Fördermaßnahme: Photonik für die flexible, vernetzte Produktion – Optische Sensorik, Laufzeit 01.09.2017 - 30.06.2021

Das BMBF will mit der Fördermaßnahme kooperative, vorwettbewerbliche Verbundprojekte unter industrieller Führung unterstützen, die zu völlig neuen oder wesentlich verbesserten technischen Lösungen im Bereich der photonischen Erfassung und Bereitstellung von Informationen führen und ein großes Marktpotenzial aufweisen.

 

Im Zentrum dieser Fördermaßnahme stehen Forschungsarbeiten, die Lösungsansätze für kostengünstige und adaptierbare Systeme zur flexiblen und robusten optischen Erfassung und Bereitstellung von Informationen im Kontext der industriellen Produktion verfolgen. Das Spektrum reicht dabei von der bildbasierten Erfassung von Umgebungs-, Prozess- und Produktinformationen (Machine Vision) über selbstorganisierende optische Sensornetzwerke bis hin zur kontextbasierten Bereitstellung von Informationen mittels multimodaler Assistenzsysteme. Besonderes Augenmerk ist bei den verfolgten Lösungsansätzen auch auf die Anschlussfähigkeit von Software und Datenstruktur an industrielle Standards bzw. etablierte Systeme zu richten, um Insellösungen zu vermeiden.

Bekanntmachung

Photonik für die flexible, vernetzte Produktion – Optische Sensorik

Bitte beachten Sie: Dies ist nur ein Auszug. Die vollständige, rechtlich geltende Bekanntmachung finden Sie im Amtlichen Teil des Bundesanzeigers (PDF vom 02.09.2016) und unter den Bekanntmachungen auf der Webseite des Bundesministeriums für Bildung und Forschung.

Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert das Themenfeld „Photonik für die flexible, vernetzte Produktion“ – hier mit dem Schwerpunkt „Optische Sensorik“ –auf der Grundlage des Programms „Photonik Forschung Deutschland“. Diese Maßnahme leistet einen Beitrag zur Umsetzung des Zukunftsprojekts Industrie 4.0, das eine der prioritären Aufgaben im Forschungs- und Innovationsfeld „Digitale Wirtschaft und Gesellschaft“ der Hightech-Strategie der Bundesregierung darstellt. 

Zuwendungszweck

Die hohe Dynamik der globalisierten Märkte und die immer schnelleren Innovationszyklen stellen etablierte und über lange Jahre erfolgreiche Produzenten permanent vor neue Herausforderungen. Für die optischen Technologien lautet die Herausforderung, Systeme zu entwickeln und bereitzustellen, die sowohl die Flexibilität und Autonomie der Produktionsmaschinen und -netzwerke, als auch das Zusammenwirken zwischen Mensch und Maschine sowie zwischen verteilten Produktionsstandorten im Rahmen der Industrie 4.0 entscheidend verbessern.

Immer dynamischere Wertschöpfungsnetzwerke, häufige Produktwechsel und die Fertigung geringer Stückzahlen erfordern kurze Einfahrzeiten für neue Prozesse und das schnelle Erreichen einer hohen Prozessstabilität. Voraussetzung einer dafür notwendigen intelligenten, bzw. echtzeitfähigen Regelung der Prozessparameter sind geeignete Sensoren und Messsysteme zur Erfassung aller relevanten Informationen – sowohl beim Einfahren als auch im Normalbetrieb. Photonische Sensorik ist kompakt und somit gut in Maschinenkonzepte integrierbar. Außerdem ermöglichen integrierte Optiken mit Chip und Datenanalyse on Board geringe Herstellungskosten.

Das Potenzial der optischen Sensorik – aufsetzend auf dem Stand der Technik – für den Ein-satz in flexiblen und wandlungsfähigen Produktionsumgebungen mit ggf. selbstadaptierenden und zumindest teilautonomen Maschinen für die Industrie 4.0 zu erschließen, ist das Ziel dieser Fördermaßnahme. Gleichzeitig soll auch die visuelle Bereitstellung von Informationen für eine intuitive Anreicherung der Umgebungswahrnehmung im industriellen Umfeld mit zusätzlichen Informationen weiter voran getrieben werden, womit es dem Facharbeiter möglich wird, auch sehr unterschiedliche, ggf. seltene Tätigkeiten ohne aufwändiges Training in enger Kooperation mit der Produktionsmaschinen schnell und effizient durchzuführen.

