Paderborn. Schaltschränke sind schnöde graue Kisten mit technischen Innereien. Reihenklemmen verbinden darin Drähte oder Leitungen und machen die Installation von Elektroanschlüssen und Steuerungen einfach. So kennen wir sie. Die Detmolder Firma Weidmüller macht aus der „dummen“ Blechkiste ein smartes Teil. Ihre Hightech-Komponenten sind übers Internet vernetzt: Sie können mit der Fertigungsanlage online kommunizieren und selbstständig agieren. Ohne menschliches Zutun.

„Das ist das industrielle Pendant zum vernetzten Kühlschrank, der die Milch selber nachbestellt. Oder zum selbstfahrenden Auto“, sagt Björn Griese, der bei Weidmüller in Ostwestfalen die Forschung und Entwicklung in Sachen industrieller Automatisierung und Digitalisierung leitet.

Bis zu minus 40 Grad müssen die Komponenten aushalten

Die Experten des Familienunternehmens, das mit Klemmen für Schaltschränke groß geworden ist, entwickeln intelligente Lösungen für verschiedene Branchen. Es geht um IoT (Internet of Things) oder Internet der Dinge – aktuell das große Thema in der Industrie. Weidmüller ist Teil des „Spitzenclusters it’s OWL“ (Intelligente Technische Systeme Ostwestfalen-Lippe): In der Region arbeiten 200 Unternehmen, Hochschulen, Forschungseinrichtungen, Verbände und Kammern gemeinsam an Lösungen für die Produktion der Zukunft.

„Unsere Kunden wollen jederzeit den Status ihrer Produktionsanlagen überwachen“, sagt Griese. Deshalb sammeln die Maschinensteuerungen im Schaltschrank Riesenmengen an Daten von den Sensoren und Aktoren der Anlagen ein. Der Clou: Die Analysten von Weidmüller lernen damit eine künstliche Intelligenz (KI) an. Sie ahmt das menschliche Denken nach, kann aber im Nu unglaubliche Mengen an Informationen verarbeiten.

Die KI vergleicht Normal- und Ist-Zustand der Maschine – und erkennt Unregelmäßigkeiten. So können Bauteile rechtzeitig ausgetauscht oder nachjustiert werden. Damit kommen die Entwickler ihrem Ziel immer näher: eine vorausschauende Wartung, die vor Produktionsausfällen schützt.

Und die Technik muss auch bei Extremtemperaturen funktionieren: In einem Raum voller Racks, Gestelle mit Elektronik-Aufbauten, testet die Firma die Soft- und Hardware stunden- und tagelang. Im Klimaschrank werden die Komponenten Temperaturen zwischen plus 70 und minus 40 Grad ausgesetzt.

Tüfteln in der „Zukunftsmeile 2“ – unter einem Dach mit Wissenschaftlern

Vor einem Jahr sind die insgesamt 250 Mitarbeiter der Entwicklung der IoT-fähigen Komponenten und der Automatisierungslösungen sowie das Produktmanagement und das Applikations- und Serviceteam in die „Zukunftsmeile 2“ (ZM2) in Paderborn eingezogen. Weidmüller teilt sich das Gebäude mit der Uni Paderborn, dem Fraunhofer-Institut für Entwurfstechnik und Mechatronik und mit IT-Firmen. In der ZM2 gibt es jede Menge gemeinsam genutzter Flächen: Labors und Räume für Teamarbeit, Büros, gemütliche Sitzecken und Kaffeeküchen. Das soll den Wissensaustausch fördern und Kooperationsprojekte anschieben.

„Natürlich haben wir auch früher mit Forschungseinrichtungen zusammengearbeitet“, sagt Griese. „Aber da mussten wir an unterschiedlichen Standorten zusammenkommen. Hier ist alles unter einem Dach.“ Rolf Sohrmann ergänzt:„Die Leute sind greifbar, man trifft sich auf dem Flur oder in der Kantine, es sind Studierende dabei. Es ist bunter hier, nicht nur orange“, spielt der Weidmüller-Experte für maschinelles Lernen auf das Firmenlogo seines Arbeitgebers an. Und die Fahrradständer sind voll, obwohl wegen Corona gar nicht so viele Leute im Haus sind: ein Zeichen für einen hohen Anteil von Studierenden.

Nachwuchs zu finden, fällt dem Hersteller von Automatisierungstechnik hier leicht. Er bietet den jungen Leuten schon während des Studiums Einblicke in die Praxis. Griese: „Wir hatten etwa sechs Studierende bei uns, die Stromausfälle mithilfe unserer Produkte analysierten und eine Alarm-App programmierten. Für sie ist es interessant zu lernen, wie Embedded Software in der Industrie geschrieben wird.“ Also sich mit Systemen zu befassen, die Geräte völlig autonom steuern, überwachen und regeln.

