SPECIAL Inhalt

Forschung 2000 4

Zukunft mit Wissenschaft 5

Forschung für die Menschen – 6 Zukunft für den Wirtschaftsstandort

Die Rolle der Forschung für 10 die Entwicklung der TUHH

10 Strategische Forschungsfelder 15

Information als Wirtschaftsgut 16

Unternehmensorganisation 18

Produktions- und Prozessintegrierter Umweltschutz 22

Nachhaltiger Umgang mit natürlichen Ressourcen 24

Neue Energiesysteme und Energiemanagement 28

Nachhaltige Stadtstrukturen 32

Transport- und Verkehrssysteme 36

Neue Kommunikationstechniken 40

Materialien und Mikrosysteme mit neuen Funktionen 42

Biotechnologie und Medizintechnologie 46

TUHH-Technologie GmbH 50

Existenzgründungsförderung 52

Gründer und Gründerrat 53

Mikroelektronikanwendungszentrum 55

GKSS-Forschungszentrum Geesthacht 56

Luftfahrtforschung 58

Zentrum für Biomechanik 60

Sonderforschungsbereiche 62

Forschergruppe 66

Graduiertenkollegs 68

Anschriften und Autoren / Impressum 70 3 Forschung 2000 SPECIAL

Die Technische Universität Hamburg- 1980 sind die ersten Professoren an der Die TUHH will diese hervorragende Aus- Harburg ist als Forschungsuniversität ge- TUHH angetreten, Forschung und Ent- gangsposition nutzen, um auch in den gründet worden. Diesen Charakter hat wicklung zur Erhaltung und Schaffung kommenden Jahren ihre Aufgaben ziel- sie sich bis heute bewahrt. Den Grün- technologisch hochwertiger Arbeitsplätze gerecht erfüllen zu können. Zu diesem dungsprinzipien Forschungspriorität so- in zukunftsweisenden Feldern und Bran- Zweck hat sie zehn strategische For- wie Interdisziplinarität, Regionalität, In- chen zu betreiben. Die Stärkung der wis- schungsfelder definiert. Sie beschreiben novation und Internationalität folgend senschaftlichen Kompetenz in der Region den interdisziplinären Rahmen, in dem hat die TUHH sich eine innovative, von war das Ziel. Rückblickend auf 20 Jahre sich die Forschung an der TUHH thema- der üblichen Gliederung einer Universität Forschung an der TUHH kann festgestellt tisch entwickeln soll. abweichende Struktur gegeben: die Ma- werden, dass die Ziele erreicht worden Mit diesem SPEKTRUM special werden trixstruktur. sind. Bisher sind drei Sonderforschungs- zwei Ziele verfolgt: der kompakte Rück- Forschung und Lehre sind strukturell – bereiche, zwei Forschergruppen sowie blick und der umfassende Blick nach nicht personell – entkoppelt. Forschung zwei Graduiertenkollegs der Deutschen vorn. Die Perspektiven der TUHH sind findet in den sechs Forschungsschwer- Forschungsgemeinschaft eingeworben glänzend. Ich möchte unterstreichen, punkten statt. Die in einem Forschungs- worden. Diese Beispiele zeigen die Ver- dass die TUHH sich als innovative, nach schwerpunkt integrierten wissenschaftli- ankerung der TUHH in der Grundlagen- vorn gerichtete Hochschule versteht, die chen Arbeitsbereiche als kleinste Einhei- forschung als ihr erstes Standbein. Prioritäten setzt auf die Entwicklung zu- ten der TUHH arbeiten hier interdiszi- Anwendungsorientierte Forschung und kunftsweisender Forschungsfelder und plinär zusammen und bieten die Lehrka- Entwicklung sind das andere Standbein den Auf- und Ausbau von Technologie- pazitäten ihrer Professorinnen und Pro- der TUHH. Zahlreiche Projekte z.B. mit transfer und Netzwerken. fessoren in den Studiendekanaten der dem Bundesministerium für Bildung und TUHH an. Forschung, Industrie, Stiftungen zeigen Prof. Dr.-Ing. Christian Nedeß die erfolgreiche Kooperation mit Indu- Präsident der TUHH strie und Wirtschaft sowie Institutionen aus dem öffentlichen Bereich. Hinzu kommt effektiver Technologietransfer über „Köpfe“ und die Gründung techno- logieorientierter Firmen.

4 SPECIAL Zukunft mit Wissenschaft

Die Idee, die Forschung an der TUHH in Forschungskooperationen mit wichtigen Dieses Heft stellt zukunftsbezogen die einem SPEKTRUM special darzustellen, externen Partnern, Zusammenschlüsse Aktivitäten der TUHH dar. Neben der entstammt zwei unterschiedlichen Hand- von Wissenschaftlerinnen und Wissen- Funktion als Beschreibung der eigenen lungsansätzen. Zum einen gilt es, 20 Jah- schaftlern in Sonderforschungsbereichen, Handlungsleitlinien soll es ferner Interes- re Forschung und Entwicklung an der Forschergruppen und Graduiertenkollegs se und Neugier an ingenieurwissen- Technischen Universität Hamburg-Har- sowie Zentren ergänzen die Darstellung schaftlichen und technologischen Fra- burg zu würdigen. 1980 wurde mit der ebenso wie die Beschreibung der Akti- gestellungen wecken. Potentielle Koope- Berufung der ersten Professoren der For- vitäten der TUHH im Bereich Technolo- rationspartner möchten wir hiermit er- schungsbetrieb aufgenommen. Dies wäre gietransfer und Unternehmensgründun- mutigen, eine Zusammenarbeit mit der für sich schon ein Grund, einmal Bilanz gen. TUHH anzustreben. Schließlich sind die zu ziehen. Die genannten Kooperationen stellen Wirkungen der TUHH auf die Metropol- Eine rückwärts gerichtete Betrach- jedoch nur einen Ausschnitt der For- region – auf die Wirtschaft und die Ge- tungsweise erschien der TUHH als junger schungszusammenarbeit der Wissen- sellschaft – besonders hervorzuheben; und dynamischer Technische Universität schaftlerinnen und Wissenschaftler der auch hier bietet die Broschüre Ansatz- jedoch sehr statisch, so dass die Idee ge- TUHH dar. Die notwendige Fokussierung punkte für die Ausweitung des regen boren wurde, die Entwicklung der For- in diesem SPEKTRUM special hat es nicht Dialogs. schung eher zukunftsorientiert darzustel- erlaubt, interne Forschungs- und Ent- Nicht zuletzt sollen auch junge Men- len. Eine Verknüpfung mit den von der wicklungsverbünde in Gänze vorzustel- schen für die faszinierenden Aufgaben TUHH im Dezember 1999 beschlossenen len. In der TUHH gibt es Kompetenzzen- und technologischen Herausforderungen und definierten zehn strategischen For- tren, in denen Wissenschaftlerinnen und der technischen Wissenschaften begei- schungsfeldern war zielführend. Diese Wissenschaftler auf einem bestimmten stert werden. Denn eins ist klar: techni- Forschungsfelder sind als strategische Fachgebiet zusammenarbeiten. Beispiels- sche Innovationen als Ergebnis exzellen- Orientierung zu verstehen, die es erlau- weise ist im „Europäischen Zentrum für ter Forschung müssen weiterhin stattfin- ben, auch künftig neue Entwicklungen Transport und Logistik (ECTL)“ die Ex- den in Kooperation zwischen Industrie und Ideen in grundlagen- und anwen- pertise der TUHH im Bereich Verkehr und und Wissenschaft. Und hierzu bedarf es dungsorientierter Forschung und Ent- Logistik gebündelt. Im „environmental hervorragender und für technische Frage- wicklung aufzugreifen. technology center (etc)“ haben sich die stellungen begeisterungsfähiger Köpfe. Die Erarbeitung dieser Forschungsfel- Wissenschaftlerinnen und Wissenschaft- der wurde ausgelöst durch das Ziel, For- ler der TUHH sowie der GKSS zusam- Die TUHH steht allen Interessierten of- schung und Entwicklung an der TUHH – mengeschlossen, um neue Beiträge zur fen; sprechen Sie mit uns, besuchen Sie auch vor dem Hintergrund des bevorste- Lösung umwelttechnischer Fragestellun- uns in Hamburg-Harburg. henden Generationswechsels in der Pro- gen zu liefern. Im Bereich Biotechnologie fessorenschaft – neu zu positionieren. hat sich die Forschungsgruppe „Techni- Prof. Dr.-Ing. Joachim Werther, Zusammen mit den Forschungsschwer- sche Mikrobiologie und Mikrosystem- Vizepräsident Forschung punkten der TUHH hat eine Strategie- technik (TMM)“ gebildet. Vorbereitet kommission in mehreren Diskussionsrun- wird zur Zeit ein „Centrum für Maritime den die notwendige Arbeit geleistet. Er- Technologien (CMT)“, in dem die schiffs- gebnis sind die zehn strategischen For- und meerestechnischen Ressourcen der schungsfelder, die das Rückgrat dieser TUHH gebündelt werden. Broschüre bilden. Jedes dieser strategi- Darüber hinaus gibt es eine Vielzahl schen Forschungsfelder wird in einem weiterer Forschungskooperationen mit Grundsatzartikel knapp umschrieben. Industrie, Wirtschaft und Gesellschaft. Ei- ne Gesamtdarstellung dieser Projekte mit Kooperationspartnern und Ergebnissen würde den Rahmen dieses Heftes spren- gen. Hier kann auf den Forschungsbe- richt der TUHH verwiesen werden, der eine Reihe von Detailinformationen be- reitstellt und Wegweiser ist für alle an Forschung und Forschungskooperationen Interessierten. 5 Forschung für die Menschen –

SPECIAL Zukunft für den Wirtschaftsstandort

Hochschulen fällt im Zeitalter der Glo- 50 48,5 balisierung von Märkten eine besonde- re Rolle zu, denn Wirtschaftsstandorte Mio. DM wie Hamburg, das sich traditionell als 40 35,8 34,4 Tor zur Welt versteht, sind – mehr noch 33,7 31,0 als der Standort Deutschland – auf die 30 intelligente Nutzung des Rohstoffs „Geist“ als entscheidenden Produkti- onsfaktor angewiesen. Wissenschaftli- 20 che Forschung und Entwicklung und zukunftsträchtige Lehrprogramme sind 10 entscheidende Größen für Innovation.

Investitionen in Wissenschaft und For- 0 1995 1996 1997 1998 1999 schung sind Investitionen in die Zukunft. Vom nachwachsenden Rohstoff „Geist“ hängt künftig in zunehmenden Maße wirtschaftliches Wachstum ab: von der ständigen Erneuerung des Wissens und ankerung im Bereich der Grundlagenfor- Wenn gefragt wird, wo die technologi- von der Entwicklung neuer Produkte, schung. Bei der anwendungsorientierten sche Zukunft Hamburgs liegt, kommt der Verfahren und Technologien. Die Tech- Forschung, die in der Regel mit Unter- Technischen Universität Hamburg-Har- nische Universität Hamburg-Harburg nehmen aus Industrie und Wirtschaft burg eine besondere Rolle zu. Die Techni- (TUHH) ist diesen Zielen verpflichtet und durchgeführt wird, sticht insbesondere sche Universität Hamburg-Harburg als ei- erforscht und entwickelt gemäß ihrem das Bundesministerium für Bildung und ne junge und moderne Hochschule, hat Auftrag Technik für die Menschen. Wissenschaft (BMBF) hervor. Vom BMBF ausdrücklich den Auftrag, zur technolo- An der TUHH, die vom Land Hamburg und anderen Bundesministerien konnten gischen Entwicklung in der Region Nord- ein Globalbudget für ihre Aufgaben in 1999 mehr als 18 Mio.DM eingeworben deutschland beizutragen. Dass sie dieses Forschung und Lehre in Höhe von werden; aus Forschungsprojekten mit der erfolgreich umsetzt, zeigen die in jüng- 104 Mio. DM im Jahr 2000 erhält, fließen Industrie und Wirtschaft entstammen ca. ster Zeit in der Nähe der Technischen ca. 60% in die Forschung. In den For- 9 Mio.DM. Eine zur Zeit vergleichsweise Universität in Harburg enstandenen und schungsschwerpunkten der TUHH wird noch bescheidene, aber künftig immer technologiegetriebenen Großprojekte wie dieses eingesetzte Kapital in Forschungs- mehr an Bedeutung gewinnende Rolle HafenCampus Harburg und Channel projekten veredelt. Die Anfertigung von spielt die Forschungsförderung durch die Harburg. In enger Nachbarschaft ent- mehr als 70 Promotionsarbeiten pro Jahr Europäische Union, von der im Jahr 1999 wickelt sich ein neuer und moderner stellt ein Ergebnis der Forschungsaktivitä- 2 Mio. DM bewilligt worden sind. Technologiestandort im Süden Ham- ten der Wissenschaftler dar. Den erfolg- Die Forschung an der TUHH hat sich burgs. reichen Einsatz der Forschungsmittel be- einen Spitzenplatz im Vergleich mit ande- legen vor allem auch die von Dritten be- ren Technischen Universitäten erworben. willigten zusätzlichen finanziellen Res- Nach einer Untersuchung der DFG belegt sourcen für Forschungs- und Entwick- die TUHH bei den Drittmittelbewilligun- lungsaktivitäten. Im Verlauf der vergan- gen pro Wissenschaftlerstelle einen aus- genen Jahre konnte diese Ziffer kontinu- gezeichneten 4. Platz. In einem im Früh- ierlich gesteigert werden auf 48 Mio. DM jahr publizierten Studienführer schneidet im Jahr 1999 (vgl. Abb.1). Die Herkunft z.B. die Elektrotechnik in der Forschung dieser Drittmittel zeigt Abb.2. Im Bereich überdurchschnittlich ab (start, Der Studi- der grundlagenorientierten Forschung ist enführer von stern und CHE, 1/2000). die Deutsche Forschungsgemeinschaft Wissenschaft und Forschung prägen (DFG) der herausragende Mittelgeber die Innovationskraft einer Region und mit nahezu 15 Mio. DM im Jahre 1999. bestimmen die Stellung im immer schär- Diese Zahl ist ein Indikator für die Qua- fer werdenden internationalen Innovati- lität und die Wettbewerbsfähigkeit der ons-, Technologie- und Effizienzwettbe- 6 Forschung der TUHH und zeigt die Ver- werb. SPECIAL

20 18,1 Mio. DM

15 14,9

10 8,6

4,6 5 1,8 Abb.1 (links) 0,5 Drittmittelbewilligungen an der TUHH und TUHH Technologie GmbH 0 DFG DAAD EU BMBF Land HH Industrie incl. SFB Stiftungen andere incl. AIF Abb.2 (rechts) Sonstige Ministerien Drittmittel der TUHH nach Geldgebern (1999)

Um die Innovationskraft und -fähigkeit Die zehn Forschungsfelder beschreiben zu erhalten, ist es jedoch notwendig, die den interdisziplinären Rahmen, in dem Forschung nicht ausschließlich auf die sich die Forschung an der TUHH thema- Produktion rasch anwendbaren Verfü- tisch entwickeln soll. Dieser Rahmen soll gungswissens auszurichten. Vielmehr als strategische Orientierung verstanden muss Zukunftsfähigkeit auch darauf aus- werden, die es erlaubt, auch künftig neue gerichtet sein, ein produktives Nebenein- Entwicklungen und Ideen aufzugreifen. ander von anwendungsorientierter For- Die TUHH ist ferner der Auffassung, dass schung und Entwicklung und erkenntni- die an der TUHH praktizierte Technolo- sorientierter Grundlagenforschung zu giebewertung und -gestaltung eine wich- fördern. Um den Herausforderungen der tige Querschnittaufgabe ist, um die eige- Zukunft zu begegnen, hat die TUHH nen Leistungen zu reflektieren. zehn strategische Forschungsfelder defi- Das Forschungsfeld Information als niert: Wirtschaftsgut zum Beispiel trägt der Tat- sache Rechnung, dass die Beherrschung ■ Information als Wirtschaftsgut von Information mehr und mehr das ■ Unternehmensorganisation Wirtschaftsleben der postindustriellen ■ Produktions- und prozessintegrierter Gesellschaft bestimmt. Entwicklung und Umweltschutz Betrieb von innovativen multimedialen ■ Nachhaltiger Umgang mit Informationsdienstleistungen setzen sy- natürlichen Ressourcen stemtechnische Lösungen voraus, die ■ Neue Energiesysteme über die traditionelle Netzwerk-, Daten- und Energiemanagement bank- und Softwaretechnik entschieden ■ Nachhaltige Stadtstrukturen hinausgehen. Gefordert werden die dy- ■ Transport- und Verkehrssysteme namische Bereitstellung, der effiziente ■ Neue Kommunikationstechniken Zugriff sowie die flexible und kooperative ■ Materialien und Mikrosysteme Nutzung einer breiten Palette von Res- mit neuen Funktionen sourcen im Netz (Informationen, Prozes- ■ Biotechnologie und se, Geräte etc.) unter Wahrung hoher Medizintechnologie. Qualitätsanforderungen an Ausfallsicher- heit, Konsistenz, Authentizität und Ver- traulichkeit. 7 SPECIAL

TMM etc ECTL

NITHH CMT GmbH

etc environmental technology center TuTech GKSS TMM Technische Mikrobiologie und GmbH TUHH Mikrosystemtechnik ECTL European Center for Transport and Logistics UKE GKSS Forschungszentrum Geesthacht Starter Boberg UKE Universitätskrankenhaus Eppendorf Zentrum THF Technologiezentrum Hamburg-Finkenwerder THF HIT HHInstitut für Technikförderung DaimlerChrysler MAZ Aerospace Airbus MAZ Mikroelektronik Anwendungszentrum HIT NITHH Northern Institute of Technology TuTech TUHH Technologie GmbH

Abb.3 In dieses strategische Forschungsfeld Potenzial an wissenschaftlichem Know- erfolgreiches Instrument, um die Ergeb- Entwicklung des wird gerade eine Stiftungsprofessur mit how hat die TUHH eine hohe Verantwor- nisse aus den vielen Forschungs- und Hamburger Netzwerks der TUHH der Widmung „Sicherheit in technischen tung für den Wirtschaftsstandort und sei- Entwicklungsprojekten effizient und ef- Anwendungen“ eingepasst, die sich in ne künftige wirtschaftliche und ingeni- fektiv zu transferieren. Ein wichtiger Bau- der Forschung mit sicheren Netzen be- eurwissenschaftliche Entwicklung. stein dabei ist die Gründung junger Fir- fassen wird. Ein anderes Forschungsfeld Zur besseren Kooperation und Vernet- men. Mit dem von der TUHH eingerich- ist z.B. Biotechnologie und Medizintech- zung mit ihren Partnern hat die TUHH ih- teten Gründerrat werden Instrumentarien nologie, in dem neue Ansätze und Kon- re Ressourcen und ihr Know-how im Be- zur Verfügung gestellt, die jungen Inge- zepte im Bereich Life Science zusammen- reich der Forschung in Zentren gebün- nieurinnen und Ingenieuren bei der gefaßt sind. delt. Abb. 3 und 4 zeigen das Koope- Durchführung ihres Gründungsvorha- Forschungsergebnisse müssen transfe- rationsnetz der TUHH und einen Aus- bens effizient unterstützen. Allein im Jah- riert werden, wenn diese vor dem Hinter- schnitt kooperierender Firmen aus allen re 1999 konnten elf Firmen gegründet grund einer sich öffnenden Welt, der zu- wichtigen Wirtschaftsbranchen. Beispiel- werden. nehmenden Globalisierung der Märkte haft ist die Kooperation im Bereich der Über die TUHH-Technologie GmbH und der Internationalisierung des Wett- Luftfahrtforschung im Technologiezen- wird auch die Projektzusammenarbeit im bewerbs Wirtschaft und Gesellschaft zum trum Hamburg-Finkenwerder mit der Bereich F&E mit kleinen und mittleren Vorteil gereichen sollen. Dies geschieht DaimlerChrysler Aerospace Airbus GmbH. Unternehmen organisiert. Die wissen- am besten über Köpfe; denn Menschen In der Luftfahrtforschung werden z.B. kli- schaftlichen Arbeitsbereiche der TUHH sind die entscheidenden Produktivkräfte matechnische Probleme und Komponen- mit ihren Forschungs- und Entwicklungs- der Unternehmen und zugleich ihr größ- ten der Flugzeugsysteme untersucht. Die potenzialen und ihrem fachspezifischen tes Innovationspotenzial. Kooperation mit der maritimen Industrie Know-how stehen der regionalen Wirt- Für Unternehmen ist es angesichts kur- dient u.a. der Entwicklung effizienter schaft für innovative Problemlösungen zer Produktzyklen und komplexer Syste- Schiffskonstruktionen und Fertigungsver- und neue Systemkonzepte zur Verfü- me zur Erhaltung der Wettbewerbsfähig- fahren sowie zur Verminderung von gung. Bestimmendes Merkmal der keit neben dem Zugang zu „human capi- Schadstoffemissionen im Schiffsbetrieb. TUHH-Technologie GmbH ist, dass sie di- tal“ zunehmend wichtiger, die Koopera- Kooperationen mit dem GKSS-For- rekt auf die Wissenschaftlerinnen und tionen mit Hochschulen und anderen ex- schungszentrum Geesthacht und dem Wissenschaftler – den Quellen des Wis- ternen Technologiequellen zu pflegen Mikroelektronikanwendungszentrum sens – in der Technischen Universität und zu intensivieren. Die Einrichtung effi- MAZ sind weitere Beispiele erfolgreicher Hamburg-Harburg zugehen kann. zienter Technologietransfer-Netzwerke Kooperationen in der Forschung mit an- Um die erworbene Stellung im Bereich mit nationalen und internationalen Part- deren Forschungseinrichtungen. Forschung, Entwicklung und Technolo- nern ist wesentlicher Teil einer neuen In- Mit der Tochterfirma „TUHH-Techno- gietransfer zu erhalten, ist das Ziel klar: 8 novationskultur in Hamburg. Mit ihrem logie GmbH“ betreibt die TUHH ein sehr neue und innovative Forschungsfelder SPECIAL

Ixion Esso Shell Phoenix

Axel Springer Flensburger Schiffbaugesellschaft

TMM etc ECTL SAP Compaq NITHH CMT GmbH Siemens DaimlerChrysler TuTech GKSS GmbH TUHH

Germanischer Lloyd UKE Beiersdorf Starter Boberg Zentrum

THF Philips DaimlerChrysler Jungheinrich MAZ Aerospace Airbus HIT

ThyssenKrupp Industries Sauer Sundstrand

Dräger Hako bbcom Still Körber

sind nur über herausragende „Köpfe“ zu bei. Anwendungsorientierte Forschung Abb.4 erschließen. Gespiegelt an den zehn stra- ist ferner einer der Schlüssel, um den im- Industrielles Netzwerk der TUHH (Auswahl) tegischen Forschungsfeldern wird es mer geforderten personellen und kreati- Hauptaufgabe sein, kreative Persönlich- ven Austausch zwischen Hochschule und keiten aus Industrie und Wirtschaft zu Wirtschaft zu ermöglichen. gewinnen, die Garanten sind für die Fort- Die TUHH wird gemäß ihrem Grün- setzung der Erfolgsstory TUHH. Exzellen- dungsauftrag ihre Forschungsstrukturen te Forschung hat wiederum entscheiden- und -ressourcen – gemessen an den den Einfluß auf die Qualität der Ausbil- Maßstäben Qualität und Originalität – dung. konsequent zukunftsorientiert ausrich- Darüber hinaus ist es wichtig, sich den ten, um auch weiterhin als Technische künftigen Herausforderungen im Markt Universität eine führende Rolle inneha- der Forschungsförderung zu stellen. Ab- ben zu können in Wissenschaft, Wirt- gesehen von der DFG – die allerdings ei- schaft und Gesellschaft. Technik für die ne ausreichende Grundausstattung vor- Menschen zu erforschen und zu ent- aussetzt – gehen viele Forschungsförde- wickeln ist das eine; die Umsetzung der rer dazu über, Forschungsvorhaben zu Ergebnisse in Innovationen das andere. bewilligen und zu finanzieren, wenn eine Die TUHH versteht sich als Motor der In- Eigenbeteiligung (50 %) erbracht wird. novation. Diesen Zeitgeist aufnehmend ist sicher- (Johannes Harpenau) zustellen, dass der für Technische Univer- sitäten zur Erfüllung ihrer Aufgaben un- bedingt notwendige Zugang zu anwen- dungsorientierten Forschungsprogram- men und -mitteln offen bleibt. Denn nur die Verbindung von anwendungsorien- tierter Forschung und ingenieurwissen- schaftlicher Ausbildung kann die kompe- tenten Ingenieurinnen und Ingenieure er- bringen, nach denen der Markt verlangt. Sie sind Träger neuer Ideen, neuer Ansät- ze und tragen wesentlich zur Innovati- onsfähigkeit von Industrie und Wirtschaft 9 Die Rolle der Forschung

SPECIAL für die Entwicklung der TUHH

Zweifelsohne ist die Geschichte der Bekanntlich schießen die Preußen nicht Bevor der Erste Bürgermeister Hans-Ul- TUHH eine Erfolgsstory ohne Beispiel; sehr schnell, und überhaupt scheinen die rich Klose 1978 das Errichtungsgesetz für zumindest kenne ich keine Univer- zuständigen Politiker von der Idee einer die TUHH vor die Bürgerschaft bringen sitätsgründung in der Bundesrepublik, neuen TH nicht besonders erbaut gewe- konnte, waren ausführliche Erhebungen die so schnell und so erfolgreich auf sen zu sein. Die Preußen ebensowenig und Gutachten über anzustrebende Ka- allen Ebenen Tritt gefasst hat wie die wie die Hamburger, denn selbst als Max pazität, Struktur, Forschungsprofil und TUHH. Brauer nach dem Zweiten Weltkrieg Er- Studiengänge vorausgegangen. Ein we- ster Bürgermeister in (Groß) Hamburg sentliches Ergebnis dieser Vorstudien ist Grundlage und Motor dieser Entwicklung war, ist von einer TU an der Niederelbe in der nachstehenden Matrix zusammen- waren vorrangig die Leistungen in der nicht mehr die Rede gewesen. Es waren gefasst, die aus dem Zusatzbericht zur Forschung, die von Beginn an Aushänge- vorwiegend Wissenschaftler der Univer- Vorbereitung der Fächergrobstruktur von schild und Markenzeichen der jungen sität Hamburg, die in den 70er Jahren Hochschuleinrichtungen in Hamburg- TUHH gewesen, die dies bis heute ge- den Anstoß zur Gründung einer TU ge- Harburg (1976) Bürgerschafts-Drucksa- blieben und die mit Recht der Stolz der geben haben. Vor allem wir in Harburg che 8/2745, entnommen ist. TUHH sind. Aber man sollte nicht über- müssen ihnen hoch anrechnen, dass sie Man muss heute feststellen, dass dar- sehen: Ingenieurwissenschaften stehen in die Weitsicht und den Schneid besessen aus ein hervorragendes Gründungskon- der Kaufmannsstadt Hamburg nach wie haben, sich für eine neue Technische zept entstanden ist, das den erfolgrei- vor nicht im höchsten Ansehen. Die Universität stark zu machen, denn chen Start möglich gemacht hat. Aller- TUHH wird einen langen Atem brauchen, schließlich musste diese unausweichlich dings starten musste die TUHH dann um eine nachhaltige Änderung zu bewir- in eine Konkurrenzsitutation zu den an- selbst und dass es ein Blitzstart wurde, ken. In diesem Punkt scheint das allge- deren Hamburger Hochschulen, im be- lag vor allem an dem Elan und der Begei- mein beklagte Süd-Nord-Gefälle Traditi- sonderen Maße zur Universität Hamburg, sterung nicht nur der Wissenschaftlerin- on zu haben, denn bereits im Jahre 1928 geraten, wie wir sie ja seit Jahren erleben. nen und Wissenschaftler, sondern aller hat Max Brauer, Oberbürgermeister des Ich möchte hier nicht darüber urteilen, zu Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter. Was damals preußischen Altona, in seiner wessen Vor- und Nachteil sich diese Kon- waren die wesentlichen Ingredienzien Denkschrift „Die Technische Hochschule kurrenz ausgewirkt hat, aber eines steht dieses Konzepts? an der Niederelbe“ hervorgehoben, daß für mich fest, ohne die TUHH wäre die Ich möchte hier zwei Aspekte beson- es damals südlich des Mains fast dreimal Hochschullandschaft Hamburgs um ein ders hervorheben, weil sie gerade für das so viele Ingenieur-Studienplätze gab wie ganz wesentliches Element ärmer, und Anfangsstadium eine essentielle Bedeu- in Norddeutschland. Vermutlich hat diese ohne sie stünde heute keine Hamburger tung bekommen haben. Relation bis heute Bestand, ebenso wie Hochschule besser da, weder finanziell Der erste Aspekt ist die offene Struktur die wesentlichen Inhalte der Denkschrift noch sonst irgendwie (vielmehr wäre aller der Hochschule, in der der Begriff Fakul- unverändert aktuell geblieben sind. Sie Wahrscheinlichkeit nach der Hamburger tät bzw. Fachbereich nicht auftaucht und endet mit dem Satz: „Ein starkes Mittel, Wissenschaftsetat lediglich um das Bud- die sich an der Matrix orientiert. Jede um den von Preußen in seinem Niederel- get der TUHH kleiner). Wissenschaftlerin und jeder Wissen- begebiet begonnenen Aufbau entschei- schaftler ist einem Forschungsschwer- dend weiter zu fördern, sehen wir darin, punkt (FSP) zugeordnet, geleitet von daß Preußen hier ein geistiges Zentrum FSP-Sprecher und FSP-Rat, und einem hohen Ranges entstehen läßt: eine nach Studiendekanat (SD), geleitet von Studi- neuesten Erfahrungen und bewährten endekan und dem SD-Rat. Dadurch ent- Grundsätzen zu erbauende und zu füh- steht für jeden die Notwendigkeit, sich rende Technische Hochschule in Altona.“ auf verschiedenen Ebenen mit verschie- denen Personengruppen zu arrangieren. Man weiss voneinander. Dadurch wird die Identifikation jedes einzelnen mit der TUHH insgesamt gefördert. Mit dem zweiten Aspekt, einem plane- rischen, ist die zeitliche Staffelung der einzelnen Stufen der Gründungsphase gemeint, der Aufbau von oben nach un- ten, beginnend mit dem vertikalen Ast 10 der Matrix, den Forschungsschwerpunk- SPECIAL

StudiengängeFertigungstechnikKonstruktionstechnikWerkstofftechnikNachrichtentechnikTechnischeMeß-, Informatik Steuerungs-VerfahrenstechnikChemietechnik und RegelungstechnikBauingenieurwesenArchitekturStädtebau-, Stadtplanung Forschungsschwerpunkte 123 4567891011 Anlagenplanung, Apparatebau und Fertigungstechnik sowie entsprechende Grundoperationen der Verfahrenstechnik 1

Werkstoff-Physik einschließlich Materialforschung und Kunststoff-Physik und zugehörige Konstruktionstechnik 2

Sicherheitstechnik, Zuverlässigkeitstechnik, Arbeitsschutz- und Umweltschutztechnik 3

Wasserbau, Meerestechnik und zugehörige Biotechnologie 4 Hochbau 5 Stadterneuerung Abb.1 Matrixstruktur und Werterhaltung 6 von 1976 ten. In einem zweiten Schritt kam der ho- Ich möchte im Folgenden einige weitere gendes zu bieten. Viele werden sich erin- rizontale Ast, die Lehre, hinzu. Wissen- Gesichtspunkte aufführen, weshalb es nern an die Umstände in der frisch her- schaftliche Mitarbeiterinnen und Mitar- sich so segensreich auswirkte, dass mit gerichteten Geburtsstätte der TUHH in beiter sowie Doktorandinnen und Dokto- dem Aufbau der Forschung begonnen der Schloßstraße 20, wo der Aufzug nur randen gehörten bereits zur Gründungs- wurde. Zum ersten wurde dadurch eine für Personen- und Aktentransport zuge- mannschaft; z.T. traten sie den Dienst besondere Möglichkeit geschaffen, gute, lassen war, wo die zulässigen Bodenla- schon vor ihren Professoren an. Damit gestandene Wissenschaftlerinnen und sten nicht einmal für die Aufstellung ei- verfügte die TUHH von Beginn an über Wissenschaftler zu gewinnen, der mit ner normalen Prüfmaschine ausreichten, das kreative Potenzial des Nachwuchses, Abstand wichtigste Gesichtspunkt über- wo es zunächst überhaupt keine hinrei- das die Forschung an den Universitäten haupt. Die Berufungsverfahren konnten chende Entlüftung gab und dementspre- auszeichnet gegenüber anderen For- ohne die Zwänge der Kapazitätsverord- chend Chemikalien nur in homöopathi- schungseinrichtungen: Junge, engagierte nung (KapVO) und ohne Rücksicht auf schen Portionen gelagert werden durf- Leute, die für konkrete Projekte für einen Curricular-Normwerte, Lehrdeputate und ten, wo viele Durchgänge und Türöff- begrenzten Zeitraum zur Verfügung ste- Studienpläne abgewickelt und mehr auf nungen schon für mittlere Gerätschaften hen. Diese personelle Ressource war ein die zur Disposition stehenden Personen zu eng waren, so dass der Großteil des Segen für die junge TUHH, ihr verdankt ausgerichtet werden, ein Prinzip, das seit Inventars bis in den 4. Stock hinein mit sie zu einem erheblichen Teil ihren kome- langem bei der Max-Planck-Gesellschaft Lastkränen durch die Fensteröffnungen tenhaften Aufstieg. Es waren bereits erfolgreich angewandt wird und sich gehievt werden musste, natürlich nach mehr als eine Doktorandengeneration auch beim Start der TUHH sehr bewährt dem Ausbau der Fensterrahmen. Das war durch die TUHH gegangen, bevor die er- hat. Die Forschungsaktivitäten bilden die praktisches Ingenieurwesen vom ersten sten Studierenden kamen. Basis für die Bewertung und das Renom- Tage an. Dieses Szenario wurde neugierig mee einer jeden Universität. Sie sind im verfolgt und respektlos kommentiert von übrigen auch ein wichtiger Gradmesser einer stattlichen Taubenschar, die sich in für die Qualität der Ausbildung, denn ihrem angestammten Wohnrecht be- gute Lehre speist sich aus guter For- drängt fühlte. Viele von uns werden sich schung, was für die Graduiertenausbil- auch erinnern an die weltwunderver- dung offenkundig ist, aber für die univer- dächtigen hängenden Labors in der Halle sitären Curricula genauso zutrifft. Die des Technikums, eine Attraktion bei jeder TUHH hat gut daran getan, sich zuerst Besichtigung. Nach wenigen Jahren hielt auf die Etablierung der Forschung zu die TUHH im Harburger Stadtgebiet, im konzentrieren, mit der wichtigen Konse- Binnenhafen auf der Peute und sogar an quenz, dass in kürzester Zeit eine lei- der Elbchaussee etwa 20 weitere Stan- stungsfähige Gründungsmannschaft re- dorte gemischten baulichen Standards krutiert werden konnte. besetzt, in leerstehenden Schulen, alten Erfahrungsgemäß bilden provisorische Fabrikgebäuden und einer Kavallerieka- Verhältnisse einen guten Nährboden für serne. Unter diesen Umständen wäre die schöpferische Arbeit, und in dem Punkt Öffnung der TUHH für eine kapazitäts- hatte die TUHH vom Start weg Hervorra- gerechte Studentenzahl nicht denkbar 11 SPECIAL

gewesen, vielmehr wäre dann ihr Weiter- realisiert, aber Schiffsmaschinenbau war Als die TUHH 1988 ihr in einer intensi- ausbau vermutlich von Verwaltungsge- neu hinzu gekommen. Kurz, die Matrix ven internen Diskussion erarbeitetes richten organisiert worden wegen des war ein wenig in Unordnung geraten, Konzept für die Neuordnung und Erwei- Mangels an Hörsälen, Seminar- und und es ging darum, deren innere Konsi- terung der Forschungsschwerpunkte vor- Praktikumräumen. Die Forschung jedoch stenz wieder herzustellen. Dazu waren legte, fand dieses bei den zuständigen gedieh prächtig und entwickelte sich zur neue Weichenstellungen notwendig, bei Landespolitikern und Behörden allgemei- treibenden Kraft, die den weiteren Aus- denen die jugendliche TUHH auf das ne Zustimmung und wurde dem Wissen- bau über manche Hürde brachte. Vertrauen der Landes- und Bundespoliti- schaftsrat zur Begutachtung vorgelegt. Als die TUHH im Jahre 1986 ihre ker angewiesen war, und sie besaß dieses Bei dessen Begehung und Evaluierung er- Rechtsselbständigkeit erreichte, war der Vertrauen. hielt die TUHH so gute Noten, dass das „point of no return“ längst überschritten. Im ersten Jahr ihrer Rechtsselbständig- vorgelegte Konzept genehmigt und die Zwar war der Aufbau bei weitem nicht keit verfügte die TUHH über einen Be- bauliche Erweiterung durch den 4. Bau- abgeschlossen, die neuen Gebäude wu- stand an extern finanzierten Forschungs- abschnitt mit höchster Priorität in die chsen auf dem jetzigen Campus ihrer Be- projekten, vorrangig der Deutschen For- Rahmenplanung für den Hochschulbau zugsfertigkeit entgegen, aber in der inne- schungsgemeinschaft, dem damaligen aufgenommen wurde. ren Struktur waren einige offene Enden Bundesministerium für Forschung und Es war während dieser Phase auch eine entstanden. Dies hing damit zusammen, Technologie und der freien Wirtschaft, in verstärkte Kooperationsbereitschaft mit daß gegenüber der ursprünglichen Pla- einem Umfang, der in etwa einem der TUHH in ihrer wissenschaftlichen und nung im Laufe der Zeit Änderungen ein- Jahresetat aus Hamburger Mitteln ent- wirtschaftlichen Umgebung festzustellen. getreten waren. So hatte z.B. der For- sprach – fast 40 Mio. DM (ohne Investi- Während anfangs die TUHH sich natur- schungsschwerpunkt 4 – Wasserbau, tionen). Das waren Zahlen, die in dieser gemäß auf die Wirtschaft zubewegt hat- Meerestechnik und zugehörige Biotech- Relation zu den Spitzenwerten in te, war jetzt auch eine umgekehrte Strö- nologie – sich an die rasante Entwicklung Deutschland zählten und die im Jahre mung zu beobachten. So endeten von in diesen Bereichen angepaßt, die bei der 1980, als die ersten Professoren berufen der jetzigen DaimlerChrysler Aerospace Erstellung des Grobstrukturgutachtens wurden, wohl kaum jemand der neuen Airbus GmbH angeregte Verhandlungen überhaupt nicht abzusehen waren. Die TUHH in Deutschlands Norden zugetraut mit der Einrichtung eines Studienschwer- deutsche Industrie hatte nicht die erhoff- hätte. Das waren Zahlen, die überzeug- punktes Flugzeug-Systemtechnik und der ten Marktanteile der Off-shore-Technik ten und der TUHH einen enormen Ver- gleichnamigen Stiftungsprofessur sowie gewonnen, und die zugehörige Biotech- trauensbonus einbrachten. der Errichtung des Technologiezentrums nologie (gemeint waren u. a. Fischfar- Die TUHH hat dieses Vertrauen ziel- Hamburg-Finkenwerder, ein Konzept, das men) hatte sich auch nicht zu dem ur- strebig genutzt, aber, soweit meine auch der kritischen Bewertung durch den sprünglich erwarteten Wirtschaftszweig Kenntnis reicht, nie enttäuscht. Hamburg Wissenschaftsrat standgehalten hatte entwickelt. Die schließlich an der TUHH hat dementsprechend seine Zusagen ge- und positiv bewertet worden war. Viele eingerichtete Biotechnologie hatte mit genüber der TUHH stets eingehalten, gemeinsame Forschungsprojekte belegen der ursprünglich geplanten dann auch wenn auch gelegentlich mit zeitlicher die Effektivität dieser Einrichtung. nur den Namen, aber keinerlei Inhalte Verzögerung, und ist in vielen Fällen so- Aufgrund einer Initiative aus der Or- gemeinsam. Auch in den Studiengängen gar darüber hinaus gegangen, selbst in thopädie des Allgemeinen Krankenhau- hatten sich Änderungen ergeben, Archi- Zeiten knapper Kassen. ses St. Georg wurde in Kooperation mit tektur und Chemietechnik wurden nicht dem UKE an der TUHH ein Arbeitsbe- SPECIAL

