Forschung, die Zukunft ins Heute bringt

Künstliche Intelligenz, Matrixproduktion, digitale Zwillinge, Robotik, Assistenzsysteme, neue Werkstoffe: CPT Präzisionstechnik arbeitet an Technologien, die industrielle Fertigung verändern. Gemeinsam mit Universitäten, Hochschulen, Fraunhofer-Instituten und Industriepartnern entstehen Lösungen, die nicht im Labor enden sollen. Denn bei CPT gibt es einen ziemlich einfachen, aber klaren Maßstab: Eine Idee ist erst dann gut, wenn sie an einer echten Maschine, mit echten Daten und unter echten Produktionsbedingungen funktioniert.

BEISPIELPROJEKTE

An zahlreichen Forschungs- und Entwicklungsprojekten mit vielfältigen Aufgabenstellungen war CPT bereits beteiligt und hat aktuell auch mehrere neue Projekte in Bearbeitung.

Das Forschungsprojekt "InTeLeMat"

Wenn Produktion lernen kann.

InTeLeMat entwickelt technikunterstützte Lernsysteme für die Matrixproduktion in kleinen und mittleren Unternehmen. Ziel ist eine Fertigung, die flexibler organisiert werden kann und Wissen dort verfügbar macht, wo es gebraucht wird. CPT bringt seine Praxiserfahrung in Problemstellung, Forschung und Umsetzung ein.

Gefördert wird das Projekt durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung, Projektträger ist das Karlsruher Institut für Technologie.

Nicht nur Maschinen vernetzen. Wissen gleich mit.

KMI – künstlich und menschlich intelligent

KI soll Menschen stärker machen. Nicht überflüssig.

Wie kann künstliche Intelligenz industrielle Arbeit unterstützen, ohne den Menschen aus dem Prozess zu drängen? KMI untersucht neue Formen der Planung und Steuerung von Produktion und verbindet dabei technische Intelligenz mit menschlichem Erfahrungswissen.

CPT ist Verbundpartner des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderten Projekts. Projektträger ist das KIT.

Die spannendste Intelligenz entsteht dort, wo beides zusammenarbeitet.

ZIM

Manche Werkstoffe wehren sich.

Schwer zerspanbare Materialien stellen Werkzeuge und Prozesse vor besondere Herausforderungen. Im ZIM-Projekt wird deshalb mit kryogener Hochdruckkühlung gearbeitet: Flüssiger Stickstoff wird bis unmittelbar an die Werkzeugschneide geführt. Ziel sind längere Werkzeugstandzeiten, höhere Schnittgeschwindigkeiten und ein effizienterer Materialeinsatz.

CPT ist Verbundpartner des im Zentralen Innovationsprogramm Mittelstand geförderten Projekts.

Wenn das Material schwierig ist, muss der Prozess intelligenter werden.

Digitaler Zwilling

Erst digital verstehen. Dann besser produzieren.

Der digitale Zwilling bildet Produkte, Prozessdaten, Logistik und Fertigungsschritte virtuell entlang der Wertschöpfungskette ab. Im Forschungsprojekt untersucht CPT gemeinsam mit Partnern digitale Produkt-Service-Systeme für generative Fertigung und Prototypenbau mit Laser-Pulver-Auftragschweißen.

CPT bringt dabei die Anforderungen aus der realen Fertigung und Prototypenentwicklung ein.

Was digital sichtbar wird, lässt sich real besser entscheiden.

Online-Qualitätssicherung

Fehler finden, bevor sie teuer werden.

Ein Online-QS-System soll Fehlstellen an metallischen Bauteilen unmittelbar nach der mechanischen Bearbeitung erkennen.

Damit können Prozessabweichungen früher sichtbar, Werkzeugstandzeiten besser genutzt und Fehler schneller erkannt werden. Auch unter den Bedingungen eines laufenden Schichtbetriebs.

Qualität kontrollieren ist gut. Fehler früh erkennen ist besser.

TRIAL – Teamresilienz für eine widerstandsfähige Arbeitswelt

Resilienz beginnt nicht im Krisenhandbuch.

Was passiert, wenn Prozesse gestört werden, Anforderungen sich verändern oder Teams unter Druck geraten? TRIAL untersucht, wie Mitarbeitende Störungen früher erkennen, gemeinsam reagieren und auch in dynamischen Situationen handlungsfähig bleiben können.

CPT wirkt als Pilotpartner mit und überträgt die Erkenntnisse direkt in den betrieblichen Alltag.

Widerstandsfähigkeit entsteht dort, wo gegen Widerstände gearbeitet wird.

Koralle

Gute Ideen sollten nicht in der Schublade sterben.

KORALLE verbindet einen digitalen Resilienz-Zwilling mit KI-gestütztem Ideenmanagement. Mitarbeitende können ihre Erfahrungen und Verbesserungsvorschläge stärker in betriebliche Prozesse einbringen, während KI hilft, Ideen zu strukturieren und nutzbar zu machen.

Für CPT verbindet das Projekt damit Digitalisierung, Beteiligung und organisatorische Widerstandsfähigkeit.

Denn oft weiß die Produktion längst, was besser gehen könnte.

