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Forschung am IAT

Das Institut beschäftigt sich mit der integrierten Planung, Gestaltung und Optimierung innovativer Produkte, Prozesse und Strukturen. Unter Berücksichtigung von Mensch, Organisation, Technik und Umwelt werden neue Konzepte des Technologiemanagements, der Arbeitsorganisation und -gestaltung erprobt.

Ausgewählte Projekte: A-M

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ARENA2036 ist die größte und führende Forschungsplattform für Mobilität in Deutschland. Hier wird die gesamte Wertschöpfungskette des künftig volldigitalisierten Fahrzeugs neu gedacht und umgesetzt. Als Schnittstelle zwischen Wissenschaft und Industrie ist ARENA2036 Impulsgeber für den nachhaltigen Automobilbau der nächsten Fahrzeuggeneration. Seit dem Projektstart im Juli 2013 konzentriert sich der Forschungscampus auf Kernprojekte in den vier Forschungsbereichen:

1. LeiFu (Intelligenter Leichtbau mit Funktionsintegration)

2. DigitPro (Digitaler Prototyp: neue Materialien und Prozesse)

3. ForschFab (Forschungsfabrik: Produktion der Zukunft)

4. Khoch3 (Kreativität, Kooperation, Kompetenztransfer)

Die Innovationsfähigkeit des Baden-Württembergischen Mittelstands nachhaltig steigern

Um den Herausforderungen der Digitalisierung zu begegnen, hat das Land Baden-Württemberg das »Business Innovation Engineering Center BIEC« als Leuchtturmprojekt der Digitalisierungsstrategie initiiert. Ziel des vom Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Wohnungsbau Baden-Württemberg mit rund 7,2 Millionen Euro geförderten BIEC ist es, Unternehmen in ihrem Transformationsprozess zu unterstützen.

http://www.biec.iao.fraunhofer.de

 

Brave project aims to promote an increased confidence in automated vehicles by the society. BRAVE’s approach assumes that the launch of automated vehicles on public roads will only be successful if a user centric approach is used where the technical aspects go hand in hand in compliance with societal values, user acceptance, behavioural intentions, road safety, social, economic, legal and ethical considerations. This approach must be understood as a multidisciplinary task, including engineering and technology, but also social sciences. To gain acceptance and promote the launch of automated vehicles, the opinions, needs, expectations and concerns from both, citizens and stakeholders have to be considered. While developing and implementing automated vehicles, it is necessary to ensure that the societal consensus regarding the acceptance of automated vehicles is met, and the social, legal, economical and ethical implications are considered sufficiently while designing new technical features.

 

C/sells ist Europas einzigartiges Schaufenster für die dezentrale Energiewende mit einem intelligenten Energiesystem (Smart Grid). C/sells zeigt, wie die Energiewende aussehen wird: zellulär, partizipativ und vielseitig.

Der Wandel hin zur Elektromobilität stellt die gesamte Automobilindustrie vor enorme Herausforderungen. Durch die Elektrifizierung des Antriebsstrangs werden Wertschöpfungsanteile neu verteilt – sowohl zwischen entfallenden und neuen Komponenten als auch zwischen unterschiedlichen Akteuren. Eine wichtige Funktion des Forschungsvorhabens »Wirkungen der Elektrifizierung des Antriebstrangs auf Beschäftigung und Standortumgebung« ist die Erweiterung der Wissensbasis der betrieblichen und der gesellschaftlichen Akteure, insbesondere der Mitbestimmungsträger. Die gesellschaftliche Relevanz des Forschungsvorhabens ergibt sich zusammengefasst aus der Verbindung von Fragen des Technologiewandels und der Beschäftigungswirkungen in quantitativer und qualitativer Dimension mit Fragen betrieblicher und überbetrieblicher Möglichkeiten zur aktiven Gestaltung des Wandels und der hierfür erforderlichen Innovationsprozesse.

