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Cluster Mechatronik & Automation
Vorausdenken.
Vernetzen.
Vorantreiben.
Der Cluster Mechatronik & Automation ist der Transferdienstleister zum Thema Produktion für die bayerischen Akteure aus Wirtschaft und Wissenschaft.
Wir vereinen umfassendes Know-how mit einem lebendigen und belastbaren Netzwerk aus engagierten Akteurinnen und Akteuren, die in unterschiedlichsten Bereichen der digitalen und industriellen Transformation aktiv sind. Dabei setzen wir auf den intensiven Austausch von Erfahrungen, die gezielte Förderung innovativer Ideen und die aktive Mitgestaltung zukunftsweisender Entwicklungen. Unser Netzwerk lebt von der Vielfalt der Perspektiven und der gemeinsamen Vision, Fortschritt nachhaltig und praxisnah zu gestalten.
Durch diese enge Zusammenarbeit schaffen wir ein Umfeld, in dem kreative Impulse entstehen und neue Lösungsansätze gefördert werden. Wir unterstützen Unternehmen, Organisationen und Initiativen dabei, die Herausforderungen der digitalen Transformation zu meistern und gleichzeitig Chancen zu erkennen und zu nutzen.
Der Cluster Mechatronik & Automation bündelt die Kompetenzen aus den Themenfeldern:
Trends:
- Eingebettete & casespezifische KI: KI wird zunehmend nicht nur als „nice-to-have“, sondern fest in Produktionsprozesse integriert — z. B. zur Qualitätskontrolle, Predictive Maintenance oder Echtzeit-Optimierung.
- Generative KI / automatisiertes Design: Einsatz von KI-Modellen, um Produktentwürfe schneller zu generieren und zu optimieren, etwa hinsichtlich Materialeinsatz oder Leichtbau.
- Digitale Zwillinge & Simulation: Virtuelle Nachbildungen von Produktionsanlagen oder -prozessen werden wichtiger zur Szenarioplanung, Optimierung, Simulation von Änderungen ohne reale Unterbrechung.
- Edge-AI + IoT-Integration: Daten werden zunehmend nahe an der Quelle (Maschi-nen, Sensoren) verarbeitet, um Latenz zu verringern, Echtzeitkontrolle zu ermöglichen und Bandbreite/Datentransport zu sparen.
- Operative KI-Systeme: Systeme, die nicht nur Vorhersagen machen, sondern in Produktionslinien eingreifen oder Parameter automatisch anpassen (adaptive Steuerung).
Herausforderungen:
- Datenqualität, Datenverfügbarkeit und Silos.
- Fähigkeiten/Berufsbilder verändern sich – Produktionsteams brauchen mehr Kenntnisse in Datenanalyse, KI-Tooling.
- Sicherheit und Robustheit: Wie schützt man KI-Systeme gegen Angriffe, Fehler und unbeabsichtigte Folgen?
- Skalierung und Integration in bestehende Systeme.
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Trends:
- Hyperautomation: Kombination von robotergestützten Automatisierungslösungen, RPA, KI und Analytik, um möglichst viele Prozesse (produktiv, administrativ) zu automatisieren.
- MES/SCADA / Echtzeitüberwachung: Moderne Prozessautomatisierung setzt verstärkt auf Systeme, die Produktionsprozesse in Echtzeit steuern und überwachen.
- Verkürzte Durchlaufzeiten & Reaktionsfähigkeit: Just-in-time / Just-in-sequence Anforderungen, höhere Variantenvielfalt, Nachfrage nach kürzeren Lieferzeiten verlangen flexiblere Automationsprozesse.
- Nachhaltigkeit & Ressourceneffizienz: Automatisierung, um Material- und Energieverbrauch zu senken, Abfall zu reduzieren, und Prozesse effizienter zu gestalten.
Herausforderungen:
- Komplexität steigt — Automatisierte Prozesse müssen mit Vielfalt an Produkten, Komponenten, Lieferketten umgehen.
- Hohe Initialkosten; ROI muss klar sein besonders für KMU.
- Integration alter und neuer Systeme, Standardisierung.