Forschungsschwerpunkte und ihre Arbeitsbereiche StudiendekanateMaschinenbauElektro- undVerfahrens- InformationstechnikBauwesen und ChemietechnikGewerblich-Technische Wissenschaften

1 Stadt, Umwelt und Technik: Abwasserwirtschaft, Umweltschutztechnik, Abfallwirtschaft und Stadttechnik, Städtebau I (Städtebau/Stadtplanung), Städtebau II (Stadt- und Regional- ökonomie/-soziologie), Städtebau III (Objektbezogene Stadtplanung/Stadtökologie), Arbeits- wissenschaften, Wasserwirtschaft und Wasserversorgung, Verkehrssysteme und Logistik, ✕✕✕✕ Technikbewertung und Technikgestaltung, Prozeßtechnik und berufliche Bildung, Geotechnik und Baubetrieb, Technologie- und Innovationsmanagement 2 Systemtechnik: Elektrotechnik I (Meßtechnik), Optik und Meßtechnik, Regelungstechnik, Prozeßautomatisierungstechnik, Elektrotechnik IV (Theoretische Elektrotechnik), Flugzeug-System- technik, Biotechnologie I (Bioprozeß- und -verfahrenstechnik), Biotechnologie II (Biotransformation ✕✕✕ und -sensorik), Elektrotechnik III (Hochfrequenztechnik), Mechanik I

3 Bautechnik und Meerestechnik: Strömungsmechanik, Meerestechnik I, Meerestechnik II (Mechanik), Produktionstechnik/Fertigungstechnik, Schiffstechnische Konstruktionen und Berechnungen, Massivbau, Betonbau, Stahl - und Holzbau, Bauphysik und Werkstoffe im Bau- ✕✕✕✕ wesen, Angewandte Bautechnik, Wasserbau, Statik und Dynamik der Baukonstruktion, Fluiddyna- mik und Schiffstheorie, Schiff-System- und Informationstechnik 4 Informations- und Kommunikationstechnik: Technische Informatik I, Softwaresysteme, Technische Informatik II (Mikrorechnertechnik und Datenverarbeitungsstrukturen), Technische Informatik III (Programmiersprachen und Algorithmen), Elektrotechnik II (Nachrichtentechnik), Digitale Kommunikationssysteme, Halbleitertechnologie, Elektrotechnik V (Technische Elektronik ✕ und Bildverarbeitung), Materialien der Mikroelektronik, Telematik, Verteilte Rechnerbetriebs- systeme, Mathematik 5 Werkstoffe – Konstruktion – Fertigung: Betriebseinheit Elektronenmikroskopie, Konstruktionstechnik I, Konstruktionstechnik II, Fertigungstechnik I, Fertigungstechnik II, Produktionswirtschaft, Werkstoffphysik und -technologie, Metallkunde und Werkstofftechnik, ✕✕ Metallkunde (GKSS), Technische Keramik, Kunststoffe und Verbundwerkstoffe, Biomechanik, Technologie und Maschinentechnik 6 Verfahrenstechnik und Energieanlagen: Verfahrenstechnik I, Verfahrenstechnik II, Verfah- Abb.2 renstechnik III, Chemische Verfahrenstechnik, Apparatebau, Wärmekraftanlagen und Schiffsma- ✕✕ Heutige schinen, Technische Thermodynamik, Elektrische Energiesysteme und Automation, Energietechnik Matrixstruktur

Abb.3 Viele Persönlichkeiten aus Politik und Wirtschaft besuchten im Laufe der Jahre die TUHH

13 SPECIAL

reich Biomechanik eingerichtet, der gievermittlung der TUHH wurde 1992 in große Unterstützung von der Gesund- eine TUHH-eigene GmbH umgewandelt, heitsbehörde und der Berufsgenossen- eine ebenfalls bundesweite Novität, die schaft erfahren hat. Auf Betreiben der sich sehr erfolgreich am Markt behauptet Umweltbehörde erhielt die TUHH eine hat und sich seit nunmehr acht Jahren in Stiftungsprofessur im Bereich Wasser- einer kontinuierlichen Wachstumsphase wirtschaft und Wasserversorgung – ge- befindet. stiftet von der S.O.F. – Save Our Future- Solche neuartigen Vorhaben haben bei Abb.4 Umweltstiftung –, die eine Scharnier- Senat und Bürgerschaft immer wohlwol- Nicht zu unterschätzen sind funktion in der Kooperation mit dem lende Behandlung erfahren und sind die Verdienste des ehemaligen Ltd. Verwaltungsbeamten Deutschen Verband des Gas- und Was- meist ohne komplizierte oder restriktive Justus Woydt serfachs wahrnimmt. Auf diese Weise Auflagen genehmigt worden. Dies gilt wurde die TUHH fest im Hamburger selbst für das jüngste Kind der TUHH, Wirtschaftsraum verankert, zu dem sie das Northern Institute of Technology, ei- von Beginn an ein enges Netzwerk der ne von Mitgliedern der TUHH getragene Zusammenarbeit geknüpft hat, wie z. B. private Bildungsinstitution. mit dem Schiffbau, den Halbleiterherstel- Ich habe versucht, ein Bild der Rolle der Abb.5 lern und vielen mittelständischen Betrie- Forschung für die Gründungs- und Auf- Der Nukleus der TUHH: ben des Maschinen- und Anlagenbaues. bauphase der TUHH zu zeichnen, wie ich Das Gebäude Harburger Schloßstraße 20 Stichworte wie Schiff der Zukunft, Ham- es vor Augen habe. Es kam mir dabei burger Hafenschlick, Abwasserreinigung, nicht auf eine Dokumentation an und so Sanierung der Deponie Georgswerder mag mancher Aspekt überzeichnet sein und Werkstoff-Forum sind noch in guter und möglicherweise fehlt das eine oder Erinnerung. Auch mit den wissenschaftli- andere. chen Institutionen in ihrer Nachbarschaft Die TUHH ist eine faszinierende Uni- unterhielt sie schon zur Tradition gewor- versität geworden, mit einem soliden dene Kooperationen in der Forschung. Fundament und außergewöhnlichen Per- Hier sind besonders zu nennen die Uni- spektiven. Die Aufbauphase ist heute be- versität Hamburg, die Fachhochschule endet, und es hat eine Ära des Umbaus Hamburg und das GKSS-Forschungszen- begonnen, um die TUHH für die Ent- trum in Geesthacht. wicklungen der Zeit zu rüsten. Man traute der TU Hamburg-Harburg Die TUHH wird gut daran tun, die Basis Abb. 6 schon allerhand zu – kaum ein Jahrzehnt ihres ungewöhnlichen Aufstiegs zu pfle- Ein Blick über den nach ihrer Gründung -, und der Hambur- gen: Ingenieurwissenschaftliche For- TUHH-Campus ger Senat wie die Bürgerschaft zeigten ei- schung hoher Qualität. Ich denke, daß ne große Bereitschaft, der jugendlichen die zu Beginn dieses Beitrags skizzierte Hochschule ungewöhnliche Freiheiten Vision, zwar nicht in Altona, sondern in einzuräumen, die es ihr gestatteten, die Hamburg-Harburg, das aber seinerzeit weitere Entwicklung eigenverantwortlich wenigstens genauso zu Preußen gehört in die Hand zu nehmen. hat, heute Realität ist: Eine nach neue- Als Pilotprojekt erhielt sie eine bundes- sten Erfahrungen und bewährten Grund- weite Vorreiterrolle bei der Verwaltung sätzen gebaute und geführte Technische ihrer Finanzen in Form des sogenannten Universität an der Niederelbe. Globalhaushaltes. Dieses System bietet (Heinrich Mecking, eine enorme Flexibilität gegenüber der Präsident der TUHH 1987 bis 1993) kameralistischen Haushaltsführung, stellt aber umgekehrt hohe Anforderungen an die Mittelverwaltung und erfordert durchgängig ein hohes Maß an Koopera- tionsbereitschaft und Ausgabendisziplin. Die u.a. mit der Abwicklung von For- 14 schungsaufträgen beauftragte Technolo- SPECIAL 10 Strategische Forschungsfelder

Information als Wirtschaftsgut 1 Unternehmensorganisation 2 Produktions- und prozessintegrierter Umweltschutz 3 Nachhaltiger Umgang mit natürlichen Ressourcen 4 Neue Energiesysteme und Energiemanagement 5 Nachhaltige Stadtstrukturen 6

Transport- und Verkehrssysteme 7

Neue Kommunikationstechniken 8

Materialien und Mikrosysteme mit neuen Funktionen 9

Biotechnologie und Medizintechnologie 10

15 Information als Wirtschaftsgut

10 Strategische Forschungsfelder

Im Wirtschaftsleben der postindustriel- genieurinnen und -ingenieuren das glo- hat einer breiten Öffentlichkeit bewusst Information als len Gesellschaft spielt die Ressource bale Angebot an Lösungselementen für gemacht, dass Informatik- bzw. Informa- Wirtschaftsgut 1 Information eine immer entscheiden- ihre Konstruktionsaufgaben online um- tionstechnikwissen in einem direkten Be- dere Rolle. Die schnelle Entwicklung fassend verfügbar zu haben, und es er- zug zur Wirtschaftskraft hochentwickel- innovativer Informationsdienstleistun- laubt simultan am gleichen Konstruk- ter Industriestaaten steht. Unternehmens- gen zeigt eindrucksvoll die Bedeutung, tionsobjekt zu arbeiten. In der heutigen Bislang wurde das Profil der Informati- 2 organisation die diesem Forschungsfeld zukommt. Zeit, in der die schnelle Umsetzung von onstechnik einerseits in der Technischen Die Beherrschung des Gutes Informati- Ideen in marktfähige Produkte immer Informatik und andererseits im wissen- Produktions- und on ist Programm. wichtiger wird, kommt ferner dem For- schaftlichen Rechnen gesehen. Daraus prozessintegrierter schungsgebiet Produkterstellung mit mas- ergaben sich die Ausrichtungen innerhalb 3Umweltschutz Entwicklung und Betrieb von innovativen sivem Einsatz integrierter Software-Syste- der Informationstechnik in Informations- multimedialen Informationsdienstleistun- me unter Einschluß von Virtual und Rapid technik als Rechentechnik für die Ingeni- gen setzen systemtechnische Lösungen Prototyping besondere Bedeutung zu. eurwissenschaften (Rechentechnik) so- Nachhaltiger Umgang mit natür- voraus, die über die traditionelle Netz- Typische Beispiele für Realzeitsysteme wie Informationstechnik als eigenständi- 4 lichen Ressourcen werk-, Datenbank- und Softwaretechnik sind mechatronische Systeme, die Signale ge Ingenieurwissenschaft, die sowohl die entschieden hinausgehen. Gefordert wer- aufnehmen, verarbeiten, interpretieren Technische Informatik als auch die Infor- den die dynamische Bereitstellung, der und darauf situationsgerecht reagieren. matik des System- & Softwareenginee- Neue Energiesysteme und effiziente Zugriff sowie die flexible und Realzeitsysteme / Eingebettete Systeme rings umfasst (Informationstechnik). 5Energiemanagement kooperative Nutzung einer breiten Palet- verdanken ihre besondere Leistungs- Im ersten Fall steht das wissenschaftli- te von Ressourcen im Netz (Informatio- fähigkeit der Verknüpfung mit Systemen che Rechnen in Zusammenhang mit Fra- nen, Prozesse, Geräte etc.) unter Wah- der Informationsverarbeitung. Optimale gen der vornehmlich maschinellen Infor- Nachhaltige rung hoher Qualitätsanforderungen an Lösungen setzen eine ganzheitliche Be- mationsverarbeitung im Vordergrund, im 6 Stadtstrukturen Ausfallsicherheit, Konsistenz, Authenti- trachtung der Systemauslegung voraus: zweiten Fall die Lösung konkreter Aufga- zität und Vertraulichkeit. Dazu gehören Lösungsalgorithmen müssen den Echt- ben der Informationsverarbeitung unter prozessorientierte Softwaresysteme, mul- zeitanforderungen genügen und Sicher- technischen und kommerziellen Randbe- timediale Informationssysteme, skalier- heitsaspekten Rechnung tragen. dingungen. Insbesondere ist die Planung Transport- und 7 Verkehrssysteme bare Komponentenarchitekturen sowie Das Forschungsgebiet Überwachung und Durchführung von Forschungsarbei- sichere Informations- und Kommunikati- und Führung komplexer verfahrens- und ten und die inhaltliche Gestaltung von onssysteme. An diesen Forschungsfrage- fertigungstechnischer Prozesse schließ- Studiengängen zum Systems & Software stellungen arbeitet die TUHH. Die An- lich umfasst die dynamische Modellbil- Engineering an der folgenden Zielsetzung Neue Kommuni- 8kationstechniken wendungen reichen von multimedialen dung komplexer Systeme, die Simulation zu orientieren (1): Informations- und Nachrichtendiensten und Anlayse derartiger Systeme sowie - Schaffung qualitativ hochwertiger sowie rechtsverbindlichen Transaktionen die Prozessführung und Prozessüberwa- digitaler Produkte und Dienstleistun- Materialien und im Geschäftsverkehr über kooperatives chung. Dafür müssen Verfahren ent- gen für den Markt; Mikrosysteme mit 9 neuen Funktionen Workflowmanagement in verteilten Or- wickelt werden, die sowohl auf quantita- - Systemerstellung mit hoher Professio- ganisationen bis hin zum Informationsm- tiven Modellen (Differentialgleichungen) nalität bei guter Beherrschung von anagement für multimodale Produktions- als auch auf ereignisorientierten Modell- Kosten und Terminen. und Logistikketten. Diesen Anwendun- formen basieren. Der Forschungsansatz Forschung und Entwicklung im Bereich Biotechnologie und gen gemeinsam ist das Ziel, Information reicht von mathematischen Grundlagen des Systems & Software Engineerings 10 Medizintechnologie als Wirtschaftsgut technisch beherrsch- über die Entwicklung von Diagnosesyste- umfassen demgemäß ein breites The- bar und wirtschaftlich nutzbar zu ma- men und gerätetechnischer Realisierung menspektrum. Im Systems & Software chen. bis hin zur Sicherheitstechnik in Anlagen Engineering ist die reine Grundlagenfor- Die Beherrschung von Information und Prozessen der Verfahrens- und Ferti- schung (z.B. Typtheorie, modale Logik, spielt auch in anderen bedeutsamen gungstechnik. In den aufgezeigten For- formale Sprachen, Automatentheorie) technischen Anwendungsfeldern eine schungsgebieten erarbeiten die Wissen- von der anwendungsorientierten Grund- zentrale Rolle. Im Bereich der Produkti- schaftler der TUHH neue technische Lö- lagenforschung zu unterscheiden. Typi- onstechnik zielt das Forschungsgebiet sungen. sche Beispiele für Letztere sind formale Kooperatives Produktengineering und Der Informationstechnik fällt dabei ein und semantische Modelle für Program- Teleengineering auf die Nutzung verteil- besondere Rolle zu. Spätestens der in miersprachen und -techniken, Fragen der ten Wissens und verteilter Engineering- Deutschland zu beobachtende Mangel Algorithmik, der Korrektheit, der forma- potenziale ab. Global Engineering Net- an Ingenieurinnen und Ingenieuren so- len Spezifikation, der Verifikation, der 16 working ermöglicht den Entwicklungsin- wie Infomatikerinnen und Informatikern Formalität von Beschreibungsmitteln, der 10 Strategische Forschungsfelder

Durchgängigkeit von Vorgehensmodellen ergänzt um die über Kooperationen ein- im formalen Sinn und der Angabe von in- gebrachte Expertise der Wirtschaft. Die soweit geeigneten mathematischen Mo- interdisziplinäre Struktur der TUHH und dellen. Hinzu kommen theoretische Aus- ihre Offenheit gegenüber Kooperationen sagen zu Methoden des Software En- mit Industrie und Wirtschaft wird dazu gineerings wie beispielsweise zur Voll- beitragen, innovative Ideen schnell in ständigkeit verschiedener Überdeckungs- neue Produkte, Verfahren und innovative verfahren beim Softwaretest. Dienstleistungen zu veredeln. Quantitative Fragen des Systems & (Friedrich Vogt) Software Engineering ergänzen das For- 1Vgl. hier und im Folgenden: M. Broy, J.W. schungsspektrum der Grundlagenfor- Schmidt: Informatik: Grundlagenwissenschaft oder Ingenieurdisziplin, Informatik-Spektrum schung. Um die Güte bestimmter Verfah- 22, Springer, 1999 ren und Vorgehensweisen im Systems & Software Engineering einschätzen zu können, sind Maßzahlen zu Kosten, Qualität und Terminen wichtig. Diese empirisch gewonnenen Maßzahlen lie- fern wertvolle Hinweise für den Vergleich und die Auswahl entsprechender Verfah- ren in der Praxis. Zentrale Forschungsaufgabe ist aller- dings die Bereitstellung neuer Methoden und Hilfsmittel für die Durchführung des Systems & Software Engineering. Diese umfasst u.a. CAD-Tools, Programmier- sprachen, Werkzeuge, Analyseverfahren und Vorgehensweisen. Hinzu kommen besondere Erkenntnisse zur Realisierung von informationsverarbeitenden Syste- men wie etwa System- und Softwarear- chitekturen und Design Patterns. Viele der heutigen Hilfsmittel und Methoden haben noch weitgehend ad hoc-Charak- ter, sind zu wenig systematisiert und des- halb stark verbesserungsbedürftig. Somit ist es ein zentrales Anliegen der For- schungs- und Entwicklungstätigkeit im Systems & Software Engineering, die praktischen Methoden zu verbessern, zu bewerten, einzuordnen und neuartige Methoden zu schaffen und zu erproben. Die Durchführung kontrollierter Experi- mente ermöglicht dabei zusätzlichen Er- kentnisgewinn, z.B. hinsichtlich Aussagen des qualitativen „proof of concepts“ und zur Güte neuer Verfahren. Das Forschungsfeld Information als Wirtschaftsgut berührt Forschungsfra- gestellungen unterschiedlicher wissen- schaftlicher Disziplinen. Gemeinsamkeit in nahezu allen Fällen ist, dass interdiszi- plinäre Zusammenarbeit erforderlich ist – 17 Unternehmensorganisation

10 Strategische Die Fabrik der Zukunft – Forschen für die Produktion von morgen Forschungsfelder

Die zunehmende Globalisierung verän- Im Folgenden werden zukunftsorientierte Zur Bewältigung der damit verbunde- Information als dert derzeit tiefgreifend die wirtschaft- Forschungsthemen der TUHH auf diesen nen technischen und organisatorischen Wirtschaftsgut 1 liche Basis der traditionellen Industrie- Gebieten dargestellt. Herausforderungen besteht vielfältiger staaten. Neben den globalen Märkten, interdisziplinärer Forschungsbedarf. Die die die Unternehmen für ihre Produkte Unternehmensnetzwerke als neue diesbezüglichen Forschungsaktivitäten an Unternehmens- erobern mussten, kommt nun die glo- Form der Unternehmensorganisation der TUHH reichen von der Gestaltung 2 organisation bale Produktion von Gütern hinzu: Neben der zunehmenden Globalisierung dezentraler Innovations- und Entwick- weltumspannend werden Investitions- führen individualisierte Kundenbedarfe lungsprozesse über die Schaffung adä- Produktions- und und Konsumgüter produziert, gestützt sowie rasche Veränderungen der Markt- quater Produktions- und Logistikkonzep- prozessintegrierter durch moderne Informations- und und Wettbewerbssituation zu immer te bis hin zur Bereitstellung geeigneter 3Umweltschutz Kommunikationstechniken. Der Wan- neuen Anforderungen an die Unterneh- Informations- und Kommunikationssy- del der Unternehmensumwelt ist allge- mensorganisation. Schnelligkeit und Fle- steme. genwärtig. xibilität werden zu entscheidenden Krite- Nachhaltiger Umgang mit natür- rien im Wettbewerb. Aufgrund der Ten- Neugestaltung von Innovations- 4 lichen Ressourcen Neue faszinierende Möglichkeiten zur denz zur Fokussierung der Geschäftsakti- und Entwicklungsprozessen Gestaltung von Produkten, Prozessen vitäten auf strategisch wichtige Kern- Innovations- und Entwicklungsprozesse und Dienstleistungen für die Märkte von kompetenzen können immer mehr Un- laufen zunehmend nicht mehr nur inner- Neue Energiesysteme und morgen zeichnen sich ab. Unternehmen, ternehmen spezifische vom Kunden ge- halb des Unternehmens ab, sondern wer- 5Energiemanagement die auch unter den neuen Rahmenbedin- forderte Leistungen in der gewünschten den unter Berücksichtung der jeweiligen gungen erfolgreich sein wollen, müssen Breite nur zusammen mit Partnern er- Kernkompetenzen der Netzwerkpartner mit Hilfe einer strategischen Geschäfts- bringen. Dazu ist es erforderlich, neue dezentral durchgeführt. Insbesondere in Nachhaltige feldplanung zukünftig gefragte Produkte Formen einer engen betrieblichen Zu- frühen Phasen komplexer Innovations- 6 Stadtstrukturen und Dienstleistungen frühzeitig erken- sammenarbeit in allen Phasen der Wert- vorhaben muss ein kontinuierlicher Ziel- nen, ihre Produkt- und Prozessentwick- schöpfungskette zu entwickeln. Dies definitions- und Kontrollprozess zwischen lung unter Einbeziehung neuer Technolo- kann durch den Zusammenschluss von den Beteiligten erfolgen. Hohe Miss- gien gestalten und ihre Umsetzungseffi- Unternehmen zu sogenannten Unterneh- erfolgsraten neuer Produkte und Dienst- Transport- und 7 Verkehrssysteme zienz durch frühzeitiges Einbeziehen aller mensnetzwerken erfolgen. leistungen zeigen die Notwendigkeit, Aspekte und Schlüsselpartner entlang der Der Einsatz der neuen Informations- auch den Kunden viel stärker als bisher in gesamten Wertschöpfungskette erhöhen. und Kommunikationstechnologien schafft den Entwicklungsprozess einzubinden, Auf diese Weise können Marktleistungen eine wesentliche Voraussetzung dafür, damit seine Bedürfnisse und Anforderun- Neue Kommuni- 8kationstechniken erbracht werden, die Alleinstellungsmerk- dass Unternehmen mit spezifischen Kern- gen von Beginn an in die betrieblichen male aufweisen und von Mitbewerbern kompetenzen einen zeitlich begrenzten Innovationsanstrengungen integriert wer- nicht ohne weiteres nachvollziehbar sind. Verbund eingehen können, um damit ei- den können. Aktuelle Forschungsprojekte Materialien und ne gemeinsame Produkt- oder Dienstlei- an der TUHH befassen sich mit der Un- Mikrosysteme mit 9 neuen Funktionen Ganzheitlicher Ansatz der stung am Markt zu platzieren. Dieses tersuchung der systematischen Ideenfin- Produktionstechnik an der TUHH temporäre Netzwerk selbständig bleiben- dung in frühen Innovationsphasen sowie Die TUHH vermag den durch den Wan- der Unternehmen wird auch als virtuelles der Kundeneinbindung durch frühzeitige del der Unternehmensumwelt bedingten Unternehmen bezeichnet. Nutzung von Informationstechnologien Biotechnologie und Fragestellungen durch einen ganzheitli- Die Organisation eines solchen Netz- wie CAD, Virtual Reality (VR) und Inter- 10 Medizintechnologie chen, d.h. sich über die gesamte Wert- werkes erfordert einen hohen Abstim- net. schöpfungskette erstreckenden produkti- mungs- und Kommunikationsbedarf. Da Neben dem Angebot von innovativen onstechnischen Ansatz Rechnung zu tra- die Effizienz der Güterproduktion ent- Produkten in der vom Kunden ge- gen. Problemstellungen werden nicht scheidend von der Funktionalität der wünschten Qualität und zu wettbe- fachgebietsspezifisch isoliert betrachtet, Schnittstellen zwischen den einzelnen werbsfähigen Preisen ist die Zeitdauer sondern aus den Blickwinkeln von Ent- Modulen bestimmt wird, muss die tech- des Produktentstehungsprozesses heute wicklung und Konstruktion, Fertigung nische und organisatorische Kompatibi- mehr denn je ausschlaggebend für den und Montage, Organisation und Be- lität der beteiligten Unternehmenseinhei- Unternehmenserfolg. Wesentliche Poten- triebswirtschaft durch interdisziplinäre ten gewährleistet werden. Für die Gestal- ziale auf dem Weg zu schnelleren Ent- Zusammenarbeit gemeinsam bearbeitet. tung der Geschäftsprozesse ergeben sich wicklungsabläufen können durch eine innerhalb von Unternehmensnetzwerken effiziente Prozessgestaltung nach den wegen ihres unternehmensübergreifenden Prinzipien des Simultaneous Engineering 18 Charakters komplexe Fragestellungen. erschlossen werden. Die bislang verfüg- 10 Strategische Neue Markt- Forschungsfelder Produkte dynamik

Manufacturing on Demand Virtuelle Wertschöpfung Produktionsnetzwerke ■ flexible und agile Produktionskonzepte ■ Produktionsdienstleistung ■ Selbstorganisation ■ Globalisierung ■ Life Cycle Management ■ Integration in ■ Regionalität Kommunikationsnetzwerke ■ Supply chain Management ■ Adaption der Strukturen

Abb.1 Technische Wissen Elemente der Grenzen Wandlungsfähigkeit

baren Ansätze beziehen sich im Wesentli- werden, die die verschiedenen Diszipli- Produktivität im Entwicklungs- und Pro- chen auf die Optimierung unterneh- nen zusammenführt. duktionsprozess sowie zur schnellen und mensinterner Entwicklungsabläufe. Für Produktentwicklung findet heute zu direkten Kommunikation mit Kunden Unternehmensnetzwerke birgt die tech- großen Teilen am Computer statt – dafür und Lieferanten für alle Funktionen der nische und organisatorische Ausgestal- stehen CAD, FEM/BEM, Simulation und Prozesskette. tung von Simultaneous Engineering-Pro- VR. Am Ende der Entwicklung steht aber Datenverarbeitende Fertigungseinrich- zessen noch erhebliche Verbesserungs- weiterhin in der Regel der Prototypen- tungen, wie z.B. NC-Werkzeugmaschi- potenziale. test: Es ist ein wichtiges Forschungsfeld nen, lassen sich in Netzwerke der Kom- an der TUHH, zu ergründen, in welchem munikationstechnik integrieren. Aufgrund Produktentwicklung Maß die Eigenschaften virtueller und ge- der Kenntnis des aktuellen Zustandes Die Produktentwicklung muss unter Ein- genständlicher Produkte in Übereinstim- kann dadurch eine Maschine oder Anlage beziehung aller im Laufe des Produktle- mung gebracht und damit der Prototy- aus der Ferne diagnostiziert und in be- benszyklus wesentlichen (z.B. werkstoff- penaufwand reduziert werden kann. VR grenztem Maße eingestellt werden. licher, konstruktiver, fertigungstechni- ist ein noch junges Entwicklungswerk- Während in der Raumfahrt diese Technik scher, anwendungsbezogener, entsor- zeug. Derzeit wird an der TUHH unter bereits heute den Einsatz von Robotern gungstechnischer ) Gesichtspunkte in ei- Einbeziehung von Arbeitsbereichen un- im Weltall für Reparaturen und Monta- nem systematisierten Prozess durchge- terschiedlicher Ausrichtung eine Untersu- gearbeiten ermöglicht, ist es im Bereich führt werden; hier gilt es, von der Wis- chung der praktischen Einsatzmöglichkei- der Maschinen- und Anlagentechnik senschaft vorgeschlagene Methoden ten dieser Technologie im Bereich der noch eine Frage der Zeit, bis sich solche durch Werkzeuge zu ergänzen und Vor- Produkt-, Dienstleistungs- und Prozes- Techniken auf breiter Basis durchgesetzt gehensweisen zur Einführung von Me- sentwicklung durchgeführt. haben. Laufende Forschungsarbeiten an thoden und Werkzeugen in die Praxis zu der TUHH beschäftigen sich z.B. mit der entwickeln. In steigendem Maß gewinnt Die Bedeutung der Produktionstechnik Konfiguration von Montageanlagen und auch die Gestaltung der Produktstruktur Der Produktionstechnik kommt aufgrund dem Einsatz von virtueller Realität in der (Modularisierung, Plattformstruktur) an ihrer Querschnittfunktion für die gesam- Montage. Neue Wertschöpfungs-Mög- Bedeutung, um den Kundenwunsch nach te industrielle Produktion eine besondere lichkeiten vor allem nach dem Verkauf spezifischer Produktgestaltung mit einer Bedeutung zu. Sie übt eine Schlüssel- entstehen durch Telearbeit, Teleservice, kontrollierbaren Anzahl von Teilen und funktion bei der Umsetzung neuer Tech- Telepräsenz und Teleaktorik. Als Beispiele Baugruppen wirtschaftlich realisieren zu nologien in Produkte und für Lösungen seien besonders die Dienstleistungen zur können. Eine entscheidende Rolle zur Be- von Produktionsproblemen aus. Aus der Lösung von Qualitätsproblemen und zur herrschung der Anforderungsvielfalt wird zunehmenden Integration von Informati- Fernprogrammierung, die Rekonfigurati- dabei der Integration von elektronischen ons- und Kommunikationstechnologien on, die Bereitstellung von Planungslei- und informationstechnischen Kompo- und dem Aufbau leistungsfähiger und stungen oder sogar der Betrieb der Anla- nenten in maschinenbauliche Produkte globaler Informationsinfrastrukturen er- gen und Maschinen genannt. Auch auf zufallen; für die Entwicklung solcher Pro- geben sich weitere Chancen und Anwen- diesem wichtigen Gebiet wird an der dukte muss eine Plattform geschaffen dungsmöglichkeiten zur Erhöhung der TUHH geforscht. 19 10 Strategische Forschungsfelder

Entscheidende Bedeutung für die wett- Logistikleistung als Fabrikplanung Information als bewerbsfähige Produktion in Deutsch- kritischer Erfolgsfaktor Die heutigen in der Produktion einge- Wirtschaftsgut 1 land haben leistungsfähige Produktions- Die permanente Veränderung ist die ein- setzten Konzepte wurden von den Ziel- maschinen und -anlagen. Zu den derzeit zige Konstante auf den meisten Märkten. setzungen und technischen Potenzialen erkennbaren baulichen Anforderungen Innerhalb des Strategiekonzeptes kommt der Vergangenheit bestimmt. Dabei zielte Unternehmens- an Maschinen und Anlagen zählen z.B. der Logistik im Hinblick auf die Reakti- die vollständige Integration der Produkti- 2 organisation das Erreichen einer höheren Dynamik be- onsfähigkeit des Unternehmens eine on in erster Linie auf die Senkung der wegter Maschinenelemente durch ver- Schlüsselstellung zu. Im Zuge der wach- Herstellkosten im gesamten Produktions- Produktions- und besserte Antriebskonzepte, ein optimier- senden Angleichung von Produkttechno- ablauf. Das damit verbundene Planungs- prozessintegrierter tes Schwingungsverhalten sowie eine logien und Produktangeboten sowie der problem stellt einen mehrstufigen Pro- 3Umweltschutz Massereduktion durch die Anwendung schnelleren Nachahmung technischer In- zess dar, in dem die Phasen der kreativen neuer Gestaltungsprinzipien (z.B. Leicht- novationen bieten logistische Spitzen- Planentwicklung, der Planungsmodellbil- bau) und Materialien. Im Hinblick auf die leistungen ein nachhaltiges Differen- dung und der Planbewertung zeitlich ge- Nachhaltiger Umgang mit natür- steigende Bedeutung des betrieblichen zierungspotenzial gegenüber den Wett- trennt ablaufen. Zukünftig wird der ge- 4 lichen Ressourcen Umweltschutzes muss ein emissionsar- bewerbern. Neben dem Niveau der er- nannte Ansatz in dieser Form nicht mehr mer bzw. -freier Betrieb hinsichtlich Ge- reichten Logistikleistung spielt aber auch aufrecht zu erhalten sein. Zum einen räusch, Wärme, Rest- und Hilfsstoffen die Anpassungs- und Veränderungsge- muss eine stärker integrierte, kontinuier- Neue Energiesysteme und angestrebt werden. Eine weitere Anfor- schwindigkeit des Gesamtsystems eine liche Vorgehensweise für die Fabrikpla- 5Energiemanagement derung stellt die Erzielung einer höheren große Rolle. Gerade bei global verteilten, nung entwickelt werden, zum anderen ist Verfügbarkeit und Sicherheit durch ver- sich ständig verändernden Wertschöp- auch „die Zukunft in die Gegenwart vor- besserte Zustandsüberwachung, Ausfall- fungsketten stellt die Harmonisierung der zuverlagern“. Der Grundgedanke hierbei Nachhaltige vorhersage und Schadensvermeidung dar. gesamten Logistikkette und ihrer admini- besteht darin, Lerneffekte durch Simula- 6 Stadtstrukturen Im Sinne der Wirtschaftlichkeit muss eine strativen Abwicklung sowie die Reduzie- tion vor Beginn der Produktion sozusa- Kostenminimierung über den Gesamtle- rung von Schnittstellenproblemen eine gen präventiv in einer virtuellen Welt benszyklus der Maschinen von der Ent- Fragestellung der Zukunft dar. Hierzu vorwegzunehmen – wie beispielsweise wicklung und Herstellung über die Nut- sind neue Material-, Waren- und Infor- zur optimalen Auslegung von Montage- Transport- und 7 Verkehrssysteme zung bis hin zur Wiederverwendung und mationsflusskonzepte zu entwickeln und anlagen. Wenn es gelänge, spätere Ver- Entsorgung im Auge behalten werden. bestehende zu modifizieren. Zur Dec- besserungen zu vermeiden, indem sie be- Die Leistungs- und Kommunikations- kung des damit verbundenen hohen Ko- reits im Zuge der Planung der Produktion fähigkeit der gesamten Anlage ist durch ordinations- und Informationsbedarfes berücksichtigt werden, so ließen sich da- Neue Kommuni- 8kationstechniken einen mechatronisch gestützten, system- sind existierende Konzepte zur Koordina- durch nachhaltige Vorteile schaffen. Kon- technischen Ansatz der Komponenten tion und Informationsversorgung des Lo- zepte hierzu existieren bereits. durch die Integration von Sensorik, Akto- gistikmanagements unternehmensüber- Materialien und rik und lokaler Intelligenz zu erhöhen, greifend zu erweitern und anzupassen. Mikrosysteme mit 9 neuen Funktionen wodurch auch Wartungs- und allgemeine Servicearbeiten erleichtert werden kön- nen. Die Einführung komplexerer Rege- lungsverfahren ermöglicht die Realisie- Biotechnologie und rung höherer Geschwindigkeiten. 10 Medizintechnologie Durch die automatische Kompensation herstellungsbedingter systematischer Feh- Vision ler ist heute bei gleichzeitiger Reduktion und Leitbild der Herstellkosten eine Genauigkeitsstei- Leitung gerung möglich. Schließlich kann auch den Maschinen eine gewisse „Lernfähig- keit“ mit Hilfe von neuronalen Netzen Strategische Planung beigebracht werden, so dass in gewissem Maße eine Selbstoptimierung möglich wird. Insel Führungsebene

Gruppe Abb.2 20 Die neue Fabrik Operative Planung und Durchführung ter beiMitarbeiter tar Mi 10 Strategische Forschungsfelder

Supply Chain Management Die Ressource Wissen gen, wenn Leistungseinheiten als sich Unternehmensnetzwerke erfordern eine Die Ressource Wissen ist zu einem strate- selbst organisierende und optimierende unternehmensübergreifende Koordinati- gischen Erfolgsfaktor geworden. Sie ge- komplexe Probleme verstanden werden, on von Material- und Informationsflüs- winnt durch häufigen Gebrauch und ge- deren Konfiguration permanent und in sen entlang der gesamten zu planenden zielten Austausch an Substanz und Wert, kürzester Zeit auf die Auftragssituation Versorgungskette (Supply Chain). Dies unterscheidet sich aber von den anderen einstellbar ist. Das Ziel dabei ist, stets beginnt bei der Verteilung der Produkti- Ressourcen dadurch, dass sie rasch veral- unter Einbeziehung aller verfügbaren Res- onsaufgaben zwischen den Partnern und tet. Ohne einen zielgerichteten Umgang sourcen in den Grenzbereichen von Tech- setzt sich in der laufenden Planung und mit dem im Unternehmen vorhandenen nik und Leistung am wirtschaftlich opti- Steuerung des Produktionsnetzwerkes Wissen sind Prozesse zur Leistungserstel- malen Betriebspunkt zu operieren. Selbst- fort. Unternehmen müssen sich in dieser lung nicht weiter zu optimieren und Pro- organisation, Selbstoptimierung und Zie- Situation immer wieder auf neue Anfor- duktinnovationen nicht möglich. Ganz- lorientierung und vielleicht auch das derungen und Abläufe von außen ein- heitliches Wissensmanagement besteht Selbstcontrolling sind charakteristische stellen, ohne dass dabei jedes Mal die ei- darin, das im Unternehmen vorhandene Merkmale künftiger Strukturen von Fa- genen Abläufe durcheinandergeraten. Wissen zu identifizieren, verfügbar zu briken und Produktionsnetzwerken. machen, zu nutzen und systematisch Die Fabrik der Zukunft arbeitet „on de- Kommunikations- und Informations- weiterzuentwickeln. Es umfasst die Ge- mand“, also kundenbezogen, und wird technologien eröffnen neue Potenziale samtheit aller Prozesse, die das Wissen von denen betrieben, die das komplexe Neue Kommunikations- und Informati- einer Organisation betreffen und ist da- System am besten und vollständig be- onstechnologien wie z.B. das Internet mit vielen Einflussfaktoren ausgesetzt. Zu herrschen sowie am schnellsten adaptie- eröffnen vielfältige Möglichkeiten. In di- den zu schaffenden Voraussetzungen ren. Sie bezieht neue Technologien im rektem Zusammenhang mit den organi- zählen eine „wissensbewusste“ Unter- Bereich der Fertigung ebenso mit ein wie satorischen Fragestellungen bei vernetz- nehmenskultur, wissensorientierte Perso- diejenigen in den Bereichen der Informa- ten Unternehmensstrukturen sind die nalführungsstrategien, wissensflussopti- tion und Kommunikation. Ihre Geschäft- Fragen der informationstechnologischen mierte organisatorische Strukturen sowie sprozesse zeichnen sich dadurch aus, Vernetzung zu klären. Ein aktuelles Bei- neue Informations- und Kommunikati- dass bei deren Gestaltung alte, bereichs- spiel stellt das an der TUHH untersuchte onstechnologien. Diese Aspekte bilden suboptimierende Denkstrukturen aufge- Forschungsgebiet Electronic Business dar, die Ausgangsbasis für die Forschungsak- brochen werden und durch die Einbezie- durch das sich zahlreiche Unternehmen tivitäten der TUHH. hung der sogenannten weichen Faktoren aus unterschiedlichen Branchen neue dem Gedanken einer ganzheitlichen Ge- Möglichkeiten zur Durchlaufzeitverkür- Interkulturelle Zusammenarbeit staltung der Wertschöpfungskette durch zung und Kostensenkung im Bereich von Ein weiteres wichtiges Thema vernetzter interdisziplinäre Zusammenarbeit Rech- Vertrieb und Beschaffung zu erschließen Unternehmen ist die interkulturelle Zu- nung getragen wird. versuchen. Zum Beispiel ist die optimierte sammenarbeit. Im Zeitalter der Globali- Diese Überwindung der überholten Gestaltung von Zulieferbeziehungen hin- sierung betreiben immer mehr Organisa- Denk- und Verhaltensweisen und das sichtlich Zeit, Kosten, Qualität und Flexi- tionen interkulturelle Kooperationen bis Aufbrechen ineffizienter Strukturen und bilität als wesentlicher Wettbewerbsfak- hin zu Fusionierungen. Es bedarf der Ent- Abläufe ermöglicht die Realisierung des tor anzusehen. Die Entwicklung der In- wicklung von Konzepten und der Durch- an der TUHH entwickelten, ganzheitli- ternet-Technologien bietet hier interes- führung von geeigneten Vorbereitungs- chen und individuellen Konzeptes der sante Möglichkeiten, Prozesse schneller maßnahmen, die nicht nur dazu beitra- Neuen Fabrik (siehe Abb.2), mit den und kostengünstiger zu gestalten. gen kulturelle Barrieren abzubauen, son- Prinzipien der konsequenten Kunden- Internet-Technologien in Produktion dern auch Synergieeffekte bei der Zu- und Wertschöpfungsorientierung, der und Beschaffung einzuführen besteht sammenführung unterschiedlicher Unter- Komplexitätsminimierung, des Strebens aber nicht nur darin, diese auf altherge- nehmenskulturen entstehen lassen. nach ständiger Verbesserung sowie der brachte Prozesse anzuwenden, sondern Betrachtung des Menschen als entschei- erfordert es, traditionelle Prozessstruktu- Die Fabrik der Zukunft denden Produktionsfaktor. ren und -abläufe neu zu überdenken. Zukünftig geht es vor allem noch stärker (Eva-Maria Kern, Nur so kann gewährleistet werden, dass darum, Fabriken und Leistungseinheiten Wolfgang Kersten, Klaus Rall) die neuen Potenziale vollständig ausge- der Fertigung und Montage unter schöpft werden können. Berücksichtigung aller Faktoren wand- lungs- und anpassungsfähig zu machen (siehe Abb.1). Das kann nur dann gelin- 21 Produktions- und Prozessintegrierter