Das Projekt Future City_Lab - Reallabor für nachhaltige Mobilitätskultur gehört zusammen mit Reallaboren an sechs weiteren Hochschulen des Landes zu den im Rahmen des Landesprogramms „Stärkung des Beitrags der Wissenschaft für eine nachhaltige Entwicklung“ geförderten Projekten. Dabei soll das innovative Forschungsformat „Reallabor“ nicht nur die Anschlussfähigkeit wissenschaftlicher Erkenntnisse für Politik und Wirtschaft fördern, sondern vor allem die Handlungsfähigkeit der Gesellschaft für eine nachhaltige Entwicklung insgesamt erhöhen.

Das Future Work Lab ist ein lebendiges Innovationslabor, das die Industriearbeit der Zukunft live erlebbar macht. In dem Lab für Arbeit, Mensch und Technik können Unternehmen, Verbände sowie Mitarbeitende und Gewerkschaften die Gestaltung digitalisierter Arbeitskonzepte durchgängig erfahren. Das Future Work Lab verbindet konkrete Industrie 4.0-Anwendungen mit Angeboten zur Kompetenzentwicklung und dem aktuellen Stand der Arbeitsforschung und ermöglicht Unternehmen und Mitarbeitern so ganzheitliche Entwicklungsschritte.

Die Leistungen des Labors basieren auf drei Säulen:

  • Die Demonstratorenwelt macht mit über 60 Anwendungsfällen die digitalisierte Arbeitswelt der Zukunft erlebbar und zeigt auf, welche Technologien in der Realität angekommen sind.
  • Die Lernwelt »Fit für die Arbeit der Zukunft« bietet ausgereifte Konzepte zur Kompetenzentwicklung, Schulung und Qualifizierung für die Industrie 4.0.
  • Die Ideenwelt ist eine zentrale Plattform für den wissenschaftlichen Dialog und die Forschung rund um die Industriearbeit der Zukunft.

 

Die Tagespflege ist die wohl am stärksten wachsende Versorgungsform in der Pflegelandschaft. Bis dato gibt es keine technisch basierten ganzheitlichen Möglichkeiten, Informationen über den Zustand und das aktuelle Befinden der Gäste der Tagespflege zwischen den Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern der Tagespflege, des ambulanten Dienstes, den Angehörigen und weiteren Betreuungspersonen auszutauschen. Eine unterstützte Zusammenarbeit und eine Vernetzung zwischen der Häuslichkeit und der Tagespflege finden kaum statt. Im Rahmen des HuTiv-Projekts soll dem Informationsdefizit und damit den beschriebenen Auswirkungen entgegengewirkt werden. Es wird ein Interaktionsportal entwickelt, das den Informationsfluss durch Bündelung und Bereitstellung verbessert,
– die Pflegedokumentation einbindet,
– sensorgestützte Daten liefert, verarbeitet und bereitstellt und neue Ansätze im HCI-Bereich verfolgt, um Eingaben zu vereinfachen und so Dokumentationsaufwand zu verringern
– einen Schwerpunkt auf Interaktionsdesign legt und bedarfsgerechte Oberflächen nutzerzentriert umsetzt
– Wissen situationsabhängig und individuell zur Verfügung stellt (Wissensmanager) und
– technisch organisatorische Verknüpfung zwischen verschiedenen Diensten, Tagespflege und Angehörigen sicherstellt.

Ziel von „JUMP 4.0“ ist es die Hürde zur Industrie 4.0 speziell für den Mittelstand auf ein Minimum zu senken, den die Industrie 4.0 stellt den deutschen Mittelstand vor große Herausforderungen. Neben hoher Investitionen zur digitalen Vernetzung bestehender Maschinen müssen auch Mitarbeiter in vernetzte Prozesse eingebunden werden. Die Initiative „Industrie 4.0 – Forschung auf den betrieblichen Hallenboden“ vom Bundesforschungsministerium soll aufzeigen, wie Industrie 4.0 Lösungen gemeinsam mit dem Mittelstand umgesetzt werden können. Aus über 100 Einreichungen wurde „JUMP 4.0“ als eines von neun Projekten zur Forschungsförderung ausgewählt.

