Abgeschlossene Forschungsprojekte
Deep Dive
Fab City
Hamburg
So entsteht Zukunft
So entsteht
Zukunft
Fab City Hamburg arbeitet mit Hochschulen und Partnern zusammen, die Forschung und praktische Umsetzung verbinden. So entstehen Projekte, die Open Source Ansätze und digitale Fertigung in die Stadt bringen. Entdecke hier, welche Projekte schon viel für Hamburgs zirkuläre Zukunft getan haben.
Abgeschlossene
Forschungsprojekte
Fab City OS (2021-2023)
Eine digitale Infrastruktur, die Fab Cities und Fab Regions miteinander verbindet: Das ist das Fab City Operating System, kurz Fab City OS. Designer:innen und Entwickler:innen können hier die Konstruktionsdaten ihrer Produkte teilen, die dann an anderen Orten an lokale Bedürfnisse angepasst und vor Ort gefertigt werden können.
Fab City Index
Wie misst man den Fortschritt einer Fab City oder Fab Region auf dem Weg zu einer umfassenden Circular Economy? Der Fab City Index ist der Versuch, ein Tool bereitzustellen, um diesen Fortschritt zu messen – anhand von öffentlich verfügbaren Daten.
Open Lab Starter Kit (2021-2025)
Maschinen für die digitale Fertigung waren bislang teure und proprietäre Industrieprodukte. Um Entwickler:innen, Designer:innen und Maker:innen die Beschaffung solcher Maschinen zu erleichtern, wurde das achtteilige Open Lab Starter Kit entwickelt. Alle Maschinen sind Open Source Hardware, ihre Konstruktionen frei zugänglich.
Pop-Up Circular Hub (2024-2025)
Von April 2024 bis April 2025 betrieb Fab City Hamburg e.V. mit Partnern den Pop-Up Circular Hub (PUCH) im “Jupiter”, dem ehemaligen Karstadt Sports-Gebäude an der Mönckebergstraße. Der PUCH wurde zur Drehscheibe für Kreislaufwirtschaftsaktivitäten in Hamburg und bot Workshops, Podiumsdiskussionen, Ausstellungen, Beratung und einen Co-Working-Space.
Digitale Infrastruktur
Fab City OS (2021-2023)
Eine digitale Infrastruktur, die Fab Cities und Fab Regions miteinander verbindet: Das ist das Fab City Operating System, kurz Fab City OS. Designer:innen und Entwickler:innen können hier die Konstruktionsdaten ihrer Produkte teilen, die dann an anderen Orten an lokale Bedürfnisse angepasst und vor Ort gefertigt werden können.
Stell dir vor, du brauchst eine Espressomaschine, die einfach und zuverlässig konstruiert ist und sich reparieren lässt. Anstatt sie bei herkömmlichen Online-Anbietern zu kaufen, gehst du auf die Fab City-Plattform: Dort findest du ein Modell, das von einem Maker in Barcelona entwickelt und von einer Designerin in Curitiba verbessert wurde. Du liest die Produktbeschreibung durch und wählst einen Hersteller aus, der dir die Maschine in deiner Fab City innerhalb von einer Woche fertigt und liefert – zusammen mit einem Digitalen Produkt-Pass (DPP), der alle Informationen über die Maschine zusammenfasst.
Das ist die Vision des Fab City Operating System, kurz Fab City OS. Die erste Version wurde im Rahmen des Projekts INTERFACER (2021 – 2023) entwickelt. Es soll langfristig das wachsende Fab-City-Ökosystem während der Design- und Fertigungszyklen unterstützen und Nutzer:innen helfen, nachhaltige, zirkuläre Produkte auszuwählen.
Das Fab City OS integriert verschiedene Werkzeuge und Technologien, um kollaboratives Design, lokale Produktion und zirkuläre Praktiken zu erleichtern. Das modular und anpassbar gestaltete System ermöglicht es jeder Fab City, jedem Fab Lab und gleichgesinnten Organisationen, es an ihre spezifischen Bedürfnisse anzupassen. Den Nutzer:innen wiederum ermöglicht es, ihre Designs, Produkte oder Dienstleistungen zu verknüpfen und mit Anderen, sowohl lokal als auch global, zu interagieren. Diese Vernetzung fördert eine lebendige Gemeinschaft von innovations-affinen Menschen, die Wissen, Ressourcen und Fachwissen teilen können.