10 Strategische Forschungsfelder Umweltschutz

Es ist von grundlegender Bedeutung, Es sind neue Verfahren unter Nutzung Die Entwicklung der Planung und Aus- Information als dass wir beginnen, unsere Umwelt erneuerbarer Ressourcen zur Deckung legung von Prozessen ging von der be- Wirtschaftsgut 1 nicht als eine Beschränkung zu sehen, unserer Grundbedürfnisse zu entwickeln. herrschenden Rolle der notwendigen sondern als einen wichtigen Teil unse- Dies kann beispielsweise durch die Ver- Verfahrensschritte (z.B. chemische Reak- res Bemühens, nachhaltigen wirtschaft- wendung von Inhaltsstoffen aus nach- tionen und Trennprozesse) aus. Alles An- Unternehmens- lichen Erfolg bei der Schaffung von wachsenden Rohstoffen (Pflanzen) erfol- dere wurde als Einschränkung oder Pro- 2 organisation Produkten und Produktionsprozessen gen. Ferner sind Arbeitsstoffe mit mögli- duktspezifikation vorgegeben. Dieser zur Deckung unserer Grundbedürfnisse chen nachteiligen Wirkungen durch in- Standpunkt entsprach dem Denken um Produktions- und zu erzielen. Verändert man die Betrach- härent sichere zu ersetzen, wie z.B. flüssi- etwa 1960. In den 80iger Jahren kam die prozessintegrierter tungsweise über die Umwelt, verbes- ge Lösungsmittel durch überkritische Berücksichtigung der effizienten Energie- 3Umweltschutz sern sich Entwurf und Ergebnis bei Pro- Fluide. Diese Arbeiten bilden einen der nutzung hinzu. Die in den 90iger Jahren dukten und Prozessen. Gleichzeitig Schwerpunkte der verfahrenstechnischen akzeptierte Reihenfolge war: Zunächst werden die Einflüsse auf die Umwelt Forschung an der TUHH. Nach ausrei- Vermeiden von Abfällen, dann Abfälle Nachhaltiger Umgang mit natür- vermindert. chender Erfahrung ist eine allgemeine vermindern, Abfälle wieder verwerten 4 lichen Ressourcen Methodik, zur Auslegung, Auswahl und und nur dort, wo Vermeidung oder Ver- Diese Aspekte werden in den Forschungs- Bewertung von Verfahren nach den an- wertung technisch nicht möglich oder programmen der TUHH und auch in den gegebenen Kriterien zu entwickeln. Die ökonomisch unvertretbar sind, muss ent- Neue Energiesysteme und Lehrveranstaltungen nachdrücklich be- bekannten Methoden sind entsprechend sorgt werden. Beispiele des in diesem 5Energiemanagement rücksichtigt. Eine Gesamtsicht wird durch anzupassen. Sinne erfolgreich praktizierten prozessin- Einbeziehen der Umwelttechnik, der Bio- In der Biotechnologie, ein weiterer tegrierten Umweltschutzes sind: technologie und der Technikfolgenab- Schwerpunkt der verfahrenstechnischen ■ Nachhaltige schätzung in die Forschung möglich. Forschung an der TUHH, werden Arbei- Bei der Herstellung von Polypropylen 6 Stadtstrukturen Zum programmatischen Zielbild der In- ten zur Biokatalyse, zur Kreislaufführung wird die Polymerisation lösungsmittel- dustrie wird es ferner, für die Produktion organischer Stoffe und zum Einsatz von frei durchgeführt. Neue hochwirksame und ihrer Produkte verantwortlich Sorge Mikroorganismen als natürliche Mikrore- Katalysatoren werden eingesetzt. zu tragen (responsible care). Die entspre- aktoren durchgeführt. Dadurch werden die bisher anfallende Transport- und 7 Verkehrssysteme chenden Aufgaben umfassen dem Allge- Produktionsprozesse ohne Wechselwir- große Menge an stofflich belasteter meinwohl verpflichtet zu sein, für Notfäl- kungen mit der Umwelt gibt es nicht. Abluft, Abwasser sowie Reststoffe le Maßnahmen bereit zu stellen, Emissio- Chemische, physikalische, biologische vermieden. nen zu vermeiden, Prozesssicherheit zu und technische Grenzen stehen diesem ■ Die Produktabtrennung erfolgt durch Neue Kommuni- 8kationstechniken garantieren, sich der Verantwortung der Wunsch nach industrieller Produktion Kristallisation anstelle von Aussalzen. Verteilung und der Verwendung der Pro- ohne jede Belastung entgegen. Prozesse Dadurch wird die Rückführung dukte zu stellen sowie die Sicherheit und ohne Emission sind daher nicht möglich. (Recycling) des Hilfsstoffs möglich. Materialien und Gesundheit der Beschäftigten aufrecht zu Man kann sich dem Ideal jedoch ■ Ein Syntheseverfahren wird modi- Mikrosysteme mit 9 neuen Funktionen erhalten. annähern. Der möglichst weitgehenden fiziert: die Neutralisation wird mit In diesem Rahmen werden Produkti- Annäherung an dieses Ideal und der Wei- Kohlensäure anstelle Schwefelsäure onsverfahren und Prozesse so erdacht, terentwicklung der dazu benötigten Me- durchgeführt. Die Rückführung der entwickelt, ausgewählt und bewertet, thoden dient das Forschungsfeld „Pro- Mutterlauge wird ermöglicht. Biotechnologie und dass sie diesen Anforderungen genügen, duktions- und Prozessintegrierter Um- ■ Die Reaktion bei einer Vitamin-Groß- 10 Medizintechnologie d.h. auch dem Umweltschutz. Mit den weltschutz“. produktion wird durch genaue Unter- Ressourcen Luft, Wasser, Boden wird Das hiermit umrissene Forschungsfeld suchung von Reaktionsmechanismen schonend im Sinne nachhaltiger Verfah- ist ein Zielgebiet. Es ist nicht in einem und Kinetik optimiert. Dadurch rensweisen umgegangen. Emissionen lie- einzigen großen Wurf zu erreichen. Viel- ergeben sich höhere Produktausbeute, gen durch die Prozessauswahl und Pro- mehr muss der Weg dorthin in kleineren keine störenden Nebenprodukte, zessgestaltung im Bereich der Anforde- Teilschritten, aber ausdauernd und ziel- verbessertes prozessintegriertes rungen. Nacharbeiten wie Abwasserreini- gerichtet, gegangen werden. Die TUHH Recycling, verbessertes Recycling im gung und Luftreinigung sind in der Regel berücksichtigt diesen Weg bei ihrer Beru- Prozessverbund, verbesserte ener- nicht nötig. Die Bioverträglichkeit ist fungspolitik bei der Besetzung von Pro- getische Verwertung, sowie eine durch die Art der verarbeiteten und er- fessuren, indem neben hervorragender verbesserte Wirtschaftlichkeit durch zeugten Stoffe gegeben. fachlicher Qualifikation auf die Fähigkeit Rohstoff- und Energieeinsparung. zur Gesamtsicht von Problemen beson- ■ Die Nebenprodukte einer organischen 22 derer Wert gelegt wird. Synthese werden zu einem verkaufs- 10 Strategische Forschungsfelder

Produkte

Hersteller von Kernprozess Heiße/kalte Anlagen zur Produktions- Stoffströme Rückgewinnung Luft anlagen Reaktion Trennung von Stoffen und Energie Natürliche Energie Ressourcen Brennstoff Emissionen Auswirkungen Versorgungsbetriebe Luft Heiße/kalte Betriebsstoffe Wasser Wasser Boden Hilfsstoffe für Trennoperationen

fähigen Wertstoff umgesetzt. Dadurch In einem Beispiel zur Herstellung von werden. Ein gutes Beispiel hierfür ist die Abb. 1 wird die ursprüngliche Rückstands- mehreren polysubstituierten Benzolderi- Reaktive Destillation, bei der Reaktor und Umgebungen für Pla- nung und Entwurf von menge weitgehend vermieden. vaten konnte durch eine Verfahrenspla- Trennkolonne zu einem Prozess zusam- Prozessen ■ Bei der Titandioxidproduktion führt nung, die von den Produkten ausging, mengefasst wurden. der Rohstoffaufschluss mit Schwefel- ein völlig neuer Prozessweg gefunden Als Forschungsgebiet ergibt sich daraus säure (Sulfat-Verfahren) zu großen werden, der eine dramatische Verringe- die systematische Entwicklung von Me- Mengen verdünnter Abfallsäure. Die rung des Abfalls und eine wesentliche Er- thoden zur Integration von Prozessen in Produktion wurde auf ein abfallarmes höhung des Gewinns erbrachte. den chemischen Prozessablauf. Ein we- Herstellungsverfahren (Chlorid-Ver- Eine wesentliche Aufgabe der Prozess- sentlicher Aspekt dabei ist es, den jeweils fahren) umgestellt. Die anfallende technik ist es, neben dem Entwurf und „besten“ Prozessweg zu wählen. Dünnsäure wird aufbereitet und wie- Bau neuer Anlagen, bestehende Prozesse In die Verfahrensplanung sind ferner der eingesetzt. Die Dünnsäureeinbrin- und Anlagen zu verbessern und für ver- Elemente des Risikomanagements und gung in die Nordsee konnte damit be- änderte Anforderungen und neue Pro- wirtschaftliche Unwägbarkeiten einzube- endet werden. dukte tauglich zu machen (retrofitting). ziehen. Dazu sind die angesprochenen Die Forschung muss hierfür Methoden modernen Methoden interdisziplinär in Das 21. Jahrhundert erfordert eine erwei- bereitstellen, wie im Zusammenhang mit Design-Kooperationszentren anzuwen- terte Vorgehensweise, da die Einflüsse dem neuen Planungsdenken mit den vor- den. In diesen werden mit den Möglich- auf Planung und Entwurf sich in einer handenen Anlagen umgegangen werden keiten der Computer- und Medientech- wesentlich komplexeren Umgebung ab- kann. Beispielsweise kann in einem we- nik die grundlegenden Methoden der spielen (s. Abb.1). Einer der Grundgedan- sentlich erweiterten Ansatz an die Aufga- Prozesstechnik, wie Elementarprozesse ken ist es, den Entwurfsprozess gedank- be des „Retrofitting“ herangegangen und Datengeneration für Stoffeigen- lich umzukehren (reverse engineering). werden durch die Verfügbarkeit von sehr schaften mit den Methoden der Prozess- Ausgehend von den Produkten wird effektiven Algorithmen zur Lösung der simulation zu einer Arbeitsoberfläche rückwärts zu den Rohstoffen gedacht. Optimierungsaufgabe. vereinigt. Die ganzheitliche Vorgehens- Immer noch stehen die Grundprozesse Fortschritte in der Mathematik (Kombi- weise wird eine simultane Verbesserung im Mittelpunkt, ebenso wie die effiziente natorische Graphentheorie) und in der der Prozessökonomie, eine Verringerung Nutzung und Rückführung von Energie- Netzwerkoptimierung machen es mög- der Einflüsse auf die Umwelt und eine und Stoffströmen. Hinzu kommt jedoch lich, die zusätzliche Komplexität zu be- erhöhte Akzeptanz in der Gesellschaft die Betrachtung dessen, was vor und hin- herrschen und den „besten“ Weg her- erbringen. ter der Produktionsstätte liegt. Vor der auszufinden, um den Forderungen einer (Gerd Brunner) Produktionsstätte (upstream) ist die Ver- hohen prozesstechnischen Ausbeute, ei- sorgungskette für Rohstoffe einzubezie- ner sicheren Betriebsweise und einer ge- hen, nach der Produktionsstätte (down- ringeren Umweltbeeinflussung Rechnung stream) die Betrachtung von Produktle- zu tragen. Dabei muss über das Konzept benszyklen und das Schicksal der Pro- der „unit operations“ hinausgegangen dukte selber. werden und in „unit processes“ gedacht 23 Nachhaltiger Umgang mit

10 Strategische Forschungsfelder natürlichen Ressourcen

Für die unterschiedlichen Stoffe übertref- Nachhaltige Wasserbewirtschaftung stellt. Für einen Wasserwerksstandort in Information als fen die anthropogen durch die industriel- für regionale hydrologische Einheiten Norddeutschland werden derzeit Modell- Wirtschaftsgut 1 le Produktion und den Konsum verur- International besteht die Situation, dass rechnungen zu verschiedenen Förder- sachten Stoffströme mittlerweile die bei einer bereits problematischen Lage konfigurationen und der Dynamik der durch natürliche Prozesse verursachten zukünftig mit dem Anwachsen der Welt- Salz-Süßwassergrenze erstellt. In einem Unternehmens- geogenen Stoffströme um ein Vielfaches. bevölkerung ein weiter steigender Was- internationalen Forschungsprojekt wer- 2 organisation Das Anwachsen anthropogener Stoffströ- serbedarf verbunden ist. In Ländern mit den mit Hilfe eines numerischen Modells me ist unmittelbar mit einem zunehmen- starken Wirtschaftswachstum erhöht sich Untersuchungen zur Salzwasserintrusion Produktions- und den Ressourcenverbrauch und einer Ver- zudem der Wasserverbrauch aufgrund in die begrenzten, aufgrund von Urbani- prozessintegrierter stärkung von Umweltbelastungen ver- der Produktionszunahmen in Landwirt- sierung und Industrialisierung starkem 3Umweltschutz bunden. Um getreu dem Leitbild der schaft und Industrie. Gleichzeitig ver- Nutzungsdruck unterliegenden Grund- Nachhaltigen Entwicklung auch zukünfti- schlechtert sich die Wasserqualität auf- wasserreservoire der küstennahe Metro- gen Generationen Entwicklungsoptionen grund von Versauerung, Versalzung, Eu- pole Cebu City (Philippinnen) durchge- Nachhaltiger Umgang mit natür- offen zu halten, ist es notwendig diesen trophierung und der Belastung mit orga- führt. Die Modellierung reaktiver Stoff- 4 lichen Ressourcen Trend umzukehren, wozu der Ressourcen- nischen und anorganischen Stoffen. transportprozesse erfolgt u.a. im Zusam- verbrauch vom Wirtschaftswachstum zu Innerhalb der EU soll entsprechenden menhang mit zu beobachtenden Qua- entkoppeln ist. Seitens der Ingenieurwis- Tendenzen zukünftig durch eine wasser- litätsverschlechterungen von Grundwäs- Neue Energiesysteme und senschaften sind hierzu entsprechende wirtschaftliche Planung auf der Ebene sern aufgrund erhöhter Sulfatkonzentra- 5Energiemanagement Beiträge zu leisten. von Flusseinzugsgebieten entgegenge- tionen, deren Ursache anthropogen be- wirkt werden. Voraussichtlich Mitte 2000 dingte Stoffeinträge (u.a. aus Landwirt- So ist die Entwicklung von ressourcen- wird hierzu die EU-Wasserrahmenrichtli- schaft oder Altablagerungen) sind. Nachhaltige schonenden Technologien und zugehöri- nie in Kraft treten. Damit rücken Fragen 6 Stadtstrukturen gen Technologie/ Managementkonzepten der regionalen Ressourcenbewirtschaf- Neue Wege in der Abwasserwirtschaft voranzutreiben. Die Kenntnisse über tung (in Flusseinzugsgebieten) verstärkt Die heutige Abwasserwirtschaft stellt ei- Stofftransportwege und Reaktionsmecha- in den Mittelpunkt europaweiter Diskus- ne Weiterentwicklung des vor über hun- nismen natürlicher und xenophober Stoffe sionen, benötigt werden „Leitbilder Re- dert Jahren eingeführten Systems ohne Transport- und 7 Verkehrssysteme in der Umwelt sind zu vertiefen. Konzepte gionaler Nachhaltigkeit“ (vgl. Abb.1). Im grundsätzliche Änderung dar. Es wurde zur Bestandsaufnahme und Bewertung Forschungsfeld „Nachhaltiger Umgang nie einer gründlichen Evaluation unterzo- bestehender Problemsituationen sind wei- mir natürlichen Ressourcen“ wird am gen, sondern immer in sich verbessert ter zu entwickeln und Geräte und Verfah- Entwurf zugehöriger Managementstrate- ohne grundsätzlich sinnvoll aufgebaut zu Neue Kommuni- 8kationstechniken ren für die Durchführung von Maßnah- gien gearbeitet. Im November 1999 wur- sein. Es findet eine Vermischung von men zur zeitweiligen oder endgültigen de ein Fachkolloquium zur „Nachhaltigen Wasser- und Nahrungskreislauf statt, die Problemlösung festzulegen. Im Bereich Wasserbewirtschaftung“ veranstaltet. Im einem sinnvollen Stoffstrommanagement Materialien und der Messtechnik ist die Entwicklung ent- speziellen werden Fragen der Stoffstrom- wiedersprechen. Dieses trägt zur Gewäs- Mikrosysteme mit 9 neuen Funktionen sprechender Instrumente sowie zugehöri- bilanzierung in lokalen Einzugsgebieten serbelastung bei, verlagert fossile Res- ger Übertragungs- und Auswertungstech- untersucht, wobei entsprechende Bilan- sourcen in die Meere und trägt wegen nologien voranzutreiben. zen zunehmend mit Hilfe Geographischer der fehlenden Rückführung organischer Im Forschungsfeld „Nachhaltiger Um- Informationssysteme (GIS) und an diese Stoffe zur Bodenversauerung bei. Zusätz- Biotechnologie und gang mit natürlichen Ressourcen“ soll gekoppelte Modellierungsprogramme er- lich sind die herkömmlichen Systeme sehr 10 Medizintechnologie auf die vorhandenen Stärken der TUHH stellt werden. teuer und unflexibel. in den genannten Forschungsbereichen Einen wesentlichen Schwerpunkt in der Zur Zeit werden an der TUHH teilstro- gebaut werden. Forschung bildet die Modellierung von morientierte Systeme untersucht, die zum Grundwasserströmungen und -transport Teil als Pilotprojekte gebaut werden. sowie die Modellierung reaktiver Stoff- Wenn die Stadt und ihre Abwasser- und transportprozesse. Ein Arbeitsschwerpunkt Stoffströme aus der Perspektive der In- ist hierbei die Thematik der Grundwas- dustrieabwasserbehandlung angeschaut serversalzung und die zugehörige Model- werden, ergeben sich Perspektiven für lierung dichteabhängiger Strömungen. neue Technologien. Wesentlicher Ansatz- So wurde Anfang diesen Jahres ein um- punkt ist die völlig ungleiche Verteilung fassender Bericht zur geogenen Grund- der Inhaltsstoffe in den (technisch) trenn- wasserversalzung in den Poren-Grund- baren Teilströmen. Die Frage der Akzep- 24 wasserleitern Norddeutschlands fertigge- tanz und der ökonomischen Bedingun- Ziele einer Nachhaltigen Entwicklung ■ geichberechtigte Befriedigung der Bedürfnisse heutiger und kommender Generationen ■ Schutz der Umwelt, rationelle Ressourcenbewirtschaftung 10 Strategische ■ globale Solidarität, Armutsüberwindung in der Dritten Welt Forschungsfelder

Räumliche Zeitliche Betrachtung Betrachtung dass die anfallenden Abwässer und Rest- Abb.1 global unbegrenzt stoffe – z. B. durch Kreislaufverfahren Teilsystem Gesamtsystem „Regionale (vgl. Abb.3) – minimiert, effektiv und ko- Wasserwirtschaft“ Globale globale Betrachtung Betrachtung von stengünstig aufgearbeitet bzw. wieder- Wasserwirtschaft des Teilsystems Entwicklungszeiträumen verwertet werden. Der technische Bo- Europäische denschutz hat sich inzwischen zu eine Wasserwirtschaft selbständigen Disziplin entwickelt, in der mit Hilfe der Kenntnisse und Erfahrungen Nationale verschiedener Fachdisziplinen Problemlö- Wasserwirtschaft sungen gefunden werden. Durch die in- tegrierte Zusammenarbeit der Fachdiszi- Regionale regional Betrachtung von plinen Bauingenieurwesen, Verfahrens- Wasserwirt- Entwicklungs- technik, Chemie, Mikrobiologie, Boden- schaft zeiträumen kunde, Geologie sowie Umwelttechnik und -planung wird dieses neue Arbeits- gebiet erschlossen. Wichtig sind in diesem Zusammenhang gen sind jeweils zu untersuchen. In delsprodukten aus dem häuslichen Ab- auch Untersuchungen zur Definition von Abb.2 sind die Volumenströme des häus- wasser. Insbesondere Urin, das mit Sepa- Reinigungszielen. Um diese zu erreichen, lichen Abwassers mit den jeweiligen rationstoiletten und wasserfreien Urina- werden u.a. Schadstoffbilanzen erstellt, Frachtanteilen dargestellt. len unverdünnt gesammelt werden kann, ökotoxikologische Grenzwerte erarbeitet Es wird deutlich, dass Toilettenabwas- bietet sich für die Aufbereitung mit phy- und die Schadstoffverfügbarkeit für Or- ser (Schwarzwasser) eine völlig andere sikalischen, chemischen und biologischen ganismen sowie der potenzielle Eintrag in Charakteristik hat. Wenn dieses gering- Verfahren an. Für die hochwertige Wie- das Grundwasser quantifiziert. Darüber verdünnt gesammelt und zu Dünger ver- derverwendung von Grauwasser (Ab- hinaus werden ökologisch/planerische arbeitet werden kann, bleibt mit dem wasser ohne Toilettenabwasser) laufen Bewertungskriterien für Sanierungsver- Grauwasser eine Ressource ggf. auch für weitere Untersuchungen. fahren entwickelt. höherwertige Wiederverwendung. Letz- Für künftige Strategien der Umwelt- teres wird von hoher Wichtigkeit sein, Langzeitverhalten und Bewertung von schutztechnik gilt das Leitbild der nach- besonders für die vielen Länder der Welt, Stoffen in der Umwelt haltigen Entwicklung. Den analytischen in denen dramatische Wasserkrisen vor- Umweltschutztechnik als interdisziplinä- Rahmen bilden die Konzepte der „Dema- handen sind oder sich abzeichnen. Ein re, zukunftsorientierte Aufgabe zur Er- terialisierung“, der Verringerung des Ver- weiteres wesentliches Argument für neue haltung natürlicher Ressourcen umfasst brauchs an Material und Energie – vor- Techniken ist die Möglichkeit der Substi- in einem erweiterten Rahmen die Be- rangig am Beginn eines Produktlebenszy- tution von fossilen Handelsdüngern. Die standsaufnahme und Bewertung von klus – und des „industriellen Stoffwech- getrennte Behandlung besonders der Fä- Problemsituationen, die Entwicklung von sels“ unter besonderer Beachtung der kalien kann bei geringer Verdünnung ei- Geräten und Verfahren für die Durch- dissipativen Materialverluste an die Um- ne vollständige Hygienisierung erlauben, führung von Maßnahmen zur zeitweili- welt (vor allem von biologisch abbauba- auch mit einfachen Techniken. Bei Ver- gen oder endgültigen Problemlösung so- ren Stoffen, die ihre Phase der Nutzung dünnung und Mischung mit anderem wie die Konzepte und das Instrumentari- relativ rasch durchlaufen). Bei der langfri- Abwasser ist dieses aus wirtschaftlichen um für eine langfristige Sicherung bzw. stigen, sicheren Ablagerung von nicht Gründen in den meisten Fällen nicht Überwachung. verwertbarem Restmüll oder von Mas- machbar. Hier finden sich Wege, wie das Im DFG-Sonderforschungsbereich „Rei- senabfällen lassen sich z.B. durch Aus- furchtbare Problem der Krankheitsaus- nigung kontaminierter Böden“ wurden wahl geeigneter Milieubedingungen bzw. breitung über das Wasser wirksam z.B. in interdisziplinären Forschungspro- naturnaher Zuschlagstoffe Einsparungen verhindert werden kann. Nach Angaben jekten mechanische, chemische, thermi- an Baumaterialien und Prozesschemikali- der Weltgesundheitsorganisation (WHO) sche und biotechnische Verfahren ent- en erreichen. Durch die Weiterentwick- sterben jährlich mindestens 4 Millionen wickelt, mit denen Böden und Abwässer lung geeigneter analytischer Methoden Menschen an verschmutztem Wasser, behandelt werden können, die mit Öl, können sicherere Prognosen zum Lang- Hauptbetroffene sind Kinder. organischen Gefahrstoffen oder Schwer- zeitverhalten von Schadstoffen in Böden Ferner laufen Untersuchungen zur Pro- metallen belastet sind. Dabei wird im Sin- und Gewässern vorgenommen werden duktion von nutzbaren Stoffen und Han- ne der Nachhaltigkeit darauf geachtet, und mit Hilfe von ökotoxikogischen und 25 10 Strategische Forschungsfelder

Information als 1Wirtschaftsgut

Unternehmens- 2 organisation

Produktions- und prozessintegrierter 3Umweltschutz Grauwasser 25.000 -100.000 l/(E*a) Urin ~ 500 l/(E*a) Fäzes ~ 50 l/(E*a)

~87% Nachhaltiger Umgang mit natür- lichen Ressourcen ~10% 4 ~3% N ~ 4-5 kg/(E*a) Neue Energiesysteme und ~50% ~40% 5Energiemanagement ~10% P ~ 0,75 kg/(E*a)

~54% ~34% ~12% Nachhaltige 6 Stadtstrukturen K ~ 1,8 kg/(E*a)

~41% ~47%

Transport- und ~12% 7 Verkehrssysteme

CSB ~ 30 kg/(E*a) Neue Kommuni- 8kationstechniken Vergärung Behandeln Behandeln Kompost Materialien und Mikrosysteme mit 9 neuen Funktionen

Biotechnologie und 10 Medizintechnologie

Wasserkreislauf Nahrungskreislauf Nahrungskreislauf

Abb.2 Volumenströme des häuslichen Abwassers mit den jeweiligen 26 Frachtanteilen 10 Strategische Forschungsfelder

chemischen Testverfahren lassen sich die Kosten für Altlastensanierungen und Ein- dämmung von Schadensfällen durch eine realistische Bewertung der Gefährdungs- potenziale begrenzen.

Instrumentierung für die Wetter-, Klima- Laugung/Wäsche Schwermetallkontamination Gereinigter Feststoff und Atmosphärenforschung Zu dem weiten und (über)lebenswichti- gen Aufgabenfeld Schutz und Erhaltung der Umwelt gehören auch Kenntnisse über Zusammensetzung und Verände- rungen unserer Atmosphäre, der mittel- und langfristigen Entwicklung des Klimas – Elektrolyse – Ionenaustausch sowie seiner kurzfristigen Erscheinungen, – Fällung Schwermetalle die man Wetter nennt. Zur Erforschung von Zustand und insbesondere Änderun- gen, die schließlich in eine Vorhersage auf unterschiedlichen Zeitskalen münden sollen, bedarf es einer genauen und kom- mosphäre, der Einlagerung und Konzen- Frequenzbereich unter 100 Milliarden Abb.3 plexen Messtechnik, die zu einem sehr tration von Schadgasen oder der Mäch- Hertz geht es meist um Systemfragen, da Kreislaufprozess für eine Reinigung großen Teil von der Hochfrequenztechnik tigkeit und Konzentrationsverteilung in- hier Radargeräte und Radiometer zum metallkontaminierter geliefert werden kann. Zur Gewinnung nerhalb der Ozonhülle. Teil schon seit Jahrzehnten aufgebaut Feststoffe von Messdaten bedient man sich terre- In welcher Weise können die skizzier- worden sind. Oberhalb einer Frequenz strischer sowie flugzeug- und satelliten- ten Messaufgaben von elektromagneti- von etwa 100 Milliarden Hertz sind da- gestützter Messplattformen. schen Wellen übernommen werden? Da- gegen stark physikalisch ausgerichtete In der Wetterforschung (Meteorologie) zu nutzt man zwei unterschiedliche Ef- Grundlagen zu erforschen, da hier bis geht es allgemein um die Erfassung und fekte aus: Zum einen sendet jede Materie heute noch keine Radiometer oder Ra- – darauf aufbauend – Vorhersage von elektromagnetische Strahlung aus, deren dargeräte realisiert worden sind. In einem Energie- und Wasserkreisläufen in der Leistung in einem weiten Frequenzbe- geplanten Sonderforschungsbereich mit Atmosphäre. Dazu sind Strömungsfelder reich von praktisch 0 Hertz bis ungefähr den Arbeitsbereichen Hochfrequenztech- in der Luft (der „Windvektor“) ebenso zu 500 Milliarden Hertz unabhängig von der nik, Halbleitertechnologie, Optik, Elek- messen wie die Entstehung von Wolken Frequenz ist. Sie kann besonders präzise tronik und Nachrichtentechnik sollen sowie Temperatur- und Niederschlags- in einem Frequenzbereich oberhalb 10 hochfrequenztechnische Messmittel zur verteilung. Die Hauptaufgabe der Klima- Milliarden Hertz mit einem Radiometer Lösung meteorologischer Fragestellun- forschung (Klimatologie) ist es, sich ab- gemessen werden. Zum anderen wird gen durch solche der Partner ergänzt und zeichnende Klimaveränderungen bereits elektromagnetische Strahlung beim vervollständigt werden, um so bis heute im Entstehen erkennen zu können, um Durchtritt durch einen Stoff oder nach ei- noch nicht erreichte Aussagen, beispiels- daraus Vorhersagen abzuleiten. Hierzu ner Reflexion innerhalb dieses Stoffes weise über die Wasserverteilung in einem bemüht man sich, aus der bisherigen Kli- u.a. in ihrer Intensität sowie Polarisation Wolkenfeld, zu gewinnen. Dem Sonder- mageschichte auf der Erde zu lernen. verändert. Um diese Veränderung aufzu- forschungsbereich sollen Gruppen aus Diese Klimageschichte ist in hervorragen- nehmen, sendet man eine möglichst lei- der Meteorologie des Max-Planck-Insti- der Weise in den Eis- und Schneeablage- stungsstarke elektromagnetische Welle tutes in Hamburg sowie von der Univer- rungen auf Grönland sowie auch in der oder auch ein Wellenpaket aus und ver- sität Hamburg angehören. Antarktis aufgezeichnet. Deren Schicht- gleicht das durch die Stoffverteilung be- dicke sowie gelegentliche Einlagerungen einflusste Signal mit dem Sendesignal. (Wolfgang Calmano, Ralf Otterpohl, darin erlauben eine Zeitbestimmung. Zu Das entsprechende Messgerät wird Ra- Klaus Schünemann, ihrer Bestimmung sind entsprechende dar genannt. Knut Wichmann) Messtechniken zu entwickeln. Dringende Die Aktivitäten zur Instrumentierung und jedem einleuchtende Fragestellun- für die Wetter-, Klima- und Atmos- gen der Atmosphärenforschung sind die phärenforschung an der TUHH lassen Erfassung der Zusammensetzung der At- sich in zwei Gruppen einteilen: In dem 27 Neue Energiesysteme

10 Strategische Forschungsfelder und Energiemanagement

Die Versorgung der Weltbevölkerung es wird prognostiziert, daß dieser An- Braunkohle ist die energetisch günstige Information als mit elektrischer und thermischer Energie stieg weiter anhält. Trocknung der Rohbraunkohle vor dem Wirtschaftsgut 1 ist eine wichtige Aufgabe zur Sicherung ■ Die Kernenergie erzeugt zwar keinerlei Eintrag in den Dampferzeuger, welche des Lebensstandards und der wirt- CO2-Emissionen, wird aber aller Vor- den Wirkungsgrad deutlich erhöht und schaftlichen und technischen Entwick- aussicht nach aufgrund politischer Wi- damit die CO2-Emissionen um mehr als Unternehmens- lung. Für die Erzeugung dieser hoch- derstände weltweit gesehen in etwa zehn Prozent reduziert. Zwei dafür ver- 2 organisation wertigen Energien stehen verschiedene auf ihrem heutigen Niveau bleiben. wendbare Verfahren werden zur Zeit als Primärenergieträger zur Verfügung, de- ■ Obgleich die regenerativen Energien Demonstrationsanlagen gebaut. Produktions- und ren Ressourcen begrenzt sind und die nur einen sehr geringen Anteil an der Die Kohle-Kombikraftwerke sind durch prozessintegrierter die Umwelt bei der Energieumwandlung Deckung des gesamten weltweiten En- die Erfolge der konventionellen Kraft- 3Umweltschutz in unterschiedlichem Maße belasten. ergieverbrauches besitzen, ist ihre Ver- werkstechnik in den letzten Jahre stark wendung die wichtigste Option beim unter Druck geraten. Neben den bereits In den zurückliegenden 25 Jahren wur- Übergang in eine nachhaltige und kli- bestehenden Aktivitäten auf dem Gebiet Nachhaltiger Umgang mit natür- den Richtlinien und Gesetze zur Reinhal- maverträgliche Energieversorgung. Po- der Druckwirbelschichtfeuerung bei der 4 lichen Ressourcen tung der Luft und zur Verwertung von litisch strebt man daher für Deutsch- Anlage Cottbus, wird als weiteres Betäti- Reststoffen erlassen, die zunächst seit land im Jahr 2010 10 % der Stromer- gungsfeld der TUHH auf diesem Sektor Beginn der 80er Jahre die Reduzierung zeugung aus regenerativen Energien insbesondere die Optimierung der Krei- Neue Energiesysteme und der SO2-Emissionen durch den Einsatz an – mit einer weiteren Steigerung bis sprozesse solcher Kombianlagen gese- 5Energiemanagement von nassen Rauchgasentschwefelungs- zum Jahr 2050 von 10 % je Dekade. hen. anlagen und seit Mitte der 80er Jahre die Um dies zu erreichen, muß auch die der NOx-Emissionen durch feuerungs- Biomasseverwertung mit ihrer ausge- Erdgas Nachhaltige technische Primärmaßnahmen und den glichenen CO2-Bilanz einen wesentli- Um beim Einsatz von Erdgas noch weni- 6 Stadtstrukturen Einsatz von SCR-Anlagen zur Folge hat- chen Beitrag leisten. ger CO2-Emissionen zu erzeugen, müs- ten. Seit Anfang der 90er Jahre steht die Vor dem Hintergrund dieser Mischung sen weitere Wirkungsgradverbesserun- Minderung der CO2-Emissionen im Vor- aus Primärenergieträgern zur weltweiten gen für die erdgasgefeuerten Kombipro- dergrund, die im wesentlichen durch die Energieerzeugung, der bei der Klimakon- zesse (Abb. 2) erreicht werden. Dabei ist Transport- und 7 Verkehrssysteme Verbesserung der Kraftwerkswirkungs- ferenz in Kyoto festgelegten CO2-Min- eine Steigerung des Wirkungsgrades zum grade und den Einsatz entsprechender derungs-Ziele und zusätzlich der Liberali- einen durch eine weitere Anhebung Brennstoffe erreicht werden muß. Für die sierung der Energiemärkte in Europa kön- der Gasturbinen-Eintrittstemperatur, zum Zukunft ergibt sich aus dem zu decken- nen folgende Konsequenzen für die anderen insbesondere aber auch durch Neue Kommuni- 8kationstechniken den Weltenergiebedarf, dem Entwick- zukünftige Entwicklung des Primärener- eine Optimierung auf der Wasser/Dampf lungsstand der Energieanlagen für die gieeinsatzes und der dabei verwendeten -Seite zu erzielen. Wegen der dabei bei verschiedenen Primärenergieträger und Energieumwandlungsprozesse gezogen den Mehrdruck-Prozessen steigenden Materialien und den Richtlinien und Gesetzesvorgaben werden, die gleichzeitig zukünftige For- Dampfdrücke wird in den Abhitzedamp- Mikrosysteme mit neuen Funktionen folgendes Energieszenario: schungsfelder an der TUHH sind: ferzeugern zunehmend die Zwangdurch- 9 ■ Trotz ihrer hohen CO2-Emissionen lauf-Technologie angewendet, die an die wird Kohle auch in Zukunft der Sockel Kohle Randbedingungen dieses Prozesses an- für die Deckung des weltweiten Da auch in Zukunft ein wesentlicher An- gepasst werden muß. Biotechnologie und Primärenergiebedarfes sein. teil des weltweiten Primärenergiebedar- Mittelfristig wird das Interesse an der Medizintechnologie 10 ■ Beim Einsatz von Erdgas wird im Ver- fes durch Kohle gedeckt wird, ist es be- Förderung unkonventioneller Gasreser- gleich mit einem steinkohlegefeuerten sonders wichtig, bei kohlegefeuerten ven, wie z.B. den Gashydraten steigen, Kraftwerksblock bei gleicher erzeugter Kraftwerken Wege für die Wirkungs- die unter Eisschichten und vor allem un- elektrischer Leistung lediglich ca. die gradverbesserung aufzuzeigen und zu ter dem Meeresboden lagern. Sie stellen Hälfte an CO2-Emissionen produziert, realisieren, die unmittelbar zu einer CO2- ein riesiges Energiereservoir für die Zu- wenn das Erdgas in einem kombinier- Minderung führen (Abb.1). kunft dar, ihre Förderung könnte aber ten Gas/Dampfturbinenprozess verfeu- Beim konventionellen Dampfkraftpro- auch schwere Umweltprobleme verursa- ert wird. Aus diesem Grund und auch zess ist als Entwicklungsziel in den näch- chen. In diesem Bereich entsteht zukünf- weil derartige Anlagen eine sehr gerin- sten 10 bis 15 Jahren insbesondere die tig ein hoher Forschungsbedarf, der von ge Kapitaldienstzeit besitzen, ist der weitere Steigerung der Dampfparameter der TUHH aufgrund der hier vorhande- Erdgaseinsatz in den letzten Jahren Druck und Temperatur auf 350 bar/ nen maritimen Kompetenz zu einem gut- deutlich stärker gestiegen als der Ein- 700 °C zu nennen. Eine neue Entwick- en Teil abgedeckt werden kann. 28 satz jedes anderen Brennstoffes, und lungsrichtung bei der Verfeuerung von 10 Strategische Forschungsfelder

Verringerter Kondensatordruck Verbesserter Turbinen- durch optimierten Anbebung wirkungsgrad durch verringerter Kühlturm Rauchgaswärmenutzung der Dampfzustände Prozessoptimierung moderne Dampfturbine Eigenbedarf

+1,4% +1,3% +1,6% +1,6% +2,3% +1,5% Punkte Punkte Punkte Punkte Punkte Punkte

Luvo- Bypass- Dampferzeuger Economizer Rauchgas- entschwefelungs - Kühlturm anlage RauchgaskŸhler Turbine Luftvor- wärmer Generator Elektrofilter Roh- braunkohle

