VDE: "Embedded Systems" treiben deutsche Schlüsselbranchen an / Hohe Wachstumsraten spiegeln zunehmende Bedeutung / Erhalt des Mikroelektronik-Standorts Schlüssel zu künftigen Markterfolgen

Frankfurt am Main (ots) - VDE-Positionspapier empfiehlt
Fokusprojekte im Automobil- und Maschinenbau

Mit Wachstumsraten von etwa 8,5 Prozent pro Jahr erzielen
"Embedded Systems" in Deutschland geradezu "asiatische Werte". Bis
2020 soll der jährliche Umsatz von circa 17 Milliarden Euro auf circa
42,6 Milliarden Euro zulegen (A.T. Kearney Studie: Die IT-Industrie
im Jahr 2020, 2009). Der Grund für die wachsende Bedeutung in der
Wertschöpfungskette: "Eingebettete Systeme" werden zunehmend zu
"Enablern" deutscher Schlüsselbranchen. In der Automobilbranche
steuern sie konventionelle und elektrische Antriebe sowie
Assistenzsysteme. Im Maschinenbau dirigieren sie selbstlernende
Industrieroboter. Und auch in Leitmärkten wie Energieeffizienz, Smart
Grids, Elektromobilität, Gesundheits-Assistenzsysteme und
Heimvernetzung spielen sie eine entscheidende Rolle. Um so wichtiger
ist es für den Standort Deutschland, die gute Forschungsposition in
der Systemtechnik, bei anwendungsspezifischen ASICs (Application
Specific Integrated Circuits = Anwendungsspezifische integrierte
Schaltkreise) und zugehöriger Software in Markterfolge umzusetzen.
Dazu ist es nötig, den Mikroelektronik-Standort Deutschland zu
verteidigen, die Forschungsanstrengungen zu verstärken und die
Hebeleffekte für die Anwenderindustrien zu nutzen. Zu diesem Schluss
kommt das aktuelle VDE-Positionspapier "Embedded Systems" der
Informationstechnischen Gesellschaft im VDE (ITG).

"Die Mikroelektronik ist eine der Grundtechnologien für den Aufbau
von Embedded Systems. Wenn die Mikroelektronik abwandert, könnte ein
entscheidender Anteil der Wertschöpfungskette bei der Vermarktung von
Embedded Systems ebenfalls wegbrechen. Deshalb sollte sich
Deutschland intensiv darum bemühen, die Halbleiterproduktion im Land
zu halten, um die beachtlichen Chancen für die Anwenderindustrien zu
nutzen", fordert Prof. Dr.-Ing. Ingo Wolff, Mitglied im VDE-Präsidium
und Vorsitzender der VDE/ITG.

Embedded Systems: "key enabler" für nahezu alle Anwendungsbereiche

Unter "Eingebetteten Systemen" (Embedded Systems, ES) versteht
man Prozessor-Hardware und -Software-Systeme. In Verbindung mit
Sensor- und Aktorsystemen, die in umgebende technische Systeme
eingebettet sind, übernehmen sie komplexe Steuerungs- und
Datenverarbeitungsaufgaben. Sie zeichnen sich durch minimale Kosten,
einen geringen Platzbedarf und Energieverbrauch (bis hin zur
Energieautarkie) und einen kleinen Speicherbereich der Prozessoren
aus. Eine Spezialform der Embedded Systems sind die Sensornetzwerke,
in denen Knoten in einem Netzwerk miteinander kommunizieren. Sie
ermöglichen eine effiziente Datenerfassung, Datenkommunikation und
gezielte Aktorik bei geringem Energieverbrauch. Eingesetzt werden sie
beispielsweise in ortsvariablen Netzwerken wie beispielsweise dem
Auto als Netzwerkknoten in einem Car-to-Car Kommunikationssystem.

In den USA und andernorts geht man bereits einen Schritt weiter
und forscht an sogenannten Cyber-Physical Systems (Cyber-Physical
Systems, Executive Summary. Prepared by the CPS Steering Group, March
2008, CPS: Computer-Physikalische Systeme). Unter einem
Computer-Physikalischem System wird die Integration von
physikalischen Systemen und Prozessen mit vernetzten Computern
beziehungsweise Prozessoren verstanden. Solche CPS können in
miniaturisierter Form zum Beispiel als Implantate im Menschen im
Rahmen der Medizintechnik dienen. Sie werden aber auch in national
oder weltweit ausgebreiteten Systemen beispielsweise für die
Energieversorgung (Smart Grid) oder für das "Internet der Dinge"
eingesetzt. In beiden Fällen nehmen sie eine Schlüsselposition für
die künftige wirtschaftliche Entwicklung ein.