Ob ein lokaler Maker mit einem globalen Designer zusammenarbeitet oder ein Gemeinschaftsprojekt Input von internationalen Fachmenschen sucht, die Plattform bietet die Werkzeuge und die Infrastruktur, dass Fab City OS macht es möglich.
Eine der herausragenden Funktionen der Plattform ist die Erstellung digitaler Produkt-Pässe (DPPs). Diese DPPs dienen als verifizierbare Aufzeichnungen, die jedes bedeutende Ereignis und jede Transaktion im Lebenszyklus eines Produkts nachverfolgen. Von der Entwurfsphase über die Herstellung, Verteilung und Nutzung dokumentiert der DPP Ressourcen, Standorte, Beiträge und andere relevante Datenpunkte. Durch die Nutzung der Blockchain-Technologie stellt der DPP sicher, dass diese Informationen unveränderlich und verifizierbar sind.
Damit lässt sich überprüfen: Wer hat ein Produkt konstruiert, wer hat es weiterentwickelt? Welche Materialien wurden bei der Fertigung verwendet? Wurde es irgendwann repariert? Genau diese Information fehlen den allermeisten Produkten von heute, was bislang zu Ressourcenverschwendung und fehlender Verantwortlichkeit führt. Das Fab City OS ändert dies.
Eine weitere Funktion dieses Systems ist die Unterstützung fairer und gerechter Vergütungen für Entwickler:innen und Designer:innen. Es soll sicherstellen, dass alle Mitwirkenden fair für ihre Bemühungen entlohnt werden. Wer an welcher Stelle einen Beitrag geleistet hat, auch das wird im Digitalen Produkt-Pass eingetragen. Auf diese Weise soll Innovation für zirkuläre Produkte ermutigt und gefördert werden.
Fab City OS ist eine Sammlung verschiedener Open-Source-Softwarelösungen, die in die “Fab City OS Suite” und das “Fab City OS Core”-Netzwerk unterteilt sind. Über den Fab City OS Installer kann die Fab City OS-Software lokal gehostet werden, um Fab Cities eine hohe digitale Souveränität zu ermöglichen.
Derzeit wird die Plattform von den Konsortialpartnern Dyne Foundation und HSU weiterentwickelt, um Digitale Produkt-Pässe zu integrieren und die Plattform nutzerfreundlicher zu machen.
Weitere Informationen:
White Paper: https://www.interfacerproject.eu/assets/news/whitepaper/IF-WhitePaper_DigitalInfrastructureForFabCities.pdf
Beta-Version: https://interfacerproject.dyne.org
Technische Dokumentation: https://github.com/interfacerproject
Messbarer Fortschritt
Fab City Index
Wie misst man den Fortschritt einer Fab City oder Fab Region auf dem Weg zu einer umfassenden Circular Economy? Der Fab City Index ist der Versuch, ein Tool bereitzustellen, um diesen Fortschritt zu messen – anhand von öffentlich verfügbaren Daten.
Fast alles vor Ort zu produzieren, zu reparieren und zu recyceln: Von dieser Vision sind die heutigen Fab Cities noch weit entfernt. In der Globalisierung von heute importieren sie zahlreiche Waren, ihre Abfälle exportieren sie häufig, vor allem in den Globalen Süden. Soll sich das ändern, braucht es Informationen darüber, was bereits lokal oder regional gefertigt und recycelt werden kann.
Die Pariser Agentur Utopies hat 2018 ein erstes Konzept vorgestellt, um eine solche Bestandsaufnahme vorzunehmen und damit künftig den Fortschritt einer Fab City zu messen: den Fab City Index. Er soll dokumentieren, wie zirkulär und suffizient die Ökonomie einer Fab City ist. Der Haken: Die Methode ist nicht öffentlich zugänglich und kann von Fab Cities nicht in Eigenregie angewendet werden.
Fab City Hamburg e.V. hat deshalb im Rahmen des Projekts INTERFACER (2021-2023) ein alternatives Konzept entwickelt, das mit öffentlich zugänglichen Daten arbeitet – und sich im Prinzip überall anwenden lässt.
Um herauszufinden, was bereits in einer Fab City produziert wird, müsste man idealerweise wissen, wie viele Sneaker, Waschmaschinen, T-Shirts und zahlreiche andere Produkte jährlich im Stadtgebiet gefertigt und wie viele bislang noch importiert werden. Diese Daten gibt es noch nicht.