Auch mit den anderen Firmen in der Zukunftsmeile findet Weidmüller Schnittstellen. Gemeinsam entwickeln sie intelligente Stromversorgung und Analyse-Software für die Fertigung oder die Ladeinfrastruktur für E-Autos.

Experimentierraum für das Arbeiten von morgen

Die „Zukunftsmeile“ will ein Experimentierraum sein: mit flexiblen Arbeitszeiten und „Springer“-Arbeitsplätzen zwischen Paderborn und dem Firmensitz in Detmold. Mit Zonen für konzentriertes Arbeiten und für Gedankenaustausch. Mit Projekträumen auf Zeit, wo Mitarbeiter, Forscher, Studierende und Freiberufler die Köpfe zusammenstecken. Mit Werkstätten, wo man programmieren oder den Kunden die Innovationen vorführen kann. Allerdings konnte sich das Konzept unter Corona noch nicht entfalten. Angestellte und Studierende waren mehrheitlich im Homeoffice. Das ändert sich jetzt. Aber auch künftig werden Videokonferenzen manche Dienstreise ersetzen. Die Kunden haben die Ferndiagnose und die Fernwartung schätzen gelernt.

Damit sich die Bewohner der „Zukunftsmeile“ dennoch besser kennenlernen, organisierten sie einen virtuellen Makeathon. Die Gewinneridee: ein standortübergreifendes digitales Schwarzes Brett. Man sucht damit Mitstreiter für ein Forschungsprojekt – oder für die Runde Sport am Nachmittag.

Spitzencluster treibt Industrie 4.0 voran

Paderborn. Im ostwestfälischen „Klemmen-Valley“ gibt es eine Reihe namhafter Spezialisten für Automatisierungs- und Verbindungstechnik. Das Technologie-Netzwerk „it’s OWL“ ist ein Who’s who der Industrieelektronik-Firmen: Neben Weidmüller sind dort Beckhoff, Harting, KEB, Lenze, PhoenixContact und Wago angesiedelt. Gemeinsam stellen sie zwei Drittel der Verbindungstechnik weltweit her.

Sie stehen zwar im Wettbewerb miteinander, arbeiten aber bei der Entwicklung von Standards und Technologien zusammen. Ziel ist beispielsweise, dass die Produkte untereinander kompatibel sind. Besonders gefragt sind in der Branche Data Scientists und KI-Entwickler: Experten, die die Riesenmengen an Daten analysieren und intelligente Maschinen anlernen.

1.000 Wissenschaftler stärken die Wirtschaft

Zum Cluster gehören auch Hochschulen und Forschungsinstitute. Rund 1.000 Wissenschaftler forschen an Themen der Industrieautomatisierung, KI und Arbeit 4.0. In der Smart Factory in Lemgo können die Cluster-Partner Innovationen testen und der Öffentlichkeit vorführen.

It’s OWL steht nicht nur für Verbindungstechnik. Zum Netzwerk gehören weitere starke Firmen wie der Landmaschinenproduzent Claas und der Hausgerätehersteller Miele, die ebenso in hohem Maße digitalisieren. Von der Zusammenarbeit in der Region und dem Wissenstransfer profitiert schließlich der breite Mittelstand, weil Arbeitgeber- und Branchenverbände sowie die Kammern die Erkenntnisse an ihre Mitglieder vermitteln und Verbundprojekte organisieren.

Wichtige Impulse für die Industrie in ganz NRW

Das Land NRW fördert die Weiterentwicklung des Technologie-Netzwerks. Sieben Projekte, die 2022 starten, bekommen vom Land insgesamt bis zu 8,2 Millionen Euro. 15 Firmen und 8 Forschungseinrichtungen beteiligen sich an den Kooperationen.

Sie entwickeln etwa neue KI-Formen, die die Produktionsplanung optimieren – oder aus spärlichen Daten Erkenntnisse ziehen. Das soll die künstliche Intelligenz auch für kleinere Unternehmen interessant machen.

Digitale Zwillinge wiederum sollen helfen, den Ressourcenverbrauch einzelner Produktionsschritte zu senken: In diesen virtuellen Eins-zu-eins-Abbildungen sind alle Daten eines bestimmten Produkts hinterlegt, die Arbeitsprozesse werden vorab am Computer simuliert.

Die Projekte werden laut Wirtschafts- und Innovationsminister Andreas Pinkwart wichtige Impulse für die Wettbewerbsfähigkeit der Industrie in Ostwestfalen-Lippe und ganz NRW liefern.