In der flexiblen und vernetzten Produktion fällt der Informationsverarbeitung, sowohl hinsichtlich der Hardware, als auch in besonderem Maße der Software, eine wesentliche Bedeutung zu, so dass dieser Aspekt zu berücksichtigen ist. Entsprechende Kooperationen zur ganzheitlichen Betrachtung des Systems aus optischem Sensor und der zugehörigen Datenverarbeitung sollen unterstützt und weiter ausgebaut werden. Dabei ist die Anschlussfähigkeit von Software und Datenstruktur an industrielle Standards bzw. etablierte Systeme zu beachten, um Insellösungen zu vermeiden.

Das BMBF will mit der Fördermaßnahme kooperative, vorwettbewerbliche Verbundprojekte unter industrieller Führung unterstützen, die zu völlig neuen oder wesentlich verbesserten technischen Lösungen im Bereich der photonischen Erfassung und Bereitstellung von Informationen führen und ein großes Marktpotenzial aufweisen. Kennzeichen der Projekte sind ein hohes Risiko und eine besondere Komplexität der Forschungsaufgabe. Für eine Lösung sind in der Regel inter- und multidisziplinäres Vorgehen und eine enge Zusammenarbeit von Unternehmen, Hochschulen und außeruniversitären Forschungseinrichtungen erforderlich. Vorhaben sollen entlang der Wertschöpfungskette strukturiert sein. Die Verbundstruktur soll insbesondere die notwendige Zusammenarbeit zwischen Technologieentwicklern und Anwendern bzw. Systemintegratoren widerspiegeln und einen Beitrag zur Förderung der Zusammenarbeit sowohl untereinander wie mit Anwendern aus verschiedenen Branchen leisten.

Die Fördermaßnahme zielt auf Innovation und Wachstum in Deutschland. Der inländischen Verwertung der Projektergebnisse kommt daher besondere Bedeutung zu. Gründungen im Anschluss an die Projektförderung des BMBF sind erwünscht. Der High-Tech-Gründerfonds der Bundesregierung bietet hierzu Unterstützung an. Weitere Informationen finden sich unter www.high-tech-gruenderfonds.de.

Gegenstand der Förderung

Im Zentrum dieser Fördermaßnahme stehen Forschungsarbeiten, die Lösungsansätze für kostengünstige und adaptierbare Systeme zur flexiblen und robusten optischen Erfassung und Bereitstellung von Informationen im Kontext der industriellen Produktion verfolgen. Das Spektrum reicht dabei von der bildbasierten Erfassung von Umgebungs-, Prozess- und Produktinformationen (Machine Vision) über selbstorganisierende optische Sensornetzwerke bis hin zur kontextbasierten Bereitstellung von Informationen mittels multimodaler Assistenzsysteme. Besonderes Augenmerk ist bei den verfolgten Lösungsansätzen auch auf die Anschlussfähigkeit von Software und Datenstruktur an industrielle Standards bzw. etablierte Systeme zu richten, um Insellösungen zu vermeiden.

Handlungsbedarf wird insbesondere in folgenden Bereichen gesehen:

  • Neue Konzepte für kompakte, maschinenintegrierbare, robuste und – soweit erforderlich - energieautonome optische Sensoren
  • Neue optische und hybridoptische Funktionsprinzipien für sensor- und messtechnische Anwendungen mit Zielstellung einer Prozess- bzw. Anlagenintegrierbarkeit
  • Reduktion der anfallenden Datenmenge und Beschleunigung der Datenauswertung (Verringerung von Latenzzeiten) u. a. durch integrierte Sensorkonzepte und problemangepasste Datenverarbeitungshierarchien
  • Selbstkonfigurierende, standardisierte optische Sensoren/Sensornetzwerke für Plug & Produce
  • Adaptive und ggf. frei konfigurierbare Sensor-Arrays mit der Verwendungsmöglichkeit in unterschiedlichsten Anwendungsbereichen
  • Systemische Betrachtung von Sensor, Auswerteeinheit einschließlich Datenverarbeitung und Anlagensteuerung bzw. Aktorik mit dem Ziel
    - selbstadaptierender oder selbstlernender Sensoren
    - der adaptiven Bereitstellung von Informationen
    - des Aufbaus von umfangreichen Datenbanken aus Prozessparametern, Maschinenzuständen und Produkteigenschaften
  • Weiterentwicklung optischer offline-Messtechniken für den inline-Einsatz
  • Innovative Konzepte für optische Sensoren mit reduzierter Latenz und Echtzeitfähigkeit
  • Erweiterung des Funktionsraumes eines Sensors oder Sensor-Arrays durch intelligente Beleuchtung und/oder Datenauswertung
  • Modulare Kombination verschiedener Sensordaten (multimodal mit Einbeziehung optischer Sensorik) und deren Ergebnisauswertung durch selbstadaptierende oder selbstlernende Algorithmen
  • 3D-Vision zur robusten Erfassung komplexer Bauteile oder Umgebungen
  • Einbindung der visuellen Informationsdarstellung in kontextbasierte multimodale Assistenzsysteme
  • Optische Leit- und Sicherheitssysteme für Roboter, speziell im kooperativen Arbeitsumfeld zur sicheren Erkennung von Menschen und Antizipation ihrer Bewegungen

Diese Aufzählung ist nicht vollständig und nur beispielhaft zu verstehen.

