Die Gewinner 2023
Großunternehmen
Siemens Mobility
Züge bremsen ohne Druckluft
Seit 1872 löst bei Zügen jeder Art die Reibungsbremse mit Druckluft aus. Die Produktinnovation „Druckluftfreies Bremssystem“ von Siemens Mobility ist die rein elektrische Alternative: „brake-by-wire“. Dort wo bisher die klassische Druckluftzangenbremse im Fahrwerk integriert war, befindet sich jetzt ein kompakter, abgeschlossener elektrohydraulischer Bremsaktuator inklusive aller notwendigen Komponenten zum Druckauf- und Abbau sowie zur lokalen Steuerung. Das druckluftfreie Bremssystem ist bis zu 40 Prozent leichter, wodurch weniger Energie verbraucht wird. Hinzu kommt, dass sie den Aufwand in unterschiedlichsten Bereichen reduziert. Sei es bei der Montage, der Wartung oder durch die kürzeren Aufrüstzeiten der Züge. Darüber hinaus erfasst ein Sensor am Bremsaktuator die Ist-Bremskraft. So wird eine genauere Bremskraftregelung möglich. Die druckluftfreie Bremse ist für alle Kategorien von Schienenfahrzeugen verfügbar. Seit 2022 wird sie serienmäßig im X-Wagen der Wiener Linien eingesetzt.
Mittelstand
ibs GmbH
Straßenbau nachhaltig verbessern:
NovoCrete Additiv für Re- und Upcycling im Straßen- und Infrastrukturbau
Eine Fahrbahndecke ruht auf mehreren Tragschichten, auf der der Verkehr rollt. Nicht nur das macht Infrastrukturprojekte oft herausfordernd. Typische Probleme sind schlechter Baugrund, Zeit- und Kostendruck oder der Verkehrsaufwand beim An- und Abtransport von Materialien. ibs hat ein Produkt entwickelt, das diese Probleme löst: NovoCrete – ein mineralisches Additiv für die Bodenstabilisierung. Es wird mit Zement und Wasser vermengt und direkt in den Boden oder Straßenkörper hineingegeben. Durch das Zusammenspiel dieser Komponenten bildet sich eine langlebige und frostsichere Tragschicht. Dieses Baumischverfahren ist im Unter- und Oberbau anwendbar. Baustoffe, die normalerweise entsorgt werden müssen, können durch NovoCrete wiederverwendet werden. Pro Jahr etwa 130 Millionen Tonnen. Darüber hinaus verbessert die Zugabe von NovoCrete die Haltbarkeit und Qualität des Bodens um 50 Prozent. Es werden 85 Prozent weniger Rohstoffe benötigt sowie die Hälfte der Zeit und Kosten.
Start-ups
LUBIS EDA GmbH
Schnelles und fehlerfreies Chipdesign:
Automatisierte Verifikation von Halbleitern
Die moderne Welt funktioniert ohne Mikrochips nicht und die Anforderungen an Mikrochips werden immer komplexer. Es gilt sicherzustellen, dass sie schneller, zuverlässiger und vor allem fehlerfrei entwickelt werden können. Das Unternehmen LUBIS EDA bietet eine Softwarelösung, die ihren Kunden und Kundinnen ermöglicht, die Entwicklung zu beschleunigen und Produkte früher an den Markt zu bringen. LUBIS EDA automatisiert den Entwicklungsprozess für Mikrochips an entscheidenden Prozessschritten. Außerdem wird mit der formalen Verifikation ein Verfahren eingesetzt, das die fehlerfreie Funktionsweise der Chips garantiert. Fehlerhafte Produktmodelle gehören damit der Vergangenheit an. Die Innovation ist nicht nur für Halbleiterhersteller bahnbrechend. Sie ist auch besonders attraktiv für Unternehmen aus der Automobil- und der Rüstungsbranche sowie Telekommunikations- und Raumfahrtunternehmen, die selbst eigene Halbleiter entwickeln.