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Trends:
- Elektrifizierung und Effizienzsteigerung: Anspruch an effizientere Antriebe (weniger Verluste, besseres Energiemanagement, Rückspeisung).
- Integration von Sensorik & Intelligenz: Antriebe mit integrierten Sensoren, Überwachung (Temperatur, Vibration), Selbstdiagnose.
- Leichtbau & kompakte Bauformen: Reduzierte Masse, kompaktere Gehäuse, optimierte Kühlung etc., insbesondere relevant bei mobilen Systemen oder in Fahrzeugen.
- Modularität & flexible Antriebe: Universelle Antriebsmodule oder modulare Systeme, die in verschiedenen Konfigurationen verwendet werden können.
- Regenerative Antriebe & hybride Systeme: Kombinationen etwa mit elektrischen, hydraulischen oder pneumatischen Komponenten, ggf. Rückgewinnung von Energie.
Herausforderungen:
- Thermische Probleme & Kühlung bei hoher Leistung.
- Materialien und Fertigungstechniken (z. B. Beschichtungen, Präzision) müssen auch mit steigender Komplexität und höheren Anforderungen umgehen.
- Zuverlässigkeit, Lebensdauer, Wartbarkeit.
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Dr. Andreas Hackner,
Trends:
- Mobility + Cobots: Mobile Cobots (bewegliche Basen + kollaborative Greifarme) gewinnen an Bedeutung. Sie erweitern das Einsatzgebiet über stationäre Arbeitsplätze.
- Einfache Programmierung & Adaptivität: Cobots werden benutzerfreundlicher, mit intuitiveren Interfaces, KI-gestützter Planung und Adaptivität (z. B. Lernfähigkeit, einfacher Umbau).
- Sicherheit & Zusammenarbeit Mensch-Roboter: Neue Sicherheitskonzepte, Beachtung ergonomischer Aspekte, sicherere Sensorik (z. B. Abstandserkennung, Kollisionsvermeidung).
- Einsatz in Bereichen mit Fachkräftemangel: Cobots helfen, Engpässe bei Arbeitskräften abzufedern, indem sie Aufgaben übernehmen, die repetitiv oder körperlich belastend sind.
- Digital Twins & Simulation auch in Robotik: Vor Planung und Betrieb, zur Validierung, um Zykluszeiten, Bewegungen und Layouts zu optimieren.
Herausforderungen:
- Sicherheit (physisch und IT) bei direkter Zusammenarbeit mit Menschen.
- Flexibilität vs. Komplexität: Schneller Einrichtung, aber viele Einsatzfälle erfordern Anpassungen.
- Kosten- und Wartungsaufwand, vor allem bei beweglichen Einheiten.
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Dr. Andreas Hackner,
Trends:
- IT-OT Konvergenz & Sichtbarkeit: Viele Betriebe verbinden mehr und mehr ihre Produktion (OT) mit IT-Netzwerken. Damit steigt die Angriffsfläche. Sichtbarkeit über beide Bereiche hinweg (Monitoring, Logging) wird wichtiger.
- Zero-Trust-Architekturen in Produktionsnetzwerken und OT. Jeder Zugriff wird geprüft, nicht mehr „alles innerhalb des Netzwerks wird vertraut“.
- Regulatorik & Compliance: Neue Gesetze und Vorschriften (z. B. EU-weiter Cyber Resilience Act, NIS2, IEC 62443) erzwingen strengere Sicherheitsanforderungen.
- Sicherheits-Hard- & Firmwaremaßnahmen: Stärkere Authentifizierung, Verschlüsselung, sichere Boot-Prozesse, Hardware Security Modules (HSM), etc. Auch der Schutz von Firmware und Komponenten gegen Manipulation.
- Ransomware und Supply Chain Angriffe: Produktionsanlagen sind häufiger Ziel von Ransomware, Angriffe über Zulieferer oder vernetzte Drittanbieter nehmen zu.
Herausforderungen:
- Alte Systeme und Geräte mit veralteten Protokollen, die nicht ursprünglich für vernetzte Umgebungen ausgelegt wurden.
- Fachkräftemangel im Bereich Sicherheit, besonders OT-Security.
