IN THE FUTURE LAB

How can cutting-edge automation technology be used even more efficiently in manufacturing? How can artificial intelligence be best utilized to plan and control production even better and in a more resource-preserving manner? How can production assistance systems support humans in such a way that they can optimally contribute their cognitive abilities to the production process and not waste valuable time at the wrong place? And how can production be further developed with a view to climate protection so that its CO2 footprint becomes ever smaller – up to CO2 neutrality? We are working on future issues such as these in ever new projects in our “Research & Development” department. From the very beginning, CPT has been a recognized partner in practice in the field of R&D cooperation and has since been involved in countless promising research projects. Cooperation partners are primarily universities, colleges, and Fraunhofer Institutes. Innovation is lived at CPT every day – and that is exactly what our customers appreciate most about us.

EXAMPLE PROJECTS

CPT has already been involved in numerous research and development projects with a wide range of tasks and is currently working on several new projects.

PROJECT InTeLeMat

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ARTIFICIALLY AND HUMANLY INTELLIGENT

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TOOL AND PROJECT DEVELOPMENT

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MISSION DIGITAL TWIN

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PROTOTYPE FOR PROTOTYPES

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DELICATE PLANT, BIG IMPACT

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MISSION „CYPRO ASSIST"

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DAS FORSCHUNGSPROJEKT InTeLeMat heißt:

 

„Informelle, technikunterstützte Lernsysteme in der Matrixproduktion“.
Um in Zukunft marktfähig zu bleiben, müssen KMU´s flexibler werden,
Möglichkeiten der Digitalisierung nutzen, Prozesse umgestalten und soziale
Belange der Belegschaft berücksichtigen. Mittels der Matrixproduktion, soll die Fertigung flexibler und lernfähiger gestaltet werden.
CPT ist als Projektpartner an der Problemstellung, Erforschung
und Umsetzung im Unternehmen beteiligt.
Gefördert wird das Projekt durch das Bundesministerium für
Bildung und Forschung, Projektträger ist das Karlsruher Institut
für Technologie (KIT).

 

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KÜNSTLICH UND MENSCHLICH INTELLIGENT:

 

Wie lassen sich durch künstliche Intelligenz neue Arbeitsformen gestalten? Und wie kann künstliche Intelligenz in der Planung und Steuerung
der Produktion bestmöglich eingesetzt werden? Diesen Fragen geht
das Forschungsprojekt 1.   „Künstlich und Menschlich Intelligent" („K-M-I“) nach, an dem CPT als Verbundpartner aktiv mitarbeitet. KI als Treiber für neue Formen der Arbeit und neue Geschäftsmodelle müssen zusammen gedacht werden, um zukunfts- und wettbewerbsfähig zu bleiben. Gefördert wird das Projekt durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung, Projektträger ist das Karlsruher Institut für Technologie (KIT).

 

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WERKZEUG- UND PROJEKTENTWICKLUNG:

 

Wie lassen sich schwer zerspanbare Werkstoffe möglichst
ressourceneffizient zerspanen? Die Lösung heißt kryogene
Hochdruckkühlung - und wir sind als Verbundpartner an einem
Forschungsprojekt dazu beteiligt. Zum Einsatz kommt eine
Hochdruck-Kryoanlage, die den flüssigen Stickstoff bis zur Werkzeugschneide befördern kann. Das Verfahren soll Werkzeugstandzeiten und Schnittgeschwindigkeiten bei schwer zerspanbaren Werkstücken erhöhen. Gefördert wird das Projekt durch das Bundeswirtschaftsministerium
(Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand ZIM).

 

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MISSION DIGITALER ZWILLING („TWIN"):

 

In diesem Projekt, an dem CPT ebenfalls beteiligt ist, steht der Entwicklungsprozess zur Fertigung von Prototypen (Produktentstehungsphase) mit Hilfe des
sogenannten Laser-Pulver-Auftragschweißens (LPA) im Fokus. Zu diesem Zweck entwickelt TWIN ein digitales Produkt-Service-System (mit einem digitalen Zwilling als Kernobjekt) unter Beteiligung der gesamten Wertschöpfungskette der industriellen generativen Fertigung. Dazu wird der Fertigungsprozess stärker modularisiert,
sodass zusätzliche Interaktionspunkte zwischen den Partnern entstehen und in Form „Smarter Dienste“ dynamisch erbracht werden. Somit ergibt sich ein geschlossenes System, welches genauen Details zur Logistik und zum Verlauf der Prozesse verarbeitet und darstellt. Projektträger ist das Karlsruher Institut für Technologie (KIT). Gefördert wird das Projekt durch das Bundeswirtschaftsministerium.

