Exklusives Interview! - Philip Withers

Exklusives Interview! - Philip Withers

In einem exklusiven Artikel für AUTOMATED spricht Jonathan Wilkins mit Regius-Professor Philip Withers, Fellow of the Royal Society (FRS), Fellow of the Royal Academy for Engingeerin (FREng) und leitender Wissenschaftler am Henry Royce Institut. Das britische „National Institute for Advanced Materials Research and Innovation“ arbeitet mit angesehenen Forschern und britischen Unternehmen zusammen, um die weltweit unerreichten Spitzenleistungen des Vereinigten Königreichs im Bereich der modernen Materialforschung weiter zu verbessern.

AUTOMATED: Erzählen Sie uns bitte Näheres zum Henry Royce Institute und seinen Zielen.

Was wir produzieren können, war schon immer abhängig von den Materialien, die uns zur Verfügung stehen – von der Bronzezeit über das Siliziumzeitalter bis hin zum aktuellen Zeitalter der Graphene und 2D-Materialien. Wir haben das Henry Royce Institute im Jahr 2017 mit dem Ziel eröffnet, das Verständnis der britischen Industrie bezüglich moderner Materialien und ihrer Verarbeitungstechniken zu verbessern, welche die Zukunft der Produktion gestalten werden.

Unser Zentrum befindet sich in Manchester, aber in unseren Partner-Universitäten verfügen wir über Fachkenntnisse zu verschiedenen Arten von Materialien und Anwendungen. Beispielsweise eröffnete im Herbst 2018 die Universität Sheffield das Royce Translational Centre, das sich auf die Verarbeitungstechniken für neue Metalle und Legierungen fokussiert.

Eines der Ziele des Instituts ist es, sicherzustellen, dass die akademische Welt und Unternehmen die Erkenntnisse der Materialwissenschaft in die Produktion einfließen zu lassen. Beispielsweise wirkt sich die Materialverarbeitung erheblich auf die Lebensdauer eines Turbinenblatts oder die Leistung einer Lithiumbatterie aus. Wir helfen Unternehmen jeglicher Größe, die richtigen Materialentscheidungen zu treffen, Herstellungsprozesse während der Produktentwicklung zu optimieren und zu verstehen, warum etwas beim Einsatz eines Materials schief läuft.

AUTOMATED: Wie arbeiten Sie mit Unternehmen zusammen, um diese Ziele zu erreichen?

Jegliche Interessenten aus Wissenschaft, Industrie und aus der Öffentlichkeit haben Zugang zu unseren hochmodernen Einrichtungen an verschiedenen Standorten im Vereinigten Königreich und können von der Expertise der 900 britischen Akademiker, die Teil der Royce-Community sind, profitieren.

Unternehmen können das Institut um Hilfe oder Rat zu jeglichen Produkten bitten, die durch fortschrittliche Materialien verbessert werden können. Einige Unternehmen wissen möglicherweise bereits, was sie wollen, und kommen daher zu uns, um Zugang zu Ausrüstungen oder Einrichtungen zu erhalten. Beispielsweise wissen sie vielleicht, dass das Produkt nicht über die von ihnen gewünschten Eigenschaften verfügt, daher benötigen sie eine Röntgen- bzw. CT-Aufnahme, um zu verstehen, warum die Komponente Schwächen zeigt oder nicht funktioniert. Die Unternehmen kommen auch mit Problemen oder Ideen im Hinblick auf bestimmte Fälle zu uns, bei denen sie unsicher sind, wie sie weiter vorgehen sollen. Soweit uns das möglich ist, unterstützen wir sie bei der Entwicklung neuer oder vorhandener Produkte, sei es durch das Teilen von Wissen oder indem wir ihnen Zugang zu Einrichtungen oder Ausrüstung gewähren.

Häufig kommen wir in den ersten Phasen der Produktentwicklung mit Unternehmen in Kontakt, wenn die Technologie für die Fertigung noch nicht bzw. nur in geringem Maße bereit ist. Wir können Unternehmen dabei unterstützen, während der Forschungs- und Entwicklungsphasen die richtigen Materialentscheidungen zu treffen, um sicherzustellen, dass sie den Prozess ohne weitere Schwierigkeiten in die Massenfertigung überführen können.