- Balance zwischen Sicherheit und Verfügbarkeit / Performance – Produktionsanlagen sollen möglichst laufen, aber Sicherheit darf nicht zu großem Mehraufwand führen.
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Trends
- Automatisierte AM-Zellen & Robotik
- Integration von Robotern für Handling, Aufbau und Nachbearbeitung.
- AM wird Teil vernetzter Fertigungsstraßen.
- In-Situ-Monitoring & Digitale Zwillinge
- Sensorik + KI ermöglichen Prozessüberwachung in Echtzeit.
- Ziel: gleichbleibende Qualität und Selbstregelung.
- KI & Design for AM (DfAM)
- KI-gestützte Topologieoptimierung und Parametersteuerung.
- Funktionsintegration statt klassischer Baugruppen.
- Mehrmaterial & Embedded Functionality
- Kombination von Struktur- und Funktionsmaterialien (Sensorik, Leiterbahnen).
- Schaffung echter mechatronischer Bauteile „aus dem Drucker“.
- Skalierung & Nachhaltigkeit
- Fokus auf Serienfähigkeit, Materialeffizienz und Recycling.
Herausforderungen
- Prozessstabilität & Reproduzierbarkeit
- Schwankungen zwischen Anlagen und Chargen erschweren Serienfertigung.
- Post-Processing & Durchsatz
- Nachbearbeitung bleibt Engpass — Automatisierung ist entscheidend.
- Material- & Qualifizierungsaufwand
- Begrenzte Werkstoffvielfalt, hohe Prüfkosten, Normen fehlen teils noch.
- Systemintegration
- Schnittstellen zu Robotik, MES/ERP und Sicherheitsstandards oft uneinheitlich.
- Kompetenzen & Wirtschaftlichkeit
- Bedarf an interdisziplinärem Know-how (AM + Automatisierung + Datenanalyse).
- Hohe Investitionen, ROI nur bei durchdachtem Use-Case.
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Partnerpaket mit Mehrwert für Industrie 4.0 und Digitalisierung
Mit dem Partnerpaket bietet der Cluster Mechatronik & Automation Unternehmen und wissenschaftlichen Einrichtungen ein gesondertes Dienstleistungsangebot rund um Innovationen und vielen zusätzlichen Vorteilen im Bereich Mechatronik & Automation. Werden Sie Mitglied in einem starken Netzwerk und sichern Sie sich Ihre Vorteile.
Jahresreports des Cluster Mechatronik & Automation
Transformation als neue Normalität
Der Cluster gibt neue Impulse aus der Welt der Mechatronik und Automation. Als Tor zwischen digitaler und realer Welt ermöglicht Mechatronik die Nutzung der Digitalisierung und Künstlichen Intelligenz in technischen Systemen. Das gilt nicht nur für die industrielle Produktion, sondern beispielsweise auch für Lösungen in den Bereichen Mobilität, Gesundheit oder Energie.
Der Clusterbeirat
Rainer Brem,
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Entdecken Sie die ganze Vielfalt der bayerischen Clusterlandschaft und finden Sie auch in anderen Branchen und Technologiefeldern genau die Partner, die Ihre Ideen, Projekte und Technologien weiterbringen.
Ob Mittelstand, Forschung oder Industrie – auf der Cluster-Überblicksseite des Bayerischen Staatsministeriums für Wirtschaft, Landesentwicklung und Energie erhalten Sie einen umfassenden Einblick in alle Cluster, Partnernetzwerke und die zentralen Akteure hinter Bayerns Innovationsdynamik.
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Digitalisierungs- & Nachhaltigkeitsstrategie
Mit der Vision 2025 verfolgt der Cluster Mechatronik & Automation eine Strategie, die Digitalisierung und nachhaltige Entwicklung in der bayerischen Produktion vorantreibt – und dabei den ganzheitlichen Ansatz der Cross Transformation umsetzt.
Wir sind für Sie da!
Kommen Sie mit unserem Cluster-Management ins Gespräch. Hier sind unsere Ansprechpartner für Sie:
Clusterleitung
Dr. Andreas Hackner,
Cluster-Sprecher
Prof. Dr. Gordon Rohrmair,
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