Innovative Forschungsansätze zur Optimierung des industriellen Arbeitslebens ausgezeichnet
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„In diesem Jahr haben wir außergewöhnliche Ideen gesucht, die das Potenzial haben, einen praktischen Beitrag zur Optimierung des industriellen Arbeitslebens zu leisten. Mit dem Forum Junge Spitzenforschung möchten wir Nachwuchswissenschaftler*innen und ihre kreativen Ansätze unterstützen, die Unternehmen helfen, intelligente, nachhaltige und effiziente Lösungen zu entwickeln“, sagte Dr. Ronald Kriedel, Leitung des Centrums für Entrepreneurship & Transfer (CET) der TU Dortmund und der TU concept GmbH. „Das CET steht dabei über den Preis hinaus jungen Forschenden zur Seite – mit dem Ziel, sie auf ihrem Weg zu unterstützen, ihre Ideen in die Anwendung zu bringen.“
Eine Jury aus Wirtschaftsexpert*innen bewertete die eingereichten Ideen nach verschiedenen Kriterien wie Praxisrelevanz der Forschung, Innovationsgehalt, wirtschaftliches oder gesellschaftliches Potenzial und Realisierbarkeit. Teil der Jury waren: Dr. Dagmar Dirzus (KROHNE Messtechnik GmbH), Dr. Heinrich Dornbusch (PROvendis GmbH), Wulf-Christan Ehrich (IHK zu Dortmund), Philippa Köhnk (BRYCK), Dr. Rainer Schick (Lachmann & Rink GmbH) und Johannes Velling (Ministerium für Wirtschaft, Industrie, Klimaschutz und Energie NRW). Die Veranstaltung leistet einen Beitrag zum Ruhr Innovation Lab, zu dem sich die TU Dortmund und die Ruhr-Universität Bochum im Zuge der Exzellenzstrategie zusammengeschlossen haben. Sie kooperieren dabei eng zu Themen, die dazu beitragen, eine zukunftsfähige und resiliente Gesellschaft zu entwickeln – und dies findet beim Forum Junge Spitzenforschung konkrete Anwendung.
1. Platz: Funknetze für die Industrie
In der Industrie werden Prozesse immer digitaler. Autonome Transportfahrzeuge, mobile Robotik oder flexible Produktionssysteme sind auf stabile und leistungsstarke Funkverbindungen angewiesen. Die Planung und der Betrieb industrieller Campusnetze sind besonders in komplexen Produktionsumgebungen technisch anspruchsvoll und häufig wirtschaftlich nicht effizient. Stefan Böcker, Christian Arendt, Melina Geis und Simon Häger präsentierten mit „PANGOLIN Networks“ ein Konzept für eine integrierte Netzwerkbegleitlösung für industrielle Funknetze, die gleichzeitig leistungsfähig, hochverfügbar, nachhaltig und ressourceneffizient ist. Dafür wurden sie mit dem ersten Platz ausgezeichnet und erhielten ein Preisgeld in Höhe von 12.000 Euro. „Wir freuen uns sehr über die Auszeichnung“, sagte Stefan Böcker. „Es ist toll, dass wir in diesem Rahmen Feedback aus der Wirtschaft für unsere Forschung erhalten und dass das Thema über die Wissenschaft hinaus für die Industrie relevant ist.“ Melina Geis ergänzt: „Wir möchten unsere Idee nun weiter vorantreiben und prüfen, ob sich unsere Forschungsergebnisse in eine Ausgründung überführen lassen.“
2. Platz: Autonomes Funkgerät für die Binnenschifffahrt
Den zweiten Platz erreichte Alexander Puzicha (Foto rechts) von der Fakultät für Informatik der TU Dortmund und gewann 10.000 Euro.: Als Segler hat Alexander Puzicha selbst oft erlebt, dass Funksprüche verrauscht oder Häfen personell nicht ausreichend besetzt sind. Daher entwickelte er ein KI-gestütztes autonomes Funkgerät für die Binnenschifffahrt, das Software Defined Radio, automatische Spracherkennung und semantische KI-Auswertung verbindet, um Funksprüche nicht nur zu empfangen, sondern in digitale Prozesse zu überführen.