Trockenasche

Kondensator Vorwärmer Gips Wasser- Nassasche luft- Kohlemühle vorwärmer

Luft Transformatoren

Abb. 1 Verbesserung des Wirkungsgrades bei konventionllen Kohlekraftwerken

29 10 Strategische Forschungsfelder

Biomasse Brennstoffzelle Energiebedarfs geführt. Offenbar gibt es Information als Die Strom- und Wärmeerzeugung aus Im letzten Jahrzehnt wurden für ver- Faktoren wie z.B. das Nutzerverhalten, Wirtschaftsgut 1 Biomasse bietet eine ausgeglichene CO2- schiedene Anwendungsfälle und Brenn- die die positive Wirkung neuer Energiesy- Bilanz. Deshalb wird die Eingliederung stoffe unterschiedliche Brennstoffzellen- steme im Gebäudebereich wie z.B. neue solcher Biomasse-Verbrennungs- und typen entwickelt, für die teilweise schon Lüftungssysteme konterkarieren. Zur Un- Unternehmens- -Vergasungsanlagen in dezentrale oder beträchtliche Betriebserfahrungen vorlie- tersuchung dieses Einflusses kommen 2 organisation industrielle Versorgungsnetze in Europa gen. Da die Kosten allerdings immer neue Simulationsmöglichkeiten zur Mo- besonders gefördert. Aufbauend auf den noch sehr hoch liegen, wird an der Opti- dellierung thermodynamischer Systeme Produktions- und bereits bestehenden Aktivitäten zur Ver- mierung von Membran-Herstellungsver- zum Einsatz. Anders als bei rein rege- prozessintegrierter brennung und Vergasung von Biomassen fahren und der Brennstoffzellenanlagen lungstechnisch basierten Simulationstools 3Umweltschutz in Wirbelschichten an der TUHH sollen gearbeitet. An der TUHH soll eine Direkt- wie z.B. Simulink ist es mit neuen objek- eine weitere Verbrennungs- und Verga- Methanol-Brennstoffzelle (DMFC) auf torientierten Programmiersprachen wie sungsanlage sowie ein Labor errichtet der Basis von plasmapolymerisierten io- Smile oder Modelica wesentlich einfa- Nachhaltiger Umgang mit natür- werden. In der neuen Anlage sollen das nenleitenden Membranen, wie sie insbe- cher, die Einhaltung der Erhaltungsglei- 4 lichen Ressourcen Verbrennungs-/Vergasungs- und Emissi- sondere in Anwendungen für Kraftfahr- chungen für Masse, Impuls und Energie onsverhalten verschiedener Biomassen zeuge und mobile Kleinverbraucher be- sicherzustellen. Diese neuen Simulations- getestet und optimiert sowie charakteri- nötigt werden, realisiert werden. Durch umgebungen werden auch zur Entwick- Neue Energiesysteme und stische Kennzahlen für diese unkonven- einen speziellen Dünnschichtprozess las- lung neuartiger Fassadenelemente einge- 5Energiemanagement tionellen Brennstoffe definiert und in ei- sen sich hocheffektive integrierte, intern setzt, die eine intelligente Nutzung der ner Datenbank zugänglich gemacht wer- verschaltete Brennstoffzellen mit gerin- einfallenden Solarenergie ermöglichen, den. Den Betreibern von Biomasseanla- gem Edelmetallbedarf herstellen. gleichzeitig bei Bedarf aber auch Kühlen Nachhaltige gen steht damit in Zukunft ein Kompe- Als weiteres Forschungsziel ist die Inte- können. 6 Stadtstrukturen tenzzentrum zur Verfügung, dass bei der gration von Brennstoffzellen in konven- Neben der Optimierung von Anlagen Auswahl und der Handhabung von Bio- tionelle Anlagen wichtig, um gerade klei- und Prozessen im Inland tritt auch mehr masse beraten und die Fahrweise insbe- nere dezentrale Anlagen optimal an die der Gedanke in den Vordergrund, Maß- sondere der Vergasungsanlagen optimie- Bedarfe der Verbraucher anpassen zu nahmen zur rationellen Energieverwen- Transport- und 7 Verkehrssysteme ren kann. können. Es ist geplant, eine PAFC-Brenn- dung dort zu implementieren, wo sie den stoffzelle (Phosphor-Acid-Fuel Cell) mit größten Klimaschutzeffekt haben. Als Solarzellen 200 kWth Leistung in das Versorgungs- Beispiel seien Aktivitäten der TUHH zur Zum gegenwärtigen Stand der Technik netz der TUHH einzubinden. Das Be- Optimierung von Klimaanlagen in Shang- Neue Kommuni- 8kationstechniken sind Solarzellen auf Basis von einkristalli- triebsverhalten der Zelle im Verbund mit hai mit Hilfe von „desiccant wheels“ ge- nem bzw. polykristallinem Silizium wegen Gasmotoren, Solarzellen und einer Käl- nannt. Dies sind Adsorptionsräder die mit ihres relativ hohen Wirkungsgrades und teanlage soll untersucht und optimiert Hilfe von Abwärme eine Vortrocknung Materialien und ihrer hohen Zuverlässigkeit bei noch ver- werden. Für die Gesamtanlage, die auch der Luft bewirken. Mikrosysteme mit 9 neuen Funktionen tretbaren Kosten die Hauptträger der di- für andere dezentrale Netze, z.B. für öf- rekten Wandlung von Sonnenenergie in fentliche Gebäude, Kliniken oder Sport- Die Forschungsaktivitäten der TUHH auf elektrische Energie. Die Herstellungsko- anlagen interessant ist, soll ein Manage- dem Gebiet der Energiesysteme werden sten dieser Zellen können durch eine Ver- mentsystem entwickelt werden, mit dem neben den Projekten im Bereich der kon- Biotechnologie und minderung der Materialverluste beim die Fahrweise der Strom- Wärme- und ventionellen Kraftwerkstechnik wesentli- 10 Medizintechnologie Präparieren (Sägen, Polieren) weiter ge- Kälteerzeuger wirtschaftlich optimal auf- che Aufgabenstellungen bei der Entwick- senkt werden. Dies wird durch ein neues einander abgestimmt wird. lung, Optimierung und Integration neuer Verfahren erreicht, das im Arbeitsbereich Energiesysteme aufgreifen und auf diese Halbleitertechnologie in Zusammenarbeit Gebäudetechnik Weise die gesteckten Ziele zur CO2-Min- mit dem Hahn-Meitner-Institut in Berlin Ein Schwerpunkt der Arbeiten an der derung und zum weiteren Umweltschutz entwickelt wird. Forderungen sind dabei TUHH auf dem Gebiet der Energieversor- voran bringen. die Einhaltung der für die ausreichende gung von Gebäuden ist die Untersu- (Alfons Kather) mechanische Stabilität notwendigen chung der Beziehung zwischen Nutzer Dicke und die gleichzeitige Herstellung und Technik. Die unbestreitbaren Erfolge großflächiger und direkt verschalteter bei der Entwicklung neuer Energiesyste- Zellen auf Basis von kristallinem Silizium. me haben im sog. HuK-Bereich (Haushal- te und Kleinverbraucher) bisher – absolut 30 gesehen – nicht zu einer Reduzierung des 10 Strategische Forschungsfelder

Gasfilter Brennstoff Bettmaterial Teerumwandlungsstufe

Gaskühler Sekundär-- zyklon Filterasche Flugasche

Abgas

Primärluft Gebläse Abgaswärmetauscher Gasmotor Generator

Abb.2 Kraft-Wärme-Koppelung mit Holz-/Biomasse- (Zirkulierende Wirbel- schicht-) Anlage

31 Nachhaltige Stadtstrukturen

10 Strategische Handlungsansätze und Forschungsaufgaben Forschungsfelder

Die Konferenz der Vereinten Nationen Stadtentwicklung und Nachhaltigkeit kunft lebenden Bevölkerung zu befriedi- Information als für Umwelt und Entwicklung hat auf Zu Beginn des 19. Jahrhunderts lebten gen, ohne dabei die Bedürfnisse der Wirtschaftsgut 1 dem „Erd-Gipfel“ von Rio de Janeiro ungefähr fünf Prozent der Weltbevölke- Menschen in anderen Regionen einzu- im Jahre 1992 das Prinzip einer nach- rung in Städten, heute lebt mehr als die schränken. haltigen Entwicklung („sustainable de- Hälfte der Menschheit in Städten und bis In Deutschland leben rund 80 Prozent Unternehmens- velopment“) auf die Tagesordnung ge- zum Jahre 2030 werden 80 % der Men- der Bevölkerung in Stadtregionen. Die 2 organisation setzt und mit der „Agenda 21“ Hand- schen Stadtbewohner sein. Angesichts Stadtentwicklung in Deutschland wird lungsanweisungen für eine Entwick- dieser zentralen Bedeutung der Städte von den Prinzipien einer technisierten, Produktions- und lungspolitik formuliert, die das gesell- für die Lebens- Arbeits- und Wohnver- hochgradig arbeitsteiligen und individua- prozessintegrierter schaftliche Streben nach Wohlstand hältnisse der Menschen scheint eine im lisierten Gesellschaft bestimmt. Folgende 3Umweltschutz und sozialer Sicherheit in Einklang Weltmaßstab zu verwirklichende nach- Trends stellen die größten Herausforde- bringen soll mit den natürlichen haltige Entwicklung kaum denkbar, ohne rungen an eine ressourcenschonende Grundlagen des Lebens und der Wah- einen ökologischen Umbau der Städte. In und umweltverträgliche Stadtentwick- Nachhaltiger Umgang mit natür- rung der Regenerationsfähigkeit der den Städten konzentrieren sich die Gü- lung dar: 4 lichen Ressourcen Ökosysteme. In diesem Sinne ist eine terproduktion, die Energie- und Stoffum- gesellschaftliche Entwicklung nachhal- sätze, die intensive Nutzung von Flächen ■ Eine „flächenfressende“ Siedlungsdis- tig, wenn die Absorptions- und Rege- sowie die Verkehrsleistungen. Städte sind persion, durch die räumliche Ausdeh- Neue Energiesysteme und nerationsfähigkeit der Ökosysteme die Orte, in denen die Umweltprobleme nung der Siedlungsfläche in das weite- 5Energiemanagement nicht überfordert wird. besonders deutlich auftreten. Die räumli- re Umland der Agglomerationen; che Dichte und das hohe Maß an Um- ■ eine zunehmende räumlich-funktionale Mit dem antinomischen Leitbild der weltbelastung wirken sich nicht nur di- Entmischung von Wohnungen, Ar- Nachhaltige Nachhaltigkeit wird das Spannungsver- rekt auf die natürliche und gestaltete beitsstätten, Versorgungs- und Freizei- 6 Stadtstrukturen hältnis von Erhaltung und Entwicklung Umwelt aus, sondern auch indirekt auf teinrichtungen, sowie thematisiert. Es wird damit die Erwartung die Formen des sozialen Zusammenle- ■ der Anstieg und die räumliche Auswei- verbunden, dass die aktuellen und zu- bens und die persönliche Entwicklung tung des motorisierten Individual- und künftigen ökologischen, sozialen und und Gesundheit der Stadtbewohner. Wirtschaftsverkehrs. Transport- und 7 Verkehrssysteme ökonomischen Probleme gelöst werden Umweltbelastungen in den Stadtregio- können, ohne diese Probleme auf die nen werden räumlich und zeitlich verla- Die Orientierung der Stadtentwicklung nächste Generation oder andere Konti- gert. Waren beispielsweise Luftbelastun- an den Zielen der Nachhaltigkeit bedeu- nente zu verlagern. Zentrales Merkmal gen früher eher lokal wirksam, so sind sie tet ein völliges Umdenken. Veränderte Neue Kommuni- 8kationstechniken der „Agenda 21“ ist der Versuch, ökolo- heute mehr und mehr regional, national Produktions-, Konsum- und Mobilitäts- gische, wirtschaftliche und soziale Ent- und global problematisch. Der saure Re- formen, neue Verwaltungskonzepte und wicklungsziele zu verknüpfen und die gen, die Zerstörung der Ozonschicht, neue politische Praktiken sind erforder- Materialien und daraus resultierenden Zielkonflikte in ge- und Treibhauseffekte sind Belege dafür, lich, um Wege zu einer Ausgewogenheit Mikrosysteme mit 9 neuen Funktionen sellschaftlichen Abwägungsprozessen zu dass lokale und regionale Probleme zwischen ökonomischer, ökologischer lösen. Der Leitbildcharakter nachhaltiger schleichend zu globalen Risiken anwach- und sozialer Entwicklung zu öffnen. Bau- Entwicklung und die notwendigen An- sen. weisen, Architektur, Siedlungsstrukturen passungszeiträume legen es nahe, zwi- HABITAT II, die zweite Konferenz der und Stadtplanung sind nach den Zielen Biotechnologie und schen Ziel und Wegen zu unterscheiden. Vereinten Nationen zu menschlichen der Nachhaltigkeit neu zu bewerten, 10 Medizintechnologie Das Ziel der Nachhaltigkeit kann nur in Siedlungen, hat 1996 in Istanbul den Ge- scheinbar bewährte Kriterien und Maß- langfristigen Such- und Anpassungspro- danken der nachhaltigen Entwicklung stäbe neu zu diskutieren. zessen erreicht werden. Die erforder- aufgenommen und als zentrale Maxime Was sich kurzfristig als nützlich erweist, lichen sozialen, ökonomischen und tech- der Siedlungspolitik und Stadtentwick- kann mittel- bis langfristig kontraproduk- nologischen Anpassungsprozesse können lung weiterentwickelt und konkretisiert. tiv und nicht zukunftsfähig sein; was als als „Wege zur Nachhaltigkeit“ beschrie- 1998 wurde in die Novellierung des Bau- Einzelbauwerk für sich genommen ökolo- ben werden. und Raumplanungsgesetzes der Grund- gisch und nachhaltig erscheint, kann sich satz aufgenommen, dass eine nachhalti- im größeren räumlichen Maßstab als ge städtebauliche Entwicklung anzustre- nicht nachhaltig erweisen und was sekto- ben sei. Dabei bedeutet nachhaltige ral als sinnvolle Strategie etwa des Woh- Stadtentwicklung zunächst, gleichzeitig nungsneubaus entwickelt wurde, mag die Lebensqualität vor Ort zu verbessern ganzheitlich bewertet sich als nicht trag- 32 und die Bedürfnisse der heute und in Zu- fähig erweisen. 10 Strategische Forschungsfelder

Die Verknüpfung ökonomischer, Soziale Zielsetzungen sozialer und ökologischer Entwick- ■ Sicherung bedarfgerechten Wohn- lungsziele in dem Bereich „Bauen raums nach Alter und Hauhalts- und Wohnen“ größe; erträgliche Ausgaben für (Enquete-Kommission „Schutz des „Wohnen“ auch für Gruppen gerin- Menschen und der Umwelt“ des geren Einkommens im Sinne eines 13. Deutschen Bundestages) angemessenen Anteils des Haus- haltseinkommens ■ Schaffung eines geeigneten Ökonomische Zielsetzungen Wohnumfeldes, soziale Integration, ■ Minimierung der Lebenszyklus- Vermeidung von Ghettos kosten von Gebäuden (Erstellung, ■ Vernetzung von Arbeiten, Wohnen Betrieb, Instandhaltung, Rückbau, und Freizeit in der Siedlungsstruktur Recycling etc.) ■ „Gesundes Wohnen“ innerhalb wie ■ relative Verbilligung von Umbau- außerhalb der Wohnung und Erhaltungsinvestitionen im ■ Erhöhung der Wohneigentumsquo- Vergleich zum Neubau te unter Entkoppelung von Eigen- ■ Optimierung der Aufwendungen für tumsbildung und Flächenverbrauch technische und soziale Infrastruktur ■ Schaffung bzw. Sicherung von ■ Verringerung des Subventionsauf- Arbeitsplätzen im Bau- und

wandes Wohnungsbereich ➔ ➔ ➔

Ökologische Zielsetzungen ■ Reduzierung des Flächenverbrauchs Schadstoffen in Gebäude bei ■ Beendigung der Zersiedelung der Neubau, Umbau und Nutzung; Landschaft Geringhaltung zusätz- Beachtung dieser Prinzipien bei der licher Bodenversiegelung und Schließung des Stoffkreislaufs bei Ausschöpfung von Entsiegelungs- Baumaterialien potentialen ■ Verringerung der Kohlendioxid- ■ Orientierung der Stoffströme im Emissionen der Gebäude im Sinne Baubereich an den Zielen der Res- des Beschlusses der Bundesregie- sourcenschonung; Vermeidung der rung zur 25%-igen Reduktion Verwendung und des Eintrages von insgesamt bis zum Jahr 2005

33 10 Strategische Forschungsfelder

Forschungsfelder und -defizite: Bei der ökonomischen und sozialen Installation und der Betrieb von Syste- Information als Nachhaltigkeit operationalisieren und Zielstellung nachhaltiger Stadtentwick- men zur dezentralen Energieerzeugung Wirtschaftsgut 1 konkretisieren lung geht es vor allem darum, die Selbst- und zur Nutzung regenerativer Energien Im Forschungsfeld „Nachhaltige Stadt- anpassungs- und Regenerationsfähigkeit incl. der gesteuerten Energieverteilungs- strukturen“ geht es neben dem Gebiet von Wirtschaft und Gesellschaft im Hin- systeme. Noch zu erforschende Verbün- Unternehmens- der „Nachhaltigen Stadtentwicklung“ blick auf „offene Zukünfte“ zu stärken de von Haustechniksystemen bezüglich 2 organisation vor allem um die Entwicklung neuer Bau- und den ökonomischen und sozialen Po- der Energieerzeugung und der Ver- und techniken und -verfahren. Eine enge Ver- larisierungs- und Segmentierungstenden- Entsorgungsnetze und -einrichtungen Produktions- und knüpfung gibt es zu Facilitymanage- zen entgegenzuwirken (Stärkung der führen zu Quartierssystemen, deren Ge- prozessintegrierter ment-Systemen und dem Thema Nach- ökonomischen und sozialen Kohärenz bei staltung und Betrieb wichtige Bausteine 3Umweltschutz haltigkeit in Verkehr und Logistik. gleichzeitiger Diversität). Die Schlagwor- für nachhaltige Stadtstrukturen bilden. „Nachhaltige Stadtentwicklung“ ist der te „Effizienzrevolution“ und „Suffizienz- Die Entwicklung neuer Bautechniken Ansatz, die Entwicklung der Stadt und revolution“ deuten die komplementären und Verfahren ist ein weiteres Element Nachhaltiger Umgang mit natür- städtischer Siedlungsstrukturen unter den Aspekte eines neuen Umgangs mit Ener- nachhaltiger Stadtstrukturen. Die Weiter- 4 lichen Ressourcen Vorbehalt des Ressourcenschutzes und gie und Ressourcen einerseits sowie die entwicklung der Bauverfahren und Bau- der Umweltverträglichkeit zu stellen. Bei damit einhergehenden Veränderungen weisen für unterschiedliche Bauaufgaben der ökologischen Zielsetzung geht es von Produktions-, Verbrauchs- und Le- insbesondere durch Erforschen der Neue Energiesysteme und zunächst um die Art und Weise, wie die bensformen andererseits an. Grundlagen zum physikalischen Baustoff- 5Energiemanagement Ressourcen in der Stadt genutzt werden; Defizite der Forschung liegen vor allem und Bauteilverhalten und ihrem Trag- zum zweiten um die stofflichen Aus- in der Entwicklung geeigneter Regulati- und Verformungsverhalten, durch For- tauschprozesse der Stadt mit anderen onsmechanismen („Rückkoppelmecha- mulieren der erforderlichen Ingenieurmo- Nachhaltige Gebieten, vor allem mit dem Umland, nismen“), die die ökologischen und öko- delle mit Berechnungs- und Konstrukti- 6 Stadtstrukturen und zum dritten um die räumlichen Nut- nomischen Folgen von Verhaltensweisen onsregeln im Hinblick auf Gebrauchs- zungs- und Ordnungsstrukturen der für die Verursacher erfahr- und verant- tauglichkeit und Standsicherheit sind Ge- Stadt. Diese räumlichen Strukturen bean- wortbar machen. Große Defizite liegen genstand dieses Forschungsgebietes. spruchen in erheblicher Weise Fläche, auch hier im Implementierungswissen, Hinzu kommt die gezielte Verbesserung Transport- und 7 Verkehrssysteme sind teilweise energetisch ineffizient und beispielsweise der Entwicklung neuer der Baustoff- und Bauteileigenschaften erzeugen einen zunehmenden Verkehr. dialogorientierter Politikformen, der Ent- im Hinblick auf Verarbeitung, Herstel- Defizite der Forschung liegen in der wicklung problemorientierter Kooperati- lung, Dauerhaftigkeit, gesundheitliche Differenzierung von gesellschaftlichen ons- und Handlungsstrukturen und die Unbedenklichkeit, Nachhaltigkeit und Neue Kommuni- 8kationstechniken Handlungsketten, die zu dem hohen Res- Förderung von Initiativen und Eigenver- Wiederverwertbarkeit. sourcenverbrauch und der Belastung der antwortung „vor Ort“. Umwelt führen, sowie einer Differenzie- Auch neue Facilitymanagement-Syste- Das Forschungsgebiet Nachhaltigkeit in Materialien und rung von Stoffen, Energieträgern, bio- me und -konzepte leisten einen Beitrag Verkehr und Logistik ist notwendiger Be- Mikrosysteme mit 9 neuen Funktionen physikalischen und chemischen Kreisläu- zur Stadtentwicklung, denn der Verbund standteil jeder Überlegung zu nachhalti- fen. Noch größere Defizite liegen aller- von Haustechniksystemen führt über de- gen Stadtstrukturen und schließt die inte- dings darin vor, wie dieses Wissen ange- ren Gestaltung und Betrieb zu neuen grierte Gestaltung von Verkehr und Logi- wandt werden kann (Implementierungs- Quartierssystemen. Ziel ist es, die Versor- stik insbesondere in regionalen Lebens- Biotechnologie und wissen). Hier geht es vor allem darum, gung von Gebäuden mit Raumwärme, räumen ein. Da Verkehrsinfrastruktur 10 Medizintechnologie den Kreislaufgedanken konsequent um- Wasser, Luft, Elektrizität und Informati- nicht beliebig vermehrbar ist (Kosten und zusetzen und die städtische „Durchflus- onsdiensten so zu gestalten und zu be- Nutzungskonflikte im städtischen Raum), swirtschaft“ in eine „Kreislaufwirtschaft“ treiben, dass Rohstoffe und Energie spar- müssen neue Wege und Lösungen ge- umzulenken. sam und rationell eingesetzt werden und sucht werden. Durch Optimierung der die Entsorgung von Reststoffen mög- Informationsflüsse und durch geeignete, lichst gering gehalten wird, bei optimaler übergeordnete regionale Strukturen un- Erfüllung der Bedürfnisse der Nutzer. Da- ter Einbeziehung der Raumstruktur und zu sind die technischen, betriebsorgani- der Verkehrsinfrastruktur ist das neue satorischen und personellen Vorausset- Feld „Logistik und Personenverkehr“ zu zungen sowie die sozio-ökonomischen entwickeln. Neue Möglichkeiten der In- und politischen Rahmenbedingungen formationstechnik erlauben Mobilitäts- weiter zu entwickeln. Zu den technischen und Transportberatung sowie „demand 34 Voraussetzungen gehört die Planung, die management“. 10 Strategische Forschungsfelder

Schließlich gibt es noch keine bewährten Nachhaltigkeitsindikatoren für die Ana- lyse von Stadt- und Siedlungsstrukturen. Räumliche, sektorale und zeitliche As- pekte sind in Indikatoren, Operationali- sierungen und Bewertungsmaßstäbe zu integrieren, die über Veränderungen und Abweichungen, Erfolge und Misserfolge Auskunft geben. Der zielgenaueste Indi- kator ist wiederum nutzlos, wenn es zu ihm keine Daten gibt. Indikatoren müs- sen dabei verständlich, also kommuni- zierbar und exakt sein. Städte sollen ihre Probleme nicht ex- portieren, sondern Ungleichgewichte auf lokaler Ebene ausgleichen. Der Struktur- wandel wird sich jedoch nur dann in Richtung „Nachhaltigkeit“ bewegen, wenn es gelingt, ihn mit einer Verände- rung der Wirtschafts- und Lebensweise in unseren Städten zu verbinden. Inso- fern müssen die ökonomischen und so- zialen Bezüge einer nachhaltig orientier- ten Stadtentwicklungspolitik zusammen mit ihren baulichen Konsequenzen so- wohl Gegenstand wissenschaftlicher For- schung als auch des öffentlichen Diskur- ses sein. (Dieter Läpple In den Ausführungen sind Textbeiträge eingearbeitet von Eckhard Kutter, Joseph Pangalos, Jürgen Pietsch und Dirk Schubert)

35 Transport- und Verkehrssysteme

10 Strategische Forschungsfelder

Leistungsfähige Transport- und Ver- Ein bedeutsamer Ansatz in diesem For- derlich. Hinzu kommen Entwicklungen Information als kehrssysteme kennzeichnen einen mo- schungsfeld ist die Entwicklung autono- numerischer Simulationstechniken für Wirtschaftsgut 1 dernen Industrie- und Wirtschaftsstan- mer Roboter und Robotersysteme, wobei Anwendungen bei vielfältigen Strö- dort. Zur Erhaltung von Mobilität sind jedoch gilt, dass diese technischen Syste- mungsberechnungen sowie bei tech- neben den planerischen Voraussetzun- me auch in vielen anderen wichtigen nisch–wirtschaftlichen Optimierungspro- Unternehmens- gen auch die technischen Vorausset- Branchen wie z. B. Medizintechnik und blemen, z.B. im Falle komplexer Land- 2 organisation zungen zu erarbeiten. Hierzu gehören Produktionstechnik eingesetzt werden See-Transportketten. Fragestellungen zur zukunftsträchtige Konzepte für Ver- können. Autonome Roboter sind ein An- Reduzierung von Schadstoffemissionen Produktions- und kehrstelematik und autonome Roboter- wendungsobjekt, in dem mechanische sowie zu besonderen meerestechnischen prozessintegrierter systeme ebenso wie die Erforschung Struktur, unterschiedliche Antriebstech- Problemen erweitern das Forschungs- 3Umweltschutz wichtiger Technologien und neuer nologien, analoge und digitale Steuerun- spektrum. Werkstoffe für die Verkehrsindustrie. gen und Regelungen in Verbindung mit Gerade die Schiffstechnik durchläuft Sensorik und unterschiedliche Methoden zur Zeit einem Wandel hin zu einer Bran- Nachhaltiger Umgang mit natür- Ein wichtiges Forschungsgebiet der der autonomen Energieerzeugung und che mit Zukunft. Seefähige Boote oder 4 lichen Ressourcen TUHH im Rahmen integrierter Transport- der Energiespeicherung zur Anwendung Flöße gibt es seit mindestens 30.000 Jah- und Verkehrssysteme ist Mobilitätsmana- kommen. Ziele der Forschung sind hier- ren, denn wie will man sonst die frühe gement durch Verkehrstelematik. Die ef- bei Reduzierung des Energieverbrauchs, Besiedlung Australiens durch Menschen Neue Energiesysteme und fiziente Steuerung von Transport- und Erhöhung der Genauigkeit, Selbstadapti- erklären? Trotzdem ist das Entwicklungs- 5Energiemanagement Verkehrsprozessen ist die Voraussetzung on von Regel- und Steuerparametern, Er- potenzial des Schiffbaus nicht erschöpft. für die Konkurrenzfähigkeit der europäi- höhung der Zuverlässigkeit und der Le- An vielen aktuellen Innovationen ist die schen Länder untereinander und in Be- bensdauer. Autonome Roboter werden TUHH durch eigene Forschungsvorhaben Nachhaltige zug auf die Länder der Welt. Sie ist auch durch äußere Einflüsse gesteuert, so dass oder durch Gemeinschaftsvorhaben mit 6 Stadtstrukturen notwendig, um die hohen Mobilitätsan- Methoden der Bildverarbeitung, der Bild- Partnern aus Industrie und anderen forderungen von Menschen und Gütern erfassung, der Signalübertragung ebenso Hochschulen beteiligt. Beispiel ist die nachhaltig zu sichern. In Transportpro- von Bedeutung sind wie die Selbst- fruchtbare Kooperation mit dem Germa- zessen ist es wichtig, eine hohe Ausla- überwachung der Robotersysteme mit nischen Lloyd. Transport- und 7 Verkehrssysteme stung von Transportmitteln zu erreichen; dem Ziel sich anbahnende Störungen in Verkehrsprozessen muss die Beanspru- frühzeitig zu erkennen und durch recht- chung und Ausnützung der Infrastruktur zeitigen Eingriff einen Ausfall des Robo- wesentlich verbessert werden. Diese For- tersystems zu verhindern. Neue Kommuni- 8kationstechniken derungen können nur erreicht werden, Die Erforschung und Entwicklung von wenn alle Verkehrsarten zusammenwir- Technologien für die Verkehrsindustrie ken in einem gesamten, nahtlosen, inter- runden dieses Forschungsfeld ab. In in- Materialien und modalen System. Dies wird machbar tensiver Kooperation mit der Industrie Mikrosysteme mit 9 neuen Funktionen durch eine intensive Verwendung moder- wird an der TUHH an der Weiterentwick- ner Informations- und Kommunikations- lung und Optimierung der Systeme und systeme. Parallel und interaktiv müssen Systemtechnologien für Flugzeuge, Fahr- Fragestellungen der Systemmodellierung zeuge und Schiffe im Hinblick auf daraus Biotechnologie und bearbeitet wie auch an der Entwicklung resultierende operationelle Verbesserun- 10 Medizintechnologie von technischen Systemen und Kompo- gen (Sicherheit, Emissionen, Betriebsko- nenten gearbeitet werden. Beispiele für sten) gearbeitet. Diese integrativen For- Letzteres sind breitbandige Mobilfunksy- schungsarbeiten erfordern neben der steme und Verkehrstelematik mit Einsatz Neuentwicklung von Werkstoffen die von leistungsfähigen Sensoren und Kom- Anwendung neuer Technologien und Sy- munikationseinrichtungen. stemarchitekturen sowie die Entwicklung effizienter Entwurfs- und Analysewerk- zeuge, z.B. Virtual Prototyping und ad- aptive neuronale Netze. Für neuartige Schiffstypen und maritime Plattformen sowie deren Produktionsprozesse ist die Entwicklung innovativer Konstruktionen 36 in der Schiffs- und Meerestechnik erfor- 10 Strategische Forschungsfelder

Abb. 1. Widerstandsänderungen bei Verschiebungen der Schiffs-Außenhaut nach außen. Jeder Farbwechsel entspricht 2,5 N pro mm Verschiebung eines Netzpunktes.

Ein sehr altes Anliegen des Schiffbaus ist Turbulenz der Strömung erst an der Da die erforderliche Antriebsleistung es, durch geeignete Formgebung des Grenze der praktischen Verwendbarkeit: eines Schiffes sich aber nicht nur aus dem Schiffsrumpfes und seiner „Anhänge“ Auf Einprozessor-Rechnern dauert die Widerstand und dem Propeller-Wir- Ruder und Propeller Antriebsleistung ein- Berechnung einer Schiffsumströmung für kungsgrad ergibt, sondern auch von der zusparen und so Maschinen- und Be- eine Schwimmlage und Geschwindigkeit gegenseitigen Beeinflussung zwischen triebskosten sowie Umweltbelastungen noch mehrere Tage. Aber schon heute Propeller und Schiffsrumpf abhängt, ist durch den Schiffsantrieb zu minimieren. kann man durch eine Kombination rei- als nächstes die Untersuchung dieser Aber erst jetzt wird es möglich, hierzu bungsfreier Berechnungen nach Poten- Wechselwirkung mit Potenzialmethoden statt der schwerfälligen Modellversuche zialmethoden mit empirischen Formeln geplant. Außerdem soll die Berechnung mit Formvarianten wesentlich schnellere für den Reibungswiderstand die notwen- der Wirkungen kleiner Schiffsformverän- und billigere Berechnungen einzusetzen. dige Genauigkeit erreichen. Und solche derungen ausgedehnt werden auf die in Eine Voraussetzung dafür sind rechneri- Berechnungen erfordern nur rund eine Zukunft wohl überwiegend eingesetzten sche Prognosen des Schiffswiderstands Prozessor-Stunde. Nach einem an der Verfahren, welche die Viskosität und Tur- und des Propellerwirkungsgrads mit we- TUHH entwickelten Verfahren kann man bulenz explizit berücksichtigen. Dieser nigen Prozent Fehlern. Dies Ziel wird von dabei sogar noch ohne wesentlichen Problemkreis soll in dem im Aufbau be- den an der TUHH dafür entwickelten Mehraufwand bestimmen, um wieviel griffenen CMT, dem Centrum für Mariti- Verfahren erreicht. Eine weitere Voraus- der Widerstand sich verändert, wenn me Technologien, untersucht werden. setzung ist, dass die Berechnungen man die Schiffsform geringfügig, aber in schneller als Modelländerungen sind. ganz beliebiger Weise verformt (Abb. 1). Hier sind Berechnungen unter Einbezie- Dies ist genau die für Formverbesserun- hung der Viskosität des Wassers und der gen notwendige Information. 37 10 Strategische Forschungsfelder

Es versteht sich beinahe von selbst, dass paren? Jedenfalls nicht ohne grundlegen- ständigen Produktdatenmodell, das das Information als die raschen Fortschritte bei der Berech- de Änderungen in den Strukturdetails, in Schiff für Zwecke der Fertigung (oft an Wirtschaftsgut 1 nung von Strömungen auch für andere der gesamten Auslegung der Konstrukti- verschiedenen Orten) und für spätere Probleme der Schiffstechnik genutzt wer- on und in den Fügeverfahren (Schweis- Reparaturen normgerecht beschreibt und den bzw. in Kürze benutzt werden sollen; sen, eventuell Kleben). Besondere Beach- aus dem die Daten zur Steuerung der Unternehmens- z.B. zur Prognose und zur Optimierung tung erfordern z.B. die Festigkeit unter Fertigungsanlagen abgeleitet werden. Ein 2 organisation der Manövrierfähigkeit und der Bewe- Schwingbelastung (Ermüdungsfestigkeit), solcher durchgängiger Datenfluss kann gungen von Schiffen und Plattformen im das Knick- und Beulverhalten und der die Entwurfs- und Konstruktionsarbeit so Produktions- und Seegang; zur Bestimmung der Wirkung Korrosionsschutz. In dem Gemein- stark beschleunigen, dass es möglich prozessintegrierter der Windkräfte auf das Überwasserschiff; schaftsprojekt, das den praktischen Ein- wird, eine Vielzahl von Konstruktions-Al- 3Umweltschutz zur Optimierung der Raumlüftung; zur satz des hochfesten Stahls HTS690 vor- ternativen zu untersuchen und dadurch Kentersicherheit intakter Schiffe im See- bereiten soll, werden Schiffsstrukturen Gewicht und/oder Kosten der Struktur zu gang; zur Prognose der Schwimmzeit be- entworfen, berechnet, gefertigt und ge- senken. Nachhaltiger Umgang mit natür- schädigter Schiffe im Seegang und zur testet (Abb. 2). 4 lichen Ressourcen Prognose der Ausbreitung von Wärme Fazit und Rauch im Brandfall. Gerade die ge- Um Schiffsstrukturen in einem Hochlohn- Ohne ständige Innovationen auf den nannten Havariefälle finden zur Zeit er- land konkurrenzfähig fertigen zu können, verschiedensten Gebieten hätte der deut- Neue Energiesysteme und höhte Aufmerksamkeit, teils wegen spek- müssen die benötigten Fertigungsstun- sche Schiffbau nicht gegen die harte in- 5Energiemanagement takulärer Unglücke (z.B. Estonia), teils, den ständig gesenkt werden. Bisher muss ternationale Konkurrenz bestehen kön- weil mehr Schiffe in der Planung sind, die ein erheblicher Teil der Fertigungsstun- nen. Dass der Anteil des deutschen mehr Menschen an Bord (bis zu 10.000) den für manuelle Nacharbeiten an unge- Schiffbaus am Weltschiffbau – von kurz- Nachhaltige haben können als jemals zuvor. Ohne so- nau gefertigten Strukturen aufgewendet fristigen Schwankungen abgesehen – 6 Stadtstrukturen lide Sicherheitsprognosen für Havariefälle werden. Zwar kann man die Bauteile mit über die vergangenen zwei Jahrzehnte erscheint der Bau derartiger Schiffe un- hoher Genauigkeit ausschneiden; aber etwa konstant geblieben ist, ist auch der verantwortlich. Für solche Prognosen beim Schweißen entstehen Schrumpfun- schiffstechnischen Forschung zu verdan- sind die modernen Verfahren der Strö- gen, die die zulässigen Toleranzen für die ken. Die gestiegene Produktivität hat Transport- und 7 Verkehrssysteme mungsberechnung das entscheidende Unebenheit von Platten und für die Pass- nicht zu einer Verminderung der Wert- Hilfsmittel. genauigkeit von zu verschweißenden schöpfung oder zu einem Abbau von In- Kanten oft weit überschreiten. Viele Stra- genieuren geführt. Im Gegenteil: Es wer- Innovationen bei Schiffsstrukturen tegien werden zur Verringerung dieser den erheblich mehr Schiffbauingenieurin- Neue Kommuni- 8kationstechniken Für die tragende Struktur von größeren teuren Nacharbeiten angewendet: Zum nen und -ingenieure gebraucht, als in Schiffen und schwimmenden Plattformen Beispiel Vorherbestimmen des Schweiß- Deutschland ausgebildet werden. Auch ist Stahl nach wie vor das am Besten ge- verzugs und Berücksichtigung beim Aus- in Zukunft wird Forschung ein Mittel im Materialien und eignete Material. Aber welche Art von schneiden bzw. Biegen und Einsatz von Konkurrenzkampf der Werften sein, aber Mikrosysteme mit 9 neuen Funktionen Stahl? Bisher wird vor allem „Schiffbau- Schweißverfahren, die wenig Wärme ein- auch ein Anreiz für begabte junge Men- stahl“ mit einer garantierten Streckgren- bringen und damit wenig Verzug bewir- schen, sich für eine Ingenieurtätigkeit im ze von 240 Mega Pascal (MPa) sowie ken. Schiffbau zu entscheiden. Schiffstechni- „höherfester“ Stahl mit 360 MPa Streck- An der TUHH wird an Lösungsbeiträ- sche Forschung als Basis für Innovation Biotechnologie und grenze eingesetzt. Für sehr schnelle gen für diese Probleme gearbeitet. Ge- ist notwendig und wegen der steigenden 10 Medizintechnologie Schiffe, die als Fahrgastschiffe, als Fähren nannt seien die Vorausberechnung von Beliebtheit von Schiffsreisen sowie dem (zum Transport von PKW und Lastwa- Schweißschrumpfungen mit Hilfe moder- wachsenden Sicherheitsbedürfnis auch gen) oder Roro-Schiffe (hauptsächlich für ner rechnerorientierter Analyseverfahren dringend erforderlich. Angesichts der Lastwagenauflieger) gebaut werden, ist und, gemeinsam mit Industriepartnern, wachsenen Bedarfe moderner Industrie- jedoch eine Leichtbauweise zwingend. die Entwicklung eines Verfahrens, mit gesellschaften werden leistungsfähige Hierfür wird in einem von 13 Partnern dem unter den vielen tausend Details in Transport- und Verkehrssysteme – neben getragenen EU-Forschungsvorhaben un- der tragenden Struktur eines Schiffes die dem Einsatz neuer Kommunikationstech- tersucht, wie man Stahl mit 690 MPa ermüdungskritischen rasch und sicher niken – Rückgrat der Infrastruktur blei- Streckgrenze für Schiffsstrukturen einset- herausgefunden werden können. ben. zen kann – dieses bedeutet fast eine Ver- (Lars Sjöstedt, Heinrich Söding) dopplung im Vergleich zum bisherigen Ein anderes Projekt betrifft den Daten- „höherfesten“ Stahl. Kann man damit fluss vom Schiffsentwurf über die Dimen- 38 fast die Hälfte des Strukturgewichts eins- sionierung der Konstruktion bis zum voll- 10 Strategische Forschungsfelder

