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Technologien

Die Welten der Dinge, der Dienste und Daten wachsen zusammen

Intelligente Maschinen und Assistenten unterstützen die Menschen bei der Arbeit. Maßgeschneiderte medizintechnische Implantate verhelfen Erkrankten zu höherer Lebensqualität. Autonome Fahrzeuge navigieren eigenständig durch den Stadtverkehr und weichen Gefahren aus. Digitalisierung, Vernetzung und neue Technologien verändern tiefgreifend unsere Arbeits- und Lebenswelt. Wo Menschen und Maschinen zusammentreffen und Daten gesammelt werden, geht es aber immer auch um Sicherheit, um den Schutz geistigen Eigentums, um Privatheit, um Haftungsfragen oder um Arbeitsplätze, kurzum: Wie können neue Technologien und vernetzte Systeme die Menschen unterstützen und zu Wohlfahrt und Wachstum beitragen? Welche Rahmenbedingungen müssen dafür gesteckt werden? acatech erarbeitet Handlungsvorschläge und -optionen, um Politik und Gesellschaft dabei zu unterstützen, diese Fragen zukunftsgerichtet zu beantworten.

Roboter-Auto: Den Weg für das automatisierte Fahren bereiten

Über das „Roboter-Auto“, das fahrerlos durch die Straßen steuert, diskutierten im vergangenen Jahr Medien sowie Bürgerinnen und Bürger kontrovers. Anlass war auch eine acatech POSITION, die die Projektgruppe „Neue autoMobilität“ auf der IAA 2015 vorstellte. Das vom Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur geförderte Projekt entwarf zunächst ein Zielbild für den automatisierten Straßenverkehr im Jahr 2030.

acatech kommt zu dem Schluss, dass Deutschland als Forschungsstandort und mit seiner führenden Automobilindustrie in einer guten Position ist, die Veränderungen in unserem Mobilitätssystem aktiv mitzugestalten. Geklärt werden müssen allerdings rechtliche und soziale Fragen: Wer trägt die Verantwortung, wenn das Zukunftsauto einen Unfall verursacht? Wie schützen wir die Daten vor Missbrauch? Und wie gestalten wir den Wandel der Arbeitswelt, wenn Busse und LKWs nicht mehr von Menschen gesteuert werden? Das acatech Projekt trägt diese Fragen zusammen und wird sie im Verlauf der zweiten Projektphase 2016 stärker thematisieren.

„Die entscheidenden Impulse für die Mobilitätsrevolution kommen aus dem Autoland Nr. 1, aus Deutschland.
Damit das so bleibt, müssen Schlüsseltechnologien der Mobilität 4.0 hier entwickelt, erforscht, getestet und produziert werden.“

Bundesverkehrsminister Alexander Dobrindt anlässlich der Veröffentlichung der acatech POSITION „Neue autoMobilität“ im September 2015

Autonome Systeme: intelligente Helfer für Alltag und Extreme nutzen

Das automatisierte Fahren ist ein Beispiel für die vielfältigen Einsatzgebiete für autonome Systeme. In menschenfeindlichen Umgebungen wie der Tiefsee oder bei Rettungseinsätzen sind Roboter schon heute wertvolle Helfer. Die neue Generation autonomer Systeme geht deutlich weiter: Sie lernt selbstständig, trifft eigene Entscheidungen und kann auf unvorhersehbare Ereignisse reagieren.

Vernetzt und gesteuert durch intelligente Software könnten Maschinen den Menschen auch im Gesundheitssystem, im Haushalt oder in der Fabrik entlasten. Ob dies gelingt, liegt an der Zuverlässigkeit und Wirtschaftlichkeit autonomer Systeme, aber auch daran, ob der Einsatz solcher Systeme von der Gesellschaft mitgetragen wird. Unser Menschenbild wird herausgefordert, wenn wir uns in autonomen humanoiden Robotern gewissermaßen selbst begegnen. Welche sozialen, rechtlichen und institutionellen Anpassungen notwendig sind, um eine gelungene Einbettung autonomer Systeme in das gesellschaftliche Gefüge zu erreichen, erarbeitet seit dem Frühjahr 2015 das Fachforum "Autonome Systeme". Als Teil des Hightech-Forums der Bundesregierung analysiert das Fachforum unter der Leitung von acatech Präsident Henning Kagermann die Technologieentwicklung, die gesellschaftlichen Herausforderungen und potenzielle Geschäftsmodelle.