Der Hamburger Fab City Index nutzt öffentlich zugängliche Date zu Produktion und Konsum. Während der Produktionsumfang einzelner Wirtschaftszweige jährlich statistisch erfasst wird, lässt sich der Konsum der Hamburger:innen grob über Verbraucherbefragungen des Statistischen Amts für Hamburg und Schleswig-Holstein ableiten. Durch den Vergleich beider Werte für ausgewählte Produktgruppen wird sichtbar, welcher Anteil des Konsums theoretisch bereits in Hamburg hergestellt werden könnte. Dafür wurden die Daten in 16 Makrosektoren gebündelt und als Farbbalken auf einer Skala von 0 bis 100 Prozent dargestellt. 100 Prozent bedeutet: Hamburg kann den Bedarf in diesem Makrosektor vollständig selbst produzieren.
Für das Jahr 2019, das letzte Wirtschaftsjahr ohne die Verzerrungen durch die Pandemie, ergab sich für Hamburg folgendes Bild:
Mit dem Fab City Index Toolkit lassen sich die Daten jährlich neu berechnen und so der Fortschritt auf dem Weg zu Circular Economy sichtbar machen. Zielbild: Bis 2054 erreichen alle Makrosektoren idealerweise 90 Prozent, ein ambitionierter Weg.
Der Index zeigt nicht nur der Öffentlichkeit, wo Hamburg aktuell steht, sondern liefert auch Entscheidungsträger:innen Hinweise, in welchen Makrosektoren Anreize für mehr lokale Produktion besonders wirksam sind.
Wichtig ist: Die verfügbaren Daten sind bislang noch grob. Digitale Produktpässe und zugehörige Datenbanken könnten die Analyse mittelfristig von Makrosektoren auf einzelne Produktgruppen präzisieren.
Weitere Informationen:
Dokumentation des Hamburger Fab City Index: https://gitlab.fabcity.hamburg/software/fab-city-index-hamburg
Buchkapitel zum Projekt: https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-658-44114-2_9
Maschinen für alle
Open Lab Starter Kit (2021-2025)
Maschinen für die digitale Fertigung waren bislang teure und proprietäre Industrieprodukte. Um Entwickler:innen, Designer:innen und Maker:innen die Beschaffung solcher Maschinen zu erleichtern, wurde das achtteilige Open Lab Starter Kit entwickelt. Alle Maschinen sind Open Source Hardware, ihre Konstruktionen frei zugänglich.
Werkzeugmaschinen werden auch als „Mutter aller Maschinen“ bezeichnet. Die Entwicklung der Werkzeugmaschine hat die Welt verändert und bildet den Ursprung der industriellen Revolutionen der letzten Jahrhunderte – fast alle industriellen Güter werden mit Hilfe von Werkzeugmaschinen hergestellt.
Bisher ist die Anschaffung von Maschinen wie 3D-Druckern oder Lasercuttern für offene Werkstätten, Erfinder:innen und Start-ups oft eine hohe finanzielle Hürde, da sie meist auf etablierte Hersteller angewiesen sind. Hinzu kommt eine zweite Hürde: Reparaturen. Kommerzielle Geräte sind häufig proprietäre „Black Boxes“ ohne dokumentierte Konstruktion und daher kaum selbst zu warten oder zu reparieren.
Hier setzt das Open Lab Starter Kit (OLSK) an, das von InMachines Ingrassia GmbH und dem Laboratorium Fertigungstechnik der Helmut-Schmidt-Universität gemeinsam entwickelt wurde, um digitale Fertigung für alle zugänglich zu machen.
Jede OLSK-Werkzeugmaschine wird so entworfen und prototypisiert, dass das komplette Kit überall nachgebaut werden kann. Ziel ist lokale Produktion ohne Export von Teilen – statt dessen wird Wissen als offene Daten über Open-Access-GitHub-Repositories geteilt, ganz im Sinne der Fab City-Vision.
Eine modulare, offene Produktarchitektur ermöglicht die Fertigung maßgeschneiderter Teile – unabhängig davon, welche Werkzeuge vor Ort verfügbar sind, etwa CNC-Fräse oder industrieller Jet-Cutter. Standardisierte (off-the-shelf) Komponenten werden so gewählt, dass sie lokal gut verfügbar und austauschbar sind.
Zentral ist zudem die technische Dokumentation: Intuitiv verständliche Entwurfsdateien, Stücklisten und Montagehandbücher sollen Nutzende befähigen, die Maschine nicht nur zu bedienen, sondern auch zu warten, zu reparieren, zu replizieren und zu modifizieren. Als Benchmark dienen dabei die seit Jahrzehnten bewährten, laienverständlichen IKEA-Bauanleitungen.
