Die vierte industrielle Revolution

Ein Flugzeug ist ein an Komplexität kaum zu übertreffendes Produkt. Es umfasst mehr als eine Million Teile. Dabei ist die Wertschöpfungskette tief gestaffelt, international aufgestellt und umfasst viele Tausend Zulieferer. Der Markt fordert eine hohe Flexibilität zur Anpassung von Flugzeug und Kabine an die Kundenwünsche. Mit diesen einzigartigen Eigenschaften kann – und wird - die Luftfahrtindustrie eine wesentliche Rolle bei der Realisierung der für die Zukunft des Standortes Deutschland entscheidenden Industrie 4.0 übernehmen.

Erste Schritte hin zur vernetzten Fabrik sind bereits auf dem Weg. Die Ziele für die „Fabrik der Zukunft“ und „Industrie 4.0“ gehen aber weit über die heutigen Ansätze hinaus und beinhalten ein hohes Potential für weitere Kostensenkungen sowie die Steigerung der Qualität und Flexibilität in der Produktion. 

3D-Druck und bionisches Design 

Deutschland gehört zu den Technologieführern in einer Schlüsseltechnologie von morgen: den additiven Fertigungsverfahren (engl.: Additive Layer Manufacturing = ALM), auch 3D-Druck genannt. Die Luftfahrtindustrie steht an der Spitze dieser Entwicklung, da diverse Flugzeugteile so schneller, leichter und günstiger hergestellt werden können. In Verbindung mit ALM ermöglichen topologische und bionische Optimierungsverfahren – d.h. ein an die Natur angelehntes Design – völlig neue Dimension von kostengünstigen Leichtbaustrukturen. 

Die neue Technologie wird zunächst für die Optimierung und Substitutionen von Bauteilen  in bestehenden Flugzeugprogrammen Anwendung finden und vor allem dabei helfen, Gewicht zu reduzieren. Durch jedes Kilogramm Gewichtsersparnis werden im Laufe eines Flugzeugslebens etliche Tonnen Kerosin und somit CO2 eingespart. ALM-Verfahren werden derzeit in begrenztem Maße in der Kabine und einigen anderen Bereichen angewendet. Im Bereich der Triebwerke werden bereits erste Serienbauteile eingesetzt. Mit den dabei gewonnenen Erkenntnissen kann der Anwendungsbereich bis hin zur Herstellung ganzer Komponenten im gesamten Flugzeug vergrößert werden. Mittel- und langfristig werden ALM und bionisches Design in komplett neue Bauweisen zukünftiger Flugzeugprogramme einfließen.

Simulation für schnellere Entwicklung und bessere Produkte 

Die Produktion von Flugzeugen wird kurz- und mittelfristig stark erhöht werden müssen, um bestehende Aufträge erfüllen zu können. Eine Lösung liegt in der Fähigkeit, ein Flugzeug virtuell zu entwickeln, zu optimieren sowie zu testen und gegebenenfalls zu zertifizieren. Viele Grundlagen für das „virtuelle Flugzeug“ sind im Rahmen des Luftfahrtforschungsprogramms bereits erarbeitet worden. Deutschland ist daher mit seiner breit aufgestellten Simulationskompetenz bestens geeignet, eine Führungsrolle zu übernehmen. Nur mithilfe einer digitalen Produktentwicklung werden die großen Hersteller angesichts der kurz- bis mittelfristig geplanten hohen Produktionsraten in der Lage sein, grundlegend neue Flugzeugkonzepte auf den Markt zu bringen. Aus der Entwicklung heraus folgt dann – zusammen mit den Zulieferern – ein nahtloser Übergang in die „Fabrik der Zukunft“.

Das „Virtuelle Produkt“...

... wird insbesondere von vielen Unternehmen als Schwerpunkt für die deutsche Luftfahrtbranche angesehen. Es ist ein wichtiges Verbindungselement zur „Industrie 4.0“, die von Seiten der Politik als strategisches Thema der deutschen Industrie unterstützt wird.