Es ist ein Dilemma: Laut einer Umfrage von Industrie 2025 ist sich die Mehrheit der Schweizer Unternehmen der Bedeutung der Digitalisierung für ihr Geschäft bewusst – aber mehr als die Hälfte hat noch keine digitale Strategie erarbeitet. Die i4Challenge soll diese Situation ändern, Industrie 4.0-Lösungen fördern und die produzierende Industrie mit neuen Ansätzen und wertvollen Anwendungen unterstützen. Zu diesem Zweck luden wir Startups, Unternehmen und Projekte ein, sich für die 5. Ausgabe der i4Challenge zu bewerben.

Wie unterstützen wir Industrie 4.0-Innovatoren?

Unsere Aufgabe ist es, kompetente Innovatoren aus der Industrie zusammenzubringen und ihre Ideen und Lösungen zu bewerten. Bei der Auswahl der besten Bewerbungen können wir uns auf unsere Jury verlassen, die aus Expertinnen und Experten aus der Industrie und der Wissenschaft besteht. Wir unterstützen unsere Gewinner bei ihren Pitches, helfen bei der Gestaltung ihrer Geschäftsentwicklung und stellen ihnen unser breites trinationales Netzwerk vor.

Die Gewinner des Innovative Solutions Track erhalten ausserdem eine Ausstellungsfläche auf der BE 4.0-Messe in Mulhouse (29.-30. November 2022) und Zugang zu speziellen Bildungsprogrammen. Die Gewinner des New Ideas Track haben die Möglichkeit, ihr Unternehmen im Switzerland Innovation Park Basel Area in Courroux zu beschleunigen und von verschiedenen Branchenexperten bei der Entwicklung ihres Geschäftsmodells gecoacht zu werden. Insgesamt beträgt die Höhe des Preises 40 000 Schweizer Franken. Für uns ist die i4Challenge ausserdem eine wertvolle Möglichkeit, aktuelle Themen der Industrie 4.0 zu verfolgen.

Unsere Schlussfolgerungen zu den Trends der Industrie 4.0

• An Ideen mangelt es den Entwicklern, Unternehmen und Wissenschaftlern nicht – im Gegenteil. Wir haben 30 Bewerbungen für den Track Innovative Solutions erhalten. 9 Bewerber reichten ihre Pitches für den Track New Ideas ein.
• Additive Fertigung und künstliche Intelligenz sind Technologien, die bleiben werden: Sie wurden in vier erfolgreichen Pitches vorgestellt.
• Nachhaltigkeit ist ein zentrales Thema in der Fertigung – die Industrie braucht neue Wege, um Ineffizienzen (und somit Kosten) zu senken.
• Dass Menschen Maschinen warten können, ist der Schlüssel, um den industriellen Wandel voranzutreiben; insbesondere in Zeiten, in denen qualifizierte Fachkräfte auf dem Markt nur begrenzt verfügbar sind.

Industrie 4.0-Lösungen helfen, sowohl die Komplexität neuer Methoden, Maschinen und Programme als auch Herstellungskosten zu bewältigen.

Hier stellen wir die Innovative Solutions-Gewinner der i4Challenge 2022 vor

a-metal

Der 3D-Druck von Kunststoff ist erschwinglich geworden und der Umgang mit der additiven Fertigung wird von Minute zu Minute einfacher. Das Drucken von Metall ist hingegen eine andere Geschichte, wie die beiden Mitbegründer Stephan Steiner und Andreas Kuster feststellen. «Es war klar, dass wir die Einstiegshürden für den 3D-Druck von Metall überwinden müssen.» Sie ermöglichen F&E-Abteilungen, KMUs und dem Bildungssektor den Einstieg in die professionelle additive Fertigung von Metall. Zu diesem Zweck bieten sie eine kompakte Desktop-Maschine, Pulvermaterial in versiegelten Kartuschen und ein einfach zu bedienendes Softwarepaket an. Die Vision der Mitbegründer ist es, in den riesigen Markt des Metalldrucks einzusteigen und gleichzeitig die Nachhaltigkeit der gesamten Branche zu fördern. Das neue Maschinenkonzept wurde im Rahmen von Stephan Steiners Masterarbeit an der ETH Zürich entwickelt und getestet.

www.a-metal.com

Ketag AG

Produktionsanlagen werden von Elektromotoren angetrieben. Die Instandhaltung dieser Motoren verbessert die Produktivität – aber Elektromotoren sind auch der Schlüssel zur Verbesserung der Energieeffizienz: In der Schweiz verbrauchen Elektromotoren das Äquivalent von 12 TWh pro Jahr. Der Umstieg auf effizientere Modelle kann die Effizienz um 20% verbessern, was angesichts der Energiepreise und der zu erfüllenden Effizienznormen zu berücksichtigen ist. «Die Verbesserung der Energieeffizienz kann nur dann schnell erfolgen, wenn das notwendige Wissen in allen Unternehmen vorhanden ist. Leider ist dieser Idealzustand aufgrund des Fachkräftemangels nicht gegeben», sagt Michael Kummer, Geschäftsführer der Ketag. Der Wissensmangel führte zu einer steigenden Zahl von Kundenanfragen – und damit zu einem Ausbau des First Level Supports bei der Ketag. Um das Problem zu lösen, führte die Ketag zunächst eine Machbarkeitsstudie mit Studierenden der FHNW durch und entwickelte anschliessend eine Applikation, um den Austausch eines defekten Elektromotors digital darzustellen und zu automatisieren – ohne Spezialkenntnisse. In einem nächsten Schritt soll die Möglichkeit geschaffen werden, Motoren mit unterschiedlichen Wirkungsgraden von verschiedenen Herstellern zu vergleichen.