Ausgehend von Innovationen im Bereich der optischen Sensorik können auch Arbeiten zu darauf basierenden neuartigen oder verbesserten Prozessketten gefördert werden. Der Schwerpunkt der Innovation soll dabei bei der optischen Sensorik und deren Nutzung liegen. Die alleinige Betrachtung einzelner Prozessschritte ist hier nicht zur Förderung vorgesehen.

Charakteristisch für alle Vorhaben soll sein, dass sie auf einer ganzheitlichen Betrachtung der Informationserfassung oder Bereitstellung im direkten Kontext der flexiblen, vernetzten Produktion beruhen. Dies erfordert in der Regel die aktive Einbindung eines entsprechenden Systemintegrators oder eines Anwenders aus dem Bereich produzierender Unternehmen.

Die Beteiligung kleiner und mittlerer Unternehmen (KMU) ist ausdrücklich erwünscht und führt bei der Projektbegutachtung zur Aufwertung.

Vorlagen und Auswahl von Projektskizzen

In einer ersten Verfahrensstufe sind dem beauftragten Projektträger beurteilungsfähige Projektskizzen elektronisch über das Internetportal

https://foerderportal.bund.de/easyonline/

vorzulegen. Der Umfang dieser Skizze soll 20 DIN-A4-Seiten (einschl. Deckblatt und Anlagen) nicht überschreiten.

Die Vorlagefrist endet am 30.11.2016

Die Projektskizzen sind nach der Vorlage mit folgender Gliederung zu verfassen:

  • Thema und Zielsetzung des Vorhabens
  • Stand der Wissenschaft und Technik, Neuheit des Lösungsansatzes, eigene Vorarbeiten zur Fragestellung des Vorhabens, Patentlage mit Bewertung im Hinblick auf die Verwertung der Ergebnisse
  • Anwendungsrelevanz und Marktpotenzial
  • Kurzdarstellung der beantragenden Unternehmen (Kerngeschäft, Mitarbeiterzahl, Jahresumsatz), konkrete Darlegung des Marktzugangs und der Marktperspektiven mit Zeithorizont, Darstellung der Kompetenzen der Projektpartner
  • Verbundstruktur und Arbeitsplan mit Arbeitspaketen aller beteiligten Partner, Definition von Meilensteinen mit messbaren bzw. nachprüfbaren Kriterien, Definition von Übergabepunkten
  • Finanzierungsplan
  • Verwertungsplan (wirtschaftliche und wissenschaftlich-technische Erfolgsaussichten, Nutzungsmöglichkeiten und Anschlussfähigkeit), Vermarktungsstrategie, Aussagen zur standortbezogenen Verwertung
  • Notwendigkeit der Zuwendung: Wissenschaftlich-technisches und wirtschaftliches Risiko mit Begründung der Notwendigkeit staatlicher Förderung

Die eingegangenen Projektskizzen werden nach folgenden Kriterien bewertet:

  • Bezug zur Förderbekanntmachung
  • Innovationshöhe und Qualität des wissenschaftlich-technischen Konzepts
  • Technische und wirtschaftliche Bedeutung, Hebelwirkung bzw. Schlüsselcharakter der Innovation
  • Beherrschbarkeit der Technologie und der zur Umsetzung erforderlichen Verfahren
  • Qualität des Projektkonsortiums, Einbeziehung der für eine erfolgreiche Umsetzung erforderlichen Partner, Beteiligung von Unternehmen
  • Qualität und Belastbarkeit des Verwertungskonzepts, Marktpotenzial
  • Einbeziehung von KMU

Es wird empfohlen, vor der Einreichung der Projektskizzen direkt mit dem Projektträger Kontakt aufzunehmen.

VDI Technologiezentrum GmbH
- Projektträger Photonik, Optische Technologien –
VDI-Platz 1
40468 Düsseldorf

Dr. Jörg Baier
Telefon: 0211 / 6214 569
E-Mail: overbeck(at)vdi.de

Einreichungsfrist

02.09.2016 - 30.11.2016

Ansprechpartner

Foto: Dr. Thomas Kuschel
Dr. Thomas Kuschel
+49 211 6214-679
Foto: Dipl.-Phys. Martin Sellhorst
Dipl.-Phys. Martin Sellhorst
+49 211 6214-579