AUTOMATED: Wie werden moderne Materialien Ihrer Meinung nach die Fertigungsindustrie in der Zukunft verändern?

Neue Materialien haben schon immer verändert, wie wir Teile produzieren. Ich bin überzeugt, dass Materialmodellierung und maschinelles Lernen in dem Ausmaß immer wichtiger werden, in dem immer mehr Unternehmen sich auf Industrie 4.0 zu bewegen. Die Digitalisierung des Entwurfsprozesses und die Integration der Materialleistung in diese Phase ist einer der wichtigsten Faktoren, um im Zuge des Wachstums der Branche wettbewerbsfähig zu bleiben.

Die Unternehmen können, wenn sie hochqualitative Hochleistungsprodukte schnell auf den Markt bringen wollen, nicht mehr durch Testen und Ausprobieren Erfahrungen sammeln. In Zukunft müssen Hersteller den Optimierungszyklus verkürzen, indem sie während der Konzeptphase das gesamte Produktionssystem berücksichtigen. Wichtige Faktoren wie die Komponentenbeschichtung kommen bei der Herstellung oft erst an zweiter Stelle, doch die falsche Beschichtung kann die Eigenschaften des Produkts beeinträchtigen.

AUTOMATED: Was sind Ihrer Meinung nach die größten Hürden, die es bei der Einführung einer neuen Technologie in die Branche zu überwinden gilt?

Die Leute in der Produktion sprechen oft vom „Tal des Todes“ — dem Sprung von der wissenschaftlich gestützten Entwicklung hin zur produktionstechnischen Entwicklung, wo gute Ideen unter den Tisch fallen können. Ich bin jedoch der Meinung, dass Wissenschaft und Produktion in allen Phasen zusammenarbeiten sollten, um sicherzustellen, dass Konzepte auch im Kontext der Massenfertigung realisierbar sind.

Eine der größten Schwierigkeiten bei der Entwicklung neuer und innovativer Produkte ist mangelnder Zugang zu Fachwissen. Unternehmen jeglicher Größe müssen schnell auf Wissen und Ausrüstungen zugreifen können, um sicherzustellen, dass ein Produkt effizient entwickelt wird, damit es eine gute Performance erbringen kann, wenn es in die Massenproduktion geht. Wenn ein Hersteller beginnt, die Produktion auszubauen, und es gibt ein Problem, das er nicht lösen kann, weil er die zugrunde liegenden wissenschaftlichen Prinzipien nicht versteht, dann muss er praktisch zurück an den Start, um die Antwort zu finden.

Für kleinere Unternehmen ist es besonders schwer, auf derartiges Wissen schnell und kosteneffizient zuzugreifen, was es umso schwieriger macht, ein Produkt, bei dem moderne Materialien eingesetzt wurden, erfolgreich auf den Markt zu bringen.

Wir versuchen, die Hürden für alle Unternehmen zu senken und die Partnerschaft zwischen wissenschaftlichem Talent und Industrie zu verbessern, um damit Unternehmen unabhängig von ihrer Größe Zugang zu den gleichen Möglichkeiten zu gewähren. Eines unserer Ziele ist es, die Forschungskapazitäten eines globalen Unternehmens in die Hände kleiner bis mittelgroßer Unternehmen (KMUs) zu übergeben. Für diese kleineren Unternehmen ist es unmöglich, sich in puncto Fachkenntnis oder Ausrüstung auf sämtliche wissenschaftlichen Eventualitäten vorbereiten. Daher stellen wir diese Dinge zur Verfügung.

AUTOMATED: Was unternimmt das Henry Royce Institute, um der Mainstream-Industrie neueste Technologien zugänglich zu machen?

Wir haben kürzlich ein Beschleunigungsprogramm gestartet, um kleinere Unternehmen zu inspirieren, neue, innovative Ideen zu entwickeln. Im Rahmen des Beschleunigungsprogramms werden wir Unternehmen durch die Forschung begleiten und sie bei jeglichen technologischen Herausforderungen, die ihnen bei der Entwicklung ihrer Ideen begegnen, unterstützen.