Abb.2. Versuchsaufbau zum Testen von Rahmenecken aus hochfestem Stahl

39 Neue Kommunikationstechniken

10 Strategische Forschungsfelder

Der exponentielle Anstieg der Nutzer- In den vergangenen Jahren wurde das Aspekt unter anderem in der Regelung Information als zahlen in den Mobilfunknetzen und im Universal Mobile Telecommunications des sogenannten Vielfachzugriffs nieder. Wirtschaftsgut 1 Internet kennzeichnet die Kommunika- System (UMTS) entwickelt. Die entspre- Hierbei geht es darum in Konkurrenz mit tionsnetze als einen Schrittmacher auf chenden Systementwürfe werden zur anderen Teilnehmern einen Erstkontakt dem Weg in die Informationsgesell- Zeit in den großen Industriefirmen umge- zu einer Basisstation aufzubauen, die die Unternehmens- schaft. Das Forschungsfeld Neue Kom- setzt und es werden die zugehörigen Kommunikation in der ihr zugeordneten 2 organisation munikationstechniken schafft Grundla- bildtauglichen Endgeräte produziert. Die- Funkzelle organisiert. In neuen Netzkon- gen für die weitere Entwicklung des In- se neue Generation von Mobilfunkgerä- zepten wird die Idee von Basisstationen Produktions- und formationsaustausches in Fest- und ten arbeitet mit einer maximalen Daten- und zellularen Netzstrukturen aufgege- prozessintegrierter Mobilfunknetzen. Es trägt dabei dem rate von zwei Mbit/s. ben. Statt dessen organisieren die einzel- 3Umweltschutz Wunsch moderner Gesellschaften Rech- Für wirkliche Breitband-Kommunikati- nen autonom agierenden Mobilstationen nung, zu jeder Zeit und an jedem Ort onssysteme steht in den nächsten Jahren den Zugriff auf den Funkkanal in selb- mit anderen Personen in Kontakt treten ein technischer Durchbruch bevor. Bei ständiger Weise. Mit dieser hochinteres- Nachhaltiger Umgang mit natür- zu können und auf große Informations- der an der TUHH untersuchten Ortho- santen Idee kann man Mobilfunknetze 4 lichen Ressourcen mengen schnell zugreifen zu können. gonal Frequency Division Multiplexing sehr flexibel aufbauen und den Funkka- (OFDM) Übertragungstechnik werden nal sehr effizient nutzen. Diese Vorstel- Allen Anwendungen gemeinsam ist ein die Daten innerhalb des Funkkanals auf lung selbstorganisierender Datenfun- Neue Energiesysteme und ständig wachsender Bedarf an Übertra- viele Subkanäle bzw. Subträger aufge- knetze findet direkte Anwendung in Ver- 5Energiemanagement gungskapazität bei ebenfalls steigenden teilt, in denen sie jeweils mit einer relativ kehrssystemen (Luft- und Schifffahrt, Anforderungen an die Zuverlässigkeit des geringen Datenrate, aber in additiv über- Straßen- und Schienenverkehr), aber Datentransports. lagerter Form parallel übertragen wer- auch in Kommunikationssystemen (dort Nachhaltige Beim Netzzugang sind die Datenraten den. Die vergleichenden Untersuchungen besser als sogenannte „ad hoc“ Netze 6 Stadtstrukturen abhängig vom Datenaufkommen jedes haben gezeigt, dass differentielle Modu- bekannt). Die nachrichtentechnische Auf- einzelnen Anwenders, wohingegen im lationsverfahren in Verbindung mit einer gabe besteht in diesem Fall darin, den Weitverkehrsnetz die aggregierten Ver- inkohärenten Detektion gegenüber ko- Vielfachzugriff auf den Funkkanal aus- kehre bewältigt werden müssen. In bei- härenten Demodulationsverfahren er- schließlich mit dezentraler Intelligenz Transport- und 7 Verkehrssysteme den Bereichen werden neuartige Verfah- hebliche Vorteile aufweisen und insbe- störungsfrei zu organisieren. ren untersucht und erprobt, um sowohl sondere einen sehr geringen Verarbei- die verfügbaren Kapazitäten als auch die tungsaufwand in den Empfängern ha- Ein grundsätzlich anderer Ansatz, neue Effizienz ihrer Nutzung zu steigern. ben: Es bestehen geringere Anforderun- Kapazitäten für die Kommunikation über Neue Kommuni- 8kationstechniken Angesichts der in den vergangenen gen an die Trägersynchronisation; eine Funk zu schaffen, besteht darin, weitere Jahren beobachteten Zuwachsraten steht Kanalschätzung sowie eine Entzerrung Bereiche des elektromagnetischen Spek- der Zugangsbereich des Mobilfunks im sind nicht erforderlich. Laufende und trums für die Kommunikation zu er- Materialien und Zentrum des Interesses. Der heutige zukünftige Arbeiten an der TUHH befas- schließen. Hier ist als vorerst letztes Glied Mikrosysteme mit 9 neuen Funktionen Stand der Mobilfunktechnik ist durch die sen sich mit der Optimierung dieser Ver- in der Kette der Terahertz Bereich zu nen- existierenden digitalen, aber schmalban- fahren für stationäre Rundfunkstrecken nen, der völlig neue Herausforderungen dig ausgelegten GSM- und DECT-Syste- und für mobile Rundfunkanwendungen. an die Hochfrequenztechnik stellt. me charakterisiert. Insgesamt ist die ver- Um beispielsweise mit Transistoren den Biotechnologie und fügbare Nutzdatenrate pro Teilnehmer in Alle diese Entwicklungen beinhalten die Terahertz-Frequenzbereich abdecken zu 10 Medizintechnologie diesen Systemen allerdings auf ca. zehn Entwicklung neuer Sender- und Empfän- können, sind zwei Maßnahmen notwen- kBit/s eingeschränkt. In der aktuellen gerstrukturen, die vor dem Hintergrund dig: Erstens müssen die Abmessungen Forschung über neue Mobilfunksysteme des durch Schwundphänomene charak- der aktiven Teile von Transistoren weit werden digitale breitbandige Verfahren terisierten Funkkanals vorgenommen unter einen Mikrometer verkleinert wer- untersucht, die den Zugang zu Video- wird. Eine getreue Modellierung der sta- den, damit die Laufzeit der den Strom- kanälen und Internetdienstleistungen tistischen Eigenschaften dieses Kanals ist fluss tragenden Elektronen durch das vom mobilen Endgerät aus erlauben. daher eine wichtige Teilaufgabe. Bauelement deutlich kleiner als die Peri- Wichtige Fragen stellen sich hier bei Neben der leicht nachvollziehbaren odendauer des Wechselstromes bleibt. der Wahl einer geeigneten Bandbreite Fragestellung nach hochratiger Übertra- Zweitens müssen die Transistoren aus und bei der Auswahl einer geeigneten gung bei niedriger Fehlerrate beinhalten Schichten unterschiedlicher Materialkom- Übertragungstechnik (Einträger- oder Netze auch immer den Aspekt der opti- binationen so aufgebaut werden, dass Multiträgerverfahren) für die untersuch- malen Nutzung der bereit gestellten Res- durch Einengung der Bewegung der Elek- 40 ten Systeme und Anwendungen. sourcen. Im Mobilfunk schlägt sich dieser tronen in die unerwünschten Richtungen 10 Strategische Forschungsfelder

eine höhere Beweglichkeit in der Vor- zugsrichtung entsteht. Verkleinerung der Abmessungen wie Erhöhung der Beweg- lichkeit dienen also beide dem gemeinsa- men Ziel, die Elektronenlaufzeit zu ver- ringern. Bei einer Frequenz von einem Terahertz beträgt die Periodendauer le- diglich eine Billionstel Sekunde, die von Bragg-Gittern. Aus den vielen übertra- weisen eine durch die Signallaufzeit be- Abb.1: der Laufzeit noch einmal um mindestens genen Wellenlängen werden mit dieser stimmte (und damit unveränderliche) mi- Integriert optischer Add/Drop-Multiplexer eine Größenordnung unterschritten wer- integriert optischen Komponente be- nimale Reaktionszeit auf. Mit den Erfol- den muss. Das Verständnis der Transpor- stimmte Kanäle abgezweigt, aber auch gen der optischen Nachrichtentechnik teigenschaften von Elektronen in kom- neu eingespeist. Auf wenigen Quadrat- wächst daher im gleichen Maße das Ra- plex zusammengesetzten und geome- millimetern eines Halbleitermaterials kön- te-Laufzeit Produkt, das die Datenmenge trisch extrem miniaturisierten Halbleiter- nen so die „Auf- und Abfahrten zur Da- beschreibt, die schon „unterwegs“ ist systemen ist eines der Forschungsthemen tenautobahn“ realisiert werden. und sich dem regelnden Eingriff entzo- der TUHH bei der Entwicklung von Emp- Neben der Bereitstellung hoher Kapa- gen hat. Da diese Datenmengen in den fängerstrukturen für den Terahertz Be- zitäten ist aber deren effiziente Nutzung Bereich von Gbits vorgestoßen sind, wer- reich. von mindestens ebenso großer Bedeu- den neue Konzepte für Hochgeschwin- tung. Dies schlägt sich nieder in Untersu- digkeitskommunikationsprotokolle not- In den Festnetzen ist ein exponentielles chungen zur Netzplanung und zu Steue- wendig. Wachstum der Netzlast zu beobachten, rungsmechanismen im Netz. Die Netz- Überdies kämpfen alle Steuerungsver- auf das die optische Übertragungstechnik planung beantwortet die Frage, welche fahren, die jeder Anwendung eine ge- bisher immer noch eine Antwort gefun- Ressourcen (Lichtwellenlängen, Band- wünschte Dienstgüte garantieren sollen, den hat: breiten, Funkfrequenzen) welchen be- mit einem Skalierbarkeitsproblem: Netz- In Feldexperimenten wurden bereits kannten Verkehrsströmen in einem Netz knoten können nicht beliebig viele Statu- Datenraten von einem Terabit/s über ein- zugeordnet werden – wobei diese Zuord- sinformationen von Verbindungen sam- zelne Glasfasern erfolgreich eingesetzt; in nung statischer oder dynamischer Natur meln und verarbeiten. Aktuelle Strategi- Laborexperimenten wird von 3,5 Tera- sein kann. Allerdings stößt man hier re- en, des drohenden Netzkollaps im Inter- bit/s über Hunderte von Kilometern be- gelmäßig auf das Problem, dass der Re- net Herr zu werden, verwenden den fol- richtet. Das angestrebte Fernziel dieses chenzeitbedarf exponentiell mit der genden Ansatz: In den Knoten des Teil- Forschungszweiges ist die Übertragung Netzgröße wächst, was eine exakte Lö- nehmeranschlussbereichs werden detail- im Wellenlängenbereich von 1200 nm bis sung für realistische Netzkonfigurationen lierte Informationen von (nicht zu vielen) 1700 nm. Theoretisch wäre damit eine ausschließt. Hier werden in der TUHH Teilnehmern verarbeitet; die Knoten des Übertragung von über 25 Terabit/s über mit Erfolg stochastische Optimierungs- inneren Netzes operieren hingegen mit jede einzelne Faser denkbar. Zur Errei- verfahren, wie z.B. genetische Algorith- Daten von bereits aggregierten Verkeh- chung dieses Zieles konzentriert sich die men, eingesetzt. ren. Dabei werden Pufferbelegungen in Forschung auf Hochdichte Wellenlän- Bei diesen Verfahren werden die aus den Netzknoten dazu herangezogen, gen-Multiplex (DWDM) mit vielen von- der biologischen Evolutionstheorie be- Entscheidungen bzgl. des Puffermanage- einander unabhängigen Kanälen. Als kannten Verfahren der Selektion, Mutati- ments, der Reihenfolge der Bearbeitung konkrete Aufgabenstellungen resultieren on und Vererbung in Algorithmen nach- („Scheduling“), der Flusskontrolle und hieraus die Entwicklung abstimmbarer gebildet, um aus vorläufigen Lösungen der Wegelenkung zu treffen. Laufende Quellen, wellenlängenunabhängiger Ver- nach mehreren „Generationen“ „Nach- Untersuchungen in Harburg wollen das stärker, wellenlängenselektiver Kompo- kommen“ mit einer Lösungsqualität zu Verhalten der unterschiedlichen Knoten- nenten für Multiplex- und Demultiplex- erzeugen, die dem wahren Optimum typen und ihr Zusammenspiel optimie- aufgaben sowie Komponenten zur Kom- hinreichend nahe kommen. ren. Das erfordert zum einen ein tieferes pensation verschiedener fasertypischer Die Steuerung von Kommunikations- Verständnis für den integralen Effekt der Dispersionsmechanismen. In allen ge- netzen geht von den Netzknoten aus, an verschiedenen Orten im Netz ausge- nannten Bereichen liefert die TUHH – denen neben der Wegelenkung die Wah- führten Algorithmen sowie eine quantita- nicht zuletzt in Industriekooperationen – rung der Dienstgüte für die jeweiligen tive Bewertung ihrer Wirkung unter den wertvolle Beiträge. Als Beispiel hierfür Anwendungen und – damit verknüpft – Gesichtspunkten von Dienstgüte, Netz- zeigt das Bild das Prinzip eines die Vermeidung von Überlasten im Netz auslastung und Fairness. Add/Drop-Multiplexers auf der Basis von obliegt. Die entsprechenden Regelkreise (Ulrich Killat) 41 Materialien und Mikrosysteme

10 Strategische Forschungsfelder mit neuen Funktionen Materialforschung und Werkstofftechnik

Materialforschung und Werkstofftechnik disziplinär zusammen und kooperieren in ten (Streckgrenze, Schwingfestigkeit und Information als werden als Schlüsseltechnologien für nationalen und internationalen Netzwer- Kriechwiderstand) erlaubt. In Zusammen- Wirtschaftsgut 1 innovative Produkte eingestuft. Nach ken. Im Sinne eines „simultaneous en- arbeit mit der Feingussfirma Tital werden internationaler Einschätzung wird in gineering“ werden parallel zur Werkstof- zur Zeit die im Labor erarbeiteten Ergeb- den nächsten zwei bis drei Dekaden fentwicklung die spezifischen Herstel- nisse für die Herstellung hochbelasteter Unternehmens- die Mehrzahl der Produkt- und Verfah- lungs- und Verarbeitungstechnologien Halterungen im Flugzeugbau in ersten 2 organisation rensinnovationen auf neuen Werkstof- (häufig in Zusammenarbeit mit der Indu- Prototypbauteilen genutzt. In Zusam- fen basieren. Eine leistungsfähige Werk- strie) entwickelt, um die Ergebnisse der menarbeit mit dem GKSS-Forschungs- Produktions- und stoffforschung ist daher existenziell für Werkstoffforschung kurzfristig in die An- zentrum und Industriepartnern werden prozessintegrierter den Technologiestandort Deutschland wendung zu überführen. Die Entwick- seit 1999 zudem warmfeste Magnesium- 3Umweltschutz (1). Neben der Sicherung und dem Aus- lung neuer Materialien und Werkstoffe an legierungen für den Antriebsstrang im bau von Arbeitsplätzen unterstützt die der TUHH umfasst sowohl Konstruktions- Kraftfahrzeugbereich entwickelt. Entwicklung neuer Werkstoffe maß- werkstoffe als auch Funktionswerkstoffe. Intermetallische Verbindungen auf der Nachhaltiger Umgang mit natür- geblich die notwendigen ökologischen Basis von Titan-Aluminium stellen eine 4 lichen Ressourcen Reformmaßnahmen, z.B. durch Res- Konstruktionswerkstoffe neue Klasse von Hochtemperatur-Leicht- sourcenschonung und Emissionsver- Bei den Konstruktionswerkstoffen, die an bauwerkstoffen dar, die ein Eigenschafts- minderung im Verkehrsbereich und in der TUHH vielfach in Hinblick auf An- spektrum zwischen metallischen und ke- Neue Energiesysteme und der Energietechnik. wendungen in der Verkehrstechnik ent- ramischen Werkstoffen aufweisen. Sie 5Energiemanagement wickelt werden, steht die Verbesserung zeichnen sich durch eine hohe gewichts- Wegen der für das Gebiet typischen lan- des komplexen mechanischen Eigen- bezogene Elastizität und Festigkeit bis zu gen Transferzeiten von der Idee bis zur schaftsprofils im Vordergrund. In den Temperaturen von ca. 750 °C aus, bei Nachhaltige Innovation muss Materialforschung lang- wissenschaftlichen Arbeitsbereichen wer- gleichzeitig guter Oxidationsresistenz. Die 6 Stadtstrukturen fristig angelegt sein und wird in allen den konventionelle Werkstoffe optimiert Legierungsentwicklung sowie die zuge- technologisch führenden Ländern wegen und neuartige Werkstoffe entwickelt, hörigen Herstellungs- und Verarbeitung- ihrer volkswirtschaftlichen Bedeutung mit wobei sämtliche Werkstoffklassen einge- stechnologien wurden in Zusammenar- hoher Priorität staatlich gefördert. Die schlossen sind: Metalle, intermetallische beit mit dem GKSS-Forschungszentrum Transport- und 7 Verkehrssysteme Materialforschung als Querschnitttech- Verbindungen, Ingenieurkeramik, Poly- und namhaften Industriepartnern durch- nologie kann ihre Breitenwirkung beson- mere und Verbundwerkstoffe aus den geführt. Erste Prototypbauteile für ein ders dann entfalten, wenn sie eigenstän- verschiedenen Materialkategorien. Die Flugzeugtriebwerk, wie z.B. Laufschau- dig und interdisziplinär angelegt und mit ingenieurwissenschaftlichen Grundlagen feln für den Hochdruckkompressor, wer- Neue Kommuni- 8kationstechniken Blick auf innovative Anwendungen aus- dazu werden werkstoffübergreifend im den praxisnah getestet. Sie sollen die gerichtet ist (2). Sie ist damit ein ideales Rahmen des Sonderforschungsbereiches derzeit verwendeten doppelt so schwere- Arbeitsgebiet für eine Technische Univer- „Mikromechanik mehrphasiger Werk- ren Schaufeln aus Nickel-Basislegierun- Materialien und sität mit einem stark anwendungsorien- stoffe“ erarbeitet. gen ersetzen und dadurch zu einer deutli- Mikrosysteme mit 9 neuen Funktionen tierten Forschungsprofil. Bei den metallischen Konstruktions- chen Gewichts- und Verbrauchsreduktion Die Entwicklung der Werkstoffe ge- werkstoffen liegen die Schwerpunkte auf der Flugturbine beitragen. schieht an der TUHH weniger empirisch, der Entwicklung von Aluminium-, Titan- Bei keramischen Werkstoffen steht die sondern zunehmend auf der Basis ther- und Magnesium-Werkstoffen sowie in- Entwicklung von Aluminiumoxid-Ver- Biotechnologie und modynamischer Berechnungen und eines termetallischen Werkstoffen auf der Basis bundwerkstoffen im Vordergrund. Dabei 10 Medizintechnologie physikalischen Verständnisses des Zu- von Titan-Aluminium-Verbindungen. Ziel werden insbesondere kostengünstige Re- sammenhanges zwischen der atomaren der Entwicklung ist die Einstellung maß- aktionssynthesen für neue Herstellungs- Struktur, der Mikrostruktur und dem geschneiderter Eigenschaftsprofile für und Formgebungsverfahren genutzt, die Eigenschaftsprofil. Im Rahmen systemati- konkrete Anwendungen. So wurde z.B. in relativ einfach in großtechnische Maßstä- scher Grundlagenuntersuchungen wer- Zusammenarbeit mit der Firma Otto be überführt werden können. Alumi- den deshalb die mikroskopischen Mecha- Fuchs Metallwerke eine neue warmfeste niumoxid-Verbundwerkstoffe weisen ein nismen erforscht, die die anwendungs- Aluminiumlegierung für Flugzeugbauteile breites Anwendungsspektrum auf: Bei- relevanten Eigenschaften der Werkstoffe entwickelt, die intermittierend hohen spielsweise wird an einer neuen Genera- bestimmen. Aufgrund des komplexen Temperaturen bis 200 °C ausgesetzt wer- tion von Bremsscheiben, an neuartigen Aufgabenspektrums arbeiten Naturwis- den. Für Titanguss-Bauteile wurde ein Einspritzdüsen sowie an keramischen senschaftlerinnen und Naturwissenschaft- neuartiges thermisches Verfahren ent- Zahnimplantaten gearbeitet. Eine Reihe ler sowie Ingenieurinnen und Ingenieu- wickelt, das eine deutliche Verbesserung von neuen Werkstoffentwicklungen wird 42 ren verschiedener Fachrichtungen inter- verschiedener mechanischer Eigenschaf- von Industriepartnern für eine technisch- 10 Strategische Forschungsfelder

wirtschaftliche Umsetzung evaluiert, bei- BMBF-Programms „Leitlinie Luftfahrtfor- stoffe. In Zusammenarbeit mit internatio- 1Empfehlungen zur spielsweise reaktionsgebundenes Alumi- schung“ werden neue Hochtemperatur- nalen Industriepartnern und dem GKSS- Förderung Materialwissen- schaftlicher Forschung niumoxid und mit intermetallischen Ver- blends und halogenfreie, thermoplast- Forschungszentrum werden z.B. nanokri- und Lehre an den Univer- bindungen verstärktes Al2O3. Diese 3A modifzierte, katalytisch härtende Epoxid- stalline Leichtmetall-Hydride für die Was- sitäten, Wissenschaftsrat, Köln, 1993 und (Al2O3-Aluminide Alloys) genannten Ver- harze entwickelt, die zusammen mit tem- serstoffspeicherung in künftigen emissi- Evaluierung zur außer- bundwerkstoffe werden durch Reaktions- peraturbeständigen Polymerschäumen onsfreien Automobilen entwickelt, die universitären Material- forschung in Deutschland, druckguss auf konventionellen Druck- neue Sandwichbauweisen im Flugzeug- sich durch eine hohe gewichtsbezogene Wissenschaftsrat, Köln, gussanlagen erzeugt, indem flüssiges Alu- bau ermöglichen sollen. Sehr preiswerte Speicherkapazität von bis zu sieben Ge- 1996 minium in poröse keramische Vorkörper polymere Nanokomposite können durch wichtsprozent und durch kurze Be- und 2 Neue Materialen für eingepresst wird. Dabei reagieren die ko- die Einarbeitung von oberflächenbehan- Entladezeiten auszeichnen. Ein entspre- Schlüsseltechnologien des 21.Jahrhunderts – MaTech, stengünstigen keramischen Rohstoffe der deltem Bentonit (Katzenstreu) in Poly- chender Wasserstoff-Prototyptank soll Programm des BMBF, Vorkörper, wie z.B. Ilmenit (FeTiO3) mit merwerkstoffe realisiert werden. An der noch im Jahre 2000 fertig gestellt und für Jahresbericht 1999/2000 Al zu Al2O3 und Ti-Al-Aluminiden; d.h. TUHH werden in Zusammenarbeit mit Testzwecke zur Verfügung gestellt wer- es wird bei geringen Prozesstemperatu- Industriepartnern derartige Nanokompo- den. ren (< 700°C) ein hochwertiger metall- site für Kotflügel und andere Außenteile Bei den keramischen Funktionswerk- keramischer Verbundwerkstoff erzeugt, im Automobilbereich entwickelt. Vorteile stoffen werden intelligente Werkstoffe der für den Leichtbau bei erhöhten Tem- sind höhere Kratzfestigkeit in Kombination für kombinierte Anwendungen („Smart peraturen (> 700°C) geeignet ist. mit Durchfärbbarkeit und geringerem Ge- Materials“) sowie Komponenten für die Zudem werden in Hinblick auf die Ent- wicht. Aber auch Anwendungen mit ver- Mikrosystem- und Medizintechnik, für wicklung neuer Verschleiß- und Hoch- bessertem Flammschutz werden gesehen. die optischen Nachrichtentechnik, für die temperatur-Werkstoffe keramische Nano- Bei der Entwicklung von Polymer-Fa- Photovoltaik und die Energietechnik ent- komposite untersucht, die durch Einbrin- serverbundwerkstoffen steht die physika- wickelt. Die Herstellung dieser Funkti- gen einer zweiten nanokristallinen Phase lische Modellierung der mechanischen Ei- onswerkstoffe und -systeme erfordert (z. B. SiC) wesentlich höhere Festigkeiten genschaften und deren Abhängigkeit von häufig die Entwicklung spezieller Dünn- gegenüber monolithischen Werkstoffen der Faseranordnung und der verwende- schicht-Techniken. Neben reaktiven Sput- (z.B. Al2O3, Si3N4) aufweisen. Die Stand- ten Polymermatrix im Vordergrund. Da- terverfahren werden dabei vorzugsweise zeiten von Schneidwerkstoffen für die mit wäre eine Berechnung der Festigkeit, thermische und plasmaunterstützte Gas- Fertigungstechnik und von stark bean- eine Optimierung der Auslegung und ei- phasen-Abscheide-Prozesse auf der Basis spruchten Bauteilen in den heißen Zonen ne zuverlässigere Vorhersage der Lebens- metallorganischer Verbindungen einge- von Turbinen können somit wesentlich dauer von Bauteilen aus Faserverbund- setzt, um daraus insbesondere Silizium-, verbessert werden. werkstoffen möglich. Entsprechende nu- Aluminium- und Titanoxid-, -nitrid- und - Bei den Polymerwerkstoffen liegt der merische Methoden werden in Koopera- oxinitrid-Schichten mit optimierten phy- Forschungsschwerpunkt auf neuartigen tion mit der Luftfahrtindustrie, den Her- sikalisch-chemischen Eigenschaften zu „Kunststofflegierungen“, die aus klassi- stellern von Windkraftanlagen und den erzeugen. Plasmapolymerisierte Schich- schen Polymeren hergestellt werden. Zulassungsbehörden weiterentwickelt. ten werden u. a. aus siliziumorganischen Man kann neue Eigenschaftskombinatio- Fluor-Kohlenstoff-Verbindungen und or- nen finden, wenn es gelingt, die ver- Funktionswerkstoffe ganischen Säuren hergestellt. schiedenen Polymere in der physikalisch Aufgrund der steigenden wirtschaftlichen Glasähnliche Schichten werden u. a. in optimalen Form zu vereinen. Die Verbilli- Bedeutung nehmen Funktionswerkstoffe integrierten optischen Schaltungen und gung durch Maßschneidern der Eigen- gegenüber den Konstruktionswerkstof- Systemen für die optische Nachrichten- schaften entsprechend den Anforderun- fen auch in der Forschung der TUHH ei- technik angewandt. Keramische Schich- gen des Marktes ist dabei ein weiterer nen zunehmend breiteren Raum ein. Dies ten werden zum einen als selektive, wichtiger Aspekt. Ziel aktueller For- betrifft alle Werkstoffklassen, insbeson- hochtemperaturstabile Membranschich- schung ist es, die Kombination von ver- dere aber die metallischen und kerami- ten in chemischen Sensoren und in Di- schiedenen Polymeren zu ermöglichen. schen Funktionswerkstoffe. Anders als rekt-Methanol-Brennstoffzellen sowie in Hierzu werden grenzflächenaktive Block- bei den Konstruktionswerkstoffen sind bei Gaschromatographen genutzt; zum an- copolymere, auch als Haftungsvermittler den Funktionswerkstoffen elektrische, ma- deren kommen keramische Schichten bezeichnet, eingesetzt. Polymerblends gnetische und optische Eigenschaften von auch in mechanischen Sensoren (z. B. für sind dabei besonders wichtig im Trans- besonderer technologischer Bedeutung. tief- und hochtemperaturtaugliche Druck- portwesen. Flugzeuge sollen in der Zu- Bei den metallischen Funktionswerk- und Kraftaufnehmer) oder als hochtem- kunft leichter und deren Fertigung ko- stoffen konzentriert sich die Forschung peratur-supraleitende Schichten für emp- stengünstiger werden. Im Rahmen des an der TUHH auf nanokristalline Werk- findliche Magnetometer zum Einsatz. In 43 10 Strategische Forschungsfelder

der Photovoltaik werden bevorzugt kri- ramik-Verbundwerkstoffe, die mit Hilfe plantaten z.B. der künstlichen Bauspei- Information als stalline Dünnschicht-Silizium-Solarzellen des thermischen Spritzverfahrens zu Ver- cheldrüse bekannt. Durch Kombination Wirtschaftsgut 1 verwendet. Ein spezieller Schwerpunkt schleißschutzschichten verarbeitet wer- von neuartigen Materialien, die im allge- der Forschung an der TUHH liegt bei der den. Von großer technologischer Bedeu- meinen nur in kleinen Volumina – insbe- Lebensdaueranalyse und -vorhersage von tung ist auch die Entwicklung von elek- sondere als Schichten mit geringen Dic- Unternehmens- hochbeanspruchten keramischen Funkti- trisch leitfähigen Polymerwerkstoffen. An ken – erforderlich sind, werden vielfältige 2 organisation onswerkstoffen. Z.B. wird die Lebens- der TUHH werden Untersuchungen zu neuartige Anwendungen nicht nur in der dauer von piezokeramischen Vielschicht- den elektrischen und mechanischen Ei- Medizin- und Fahrzeugtechnik, sondern Produktions- und aktoren, die im Injektor der nächsten genschaften von duromeren Matrixsyste- insbesondere auch in der Umweltmess- prozessintegrierter Generation des Common-Rail-Einspritz- men für Glasfaser-Verbundwerkstoffe technik, der elektrischen und optischen 3Umweltschutz systems eingesetzt werden sollen, durch durchgeführt, die durch die Zugabe von Nachrichtentechnik, der industriellen praxisnahe Ermüdungstests und bruch- Kohlenstoff-Nanotubes, Leitfähigkeitsruß, Prozess-Überwachung und -Steuerung mechanische Untersuchungen abge- Nanofasern oder Kohlenstofffaser-Recy- sowie der Biotechnologie und Verfah- Nachhaltiger Umgang mit natür- schätzt. Die dabei entwickelten Metho- clat elektrisch leitfähig werden. Die ent- renstechnik ermöglicht. Hohe Reprodu- 4 lichen Ressourcen den werden zur Qualitätskontrolle sowie wickelte Technologie wird bereits in Bau- zierbarkeit und geringe Kosten bei der zur Optimierung der Herstellung genutzt. teilen der Airbus-Flugzeuge dazu ge- Herstellung kleinster geometrischer For- Neben diesen mit Industriepartnern nutzt, elektrostatische Aufladungen zu men in großen Stückzahlen sowie die in Neue Energiesysteme und durchgeführten Projekten werden grund- verhindern. Ziel weiterer Entwicklungen makroskopischen Dimensionen nicht er- 5Energiemanagement legende Untersuchungen zum Verständ- ist es, im Rahmen von Projekten mit der reichbaren Wechselwirkungen sind wei- nis des nichtlinearen elektromechanischen Industrie diese innovative Technologie tere diese Technologie treibende Kräfte. Verhaltens und des Risswachstums ferro- für konkrete Anwendungen – von der An der TUHH werden derartige Mikrosy- Nachhaltige elektrischer Keramiken durchgeführt. Entwicklung leitfähiger Lacke bis zur Her- steme bzw. Komponenten für diese An- 6 Stadtstrukturen Verbundwerkstoffe und Werkstoffsy- stellung von Großrohren für Chemieanla- wendungen und Systeme, vielfach in Ko- steme aus verschiedenen Werkstoffklas- gen – zu qualifizieren. operation mit Industriepartnern, ent- sen sind gerade für funktionelle Anwen- Diese Beispiele zeigen, dass Materialien wickelt. dungen von großem technologischen mit neuartigen funktionalen Eigenschaf- In der Halbleitertechnologie wird an Transport- und 7 Verkehrssysteme Interesse, da dadurch ungewöhnliche ten ein sehr breites technologisches An- der Entwicklung von Mikrosystemen ge- Eigenschaftskombinationen möglich sind, wendungsspektrum aufweisen. Zudem arbeitet, angefangen von der Simulation die bisher nicht realisiert werden konn- zeichnet sich ab, dass die neue Klasse der mechanischer, optischer, fluidischer und ten. Das Eigenschaftsprofil derartiger nanostrukturierten Werkstoffe und Na- thermischer Systeme über die Entwick- Neue Kommuni- 8kationstechniken Werkstoffsysteme wird häufig nicht nur nokomposites ein weiteres werkstoffü- lung neuartiger Verfahren zur Realisie- durch die Eigenschaften der einzelnen bergreifendes Bindeglied in der Material- rung von Materialien und Mikrosystemen Werkstoffe bestimmt, sondern auch von forschung der TUHH darstellen wird. bis hin zum Aufbau komplexer Systeme Materialien und den Grenzflächen zwischen den Materi- für die Analytik, optische Nachrichten- Mikrosysteme mit alien. So entwickelt die TUHH zusammen Mikrosystemtechnik technik, Medizintechnik und Biotechno- 9 neuen Funktionen mit dem GKSS-Forschungszentrum und Die Mikrosystemtechnik entwickelt sich logie. In Zusammenarbeit mit der Indu- der AXS Bruker GmbH synthetische nano- gegenwärtig zu einer der Basistechnolo- strie (z.B. ABB) werden Komponenten strukturierte Metall-Keramik-Vielfach- gien für die Verschmelzung komplexer wie aktive Ventile und Kanäle, Mem- Biotechnologie und schichten, die als Röntgenspiegel in der Sensorik, Aktorik, Fluidik und Mikrome- branpumpen und Verteilsysteme sowie Medizintechnologie 10 2 Diffraktometrie und Spektrometrie ge- chanik mit der Mikroelektronik und opti- Systeme auf cm -Größe aufgebaut. Bei nutzt werden und bereits weite Bereiche schen Systemen. Neben den inzwischen den Systemen handelt es sich um opti- dieser Analysemethoden revolutioniert aus dem täglichen Umgang bekannten sche Spektrometer und Massenspektro- haben. Metall-Keramik-Verbundwerkstof- Mikrosystemen wie dem „Airbag-Sen- meter, Gaschromatographen, Massen- fe werden zudem im Verschleißschutz sor“, einen Beschleunigungsaufnehmer flussmesser, Flammionisiationsdetektoren, eingesetzt, wobei Verschleißschutzschich- in Mikromechanik mit integrierter elek- Flammemissions- und Absorptionsspek- ten, die auch in extremer korrosiver Um- tronischer Auswertung und Ansteuerung trometer. Auch komplexe Probeninjekti- gebung beständig sind, zunehmend im der Treibgaspatrone oder dem „Elch- onssysteme, Gasmesssysteme auf Basis Maschinenbau an Bedeutung gewinnen. test“-Sensor, einen in ähnlicher Techno- von Halbleitersensoren und Infrarot-Mess- Die TUHH entwickelt zusammen mit dem logie hergestellten Drehratensensor, sind strecken, Biosensoren und DNA-Chip- GKSS-Forschungszentrum und der Uni- insbesondere Anwendungen in der Me- Replikationssysteme sind Gegenstand der versität der Bundeswehr in Hamburg ent- dizintechnik, etwa in der minimal-invasi- Forschungsarbeiten an der TUHH. 44 sprechende nanostrukturierte Metall-Ke- ven Chirurgie und in „intelligenten“ Im- Ferner befinden sich neuartige UV- 10 Strategische Forschungsfelder

Sensoren in der Forschung und Entwick- stall-Strukturen (PBG) auf Basis von Poly- verfügt über zehn Kanäle, welche auf- lung, die den Nachteil, ein relativ kleines mer- und Silizium-Wellenleitern unter- grund ihres extrem niedrigen Eigenrau- UV-Signal neben großen Anteilen des sucht. Dazu gehören Design und Simula- schens die hochempfindliche Verstärkung sichtbaren Spektrums zu messen, nicht tion von PBG-Strukturen in optischen und Analog-Digital-Wandlung wichtiger, aufweisen. Nach dem Prinzip der Lumi- Wellenleitern, die Entwicklung von Na- vom menschlichen Körper stammender neszenzkonversion wird die UV-Strah- nostrukturierungsprozessen zur Realisie- Signale, wie EKG (Elektrokardiogramm), lung zunächst in einem lumineszierenden rung großer Aspektverhältnisse und die EEG (Elektroenzephalogramm), EP’s (Evo- Material in langwelligeres Licht umge- Charakterisierung der optischen Trans- zierte Potentiale), EMG (Elektromyo- wandelt. Im zweiten Schritt wird das Lu- missionscharakteristika bei Telekom-Wel- gramm) etc. möglich macht. mineszenzlicht zum Detektor geleitet. lenlängen im nahen Infrarot. Ziel ist die Innerhalb von zwei Jahren wurde der Der Detektor wird gegen direkte Bestrah- Anwendung solcher Strukturen als wel- ASEEG in enger Kooperation mit der lung abgeschirmt. Da die Lumineszenz lenlängen-sensitive Komponenten in op- Schwarzer GmbH (Meßgeräte für die nur vom kurzwelligen UV angeregt wer- tischen Datennetzen sowie – in Zusam- Medizin, München) im Rahmen eines eu- den kann, ist das beschriebene Sensorsy- menarbeit mit mehreren Unternehmen – ropäischen Projektes von der groben Idee stem abgesehen von direkter Streulich- die Entwicklung eines industriell einsetz- (Spezifikation) über Prototypen bis zum teinkopplung unempfindlich gegenüber baren optischen Sensorsystems zur Ver- Einsatz im fertigen Produkt entwickelt. In Tageslicht. Es wurden zwei Materialsyste- messung von Oberflächenreliefs. Arbei- einem neuen EKG-Gerät der Schwarzer me entwickelt, die sowohl die Lumines- ten – ebenfalls für Anwendungen in der GmbH ist der ASEEG zur Serienreife ge- zenzkonversion als auch die Lichtleitung optischen Nachrichtentechnik und Sen- langt und am Markt erhältlich. Weitere zum Detektor übernehmen und die zu- sorik – zu integrierten optischen Syste- auf dem ASEEG basierende Geräte sind dem mit der Siliziumtechnologie kompa- men auf der Basis von Silizium-Oxinitrid, derzeit in der Entwicklung. Durch zu- tibel sind: Zum einen handelt es sich um Almuniumoxid- und Titantoxid-Wellen- künftige Weiterentwicklungen des ASEEG amorphe lumineszierende Silizium-Koh- leitern für die Realisierung integriert op- kann der ideale Baustein für mobile, me- lenstoff Schichten, die in Zusammenar- tischer Transceiver, Wellenlängen-De- dizinische Anwendungen bereitgestellt beit mit einem Mikroelektronik-Hersteller multiplexer, optischer Verstärker und werden. Seine hohe Integrationsdichte, im letzten Prozessschritt im Plasma auf elektrisch-mikromechanisch abstimmba- flexible Architektur und die einzigartige einem Silizium-Chip zu einem Sensor mit rer breitbandiger Laser-Quellen ergänzen Kanalvielfalt bilden die Basis für eine ge- Photodiode und Verstärkerschaltung am das Forschungsspektrum. ringe Leistungsaufnahme, geringen Platz- Umfang eines einen Quadratmillimeter In Zusammenarbeit mit der Hochfre- bedarf und hohe Zuverlässigkeit telemedi- großen Sensorfeldes integriert werden. quenztechnik werden mit Hilfe der Mi- zinischer Anwendungen. Das zweite Materialsystem besteht aus krosystemtechnik – unter Nutzung dün- Ein spannendes Anwendungsfeld ist Europiumdotierten Glasfasern, die aus si- ner dielektrischer Membranen – Hochfre- auch das gegenwärtig in Zusammenar- lizium-kompatiblen Weichgläsern gezo- quenzschaltungen und komplette Nach- beit mit dem Berufgenossenschaftlichen gen werden. Bei geeigneter Glaszusam- richtenübertragungs- und Meßsysteme Unfallkrankenhaus Hamburg entwickelte mensetzung wird die im Glas absorbierte für Submillimeterwellen entwickelt, mit Projekt „intelligenter Fixateur interne“ UV-Energie quantitativ auf die Europiu- denen die Lücke im genutzten Frequenz- sein. Bei diesem Vorhaben geht es um die mionen übertragen und von diesen als spektrum zum Infraroten hin geschlossen Überwachung der Belastung eines Kno- rote Lumineszenz wieder abgestrahlt. werden kann. chenbruchs im Unter- oder Oberschenkel Dieses rote Licht wird in der Glasfaser zu Vervollständigt wird ein Mikrosystem während der Heilungsphase über Deh- einer Silizium-Photodiode geleitet und durch Integration einer spezifischen Aus- nungsmessstreifen in einem winkelsteif dort detektiert. Mit Photodioden an bei- werteelektronik. So wurde an der TUHH verschraubten Implantat, die Auswer- den Enden der Glasfaser sowie mit einem in Zusammenarbeit mit der Industrie ein tung über eine integrierte Elektronik und System aus Photodiodenzeile und kam- Mikrochip entworfen, simuliert und nach die Übertragung der Daten über ein Tele- martiger Anordnung von Glasfasern kann der Herstellung in einem Halbleiterwerk metriesystem durch eine hermetische eine ortsaufgelöste UV-Detektion er- getestet, der eine zentrale Funktion in ei- dichte Kapsel nach außen. Diese Beispiele reicht werden. Mit nichtlinearen opti- nem neu entwickelten und kürzlich auf zeigen die faszinierenden Möglichkeiten schen Polymeren werden ferner zusam- dem Markt eingeführten Produkt aus der Mikrosystemtechnik und illustrieren men mit einem U.S.-Unternehmen Kom- dem Bereich Medizinelektronik ein- gleichzeitig die künftigen Forschungs- ponenten für Wellenlängen-Demultiple- nimmt. Der Mikrochip (ASEEG) ist in sei- ansätze der TUHH in diesem Forschungs- xer (WDM)- Netze entwickelt. ner Konzeption so ausgelegt, dass er für feld. Im Forschungsgebiet Mikroystemtech- ein breites Spektrum von medizinischen (Rüdiger Bormann, Jörg Müller) nik werden weiterhin photonische Kri- Anwendungen einsetzbar ist. Der ASEEG 45 Biotechnologie und Medizintechnologie

