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FORSCHUNG

Nautilus als Vorbild für die Fabrik der Zukunft

Am TU-Logistik-Institut untersucht Daniel Tinello Formen aus der Natur auf ihre Tauglichkeit im Logistikbereich.

Nautilus als Vorbild
Nautilus als Vorbild © KK
 

Immer schon war die Natur Vorbild für Ingenieure: In Millionen von Jahren hat sie Formen, Transportvorgänge und Verbindungen optimiert. Evolution und Selektion haben zu Konzepten geführt, die Techniker zu eigenen Überlegungen angeregt haben.


Heute spricht man von Bionik – der Kombination aus Biologie und Technik. Ging es da bisher vor allem um Oberflächen oder Konstruktionen, steht für Daniel Tinello vom Logistik-Institut an der TU Graz, etwas ganz anderes im Vordergrund: „Ich möchte mich mit Strukturfragen zur Fabrik der Zukunft beschäftigen und dabei verschiedene Konzepte untersuchen, die aus der Natur stammen.“


Genauer gesagt, analysiert Tinello die Optimierung von Transportwegen, die magische Größe heißt in der Logistik Transportleistungsziffer.
Sind Bienenwaben-Strukturen effizienter als rechteckige Fabrikshallen?

Oder könnte die Fabrik der Zukunft eher wie ein Nautilus (Perlboot) aufgebaut sein? Diese Tierart besticht durch die wunderschöne Spirale, die ihrerseits eng mit den Fibonacci-Zahlen zusammenhängt. Das sind Zahlen, die immer dann in der Natur angewendet werden können, wo es um Wachstum geht. Könnte das ein Vorbild sein für Produktionshallen, die wachsen müssen?

Auch Spinnennetze untersuchte Tinello: Ist die Tatsache, dass Spinnen nur auf den radialen Achsen zur Beute hinlaufen, nicht aber auf den klebrigen Fangfäden dazwischen, ein Vorbild für Produktionslinien?
„Es handelt sich dabei um Grundlagenforschung. Viele andere Aspekte ignorieren wir dabei, etwa die baulichen Rahmenbedingungen“, sagt Tinello. Trotzdem könne man aus solchen grundlegenden Analysen Erkenntnisse für zukünftige Fabriken gewinnen. Mittlerweile sind auch ein Biologe und eine Bionikerin im Team. Derzeit untersucht man in einem Projekt mit der Firma Knapp 20 Modelle für Materialflüsse theoretisch. Fünf davon sollen dann konkret bis ins Detail durchgeplant werden.


Diese Analysen von Bauformen, die in der Natur vorkommen, sind nur ein Baustein für eine viel größere Herausforderung: Wie sollen Produktionshallen und produzierende Unternehmen der Zukunft überhaupt aussehen?


Früher wurde ja gleichartige Massenware erzeugt; der Kunde musste daraus auswählen. Heute werden die Produkte individuell nach Kundenwunsch gefertigt. Jedes Produkt ist ein Unikat. Das erfordert komplexe Produktionslinien, die noch dazu rasch umgebaut werden müssen. Denn auch die Produktionszyklen beschleunigen sich. „Und wir schauen jetzt: Gibt es da in der Natur etwas, was uns helfen könnte?“, sagt Tinello.

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