Jatropha-Kühlschmierstoff

Nachhaltigkeit beginnt manchmal an der Werkzeugschneide.

Gemeinsam mit Partnern entwickelte CPT einen Kühlschmierstoff auf Basis von Jatropha-Öl. Die Pflanze wächst auf kargen Böden, konkurriert nicht mit Nahrungspflanzen und liefert ölhaltige Nüsse für technische Anwendungen.

Das Forschungsprojekt verbindet damit Werkstoffentwicklung, Ressourcenschonung und industrielle Fertigung.

Natur und Industrie – im Verbund können sie Prozesse verändern.

KI mit MES-Anbindung

Die Produktion hat die Daten. Jetzt kann man sie fragen.

Ein KI-basiertes Assistenzsystem wird direkt mit dem Manufacturing Execution System der Fertigung verbunden. Es kann definierte MES-Daten wie Wartungsintervalle, Störungsmeldungen oder Anlagenzustände abrufen und über eine bidirektionale Schnittstelle Informationen auch wieder in das System zurückgeben.

Damit wird aus gespeicherten Produktionsdaten nutzbares Wissen.

Nicht suchen. Sondern finden. Fragen. Entscheiden.

MISSION „CYPRO ASSIST"

Daten werden erst wertvoll, wenn sie etwas erklären.

Im Projekt CyPro Assist forschte CPT gemeinsam mit Partnern an Fertigungsassistenzsystemen auf Basis sozio-cyber-physischer Produktionssysteme.

Im Mittelpunkt standen Algorithmen zur Erfassung und Nutzung von Produktionsdaten – mit dem Ziel, Informationen aus der Fertigung besser verfügbar und für Entscheidungen nutzbar zu machen.

Daten machen erst nach ihrer Interpretation intelligenter.

Autonome Robotik

Ein Roboter allein löst noch kein Problem.

Modulare Nutzlastsysteme sollen autonome Roboter flexibler machen und ihre Integration in bestehende Produktionsumgebungen erleichtern. CPT untersucht dabei vor allem eine Frage, die für den Mittelstand entscheidend ist:

Wie wird aus „technisch möglich“ auch „wirtschaftlich sinnvoll“?

Ausbildung im Verbund

Wissen wächst, wenn man es teilt.

CPT beteiligt sich an der betrieblichen Ausbildung im Verbund. Auszubildende lernen dabei zusätzlich in Partnerunternehmen und erweitern so ihre fachliche Erfahrung über den eigenen Betrieb hinaus.

Gute Fachkräfte entstehen durch Weit- und Umsicht.

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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TRIAL – Teamresilienz für eine widerstandsfähige Arbeitswelt

Das Verbundprojekt TRIAL erforscht, wie Teams in einer zunehmend komplexen und dynamischen Arbeitswelt handlungsfähig bleiben. Unternehmen stehen heute unter hohem Veränderungsdruck – TRIAL verbindet wissenschaftliche Erkenntnisse mit praktischer Erprobung, um Wege zu finden, wie Teams Störungen früh erkennen, gemeinsam Lösungen entwickeln und auch in herausfordernden Situationen souverän agieren.

 

Lernen von Hochleistungsteams

Feuerwehr, Rettungsdienste und Spitzensport zeigen täglich, wie Zusammenarbeit unter Zeitdruck und Unsicherheit funktioniert. TRIAL analysiert ihre Kommunikationsmuster, Routinen und Formen der gemeinsamen Orientierung, um diese Erfolgsprinzipien auf Unternehmen zu übertragen und dort nutzbar zu machen.

 

Unsere Rolle im Projekt

Wir sind stolz darauf, als Pilotpartner aktiv an TRIAL mitzuwirken. Gemeinsam gestalten wir neue Ansätze für widerstandsfähige Teamarbeit und freuen uns auf drei spannende Projektjahre, in denen wir innovative Methoden erproben und weiterentwickeln.

 

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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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TRIAL – Teamresilienz für eine widerstandsfähige Arbeitswelt

Das Verbundprojekt TRIAL erforscht, wie Teams in einer zunehmend komplexen und dynamischen Arbeitswelt handlungsfähig bleiben. Unternehmen stehen heute unter hohem Veränderungsdruck – TRIAL verbindet wissenschaftliche Erkenntnisse mit praktischer Erprobung, um Wege zu finden, wie Teams Störungen früh erkennen, gemeinsam Lösungen entwickeln und auch in herausfordernden Situationen souverän agieren.

 

Lernen von Hochleistungsteams

Feuerwehr, Rettungsdienste und Spitzensport zeigen täglich, wie Zusammenarbeit unter Zeitdruck und Unsicherheit funktioniert. TRIAL analysiert ihre Kommunikationsmuster, Routinen und Formen der gemeinsamen Orientierung, um diese Erfolgsprinzipien auf Unternehmen zu übertragen und dort nutzbar zu machen.

 

Unsere Rolle im Projekt

Wir sind stolz darauf, als Pilotpartner aktiv an TRIAL mitzuwirken. Gemeinsam gestalten wir neue Ansätze für widerstandsfähige Teamarbeit und freuen uns auf drei spannende Projektjahre, in denen wir innovative Methoden erproben und weiterentwickeln.

 

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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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