So können zum Beispiel Liegeplatzanfragen oder Warnmeldungen automatisiert verarbeitet und in Hafenmanagementsysteme integriert werden. Das System ist als stationäre, rechtlich zulässige Hauptfunkstelle ausgelegt und mobil per Smartphone-App nutzbar. Dadurch wird eine 24/7-Erreichbarkeit ohne Personalbindung möglich. Den Prototypen seines Funkgeräts stellte Alexander Puzicha auf dem Forum Junge Spitzenforschung aus. „Mir ist es besonders wichtig, in meiner Forschung einen direkten Praxisbezug zu haben. Dass die Jury das anerkannt hat, freut mich sehr“, erklärte er. „Das Preisgeld fließt in meine nächste Prototypen-Version.“
3. Platz: Innovative Prozessüberwachung
Mit dem dritten Platz und 8.000 Euro Preisgeld ehrte die Jury Felix Finkeldey (Foto links) von der Fakultät für Informatik der TU Dortmund. Seine Idee beschäftigt sich mit der Problematik, dass in der spanenden Fertigung regenerative Schwingungen die Produktivität und Qualität limitieren. Zustände wie Werkzeug- oder Maschinenverschleiß werden in vielen Betrieben noch immer überwiegend mithilfe von Erfahrungswissen bewertet, das durch Fachkräftemangel und Fluktuation immer häufiger verloren geht.
Gleichzeitig sind etablierte technische Ansätze zur Prozessüberwachung oft kostenintensiv, schwer nachrüstbar oder mit erheblichem Integrationsaufwand verbunden. Felix Finkeldey hat nun ein kostengünstiges, nicht prozessinvasives System auf Basis von Luftschallsignalen entwickelt.
Weitere innovative, KI-gestützte Ideen
Die drei anderen Teams, die es ins Finale geschafft hatten, erhielten jeweils 4.000 Euro für ihre Ideen. Ali Kilicsoy, Nataly Manque, Mauricio Misraji und Cristobal Acevedo (Fakultät Maschinenbau, TU Dortmund) präsentierten ihre probabilistische, auf Maschinellem Lernen basierende Schadenserkennung, um strukturelle Verschlechterungen an industriellen Tragwerken zu erkennen, die Schwingungen ausgesetzt sind. Julian Rolf, Mario Wolf und Detlef Gerhard (Lehrstuhl für Digital Engineering, Ruhr-Universität Bochum) zeigten mit dem Projekt „AEGIS-ML“ eine automatisierte entwicklungsprozessbegleitende Generierung synthetischer Machine Learning-Trainingsdaten für Produkte mit manuellen Montage- und Kommissionierprozessen. René Glitza und Luca Becker (Institut für Kommunikationsakustik, Ruhr-Universität Bochum) stellten ihr Projekt „PRIMSA“ vor, das privatsphärenschützende KI-Algorithmen für akustische Anomaliedetektion, Condition Monitoring und Emotionserkennung in Fahrzeugen und Industrieanlagen entwickelt, die erstmals den datenschutzkonformen Zugang zu realen Felddaten und unternehmensübergreifendes kollaboratives Lernen ermöglicht.
Von der Idee zum Prototypen
Ende letzten Jahres richtete das CET erstmals an der TU Dortmund einen Prototypenwettbewerb aus. Bei diesem Wettbewerb wurden zehn Forschungskonzepte ausgezeichnet, die jeweils 5.000 Euro für den Bau eines Prototyps erhielten. Neben Alexander Puzicha stellten drei weitere Wissenschaftler*innen ihre Prototypen beim Forum Junge Spitzenforschung aus: Johannes Otto (Lehrstuhl für Werkstoffprüftechnik) zeigte seine instrumentierte Prüfzelle für Korrosionsermüdung bei erhöhten Temperaturen, Kirsten Hollmann-Schröter (Lehrstuhl Baukonstruktion) eine nachhaltige Wohnungsbaukonstruktion, um eine hohe Nutzer*innenakzeptanz zu erreichen, und Vasilii Belykh (Lehrstuhl Experimentelle Physik 2) sein kompaktes ODMR-Spektrometer für Quanteninformationstechnologie. „Der Prototyp ist ein wichtiger Schritt für Forschende in der Weiterentwicklung ihrer theoretischen Idee, denn dadurch entsteht ein erstes greifbares Modell, das getestet und verbessert werden kann“, ordnet Ronald Kriedel ein. „Mit der Integration der Ausstellung in das Forum Junge Spitzenforschung fördern wir die Vernetzung unter den Wissenschaftler*innen.“
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