Die Nominierten 2023
Großunternehmen
BMW Group
Elektromobilität durch innovatives Gießverfahren
Bei der Elektromobilität spielt Leichtbau eine entscheidende Rolle. Um hochkomplexe Leichtbauteile herzustellen, setzt BMW auf ein innovatives Gussverfahren: das Injector Casting (ICA). Entwickelt wurde das Verfahren von der BMW-Gießerei in Landshut. Es basiert auf dem Prinzip der gerichteten Erstarrung. Die Füllung erfolgt von oben über einen Injektor und ohne zusätzliches Angusssystem. Dank des Injector Castings kann das komplexe Zentralgehäuse für die BMW-Elektroantriebseinheit HEAT (Hochintegrierte Elektrifizierte Antriebs Topologie) als ein einziges Bauteil hergestellt werden. Bei vergleichbaren Produkten sind es oft bis zu vier separate Bauteilkomponenten. Das Injector Casting ist zehn Prozent effizienter als andere Gießverfahren. Dadurch, dass das Eingusssystem wegfällt und bei geringeren Temperaturen gegossen wird, werden bis zu 40 Prozent Kosten, Material, Energie und Taktzeit eingespart.
Siemens Mobility
Strom effizienter abnehmen:
Traktionsstromrichter mit SiC Halbleitern
Züge fahren mit Strom. Mithilfe des Stromabnehmers wird das Stromnetz mit dem Fahrzeug verbunden, um den Antriebsstrang und Hilfsbetriebe mit Energie zu versorgen. Hier setzt die Produktinnovation von Siemens Mobility an. Den Antrieb von Schienenfahrzeugen energetisch optimieren – so lässt sich Idee hinter dem Traktionsstromrichter von Siemens Mobility zusammenfassen. Konkret handelt es sich um einen Stromrichter mit besonders effizienten Wide-Band-Gap Halbleitern auf Basis von Siliziumcarbid. Wide-Band-Gap-Halbleiter ermöglichen einen effizienteren Betrieb als herkömmliche Silizium-Halbleiter. So werden durch weniger Schaltverluste bis zu 10 Prozent Energie eingespart. Außerdem sorgt die reduzierte Verlustleistung dafür, dass sich weniger Wärme in den Halbleiterbauelementen entwickelt. Daher kann der Stromrichter um bis zu 25 Prozent kleiner gebaut werden Auch der Fahrgastkomfort wird verbessert: Siliziumcarbid-Halbleiter ermöglichen höhere Taktfrequenzen, hierdurch können die Geräuschpegel beim Anfahren deutlich reduziert werden.
Mittelständische Unternehmen
Enpal
Solaranlagen für Alle:
Vermietung von Solaranlagen
Der Anteil der erneuerbaren Energien soll sich in weniger als 10 Jahren in Deutschland verdoppeln. Einerseits ist die Nachfrage nach Photovoltaikanlagen so hoch wie nie. Andererseits ist die Installation einer Solaranlage komplex und zeitintensiv. Enpal möchte die Hürden bei der Anschaffung reduzieren – mithilfe eines Mietmodells. Die Kundinnen und Kunden schließen einen Vertrag über 20 Jahre ab und bezahlen eine feste Miete. Im Gegenzug kümmert sich Enpal um die Installation und Wartung der Anlage. Zusätzlich zu Solaranlagen können Kunden über Enpal auch Batteriespeicher und Wall-Boxen zum Laden von E-Autos mieten und die Anlage über eine eigene App verwalten und Steuern. In Zukunft möchte Enpal die Vermietung von Wärmepumpen und E-Auto-Leasing in sein Programm aufnehmen, um die Energiewende weiter voranzutreiben. Um dem Fachkräftemangel im Solaranlagenbau aktiv entgegenzuwirken, hat Enpal eine eigene Akademie gegründet. Dort werden Solar-Handwerkerinnen und Handwerker ausgebildet und anschließend fest im Unternehmen angestellt. Seit der Gründung im Jahr 2017 hat Enpal 27.000 Solarlösungen vermittelt und 207.000 Megawattstunden Strom produziert. Standen bisher ausschließlich Eigenheime im Fokus, will Enpal seine Lösungen in Zukunft auch für Mehrfamilienhäuser anbieten.
