Open Access

Die zunehmende erneuerbare Stromerzeugung erfordert Anstrengungen, um den Angebotsschwankungen und der Verteilungsproblematik entgegen zu wirken. Eine dezentrale und am Bedarf orientierte Stromerzeugung mittels Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) kann einen wesentlichen Beitrag leisten, um diese Schwankungen auszugleichen und die Netze zu entlasten. Zu diesem Zweck ist aber ein Steuerungssystem für die KWK-Anlagen erforderlich, das sowohl für die Deckung des Wärmebedarfs im Objekt sorgt, als auch gewährleistet, dass die elektrische Energie genau zu den Zeiten erzeugt wird, zu denen sie im Objekt benötigt wird. Die Entkopplung von Stromerzeugung und Deckung des Wärmebedarfs kann dabei über den standardmäßig vorhandenen Wärmespeicher erfolgen. Dieser stellt damit das zentrale Element der Gesamtanlage dar, für die das Steuerungssystem zur Eigenstromoptimierung im Rahmen des Forschungsvorhabens entwickelt und erprobt werden soll. Im Rahmen des vorliegenden Zwischenberichtes werden die Ergebnisse des 2. des auf insgesamt drei Jahre angelegten Forschungsprojektes vorgestellt. Im Einzelnen sind die Themen Prognose, Bestimmung des Energieinhaltes im Wärmespeicher, stromoptimiertes Steuerungssystem, Aufbau der Feldtestanlagen, Simulation und sozialwissenschaftliche Begleitforschung beschrieben. Bei den umfangreichen Arbeiten zur Wärme- und Strombedarfsprognose hat sich gezeigt, dass die naive Prognose, die auf der Übernahme der Daten der Vortage beruht, aufgrund des starken Einflusses des individuellen Nutzerverhaltens eine nur schwer zu verbessernde Vorhersagegüte aufweist. Zur Bestimmung des Energieinhaltes im Wärmespeicher wird eine Sigmoidfunktion zur Beschreibung des Temperaturverlaufs über der Speicherhöhe verwendet. Schwierig ist dabei die Anpassung der vier Funktionsparameter mit nur drei Temperaturmesswerten, was jedoch durch geeignete Randbedingungen erreicht werden kann. Das stromoptimierte Steuerungssystem verwendet die Wärmebedarfskurven bei minimalem und maximalem Energieinhalt des Wärmespeichers als Begrenzungen des Optimierungsbereiches, um so die Deckung des Wärmebedarfs zu jeder Zeit zu gewährleisten. Die zwei im Projekt zur Verfügung stehenden Feldtestanlagen wurden mit zusätzlicher Mess- und Steuerungstechnik nachgerüstet, um das entwickelte Steuerungssystem implementieren und testen zu können. Das Simulationsmodell ist im Hinblick auf verschiedene Speicherkonfigurationen erweitert und auf Basis am BHKW-Prüfstand der Hochschule gewonnener Versuchsdaten verifiziert worden, und im Zuge der sozialwissenschaftlichen Begleitforschung werden die Ergebnisse einer im Rahmen des Projektes angefertigten Studie zu den Hemmnissen der KWK vorgestellt.

Im Projekt wurden die wirtschaftliche Bedeutung und der Nutzen digital physischer Produkte in der Kreativwirtschaft untersucht, sowie sich bei der Herstellung digital-physischer Produkte ergebende Herausforderungen und Praktiken zu deren Überwindung. Hierzu wurden eine Literaturrecherche, qualitative Interviews und eine Umfrage durchgeführt. Abschließend wurden einzelne Firmen der Kreativwirtschaft fallstudienhaft untersucht. Die Ergebnisse haben wir zu folgenden Kernbotschaften verdichtet: Digital-physische Produkte sind derzeit noch nicht sehr weit verbreitet in der Kreativwirtschaft und nur wenige Firmen sind bereits an deren Erstellung beteiligt. Für Firmen der Kreativwirtschaft, die bereits digital-physische Produkte herstellen, haben solche Produkte bisher eine geringe wirtschaftliche Bedeutung. Dagegen wird die strategische Bedeutung schon heute als hoch eingeschätzt und Firmen erwarten durchschnittlich eine Verdopplung der wirtschaftlichen Bedeutung (Anteil am Umsatz >50%) in den nächsten drei Jahren. Firmen, die ihre digital-physischen Produkte als erfolgreich einschätzen, geben an, sich stark auf das physische Produkt zu fokussieren: Synergien werden zwischen physischen und digitalen Angeboten geschaffen, physische Produkte werden durch digitale Komponenten attraktiver gestaltet und die digitale Anreichung physischer Produkte dient als Marketing-Tool. Firmen geben an, dass dies zu einer Steigerung des Absatzes und der Zufriedenheit bestehender Kunden des bisher rein physischen Produktes führt.

Der AM Field Guide gibt einen ersten strukturierten Überblick in die komplexe und vielschichtige Welt der additiven Fertigungsverfahren. Getrennt nach den Materialien Polymere, Metalle und weitere Matrialien werden die gängisten jeweils auf dem Markt angebotenen AM-Verfahren schematisch dargestellt und der Verfahrenskern in Kurzform beschrieben. Neben den hier dargestellten Hauptverfahren gibt es viele Derivate und Sonderverfahren, die ebenfalls eingesetzt werden, jedoch nicht explizit gezeigt sind. Zu beachten ist, dass in dem jungen Bereich der additiven Fertigung viele Hersteller ihren AM-Anwendungen eigene Namen geben, so dass eine allgemeingültige umfassende Klassifizierung nur ansatzweise erreichbar ist.

Makerspaces sind ein Element einer Open Innovation und bieten die Möglichkeit, den „klassischen Erfinder“ und „Tüftler“ aus seiner Garage, seinem Keller oder seiner Werkstatt herauszuholen. Ziel dabei ist es, ihm ein professionelles und leistungsfähiges Umfeld zur Realisierung seiner Ideen zu bieten, ihn in den Austausch mit Gleichgesinnten zu bringen und eine Verwertungsplattform für die entwickelten Ideen und Prototypen aufzubauen. Diese Optionen sind auch kleinen und mittelständischen Unternehmen zugänglich zu machen, um ihnen darüber die Möglichkeit zu geben, mit ihren zur Verfügung stehenden Mitteln, ähnlich wie Großunternehmen in Sachen Innovation und Kooperation vorzugehen. Genau hier setzt die vorliegende Studie an und geht der Frage nach den Anforderungen kleiner und mittelständischer Unternehmen an Makerspaces auf den Grund.

46 Prozent der Arbeitsplätze in der Automobilindustrie sind bis 2030 durch Automatisierung und Digitalisierung bedroht – die Tätigkeiten werden dann nicht mehr von Menschen, sondern von intelligenten Robotern und Systemen erledigt. Das ist das zentrale Ergebnis unserer Studie „Digitale Transformation – Der Einfluss der Digitalisierung auf die Workforce in der Automobilindustrie“, die wir gemeinsam mit dem Herman Hollerith Lehr- und Forschungszentrum an der Hochschule Reutlingen erstellt haben.