Unsere Betreuung kann kleineren Unternehmen helfen, auf universitäres Fachwissen zuzugreifen, was schwierig sein kann, wenn sie dies allein versuchen. Darüber hinaus laden wir diese Unternehmen ein, die Royce-Einrichtungen so ausgiebig wie möglich zu nutzen. Um dies zu erreichen, arbeiten wir mit vielen Universitäten und Forschungsinstituten wie Innovate UK zusammen. Unternehmen können in unseren Einrichtungen bestimmte Zeiträume buchen, um neue Techniken auszuprobieren, mit neuen Materialien zu arbeiten oder neue Prozesse unter Nutzung unserer hochmodernen Technologie zu testen.

AUTOMATED: Wie wird sich die Fertigungsindustrie in den kommenden zehn Jahren aus Ihrer Sicht verändern?

Immer mehr Unternehmen werden digitalisieren und digitale Doppelgänger nutzen, um ihre Materialien und Prozesse zu optimieren. Hochwertige Branchen werden über komplette digitale Doppelgänger ihrer Einrichtung und eines jeden von ihnen hergestellten Produkts verfügen können, um den Entwurfsprozess zu verbessern.

Eines unserer Ziele am Henry Royce Institute ist es, Unternehmen die Wichtigkeit der Integration von Materialien in digitale Doppelgänger zu zeigen und sicherzustellen, dass die Materialwahl in der anfänglichen Entwurfsphase berücksichtigt wird. Unternehmen werden außerdem maschinelles Lernen nutzen, um die Qualität und Reproduzierbarkeit zu verbessern und mehr Kontrolle über den Produktionsprozess zu haben.

Hersteller sollten im Zuge ihrer Planung für die Zukunft neue Materialien ganz genau ansehen. Viel in der Branche haben noch nicht realisiert, dass es zahlreiche Möglichkeiten gibt, moderne Materialien in einer ganzen Reihe von Anwendungen zu nutzen, und dass sie weit mehr Optionen als traditionelle Materialien wie z. B. Stahl oder Polymer bieten. Tausende von Unternehmen wenden außerdem neue Materialien auf bisher unbekannte Art und Weise an, um neue, innovative und anpassbare Produkte für Kunden anbieten zu können.

Wir müssen die traditionelle Annahme infrage stellen, dass Wissenschaft und Produktion voneinander getrennt sind. Vielen der besten Lösungen für industrielle Produktionsherausforderungen liegt eine spannende Wissenschaft zugrunde.

Die zukünftige Rolle des Instituts wird es sein, innovative Materialsysteme zu entwickeln, um Unternehmen dabei zu unterstützen, hochqualitative und hochleistungsfähige Produkte schneller herzustellen. Wir können unsere Fachkenntnis nutzen, um neue Materialien zu finden und zu entwickeln, die die wissenschaftliche Innovation in der Herstellung unterstützen können, und das Vereinigte Königreich in puncto moderner Materialien in einer Führungsposition etablieren.

AUTOMATED: Zum Schluss noch eine allgemeine Frage: Wer ist Ihr Technik-Held?

Ich würde sagen Henry Royce, weil er die Inspiration für unser Institut war. Er sagte: Streben Sie bei allem nach Perfektion. Nehmen Sie das Beste, was es gibt, und machen Sie es besser. Wenn es nicht existiert, erschaffen Sie es. Akzeptieren Sie nichts, was beinahe ausreichend oder gut genug ist.“ Das ist das Motto unseres Instituts.

Sir Frank Whittle jedoch ist mein persönlicher Technik-Held, weil er Wissenschaft und Ingenieurwesen zusammengeführt hat, um eine drastische Veränderung herbeizuführen. Er hat 1928 erstmalig seine Vision eines Düsenantriebs erkundet, und er hatte die Fähigkeiten, sowohl die Physik als auch die erforderliche Technik zu verstehen, um die Technologie in die Realität zu übertragen. Er hat sehr hart gearbeitet, um in einer von Konflikten geprägten Zeit eine Infrastruktur zu entwickeln, die die Welt verändert hat, und er hat unsere Leben verändert und die Welt zu einem viel kleineren, vernetzten Ort gemacht.

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