Thermischen Systemen ein Gehirn geben: Das ist das Ziel eines neuen Josef-Ressel-Zentrums an der Fachhochschule Vorarlberg. "Firmen sammeln Betriebsdaten zu ihren Maschinen und Anlagen. Alle wollen die Daten besser nutzen und träumen von datenbasierten Services. Aber die Verbindung dazwischen fehlt oft", sagt Markus Preißinger, Leiter des Forschungszentrums, das kürzlich eröffnet wurde.

Gemeinsam mit seinem zehnköpfigen Team will er Algorithmen liefern, mit denen dann etwa die Wartung verschiedener thermischer Systeme optimiert werden kann. Dafür arbeiten die Wissenschafter mit fünf regionalen Unternehmen zusammen.

Diese enge Kooperation mit den jeweiligen Wirtschaftspartnern prägt das Format der Josef-Ressel-Zentren: Das Ziel ist die praxisorientierte Forschung. Einerseits um Innovationen in regionalen Unternehmen zu fördern und ihnen Zugang zu den Ressourcen von FHs zu geben. Andererseits um die Forschungskompetenz auszubauen und die FH-Ausbildung zu stärken. Gefördert werden die Zentren für je fünf Jahre durch die Christian-Doppler-Gesellschaft (CDG) und das Wirtschaftsministerium.

Fehlerfrüherkennung

Eine thematische Ausrichtung gibt es in den Förderrichtlinien nicht – man überlasse es den Unternehmen und Antragstellenden, die relevantesten Bereiche vorzuschlagen, erklärt CDG-Generalsekretär Jürgen Pripfl: "Diese Strategie hat sich bewährt. Dadurch sind die Zentren immer am Puls der Zeit."

Aktuell beschäftigen sich die meisten Josef-Ressel-Zentren mit Digitalisierung, insbesondere mit Nachhaltigkeit, Industrie 4.0 und IT-Security. Derzeit gibt es in Österreich insgesamt 13 Josef-Ressel-Zentren – und es sollen bald mehr werden. Die CDG hofft, dass es ab spätestens 2025 stets 20 aktive Zentren geben wird, so Pripfl.

Im Fall des neuen Josef-Ressel-Zentrums für intelligente thermische Energiesysteme sollen die Projektpartner zum Beispiel dabei unterstützt werden, schon vor dem Ausfall einer wichtigen Pumpe davon Kenntnis zu erlangen, dass diese ausgetauscht werden muss. Für einen weiteren Projektpartner ist ein System geplant, mit dem die Abwärme der Produktion intern noch sinnvoller genutzt werden kann. Und für ein Biomassekraftwerk entwickeln die Forscher eine Fehlerfrüherkennung für die Wasseraufbereitung.

Mathematik und Energietechnik

"Wenn es um Digitalisierung geht, erhält der elektrische Bereich momentan sehr viel mehr Aufmerksamkeit in der Öffentlichkeit. Aber auch thermische Systeme müssen modernisiert werden", sagt Preißinger. Hier gelten andere Voraussetzungen als im elektrischen Bereich – etwa sind thermische Prozesse träge und lassen sich nicht von einem Moment auf den anderen ein- und ausschalten, sagt der Energieforscher.

Um nun auch digitale Prozesse für den thermischen Bereich zu verbessern, forscht sein Team interdisziplinär zwischen angewandter Mathematik, Data Science und thermischer Energietechnik. "Das ist nicht immer einfach. Stellen Sie sich vor, ein Datenspezialist muss einem Kraftwerkbetreiber erklären, zu welchen Forschungsergebnissen er gekommen ist", schildert Preißinger.

Aber genau das mache es auch so spannend. Zwar behandelt die Forschergruppe sehr spezifische, unternehmensbezogene Probleme. Doch hofft sie, in dem seit Februar laufenden Projekt bis zum Ende der Laufzeit auch größere Synergien zu erkennen.

Die Idee für das Projekt sei 2018 entstanden, als er mit einem Kollegen aus dem Bereich der angewandten Mathematik überlegte, mit welchen Problemen die Unternehmen der Region derzeit kämpfen und welche Unterstützung die Forschung bieten könnte, erzählt Preißinger. "Ich wusste, wie man Anlagen zur Abwärmenutzung baut und betreibt, aber verstehe wenig von mathematischen Formeln. Mein Kollege hatte wenig Erfahrung mit thermischen Systemen, konnte aber das Optimierungsproblem mathematisch sauber beschreiben. Da hat sich die Zusammenarbeit perfekt angeboten." (Alicia Prager, 9.10.2020)