Aufgrund der Vielfalt und Bedeutung der Einsatzbereiche werden ES
und CPS zunehmend zur treibenden Kraft der technischen Entwicklung.
Sie lassen sich in der Energieversorgung für das Smart Grid nutzen.
Hier können dezentral verteilte Anlagen (von Wind- und Solaranlagen
bis hin zu Elektrofahrzeugen als Zwischenspeicher) mit einem zeitlich
befristeten und variablen Beitrag an Leistung in ein
Energieversorgungsnetz integriert werden. In Gesundheits- und Ambient
Assisted Living-Systemen ermöglichen sie Telemonitoring und damit
Überwachungs-, Alarmierungs- und Unterstützungssysteme sowie
verbesserte Datentransfer- und Abrechnungsverfahren. Weiter sind sie
ein wichtiges Element zukünftiger Transport- und Verkehrssysteme. So
lassen sich bestehende Transportwege und -mittel (zum Beispiel
Kfz-Verkehr, Luftverkehr, Schiffsverkehr) zu einem multimodalen
System vernetzen und effektivere, sicherere, kostengünstigere und
umweltschonendere Transportlösungen im Personen- und Güterverkehr
entwickeln.

Auch für das Anwendungsgebiet "Smart City", das der Bevölkerung
ein breites Angebot von Informationen aus den Bereichen Verwaltung,
Verkehr, Logistik, Gesundheitswesen oder Bildung zur Verfügung
stellt, werden CPS benötigt. Gleiches gilt für energieeffiziente
Kraftfahrzeuge, integrierte medizinische Systeme (zum Beispiel "Lab
on a Chip") und Implantate, autonome Roboter zu Unterstützung im
täglichen Leben, Gebäudeautomatisierung Sensornetzwerke auf autonomer
Energiebasis, das heißt ohne Batterien und Batteriewechsel (Energy
Harvesting) und viele Bereiche mehr.

Forschungsposition mit großem industriellen Anwendungspotential

Angesichts der wachsenden Bedeutung stellt sich die Frage, wo die
Stärken und Schwächen, Potentiale und Risiken für den Standort
Deutschland liegen. Aufgrund seiner immer noch guten
Forschungslandschaft nimmt Deutschland bei "Embedded Systems"
international eine führende Position ein. Die Embedded Systems sowie
ihre Weiterentwicklung zu Embedded Networks und
Computer-Physikalischen Systemen treiben die Industrieentwicklung an
und stärken Deutschlands Industrie im internationalen Wettbewerb.
Dies ist insbesondere dem Know-how in der Systemtechnik, bei
anwendungsspezifischen ASICs und der zugehörigen Software zu
verdanken. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass Deutschland eine
starke Industrie im Bereich des Maschinenbaus und der
Kraftfahrzeugtechnik aufweist. In diesem Bereich ist der Einsatz von
Embedded Systems technisch wichtig und wirtschaftlich attraktiv.

Die Mikroelektronik bildet die Basistechnologie für Eingebettete
Systeme. Die zentrale Herausforderung für Deutschland liegt laut
VDE-Positionspapier deshalb darin, den Mikroelektronik-Standort zu
stärken. Denn wenn die Halbleiterfertigung aufgrund einer schwächeren
Position im Kostenwettbewerb mit den staatlich subventionierten
Standorten Ostasiens abwandert, könnten die Embedded Systems folgen -
und damit ein entscheidender Anteil der Wertschöpfungskette, so die
Befürchtung. Darüber hinaus bleibt die nötige anwendungs- und
diensteorientierte Software aus VDE-Sicht ein wichtiger Teil des
Gesamtsystems und bedarf der intensiven Pflege.

