Fraunhofer-Anwendungszentrum für Systemtechnik

Fraunhofer IOSB-AST
colspan="2" class="notheme" style="text-align:center; background-color:#Vorlage:Standardfarbe;" | Fraunhofer IOSB-AST Institutsgebäude in Ilmenau
Kategorie:	Forschungseinrichtung
Träger:	Fraunhofer-Gesellschaft
Bestehen:	1995
Rechtsform des Trägers:	Eingetragener Verein
Sitz des Trägers:	München
Standort der Einrichtung:	Ilmenau
Außenstellen:	Görlitz, Rostock, Berlin
Art der Forschung:	Angewandte Forschung
Fächer:	Ingenieurwissenschaften
Fachgebiete:	Informatik, Informationsverarbeitung, Telekommunikation
Grundfinanzierung:	Bund (90 %), Länder (10 %)
Leitung:	Thomas Rauschenbach und Peter Bretschneider
Mitarbeiter:	ca. 130
Homepage:	www.iosb-ast.fraunhofer.de

Der Institutsteil Angewandte Systemtechnik (IOSB-AST), in der Kurzbezeichnung auch „Fraunhofer IOSB-AST“ genannt, ist eine Einrichtung der Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. und wurde im April 1995 als Außenstelle bzw. Anwendungszentrum des Fraunhofer-Instituts für Informations- und Datenverarbeitung IITB Karlsruhe gegründet. Gründungsvater war der deutsche Elektroingenieur und Professor für Regelungstechnik/Systemmodellierung Jürgen Wernstedt. Zum 1. Januar 2010 fusionierte das Mutterinstitut Fraunhofer IITB mit dem FGAN-Institut für Optronik und Mustererkennung (FOM) zum Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung (IOSB). Die Einrichtung des Fraunhofer IOSB-AST befindet sich im Industriegebiet „Am Vogelherd“ in Ilmenau. Die Aktivitäten des Fraunhofer IOSB-AST sind der angewandten Forschung und Entwicklung in dem Fach Ingenieurwissenschaften auf den Gebieten der Elektrotechnik, der Informations- und Kommunikationstechnologie und der Mechatronik zuzuordnen. Das Fraunhofer IOSB-AST ist in drei Abteilungen gegliedert: Kognitive Energiesysteme, Eingebettete Intelligente Systeme sowie Unterwasserrobotik.<ref>Abteilungen. Abgerufen am 26. Juli 2023. </ref>

