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    Skalierbare Herstellung von ATMPs
    Die Entwicklung von Arzneimitteln für neuartige Therapien (ATMPs; Advanced Therapy Medicinal Products) schreitet schnell voran. Erste Produkte haben bereits die Marktzulassung erhalten und sind kommerziell erhältlich. Ihre Produktion ist jedoch von komplexen manuellen Abläufen, hochspezialisierten Geräten und den damit verbundenen hohen Produktionskosten geprägt. Aufgrund der Neuartigkeit und der hohen Komplexität bei der Produktion kann das volle klinische Potential von ATMPs in Zukunft unter den bestehenden Produktionsbedingungen nicht ausgeschöpft werden. Darüber hinaus nehmen die am Markt zugelassenen Produkte und die klinischen Anwendungsgebiete von ATMPs stetig zu, was langfristig nicht nur zu einem Engpass in der Produktion, sondern auch zu einer hohen finanziellen Belastung des Gesundheitssystems führen wird. Um die Herstellkosten von ATMPs zu senken und sie vielen Patientinnen und Patienten zur Verfügung stellen zu können, sind neue Konzepte entlang der gesamten Wertschöpfungskette erforderlich. Dafür muss die Produktion insbesondere stärker automatisiert und digitalisiert werden. Unterschiedliche Konzepte sind hier vielversprechend für eine vollautomatisierte Produktion, im Sinne einer vollintegrierten Automatisierung oder eines modularen Aufbaus der Produktionsumgebung. Die Implementierung dieser Konzepte setzt neue Entwicklungen voraus, von der Entnahme der Zellen bei der Spenderin oder beim Spender über die Produktionstechnologien an sich bis hin zur finalen Formulierung und Abfüllung des Produkts. Neben Änderungen im Bereich der Hardware werden auch neue Softwarelösungen notwendig, beispielsweise zur Planung und Auswahl geeigneter Produktionsszenarien. Auch für die eigentliche Produktion von ATMPs und die damit verbundenen Daten müssen zukünftig neue Technologien, wie bspw. integrierte Prozesskontrollen, die Prozessbegleitung mittels Digitalem Zwilling oder die Analyse sowie Prozesssteuerung mittels Künstlicher Intelligenz (KI) berücksichtigt werden, um das volle Automatisierungspotential ausschöpfen zu können.
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    White Paper »RESYST«. Resiliente Wertschöpfung in der produzierenden Industrie - innovativ, erfolgreich, krisenfest
    Ziel des White Papers zum Thema Resiliente Wertschöpfung ist es, die Ergebnisse aus dem Fraunhofer-Innovationsprogramm Resiliente Wertschöpfungssysteme (»RESYST«) einer breiten Öffentlichkeit aus Wirtschaft, Wissenschaft und Politik zugänglich zu machen. Im Lichte aktueller Erfahrungen aus der Corona-Pandemie, aber auch der Hochwasserkatastrophe greift das Innovationsprogramm die Anforderungen des Wirtschaftsstandorts Deutschland an resiliente und dynamische Wertschöpfungssysteme bei gleichbleibend hoher Produktivität und Individualisierung auf. Resilienz gegenüber Krisen und Störfällen aller Art entwickelt sich somit zum entscheidenden Wettbewerbsfaktor.
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    Herausforderungen in der Mikrozerspanung
    ( 2019)
    Kuche, Yves
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    Die Mikrozerspanung gewinnt aufgrund der wachsenden Märkte für Mikrokomponenten, Präzisionsbauteile und Bauteile mit Toleranzen im einstelligen Mikrometerbereich zunehmend an Bedeutung. Verfahren wie das Mikrodrehen, Mikrofräsen und Mikrobohren ermöglichen dabei die Fertigung von Bauteilen mit einer großen Geometriekomplexität in einem breiten Werkstoffspektrum, wodurch die Verfahren in Anwendungsfeldern wie dem Werkzeug- und Formenbau, der Mikrosystemtechnik, der Medizintechnik und der Feinwerktechnik nicht mehr wegzudenken sind. Bei der Mikrozerspanung nimmt der Einfluss des Schneidstoff- und Werkstückwerkstoffs, der Werkzeugmakro- und Werkzeugmikrogeometrie sowie der Prozesstechnologie im Vergleich zur Makrozerspanung deutlich zu. Grund dafür sind die im Vergleich zur Makrozerspanung geringeren Zustellungen und Schnitttiefen, welche aus den kleineren Werkzeugdimensionen resultieren. Weiterhin nimmt beispielsweise beim Mikrofräsen der Einfluss von Schwingungen erheblich zu und kann zu einem inhomogenen Prozess mit raschen Werkzeugversagen und einer schlechten Bauteilqualität resultieren. Innerhalb des Vortrags werden die grundlegenden Einflussgrößen bei der Mikrozerspanung erläutert und anhand von Beispielen und Untersuchungsergebnissen veranschaulicht. Durch aktuelle Ergebnisse aus der Grundlagen- sowie anwendungsorientierten Forschung werden weiterhin Einblicke in aktuelle Entwicklungsthemen gegeben, welche gemeinsam mit dem Fachpublikum diskutiert werden können. Diese beinhalten beispielsweise Erkenntnisse zum Einfluss der Werkzeugmikrogeometrie, Anforderungen bei der Zerspanung verschiedener Werkstoffe, dem Schwingungseinfluss sowie deren Analyse bei der Mikrozerspanung und die Potentiale verschiedener Schneidstoffe.
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    Ressourcenadaptive Produktionssysteme
    ( 2017)
    Cherkaskyy, Michael
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    Feitscher, Roberto
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    Hohwieler, Eckhard
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    Stoldt, Johannes
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    Ein heute wichtiger Wirtschaftsfaktor mit einem wesentlichen Beitrag auf dem Weg zu einer nachhaltigen Entwicklung ist der effiziente Umgang mit Ressourcen. Eine Schlüsselrolle spielen dabei Erneuerbare Energien für die Energieversorgung, Energiespeichertechnologien sowie die intelligente Steuerung des Produktionssystems. Letztere soll vor allem einen energieeffizienten Betrieb sicherstellen, also Leistungsverläufe optimieren und Spitzenlasten vermeiden. Um Energie zu einer zentralen Zielgröße in der Produktionsplanung und -steuerung zu machen, haben die Projektpartner ein neues Planungstool entwickelt. Die Basis dafür bildete die modellhafte Beschreibung des Produktionssystems, die Fertigungsschritte zur Herstellung eines Produkts und umgebende Planungs- und Steuerungsprozesse kombiniert.
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    Energie- und ressourcenadaptive Produktionssysteme
    ( 2017)
    Hohwieler, Eckhard
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    Örtwig, Claudia
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    Cherkaskyy, Michael
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    Franz, Enrico
    Lösungen zur Energieeffizienzsteigerung und -kostensenkung betrachten die Fabrik, das Produktionssystem und ggf. bestehende Wechselwirkungen nicht als Ganzes. Für ein energieoptimiertes (Re-)Design und den Betrieb von Fabriken bzw. Produktionssystemen wurde eine Methode entwickelt, mit deren Hilfe Energie- und Ressourcenbedarfe von bestehenden Unternehmen erfasst, angebotsorientiert geplant und entsprechend gesteuert werden können. Dadurch wird es möglich, Hotspots des Energieverbrauchs im Unternehmen zu identifizieren. Die sich daraus ergebenden Handlungsbedarfe können zur Umstrukturierung der Prozesslandschaft oder zur Ergänzung der Infrastruktur durch passende Energieerzeuger bzw. -speicher führen.