Workshops waren ein zentraler Teil des OLSK-Entwicklungsprozesses: Teilnehmende lernten direkt von den Entwickler:innen, wie die Maschinen aufgebaut, bedient, gewartet und repariert werden. Gleichzeitig flossen ihre Rückmeldungen kontinuierlich in die Weiterentwicklung der technischen Dokumentation ein und verbesserten Montage- und Nutzungserfahrung.
Noch sind die OLSK-Maschinen Forschungsprototypen. Langfristig sollen sie als Open-Source-Maschinen mit marktüblichen, proprietären Geräten vergleichbar werden. Dafür sind jedoch weitere Schritte nötig, etwa Zertifizierung, höhere Bedienbarkeit und eine einfachere Ersatzteilbeschaffung. Das Potenzial des Open Lab Starter Kits liegt dabei weniger im Wettbewerb als kommerzielles Produkt. Im Mittelpunkt steht die Demokratisierung digitaler Fertigung: möglichst vielen Menschen weltweit den Zugang zu computergesteuerten Werkzeugmaschinen zu ermöglichen.
Maschinen des Open Lab Starter Kit:
Desktop 3D Drucker (min. 20 x 20 x 25 cm – max. 40 x 40×40 cm)
Desktop CNC Fräse (max. 600x400x100 mm)
Desktop Laserschneider (600 x 400 mm)
Großer 3D Drucker (1000 x 1000 x 1000 mm)
Großformat CNC Fräse (2500 x 1250 x 300 mm)
Großer Laserschneider (1000 x 700 mm)
Vinyl Schneideplotter (A3 Format)
3D Scanner
Weitere Informationen:
Webseite: https://www.inmachines.net/open-lab-starter-kit
Dokumentation: https://github.com/Open-Lab-Starter-Kit
Beteiligung der Stadtgesellschaft
Pop-Up Circular Hub (2024-2025)
Von April 2024 bis April 2025 betrieb Fab City Hamburg e.V. mit Partnern den Pop-Up Circular Hub (PUCH) im “Jupiter”, dem ehemaligen Karstadt Sports-Gebäude an der Mönckebergstraße. Der PUCH wurde zur Drehscheibe für Kreislaufwirtschaftsaktivitäten in Hamburg und bot Workshops, Podiumsdiskussionen, Ausstellungen, Beratung und einen Co-Working-Space.
Der Aufbau einer umfassenden Circular Economy in Hamburg gelingt nur mit breiter Beteiligung von Stadtgesellschaft und Wirtschaft. Wie dringend neue Ansätze sind, zeigte sich auch an den Leerständen in der Hamburger Innenstadt – besonders in der Mönckebergstraße.
Vor diesem Hintergrund wurde das ehemalige Karstadt Sports-Gebäude, das 2022 zum Kreativhaus „Jupiter“ umgebaut wurde, als Plattform für Circular-Economy-Akteur:innen genutzt. Gemeinsam mit den Konsortialpartnern entstand dort im April auf rund 400 Quadratmetern der Pop-up Circular Hub.
Die Öffentlichkeit konnte eine Ausstellung zu den Prinzipien der Circular Economy besuchen und an Veranstaltungen teilnehmen, etwa zum Upcycling von T-Shirts oder zur kreativen Umgestaltung von Elektroschrott. Die monatlichen, live gestreamten Circular Talks brachten unterschiedliche Akteur:innen der Hamburger Szene zusammen und behandelten Themen wie kreislauffähige Textilproduktion, Recycling, Refurbishing von Haushaltsgeräten und zirkuläres Produktdesign.
Das New Production Institute der Helmut-Schmidt-Universität betrieb eine offene „Microfactory“: Neben Kleinserien für die Produktionsforschung konnten Besucher:innen den Maker:innen bei der Fertigung zusehen – im Sinne einer gläsernen Manufaktur. Das Hamburg Institut for Innovation, Climate Protection and Circular Economy richtete ein Circular Office ein, in dem recycelte oder refurbishte Büromöbel nicht nur gezeigt, sondern als Co-Working Space genutzt wurden.
Zudem fanden im Pop-up Circular Hub zahlreiche Stakeholder- und Expert:innen-Workshops von Senatsbehörden, Unternehmen und Hochschulen statt.