 

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PROTOTYP FÜR PROTOTYPEN:

 

Mit additiv gefertigte Präzisionskomponenten aus Hochleistungsstahllegierungen beschäftigte sich ein weiteres Großprojekt im Bereich Forschung und Entwicklung, an dem CPT neben weiteren Praxispartnern beteiligt war. Die Komponenten aus diesem Werkstoff eröffnen insbesondere für die Prototypenfertigung neue Perspektiven.

 

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ZARTES PFLÄNZCHEN, GROSSE WIRKUNG:

 

Die Jatropha-Pflanze, ein Wolfsmilchgewächs aus Zentralafrika, gedeiht auf kärgsten Böden, ist keine Esspflanze für Mensch und Tier, hat aber einen großen Vorteil: Ihre Nüsse sind extrem ölhaltig. In einem spannenden Forschungsprojekt haben CPT und weitere Partner einen Kühlschmierstoff auf Basis des Jatropha-Öls entwickelt.

 

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MISSION „CYPRO ASSIST":

 

Auch an einem Fertigungsassistenzsystem unter Verwendung sozio-cyber-physischer Produktionssysteme forschte CPT gemeinsam mit Partnern. Ein Schwerpunkt dabei: die Entwicklung neuartiger Algorithmen zur Erfassung von Produktionsdaten. Die Zukunft hat bereits begonnen – und wir gestalten sie mit, indem wir Innovationen forcieren.

 

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The research project InTeLeMat is called:

 

"Informal, technology-supported learning systems in matrix production."
In order to remain competitive in the future, SMEs must become more flexible, use digitalization opportunities, redesign processes, and consider the social needs of their workforce. Matrix production is intended to make production more flexible and adaptable. CPT is involved as a project partner in the problem definition, research, and implementation in the company. The project is funded by the Federal Ministry of Education and Research, and the project sponsor is the Karlsruhe Institute of Technology (KIT).

 

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ARTIFICIALLY AND HUMANLY INTELLIGENT:

 

How can artificial intelligence be used to shape new forms of work? And how can artificial intelligence be best used in production planning and control? These are the questions being addressed by the research project "Artificially and Humanly Intelligent" ("K-M-I"), in which CPT is actively involved as a partner. AI as a driver of new forms of work and new business models must be considered together in order to remain future-oriented and competitive. The project is funded by the Federal Ministry of Education and Research, and the project sponsor is the Karlsruhe Institute of Technology (KIT).

 

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TOOL AND PROJECT DEVELOPMENT:

 

How can difficult-to-machine materials be machined as resource-efficiently as possible? The solution is cryogenic high-pressure cooling - and we are involved in a research project on this as a partner. A high-pressure cryogenic system is used that can transport the liquid nitrogen to the cutting edge of the tool. The process is intended to increase tool life and cutting speeds for difficult-to-machine materials. The project is funded by the Federal Ministry of Economics and Energy (Central Innovation Program for SMEs ZIM).

 

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MISSION DIGITAL TWIN

 

In this project, in which CPT is also involved, the focus is on the development process for manufacturing prototypes (product development phase) using so-called laser powder bed fusion (LPA). For this purpose, TWIN is developing a digital product-service system (with a digital twin as the core object) with the involvement of the entire value chain of industrial generative manufacturing. To this end, the manufacturing process is being modularized to a greater extent, so that additional interaction points between the partners are created and dynamically provided in the form of "smart services". This results in a closed system that processes and represents precise details of logistics and process flow. The project sponsor is the Karlsruhe Institute of Technology (KIT). The project is funded by the Federal Ministry of Economics.

 

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PROTOTYPE FOR PROTOTYPES:

 

Another major research and development project, in which CPT was involved alongside other industry partners, focused on additively manufactured precision components made from high-performance steel alloys. Components made from this material open up new perspectives, especially for prototype manufacturing.

 

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DELICATE PLANT, BIG IMPACT:

 

The Jatropha plant, a spurge native to Central Africa, thrives on the poorest soils, is not a food plant for humans or animals, but has one big advantage: its nuts are extremely oily. In an exciting research project, CPT and other partners have developed a coolant based on Jatropha oil.