Zentrales Ziel des Vorhabens ist die Professionalisierung der führungsseitig ge- und betriebenen Weiterbildung in kleinen und  mittleren Unternehmen (KMU) – um die strukturell u. a. in der fehlenden Personalentwicklungsabteilung begründeten Nachteile von Mitarbeitenden in KMU gegenüber Mitarbeitenden in größeren und großen Unternehmen in Sachen Unterstützung für lebenslanges Lernen und berufliche Entwicklung zu beseitigen. Es geht damit um die Entwicklung und Erprobung eines Weiterbildungskonzepts „Die Führungskraft als Weiterbildner“ in den Zielgruppenbetrieben.

Im Forschungsprojekt KoKoS werden organisatorische Konzepte und IT-Werkzeuge entwickelt, um die Bevölkerung als aktiven Partner in das Krisenmanagement einzubinden, die effiziente Koordination zu unterstützen und dadurch die Kooperation zu fördern. Basierend auf wissenschaftlichen Untersuchungen und den Erfahrungen in der Praxis hat die Universität Stuttgart einen Prozess entwickelt, der die Zusammenarbeit zwischen BOS und der Zivilgesellschaft beschreibt. Bei diesem Prozess lagern die BOS die Aufgabe der Koordination der HelferInnen an eine sogenannte Mittlerorganisation aus, die die Schnittstelle zwischen den Behörden einerseits und den HelferInnen andererseits bildet, das freiwillige Engagement koordiniert und bündelt, dadurch die Behörden entlastet und zu kollaborativer Resilienz beiträgt.

In Extremwetterlagen oder anderen Katastrophenlagen besteht die Heraus-forderung, diese Menschen zu versorgen, wenn beispielsweise Pflegekräfte sie nicht mehr erreichen können. In derartigen Situationen stellt sich die Frage, welche Personen in der Umgebung Hilfe benötigen und wer die Versorgung der betroffenen Menschen unterstützen kann kann. Im Projekt KOPHIS sollen daher Unterstützungsnetzwerke aus Behörden und Organisationen mit Sicherheitsaufgaben, Pflegeeinrichtungen, Angehörigen und aktiven zivilgesellschaftlichen Akteuren aufgebaut und gestärkt werden. Hierzu werden die Bedürfnisse der betroffenen bzw. betreuenden Personen ermittelt und Unterstützungskonzepte sowie Informationsmaterialien erarbeitet.

Das Leistungszentrum Mass Personalization ist eine gemeinsame Initiative der Fraunhofer-Institute am Standort Stuttgart mit der Universität Stuttgart. Es erforscht interdisziplinär und branchenübergreifend Methoden, Verfahren, Prozesse, Produktionssysteme und Geschäftsmodelle zur Herstellung personalisierter Produkte. Die Ergebnisse sollen wichtige Impulse für die Wirtschaft setzen.

Ziel ist die Entwicklung von branchenübergreifenden Verfahren, Prozessen, Produktionssystemen und neuen Geschäftsmodellen zur kosteneffizienten Herstellung personalisierter Produkte gemeinsam mit der Industrie
 

  • für personalisierte Assistenzsysteme, Medizintechnik- und Sportprodukte

  • im Bereich modularisiertes Bauen, transformierbare Fahrzeugkonzepte sowie für Consumer Products und Dienstleistungen

  • in der Qualitätssicherung, Logistik- und Produktion personalisierter therapeutischer Produkte.

The objective of LIGHTest is to create a global cross-domain trust infrastructure that renders it transparent and easy for verifiers to evaluate electronic transactions. By querying different trust authorities world-wide and combining trust aspects related to identity, business, reputation etc. it will become possible to conduct domain-specific trust decisions. This is achieved by reusing existing governance, organization, infrastructure, standards, software, community, and know-how of the existing Domain Name System, combined with new innovative building blocks. This approach allows an efficient global rollout of a solution that assists decision makers in their trust decisions. By integrating mobile identities into the scheme, LIGHTest also enables domain-specific assessments on Levels of Assurance for these identities.