10 Strategische Eine Schlüsseltechnologien für die Zukunft Forschungsfelder

Die Biotechnologie als interdisziplinä- Ein zentrales Forschungsthema in der Die Forschungsaktivitäten umfassen Information als re Querschnitttechnologie zählt zu den Bioprozess- und Bioverfahrenstechnik ist weiterhin mikrobiologische, reaktions- Wirtschaftsgut 1 Schlüsseltechnologien der Zukunft mit die Entwicklung und Konstruktion hoch- technische und hydrodynamische Unter- einem breiten Anwendungsspektrum bauender Reaktoren für die anaerobe suchungen mit dem Ziel der kontrollier- von der Gewinnung pharmazeutischer Abwasserreinigung für Betriebe der phar- ten Maßstabsvergrößerung. In Abb. 1 ist Unternehmens- Produkte über die Medizin bis zur Um- mazeutischen Produktion und der Le- ein Versuchsreaktor zu sehen, der in Ko- 2 organisation welttechnologie. Neben der Silizium- bensmittelindustrie. Das Konstruktions- operation mit einem Ingenieurbüro für und der Informationstechnologie wird prinzip ist modular, wobei das entstehen- die Reinigung von Abwässern der Hefe- Produktions- und sie als dritte Megatechnologie angese- de Biogas bereits in tieferen Zonen des produktion entwickelt wurde. prozessintegrierter hen. Reaktors entnommen wird. 3Umweltschutz Die Arbeitsbereiche der Biotechnologie tragen diesem Anspruch durch eine brei- Nachhaltiger Umgang mit natür- te Palette praxisrelevanter Forschungs- 4 lichen Ressourcen themen Rechnung, sie sind interdiszi- plinär ausgerichtet und in eine Vielzahl nationaler und internationaler Koopera- Neue Energiesysteme und tionen eingebunden. Hervorzuheben 5Energiemanagement sind der DFG-Sonderforschungsbereich „Reinigung kontaminierter Böden“ und das Graduiertenkolleg „Biotechnologie“. Nachhaltige Das EU-Verbundvorhaben „Extremophi- 6 Stadtstrukturen les as Cell Factories“ sowie der Verbund „Biokatalyse“ der Deutschen Bundesstif- tung Umwelt sind weitere Beispiele. Für die Umsetzung der Resultate in die Transport- und 7 Verkehrssysteme praktische Anwendung ist neben einer Vielzahl von Industrieprojekten die Initi- ierung von Unternehmensgründungen von großer Bedeutung. So haben sich in Neue Kommuni- 8kationstechniken den letzten Jahren neun von rd. 60 pro- movierten ehemaligen Mitarbeitern selbständig gemacht. Derzeit sind in der Materialien und Biotechnologie 46 wissenschaftliche Mit- Mikrosysteme mit 9 neuen Funktionen arbeiterinnen und Mitarbeiter beschäf- tigt, davon 32 aus Drittmitteln. Zehn ausländische Gäste arbeiten derzeit an der TUHH in diesem Forschungsgebiet. Biotechnologie und 10 Medizintechnologie

Abb.1 Biogas-Turmreaktor für die anaerobe Abwasserreinigung im Pilotmaßstab 46 (Deutsche Hefewerke, Hamburg) 10 Strategische Forschungsfelder

Abb. 2 Membran-Dialyse-Reaktor für die Hochzelldichte-Fermentation von Mikroorganismen

immobilisiert werden. Dabei kommen chaeen dar, die besonders für molekular- wiederum Dialysemembranen für die biologische Verfahren von großem Inter- Ver- und Entsorgung mit Substraten bzw. esse sind. Im Rahmen dieses Schwer- toxischen Stoffwechselprodukten zur punktes wurde eine hyperthermostabile Anwendung. Als Grundlage für eine DNA Polymerase aus dem Archaeon rechnergestützte Prozesskontrolle wer- Thermococcus aggregans (Wachstum- den an suspendierten und immobilisier- stemperatur 88°C) kloniert und einge- ten Zellen Untersuchungen zur Kinetik hend charakterisiert. Neben der Struktur- durchgeführt und modellhaft beschrie- aufklärung werden in weiteren Untersu- ben. chungen der Einsatz dieses Enzyms in der In einer interdisziplinären Arbeitsgrup- PCR (Polymerase-Chain-Reaction) sowie pe für biohybriden Gelenkflächenersatz die molekularbiologische Modifizierung (weitere Partner: Universitätskranken- des Biokatalysators zur Optimierung be- haus Eppendorf, Fa. Merck Biomateriali- züglich der Prozessivität und der Fehler- en, Darmstadt) wird ein neuartiges Ver- rate (Fidelity) verfolgt. fahren zur Behandlung von Knorpelschä- Das Verbundvorhaben „Industrielle den entwickelt, bei dem ein mit Metho- Nutzung von Biokatalysatoren“ der den des „Tissue Engineering“ extrakor- Deutschen Bundesstiftung Umwelt (Pro- poral gezüchtetes Knorpelstück dem Pa- jektstart: Mai 2000) umfasst bundesweit tienten im Rahmen einer Operation in 30 Arbeitsgruppen und soll die Lei- den Knorpeldefekt eingesetzt werden stungsfähigkeit neuer Methoden in der soll. Für die Anzucht der Pellets wird ein integrativen Querschnittsdisziplin Bio- Darüber hinaus werden Verfahren für an der TUHH konstruierter Bioreaktor technologie gemeinschaftlich unter Be- die Fermentation von Mikroorganismen zum Einsatz kommen. weis stellen. Schwerpunkte sind die Be- untersucht. Schwerpunkt ist der Einsatz Schwerpunkt der Forschung in der reiche Feinchemikalien, Wirkstoffe und von semipermeablen Membranen, um Technischen Mikrobiologie ist es, die Textil. Neben der Koordination dieses Stoffwechselprodukte, die das Wachstum Physiologie, den Stoffwechsel und die Verbundes ist die TUHH auch mit zwei negativ beeinflussen können, durch Dia- Enzymologie von Mikroorganismen zu wissenschaftlichen Projekten am Verbund lyse aus der Umgebung der Mikroorga- untersuchen, die in der Lage sind, unter Biokatalyse beteiligt: nismen abzuziehen (Abb.2). Hierdurch extremen Bedingungen (Temperatur: 0- In einem innovativen Verfahren sollen wird es möglich, extrem hohe Mikroor- 120°C; pH: 1-12; Salzkonzentration: bis aus Federkeratin hochwertige Aminosäu- ganismendichten zu erreichen: E. coli 180 30%) zu wachsen. Ein weiteres Ziel ist es, ren und Peptide gewonnen werden. In g/l, Sulfolobus shibatae 115 g/l, Pyro- die Produktion biotechnologisch interes- diesem biotechnologischen Prozess spielt coccus furiosus 3 g/l, Marinococcus M52 santer Enzyme, wie z.B. Proteasen, Amy- der extremophile Mikroorganismus Fervi- 132 g/l, Lactobacillus fermentum 120 g/l lasen, Lipasen, Hemicellulasen und Cellu- dobacterium pennivorans die entschei- (Angaben in Trockengewicht). Derzeit lasen, zu optimieren. dende Rolle. Desweiteren sollen durch wird zusammen mit einem industriellen Diese Enzyme mit ihren ungewöhnli- den Einsatz von Biokatalysatoren aus Partner die Umsetzung dieser vielver- chen Eigenschaften aus extrem thermo- dem thermoalkaliphilen Bakterium Anae- sprechenden Technologie in einen Pro- philen und hyperthermophilen Mikroor- robranca gottschalkii nachwachsende duktionsprozess erarbeitet. ganismen (Wachstumstemperatur 60- Rohstoffe, wie Stärke, Cellulose und He- Weiterhin werden Verfahren zur Kulti- 108°C) werden isoliert und näher er- micellulose zu hochwertigen Kohlehydra- vierung tierischer Zellen behandelt, z.B. forscht. Im Rahmen von Kooperationen ten (z.B. Cyclodextrinen, linearen und zur Produktion monoklonaler Antikörper innerhalb des EU-Projektes „Extremophi- verzweigten Dextrinen oder definierten durch Hybridom-Zellen oder therapeu- les as Cell Factories“ ist es gelungen, Ge- Mono- bzw. Oligosacchariden) umge- tisch einsetzbare Wirkstoffe mit rekombi- ne für thermostabile hydrolytische Enzy- setzt werden. Neben der klassischen Pro- nanten Zellen. Hierzu gehören ingenieur- me in E. coli zu klonieren und zu expri- teinchemie und Molekularbiologie wer- wissenschaftliche Fragestellungen der Re- mieren. Zur Aufklärung der Struktur- den auch neue Methoden wie z.B. Geno- aktorkonfiguration, der Maßstabsüber- Funktions-Beziehung wurden Kristallo- mics, PCR-Evolution und Protein Design tragung sowie der Prozesskontrolle. graphiestudien durchgeführt. Einen wei- eingesetzt. Die Produktion ausgewählter Schwerpunkt ist die Entwicklung von teren Schwerpunkt der Forschungsarbei- Biokatalysatoren aus A. gottschalkii soll Festbettreaktoren, in denen tierische Zel- ten stellen Untersuchungen an DNA-bin- durch Überexpression in Bacillus subtilis len in makroporösen Trägermaterialien denden Enzymen aus extremophilen Ar- optimiert werden. 47 10 Strategische Forschungsfelder

Darüber hinaus soll die DNA-Chip- auch Enzymreaktoren für Biotransforma- biologischen Abbau zugänglich macht. Information als Technologie für verschiedene Einsatzbe- tionen in überkritischen Gasen (CO2) Ein entsprechendes Verfahren wurde zum Wirtschaftsgut 1 reiche etabliert und optimiert werden. und bei hohen Drücken. Ein weiterer ak- Patent angemeldet. Durch Untersuchun- DNA-Chips erlauben es, das Vorkommen tueller Schwerpunkt in der Forschung ist gen zum Abbau von Polyvinylalkoholen, einer großen Anzahl von Nukleotidse- die Produkt- und Biokatalysatoraufarbei- welche zur Verstärkung der Fäden beim Unternehmens- quenzen auf kleinstem Raum schnell und tung. Dafür werden schnelle, stoffselekti- Weben von Stoffen in der Textilindustrie 2 organisation zuverlässig zu bestimmen. Die vorge- ve Trennverfahren (u.a. Affinitätschro- eingesetzt werden, konnte durch uns ein schlagene Analysetechnik wird zur Ex- matographie mit monoklonalen Antikör- Verfahren entwickelt werden wodurch Produktions- und pressionsanalyse sowie zur schnellen pern und kontinuierliche „Simulated Mo- diese Verbindungen in der Kläranlage prozessintegrierter Identifizierung von Bakterien in komple- ving-Bed“ Chromatographie ) entwickelt vollständig abgebaut werden. Aus Unter- 3Umweltschutz xen Gemeinschaften wie z.B. der Darm- und modelliert. suchungen zum Abbau von Hühnerfe- flora herangezogen. Die Technische Biochemie befasst sich dern konnte inzwischen ein enzymati- In der Biotransformation und -sensorik mit der biologischen Transformation von sches Verfahren entwickelt werden, in- Nachhaltiger Umgang mit natür- werden verschiedene Biotransformatio- Schad- und Reststoffen. Ein Ziel hierbei dem mit Hilfe von Enzymen aus 4 lichen Ressourcen nen untersucht: Hydrolyse und Synthese ist es, den Abbau dieser Stoffe in der Hornspänen Feuerlöschmittel hergestellt von Peptidantibiotika (Cephalosporine, Umwelt zu verstehen und zu beschleuni- werden. In diesem Projekt wurden inzwi- Penicilline) und Peptiden, katalysiert von gen. Ein weiteres Ziel ist die Entdeckung schen in einer Pilotanlage schon mehrere Neue Energiesysteme und freien und immobilisierten Enzymen; neuer Biokatalysatoren (Enzyme), welche hundert Kilogramm Hornspäne erfolg- 5Energiemanagement Herstellung von optisch reinen Stoffen diese Stoffe in nützliche Produkte um- reich enzymatisch umgesetzt. In naher aus razemischen Gemischen; Hydrolyse wandeln können. Diese Biokatalysatoren Zukunft soll das Verfahren vom Pilot in von Proteinen für Regulation (Prozessie- können in neuen biotechnischen Prozes- den technischen Maßstab übertragen Nachhaltige rung); Abbau von polyzyklischen aroma- sen eingesetzt werden und tragen so zu werden. 6 Stadtstrukturen tischen Kohlenwasserstoffen in Böden einer nachhaltigen Entsorgung dieser In einem von der EU geförderten Pro- und von Biopolymeren in Abwässern. Die Problemstoffe bei. Um solche neuen Bio- jekt konnten – gemeinsam mit der Tech- geeigneten Biokatalysatoren für diese katalysatoren zu finden, werden zunächst nischen Mikrobiologie – eine Reihe neuer Stoffumwandlungen werden aus den Umweltproben (Boden, Klärschlamm, Enzyme aus Bakterien gewonnen wer- Transport- und 7 Verkehrssysteme natürlichen Enzymquellen oder durch Flusssedimente, Wasserproben) mit den den, welche Mineralölbestandteile wie Übertragung der Gene in geeignete Or- abzubauenden Proben versetzt. Wenn z.B. Phenole und Alkane bei hohen Tem- ganismen produziert. Die Produktaus- ein Abbau oder eine Umwandlung er- peraturen abbauen. Diese Enzyme wer- beuten am Endpunkt der Biotransforma- folgt, werden die dafür verantwortlichen den derzeit auf ihre Eignung zum Einsatz Neue Kommuni- 8kationstechniken tionen werden als Funktion der Eigen- Organismen isoliert und charakterisiert. in technischen Prozessen geprüft. Ferner schaften der Biokatalysatoren, Substrate Mit diesen Organismen wird dann der wird in Zusammenarbeit mit der Biopro- und Reaktionen analysiert. Dafür werden Abbauweg aufgeklärt, indem die Zwi- zess- und Bioverfahrenstechnik an einem Materialien und sowohl die molekularen und enzymati- schenprodukte des Abbaus identifiziert neuen Verfahren zum thermophilen Ab- Mikrosysteme mit 9 neuen Funktionen schen Eigenschaften freier und immobili- werden. Mit diesen Kenntnissen kann bau von Fetten gearbeitet sowie in einem sierter Biokatalysatoren untersucht als dann gezielt nach neuen Biokatalysato- Gemeinschaftsprojekt mit den Abfallwirt- auch die Kinetik, die Mechanismen und ren in diesen Organismen gesucht wer- schaftlern der TUHH verschiedene Fungi- Struktur- Funktionsbeziehungen der Re- den. Diese können dann wieder für neue zide bei der Kompostierung der Schalen Biotechnologie und aktionen. Aus diesen Informationen kön- Prozesse eingesetzt werden. So wurden von behandelten Zitrusfrüchten bearbei- 10 Medizintechnologie nen „bessere“ Enzyme konstruiert und in den letzten Jahren mit dieser Vorge- tet. durch gerichtete Mutagenese hergestellt hensweise eine Reihe von Enzymen iso- Alle Projekte haben zum Ziel, aus Rest- werden. liert, welche aus chlorierten Kohlenwas- stoffen durch neue biotechnologische Die Forschungsinteressen richten sich serstoffen wie z.B. aus Chlorphenolen, Verfahren neue Wertstoffe zu gewinnen auch auf die Entwicklung und Modellie- PCP (Pentachlorphenol), chlorierten Ben- oder aber zumindest diese Stoffe aus der rung von Enzymreaktoren für gleichge- zoesäuren, Chloralkansäuren und Chlor- Umwelt zu entfernen. Durch neue nach- wichts- und kinetisch kontrollierte Pro- paraffinen gezielt das Chlor entfernen haltige und umweltschonende Verfahren zesse mit geringen Konzentrationsgradi- und damit zur Entgiftung dieser Substan- wird die Umwelt künftig entlastet. enten und die Entwicklung und Modellie- zen führen. Im Abbau von jodierten rung von Mehrphasen-Enzymreaktoren Röntgenkontrastmitteln konnten Enzyme für Biotransformationen in wässrigen nachgewiesen werden, welche gezielt Suspensionen mit reiner Substrat und/ das Jod aus diesen Verbindungen ent- 48 oder Produktphase. Untersucht werden fernt und sie damit überhaupt erst einem 10 Strategische Forschungsfelder

Medizintechnologie Für die Zukunft der Biotechnologie und Die Medizintechnologie ist ein sehr inter- der Medizintechnologie an der TUHH essantes Forschungsfeld. Es findet seine lassen sich, basierend auf den derzeit lau- Ausprägungen an der TUHH in der Bio- fenden Arbeiten, einige Schwerpunkte technologie – z.B. Tissue Engineering – formulieren. Hierzu gehört die verstärkte und vor allem im Rahmen der Zusam- Nutzung der Biokatalyse als Ersatz bzw. menarbeit im Zentrum für Biomechanik. Ergänzung chemischer Verfahren oder Darüber hinaus geht es um die Integrati- die Entwicklung von Hochleistungsver- on von Elektronik zur Entwicklung „intel- fahren für Mikroorganismenfermentatio- ligenter Implantate“. Durch Verknüpfung nen. Interessante Möglichkeiten ergeben von Materialeigenschaften, Sensorik, sich durch die Verknüpfung mit medizini- Elektronik und Mikrosystemtechnik in- schen Anwendungen, sei es bei der Pro- klusive Telemetrie sollen Implantate wie duktion von Diagnostika oder therapeuti- Fixateure, Gelenks- und Gefäß-Prothesen schen Wirkstoffen oder beim „Tissue En- aktiv überwacht und damit der Fort- gineering“, d.h. der Gewinnung künstli- schritt der Heilung beschleunigt werden. cher Gewebe wie z.B. Haut, Knorpel, In interdisziplinärer Zusammenarbeit zwi- Leber oder Gefäßen. Zu den zukunfts- schen der TUHH, dem Unfallkranken- weisenden Themen gehört auch die Inte- haus Boberg sowie dem AK Harburg wer- gration neuer mess- und regelungstech- den dazu Systeme entwickelt und er- nischer Konzepte für die Prozessoptimie- probt, die, als Standardausrüstung in sol- rung. Im Bereich Medizintechnologie sind che Implantate integriert, die Patientensi- es insbesondere die „intelligenten Im- cherheit erheblich erhöhen und die Re- plantate“ sowie die Fortentwicklung mi- konvaleszenzzeit deutlich verkürzen wer- nimalinvasiver Operationstechniken. den. Außerdem sollen durch Lokalisie- Alle Forschungsgebiete erfordern ein rung aktiver Operations-Sonden in Bil- hohes Maß an Interdisziplinarität zwi- derfassungs- und Verarbeitungs-Syste- schen der Biologie, Chemie, Ingenieur- men die Möglichkeiten minimal-invasiver wissenschaften und Medizin. Für diese Operationstechniken erweitert werden. speziellen Anforderungen ist die TUHH Hier ist insbesondere eine Zusammenar- dank der engen Einbindung in die regio- beit zwischen dem AK St. Georg, der Fir- nalen und überregionalen Strukturen ma Philips Medizintechnik geplant. sowie die bestehenden internationalen Kontakte gut gerüstet. (Ralf Pörtner, Jörg Müller)

49 TUHH - Technologie GmbH SPECIAL

TuTech wurde 1992 von der Techni- des Ausbaus regionaler Technologie- ■ Patentierung und Verwertung von schen Universität Hamburg-Harburg schwerpunkte in Kooperation mit wis- FuE - Ergebnissen gegründet, die 100% der Geschäftsan- senschaftlichen Einrichtungen und Un- ■ Aufspüren, Entwickeln bzw. Vermitteln teile hält. Das von der TUHH erstmals ternehmen von Problemlösungen für technische in Deutschland realisierte Konzept ei- 4.Beratung von vor allem mittelständi- Fragestellungen aus Unternehmen ner privatwirtschaftlich organisierten, schen Unternehmen in technologi- ■ Technologieorientierte Beratung von hochschuleigenen Technologietransfer- schen Fragen und bezüglich des Mana- Unternehmen und Verwertungsgesellschaft hat sich gements von Innovationen, Beratung ■ Unterstützung von und Beteiligung an inzwischen zu einem Modell für eine und aktive Unterstützung von innova- innovativen Unternehmensgründun- Reihe anderer deutscher Hochschulen tiven Unternehmensgründungen gen als Business-Inkubator entwickelt. 5.Entwicklung und Durchführung von ■ Förderberatung für Hochschulen und Weiterbildungsmaßnahmen zu Techno- KMU (EU und nationale Programme) Der Aufsichtsrat der TUHH-Technologie logie- und Technologiemanagement- ■ Entwicklung und Durchführung von GmbH hat im Dezember 1999 folgende themen Weiterbildungskursen zu technisch- Unternehmensziele der Gesellschaft ak- wissenschaftlichen Themen sowie zum tualisiert: Zur Verwirklichung dieses Zielbildes Technologie- und Innovationsmanage- wurden folgende Arbeitsfelder bestätigt: ment Zielbild ■ Organisation von norddeutschen Ge- 1.Förderung des Technologietransfers TuTech-Leitziele meinschaftsständen auf Technologie- zwischen der Technischen Universität ■ Akquisition und Projektmanagement messen Hamburg-Harburg sowie anderen For- von Auftragsforschungs- und Entwick- ■ Akquisition und Organisation von tech- schungsinstitutionen und der Wirt- lungsvorhaben im Verbund mit der nisch-wissenschaftlichen Kongressen schaft TUHH und anderen Forschungseinrich- ■ Auf- und Ausbau eines Internet-basier- 2.Implementation von an der Technischen tungen ten Technologie-Informationssystems Universität Hamburg-Harburg und an- ■ Verwaltung und Koordination von zum technologischen Leistungsange- deren Forschungsinstitutionen entwik- nationalen und europäischen Verbund- bot der regionalen Wissenschaft und kelten Technologien in die Wirtschaft, forschungsprojekten Wirtschaft im Zusammenwirken mit Verwertung von FuE-Ergebnissen ■ Prototypenentwicklung, Bau und norddeutschen Partnerorganisationen 3.Unterstützung der Entwicklung und Betrieb von Pilotanlagen

Umwelttechnik 4406 Werkstofftechnik 2825 Interne Forschungs- u. Lehrkooperation 1952 Biotechnologie 1845 Verkehrstechnik/Transport 1765 Maschinenbau 1748 Elektrotechnik 1522 IT/Mikroelektronik 1074 Bauwesen/Städtebau 868 Medizintechnik 837

Verfahrens-/Energietechnik 618

Maritime Technologie 557

50 Aufträge 1999 nach Branchen TDM 0 1000 2000 3000 4000 5000 25 SPECIAL Mio. DM 22,37

20

15 1997 13,45 1998 11,28 1999 10 9,6 8,22 6,4

5 3,8 2,9 2,7 1,68 1,34 1,3 1,2 1,2 1,12 0,84 0,8 0,6 0,5 0,5 0,42 0,5 0,3 0,3 0,2 0,17 0,2 0,15 0,1 0,06

0 FuE- und EU FHH DBU Beratungsaufträge DAAD

Summe 1997 - 1999 Industrie EU (Assoc.) Innov. Stift. HH Innov. Bundesministerien nterne Auftraggeber TuTech ist heute ein „one-stop-shop“ für zu Kiel 698 neue Aufträge von privaten desministerium für Bildung, Wissenschaft Technologietransfer in Hamburg, der im Unternehmen akquirieren. Das entspre- und Forschung, Bundesministerium für Verbund mit der Technischen Universität chende Auftragsvolumen beläuft sich auf Verkehr, Umweltbundesamt, Deutsche Hamburg-Harburg, der Fachhochschule rd. 10,2 Mio. DM. Viele der bekannten Bundesstiftung Umwelt, Wirtschafts- Hamburg, der Christian-Albrechts-Uni- deutschen Unternehmen zählen ebenso behörde Hamburg etc). versität zu Kiel und anderen Forschungs- zu den Kunden der TuTech/TUHH wie ei- einrichtungen sowie weiteren Partnern ne Vielzahl kleiner und mittelständischer StartUps ein komplettes Bündel an Technologie- Unternehmen, insbesondere aus dem TuTech wirkt als Business Inkubator für transfer – Dienstleistungen anbietet. Mit Hamburger Wirtschaftsraum. Knapp den Start von technologieorientierten seinen Partnern ist TuTech insbesondere 70% der Industrieaufträge stammen von Unternehmen. Basierend auf FuE-Ergeb- in folgenden Technologiefeldern aktiv: Auftraggebern aus dem norddeutschen nissen und technischem Know-How der Biotechnologie, Bauwesen, Informations- Raum, gemessen am Auftragsvolumen wissenschaftlichen Partner entwickelt Tu- technologien, Maschinenbau, Medi- machen diese Projekte rund 53% aus. Tech gemeinsam mit den Gründern kor- zintechnik, physikalische Technologien, Von den insgesamt 337 Kunden des Ge- respondierende Geschäftsideen zu kom- Systemtechnologien, Transport und Logi- schäftsjahres 1999 handelt es sich bei merziellen Aktivitäten. Erfolgreiche Ge- stik, Umwelttechnik, Verfahrens- und En- 25% um kleine, bei 42% um mittlere schäftsfelder werden ausgegründet, wo- ergietechnik, sowie Werkstofftechnik. und bei 33% um größere Unternehmen. bei TuTech in der Seed-Phase das Unter- nehmen als einer der Gesellschafter wei- Zahlen 1999 Europäische Forschungsprogramme ter begleitet. Aktuelle Beispiele sind bio- Der Umsatz in 1999 belief sich auf 19,5 Das EU Büro der TuTech unterstützt Wis- tex, ein FuE- Dienstleistungs- und Pro- Mio. DM, wovon rund 70% mit Ver- senschaftlerinnen und Wissenschaftler duktzentrum für extremophile Biotech- tragsforschung erzielt werden konnte. der TUHH bei der Antragstellung von EU nologie, und die IWS Service GmbH im 724 neue Auftragsforschungsprojekte Forschungsvorhaben und bringt dabei Bereich Werkstoff- und Schweißtechnik, und Entwicklungs- bzw. Beratungsaufträ- seine Erfahrungen aus nunmehr über 50 die im Dezember 1999 mit Kooperations- ge mit einem Gesamtvolumen in Höhe erfolgreich bearbeiteten Projekten im partnern aus dem Institut für Werkstoff- von rund 24,3 Mio. DM konnten neu Rahmen der EU Forschungs-, Innovati- kunde und Schweißtechnik der Fach- eingeworben worden. Dabei entfallen ons- und Trainingsprogramme ein. Zur hochschule Hamburg gegründet worden auf Projekte, die in Verbindung mit Ar- Zeit ist TuTech in 20 laufenden Europäi- ist. beitsbereichen der TUHH stehen, rund schen R&T - Projekten involviert, in fünf Im März 1999 eröffnete TuTech das 17,7 Mio. DM. Projekten als Koordinator. Herausragen- „TuTech-StarterZentrum“ im Harburger des Beispiel ist das Projekt „Extremophi- Binnenhafen, in dem spin-off Unterneh- Kooperation mit Industrie les as Cell Factories” mit 58 Partnern aus men aus der Technischen Universität und Gewerbe Universitäten, Forschungsinstituten und Hamburg-Harburg ihre ersten unterneh- In 1999 konnte TuTech in Zusammenar- Industrieunternehmen gewesen. Darüber merischen Schritte wagen. beit mit Arbeitsbereichen der TUHH und hinaus führt TuTech im Verbund mit der (Helmut Thamer) Instituten der Fachhochschule Hamburg TUHH verschiedene nationale For- sowie der Christian-Albrechts-Universität schungsprojekte und Studien durch (Bun- 51 Existenzgründungsförderung an der TUHH-Technologie GmbH SPECIAL

Wachsende Bedeutung für die Techno- dungs Programm – hep seit Anfang des Twinning logietransferaktivitäten von TuTech hat Jahres 1999 aktiv innovative Gründun- Bei vielen Gründungen fehlt den Grün- der Bereich Existenzgründung aus Hoch- gen aus Hochschulen und Forschungs- dern ausreichendes betriebswirtschaft- schulen und Forschungseinrichtungen. einrichtungen. hep wird getragen von liches Know-how und die rechtzeitige den Hamburger Hochschulen und Part- Berücksichtigung von Marktgesichts- Als zentrale Informations- und Bera- nern aus Wirtschaft, Finanzwirtschaft, punkten. Im Zusammenwirken mit dem tungsstelle für Existenzgründer aus der Politik und Verwaltung. Zum hep Netz- Lehrmodell „entrepreneurship“ der Hoch- TUHH unterstützt TuTech die Aktivitäten werk gehören heute rund 80 Gründerin- schule für Wirtschaft und Politik wird die des TUHH Gründerrats und ergänzt diese nen und Gründer sowie 250 Persönlich- Zusammenführung von Betriebswirten, um eine individuelle, kommerziell ausge- keiten aus Wirtschaft und Wissenschaft, Ingenieuren, Natur-, Kultur- und Sozial- richtete Beratung und Unterstützung der die als Coaches, Mentoren, Juroren und wissenschaftlern gefördert. Hierzu kann einzelnen Unternehmensgründung, z.B. Kapitalgeber die Gründungen fördern. z.B. parallel zur Gründung eine Diplom- durch Vermittlung von Coaches aus der Als Projektträger des hep bietet TuTech arbeit zu Fragen der Wirtschaftlichkeit Wirtschaft oder von Finanzierungspart- gemeinsam mit den hep-Partnern Grün- oder des Marktes angefertigt werden, die nern, durch Einbindung der jungen Un- derinnen und Gründern aus Hochschulen neben der inhaltlichen Zusammenarbeit ternehmen in FuE bzw. Dienstleistungs- und Forschungseinrichtungen ein um- auch die Chance für eine Zusammen- kooperationen, durch Bereitstellung oder fangreiches Informations- und Unterstüt- führung von Personen (twinning) bietet, Vermittlung von Flächen, durch gemein- zungsprogramm an. die gemeinsam das Unternehmen grün- same Messepräsentationen und durch hep ist ein umfassendes Programm zur den. Vermittlung von Aufträgen. Förderung von Unternehmensgründun- Für Unternehmungsgründungsinitiati- gen aus Hochschulen. Unter Adaption hep-Gründerjobs ven aus der TUHH wirkt TuTech darüber der vorhandenen Hamburger Instrumen- Für die Vor- und Frühphase einer Unter- hinaus als Businessinkubator. Unterneh- te für allgemeine Existenzgründungsbe- nehmensgründung bieten die Hochschu- mensideen können als profit-center in ratung werden spezifische Maßnahmen len ihren Absolventinnen und Absolven- der TuTech entwickelt und unter Beteili- für innovative Unternehmensgründun- ten Gründerjobs d.h. eine Teilzeitbe- gung von TuTech ausgegründet werden. gen aus Hochschulen und Forschungs- schäftigung unterstützend zur Firmen- Ziel ist es, in einer zweiten Finanzierungs- einrichtungen entwickelt und durchge- gründung an, um zu Beginn der Grün- runde einen „return of investment“ zu führt. Im Mittelpunkt stehen technolo- dung die Existenz zu sichern und den erzielen. gieorientierte Unternehmensgründungen. Gründern die Ressourcen der Hochschule Diese Aktivitäten von TuTech sind in hep hat sich aber auch die Förderung von (Bibliothek, spezielles Forschungsequip- die Initiative Channel Harburg eingebun- Gründerinnen und Gründern mit einer in- ment, etc.) weiter zur Verfügung zu stel- den. Mit dem TuTech-Starterzentrum auf novativen Dienstleistungsidee zum Ziel len. Am Ende dieser Förderphase soll ein dem Gelände des ehemaligen Güter- gesetzt. fertig entwickelter Businessplan stehen. bahnhofs hat TuTech einen ersten Kristal- lisationspunkt für innovative Unterneh- Prozessorientierte Unterstützung hep-Businessplan-Wettbewerb mensgründungen aus der TUHH ge- der Unternehmensgründung und Ziele von Businessplan-Wettbewerben schaffen. Auf 1500 m2 sind zur Zeit fünf -entwicklung sind das Aufspüren und Entwickeln von StartUps aus der TUHH angesiedelt, die Motivation, Information und Vermittlung Ideen, die Bewertung sowie die Unter- gemeinsam knapp 30 Arbeitsplätze ge- der erforderlichen wirtschaftlichen/recht- stützung und Förderung der Konzepte schaffen haben. Drei Unternehmen ge- lichen Kenntnisse und sozialen Kompe- bis zur Umsetzung. Auch hep setzt auf hören dem Bereich Umwelttechnik an, tenz im Rahmen der Lehrveranstaltungen das Instrument Businessplan-Wettbe- ein Unternehmen gehört zur Biotechno- der einzelnen Hochschulen sowie speziel- werb. hep hat im Verbund mit den Ham- logie und ein weiteres Unternehmen ar- ler Seminare werden gleichzeitig durch burger Partnern des bundesweiten start- beitet auf dem Feld der Werkstoffent- ein praktisches Maßnahmenbündel er- Up Wettbewerbs den hep-Businessplan- wicklung. gänzt, das sich auf ein Netzwerk kompe- Wettbewerb zeitlich und inhaltlich mit tenter Partner stützt und die Erfolgschan- startUp abgestimmt und nutzt Ressour- Hamburger Existenzgründungs cen für Gründungen aus Hochschulen cen gemeinsam. Im Mai 2000 wurde der Programm heraus deutlich verbessern soll. Elemente erste hep-Businessplan-Wettbewerb mit Als eines der zwölf Projekte des EXIST dieser prozessorientierten Förderung sind: der Prämierung von zwei hep-Gründer- Wettbewerbs des Bundesministeriums für teams abgeschlossen. Bildung und Wissenschaft stimuliert und (Helmut Thamer) 52 unterstützt das Hamburger Existenzgrün- SPECIAL Gründerrat und Gründer

Im Sommer 1996 ist vom Akademi- Vertrieb und Personalführung. Es infor- Für die Hamburger Hochschulen und schen Senat der TUHH der Gründerrat miert somit über die grundlegenden Forschungsinstitute ist aus den Aktivitä- ins Leben gerufen worden. Der Grün- Kenntnisse, die junge Unternehmerinnen ten des Gründerrates sowie der TuTech derrat hat sich zur Aufgabe gestellt, und Unternehmer haben sollten. Das Se- die Initiative für das Hamburger Existenz- den Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern minar „Unternehmensgründer“, jeweils gründungs Programm hep entstanden. sowie den Studierenden bei der Reali- im Sommersemester veranstaltet, gibt Das hep läuft jetzt mit Erfolg und ver- sierung ihrer Idee, ein eigenes Unter- den Gründungswilligen die Gelegenheit, schafft jungen Gründerinnen und Grün- nehmen zu gründen, zu beraten und zu mit den Unternehmern, die aus der dern die Möglichkeit, bei der Erstellung helfen. TUHH kommen, über deren Unterneh- ihres Businessplans finanzielle Unterstüt- men und die persönlichen Erfahrungen zung zu erhalten. Der Businessplan ist In einer Gruppe von Professoren, Mitar- zu sprechen. neben der Produktidee die wichtigste beitern, Studenten und Mitarbeitern der Ferner wurden die Gründer aus der Voraussetzung für die Gründung eines TuTech ist zunächst über die Ausgestal- TUHH ermittelt: In den letzten zehn Jah- Unternehmens und Beschaffung der tung der möglichen Aufgaben diskutiert ren gründeten sich 35 Unternehmen mit dafür notwendigen Mittel. worden. Wichtige Ergebnisse waren die insgesamt 220 Mitarbeiterstellen. Einige Einrichtung von zwei Seminaren „Unter- dieser neuen Unternehmen wurden und nehmensgründung“ und „Unterneh- werden im Rahmen des Sommerseminars mensgründer“, die Erfassung der Grün- besucht. Die Aktivitäten zur Unterneh- dungen aus der TUHH und die mögliche mensgründung haben auch zu der Ver- Gestaltung einer finanziellen Förderung. pflichtung der TUHH gegenüber der Das Seminar „Unternehmensgrün- Behörde für Wissenschaft und Forschung dung“ findet jeweils im Wintersemester geführt, jährlich aus der TUHH fünf Un- statt mit Vorträgen der jeweiligen Fach- ternehmen zu gründen. 1999 wurde die- leute aus den Gebieten Unternehmungs- ses Ziel mit elf Gründungen mehr als konzept, Finanzierung, Förderprogram- übertroffen. me, Recht, Steuern, Patente, Verkauf,

Abb.1 Existenzgründungsförderung der TUHH

Gründerrat TuTech Externe Beratungs- der TUHH einrichtungen und Initiativen, z.B.: Sprecher: Projektträger hep Gerhard Matz TuTech-Starterzentrum h.e.i Vizepräsident Forschung qua Amt Kammern Manfred Eich, Cornelius Herstatt, BTG Uwe Weltin, Wolfgang Kersten; startup Johannes Harpenau, Business HelmutThamer Angel Netzwerk Aufgaben: Aufgaben ■ Entwicklung und Angebot von ■ Zentrale Koordination der Grün- Lehrveranstaltungen zum Thema dungsförderaktivitäten der TUHH Existenzgründung an der TUHH ■ Betreuung individueller Existenz- ■ Unterstützung von Gründern bei gründungen: Gründerjob, Finan- der Businessplanerstellung zierung, Räume ect. 53 SPECIAL