Geschichte

Die Gründung des Fraunhofer IOSB-AST als eines der ersten drei Anwendungszentren der Fraunhofer-Gesellschaft geht auf das Jahr 1994 zurück. Ziel war es damals, Wissenschaftlern eine wirtschaftsnahe Forschungsplattform in den neuen Bundesländern zur Verfügung zu stellen. Im April 1995 nahm das Fraunhofer AST den Betrieb in Räumlichkeiten der Technischen Universität Ilmenau mit 3 Mitarbeitern auf.<ref>Wilfried Nax: 5 Jahre Fraunhofer-Anwendungszentrum Systemtechnik. Technische Universität Ilmenau - Referat Medien- und Öffentlichkeitsarbeit, abgerufen am 10. Juli 2021. </ref> Von 1999 bis 2002 verlagerte sich die Arbeitsstätte in die Bundesanstalt für Wasserbau. Seit 2004 ist das Fraunhofer AST in einem Gebäudekomplex im Industriegebiet „Am Vogelherd“ in Ilmenau ansässig. 2010 beschäftigte die Einrichtung bereits über 40 Mitarbeiter bei einem Gesamthaushalt von 3 Millionen Euro.<ref>15 Jahre Fraunhofer AST Ilmenau:. Abgerufen am 26. Juli 2023. </ref> Zum 1. Januar 2013 fand eine Umbenennung zum Institutsteil Angewandte Systemtechnik AST (Fraunhofer IOSB-AST) statt, da der Name „Anwendungszentrum“ nur noch in Verbindung mit Kooperationen von Fraunhofer-Einrichtungen und Fachhochschulen verwendet wird. 2015 betrug das Budget 5 Millionen Euro bei rund 100 Beschäftigten.<ref>20150917_Ilmenau_Neubau_20JAST. Abgerufen am 26. Juli 2023. </ref> 2016 begann der Bau eines modernen Institutsgebäudes mit insgesamt 3400 Quadratmeter Büro-, Labor- und Schulungsräume am Standort „Am Vogelherd 90“. Die Baukosten lagen bei ca. 25 Millionen Euro. Das Gebäude wird gemeinsam mit der Abteilung Elektronische Messtechnik und Signalverarbeitung (EMS) des Fraunhofer IIS genutzt. Im Herbst 2019 erfolgte der Umzug, die offizielle Einweihung des Neubaus erfolgte bedingt durch die Corona-Pandemie am 1. September 2022.<ref>Neubau am Standort Ilmenau. Abgerufen am 26. Juli 2023. </ref> 2019 wurde das Start-Up AMPEERS ENERGY mit Schwerpunkt klimaneutraler Gebäude über Fraunhofer Venture ausgegründet.<ref>Ampeers Energy GmbH. Abgerufen am 26. Juli 2023. </ref> Am 1. Juni 2023 eröffnete mit der „keferkueche“ die erste Bio-Kantine Thüringens in den Räumlichkeiten des Neubaus.<ref>Thüringens erste Bio-Kantine „keferkueche“ öffnet am Fraunhofer IOSB-AST & Fraunhofer IIS in Ilmenau ihre Türen. Abgerufen am 26. Juli 2023. </ref>

Forschung und Entwicklung

Die Forschungsschwerpunkte liegen auf anwendungsorientierten systemtechnischen Lösungen für komplexe, dynamische und zeitvariante Prozesse.<ref>Das Fraunhofer IOSB-AST im Überblick. 26. Juli 2023, abgerufen am 26. Juli 2023. </ref> Diese können in zahlreichen Branchen und Anwendungsgebieten zum Einsatz kommen, etwa bei der Berechnung von Netzverlustprognosen für Übertragungsnetzbetreiber<ref>Details. Abgerufen am 26. Juli 2023. </ref>, zur Kraftwerkseinsatzoptimierung<ref>wegewerk GmbH: Gaspreishoch: N-Energie optimiert Heizkraftwerke mit Fraunhofer-Plattform. Abgerufen am 26. Juli 2023 (). </ref>, bei dezentralen Desinfektionslösungen auf Basis von UVC-LEDs<ref>Torsten Laudien: Smarter Wasserhahn integriert UV-C-Desinfektion. In: Wirtschaftsspiegel Thüringen. 2. Februar 2023, abgerufen am 26. Juli 2023 (). </ref>, autonomen Arbeitsfahrzeugen<ref>heise online: Selbststeuernde Fahrzeuge für menschenfeindliche Umgebungen in der Praxis. 11. November 2019, abgerufen am 26. Juli 2023. </ref> oder im Bereich der Unterwasserrobotik.<ref>Rettungsroboter soll Menschen vor dem Ertrinken retten. 20. Februar 2020, abgerufen am 26. Juli 2023. </ref> Insgesamt besitzt das Fraunhofer IOSB-AST dadurch drei thematisch weitestgehend heterogene Abteilungen:

Kognitive Energiesysteme

Der Schwerpunkt der Abteilung „Kognitive Energiesysteme“ liegt im ganzheitlichen Einsatz von Informations- und Kommunikationstechnologien für kognitive, assistenzorientierte Systemlösungen im Energiebereich. Dazu gehören die Entwicklung von Energiemanagement- und Energiedatenmanagementsystemen, die Betriebsführung von Energieübertragungs- und -verteilnetzen sowie Lösungen für technische und geschäftliche Prozesse im Energiehandel. Im Rahmen dieser Aktivitäten ist unter anderem die Softwarelösung EMS-EDM PROPHET als Plattform für Zeitreihenmanagement, Bedarfsvorhersagen, Last- und Netzverlustprognosen sowie Redispatch-Anwendungen entstanden.<ref>EMS-EDM PROPHET® - Lösungen & Services für eine neue, digitale Energiewelt. Abgerufen am 26. Juli 2023. </ref> Im Mai 2022 konnte im Zuge der Energiepreiskrise auf Basis vorhandener Optimierungsmodelle im Rahmen der Softwarelösung ein kurzfristiges Erdgaseinsparungspotential bei Stadtwerken von bis zu 60 Prozent in einer Kurzstudie nachgewiesen werden.<ref>Fraunhofer-Kurzstudie: Einsparpotential beim Erdgasbezug von bis zu 60 Prozent bei Stadtwerken möglich. Abgerufen am 26. Juli 2023. </ref> 2023 wurden im Rahmen der Studie „Vor-Ort-Systeme als flexibler Baustein im Energiesystem“ Erneuerbare-Eigenverbrauchsquoten von fast 80 Prozent sowie eine Reduktion energiebedingter CO₂-Emissionen um über 50 Prozent für Stadtquartiere ermittelt.<ref>Fraunhofer-Studie „Vor-Ort-Systeme als flexibler Baustein im Energiesystem“ zeigt große Potentiale von Photovoltaik und Wärmepumpen in Stadtquartieren auf. Abgerufen am 26. Juli 2023. </ref><ref>Vor-Ort-Systeme als flexibler Baustein im Energiesystem. Exzellenzcluster Integrierte Energiesysteme CINES, 7. März 2023, abgerufen am 26. Juli 2023. </ref>

Im Bereich der Forschung liegt der Fokus auf Energiemanagementlösungen für Quartiere und Industrie, Lademanagement für E-Mobilität sowie Quantencomputing für energiewirtschaftliche Fragestellungen.<ref>Kognitive Energiesysteme. Abgerufen am 26. Juli 2023. </ref>

Mit dem Lernlabor Cybersicherheit für Energie und Wasser (LLCS) wird zusätzlich Vorlaufforschung für die IT/IoT-Sicherheit von kritischer Infrastruktur betrieben sowie ein entsprechendes Schulungsangebot für die Industrie bereitgestellt.<ref>Lernlabor Cybersicherheit für die Energie- und Wasserversorgung. Abgerufen am 26. Juli 2023. </ref> Dabei kommen unter anderem KI-Technologien zur automatischen Identifikation und Lokalisierung von Betriebsstörungen zur Sicherstellung eines stabilen Netzbetriebs zum Einsatz.<ref>KI-Entwicklerstammtisch: Einsatz von KI für einen sicheren Netzbetrieb ⋆ Mittelstand-Digital Zentrum Ilmenau. In: Mittelstand-Digital Zentrum Ilmenau. Abgerufen am 26. Juli 2023 (). </ref>

Eingebettete Intelligente Systeme

Die Abteilung Eingebettete Intelligente Systeme beschäftigt sich mit der Systemintegration (Sensoren, Kommunikationslösungen) sowie der Modellierung, Simulation, Führung und Überwachung von teil- und vollautonomen Arbeitsfahrzeugen, etwa für die Servicerobotik oder Robotik in menschenfeindlicher Umgebung. Beispiel hierfür ist etwa das Forschungsprojekt „AKIT – Autonomie-Kit für seriennahe Arbeitsfahrzeuge zur vernetzten und assistierten Bergung von Gefahrenquellen“, in dem mit Partnern aus Industrie und Wissenschaft ein komplexes Bergungsszenario umgesetzt werden konnte.<ref>AKIT - AUTONOMIE-KIT FÜR SERIENNAHE ARBEITSFAHRZEUGE ZUR VERNETZTEN UND ASSISTIERTEN BERGUNG VON GEFAHRENQUELLEN. Abgerufen am 26. Juli 2023. </ref>