Das Ziel des Projektes MyCPS ist die Erarbeitung und pilothafte Erprobung systematischer Vorgehensweisen zur praktikablen, auf den Menschen zentrierten Umstellung („Migration") digitalisierter Produktionsprozesse hin zu cyber-physischen, also intelligent vernetzten Systemen. Damit Unternehmen, die sich mit der digitalen Transformation auseinandersetzen, von den gemachten Erfahrungen profitieren können, soll mit dem Forschungsprojekt MyCPS eine Hilfestellung in Form einer Toolbox geschaffen werden, die den beteiligten Personen zielgerichtet Informationen bereitstellt. Das MyCPS-Forschungs-Konsortium hat hierfür zahlreiche existierende Projekte ausgewertet und Gemeinsamkeiten herausgearbeitet. Voraussetzung war die menschzentrierte Ausrichtung der untersuchten Projekte. Die Anwendbarkeit der Toolbox wurde an den im Forschungsprojekt begleiteten Industrie-4.0-Anwendungsfällen validiert. Die Toolbox stellt somit eine Art „Best Practice“ Werkzeugkiste für die Einführung von menschzentrierten Industrie 4.0 Anwendungsfällen dar.

Ausgewählte Projekte: N-Z

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Die Nachwuchsgruppe DynaMo beschäftigt sich mit inter- und transdisziplinärer Forschung im Bereich der urbanen Mobilität und wird dabei im Rahmen des Förderschwerpunktes Sozial-ökologische Forschung des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert.

http://www.dynamo-research.de/

Die Logistik ist derzeit die drittgrößte Branche der deutschen Volkswirtschaft und beschäftigt 2,8 Millionen Menschen. Allerdings ist die Arbeitssituation in der Intralogistik durch eine hohe, ungetaktete Grundbelastung mit unregelmäßig auftretenden Lastspitzen gekennzeichnet. Ziel von PREVILOG ist es, ein Monitoring-System zu entwickeln, das gesundheitsgefährdende Belastungen in der konkreten Arbeitssituation sichtbar macht. Das Modell ermöglicht eine präventionsorientierte Ausgestaltung von Anspannungs- und Entspannungsphasen, wodurch sich gesundheitliche Beeinträchtigungen und einem frühzeitigen Leistungsabfall entgegenwirken lässt. In Zusammenarbeit mit Partnerunternehmen aus der Logistik wird ein mobiles Demonstrationsarbeitssystem entwickelt und prototypisch umgesetzt, das die positiven Wirkungen präventiver Arbeitsgestaltung in der Logistik exemplarisch abbildet.

Frühzeitige gestaltende Bürgerbeteiligung für eine nachhaltige Entwicklung Baden-Württembergs : Im Forschungsprojekt Stadtquartier 4.0 werden zwei Innovationsfelder adressiert und kombiniert betrachtet:

  • Die Digitalisierung von Planungs- und Entscheidungsprozessen in immer komplexeren Bedarfslagen unter Einbeziehung aller relevanten Akteure.
  • Die Digitalisierung von Stadtraum als zentralem Ort für Leben und Arbeiten in einer immer stärker digitalen Gesellschaft.

Hierzu werden interaktive Visualisierungswerkzeuge mit digitalen Beteiligungsformen kombiniert und an der Schnittstelle von formellen und informellen Planungsverfahren für konkrete Stadtentwicklungsprojekte in den Kommunen Herrenberg und Stuttgart erprobt. Langfristiges Ziel des Vorhabens ist es, Qualität, Konsens und Zukunftsfähigkeit für gesellschaftliche Transformationsprozesse zu erhöhen.

Der deutsche Bevölkerungsschutz stützt sich überwiegend auf ehrenamtliche Einsatzkräfte in den Hilfe leistenden Organisationen. In langanhaltenden Krisenlagen können Einsatzkräfte und die Infrastruktur dieser Organisationen allerdings selbst betroffen sein und ausfallen, so dass die Hilfeleistung nicht mehr garantiert und somit der Schutz der Bevölkerung nicht mehr vollumfänglich gewährleistet werden kann. REBEKA strebt einen Beitrag für hilfeleistende Organisationen im Bevölkerungsschutz durch die Entwicklung von adaptionsfähigen Lösungskonzepten an. Hierbei sollen die Säulen der Resilienz (Akteure, Ressourcen, Strukturen und Prozesse) ganzheitlich betrachtet und als Leitlinien zur Steigerung der Anpassungs- und Widerstandsfähigkeit des deutschen Bevölkerungsschutzes integriert werden.