Erfolgreiche Firmengründung: Eine neue Runde für die Finanzierung Dynatechnik – von der Forschung zum der Markteinführung und die Gewinnung Produkt und zum Unternehmen von potenten Vertriebspartnern war im Ohne hep musste die Firma Dynatechnik letzten Jahr notwendig, und sie gelang im Jahre 1995 auskommen, als die bei- mit der Erstellung eines fundierten Busin- den Gründer Klaus Dybeck und Ralf Na- essplans. Dabei führten gute Kontakte zu gel sich zur Unternehmensgründung ent- Frau Prof. Sonja Bischoff von der Hoch- schieden. Als wissenschaftliche Mitarbei- schule für Wirtschaft und Politik zu ei- ter von Prof. Hermann Singer hatten sie nem erfolgreichen „Twinning“ der Tech- DFG-Projekte zur „Analyse der Größen- niker mit Betriebswirten. Zwei Studieren- verteilung kleinster Partikel“ und „Mas- de der Betriebswirtschaftslehre befassten sedurchsatzmessung bei verfahrenstech- sich im Rahmen ihrer Diplomarbeit mit nischen Prozessen“ bearbeitet. Hier wur- dem Businessplan für Dynatechnik. Die- den die Grundlagen für den Einsatz neuer ser war so erfolgreich, dass die Finanzie- Messsysteme gelegt, die auf der elek- rung mit Hilfe einer Beteiligung der trostatischen Aufladung von Partikeln Schleswig-Holsteinischen Kapital-Beteili- und deren messbarer influenzierter La- gungsgesellschaft an der Firma gelang. dung beruhen. Mit diesem Effekt kann Außerdem konnte mit Fa. Global Weig- der Massedurchsatz und die Geschwin- hing Technologies ein weltweit agieren- Abb2 digkeit von rieselfähigen Feststoffen in des Unternehmen als Vertriebspartner für Die Gründer Klaus Dybeck und Ralf Nagel. Transportleitungen berührungslos ge- eine der Produktlinien gewonnen wer- messen werden. Anwendung findet die- den. Jetzt kann, auch mit Hilfe des Busin- ses neue Messsystem bei Abfüllanlagen essplanerstellers und jetzigen Unterneh- für Kunststoffgranulate oder Düngemit- mensberaters Dipl.-Kfm. Meerstein als tel oder für die Brennersteuerung in Partner, mit der erforderlichen Sicherheit großen Kraftwerken, die mit Kohlestäu- im Rücken die Firma weiter aufgebaut ben geheizt werden. Die bei der For- werden. Es ist den Gründern zu wün- schung gewonnene Expertise und das schen, dass ihr enormes Engagement be- Know-how der Gründer hat zu ihrer Pro- lohnt wird und damit ein Produkt der duktidee geführt, an deren Vermarktung TUHH-Forschung erfolgreich in den sie jetzt erfolgreich mit sechs festen Mit- Markt überführt wird. arbeitern arbeiten. Dazu waren allerdings (Gerhard Matz) zunächst die Beschaffung von Mitteln und erste Kunden notwendig. Mit einem derartig innovativen Produkt ist das sehr mühsam. Einen Startimpuls gab der Ge- winn des Deutschen Gründerfonds 1995 – einer Inititative von Rhone-Poulenc und Impulse. Für ihr innovatives Produkt erhielten die Gründer eine Förderung von 70.000 DM. Die Finanzierung der Kosten für die Überführung eines Prototypen in ein vermarktbares Produkt gestaltete sich für die jungen Unternehmer als Techniker schwieriger als erwartet. Es gelang aber mit Hilfe der Förderung der Wirtschafts- behörde Hamburg und Krediten der Hamburger Bürgschaftsgemeinschaft. Mit dieser Finanzierung konnte ein sehr er- folgversprechendes Produkt entwickelt werden, und erste Kunden und Vertrieb- 54 spartner wurden gefunden. Mikroelektronikanwendungszentrum

Kooperationen

Das Mikroelektronikanwendungszen- 1998 entstand als Ergebnis der TUHH- trum (MAZ) – Ideen zum Markterfolg: Grundlagenforschung zur ATM-Techno- 10 Jahre erfolgreiche Zusammenarbeit logie die Firma bbcom GmbH & Co. KG TUHH-MAZ. mit heute mehr als 100 Mitarbeitern. Mit der Entwicklung des Neuen Mark- Die bis heute aktuelle Gründungsidee tes und der vermehrten Bereitstellung des von der Freien und Hansestadt Ham- von Risikokapital erfolgte ab 1998 eine burg 1990 gegründeten Mikroelektronik konsequente Ausrichtung der MAZ als Anwendungszentrum – kurz MAZ – ist sogenannter Business-Incubator, einem und war, einerseits Know-how Transfer Gewächshaus für Hochtechnologie- un- von der Hochschule in Hamburger Unter- ternehmen mit heute neun „ausgebrüte- nehmen zu ermöglichen und andererseits ten“ Gesellschaften. Die aus Anteilsver- die Anforderungen der Wirtschaft mit käufen realisierten Einnahmen werden in Forschung und Lehre zu synchronisieren. eine Art „Technologie-Kreditbank“-Mo- Umgesetzt wurde dies bis etwa Ende dell in das MAZ zurückgeführt und zur 1994 durch von der MAZ durchgeführte Finanzierung neuer Aktivitäten genutzt. F & E Projekte, die auf die Bedürfnisse So entstand in unmittelbarer Umgebung kleiner und mittelständischer Unterneh- vom MAZ und der TUHH, unterstützt men ausgerichtet waren, komplementär durch eine Art Campus-Atmosphäre, der finanziert durch Mittel der EU und des Channel Harburg, in dem sich neben den BMBF. MAZ-Ausgründungen viele andere Tech- Unterstützt wurde die Geschäfts- nologieunternehmen angesiedelt haben. führung des MAZ hierbei durch wissen- Heute betreibt MAZ ein TUHH-Startup schaftliche Leiter, die sich ausnahmslos und unterstützt Projekte von Universität aus Professoren der TUHH und der Uni- und TUHH. Im Gegenzug helfen Profes- versität Hamburg rekrutieren. Die Fach- soren als Spezialisten auf ihrem Gebiet gebiete in der Anfangsphase waren Digi- bei der Bewertung von innovativen Ge- tale Bildverarbeitung, Digitale Signalver- schäftsideen und unterstützen die Arbeit arbeitung, Künstliche Intelligenz, ATM des MAZ-Managements durch ihre Gre- Technologie und ASIC System Design mientätigkeit im Aufsichtsrat und Beirat. und Test. Zusammen mit den Wissenschaftlerinnen Um diese enge Verzahnung zur Hoch- und Wissenschaftlern der TUHH findet mungslustigen jungen Leuten aus dem schule zu erreichen, wurde MAZ in un- regelhaft ein „Markt der Ideen“ statt. universitären Umfeld Zugang zum Kapi- mittelbarer Nachbarschaft zur TUHH er- Ziel ist es, kreativ im Dialog neue grund- talmarkt über das „Gewächshaus MAZ“ richtet. Aus den zunächst auf Grundla- legende Konzepte und Visionen zu ent- zu ermöglichen. Und hier bekommt ins- genforschung ausgerichteten Projekten wickeln und Lösungen für anstehende besondere die TUHH für MAZ eine ganz entwickelten sich ab 1995 durch sukzes- technisch-wissenschaftliche Probleme zu neue Qualität: durch ihren hohen praxis- sive Einbeziehung von kommerziellen suchen. Hier bewährt sich insbesondere bezogenen Ausbildungsstandard ist sie Gesichtspunkten praktisch von alleine in- die Tatsache, daß fast alle Professoren nicht nur sprudelnde Talentquelle, son- novative Produkt- und Geschäftsideen, der TUHH über lange Industrieerfahrung dern auch wichtiger künftiger Impulsge- die zur Gründung eines ersten Tochter- verfügen. ber für das neue Unternehmen. unternehmens 1996 führte. 1997 wurde Die enge Verzahnung zwischen MAZ (Michael Lübbehusen, die Internet Services GmbH & Co. KG ge- und TUHH dokumentiert nicht zuletzt die Sören Denker) gründet, einer der ersten Internetprovi- Tatsache, dass ein ehemaliges MAZ- der Deutschlands, der kürzlich, mittler- Tochterunternehmen, die „TC Trust Cen- weile aufgegangen in die ISION AG, ei- ter GmbH“, eine Stiftungsprofessur für nen erfolgreichen Börsenstart realisieren Kryptologie finanzieren wird. konnte. Voraussichtlich noch in diesem Jahr wird die Freie und Hansestadt Hamburg, als Förderer und Initiator der „MAZ- Idee“ das Unternehmen mehrheitlich pri- vatisieren, um talentierten unterneh- 55 Kooperation mit dem GKSS-Forschungszentrum Geesthacht Kooperationen

Die Kooperation zwischen der TUHH Im Bereich der Werkstoffforschung ent- So ist aus der Zusammenarbeit mit dem und dem GKSS-Forschungszentrum ist wickeln die TUHH und das GKSS-For- GKSS-Forschungszentrum heraus ein In- für beide Partner von strategischer schungszentrum seit 1984 neuartige stitutsverbund unter Beteiligung der An- Bedeutung. Da sich die jeweiligen per- Werkstoffe wie z.B. intermetallische Hoch- wenderindustrie entstanden, der das sonellen, technischen und administra- temperatur-Werkstoffe auf der Basis von technische Verwertungspotenzial der im tiven Ausstattungen in idealer Weise TiAl-Legierungen. Auch die notwendigen Sonderforschungsbereich entwickelten ergänzen, können auch komplexe Lö- Herstellungs- und Verarbeitungstechno- (inter)metallisch verstärkten Al2O3-Ver- sungen erarbeitet werden; innovative logien werden gemeinsam erarbeitet, bundwerkstoffe demonstrierte. Der Insti- Ergebnisse der Grundlagenforschung und zwar auf der Basis anwendungsori- tutsverbund wurde 1996-1999 vom werden beschleunigt in die wirtschaft- entierter Grundlagenforschung in enger BMBF mit einer Summe von über 3 Mio. liche Nutzung überführt. Kooperation mit Industriepartnern. Die DM gefördert. Die Ergebnisse des Insti- TUHH und das GKSS-Forschungszentrum tutsverbunds werden in bilateralen Indu- Das GKSS-Forschungszentrum ist ein na- haben durch diese gemeinsamen Ent- strieprojekten sowie (seit 1999) in einem tionales Forschungszentrum mit stark an- wicklungen einen internationalen Ruf ge- vom BMBF geförderten Verbundfor- wendungsorientierter Ausrichtung. Es ge- winnen können, der sie als Kompetenz- schungsprojekt für die Herstellung von hört der Helmholtz-Gemeinschaft deut- zentren auf dem Gebiet der TiAl-Werk- keramikverstärkten Bauteilen im PKW- scher Forschungszentren (HGF) an und stoffe ausweist. Bereich umgesetzt (Gesamtvolumen 3,8 liegt ortsnah zur TUHH in Geesthacht. Dieses erfolgreiche Konzept – simul- Mio. DM). Die GKSS-Forschung ist derzeit ausge- tane Entwicklung von Legierungszusam- Im dem 1999 gegründeten Netzwerk richtet auf die Programmschwerpunkte: mensetzung und zugehöriger Herstel- „NanoMat“ (bestehend aus 17 Partnern lungs- und Verarbeitungstechnologie aus Wissenschaft und Wirtschaft) arbei- ■ Materialforschung: Leichtbau in der – soll künftig auch auf die Entwick- ten Wissenschaftler der TUHH auf dem Verkehrs- und Energie-Technik lung neuartiger Polymer-Werkstoffe und Gebiet der Nanotechnologie eng mit ■ Umweltforschung: Wasser und Klima warmfester Magnesium-Leichtbau-Legie- dem GKSS-Forschungszentrum zusam- im Lebensraum Küste rungen übertragen werden. Die komple- men, um neuartige nanostrukturierte ■ Trenn- und Umwelttechnik: Membra- mentären experimentellen Einrichtungen Werkstoffe in die wirtschaftliche Nut- nen in der Prozesstechnik der TUHH und des GKSS-Forschungszen- zung zu überführen. Erste Anwendungs- sowie auf die strategischen Projekte: trums (unter Einbeziehung der Neutro- felder zeichnen sich im Bereich der Rönt- ■ Bio- / Medizintechnik nenquelle des GKSS-Forschungsreaktors) genoptik (Diffraktometrie, Spektrome- ■ Neutronen- und Synchrotronstreuung werden in Zusammenarbeit mit der An- trie), der Wasserstoffspeicherung für wenderindustrie genutzt, um eine wett- emissionsfreie Automobile und wieder- Die Zusammenarbeit zwischen der TUHH bewerbsfähige Entwicklung dieser für aufladbare Batterien sowie für neuartige und dem GKSS-Forschungszentrum wur- den PKW-Bereich technologisch hoch in- Metall-Keramik-Verschleißschutzschich- de 1982 durch einen Kooperationsver- teressanten Werkstoffklassen zu ermögli- ten im Maschinenbau ab. trag initiiert. Seitdem ist sie kontinuierlich chen. Die TUHH und das GKSS-Forschungs- verstärkt worden und bezieht sich auf al- Die Kooperation mit dem GKSS-For- zentrum waren gemeinsam Initiatoren le oben genannten Forschungsbereiche, schungszentrum auf dem Gebiet der des „Hamburger Werkstoffverbundes“, mit deutlichem Schwerpunkt bei der Werkstoffforschung hat zur Gründung eines Zusammenschlusses verschiedener Werkstoffforschung. In DFG-, BMBF- eines gemeinsamen Sonderforschungs- Forschungseinrichtungen mit dem Ziel, und EU-Projekten arbeiten Wissenschaft- bereiches „Mikromechanik mehrphasiger Forschungsergebnisse im Rahmen von ler der TUHH und des GKSS-Forschungs- Werkstoffe“ geführt, der seit 1994 von gemeinsamen Veranstaltungen intensiver zentrums interdisziplinär zusammen; in- der Deutschen Forschungsgemeinschaft zu kommunizieren. Diese Aktivitäten sol- ternationale Seminare, Konferenzen und gefördert wird. Der Sonderforschungs- len durch ein „Kompetenzzentrum Werk- Tagungen werden gemeinsam organi- bereich zeichnet sich durch eine hohe stofftechnik“ ergänzt werden, das die siert. Daneben wird die Zusammenarbeit Anzahl von Projekten (25%) aus, die FuE-Aktivitäten auf den Gebieten Werk- insbesondere durch das GKSS-Hoch- gemeinsam von Wissenschaftlern der stoffentwicklung, Werkstofftechnik und schulprogramm unterstützt, in dem das TUHH und des GKSS-Forschungszen- Werkstoffanwendung zunächst im Ham- GKSS-Forschungszentrum eigene For- trums bearbeitet werden. Die enge Ver- burger Raum (TUHH, GKSS-Forschungs- schungsmittel zur Finanzierung von For- netzung der Projekte hat ganz wesentlich zentrum, TUHH-Technologie GmbH, schungsaufträgen für die TUHH in Höhe die Kooperation auf dem Gebiet der Universität der Bundeswehr Hamburg, von derzeit ca. 400 TDM pro Jahr auf- Werkstoffwissenschaften stimuliert und Fachhochschule Hamburg), später auch 56 wendet. intensiviert. im norddeutschen Raum (unter anderem Kooperationen

mit der Christian-Albrecht-Universität Schadstofftransport in der Tide-Elbe be- Die Kooperationen auf den verschiede- Kiel sowie den Fachhochschulen Flens- arbeiten. Die Meerestechnik der TUHH nen Forschungsgebieten sowie im perso- burg und Lübeck), nutzerorientiert dar- entwickelte mit dem GKSS-Forschungs- nellen Bereich sind durch Verträge und stellen soll und als Ansprechpartner der zentrum ein Standardverfahren zur Be- Rahmenvereinbarungen festgelegt, die Industrie, insbesondere aus dem Bereich stimmung der Erosionseigenschaften ko- die strategische Bedeutung der Zusam- kleiner und mittlerer Unternehmen, fun- häsiver Sedimente unter natürlichen und menarbeit der TUHH mit dem GKSS-For- giert. Durch die stärkere Vernetzung von schiffsbedingten Strömungsvorgängen. schungszentrum in Geesthacht unterstrei- Wissenschaft und Industrie soll zum ei- Die TUHH und das GKSS-Forschungs- chen. Die Zusammenarbeit ist langfristig nen eine schnellere Umsetzung der For- zentrum kooperieren ferner im Rahmen angelegt und kann als beispielhaft für ei- schungsergebnisse erreicht werden, zum des 1999 gegründeten environmental ne erfolgreiche Kooperation zwischen ei- anderen ist damit intendiert, die Wirt- technology center (etc). ner Universität und einem nationalen schaftsunternehmen im norddeutschen Auf dem Gebiet der Bio- und Medizin- Forschungszentrum angesehen werden. Raum bei der Lösung werkstofftechni- Technik werden erste gemeinsame Pro- (Rüdiger Bormann) scher Probleme besser zu unterstützen. jekte bearbeitet, die sich mit der Gewin- Im Bereich der Trenntechnik erstreckt nung neuer Wert- und Wirkstoffe aus sich die Zusammenarbeit mit dem GKSS- marinen Ressourcen beschäftigen. Lang- Forschungszentrum von der Entwicklung fristig ist geplant, zusammen mit weite- von Membranen für die hochselektive ren Institutionen eine Kompetenzregion Trennung, der Plasmabehandlung von zu gründen. Membranen und der Entwicklung von Auch im personellen Bereich wird eine Membranreaktoren bis zur verfahrens- enge Zusammenarbeit angestrebt. Lei- technischen Optimierung von Prozessen. tende Wissenschaftler des GKSS-For- Zudem ist geplant, gemeinsam die eu- schungszentrums halten regelmäßig Vor- ropäische Membrantagung 2004 auszu- lesungen und Seminare im Grund- und richten. Dazu wurden erste Vorgespräche Hauptstudium der TUHH, TUHH-Profes- mit dem Beirat der Europäischen Mem- soren wirken bei externen Begutachtun- brangesellschaft geführt. gen und in den Gremien des GKSS-For- Auch in der Umweltforschung und schungszentrums mit; sie waren Mitglie- Umwelttechnik wurden vielfältige Ko- der und Vorsitzende im technisch-wis- operationen initiiert und mit Drittmitteln senschaftlichen Beirat. gefördert: Seit 1998 beteiligt sich das Im Bereich der Werkstoffwissenschaf- GKSS-Forschungszentrum am Sonderfor- ten sind drei gemeinsame Berufungsver- schungsbereich „Reinigung kontaminier- fahren durchgeführt worden. Die Leitung ter Böden“ der TUHH und der Univer- des Geschäftsbereichs Werkstofftechno- sität Hamburg. In einem dreijährigen logie am Institut für Werkstoffforschung Forschungsprojekt entwickelt das GKSS- des GKSS-Forschungszentrums und die Forschungszentrum ein Dampfstripping- Leitung des Arbeitsbereiches Werkstoff- Verfahren, das zur Dekontamination von physik und -technologie der TUHH sind Reststoffen und Abfällen aus der Roh- in Personalunion besetzt, um eine engere stoffgewinnung, der industriellen Pro- strategische Abstimmung zu erreichen. duktion und der Bodenreinigung ein- Ein intensiver Personalaustausch (kurz- gesetzt werden kann. Im Rahmen des und mittelfristig) auf allen Ebenen und BMBF-Förderprogramms „Flusseinzugs- gemeinsame Gastwissenschaftler sollen gebietmanagement“ wird das GKSS- den Know-how-Transfer gewährleisten Forschungszentrum im Verbundprojekt und zu einer engen Vernetzung der For- „Feinsedimentdynamik und Schadstoff- schungsaktivitäten führen. In diesem Sin- mobilität in Fließ-, Ästuar- und Küstenge- ne nutzen auch Diplomierende und Pro- wässern“ (Koordination: Umweltschutz- movierende der TUHH die experimentel- technik der TUHH) insbesondere Natur- len und technischen Möglichkeiten am messungen und die Modellierung zu Se- GKSS-Forschungszentrum für ihre Di- dimentumlagerungen in Buhnenfeldern plomarbeiten und Dissertationen. der Elbe sowie zum Sediment- und 57 Luftfahrtforschung Kooperation mit der DaimlerChrysler Aerospace Airbus Kooperationen

Im April 2000 jährte sich zum zehnten technik, während DA eine inzwischen gerechte CFK-Strukturanwendung bzw. Mal die Unterzeichnung des Koopera- verlängerte C4-Stiftungsprofessur für Modelle zur Beschreibung des Versa- tionsvertrages zwischen der Daimler- den Leiter des Arbeitsbereichs finanziert gensmechanismus und Schadenskumula- Chrysler Aerospace Airbus GmbH (DA) sowie ein Budget für aktuelle, bilaterale tion unter dynamischer Belastung dieser und der Technischen Universität Ham- Forschungsvorhaben bereitstellt. Werkstoffe zu entwickeln. Das Ergebnis burg-Harburg. Im Technologiezentrum Hamburg-Fin- vorausgegangener Forschungsarbeiten kenwerder, im September 1994 einge- der TUHH zum Ersatz von Leitfähigkeits- Die TUHH als moderne, forschungsorien- weiht, stehen der TUHH neben zwei lacken durch elektrische leitfähige glasfa- tierte Universität und der am technologi- Geschossen im fünfstöckigen Bürotrakt serverstärkte Prepregsysteme wird ab schen und wirtschaftlichen Erfolg des etwa 1200 qm an Versuchslabors, Rech- Herbst 2000 in die Serienfertigung der AIRBUS-Programms wesentlich beteiligte nerräumen, Laborwerkstätten und einer Seitenleitwerksnasenstruktur eingeführt. industrielle Großpartner DA beschlossen Versuchshalle zur Verfügung. Das Potenzial und die Anwendungsgren- damit, ihr Wissens- und Handlungspo- Die Nutzung dieser Flächen ist, neben zen von Mehrschicht-Verbundrohren an- tential in eine Zusammenarbeit auf ge- dem Arbeitsbereich Flugzeugsystemtech- stelle von beheizten Stahlrohren in den meinsamen Interessengebieten zur Stär- nik, insbesondere auch Forschungsakti- Frischwassersystemen großer Transport- kung des Luftfahrtstandorts Hamburg vitäten anderer TUHH-Arbeitsbereiche flugzeuge wie der Airbus wurden unter einzubringen: Der Aus- und Weiterbil- mit besonders enger Verbindung zur DA werkstofftechnischen, konstruktiven so- dung, die sich am Bedarf nach wissen- und versuchsintensiven Arbeiten zuge- wie funktionellen Anforderungen unter- schaftlich ausgebildeten Ingenieurinnen dacht. So arbeiten dort zwei Forschungs- sucht und bewertet. Der deutsche Air- und Ingenieuren sowie unternehmerisch gruppen mit jungen Wissenschaftlern aus buspartner nimmt bei dieser Werkstoff- denkenden Mitarbeiterinnen und Mitar- den Arbeitsbereichen 'Kunststoffe und anwendung eine führende Rolle ein; beitern orientiert, sowie der Forschung Verbundwerkstoffe' sowie 'Mechanik' an trotzdem zeigen diese Beispiele den auf Sektoren der Technologieentwicklung Technologieentwicklungen. Hieraus wird Handlungsbedarf und die Bedeutung der im Flugzeugbau, wo breitgefächerte wis- bereits die technologisch-fachliche The- Forschungsarbeiten der TUHH. senschaftliche Grundlagen und Methodi- menbreite ersichtlich, zu der eine Vielzahl ken auf luftfahrtspezifische Problemstel- von Arbeitsbereichen der TUHH mit For- Systemtechnik lungen übertragbar sind. schungs- und Entwicklungsabteilungen Dieses umfangreichste und interdiszi- sowie Fertigungsbereichen der DA ko- plinär besetzte Forschungsgebiet spiegelt Entsprechende Kernelemente dieser operieren. Thematisch lassen sich die For- das Entwicklungsinteresse der DA im Air- ebenso einzigartigen wie zukunftswei- schungsprojekte insgesamt drei Schwer- busprogramm wider. Es geht um konkur- senden erfolgreichen public-private-part- punktgebieten zuordnen, im Folgenden renzfähige und überlegene Flugzeuge nership zwischen DA und TUHH beinhal- anhand stellvertretender Themen bzw. und Flugzeugsysteme. ten Problemstellungen charakterisiert, die Bei Flugsteuerungs- und Bordenergie- ■ die Errichtung des Technologiezen- gleichzeitig wesentliche Technologiebe- systemen geht es einerseits um Fragen, trums Hamburg-Finkenwerder (THF), darfsfelder im modernen Flugzeugbau wie durch neue antriebs- und regelungs- als Forum dieser Zusammenarbeit darstellen. technische Prinzipien leistungsoptimierte, ■ die Einrichtung des europaweit gänz- funktionserweiterte und zuverlässigere lich neuen Studienschwerpunkts 'Flug- Werkstoff- und Systemarchitekuren erreicht werden kön- zeug-Systemtechnik' im Rahmen des Bauweisentechnologien nen. Beispiele von Forschungsprojekten Maschinenbaus an der TUHH, einher- Neben modernen, leistungsfähigen me- zu diesen mechatronischen Systemen gehend mit der Gründung des gleich- tallischen Leichtbaulegierungen haben sind elektrohydraulische Antriebe kleiner namigen Arbeitsbereiches Faserverbundwerkstoffe eine erst be- Leistung für Ruder, sekundärgeregelte ■ die Zusammenarbeit auf dem Gebiet schränkte Anwendung in sicherheitskriti- hydraulische Antriebe in Klappen- und der Fort- und Weiterbildung schen und hohe Anforderungen an den Flossenstellsystemen, neue robuste Zu- Fertigungsprozeß stellenden Primärstruk- standsregelungen von Ruderstellsyste- Die Höhe der Investitionen zu Beginn der turen von Flugzeugen gefunden. Die men in aeroelastischer Umgebung zur Kooperation und die Kosten ihrer langfri- Forschungsprojekte Werkstoffentwick- Beeinflussung strukturdynamischer Ei- stigen Absicherung belegen die hohe lung für den CFK-Rumpf sowie Degrada- genmoden sowie bidirektionale hydrau- bilaterale Bedeutung. Neben den ge- tionsverhalten von Faserverbundwerk- lisch-elektrische Leistungswandler zum meinsamen Investionskosten über etwa stoffen unter dynamischer Belastung ha- Leistungs- und Redundanzmanagement 30 Mio. DM in das THF, trägt die TUHH ben zum Ziel, Werkstoffsysteme für eine in den Energiesystemen eines 'more elec- 58 den Arbeitsbereich Flugzeug-System- umfassende, belastungs- und fertigungs- tric aircraft'. Kooperationen

Ein komplementärer Themenkomplex befasst sich mit rechnergestützten, spezi- ell auf Systementwurfs-, Analyse- und Bewertungsfragen ausgerichteten Ent- wicklungswerkzeugen: Der 'virtual iron bird', ein gekoppeltes, hybrides Simulati- onssystem für Flugmechanik und Syste- me zu deren Auslegung, Mehrkörpersy- stembasierte Verfahren zur Synthese und dynamischen Analyse von Klappensy- stemmechanismen sowie Untersuchun- gen zur Bewertungsstrategie neuer Sy- stemtechnologien ('Technologienaviga- tor') im Flugzeugentwurfsprozeß sind Basis keramischer Dünnschichten konnte Bilanz und Ausblick Abb.1 Beispiele. eine Kraftwaage entwickelt werden, die Neben und aus dieser Forschung in direk- Das gemeinsam von DA und TUHH gebaute und An Bord- und Kabinensysteme werden über den gesamten Temperaturzyklus ter Zusammenarbeit mit DA ist eine Viel- genutzte Gebäude des THF in modernen Großflugzeugen gänzlich hochauflösend ist und keine Messverfäl- zahl von Projekten angeregt worden, die in Finkenwerder neue Anforderungen gestellt. Mit gestei- schungen aufweist. mit anderen Hochschulen, Ausrüstungs- Abb.2 gertem Kabinenkomfort, Informations- und Halbzeug-Herstellfirmen oder dem Auch für die Entwicklung des A319 hat der und Kommunikationsangebot auf Lang- Entwicklungs- und Produktions- Deutschen Zentrum für Luft und Raum- Arbeitsbereich strecken sowie zur Beherrschung des prozesse/Fertigungstechnologie fahrt e.V. (DLR) gemeinsam bearbeitet Flugzeugsystemtechnik Forschungsarbeit geleistet. thermischen Systems 'Kabine' entwickelt Entwicklungs- und Produktionsprozesse wurden und werden. sich ein zunehmender Bedarf an neuen müssen flexibel, reaktiv auf Dispositions- Eine Reihe von Patenten aus diesen Ar- Technologien und dem Verständnis von eingriffe und qualitätsbeobachtbar sein. beiten bezeugt den Innovationsgehalt thermischen, Stofftransport- und akusti- Dies gilt um so mehr für Produkte hoher und Nutzen der Forschungskooperation. schen Vorgängen im Kabinenbereich. Die „lead times“ und Qualitätsstandards, wie Gleichzeitig ist das so entstandene Netz- in enger Zusammenarbeit mit DA laufen- sie im Flugzeugbau gegeben sind. Vor- werk luftfahrtbezogener Forschungsbe- den Forschungsprojekte „Integrierte ausgegangene und laufende Untersu- ziehungen eine solide Ausgangsbasis für Bordkühlsysteme auf der Basis von CO2 chungen verschiedener Arbeitsbereiche die Weiterentwicklung anwendungsori- als Kältemittel“, „Modellierung des Wär- haben zum Ziel, für die spezifischen Be- entierter Forschung an der TUHH. Mit ei- me- und Feuchtetransports in Kabinen- lange eines Flugzeugbauunternehmens nem Drittmittelauftragsvolumen der wandmaterialien“ mit dem Ziel, verbes- Lösungskonzepte für die Prozeßgestal- TUHH von zur Zeit ca. neun Mio. DM serte Isolationsmaterialien zu entwickeln, tung zu entwickeln. Stellvertretend seien aus direkten Industrieaufträgen und Luft- „Untersuchungen und Modellierung der genannt Qualitätskennzahlen in Entwick- fahrtforschungsprogrammen verläuft die vibroakustischen Transmission aerodyna- lung und Konstruktion, Schließen der Entwicklung positiv. mischen Strömungslärms durch Kabinen- Datenkette von der Konstruktion bis Das Ziel dieser Forschungskooperation, wandstrukturen“ als Grundlage für Be- Qualitätssicherung sowie Benchmarking, die technisch-wissenschaftliche Basis des rechnungsmöglichkeiten der Innenraum- Qualitätsmanagement und Maschinen- Luftfahrtstandortes Hamburg zu stärken, akustik sowie zu Systemkonzepten eines und Prozessüberwachung für ein flexibles ist erreicht. Weitere Forschungsvorhaben redundanten und hochleistungsfähigen Fertigungssystem. Die Integration mo- – im Rahmen des A3XX – signalisieren, integrierten Kommunikationsnetzes in derner rechnergestützter Werkzeuge wie dass die Kooperation zwischen DA und der Kabine auf Basis von ATM (asynchro- der graphischen Simulation und der Ani- TUHH ausgebaut wird. nous transfer mode)-Technologie kenn- mation sind Inhalt des Verbundprojekts (Udo Carl) zeichnen Vielfalt und Komplexität der Virtuelle Realität im Bereich der Mon- Problemstellungen auf diesem Systemge- tage, um bereits in den frühen Konstruk- biet. Ein charakteristisches Beispiel für die tionsphasen die spätere Montierbarkeit Übertragung von Grundlagenforschung sicherzustellen und Montagefehler zu in praktische Anwendungsfälle, hier aus reduzieren. dem Gebiet der Halbleitertechnologie (Messtechnik), stellt das Forschungspro- jekt Dehnungsmeßstreifen für Kraftmes- sungen in Kryo-Windkanal dar; auf der 59 Das Zentrum für Biomechanik Ingenieurwissenschaftliche Forschung für die Medizin Kooperationen

Das Zentrum für Biomechanik an der wicklung fließt an die Klinik zurück und entenorientierte – Forschung in der Bio- Technischen Universität Hamburg-Har- trägt zur Verbesserung des allgemeinen mechanik des Stütz- und Bewegungsap- burg (TUHH) und der Universität Ham- Ausbildungsstandes bei. Die Sicherheit, parates. Das Schwergewicht liegt dabei burg (am Universitäts-Krankenhaus Ep- Effizienz und Qualität von neuen und be- auf den Gebieten der Osteosynthese, der pendorf, UKE) wurde 1989 mit dem stehenden Implantaten wird sowohl aus Endoprothetik, des Gefäßersatzes und Ziel der Stärkung des Forschungs- und klinischer als auch aus technischer Sicht der Biomaterialien, bei spezieller Beach- Wirtschaftsstandortes Hamburg einge- verbessert. Um diese Ziele mit sinnvollem tung von Belastung, Festigkeit, Grenz- richtet. Zeit- und Materialaufwand zu verwirkli- flächenvorgängen und Regulationsme- chen, ist hoch qualifiziertes Personal aus chanismen von Implantaten, Knochen Der Senat der Freien und Hansestadt verschiedenen Disziplinen unabdingbar. und anderen Bindegewebssystemen. Hamburg ging in seinem Entscheid von Das Zentrum für Biomechanik ist ein An der TUHH wurde ein besonderes der Überlegung aus, dass Innovationen von den Partnern (TUHH, UKE, Behörde Konzept für die Projektbearbeitung ein- und Verbesserungen in der Chirurgie und für Arbeit, Gesundheit und Soziales geführt: jedem ärztlichen Projektleiter Orthopädie nur durch engen Kontakt der (BAGS), Berufsgenossenschaftliches (BG) wird ein Ingenieur zur Seite gestellt, der klinischen Anwender mit den theoreti- Unfallkrankenhaus Hamburg) institutio- mitverantwortlich am jeweiligen Projekt schen und ingenieurwissenschaftlichen nalisierter Zusammenschluss von Wissen- arbeitet und für die technischen Aspekte Disziplinen zu erzielen sein würden. Seit schaftlerinnen und Wissenschaftlern, der verantwortlich ist, und umgekehrt. Diese der Gründung des Zentrums wird deshalb die interdisziplinäre Zusammenarbeit un- enge Verzahnung hat sich als außeror- erfahrenen Medizinern die Möglichkeit terstützt, die gemeinsame und kostenlose dentlich effektiv, didaktisch wertvoll und geboten, für eine begrenzte Zeit in einem Nutzung von Einrichtungen und Geräten langandauernd erwiesen. gut ausgerüsteten, technischen Umfeld ermöglicht und die Wahrnehmung von An der TUHH ist der Arbeitsbereich tätig zu werden, um ein von medizini- gegenseitigen Lehraufgaben fördert. Biomechanik der Ansprechpartner und scher Seite formuliertes, klinisch relevan- Dieser Zusammenschluss ist über die ur- Koordinator für gemeinsame Projekte. tes Problem mit Hilfe von Fachleuten ver- sprüngliche Verbindung der beiden Uni- Einzelne Untersuchungen auf dem Ge- schiedener Disziplinen der Technischen versitäten hinaus zu einem wirklichen biete der Biomechanik werden auch von Universität anzugehen. Verbund wissenschaftlicher Institutionen den Arbeitsbereichen Elektrotechnik, Fer- Das Vorhandensein einer solchen Ein- geworden. Bei der Delegation von Ärzten tigungstechnik, Konstruktionstechnik, richtung in Hamburg hat große Bedeu- an das Zentrum geht es primär um den Kunststoffe, Meerestechnik, Optik und tung im Hinblick auf den Stand der regio- Aufbau einer neuen Forschungsrichtung Messtechnik, Regelungstechnik, Techni- nalen medizinischen Versorgung, die in der entsprechenden Abteilung des sche Informatik, Technische Keramik, Qualität der Implantate und die Innovati- Krankenhauses, die nach Rückkehr des Mechanik sowie Werkstoffphysik und Abb.1 onsfähigkeit der Hersteller von chirurgi- Arztes mit Unterstützung des Zentrums -technologie durchgeführt. Im UKE (links) schen Implantaten, Instrumenten und weitergeführt werden kann. gehören das Anatomische Institut, das Nach Versagen explantierte Geräten. Operationsmethoden und Im- Pathologische Institut, die Chirurgische Gefäßprothese. plantationsmaterialien werden verbes- Neben dieser grundsätzlichen Innovati- Klinik, die Orthopädische Klinik, sowie

(rechts) sert, weil Erkenntnisse aus der Biomecha- onsförderung werden auch aktuelle klini- die Klinik für Zahn-, Mund-, Kiefer- und Korrosion an einem nik, den Werkstoffwissenschaften, der sche Verfahren einer vergleichenden ex- Gesichtschirurgie zur biomechanischen NiTinol Draht des Prothesengerüstes. Mechanik, der Informatik und Messtech- perimentellen oder theoretischen Unter- Arbeitsgruppe. Ansprechpartner und Ko- Ob derartige Schäden nik sowie der Konstruktions- und Ferti- suchung unterworfen. Das Zentrum be- ordinator ist die Abteilung für Osteopa- für das Versagen gungstechnik zusammen kommen. Das treibt somit sowohl grundlagenbezogene thologie (Prof. Dr. Günther Delling). verantwortlich sind ist noch unklar. aktuelle Wissen aus Forschung und Ent- als auch angewandte – vornehmlich pati- Von den außeruniversitären Kranken- Kooperationen

häusern Hamburgs haben sich vor allem Dieses gemeinsame Vorgehen von Diese wenigen Beispiele betreffen nur ei- Abb.2 Bestimmung der Lage die Allgemeinen Krankenhäuser Altona, klinisch und biomechanisch versierten ne kleine Auswahl der Probleme, die der- des Schaftes einer Barmbek, St. Georg sowie das AK Har- Forschern ist essentiell, um einen Beitrag zeit bearbeitet werden und in Zukunft Hüftgelenksendoprothese im Oberschenkelknochen burg kontinuierlich in das Zentrum einge- zur Lösung der Vielzahl gegenwärtig an- verstärkt bearbeitet werden müssen. Es auf der Planungsstation bracht. Dieses Engagement wird durch stehender Probleme zu leisten: wird hieraus deutlich, dass von sportli- eines Operationsroboters. die finanzielle Unterstützung der BAGS ■ Im Bereich der Endoprothetik kommen chen über arbeitende bis hin zu älteren Entsprechend dieser Planung wird die Fräsung ermöglicht. Das BG Unfallkrankenhaus durch die zunehmenden Schwierigkei- Menschen eine Vielzahl von Bevölke- der Kavität für den Schaft Hamburg delegiert ebenfalls Ärztinnen ten mit der durch Abriebpartikel aus rungsgruppen von den Aktivitäten des intraoperativ durchgeführt. und Ärzte an das Zentrum oder nimmt z.B. Polyäthylen bedingten Lockerung Zentrums für Biomechanik profitiert. Ingenieurinnen und Ingenieure aus der große Probleme auf die Kliniken zu. Ei- (Michael Morlock) TUHH für Projekte im Zusammenhang ne Zunahme der aufwendigen Wech- mit den spezifischen berufsgenossen- seloperationen ist zu erwarten. schaftlichen oder unfallchirurgischen Tä- ■ In der Wirbelsäule besteht ein großer tigkeiten einer BG Klinik auf. Seit zwei Bedarf nach Implantaten für den Ersatz Jahren besteht zudem eine enge Zusam- degenerierter Zwischenwirbelscheiben. menarbeit zwischen dem Zentrum für ■ Bei steigender Lebenserwartung müs- Biomechanik und der Endo-Klinik. sen Implantate (Gelenksendoprothe- sen; Gefäßprothesen, Abb.1) ent- wickelt werden, die diesen gestiegenen Anforderungen gerecht werden. ■ Die Einführung billiger, generischer Prothesen und Implantate bedingt durch den zunehmenden Kostendruck erfordert eine verbesserte Normierung und Qualitätssicherung. ■ Der Einsatz von aufwendigen Metho- den (z.B. Einsatz von Robotern (Abb. 2) oder Navigationsverfahren) muss durch quantifizierbare Verbesserungen für den Patienten gerechtfertigt wer- den.