Ein weiterer Schwerpunkt der Abteilung ist die Forschungsgruppe Smarte UV Systeme, die sich mit Systemlösungen auf Basis von halbleiterbasierten UV-Strahlungsquellen (UV-LEDs) beschäftigt. Während der Corona-Pandemie konnte hier in Zusammenarbeit mit der Firma BINZ Automotive GmbH eine Desinfektionslösung für die Innenkabine von Rettungswagen<ref>Heinz Arnold: Effektiv gegen Corona und Konsorten: UV-Desinfektion für Rettungswagen. Abgerufen am 26. Juli 2023 (). </ref> entwickelt werden. Ein weiteres Forschungsprojekt ist die Anwendung von UV-LEDs zur Desinfektion von Frühchen-Inkubatoren.<ref>Frühgeburten – schnelle UVC-Desinfektion für Inkubatoren. Abgerufen am 26. Juli 2023. </ref>

Unterwasserrobotik

Die Abteilung Unterwasserrobotik forscht im Bereich der ferngesteuerten, teilautonomen und autonomen Unterwasserfahrzeuge und entwickelt dafür Steuerungssysteme und Hardwarekomponenten. Für Forschungs- und Kundenprojekte stehen dafür mehrere multifunktionale ROVs (Remotely Operated Vehicle) sowie ein Testbecken zur Verfügung.<ref>Forschungsplattform Unterwasserrobotik. Abgerufen am 26. Juli 2023. </ref> Erfolgreiche Einsätze erfolgten unter anderem für die Unterwasserarchäologie im Süßen See<ref>mdr.de: Hügelgrab: Archäologen lüften das Geheimnis im Süßen See | MDR.DE. Abgerufen am 26. Juli 2023. </ref> und im Arendsee.<ref>Mittelalterlicher Prahm aus dem Arendsee soll geborgen werden. 19. November 2021, abgerufen am 26. Juli 2023 (). </ref> Eine weitere Entwicklung ist ein autonomer Unterwasserrettungsroboter zum Einsatz in Schwimmbädern und Badeseen.<ref>Wenn Roboter Menschen vor dem Ertrinken retten | Einfach genial | MDR. Abgerufen am 26. Juli 2023 (). </ref><ref>Wissen vor 8 - Zukunft: Der Baywatch-Roboter | ARD Mediathek. Abgerufen am 26. Juli 2023. </ref> Mit dem in den 2010er Jahren in Ilmenau entwickelten, tiefseetauglichen AUV (Autonomous Underwater Vehicle) DEDAVE konnten 2017 Überreste der Avro Canada CF-105 Arrow im Ontariosee entdeckt werden.<ref>Tauchroboter findet Avro Canada CF-105 Arrow. In: Der Spiegel. 3. Dezember 2017, ISSN 2195-1349 (spiegel.de [abgerufen am 26. Juli 2023]). </ref><ref>Überreste von historischem Flugzeug gefunden. Abgerufen am 26. Juli 2023. </ref> Das Unterwasserfahrzeug wurde 2018 für den Thüringer Innovationspreis nominiert.<ref>Innovationspreis Thüringen 2018 - Nominiert: Fraunhofer IOSB-AST. Abgerufen am 26. Juli 2023 (). </ref> Um technologische Schnittstellen zwischen der Thüringer Automotive-Branche und der maritimen Wirtschaft zu erschließen, wurde 2020 das Transfernetzwerk „Automotive goes Subsea“ in Ilmenau initiiert.<ref>Transfernetzwerk "Automotive goes Subsea". Abgerufen am 26. Juli 2023. </ref>

