am besten durch gemeinsame Projekte. Das erworbene Wissen hilft entscheidend dabei die Absolventen und zudem auch Mitarbeiter aus der Industrie an den benötigten wissenschaftlichen Methoden sowie aktuellen Technologien auszubilden.

Jürgen Becker hält am 25. Oktober 2018 während der Deutsch-Chilenischen Wirtschaftstage einen Vortrag über die integrierte Digitalisierung in der Industrie 4.0.