61 Sonderforschungsbereich „Reinigung kontaminierter Böden“ SFB

In der Bundesrepublik Deutschland Die Teilprojekte wurden überwiegend in- Um diese übergeordneten Ziele zu er- gibt es eine große Anzahl kontaminier- terdisziplinär in Kooperation miteinander reichen, waren insbesondere die analyti- ter Standorte, wie beispielsweise In- durchgeführt. Diese integrierte Zusam- schen und meßtechnischen Verfahren zu dustrie(alt)standorte, an denen zum menarbeit von Bauingenieurinnen und - optimieren, um Belastungen zuverlässig größten Teil in der Vergangenheit um- ingenieuren, Verfahrenstechnikerinnen feststellen, Grenzwerte aufstellen und weltschädigende Produktionsrückstän- und -technikern, Chemikerinnen und Reinigungserfolge quantifizieren zu kön- de unsachgemäß (ab-)gelagert wurden. Chemikern, Mikrobiologinnen und -bio- nen. Wichtig sind in diesem Zusammen- Diese Standorte stellen ohne Behand- logen, Bodenkundlerinnen und Boden- hang auch die Untersuchungen zur Defi- lung des anstehenden Bodens und kundlern, Geologinnen und Geologen nition von Reinigungszielen. Um diese zu eventuell des Grundwassers oder zu- sowie Umweltplanerinnen und -planern erreichen, sind unter anderem Schad- mindest Unterbrechung der Ausbrei- hat zu hohem Wissenszuwachs, neuen stoffbilanzen zu erstellen, ökotoxikologi- tungspfade der Schadstoffe im umlie- Forschungsansätzen und fachübergrei- sche Grenzwerte zu erarbeiten und die genden Boden- und Grundwasserkör- fenden Ergebnissen geführt. Schadstoffverfügbarkeit für Mikroorga- per ein großes Gefährdungspotential Die Zielsetzung des SFB war es, die nismen zu quantifizieren. dar; die Standorte sind nur einge- wissenschaftlichen Grundlagen für die Der Lösungsprozess der gestellten Auf- schränkt nutzbar. Bodenschutz ist eine verschiedenen zum Teil bereits vorliegen- gaben läßt sich grob in vier Phasen un- dringende Aufgabe. den Verfahren zu erarbeiten, um diese zu terteilen. In der ersten Phase wurde zum optimieren und eine zweckmäßige Aus- Erkennen grundlegender Zusammenhän- Diese Thematik wird in dem von der wahl von Verfahrensschritten und Appa- ge zunächst mit ausgewählten künstlich Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) raten für die verschiedenen Anwen- ölverunreinigten Bodentypen gearbeitet. eingerichteten Sonderforschungsbereich dungsfälle zu ermöglichen. Des weiteren Diese Vorgehensweise bot sich an, da die „Reinigung kontaminierter Böden“ un- war die Neuentwicklung zusätzlicher Ver- Vielfalt der Bodenstrukturen und der tersucht. In enger Zusammenarbeit zwi- fahren angestrebt. Der Schwerpunkt lag Kontaminationen keine universell an- schen der Universität Hamburg, dem dabei auf den biologischen Verfahren wendbaren Behandlungsrezepte zuläßt. GKSS Forschungszentrum in Geesthacht und deren Kombination mit chemisch- Auf diese Weise sollten methodische An- und der TU Hamburg-Harburg als Spre- physikalischen Methoden. sätze in der Bodenreinigung entwickelt cherhochschule sind eine Vielzahl von werden. In der zweiten Phase wurden Forschungsprojekten durchgeführt wor- vermehrt andere künstlich und real-kon- den. taminierte Bodenmaterialien untersucht, wobei die polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffe (PAK) im Vorder- Bereich A Bereich B grund standen. Während der dritten Chemisch-Physikalische Biologische Phase erfolgte die Entwicklung hin zu ei- Verfahrensentwicklung Verfahrensentwicklung nem stärkeren Praxisbezug, die Untersu- chungen wurden auf organisch als auch anorganisch belastete Realkontaminatio- Bereich C Bereich D nen ausgeweitet. In der vierten Phase Grundlagen und Bewertungskriterien Naturwissenschaftliche Grundlagen wurden Verfahren entwickelt, optimiert für Verfahren zur Verfahrensentwicklung und um einige Schritte erweitert. Neben organischen und anorganischen Konta- minationen wurden nun auch Mischkon- Abb.1 Struktur des Zentralbereich Z taminationen behandelt. Die Entwicklung Sonderforschungs- Serviceanalytik, Verwaltung erfolgte unter starkem Praxisbezug und bereiches unter Gesichtspunkten der Kostenmini- mierung. Neben den mechanischen, che- mischen und thermischen Reinigungsver- fahren spielten die biologischen eine wichtige Rolle. Schwerpunktmäßig wur- de hier untersucht, in welcher Weise die Bioverfügbarkeit der im Boden vorliegen- den Schadstoffe gezielt verbessert wer- 62 den kann. Weitere Aspekte stellen Gelän- SFB

deuntersuchungen dar, um praxisnahe ter Beteiligung externer Wissenschaftle- Aussagen über die Wirksamkeit der ab- rinnen und Wissenschaftler durchgeführt laufenden Prozesse gewinnen zu können. worden. Workshops (beispielsweise mit Begleitet wurden alle Untersuchungen Fachkollegen aus Wageningen, mit der durch eine fundierte und effiziente che- DECHEMA und der GBF Braunschweig mische Analytik. Hierbei standen die Ver- sowie dem BMBF) sowie die Präsentation feinerung und Ausweitung schneller des gewonnenen Fachwissens auf natio- Analyseverfahren, die Charakterisierung nalen und internationalen Veranstaltun- sanierungsrelevanter Leitparameter und gen zeugen von der erfolgreichen Zu- Fragen zur Mobilität und Festlegung von sammenarbeit. Schadstoffen an der Huminstoffmatrix im Der SFB ist Zeit seiner Laufzeit mit ca. Boden eine zentrale Rolle. 26 Millionen DM von der DFG gefördert Welche Ergebnisse wurden erzielt? Im worden, 51 Mitarbeiterinnen und Mitar- Bereich der biologischen Bodenbehand- beiter wurden beschäftigt – drei von ih- lungen wurden verschiedene Verfahren nen erhielten Berufungen. Es entstanden zur Optimierung der Abbauprozesse so- eine Fülle von Veröffentlichungen: 51 wie der Erhöhung der Bioverfügbarkeit Dissertationen, 244 Veröffentlichungen, entwickelt. Als Folge der aufgetretenen 117 Vorträge und Poster sowie 109 Di- Schadstoffbilanzierungslücken wurde ei- plom- und Studienarbeiten. Des weiteren ne intensive Forschung auf dem Gebiet wurden vier Konferenzen und vier der „bound residues“ durchgeführt. Für Workshops veranstaltet. Ein formales En- Verfahren der Bodenwäsche wurden um- de des SFB bildete die an der Technischen fangreiche wissenschaftliche Grundlagen Universität Hamburg-Harburg stattge- erarbeitet. Thermische Verfahren wurden fundene Abschlussveranstaltung, wieder- für hochkontaminierte Konzentrate aus um unter Beteiligung internationaler Wis- der Bodenwäsche entwickelt. Für schwer- senschaftlerinnen und Wissenschaftler, in metallbelastete Böden stehen Verfahren der die Ergebnisse aus 12-jähriger For- zur erfolgreichen Behandlung zur Verfü- schungsarbeit dargestellt wurden. gung. Sehr umfangreich waren die For- Dieser Abschluss bedeutet jedoch nicht schungsbemühungen auf dem Gebiet der das Ende der oben dargestellten inter- Analytik, wo Entwicklungen im Bereich disziplinären Kooperation, sondern das der Messgenauigkeit und -geschwindig- entwickelte Know-how wird Basis sein keit, beim Messen von Kleinstkonzentra- für zukunftsweisende Forschungsarbei- tionen und bei der Identifikation von ten und -projekte. Metaboliten stattfanden. Auch das The- (Rainer Stegmann) ma des „natürlichen Rückhaltes“ von Schadstoffen in Böden ist aufgegriffen worden. Neben den angesprochenen Zugewin- nen auf fachlicher Ebene sind jedoch noch einige weitere Aspekte erwähnens- wert. Die schon angesprochene intensive Kooperation der unterschiedlichen Diszi- plinen war schon von Beginn an ein her- ausragendes Merkmal des SFB. So wur- den Arbeitsgruppen gebildet, die über den gesamten Zeitraum gemeinsam un- terschiedliche Fragestellungen bearbeitet und Koordinationen von Gemeinschafts- versuchen durchgeführt haben. Es fan- den regelmäßig Kolloquien statt. Sehr er- folgreiche SFB-Tagungen sind immer un- 63 Sonderforschungsbereich „Mikromechanik mehrphasiger Werkstoffe“ SFB

Der SFB „Mikromechanik mehrphasi- Technologisches Ziel des SFB ist die Der SFB 371 ist in vier Projektbereiche ger Werkstoffe“ wird gemeinsam von Optimierung konventioneller und die strukturiert, die sich an den primär ver- der TUHH und dem GKSS-Forschungs- Entwicklung neuartiger Werkstoffe durch folgten Beiträgen der insgesamt 16 Teil- zentrum Geesthacht interdisziplinär be- ein besseres Verständnis der mecha- projekte zu den Zielsetzungen des SFB arbeitet mit dem Ziel, die Stellung nischen Wechselwirkungen zwischen orientieren. Norddeutschlands im Bereich der Werk- den mikroskopischen Gefügebestand- stofftechnologie nachhaltig zu stärken. teilen und deren Einfluss auf das makro- Projektbereich A skopische Verhalten. Damit liefert der „Mikrostruktur und mechanische Ei- Gegenwärtig sind sieben Arbeitsbereiche SFB einen Beitrag zur wissensbasierten genschaften” umfasste Vorhaben, in de- der TUHH und drei Geschäftsbereiche Entwicklung von Konstruktionswerkstof- nen die experimentelle Ermittlung des der GKSS beteiligt, insgesamt 52 Wissen- fen mit erhöhter Leistungsfähigkeit in- Zusammenhangs zwischen den Charak- schaftler unterschiedlicher Fachrichtun- nerhalb des Eigenschaftsspektrums fest, teristika des Werkstoffgefüges und den gen arbeiten in 16 Teilprojekten zusam- zäh, duktil, leicht, ökonomisch, ökolo- mechanischen Eigenschaften und – dar- men. Seit 1994 wird der SFB von der gisch und zuverlässig. Dieser Katalog aus abgeleitet – die Bestimmung von Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) enthält teilweise gegenläufige Forderun- Verformungs- und Schädigungsmecha- mit ca. 3 Mill. DM pro Jahr finanziell ge- gen an die Werkstoffeigenschaften, so nismen im Vordergrund standen. Dieser fördert. dass die gezielte Optimierung des Werk- Projektbereich wurde 1999 abgeschlos- Das wissenschaftliche Programm des stoffgefüges im Hinblick auf ein be- sen. Die Ergebnisse werden in den neuen SFB befasst sich schwerpunktmäßig mit stimmtes Anforderungsprofil ein grundle- Teilprojekten des Bereiches C und D ge- der Frage, wie bei Belastung eines Werk- gendes Verständnis der mikromechani- nutzt, um spezielle für die technische An- stücks die äußeren Kräfte innerhalb der schen Zusammenhänge erfordert. wendung vorteilhafte Gefüge durch mikroskopischenGefügebestandteile über- Die Besonderheit des SFB besteht neuartige Herstellungs- und Verarbei- tragen werden, welche lokal wirkenden darin, dass die lokal an der TUHH und tungstechnologien einzustellen bzw. um Kräfte sich daraus ergeben und wie der im GKSS-Forschungszentrum etablierten Konstruktionswerkstoffe und technische jeweilige Werkstoff durch elastische Ver- Forschungsaktivitäten für die Herstel- Produkte mit erhöhter Leistungsfähigkeit formung, plastisches Fließen, Porenbil- lung, Optimierung und – insbesondere – zu entwickeln. dung, Porenwachstum, Rissbildung und Anwendung von mehrphasigen metalli- Rissausbreitung darauf reagiert. Derarti- schen bzw. intermetallischen Legierun- Projektbereich B ge Fragen spielen eine wesentliche Rolle gen, Keramiken und Polymerwerkstoffen „Modellierung und Simulation” fasst für die Prozessführung bei der Halbzeug- werkstoffübergreifend mit der speziellen die Teilprojekte zusammen, deren Unter- herstellung und bei der Bauteilfertigung; Ausrichtung auf die Konzepte der Mikro- suchungsmethoden und -verfahren so sie gewinnen in zunehmendem Maß an mechanik zusammengefasst werden. angelegt sind, dass die Ergebnisse zur mi- Bedeutung, weil die Beherrschung kriti- kromechanischen Modellbildung und für scher Bauteile auf den verschiedenen Modellierungen von Verformungs- und Ebenen der Sicherheitsanforderungen Bruchvorgängen geeignet sind. Die Ent- garantiert sein muss. Dies ist insbesonde- wicklung der Rechenmodelle wird durch re dann der Fall, wenn die Belastungs- Analyse der Mikrostruktur gestützt, die grenzen aufgrund technischer, ökonomi- Modelle anhand numerischer Simulation scher oder ökologischer Anforderungen von Experimenten validiert und verifi- heraufgesetzt werden müssen. ziert. Es besteht eine enge – insbesonde- re methodische – Zusammenarbeit zwi- schen den einzelnen Teilprojekten sowie zu denjenigen der Bereiche C und D.

Projektbereich C „Gefügedesign und Verfahren” enthält die Vorhaben, bei denen spezielle für die technische Anwendung vorteilhafte Ge- füge – im Sinne eines Gefügedesigns – durch neuartige Verfahren und Verarbei- tungstechnologien hergestellt werden. 64 Auf der Basis der in den Projektbereichen SFB

A und B ermittelten Zusammenhänge projekten, den beteiligten Arbeitsberei- Durch den SFB ist die Werkstofffor- zwischen Gefüge und mechanischen chen und insbesondere zwischen TUHH schung einer der Schwerpunktbereiche Eigenschaften wird damit eine verfah- und GKSS entwickelt. Ein intensiver Er- an der TUHH-Forschung geworden. In renstechnische Optimierung des Verfor- fahrungs- und Problemaustausch findet der Lehre sind die Werkstoffwissenschaf- mungs- und Bruchverhaltens von techni- auf regelmäßig abgehaltenen Veranstal- ten an der TUHH traditionell durch die schen bzw. anwendungsnahen Werkstof- tungen (Seminare, Kolloquien) des SFBs Vertiefungsrichtung Werkstofftechnik im fen erreicht. Neben verbesserten Ge- sowie im Rahmen von Arbeitsgruppen Studiengang Maschinenbau verankert. brauchseigenschaften von Bauteilen wer- (Modellierung, Metall-Keramik-Werk- Hier fließen die im SFB erarbeiteten Er- den durch die Einstellung spezieller Gefü- stoffe, TiAl) statt. Die kooperative und gebnisse direkt in die Vorlesungsinhalte ge auch kostengünstige Verarbeitungs- interdisziplinäre Arbeitsweise des SFBs ein. Ein gemeinsames werkstoffwissen- und endformnahe Formgebungsverfah- kommt auch darin zum Ausdruck, dass schaftliches Seminar wird unter dem ge- ren angestrebt. vier neu konzipierte Teilprojekte Gemein- nerellen Thema „Mikromechanik mehr- schaftsprojekte verschiedener Arbeitsbe- phasiger Werkstoffe“ angeboten. Ferner Im Projektbereich D reiche bzw. Kooperationen zwischen besteht eine Vertiefungsrichtung Mate- „Anwendungen der Mikromechanik“ TUHH und GKSS darstellen. rialwissenschaft als Modul in dem neuen werden die gewonnenen Erkenntnisse Insgesamt steht dem SFB an den betei- Studienkonzept Allgemeine Ingenieur- des SFBs für die Optimierung technischer ligten Institutionen, TUHH und GKSS, ei- wissenschaft, die im Rahmen der Interna- bzw. für die wissensbasierte Entwicklung ne gute Infrastruktur zur Verfügung, die tionalisierung des Studiums zum Zwi- neuartiger Werkstoffe und Bauteile ge- z. T. aus Mitteln des SFB verstärkt wurde. schendiplom (Bachelor of Science) führt. nutzt. Die praktischen Anwendungen Dies gilt insbesondere für die Bereiche Dieses Angebot wird durch ein eigen- sind vielfältig und überdecken die Berei- Materialherstellung durch Pulvertechno- ständiges Hauptstudium mit dem Ab- che Endoprothesen für die Medizintech- logie und Schmelzmetallurgie, chemische schluss Diplom-Ingenieur für Material- nik, Hochtemperatur-Leichtbauwerkstof- Analytik, Gefügeanalyse, Lichtmikrosko- wissenschaft bzw. durch ein internationa- fe für die Energie- und Verkehrstechnik pie, Röntgen- und Neutronenbeugung, les Master-Programm „Materials Scien- bis zu Wendeschneidplatten und Ver- Elektronenmikroskopie, Rasterkraftmikro- ce“ (in englischer Sprache) ergänzt. Das schleißschutzschichten für den Maschi- skopie sowie mechanische Prüfung bis Master-Programm ist auch in die künfti- nenbau. hin zur Bauteilprüfung. Für die Modellie- gen Studienangebote des neu gegründe- rung sind umfangreiche Erfahrungen mit ten „Northern Institute of Technology Der Sonderforschungsbereich war von Computerprogrammen auf der Basis ana- (NIT)“ integriert und wendet sich insbe- Beginn an so angelegt, dass kontinu- lytischer Ansätze, der FE-Methode und sondere an ausländische Studierende. ierlich eine thematische Verlagerung anderer numerischer Simulationstechni- Insgesamt lässt sich gut sechs Jahre der grundlagenorientierten Forschungs- ken vorhanden. Die verfügbare Rechen- nach seiner Einrichtung bereits feststel- schwerpunkte von A und B zu Projekten leistung ist kontinuierlich erweitert wor- len, dass der SFB im Sinne der allgemei- aus den Bereichen C und D mit starkem den. nen Zielsetzung der DFG eindeutig zur Anwendungsbezug erfolgen sollte. Die- Umgekehrt hat der SFB einen bedeuten- Bildung eines regionalen Schwerpunktes ses Ziel wird in der derzeitigen Förderpe- den Einfluss auf die mittel- und langfristi- in Forschung und Lehre geführt hat und riode 2000-2002 konsequent durch den gen Planungen der beteiligten Institutio- auf vielfältige Weise die lokalen Koope- Abschluss von neun Projekten und die nen in Forschung und Lehre. Nicht zuletzt rationen in der Werkstoffforschung för- Bearbeitung von acht neuen Projekten durch die Existenz des SFB hat das Institut dert. Darüber hinaus wird bereits jetzt angestrebt, die überwiegend auf den bis- für Werkstoffforschung bei GKSS seine deutlich sichtbar, dass von dem SFB ent- herigen Ergebnissen des SFBs basieren Schlüsselrolle für die langfristige Entwick- scheidende Impulse für die Entwicklung und zudem die Bereiche Fertigungstech- lung der GKSS in Richtung eines technolo- der Werkstoffforschung und -technologie nik und Elektrotechnik der TUHH in den gisch orientierten Helmholtz-Zentrums er- im norddeutschen Raum ausgehen. SFB integrieren. Damit gewinnt der SFB heblich stärken können. Als wichtigste (Rüdiger Bormann) ein deutlicher anwendungsorientiertes neue Entwicklungen sind das 1996 bei Profil. GKSS gegründete „Werkstoffanwen- In den letzten Jahren hat sich eine enge dungs- und Technologiezentrum (WATZ)“ Zusammenarbeit der beteiligten Wissen- und die Gründung eines dritten Ge- schaftler entwickelt. Auf der Basis ge- schäftsbereichs „Werkstofftechnologie“ meinsamer wissenschaftlicher Fragestel- zu nennen. Beide Einrichtungen sollen die lungen und Methoden haben sich vielfäl- Umsetzung von Forschungsergebnissen in tige Kooperationen zwischen den Teil- technische Anwendungen forcieren. 65 Forschergruppe „Submillimeterwellen-Schaltungstechnologie“ SPECIAL

Im September 1998 wurde an der TU elektrischen Eigenschaften noch nicht beliebig hohe Frequenzen (d.h. auch für von der Deutschen Forschungsgemein- bekannt ist. Daneben gibt es ein weiteres Laser-Oszillatoren) gelöst. Die einzelnen schaft (DFG) die Forschergruppe „Sub- großes Problem: das Fehlen ausreichend Quellen werden in einem Matrixschema millimeterwellen-Schaltungstechnolo- großer elektrischer Signalleistungen. Sol- im freien Raum angeordnet und strahlen gie“ für einen Zeitraum von sechs bis che Leistungen müsste mit Halbleiter- auf ein transparentes dielektrisches oder acht Jahren eingerichtet. Ihr gehören quellen wie Transistoren erzeugt werden. metallisches Gitter, das in seiner Periodi- die Arbeitsbereiche Hochfrequenztech- Da die Leistung einzelner Transistoren zu zität ein genaues Abbild der Quellenma- nik und Halbleitertechnologie sowie niedrig ist, wurde vor mehr als 30 Jahren trix darstellt. Die Oberfläche des Gitters die beiden Institute für Hochfrequenz- das Prinzip der Leistungsaddition vor- erhält dann eine reliefartige Struktur aus technik der Universität Erlangen-Nürn- geschlagen. Dabei wird in einer geeig- parallel verlaufenden Gräben, wodurch berg und der Technischen Hochschule neten Schaltung die Leistung von vielen die beliebig vielen Einzelstrahlen ohne Darmstadt an. Halbleiterquellen summiert und einem Verluste zu einem einzigen Summen- einzigen Ausgangstor der Summierschal- strahl zusammengefasst werden. Das Innerhalb der ersten Arbeitsphase von tung zugeführt. Die dazu bekannten Problem ist dabei die rechnergestützte drei Jahren werden sechs Forschungsvor- Schaltungsprinzipien versagen jedoch Erzeugung dieser Struktur, für die die haben bearbeitet, davon vier in Harburg sämtlich bei Miniaturisierung und sind bekannten Verfahren der Elektromagne- und je eins in Erlangen und Darmstadt. damit im Submillimeterwellenbereich tischen Theorie versagten. Eine Lösung Das Ziel dieser Forschergruppe ist es, den nicht anwendbar. dazu bietet erstmals die genannte Disser- Frequenzbereich der Submillimeterwellen In diesem Frequenzbereich warten tation, die wegen ihrer außergewöhnlich (der sich nach geläufiger Definition von jedoch viele lohnende und teilweise faszi- großen wissenschaftlichen Kreativität 100 bis 1000 Milliarden Hertz erstreckt) nierende technische Anwendungen auf und zukünftigen technischen Bedeutung für technische Anwendungen zu er- ihre Verwirklichung: die Überwachung mit dem „Preis der Norddeutschen Me- schließen, nachdem er bis heute lediglich der terrestrischen Umwelt und der At- tall- und Elektroindustrie 1999“ ausge- für naturwissenschaftliche Anwendungen mosphäre, die Wetterbeobachtung und zeichnet wurde. (Radioastronomie) genutzt wird. Der dar- -vorhersage, die Klimaforschung, die Be- Auf die beschriebene Idee aufbauend unter liegende Frequenzbereich der Milli- obachtung der Ozonschicht, messtechni- wird in der Forschergruppe eine elek- meterwellen ist bereits weitgehend für sche Anwendungen für die Steuerung trisch hochwertige und für Massenan- technische Anwendungen erschlossen, von Werkzeugrobotern, die Kommunika- wendungen kostengünstig herzustellen- z.B. für Nachrichtenverbindungen über tion zwischen Satelliten, von denen Hun- de Schaltungstechnik für den Submillime- Fernmeldesatelliten und Radar-Systeme derte in einem erdumspannenden Netz terwellenbereich entwickelt. Die in den für die Wetterbeobachtung, zur Abbil- für künftigen Mobilfunkverkehr geplant aufgezählten Anwendungen benötigten dung der Erdoberfläche und zur Um- sind, die Einrichtung von sogenannten Mess- und Nachrichtensysteme bestehen weltüberwachung. Außerdem gibt es mikrozellularen Kommunikationsnetzen, sämtlich aus Sender und/oder Empfän- diverse industrielle und medizinische wobei die einzelnen Zellen und Zellen- ger, in denen die Funktionen Schwin- Anwendungen. Millimeterwellensysteme komplexe durch Glasfasern miteinander gungserzeugung, Modulation, Empfang sind klein, leicht, für die Massenprodukti- verkabelt sind, während der Verkehr zwi- und Weiterverarbeitung von Halbleiter- on geeignet und damit kostengünstig schen den Basisstationen der einzelnen bauelementen ausgeführt werden müs- herzustellen. Ihre elektrischen Eigen- Zellen und der sich in ihnen bewegenden sen. Diese Schaltungen werden in zwei schaften, wie die Empfindlichkeit von „Mobilstationen“ über eine drahtlose Teile getrennt: die eigentlichen Halterun- Nachrichtenempfängern, die Reichweite Funkverbindung bei den hohen Frequen- gen der Halbleiter-Bauelemente und in von Sendern, die Genauigkeit und Auflö- zen der Submillimeterwellen hergestellt die sogenannte passive Schaltung zur sung bei der messtechnischen Bestim- wird, und zahlreiche weitere Anwendun- Signalformung und -beeinflussung. Beide mung vielfältiger physikalischer Größen, gen. Aufgabengebiete werden von der TUHH sind häufig konkurrenzlos. Deren künftige Einführung soll durch wahrgenommen. Zur Halterung der Bau- Anders stellt sich die Situation dagegen die grundlegenden Untersuchungen der elemente werden mit den Hilfsmitteln im Frequenzbereich der Submillimeter- Forschergruppe vorbereitet werden. Aus- der Mikrosystemtechnik planare Viel- wellen dar: Wegen der um den Faktor 10 gangspunkt dazu ist eine genial einfache schichtstrukturen entwickelt, die in der höheren Frequenz und damit um den Idee, die von Mahmoud Shahabadi in Fachsprache auch Membrantechnologie Faktor 10 geringeren Abmessungen er- seiner 1998 am Arbeitsbereich Hoch- genannt werden. Es handelt sich dabei geben sich so stark miniaturisierte Schal- frequenztechnik abgeschlossenen Disser- um superdünne Schichten, auf denen tungen, dass eine kostengünstige Tech- tation entwickelt wurde. Sie hat das photolithographisch Metallstrukturen zur 66 nologie mit vergleichbar hervorragenden Problem der Leistungsaddition sogar für Aufnahme der winzigen Halbleiter-Bau- SPECIAL

elemente definiert werden. Deren Aus- lung betreffen, gerade junge Menschen gangssignale werden an die passiven faszinieren und so helfen, die Schönhei- Schaltungen gekoppelt, in denen quasi- ten einer Disziplin zu entdecken, die na- optisch mit Gitterstrukturen und Spiegeln turwissenschaftlich breit fundierte ingeni- die diversen Schaltungsfunktionen rea- eurwissenschaftliche Grundlagen er- lisiert werden. So werden Oszillatoren, forscht. Verstärker, Frequenzvervielfacher, Mi- (Klaus Schünemann) scher, Filter und Signalteiler bzw. -addie- rer aufgebaut. Begleitend dazu müssen einige Halbleiter-Bauelemente für diesen hohen Frequenzbereich erst noch ent- wickelt werden. Das ist Aufgabe des Partners in Darmstadt sowie eines ge- meinsamen Vorhabens zwischen der TUHH und dem DaimlerChrysler For- schungszentrum in Ulm. Die für die Schaltungsentwicklung benötigten Mess- mittel werden schließlich von dem Part- ner in Erlangen entwickelt. Die Arbeiten der Forschergruppe wer- den einen der letzten unerforschten Be- reiche des elektromagnetischen Spek- trums den technischen Anwendungen er- schließen. Von ihrem Charakter wie von ihrer Zielsetzung her bieten sie dem wis- senschaftlichen Nachwuchs sowie Inge- nieurinnen und Ingenieuren besonders faszinierende Aufgaben: Zum einen sind grundlegende und damit besonders an- spruchsvolle Arbeiten auf den Gebieten der Elektromagnetischen Theorie, Mikro- systemtechnik, Hochfrequenz- Schal- tungstechnik und Hochfrequenz-Mess- technik durchzuführen, die von den Dok- toranden große Kreativität erfordern und zu einem besonders hohen Ausbildungs- stand führen werden. Gleichzeitig bieten diese Arbeiten eine Fülle von Teilprojek- ten für Diplomierende, um die später im Beruf vorausgesetzten Kenntnisse über Entwurf, Aufbau oder Messung einer Komponente oder eines kleinen Systems unter herausfordernden Randbedingun- gen zu erlernen und zu üben. Diese an einem Forschungsbeispiel erlernten Ver- fahren sind im Berufsleben auf die dann kommerziellen Anwendungen direkt zu übertragen. Zum anderen sollten die An- wendungen, die in ihrer überwiegenden Mehrzahl gesellschaftlich relevante Pro- blemstellungen von zum Teil höchster Bedeutung für die zukünftige Entwick- 67 Graduiertenkolleg „Biotechnologie“ SPECIAL

Graduiertenkollegs (GK) werden seit Das während der Laufzeit des GK mit Das GK fördert und unterstützt die 1990 als Einrichtungen der Hochschu- den Doktorandinnen und Doktoranden schnelle Vorstellung der Ergebnisse der len zur Ausbildung des graduierten weiter entwickelte Studienprogramm be- Promotionsarbeiten auf wissenschaftli- wissenschaftlichen Nachwuchses für steht aus einem einsemestrigen Kursteil, chen Tagungen und Kongressen. Im maximal neun Jahre von der Deutschen der im ersten Jahr der Promotion absol- Durchschnitt haben die Doktorandinnen Forschungsgemeinschaft (DFG) geför- viert werden muss. Dieser wurde unab- und Doktoranden während der Promoti- dert. In diesen Einrichtungen haben hängig vom normalen Studienbetrieb in onszeit an mindestens zwei Tagungen im Doktorandinnen und Doktoranden die Blockveranstaltungen durchgeführt. Die In- und Ausland aktiv mit eigenen Beiträ- Möglichkeit, ihre Arbeit im Rahmen ei- interdisziplinäre Arbeitsweise im GK wird gen teilgenommen. Die Qualität und nes koordinierten, von mehreren Hoch- gezielt gefördert durch die regelmäßigen Originalität der wissenschaftlichen Er- schullehrern getragenen Forschungs- Treffen der Doktorandinnen und Dokto- gebnisse in den Doktorarbeiten wird programms durchzuführen. Sie werden randen mit den Dozenten bei den Exkur- auch dadurch dokumentiert, dass inzwi- über die Betreuung durch einzelne sionen und Workshops, in denen minde- schen in mehr als 70 Veröffentlichungen Hochschullehrer hinaus in die For- stens einmal jährlich der Stand der Pro- in international referierten wissenschaftli- schungsarbeit der am Kolleg beteilig- motionen vorgestellt und diskutiert wird, chen Zeitschriften erschienen sind. ten Einrichtungen einbezogen. Das zu- sowie durch die Seminare während der (Volker Kasche) sätzliche Angebot eines systematisch gesamten Promotionsphase. Dieses be- angelegten Studienprogramms gewähr- reitet auf Tätigkeiten im Berufsfeld Bio- leistet zudem eine fundierte Einführung technologie vor, in dem Wissenschaftle- in und ein breiteres Verständnis für rinnen und Wissenschaftler aus unter- den Wissenschaftszweig, in dem die schiedlichen natur- und ingenieurwissen- Arbeit entsteht. Die interdisziplinäre schaftlichen Fachdisziplinen zusammen- Ausrichtung ist ein wesentliches Ziel arbeiten und Forschungsthemen ange- des Forschungs- und Studienpro- hen müssen. gramms. Für ihre Forschungsarbeit haben die Doktorandinnen und Doktoranden ne- In dem von der TUHH und der Univer- ben den beiden Betreuern ihrer Promo- sität Hamburg getragenen und von der tionen im GK mehrere Ansprechpartner, TUHH koordinierten interdisziplinären um die fachlichen Probleme zu diskutie- GK Biotechnologie haben bisher 38 Bio- ren und zu lösen. Dieses wurde von ih- loginnen und Biologen, Chemikerinnen nen in dem interdisziplinär angelegten und Chemiker sowie Verfahrenstechnike- Forschungsprogramm rinnen und -techniker promoviert. Von den bisherigen Absolventinnen und Ab- ■ Anwendung, Charakterisierung und solventen sind mehr als 50 Prozent in der Optimierung von Zellen und Enzymen Industrie, rund 20 Prozent in Universitä- für die Herstellung von Bioprodukten ten und rund 15 Prozent im öffentlichen und in der Umweltbiotechnik sowie Dienst beschäftigt, drei haben sich selbst- ändig gemacht. ■ Optimierung der Produktion, Gewinnung und Entsorgung von Bioprodukten mit Enzymen oder Zellen in Bioreaktoren und Auf- arbeitungsanlagen genutzt.

68 SPECIAL Graduiertenkolleg „Meerestechnische Konstruktionen“

Meerestechnische Konstruktionen sind Bei meerestechnischen Konstruktionen Die genannten Forschungsschwerpunkte sowohl in küstennahen Bereichen als treffen viele Gebiete zusammen, die so- sind inhaltlich eng miteinander gekop- auch auf offener See anzutreffen. Be- wohl Grundlagencharakter haben als pelt. Sie lassen sich nur durch eine kannte Beispiele sind Küstenbefesti- auch anwendungsorientiert sind. Über- Zusammenarbeit aller Kollegiaten umfas- gungsanlagen und Offshore-Bauwerke geordnetes Ziel des Forschungspro- send lösen. So sind der Entwurf und die wie Bohrplattformen oder Ölförderein- gramms ist daher die fachübergreifende Konstruktion sowie die Schadensbeurtei- richtungen. Ziel des Graduiertenkol- Zusammenarbeit verschiedener Arbeits- lung meerestechnischer Konstruktionen legs ist es, einen Beitrag zur Lösung bereiche. Mathematiker und Ingenieure nicht möglich ohne die Kenntnis der fluid- von Problemen zu leisten, die bei mee- arbeiten eng zusammen, wenn es darum dynamischen Beanspruchung und des restechnischen Konstruktionen auftre- geht, neue Modelle zu entwickeln, diese dynamischen Verhaltens dieser Bauwerke ten. Das seit Februar 1995 von der mathematisch zu beschreiben und in nu- im Wasser. Zudem sind leistungsfähige Deutsche Forschungsgemeinschaft ge- merische Rechenverfahren umzusetzen. mathematische Algorithmen erforderlich, förderte Kolleg ist für einen Zeitraum Einen besonderen Stellenwert hat dabei die eine rechnerische Untersuchung rea- von insgesamt neun Jahren konzipiert. die experimentelle Validierung unter ler Konstruktionen zulassen. Berücksichtigung von neueren Entwick- Die Forschungsarbeiten der Kollegiaten Eine Gruppe von acht hochqualifizierten lungen auf dem Gebiet der Fügetechnik werden durch ein auf die Bedürfnisse des Stipendiaten mit Abschlüssen der Ingeni- sowie der Mess- und Regelungstechnik. Graduiertenkollegs abgestimmtes Studi- eurwissenschaften und der Mathematik enprogramm unterstützt. Es werden ge- hat zur Zeit die Möglichkeit, sich im Rah- Die Forschungsschwerpunkte des Kollegs zielt Seminare und Vorlesungen angebo- men des Graduiertenkollegs weiterzubil- wurden wie folgt festgelegt: ten, die zum Teil von externen Experten den und auf die Promotion vorzuberei- aus Forschung und Industrie, aber auch ten. Aufgrund des großen Spektrums der ■ Fluiddynamische Beanspruchung, von den Kollegiaten selbst, abgehalten Forschungsthemen wurde weiteren wis- ■ Dynamisches Verhalten, werden. Bei der Ausbildung wird beson- senschaftlichen Mitarbeitern die aktive ■ Schadenserkennung, deres Gewicht auf das Erkennen von Mitarbeit im Kolleg ermöglicht. Diese ■ Schadensbeurteilung und -beseitigung. Systemzusammenhängen, auf den Ein- nehmen an den angebotenen Veranstal- satz modernster Rechner, auf das Erler- tungen teil und tragen zu einer deutli- nen und Weiterentwickeln zugehöriger chen Erweiterung des Forschungspro- Rechentechniken sowie auf das Arbeiten gramms bei. mit Programmsystemen im Zusammen- hang mit Konstruktion, Werkstofffragen, Schadensforschung, Betriebsfestigkeit, Robotik, Hydrodynamik und Gründung gelegt. Es ist mit einem weltweit steigenden Reparaturbedarf im Bereich der meeres- technischen Konstruktionen zu rechnen; aber auch der Rückbau von Offshore- Bauwerken wird in den nächsten Jahren erheblich zunehmen. Daher gilt es, nicht nur aus wissenschaftlichen Erwägungen heraus, die einschlägigen Methoden wei- terzuentwickeln. Das Ergebnis ist wissen- schaftlicher Fortschritt, Gewinn von inge- nieurmäßiger Erfahrung und eine Verbes- serung der deutschen Wettbewerbssitua- tion auf dem Gebiet der Meerestechnik. (Otto von Estorff)

69 Anschriften und Autoren SPECIAL

Vizepräsident Forschung Autorenverzeichnis (alphabetisch): der TUHH Prof. Dr.-Ing. Joachim Werther Anschrift soweit nicht Tel. ++49 40 42878-3039, Fax: -2678, besonders ausgewiesen: [email protected] TUHH 21071 Hamburg Vorstandsbereich Forschung Telefon (040) 428 78-0 Dr. Johannes Harpenau www.tu-harburg.de Tel. ++49 40 42878-3574, Fax: -4166, [email protected] Prof. Dr. rer. nat. Rüdiger Bormann Prof. Dr.-Ing. Gerd Brunner Forschungsschwerpunkte Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Calmano der TUHH Prof. Dr.-Ing. Udo Carl Prof. Dr.-Ing. Otto von Estorff Forschungs- Sprecher Dr. Johannes Harpenau schwerpunkt (gewählt bis 3/2002) Prof. Dr. Volker Kasche Prof. Dr.-Ing. Alfons Kather FSP 1 Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Calmano Dipl.-Ing. Dr. mont. Eva-Maria Kern Stadt, Umwelt Tel.: ++49 40 42878-3108, Fax: -2315 Prof. Dr. rer. pol. Wolfgang Kersten und Technik [email protected] Prof. Dr. rer. nat. Ulrich Killat Prof. Dr.-Ing. Eckhard Kutter FSP 2 Prof. Dr.-Ing. Udo Carl Prof. Dr. rer. pol. Dieter Läpple Systemtechnik Tel.: ++49 40 42878-8201, Fax: -8270 Dr. Michael Lübbehusen, Sören Denker [email protected] MAZ Mikroelektronikanwendungszentrum FSP 3 Prof. Dr.-Ing. Edwin Kreuzer Harburger Schloßstr. 6-12 Bautechnik und Tel. ++49 40 42878-3020, Fax: -2028 21079 Hamburg Meerestechnik [email protected] Tel. 76629-0 www.maz-hh.de FSP 4 Prof. Dr. Heinrich Voß Prof. Dr.-Ing. Gerhard Matz Informations- und Tel. ++49 40 42878-3279, Fax: -2696 Prof. Dr.-Ing. Heinrich Mecking Kommunikationstechnik [email protected] PD Dr. habil. Michael Morlock Prof. Dr.-Ing. Jörg Müller FSP 5 Prof. Dr.-Ing. Klaus Rall Prof. Dr.-Ing. Christian Nedeß Werkstoffe - Tel. ++49 40 42878-3034, Fax: -2500 Prof. Dr.-Ing. Ralf Otterpohl Konstruktion - Fertigung [email protected] Prof. Dr.-Ing. Joseph Pangalos Prof. Dr.-Ing. Jürgen Pietsch Impressum FSP 6 Prof. Dr.-Ing Jobst Hapke Dr.-Ing. Ralf Pörtner Herausgeber: Präsident der Verfahrenstechnik Tel. ++49 40 42878-3048, Fax, -2938 Prof. Dr.-Ing. Klaus Rall Technischen Universität Hamburg-Harburg und Energieanlagen [email protected] Dr. rer. pol. Dirk Schubert Redaktion: Rüdiger Bendlin, Johannes Harpenau, Ingrid Holst Prof. Dr.-Ing. Klaus Schünemann Tel. (040) 42 878 - 34 58; Gemeinsame Verwaltung der Prof. Dr.-Ing. Lars Sjöstedt Assistenz: Katharina Braack-Jeorgakopulos, Britta Bünning, Kerstin Worobiow Forschungsschwerpunkte Prof. Dr.-Ing. Rainer Stegmann Gestaltung: Kerstin Schürmann, formlabor, Schlossmühlendamm 32 Dr. rer. nat. Helmut Thamer Fotos: Roman Jupitz, DaimlerChrysler Aerospace Airbus GmbH; Titelfotos: Roman 21073 Hamburg TUHH-Technologie GmbH Jupitz, Druck: Schüthe Druck; Günter Lindhauer (FSP1-3) Schellerdamm 4 Anzeigen: Marketing der TUHH, Tel. (040) 42 878 - 3085/-34 58 Tel. ++49 40 42878-3096 21079 Hamburg Erscheinungsdatum: [email protected] Tel. 766180-81 Juli 2000, Auflage 6.000 Namentlich gekennzeichnete Artikel Herbert Stöhr (FSP 4-6). Prof. Dr. Friedrich Vogt erscheinen in Verantwortung der Autoren. Tel. ++49 40 42878-3097 Prof. Dr.-Ing. Joachim Werther Abdruck honorarfrei, Belegexemplar erbeten. Technische Universität Hamburg-Harburg, 70 [email protected] Prof. Dr.-Ing. Knut Wichmann 21071 Hamburg, www.tu-harburg.de