Ein weiterer Forschungsschwerpunkt der Abteilung ist die Modellierung, Simulation und Entscheidungsunterstützung für komplexe Wassersysteme. IT-basierte Modellierungssysteme werden dabei für den Wasserbedarf, für Einzugsgebiete und Flussläufe entwickelt. Forschungsprojekte dazu gab es unter anderem in der Volksrepublik China<ref>Wasserversorgung in Peking: Chinesisch-deutsches Gemeinschaftsprojekt erfolgreich in Peking gestartet. Abgerufen am 26. Juli 2023. </ref> und in der Mongolei.<ref>Buren Scharaw: "Integriertes Wasserressourcen-Management in Zentralasien: Modellregion Mongolei (MoMo)". Abschlussbericht Phase 3 und Aufstockung für den Projektträger Jülich des Bundesministeriums für Bildung und Forschung. 2021 (fraunhofer.de [abgerufen am 26. Juli 2023]). </ref>

Kooperationen

Das Fraunhofer IOSB-AST ist Mitglied in der Fraunhofer-Allianz Energie<ref>Fraunhofer-Allianz Energie. Abgerufen am 26. Juli 2023. </ref>, der Fraunhofer-Allianz SysWasser<ref>Fraunhofer-Allianz SysWasser. Abgerufen am 26. Juli 2023. </ref> sowie den Fraunhofer-Allianzen BigData und Embedded Systems. Im universitären Bereich besteht eine enge Zusammenarbeit mit der Technischen Universität Ilmenau in den Fachgebieten Elektrische Energieversorgung, Energieeinsatzoptimierung, Simulation und Optimale Prozesse sowie Systemanalyse. Das Fraunhofer IOSB-AST ist Mitglied im Forschungsnetzwerk Quantum Hub Thüringen<ref>Quantum Hub Thüringen. Abgerufen am 26. Juli 2023. </ref>, im Fraunhofer-Leistungszentrum „Intelligente Signalanalyse- und Assistenzsysteme“ (InSignA)<ref>Intelligente Signalanalyse- und Assistenzsysteme – InSignA. Abgerufen am 26. Juli 2023. </ref>, im edna Bundesverband Energiemarkt & Kommunikation e.V.<ref>Mitglieder | edna Bundesverband. Abgerufen am 26. Juli 2023 (). </ref>, der Fraunhofer-Academy sowie im Thüringer Erneuerbare Energien Netzwerk. Seit 2023 stellt das Fraunhofer IOSB-AST mit Peter Bretschneider den stellv. Vorstandsvorsitzenden des Open District Hub e.V.<ref>Open District Hub e.V. - Menschen verbinden. In: ODH. Abgerufen am 26. Juli 2023 (). </ref>

Zahlen und Fakten

Am Fraunhofer IOSB-AST sind derzeit rund 130 Mitarbeiter sowie Bachelor- und Masterstudierende beschäftigt. Der Betriebshaushalt liegt im Jahr 2023 bei rund 12 Millionen Euro.<ref>Das IOSB-AST. Abgerufen am 26. Juli 2023. </ref> Der Anteil der Auftragsforschung aus der Industrie betrug 2022 knapp 30 Prozent. Aktuell wird das Fraunhofer IOSB-AST von den Direktoren Thomas Rauschenbach und Peter Bretschneider in Doppelspitze geleitet.<ref>Kontakt. Abgerufen am 26. Juli 2023. </ref>

Außenstellen

Seit 2017 besitzt das Fraunhofer AST eine Außenstelle in Görlitz. Der Forschungsschwerpunkt dort liegt auf der Cybersecurity von kritischer Infrastruktur im Bereich von Strom und Wasser. Weitere Aktivitäten bestehen seit 2022 im Fraunhofer-Zentrum für die Sicherheit Sozio-Technischer Systeme (SIRIOS) in Berlin<ref>SIRIOS | Institute und Kompetenzen – Vereinte Fraunhofer-Kompetenzen. Abgerufen am 26. Juli 2023. </ref> sowie in der interdisziplinären Fraunhofer-Forschungsgruppe „Smart Ocean Technologies SOT“ in Rostock.<ref>Beteiligte Institute. Abgerufen am 26. Juli 2023. </ref>

Weblinks

• Homepage des Institutsteils Angewandte Systemtechnik (AST)

Einzelnachweise

<references />

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