Im Mai 2025 musste der Pop-up Circular Hub enden, weil die Zwischennutzung des Gebäudes auslief. Die zwölf Monate Betrieb haben jedoch gezeigt, wie wertvoll ein öffentlicher Anlaufpunkt mit Hands-on-Angeboten für die Entwicklung einer Circular Economy ist. Fab City Hamburg e.V. plant daher gemeinsam mit Partnern den nächsten Schritt: ein Circular Center für Hamburg, das die Aktivitäten des Pop-up Circular Hub erweitert und verstetigt.
Projektpartner
Hamburg Institute for Innovation, Climate Protection and Circular Economy (HiiCCE)
HiiCCE ist ein an die Technische Universität Hamburg angebundenes Forschungsinstitut und zugleich Tochtergesellschaft der Stadtreinigung Hamburg. Es entwickelt ganzheitliche Lösungen für Klimaschutz sowie Kreislauf- und Ressourcenwirtschaft und forscht zu verschiedenen Themen der Circular Economy.
Fab City Hamburg e. V.
Hamburg ist seit Juni 2019 als erste deutsche Stadt Teil der globalen Fab Cities Allianz. Ziel ist der Umbau der städtischen Wirtschaft zu einer digital unterstützten Kreislaufwirtschaft, in der (fast) alles lokal produziert werden kann, was in der Stadt konsumiert wird. Zur Institutionalisierung wurde 2020 der Fab City Hamburg e.V. gegründet, gefördert von der Behörde für Wirtschaft und Innovation. Der Verein macht die Fab City-Idee bekannt, unterstützt ihre Umsetzung und dokumentiert den Fortschritt.
New Production Institute
Das New Production Institute ging aus der interdisziplinären Forschungsgruppe Wertschöpfungssystematik am Laboratorium Fertigungstechnik der Helmut-Schmidt-Universität hervor. Als Denkfabrik für die Zukunft von Wertschöpfung und Produktion erforscht es den Wandel von Wertschöpfungssystemen im Kontext digitaler Vernetzung und neuer Produktionsmöglichkeiten. Im Fokus steht die Operationalisierung von Offenheit in neuen Wertschöpfungsmodi (u. a. Open Innovation, Open Design, Open Production und Open Source).
Senatskanzlei, Referat Europapolitik
Das Referat Europapolitik der Senatskanzlei bearbeitet europarechtliche Fragen und EU-Förderprogramme. Es koordiniert EU-Projekte mit Schwerpunkten auf Circular Economy, Mobilität und Klimaanpassung.
HafenCity Universität Hamburg (HCU)
Die HCU ist eine auf die gebaute Umwelt spezialisierte Universität und vereint Gestaltung/Entwurf, Ingenieur- und Naturwissenschaften sowie Geistes- und Sozialwissenschaften. Ihre übergeordneten Forschungsschwerpunkte sind Klima/Nachhaltigkeit und Digitalisierung; zudem ist sie u. a. in den Entwicklungsprozess der nationalen Kreislaufwirtschaftsstrategie eingebunden.
Forschung & Projekte
Fab City Hamburg arbeitet mit Partnern zusammen, die Forschung und praktische Umsetzung verbinden. So entstehen Projekte, die offene Ansätze und nachhaltige Wertschöpfung in die Stadt bringen.
New Production Institute
Das New Production Institute (NPI) erforscht, wie Produktion und Wertschöpfung in Zukunft funktionieren können. Im Fokus stehen offene und vernetzte Ansätze wie Open Innovation und Open Source – und deren Anwendung in der Praxis.
Das NPI ist an der Helmut-Schmidt-Universität (HSU) in Hamburg entstanden und Gründungsmitglied des Fab City Hamburg e.V. Als Teil der lokalen Wissenschafts- und Wirtschaftslandschaft ist die HSU Mitinitiator mehrerer Projekte, darunter „Interfacer“ (2021–2023), das „Fab City Project“ (2021–2026) und „Lauds Factories“ (2024–2026).
Forschung & Projekte
HIWW
Das Hamburger Institut für Wertschöpfungssystematik und Wissensmanagement (HIWW) begleitet Organisationen dabei, nachhaltige und offene Wertschöpfung aufzubauen. Es verbindet universitäre Forschung mit praktischer Umsetzung und arbeitet interdisziplinär mit einem Netzwerk, um passende Lösungen in Innovation, Produktion und Wissensmanagement zu entwickeln.
Mit Fab City Hamburg arbeitet das HIWW in den Projekten „Interfacer“ und „Lauds Factories“ zusammen. Dabei bringt das Institut seine Erfahrung aus Forschung und Transfer in die Projektarbeit ein.