 

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MISSION „CYPRO ASSIST":

 

CPT also conducted research on a manufacturing assistance system using socio-cyber-physical production systems in collaboration with partners. One focus was on the development of novel algorithms for collecting production data. The future has already begun - and we are helping to shape it by driving innovation.

 

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Modular und wirtschaftlich aufgebaute Roboter-Nutzlasten-Systeme für die individuelle Einsatzausrüstung autonomer Robotersysteme

Die Innovationsprämie beinhaltet eine wissenschaftliche Arbeit in Bezug auf die Einführung autonomer Roboter mit modularen Nutzlasten, um flexibler auf individuelle Kundenwünsche zu reagieren. Die beantragte Innovationsprämie soll wirtschaftliche Lösungen für KMU untersuchen, die eine Anpassung der Roboter an verschiedene Aufgaben und eine nahtlose Integration in bestehende Produktionsumgebungen ermöglichen. Ziel ist es, die Effizienz und Wettbewerbsfähigkeit des Unternehmens zu steigern.

 

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Durchführung der betrieblichen Ausbildung im Verbund, d. h. dass Ausbildungsinhalte in anderen Unternehmen oder Einrichtungen (Verbundpartner) ergänzend zur eigenen Ausbildung vermittelt werden.

 

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Ein zentrales Ziel des Digitalisierungsprojektes ist die Einbindung des Management-Informations-Systems (MES) in das KI-basierte Assistenzsystem. Der ChatBot wird als integrativer Bestandteil der digitalen Systemlandschaft konzipiert – mit bidirektionalem Datenaustausch. Über standardisierte Schnittstellen soll eine strukturierte Anbindung des MES an den KI-ChatBot erfolgen, dass der ChatBot dadurch auf definierte Datenfelder und -strukturen im MES-System zugreifen kann (z. B. Wartungsintervalle, Störungsmeldungen, Anlagenstatus) und diese kontextbezogen in der Nutzerinteraktion verarbeiten. Mitarbeitende, Kunden oder Partner stellen gezielte Fragen (z. B. „Wann ist die nächste Wartung für Anlage XY?“). Der ChatBot greift in Echtzeit auf aktuelle MES-Daten zu, interpretiert diese und antwortet kontextbezogen. Er ermöglicht auch aktive Rückmeldungen ins System, z. B.: Einreichen neuer Wartungs- oder Störmeldungen, Einpflegen von Kommentaren oder Statusinformationen, Initiieren von Aufgaben oder Workflows. Diese Informationen werden strukturiert an das MES übergeben. Durch diese wechselseitige Integration entsteht ein intelligentes Dialogsystem, das mit dem MES „mitdenkt“ – es kann auf vergangene Daten zurückgreifen, Prognosen unterstützen und automatisch Folgeprozesse anstoßen.

 

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Koralle

Holistisches System zur Förderung der Resilienz durch adaptive, digitale Zwillinge und KI-gestütztes Ideenmanagement.

Ziel ist es, einen digitalen Resilienz-Zwilling, der sich vor allem auf die partizipative Mitgestaltung der Mitarbeiter konzentriert, ein KI-gesteuertes Vorschlagswesen und das vorhandene Ideenmanagement einbindet zu entwickeln.

 

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"Studie zur Entwicklung eines Online QS-Systems zur Fehlstellenerkennung an metallischen Elementen nach der mechanischen Bearbeitung"

Die Zielstellung des angestrebten Vorhabens ist die Entwicklung eines neuen Qualitätssicherungssystems zur Fehlstellenerkennung auf metallischem Ausgangsmaterial nach der mechanischen Bearbeitung für Dreh- und Frästeile, um die Lebensdauer der Werkzeuge zu verlängern und die Effizienz des Gesamtprozesses zu verbessern. Im Kontext der Studie bedeutet Qualitätssicherung das Erkennen von Fehlern am bearbeiteten metallischen Bauteil. Ein besonderes Augenmerk muss hierbei auf die Eignung hinsichtlich einer zuverlässigen Fehlerdetektion und einen anwenderfreundlichen Umgang mit dem fehlerhaften Bauteil gelegt werden, um auch im Schichtbetrieb bestmöglich die Qualität zu sichern ohne die Produktivität zu mindern.

 

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