ARBEIT IN DER INDUSTRIE DER ZUKUNFT. Steuernde Aufgaben werden wichtiger in der individualisierten Wirtschaft. Tablets oder smarte Brillen blenden Fachkräften technische Details ein, die sie bei der Steuerung und Wartung von Anlagen brauchen. Die intelligenten Assistenten entlasten die Belegschaft und die Übersicht sowie Erfahrung älterer Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter wird immer wichtiger. Roboter arbeiten Hand in Hand mit den Menschen zusammen, insbesondere bei körperlich anstrengenden Arbeiten. Das ist in alternden Gesellschaften wie der deutschen eine wertvolle Entlastung.

Industrie 4.0: Potenzial für neue und gute Arbeit ausschöpfen

Nicht nur die neuen, intelligenten und vernetzten Produkte verändern unseren Alltag. Auch ihr Herstellungsprozess verändert unser Leben. Die zunehmende Flexibilität und Komplexität von Produktion und Logistik stellen neue Anforderungen an die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter. Nur wenn Deutschland den Wandel der Arbeitswelt annimmt und gestaltet, kann er zu einem Zuwachs an guter Arbeit führen und die Auswirkungen des demografischen Wandels abfedern.

Mit Smart Services „made in Germany“ werden neue Arbeitsplätze geschaffen. Zur CeBIT 2015 übergab acatech den Abschlussbericht „Smart Service Welt“ an Bundeswirtschaftsminister Sigmar Gabriel.

„Das zum IT-Gipfel verkündete BMWi-Technologieprogramm ‚Smart Service Welt – Internetbasierte Dienste für die Wirtschaft‘ wurde auf der Grundlage von acatech-Erkenntnissen hierzu entwickelt.“

Bundeswirtschaftsminister Sigmar Gabriel anlässlich der Übergabe des Abschlussberichts "Smart Service Welt" im März 2015

SMART SERVICES. Aufsetzend auf die intelligenten Produkte der Industrie 4.0 entstehen in der Wirtschaft der Zukunft Smart Services: Das sind Pakete aus Produkten, Dienstleistungen und Diensten, die Kunden über das Internet individuell zusammenstellen. Ein Beispiel sind Mobilitäts-Apps, die öffentliche Verkehrsmittel, Carsharing und andere Verkehrswege kombinieren. Statt eines Fahrzeuges kaufen die Menschen integrierte Mobilitätsdienstleistungen. Die intelligenten Dienste nutzen die Betriebsdaten, die die smarten Produkte der Industrie 4.0 zur Verfügung stellen und die auf neuen digitalen Plattformen gesammelt und verarbeitet werden. Welche Smart Services es in Deutschland bereits gibt und wie Plattformanbieter und -nutzer zusammengebracht werden können, diesen Fragen widmet sich das Projekt „Digitale Serviceplattformen“, das acatech im November 2015 startete.

Der Schlüssel zu einem Plus an Wertschöpfung und Arbeitsplätzen liegt in der Aus- und vor allem in der Weiterbildung der Menschen, die in der Industrie 4.0 und der digitalen Arbeitswelt tätig sind. Seit Juni 2015 analysiert ein acatech Projekt Qualifikationsbedarfe insbesondere von kleinen und mittleren Unternehmen und bewertet vorhandene Online-Lösungen zur Kompetenzentwicklung. Die Ergebnisse werden 2016 in der „Kompetenzentwicklungsstudie Industrie 4.0“ vorgelegt. Zugleich experimentiert die Akademie mit Massive Open Online Courses und testet in der Praxis, wie sich digitale Technologien für eine zeitgemäße Weiterbildung einsetzen lassen. Die Workshopreihe „Zukunft der Industriearbeit“, die die Akademie seit November 2014 gemeinsam mit der Hans-Böckler-Stiftung veranstaltet, bringt Betriebsräte, Gewerkschaften, Fachleute aus der Wissenschaft und das Management aus Unternehmen in den Dialog: Wie wird Arbeit in Zukunft organisiert, wie sieht Mitbestimmung in der Industrie 4.0 aus? Erste Antworten auf die Fragen stellt die Webseite zur Reihe vor.

Wachstum braucht Kooperation, Kooperation braucht Standardisierung

Damit aus der Industrie 4.0 Beschäftigung und Wachstum entstehen, muss Deutschland im weltweiten Wettlauf um den Spitzenplatz trotz einer guten Ausgangsposition aufholen. Dazu möchte das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie die Innovationspartnerschaft mit China ausbauen. Die Zusammenarbeit in der Industrie 4.0 zu intensivieren, war das Ziel einer Reise von Sigmar Gabriel in das Reich der Mitte im Sommer 2015. Der Wirtschaftsminister unterzeichnete in Peking eine Absichtserklärung über die Zusammenarbeit der beiden Staaten bei digitalen Industrietechnologien. acatech ermuntert auch Deutschlands große und kleine Marktführer, internationale Kooperationen zu wagen, auf diese Weise zusätzliches Wissen zu gewinnen und Innovationen zu fördern. So kann sich Deutschland Schritt für Schritt als Leitanbieter für Industrie 4.0-Lösungen etablieren.

