Eine Studie der SATW legt den Schluss nahe, dass viele Schweizer KMU an Innovationskraft verlieren. Eine beunruhigende Entwicklung für unser Land mit seiner grossen Industrietradition. Was lässt sich dagegen unternehmen? Bernhard Braunecker, Vizepräsident der Schweizerischen Physikalischen Gesellschaft und Mitglied des Wissenschaftlichen Beirats der SATW, gibt eine Antwort.
Die von der SATW im Sommer 2018 präsentierte Studie zur «Innovationskraft der Schweizer Industrie 1997–2014: Neu bewertet», die sie basierend auf Daten der Konjunkturforschungsstelle (KOF) der ETH Zürich realisierte, lässt besorgniserregende Trends in der Schweizer Industrie erkennen. So verlieren diejenigen Branchen und Firmen, die wenig in F&E investieren, stärker als erwartet an Innovationskraft. Betroffene Firmen haben früher in solchen Situationen Technologien hinzugekauft, doch das scheint immer weniger eine praktikable Lösung in Zukunft zu sein. Die zunehmende Komplexität moderner Technologien erfordert eine intensivere Verinnerlichung der Grundlagen, um konkurrenzfähige Produkte herstellen zu können.
Betrachtet man, welchen Technologien in den nächsten Jahren besondere Bedeutung in der Industrie zukommen wird, so sind dies beispielsweise die auf Quantenphysik beruhenden Ansätze der modernen Photonik, wo einerseits Mikrochips geeignet moduliertes Laserlicht für Fertigungssensoren und in der Datenkommunikation emittieren und entsprechende elektronische Methoden bereits jetzt schon deutlich an Leistung übertreffen, und wo andererseits grossvolumige Lasersysteme in der Materialbearbeitung immer mehr mechanische Bohr- und Fräsanlagen ersetzen. Ein von Swissmem unter Mithilfe von SATW-Experten erstelltes White Paper zeigt das sehr grosse Anwendungspotential auf. Von ähnlich grosser Bedeutung für Fertigungsprozesse in der Industrie 4.0 sind auch sogenannte «cyber-physische Produktionssysteme». Man versteht darunter, dass die gesamte reale Produktionskette digital modelliert wird, wobei die Modellparameter so lange optimiert werden, bis realer und digitaler Produktionsablauf einander quantitativ entsprechen. Das Verfahren geht weiter als die bislang übliche Computersimulation der Abläufe: Es erhöht signifikant die Effizienz und die Robustheit in der Fertigungskette, verlangt aber ein profundes Verständnis der physikalischen Modellannahmen durch den industriellen Anwender.
Braucht daher eine hoch industrialisierte Nation, deren Prosperität vor allem von KMU getragen wird, ein stärkeres und durchgehendes Physikverständnis auch ausserhalb von Forschungsinstitutionen? Die Schweizerische Physikalische Gesellschaft SPG, Mitgliedgesellschaft der SATW, wollte es genau wissen und bat sieben Industriephysiker aus Schweizer HighTech-Firmen der Sparten Analytik, Energietechnik, Mikrooptik, Motorenbau, Patentwesen, Röntgensysteme und Satellitenkommunikation um Antworten auf entsprechende Fragen. Alle sieben bejahten die Notwendigkeit, bei neuartigen Technologien die physikalischen Grundlagen zu verstehen, um sie optimal einzusetzen wie der Bericht der SPG (nur Englisch) zeigt.
Doch wie kann man physikalisches Know-how generell bei KMU etablieren? Eine naheliegende Möglichkeit wäre, dass die Fachhochschulen als deren engste externe Entwicklungspartner neben ingenieurwissenschaftlichem Wissen vermehrt auch neueste Methoden der angewandten Wissenschaften aus Biologie, Chemie, Physik etc. in ihr Aus- und Weiterbildungsangebot aufnehmen. Die schweizerischen Akademien könnten dabei eine vermittelnde Rolle im Wissenstransfer via Fachhochschulen an die KMU spielen: in den Fachgesellschaften, die Teile ihres Netzwerks sind, ist viel Expertenwissen vorhanden, es müsste allerdings in noch zu definierender Weise abgerufen werden. Zudem besitzen die Akademien die entsprechenden Strukturen, um das ihnen zugetragene Expertenwissen hinsichtlich industrieller Relevanz zu beurteilen und an die KMU weiterzureichen.
Wie das gehen kann, zeigte ein im Sommer 2018 im St. Galler Rheintal durchgeführte Veranstaltung der SATW mit 14 Vertreterinnen und Vertretern lokaler KMU, hauptsächlich aus der Maschinenindustrie. Während die SATW ihren Technology Outlook vorstellte und die für diese Region besonders wichtige Rolle der Photonik in der Fertigung aus übergeordneter Sicht präsentierte, erhielt sie wertvolle Anregung der KMU-Vertreterinnen und -Vertreter aus deren täglicher Arbeit. Bei einer in der Folge von der NTB Interstaatliche Hochschule für Technik Buchs durchgeführten Roundtable-Veranstaltung zum selben Thema waren dann sogar 50 Expertinnen und Experten aus 25 KMU zugegen. Dabei definierten sie konkrete Pläne für gemeinsam durchzuführende Technologieprojekte im Rahmen eines Impulsprogramms der Innosuisse.
Bernhard Braunecker, SPG-Vizepräsident und Mitglied Wissenschaftlicher Beirat SATW,
bernhard.braunecker@satw.ch
Bernhard Braunecker war bis 2006 Leiter der zentralen Optikentwicklung bei Leica Geosystems, früher Wild Heerbrugg. Er hat 1972 in nuklearer Festkörperphysik an der Universität Erlangen / Nürnberg promoviert. Nach Forschungsjahren im IBM Research Lab in San Jose und an den Universitäten in Erlangen und Essen wechselte er 1981 zu Wild Heerbrugg. 2006 gründete er die «Braunecker Engineering GmbH» und berät seitdem diverse Organisationen und Firmen aus dem Optikbereich. 2009 wurde er zum Einzelmitglied der SATW ernannt und gehört seit 2012 dem Wissenschaftlichen Beirat an. Als Editor der SPG-Mitteilungen der Schweizer Physikalischen Gesellschaft setzt er sich für den Transfer von physikalischen Forschungserkenntnissen zu den Ingenieurswissenschaften ein.
