Forschung richtet sich danach aus, was wirklich gebraucht wird: Professor Ascheid

Was in den großzügigen Instituten im Aachener Süden nahe der niederländischen Grenze geforscht wird, ist tatsächlich sehr anwendungsorientiert, „erkenntnisgetrieben und mit einem hohen Relevanzfaktor für Otto Normalverbraucher verbunden“, sagt Frank Possel-Dölken. Der promovierte Ingenieur führt durch die modernen Hallen, in denen Produktionsmaschinen im Bereich der Metallverarbeitung, Lasertechnik und Robotik stehen und arbeiten. Unter anderem werden Leichtbauteile hergestellt, die zum Beispiel im Flugzeugbau zum Tragen kommen. Immerhin versammeln sich hier Maschinen im Wert von rund 150 Millionen Euro.

Von der Idee zum Produkt

Possel-Dölken ist Geschäftsführer des im Oktober bewilligten Exzellenzclusters „Integrative Produktionstechnik für Hochlohnländer“. Für diese ehrgeizige Einheit gibt es im Rahmen der universitären Eliteförderung in den nächsten fünf Jahren 39 Millionen Euro von der Deutschen Forschungsgemeinschaft. Beteiligt sind in Aachen 70 Mitarbeiter und 100 Studenten.

Integriert ist das Cluster im WZL, einem gut 100 Jahre alten Institutsverbund, zu dem auch das Fraunhofer-Institut gehört. Christian Brecher ist einer von vier Lehrstuhlinhabern beim WZL und lobt die enge Vernetzung, um die entscheidende Frage zu lösen: Wie komme ich von der Idee zum serienreifen Produkt? Der junge Professor und seine Kollegen erarbeiten Konzepte, „um auch wieder am Hochlohnstandort Deutschland günstig produzieren zu können und zu verhindern, dass Produktion abwandert“.

Das Ziel des Clusters formuliert der Ingenieur: „Wie schaffen wir es, Massengüter von volkswirtschaftlich relevanten Produkten hier zu halten? Wir haben am Standort Deutschland ein hohes Ausbildungsniveau, aber auch Lohnnachteile. Also muss ich die Produktion intelligenter gestalten.“ Auch dieser Ansatz scheint die Juroren überzeugt zu haben, wohl wissend, dass industrielle Arbeitsplätze in Deutschland von Abbau oder Verlagerung bedroht sind.

Wenn Roboter in Kisten greifen

Typische Fragestellungen der Ingenieure: Wie lassen sich Automatisierungsprozesse rascher anpassen? Um wie viel schneller kann zum Beispiel eine Handyproduktion angefahren oder eine Autoproduktion hochgefahren werden? Wie sind solche Prozesse über Simulationen zu steuern, wie lassen sich Software und Hardware zusammenführen?

Da gebe es noch große Potentiale, bekräftigt Frank Possel-Dölken: „Es geht darum, wesentlich reaktiver zu sein, wenn eine Produktion nicht mehr nachgefragt wird. Wie lässt sich also ein Programm schnell adaptieren, damit es neuen Produkten angepasst wird?“ Was beide Wissenschaftler betonen: Bei der automatisierten Fertigung gehe es keinesfalls „um die menschenlose Fabrik“.

Professor Brecher nennt das Beispiel des Projekts „Rent a Robot“. Vom WZL ertüftelte Roboter mietet unter anderem ein süddeutscher Besteckhersteller. Das Problem des Unternehmens: Besteck X soll für drei Monate voll produziert werden, danach wird ein anderes Produkt nachgefragt. Wie lässt sich das für drei Monate automatisieren, wie wird der Roboter umprogrammiert, die Presse zu be- und zu entladen?

„Um ihm beizubringen, wie er eine Mutter schraubt, muss das natürlich technisch durch Algorithmen abgefedert werden. Es ist beispielsweise ganz schwierig, der Maschine den Griff aus der Kiste beizubringen“, sagt Frank Possel-Dölken.

Ein Spektrum wie sonst nirgendwo

Dieser Auftrag ist ein Fall für das „Aachener House of Production“, in dem sich Spezialisten zusammengefunden haben. So lautet der Titel für das Kompetenzzentrum, in dem sich führende Produktionstechniker und Materialwissenschaftler zusammengeschlossen haben, um gemeinsam mit Unternehmen der produzierenden Industrie Antworten auf die Frage einer nachhaltig wirtschaftlichen Produktion unter Hochlohnland-Randbedingungen zu erarbeiten. „Sie finden dort ein ingenieurwissenschaftliches Spektrum wie sonst nirgendwo“, sagt Christian Brecher mit unverhohlener Begeisterung in der Stimme.

Er favorisiert bei der Rekrutierung seiner Mitarbeiter vor allem den „integrativen Ingenieur“, wie er sich ausdrückt: „Der besitzt neben exzellenten Kenntnissen in seiner Spezialdisziplin auch substantielle Kenntnisse und Erfahrung in angrenzenden Wissensfeldern und ist dadurch in der Lage, produkt- und produktionsbezogene Fragestellungen übergreifend zu analysieren und zu lösen.“

Gefragt sei weniger der Generalist, der von vielen Disziplinen nur ein oberflächliches Wissen besitze, sondern „ein integrativ denkender Spezialist“. Das Institut macht Grundlagenuntersuchungen. Zum Beispiel geht es darum, sich im Rechner eine komplette Fertigung anzuschauen bis hin zu physikalischen Fragen, also etwa Schwingungen in Maschinen anzusehen - denn macht ein Ingenieur da Fehler, „fängt es später an zu rappeln“, sagt Christian Brecher. Von seinen Studenten erwartet der Professor im Übrigen „eine grundsolide Ausbildung. Sie sollten auch Tiefenbohrungen machen können und einschätzen können, was an Maschinen schiefgehen kann.“

Beliebt bei Personalchefs

Offenbar können das viele Absolventen, die die 30 000 Studenten zählende Hochschule im deutsch-niederländisch-belgischen Dreiländereck mit einem ingenieurwissenschaftlichen Diplom verlassen. In den Fächern Maschinenbau, Informatik und Elektrotechnik sind die Aachener Absolventen am beliebtesten, hat eine Umfrage unter Personalchefs einer Wirtschaftszeitschrift ergeben. Einer der Gründe scheint in der engen Zusammenarbeit mit Unternehmen zu liegen, betont der Rektor der Universität, Burkhard Rauhut: "Prozentual betrachtet, haben wir mehr gemeinsame Projekte mit der Wirtschaft als andere Universitäten."