VDE empfiehlt Fokusprojekte im Automobil- und Maschinenbau

Den VDE-Experten zufolge eröffnen sich in Deutschland zwei
besonders aussichtsreiche Anwendungsfelder. In der Automobiltechnik
übernehmen Embedded Systems - vielfach über ein Bussystem miteinander
verbunden - bereits heute die Steuerung vieler verschiedener
Einrichtungen des Autos. Eine Zukunftsaufgabe besteht darin, die Zahl
der bestehenden Embedded Systems zu reduzieren und das
Informationssystem im Kraftfahrzeug zu vereinfachen. Neue
Anwendungsfelder liegen etwa in der Fernüberwachung des
Kraftfahrzeugs über ein Telematiksystem, welches das Kraftfahrzeug
mit einer Wartungszentrale verbindet und den Betriebszustand des
Autos laufend überwacht.

Ein zweites wichtiges Anwendungsgebiet von Embedded Systems ist
die Entwicklung intelligenter Werkzeuge zur Automatisierung der
Produktion. Ziel ist die Entwicklung mobiler Einrichtungen
(Werkzeuge, Roboter), die ihren Einsatzort auf funkgesteuerte
Zentimeter genau lokalisieren und die ihnen zugewiesenen Aufgaben im
Produktionsprozess eigenständig übernehmen. Erste Ansätze für eine
hochgenaue (drahtlose) Lokalisierungstechnik sind verfügbar, aber in
den kommenden Jahren deutlich zu verbessern und an schwierige
Umfeldbedingungen anzupassen. Die Geräte müssen im Echtzeitverfahren
betrieben werden können und über eine anwendungsorientierte Software
in den gesamten Produktionsprozess eingepasst werden. Hierzu gilt es,
neue Standards zu entwickeln und einzuführen.

Große Hebeleffekte für die Industrie in Deutschland erwartet

Die Branche der Informations- und Kommunikationstechnik (IKT) ist
mit über 800.000 Arbeitsplätzen und einem Gesamtumsatz von circa 133
Milliarden Euro (2008) einer der größten industriellen Sektoren und
ein Motor der deutschen Wirtschaft. Die Stärkung der deutschen
Position bei "Embedded Systems" hätte einen sehr positiven Effekt
weit über die Elektro- und IKT-Branche hinaus. "Embedded Systems
übernehmen eine Schlüsselfunktion für die gesamte deutsche
Wirtschaft. Denn sie schaffen die Basis für die Herstellung
intelligenter Maschinen und Einrichtungen, die für die Wertschöpfung
und den Exportmarkt immer wichtiger werden. Der VDE begrüßt daher das
auf dem IT-Gipfel formulierte strategische Ziel der Bundesregierung,
das Thema als einen Schwerpunkt im Bereich IKT in der neuen
Legislaturperiode weiter voran zu bringen. Nun sollte schnell
gehandelt werden, um die Hebeleffekte von Embedded Systems zu nutzen
und den Innovationsmotor auf Touren zu bringen."

Die Informationstechnische Gesellschaft im VDE (ITG) engagiert
sich mit 12.000 Experten aus Wirtschaft, Wissenschaft und Politik für
die Förderung der Informationstechnik, ihrer Anwendungen und für den
technisch-wissenschaftlichen Nachwuchs. Der VDE, Verband der
Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik, ist mit 35.000
Mitgliedern, davon 1.300 Unternehmen, einer der großen
technisch-wissenschaftlichen Verbände Europas.

Neues VDE-Positionspapier zum IKT-Standort Deutschland

IKT-Technologien entscheiden über Deutschlands Zukunftsfähigkeit
- In vielen Märkten entstehen künftig weit mehr als 50 Prozent aller
neuen Produkte durch den Einsatz von Informations- und
Kommunikationstechnologien (IKT). Dank einer guten
Forschungslandschaft und einer international ausgerichteten
IKT-Industrie bei Fest- und Mobilfunknetzen und "Embedded Systems"
eröffnet sich Deutschland die Chance, dem Weltmarkt dringend
benötigte IKT-Lösungen für nahezu alle Industrie- und
Dienstleistungsbereiche bereitzustellen. Wo konkret liegen die
Potentiale, und wie können sie effizient genutzt werden? Antworten
darauf gibt das neue VDE-Positionspapier "IKT 2020: Fakten - Trends -
Positionen", das der VDE in einer Pressekonferenz am Dienstag, 02.
März 2010, von 11.00 bis 12.00 Uhr, im Convention Center (CC), Saal
Heidelberg, CeBIT-Messegelände, 30521 Hannover, vorstellt.

Originaltext: VDE Verb. der Elektrotechnik Elektronik
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Melanie Mora, Tel. 069 6308461, melanie.mora@vde.com