Taskforce SpaceTech

Was hat das Fraunhofer Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik mit der ESA zu tun?

Die formelle Gründung der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) erfolgte im Jahr 1975. Seitdem verfolgt sie den Auftrag, Europas Raumfahraktivitäten zu gestalten. Dabei soll sie sicherzustellen, dass die getätigten Investitionen dem Vorteil der europäischen Bürger dienen (Vgl. ESA Konvention). Eine Grundlegende Säule in der Finanzierung der ESA ist der „Geographic Return“. Dieser zielt darauf ab, dass alle Mitgliedstaaten einen erheblichen Anteil ihrer Mitgliedsbeiträge in Form von gewerblichen Forschungsaufträgen zurückerhalten. Ein Beispiel für den finanziellen Return nach Deutschland ist die Entwicklung der optischen Bank für das Advanced Telescope for High Energy Astrophysics (ATHENA). Über diese haben wir bereits in unserem Blog berichtet. Mehr lesen Sie hier oder in der offiziellen Projektbeschreibung des Fraunhofer IWU.

Die primäre, kooperative Schnittmenge des Fraunhofer IWU und der ESA liegt dabei nicht klassisch im Bereich Raumfahrttechnologie, sondern in der Digitalisierung – branchenspezifisch als „Space4.0“ bezeichnet. Hierbei handelt es sich um eine neue Ära der Raumfahrtbranche die sich unter dem Druck privatwirtschaftlicher Akteure, wie dem amerikanischen Unternehmen SpaceX, verstärkt anderen Domänen öffnet und Synergiepotenziale erschließt. Hier ist das Schlagwort „Industrie 4.0“ zu nennen. Dieses verzahnt Produktion mit Informations- und Kommunikationstechnik und ermöglicht mittels intelligenter, digital vernetzter Systeme eine weitgehende Selbstorganisation der Produktion (Vgl. Interview Generaldirektor a.D. ESA Prof. Wörner). Dazu gehört ein umfassender Datenaustausch entlang der gesamten Wertschöpfungskette, was alle Phasen des Lebenszyklus von Luft- und Raumfahrtzeugen einschließt.

Als Leitinstitut für ressourceneffiziente Produktion sehen wir hier immenses Kooperationspotenzial, bei dem unser Hauptaugenmerk auf der Entwicklung von Effizienztechnologien und intelligenter Produktion liegt. Hierbei nutzen wir unser Know-how im Bereich der Produktionsdigitalisierung zur stetigen Verbesserung der Ressourcen- und Energieeffizienz, zur Weiterentwicklung der Rolle des Menschen in der Fertigung der Zukunft und für die Entwicklung neuer Fabrik- und Logistikkonzepte zur wirtschaftlichen Einzelteil- und Kleinserienfertigung, wie sie im Bereich der Raumfahrt üblich sind – mit denen wir uns aber auch in anderen Branchen eingehend beschäftigen.

Was ist GAIA-X und warum ist Europas Kampf um digitale Souveränität für die Arbeit von unseren Kolleginnen und Kollegen in der Taskforce SpaceTech rund um André Seidel relevant?  

Gaia-X ist ein Projekt zum Aufbau einer leistungs- und wettbewerbsfähigen, sicheren und vertrauenswürdigen Dateninfrastruktur für Europa. Es wird von Vertretern aus Wirtschaft, Wissenschaft und Verwaltung aus Deutschland und Frankreich, gemeinsam mit weiteren, vorwiegend europäischen Partnern getragen. Bei Gaia-X handelt es sich um eine Initiative, die eine föderale und sichere Dateninfrastruktur schaffen will. Das bedeutet, dass die verschiedenen Akteure der Datenwirtschaft, wie Besitzer von Datensätzen und Anbieter von Clouddiensten sowie von Analysesoftware, sich auf einheitliche Standards, Regeln und eine Architektur für eine Infrastruktur verständigen. Das Ziel dieser Verständigung ist es, die Interoperabilität der beteiligten Dateninfrastruktur sowie die Portabilität von Daten und Dienstleistungen zu gewährleisten (Vgl. IW Report Nr. 10).

Entwickelt, erprobt und implementiert wird dies in Deutschland in der Anwendungsdomäne Industrie 4.0/KMU (Luft- und Raumfahrt) im vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) geförderten Leuchtturmprojekt COOPERANTS (Collaborative Processes and Services for Aeronautics and Space). An diesem sind auch wir in zentraler Rolle beteiligt – mehr lesen Sie in der offiziellen Projektbeschreibung des Fraunhofer IWU.

In COOPERANTS werden in einer digitalen Arbeitsumgebung (Data Spaces) sogenannte „Smart Services“ integriert. Smart Services sind Tools zur kollaborativen Projektabwicklung und Systemmodellierung, intelligente Assistenten, Optimierer und Diagnosen auf Basis einer KI, Telepräsenz mittels Virtual/Augmented Reality, Simulationen, Wissensmanagementapplikationen sowie cyber-physische Schnittstellen (Vgl. Bundesnetzagentur). Die Smart Services sollen zukünftig in der Cloud laufen. Dort haben zertifizierte Nutzer dann die Möglichkeit, diese bedarfsgerecht und unter Nutzung flexibler Abrechnungsmodelle zu konsumieren. Anders als bisher werden Datenbereitsteller und -nutzer zu Shareholdern des Datenraums, in dem kein einzelner Akteur allein über die erforderlichen Daten verfügt, um innovative Dienste anbieten zu können. So soll kooperatives Innovationspotenzial erschlossen und zum Beispiel der Mangel an geeigneter Software, Rechentechnik und Fachpersonal überwunden werden.

Die Digitalisierung im Leitmarkt Luft- und Raumfahrt ist dabei in mehrfachen Sinne Technologie- und Konjunkturmotor. Zum einen verbindet die Raumfahrt fast alle Hochtechnologien des Informationszeitalters: Elektronik, Robotik, Mess-, Steuer-, Werkstoff- und Regeltechnik (Vgl. Artikel Luft- und Raumfahrt BMWK), zum anderen ist die Raumfahrt ein riesiger Sektor, in dem tausende kleine und mittlere Unternehmen (KMU) Hand in Hand arbeiten und eine überaus wichtige Rolle einnehmen (Vgl. Europ. Kommission). Und nicht zuletzt ist die Raumfahrtökonomie mit durchschnittlich 6,7 Prozent pro Jahr in den vergangenen 15 Jahren mehr als doppelt so stark gewachsen wie die Weltwirtschaft insgesamt (3,5 Prozent) (Vgl. inpact).

Das Fraunhofer IWU agiert dabei an der Schnittstelle zwischen Großunternehmen und KMU. Dabei bietet es letzteren Zugriff auf Ressourcen, über die sie selbst nicht oder nur begrenzt verfügen. Neben Know-how und wissenschaftlichen Erkenntnissen zu den genannten Themen und Methoden sind dies auch Equipment und Infrastrukturen. So werden wir unserem Auftrag, dem Transfer von Ideen und Innovationen in die Wirtschaft, gerecht.

Für Rückfragen steht Ihnen Herr André Seidel gerne unter dieser Mailadresse zur Verfügung: andre.seidel@iwu.fraunhofer.de

[2] CSE/CS(73)19, rev. 7

Headerbild: ESA-Zentrum für den Ausbau der europäischen Raumfahrtwirtschaft und die Förderung der Kommerzialisierung