Industrie 4.0 erfordert weltweite Zusammenarbeit, in der unter anderem gemeinsame Normen und Standards gelten. Entscheidend wird nicht nur sein, die besten Technologien zu wettbewerbsfähigen Preisen anzubieten, sondern Normen und Standards international so zu definieren, dass sie den Erfolg von Technologien aus Deutschland unterstützen. acatech startete im Juli 2015 das Projekt „Industrie 4.0 im globalen Kontext“, das einerseits die Wettbewerbsvorteile von internationalen Unternehmenskooperationen bei Forschung und Entwicklung, Normung sowie Standardisierung für Industrie 4.0 untersucht. Andererseits nimmt die Projektgruppe auch die möglichen Risiken wie die Gefährdung von Unternehmens-Knowhow ins Visier.

Individualisierte Therapien: Geeignete Rahmenbedingungen für die Medizin der Zukunft schaffen

Die Möglichkeiten, große Datenmengen zu erheben, auf digitalen Plattformen zu vernetzen und auszuwerten, prägen nicht nur die Zukunft der Industrie. Patientendaten werden die Medizin verändern. Klinische Daten, Daten aus der Analyse des Genoms oder phänotypische Daten eines Patienten werden in Registern und Datenbanken gebündelt und dienen als Ausgangspunkt für individuelle Diagnosen und Therapien. Neue Technologien ermöglichen diese Individualisierung in der Medizin. Mithilfe der additiven Fertigung, also des 3D-Drucks in der industriellen Anwendung, und mit innovativen Werkstoffen können beispielsweise auf den einzelnen Patienten zugeschnittene Implantate hergestellt werden. Auch in der individualisierten Medizin sind rechtliche und ethische Fragen zu klären. Sie betreffen den Datenschutz aber auch den Umgang mit statistisch abgeschätzten Wahrscheinlichkeiten für einen Krankheitsausbruch. Das im Juli 2015 gestartete gemeinsame Projekt mit der Nationalen Akademie der Wissenschaften Leopoldina und der Akademienunion unter Federführung von acatech erarbeitet mögliche Antworten auf diese Fragen und untersucht die Medizintechnik als integralen Bestandteil individualisierter Medizin.

Überblick über die acatech Projekte im Themenfeld Technologien im Jahr 2015

Vorbereitung Strategieprozess Bayern Digital Aug. 2014 - März 2015
Initiative Stadt der Zukunft Nov. 2011 - März 2015
Smart Service Welt – Internetbasierte Dienste für die Wirtschaft Nov. 2013 - Juni 2015
Wissenschaftlicher Beirat im Rahmen des Zukunftsprojektes Industrie 4.0 Sep. 2013 - Nov. 2015
Expertenbericht Biomedizinische Technik (mit der Deutschen Gesellschaft für Biomedizinische Technik) Nov. 2015 - Dez. 2015
Smart Maintenance for Smart Factories Dez. 2014 - Mai 2016
Kompetenzentwicklungsstudie Industrie 4.0 Juni 2015 - Mai 2016
Industrie 4.0 – Internationaler Benchmark, Zukunftsoptionen und Handlungsempfehlungen für die Produktionsforschung Nov. 2013 - Juni 2016
Additiv-generative Fertigung (mit Leopoldina und Akademienunion, unter Federführung von acatech) Feb. 2014 - Juni 2016
Medizintechnik und Individualisierte Medizin (mit Leopoldina und Akademienunion, unter Federführung von acatech) Juli 2015 - Sep. 2016
Industrie 4.0 im globalen Kontext Juli 2015 - Juni 2016
Industrie 4.0 Engineering of Smart Products and Services Okt. 2014 - Sep. 2016
Industrie 4.0 – Zukunft der Industriearbeit Dez. 2014 - Nov. 2016
open.acatech (MOOC) (mit Hasso-Plattner-Institut) Juni 2015 - Nov. 2016
Neue autoMobilität – Automatisierter Straßenverkehr der Zukunft Mai 2015 - Dez. 2016
Digitale Serviceplattformen – Erfolgskriterien für die Smart Service Welt Nov. 2015 - Juli 2017