Fraunhofer agiert in einem hoch dynamischen Umfeld. Wirtschaftliche und gesellschaftliche Herausforderungen wirken ebenso auf die strategische Entwicklung wie Politik und wissenschaftlicher Fortschritt. Unter den Fraunhofer-Forschungsthemen nehmen Effizienztechnologien und Digitalisierung eine wesentliche Rolle ein. »Unser Leitgedanke: maximale Wertschöpfung bei einem möglichst minimalen Einsatz von Ressourcen macht Effizienztechnologien alternativlos«, sagt Prof. Reimund Neugebauer, Präsident der Fraunhofer-Gesellschaft. »Unsere 66 Institute bieten hierfür exzellente, bedarfsgerechte Lösungen. Mit ihren anwendungsnahen Forschungs- und Entwicklungsleistungen sind sie etablierter Partner vieler großer, kleiner und mittelständischer Unternehmen und bieten Antworten auf die Herausforderungen der Zukunft«.

Pilotvorhaben für nationale Leistungszentren

Wie eng Fraunhofer mit der Wirtschaft und anderen Forschungspartnern zusammenarbeitet, zeigen die Pilotvorhaben für nationale Leistungszentren. In Freiburg startete im März das »Leistungszentrum Nachhaltigkeit«. Gemeinsam mit der Industrie werden die Universität Freiburg und fünf Freiburger Fraunhofer-Institute an Lösungen für Klimawandel und Ressourcenknappheit arbeiten. Ein weiteres Pilotvorhaben ist das Leistungszentrum Elektroniksysteme in Erlangen: Die Fraunhofer-Institute vor Ort, die Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) sowie weitere außeruniversitäre Forschungseinrichtungen und Partner aus der Industrie starten es im Juni 2015. In Sachsen folgt ebenfalls im Juni ein drittes Leistungszentrum zum Thema Funktionsintegration in der Mikro- und Nanoelektronik. Dazu kooperieren Fraunhofer-Institute aus Dresden und Chemnitz mit den dortigen Technischen Universitäten sowie sächsischen Unternehmen.

Mit Leitprojekten Innovationen vorantreiben

Menschen werden mobiler, Rohstoffe knapper, die Produktion komplexer – die deutsche Wirtschaft muss mit dieser Entwicklung Schritt halten und Lösungen dafür finden. Ein Instrument, mit dem Fraunhofer noch intensiver auf die Bedarfe der Industrie eingehen will, sind Leitprojekte. Jedes Jahr wird über ein neues Leitprojekt entschieden, das mit maximal 10 Mio Euro über vier Jahre gefördert werden kann. Auch Industriepartner sind frühzeitig eingebunden, damit der Bedarf des Markts immer im Blick bleibt. Aktuell bündeln mehrere Institute ihre Aktivitäten in drei Leitprojekten: E3-Produktion
– ein erster Demonstrator, die E3-Fabrik, wurde 2014 eröffnet. Seltene Erden und Theranostische Implantate sind die Themen der beiden weiteren Vorhaben. Ein viertes, Strom als Rohstoff, ist in Planung.

Digitalisierung – Taktgeber für die Wirtschaft 4.0

Die Digitalisierung verändert unsere Gesellschaft und Wirtschaft von Grund auf – in Produktion, Handel, Dienstleistung und Verkehr. Wichtige Voraussetzungen für diesen Wandel und die künftige Wettbewerbsfähigkeit von Unternehmen sind qualitätssichernde Standards sowie zuverlässige IT-Sicherheit. »Der »Industrial Data Space« ist eine Initiative, um einen offenen Datenraum für die Wirtschaft zu schaffen, eine standardisierte, aber föderale Dateninfrastruktur, in der jeder Eigentümer von Daten entscheidet, wie er sie welchem Partner zugänglich macht«, erläutert Prof. Neugebauer. Die Initiative startete Fraunhofer gemeinsam mit der Bundesregierung und Industrieunternehmen.

Unabdingbar ist zudem eine schnelle Datenübertragung, deshalb entwickeln Fraunhofer-Forscher neuartige drahtlose Kommunikationslösungen. Zwei Beispiele: Wissenschaftlern des Fraunhofer-Instituts für Angewandte Festkörperphysik IAF gelang es, gemeinsam mit Kollegen der Universität Stuttgart, 64 Gigabit pro Sekunde bei 240 Gigahertz per Funk zu übertragen – und das über eine Entfernung von 850 Metern. Solche Richtfunkstrecken könnten zukünftig Lücken in der Versorgung mit Breitband-Internet schließen, indem die drahtlosen Links das Netz an schwer zugänglichen Stellen oder im ländlichen Raum ergänzen.

Am Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme IPMS arbeiten die Experten an einem Kommunikationsmodul, das ähnlich einer TV-Fernbedienung Infrarotlicht zur Datenübertragung nutzt und Datenraten bis zu 10 Gigabit pro Sekunde erreicht. Damit könnten drahtlose High-Speed-Verbindungen bald Kabelverbindungen wie USB oder Gigabit-Ethernet ersetzen. Mit ihrem optisch arbeitenden, drahtlosen Übertragungsmodul lassen sich große Datenmengen in Echtzeit austauschen.