www.ketag.ch

Lines Manufacturing

Die additive Fertigung wird zur individuellen Konfiguration von Produkten eingesetzt und ermöglicht es Unternehmen in der Regel, die benötigten Teile in Kleinserien herzustellen. Während das Verfahren zur Herstellung von Kleinteilen gut etabliert ist, ist die Herstellung von Grossteilen im Allgemeinen zu teuer. Bisher hatten die Hersteller von Grossteilen zwei Möglichkeiten, wenn sie Grossteile in kleinen und mittleren Serien verkaufen wollten: Sie konnten hoffen, ein Teil zu einem hohen Preis zu verkaufen, oder sie waren gezwungen, mit dem Teil Geld zu verlieren. Lines Manufacturing löst dieses Problem: Die drei Mitbegründer entwickeln hochleistungsfähige industrielle Produktionsmaschinen, die auf ihrer patentierten grossformatigen Polymer-3D-Drucktechnologie aus der Pellet-Extrusion beruhen. «Sie ist viel produktiver und schneller als der Stand der Technik», sagt Niels Pernoux, einer der Mitbegründer. «Die Kosten pro Teil sind zehnmal niedriger als bei der Konkurrenz.» Die Gründer, die seit ihrem Ingenieurstudium befreundet sind, haben es sich zur Aufgabe gemacht, Markttrends industrietauglich zu machen. Ausserdem wollen sie der französischen und europäischen Industrie eine neue Dynamik verleihen, die auf Verlagerungsmodellen beruht. Und sie wollen die Industrie zirkulärer machen, indem sie die additive Fertigung in der Produktion hochskalieren.

www.lines-manufacturing.com

plus10

plus10 ist ein Spin-Off des Fraunhofer Instituts für Produktionstechnik und Automatisierung in Stuttgart. Mitgründer Felix Georg Müller und einige Kollegen suchten nach Lösungen, um Stillstandszeiten und Fertigungsausschuss in komplexen, vollautomatisierten und hochregulierten Produktionslinien wie in der Pharma- und Medizintechnikumgebung zu vermeiden. Der Prozess von der Idee zum Produkt dauerte Jahre, umfasste mehrere Patente und viele Anwendungsfälle. «Wir haben einen Weg gefunden, das Problem auf robuste und zuverlässige Weise zu lösen. Das war der Moment des Durchbruchs, in dem wir zusammen mit einigen Testkunden feststellten, dass wir endlich auf einem erfolgreichen Weg sind.» Bei der Lösung handelt es sich um drei kontinuierlich lernende und situativ vorschlagende KI-basierte Optimierungstools, die technische Verfügbarkeitsverluste bewältigen, Zykluszeiten automatisierter Produktionsanlagen optimieren und Empfehlungen zur Reduzierung von Ausschuss geben. Die Tools lernen direkt auf den Maschinensteuerungen und haben bewiesen, dass sie die Effizienz um 10% steigern und die Anlaufzeiten für das Einrichten neuer Produktionsanlagen um 20% verkürzen.

www.plus10.ai

Ponera Group

«In einer Welt, in der 94% der Rohstoffe nur einmal verwendet werden, ist Zirkularität ein Muss, um die Dekarbonisierung zu fördern und die Gesellschaft effizienter zu machen», sagt Matthew Reali, Mitbegründer und CEO der Ponera Group Sàrl. Als Matthew in der Industrie tätig war und mehrere Projekte zur Optimierung von Logistik und Industrieverpackungen leitete, liess ihn ein besonders herausforderndes Problem einer nicht nachhaltigen und ineffizienten Praxis nicht mehr los: Einweg-Holzkisten in Sondergrösse. 30% des weltweit verwendeten Industrieholzes wird für die Herstellung von Industriekisten verwendet, von denen 40% nur einmal verwendet werden. Ponera hat eine modulare, wiederverwendbare und digital unterstützte industrielle Verpackungslösung entwickelt, die diese Holzkisten ersetzt. Dies senkt die Verpackungskosten um bis zu 90%, den Holzverbrauch um bis zu 95% und ermöglicht die Digitalisierung der Frachtströme auf der Verpackungsebene. «Es ist unglaublich spannend, Teil dieses technologischen und vor allem mentalen Wandels zu sein», sagt Matthew Reali.

www.poneragroup.com

Rimon

Techniker müssen den Umgang mit neuen Maschinen lernen. Die Maschinen werden jedoch immer komplexer, eine ordnungsgemässe Dokumentation wird manchmal übersprungen und Anweisungen in Handbüchern und technischen Zeichnungen können irreführend sein, was zu kritischen Fehlern für die Maschine und das Produkt führen kann. Im Rahmen seiner Masterarbeit an der ETH Zürich entwickelte Kordian Caplazi eine Augmented-Reality-Plattform, die es Servicetechnikern ermöglicht, Aufgaben schneller und mit weniger Fehlern zu erledigen. Die Lösung richtet sich an die Maschinenbau- und Elektrotechnikindustrie und kann in den Bereichen Inspektion, Wartung und Schulung eingesetzt werden. Kordian Caplazi wurde motiviert, die Idee als Unternehmen zu verfolgen, nachdem der erste Kunde den Vertrag unterzeichnet hatte. «Die Möglichkeit, den Weg selbst zu bestimmen, das während der akademischen Laufbahn erworbene Wissen anzuwenden und eine starke Geschäftsidee in der Hand zu haben, war wirklich motivierend.»

www.rimon-ar.ch