IANUS Simulation GmbH
StrömungsRaum –
KI-assistiertes Strömungssimulationsökosystem
Konstruktionsfehler im Maschinenbau führen häufig dazu, dass Energie und Ressourcen verschwendet werden. Das Simulationsframework „StrömungsRaum“ von IANUS Simulation setzt genau hier an. Die Deep-Tech-Lösung hilft dabei, Konstruktionsfehler zu vermeiden und optimale Designs zu erstellen. Vollautomatische Strömungssimulationen und eine KI-gestützte Mutation von Parametern des ursprünglichen Designs unterstützen Ingenieure bei der Konstruktion von Strömungskomponenten im Maschinen- und Anlagenbau und helfen dabei, Verbesserungspotentiale aufzudecken. StrömungsRaum ist cloud- und webbasiert und somit unabhängig von digitalen Infrastrukturen, die auf festen Systemen laufen. Außerdem sind keine langen Einarbeitungszeiten notwendig, was die Lösung für Ingenieurinnen und Ingenieure zugänglicher macht. Im Schnitt können mit StrömungsRaum 75 Prozent der Entwicklungskosten, der Markteinführungszeit und des Ressourceneinsatzes reduziert werden.
Start-ups
driveMybox GmbH
Digitalisierung:
Containertransporte mit KI ökologischer und sozial verträglicher machen
Die Organisation von Straßen-Containertransporten einfacher, effizienter und transparenter gestalten – das ist die Vision von driveMybox. Das Unternehmen vernetzt Auftraggeber mit Transportunternehmen bzw. selbstständigen LKW-Fahrerinnen und -Fahrern und nutzt Echtzeitdaten zur dynamischen Routenoptimierung. Im Unterschied zur herkömmlichen Frachtenbörse handelt es sich bei driveMybox um eine Buchungs- und Vermittlungsplattform. Die Touren werden nicht über das Bieterprinzip, sondern über KI-optimierte Prozesse vergeben. Dadurch können Leerfahrten, Staus und Wartezeiten verringert werden. Was wiederum dabei hilft, Emissionen einzusparen und die Arbeitsbedingungen von LKW-Fahrerinnen und -Fahrern zu verbessern. Die Lösung von driveMybox wird von verschiedenen namhaften Unternehmen erfolgreich eingesetzt. Mit dem Markteintritt in Italien etabliert sich die Marke aktuell auch außerhalb von Deutschland.
Virtonomy GmbH
v-Patients:
Medizinprodukte an virtuellen Patienten testen
Medizinprodukte müssen vor der Zulassung umfangreiche klinische Studien durchlaufen. Jahrelange Entwicklungsprozesse und steigende Kosten für klinische Studien werden für Hersteller von Medizinprodukten zunehmend zum Problem. Hier schafft die Software v-Patients von Virtonomy Abhilfe. Durch Tests an digitalen Patientenzwillingen kann die Entwicklung massiv verkürzt werden und Hersteller können ihre Produkte schneller und kostengünstiger zur Marktreife zu bringen. Die Virtonomy-Datenbank enthält tausende klinische Daten von Menschen und Tieren. Für die Testreihen werden virtuelle Patientenkohorten erstellt und ihre statistische Relevanz abgesichert. An den virtuellen Patienten werden dann simuliert, wie sich anatomische und hämodynamische Variationen auf medizinische Produkte auswirken. Diese Tests an virtuellen Patientinnen und Patienten verkürzen den Iterationszyklus der Entwicklung von Medizinprodukten massiv. Darüber hinaus können die Kosten für den Entwicklungs- und Zulassungsprozess um bis zu 50 Prozent reduziert werden.