The project RoboPORT will build up an interdisciplinary robotic developer community through a web-based platform, which enables the robotic hardware development by co-creation. In the field of service robotics the platform serves in particular the generation of innovations as well as their effective transfer into prototypes.

Das ScaleIT-Team entwickelt skalierende Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT) zur Produktivitätssteigerung in der Mechatronikfertigung. Durch eine von den Anwendern einfach erweiterbare technische Plattform werden Messwerte und Informationen aus der Produktionsumgebung und den IT-Systemen in Echtzeit gesammelt, verarbeitet und visualisiert. Damit unterstützt die ScaleIT-IKT-Lösung die papierlose Fertigung in kleinen mittelständischen Unternehmen. Folgenden Themenschwerpunkte werden in ScaleIT adressiert und in Demonstratoren anschaulich dargestellt:

  • Semantikgetriebene Darstellung von Qualitätsdaten
  • Integrierte Sensor- und Logistikdaten für den Hallenboden
  • Digitale Arbeitsorganisation für den Mittelstand
  • Industrie 4.0 kompatible Prüf- und Produktionsmittel

Im Projekt »Servicerobotik zur Unterstützung bei personenbezogenen Dienstleistungen« (SeRoDi) arbeiten sechs Partner aus der Forschung und der Gesundheitsversorgung daran, neue Serviceroboter- Lösungen für die Pflege zu entwickeln und zu testen sowie deren Auswirkungen auf Arbeit und Dienstleistungsprozesse zu analysieren. Die enge Zusammenarbeit der Projektpartner sorgt dafür, dass die Serviceroboter-Technologien auf den Praxiseinsatz zugeschnitten und anwendungsgerecht weiterentwickelt werden. Damit fördert das Projekt den selbstverständlichen Einsatz neuer Technologien in der Pflege und deren größtmöglichen Nutzen für die Anwender.

Das Ziel des SLAM-Projekts ist es, in ganz Deutschland den Aufbau eines Forschungs-Schnellladenetzes umzusetzen, das durch private Investoren errichtet wird. Auf Basis der aus Kundenbefragungen und Nutzererhebungen gewonnenen Daten beschäftigen sich die beteiligten Forschungsinstitute im Projektverlauf insbesondere mit folgenden Themen:

  • Vereinheitlichung der Schnittstellen für die Authentifizierung und Abrechnung
  • bedarfsgerechte und nutzerorientierte Positionierung von Schnellladeinfrastruktur in Metropolen und entlang der verbindenden Achsen
  • Online Standortpotentialermittlung für Schnellladesäulen
  • Entwicklung nachhaltiger Geschäfts- und Betreibermodelle
  • Konformitätstests von Elektrofahrzeugen mit Ladesäulen (Golden Test Device)
  • Auswirkungen des Schnellladenetzwerks auf die Strom-Verteilnetze in Deutschland

Ziel ist es, Städte mit Smart Urban Services« (SUS) zukunftsfähig zu machen. In der Zukunftsstadt zählen Lebensqualität, Nachhaltigkeit und Innovationsfähigkeit. Wir wollen Stadt-Subsysteme wie Ver- und Entsorgung, Mobilität und Logistik, Handel oder Bürgerservices intelligent vernetzen. Immer mit einem Blick darauf, wie man mit diesen neuen Dienstleistungen das urbane Wertschöpfungssystem zukunftsfähiger gestalten kann.

»SmartAIwork« untersucht Einsatzmöglichkeiten Künstlicher Intelligenz im Büro. Das Verbundprojekt »SmartAIwork« erschließt die Potenziale von »Künstlicher Intelligenz (KI)« für eine menschengerechte und kompetenzfördernde Gestaltung von Sachbearbeitungsprozessen.