Gut aufgestellt sind ebenso die Elektrotechnikingenieure, die E-Techniker. Sie haben ebenfalls ein Exzellenzcluster erhalten. Gefördert wird "Ultra High-Speed Mobile Information and Communication", also mobile Information und Kommunikation der Zukunft, um hochratige Funksysteme für den mobilen Internetzugang des nächsten Jahrzehnts zu entwerfen.

Koordinator des bundesweit einzig bewilligten Clusters im Bereich Elektrotechnik und Informationstechnik/Informatik ist Gerd Ascheid vom Lehrstuhl für Integrierte Systeme der Signalverarbeitung. Der Professor hat den 120-Seiten-Antrag im Wettbewerb um die Forschungsmillionen mit eingereicht. Selbstverständlich auf Englisch, das Gutachtergremium ist international besetzt.

Hilfe für den Handy-Besitzer

Was den Laien mehr interessieren dürfte, hat Ascheid einem breiten Kreis in einer Ringvorlesung vorgestellt: Die E-Techniker forschen unter anderem, um leistungsstärkere Handys zu entwickeln. „Der Mobilfunk und das Internet wachsen zusammen. Das Problem: Ist man mobil unterwegs, hinken die Datenraten, die Megabit pro Sekunde, dem Festnetz hinterher“, erklärt Ascheid.

Was wird das konkret für den nutzwertorientierten Handybesitzer bedeuten? „Wenn wir wüssten, was in fünf Jahren möglich ist, bekämen wir viel Geld vom Marketing“, lacht der Forscher. Ein Fokus sei die verstärkte Multimedianutzung. Davon profitiert zum Beispiel der Architekt, der mit seinem Laptop auf der Baustelle steht und ein technisches Problem hat: Er holt sich die Daten aus seinem Unternehmen und kann diese dreidimensional darstellen, um etwa den Lichteinfall eines Gebäudeabschnitts zu klären. Und zwar an Ort und Stelle.

Solche Datenströme aus vielen Quellen zu sammeln ist eine Aufgabe, die sich die E-Techniker gestellt haben. Das erleichtert beispielsweise auch die Arbeit von Katastrophenhelfern. Feuerwehrmänner, die beim Flughafenbrand im Dunkeln stehen, weil der Brandherd weit entfernt ist, können durch Sensoren am Körper die Zusammensetzung der Rauchentwicklung an die Leitstelle weitersenden, die sich wiederum ein besseres Bild vom Ausmaß der Katastrophe machen kann.

„Solche Daten helfen, aus Einzelinformationen ein komplettes Bild über die Lage zu erhalten“, sagt Ascheid. Beispiele gibt es unzählige, auch unbeschwerte: Wenn sich die Louvre-Besucher vor der „Mona Lisa“ drängen, können sie durch Projektionsbrillen Informationen einblenden, um den Blick auf da Vincis Original abzurunden.

Billiger für den Endverbraucher

„Die Forschung richtet sich auch danach aus, was wirklich gebraucht wird“, sagt Gerd Ascheid. Jedenfalls herrscht kein Mangel an Diplomarbeits- oder Promotionsthemen. Jens Reinecke hat die vergangenen Monate mit der „Entwicklung eines anwendungsspezifischen Multiprozessor-System-on-Chips für Software Defined Radios“ verbracht.

Der Diplomand, der ganz klassisch als studentische Hilfskraft begonnen hat, sitzt im Labor vor kleinteiligen Apparaturen und erklärt: „Es geht im Prinzip darum, für ein Software Defined Radio eine Plattform zu entwickeln, bei dem für jeden neuen Standard Komponenten ausgetauscht werden können. So kann man die Hardware behalten und muss nur die Software aktualisieren.“ Dass das billiger ist, leuchtet auch dem Endverbraucher ein.

Jens Reinecke arbeitet mit Simulationsplattformen und verbringt den größten Teil des Tages vor dem Computer. Mit unverdrossenem Einsatz. Jedenfalls denkt der Examenskandidat darüber nach, vielleicht noch eine Dissertation draufzusatteln. „Das Exzellenzcluster hat ja noch einen positiven Aspekt“, sagt sein betreuender Professor. „Es geht nicht nur um das Geld, sondern auch um den Ruf des Instituts; das ist auch für unsere Absolventen wichtig.“

Und für die Absolventinnen. Unter den Elektrotechnikstudenten betrug der Frauenanteil in diesem Jahr zehn Prozent, vorher waren es nur zwischen fünf und sieben Prozent. Ein netter Anstieg, aber eben auch nur nett. Da fügt es sich gut, dass die Pressereferentin für das Cluster, Ute Müller, auch Gleichstellungsbeauftragte ist und ausdrücklich Schülerinnen für das Ingenieurstudium zu gewinnen versucht. Die promovierte Geisteswissenschaftlerin stellt Kontakte zu Schulen her, spricht Fachlehrer an, organisiert Aktionstage und freut sich: „Referenten zu finden ist hier im Institut sehr leicht.“