Sustainable development builds on people in integrated, inclusive societies that develop in partnership and foster dialogue among all parties - being ‘smarter together’. It equally builds on modern technologies and constant innovation as key ingredients at the service of people, societal development and economic transformation. Sharing these fundamental values and philosophy, SMARTER TOGETHER is a joint project that aims to improve citizen’s quality of life in nowadays transforming cities. The project will focus on finding the right balance between ICT technologies, citizen engagement and institutional governance to deliver smart and inclusive solutions. Therefore, six neighborhoods in different European countries will experiment with innovative smart city components, including co-creation processes and high-quality refurbishment measures to explore new ways of adding value in urban societies.

SmartHealthNet ist ein Forschungsprojekt, das medizinische Dienstleistungen, technische Hilfsmittel und alle Beteiligten bei der Versorgung von Schlaganfallpatienten mit digitaler Unterstützung zusammenführt. Wir arbeiten für ein Ziel: Ein individuelles, bedarfsgerechtes und abgestimmtes Versorgungsmanagement der von Schlaganfällen betroffenen Menschen.

Im Projekt werden intelligente Stadtquartiere in drei Vorreiterstädten umgesetzt und anschließend auf drei weitere Städte übertragen. Beteiligt sind 23 europäische Partner aus Städten, Forschung und Industrie.

Cities around the world are undergoing significant transformations and are facing substantial challenges in the form of urban densification and extreme weather conditions, due to climate change and the ongoing urbanisation. Nature-based solutions (NBS) present an approach to address urban challenges through working with nature, in order to achieve ecological and resilience objectives, while creating opportunities for social and economic innovation concurrently. UNaLab's three demonstration cities, Tampere, Eindhoven and Genova, will implement urban living lab demonstration areas within the cities. They will address identified urban climate and water related challenges by co-creating nature-based solutions with local stakeholders and end users, using an innovative systemic decision support tool. The project aims at using the feedback from the urban living lab demonstration areas to create a widely applicable toolbox consisting of user-friendly handbooks, models and instruments to guide cities across Europe in developing and implementing their own co-creative nature-based solutions. The UNaLab project sets out to provide a framework for future upscaling of nature-based solutions in the demonstration cities, as well as replicate the solutions in seven replication cities.

Das BMBF-geförderte Projekt „Vertrauenswürdiger Austausch Geistigen Eigentums in der Industrie“ (VERTRAG) befasst sich gezielt mit dem umfassenden Schutz betrieblicher Dokumente mittels vertrauenswürdiger Plattformen. Wir beabsichtigen in diesem Projekt den durch Datendiebstahl verursachten wirtschaftlichen Schäden mit pro-aktiver Sicherheit sowohl organisatorisch, rechtlich als auch technisch entgegenzutreten. Als spezifisches Anwendungsszenario in Deutschland werden hierzu das Enterprise Rights Management (ERM) und das Identity Management (IDM) für die Automobilindustrie betrachtet.

Ziel des Projektes ist es, die Steuerung eines teilautomatisierten Fahrzeugs sehr intuitiv, einfach und gleichzeitig sicher zu gestalten. Durchschnittsfahrer, aber auch ältere und jüngere Menschen sowie Menschen mit Behinderungen sollen so das Fahrzeug führen können. Zentraler Aspekt dabei ist die Entwicklung von Lenkgesten, wie sie sich in der Natur in der Interaktion zwischen Reiter und Pferd herausgebildet haben. Ein Pferd am langen Zügel folgt zwar den Kommandos des Reiters, wählt aber selbständig den sichersten Weg. Falls erforderlich, kann es aber auch an den kurzen Zügel genommen werden. Übertragen auf Mensch und Fahrzeug erfasst das im Projekt entwickelte System eine Fahrsituation und bietet eine sinnvolle Auswahl an Manövern an, welche durch intuitive Lenkgesten, wie eine Wischgeste am Lenkrad, ausgewählt und dann automatisch umgesetzt werden. Beispiele sind ein Spurwechsel, ein Abbiege- oder ein Parkvorgang.  

Verzeichnis der Dissertationen

Ein Verzeichnis der Dissertationen mit Bestellkarte kann über den Jost-Jetter-Verlag bezogen werden:

Kontaktdaten:
Jost-Jetter Verlag
Schafswäsche 1
71296 Heimsheim
Telefon: +49 (0) 70 33 33 600
Telefax: +49 (0) 70 33 38 27