FG2_Icon_M2M_IoT_bExpertengruppe
Internet der Dinge

Das Internet der Dinge (Internet of Things – IoT) und die damit verbundene Analyse der Daten wird die weitere Digitalisierung unserer Gesellschaft und die globale Wirtschaftskraft Deutschlands bestimmen. Die Herausforderungen hierzu gilt es in angemessener Zeit und Qualität zu bewältigen. Die Querschnitts­technologie M2M/Internet der Dinge, die nahezu unsichtbar für Außenstehende ist, ermöglicht eine durchgängige Vernetzung praktisch aller Objekte und ist somit die Grundlage für alles „Smarte“.

Aktuelle Marktstudien belegen jedoch, dass die Einführung dieser Technologie weiterhin nur zurückhaltend vorangeht, was aus unserer Sicht in Herausforderungen in der M2M-Cybersicherheit, der Mobilfunknetz-Verfügbarkeit, der beruflichen Qualifizierung, im Verständnis der Technologie und ihrer Anwendung auf die Geschäftsprozesse begründet liegt.
Daher konzentrieren wir die Tätigkeiten unserer Expertengruppe auf diese Themenbereiche und erarbeiten hierzu Handlungsempfehlungen.

Leuchtturmprojekte

IOT FÜR DIE INTELLIGENTE MOBILITÄT
IoT ermöglicht in Zukunft die “Autonome, personenbezogene Organisation des Straßenverkehrs und digitale Logistik”
(Projektname: APEROL; Förderkennzeichen des BMVI: 16AVF2134).

Der Transport von Menschen und Gütern ist eine der wichtigsten Komponenten der deutschen Wirtschaft. Derzeit erleben wir den Wandel vom traditionellen Verkehr hin zum autonomen Fahren. Dieser Wandel wird die Mobilitätsgewohnheiten der Bürger vollkommen verändern. Damit dieser ein Erfolg wird, müssen neue innerurbane Mobilitätskonzepte erarbeitet werden, welche die neuartigen digitalen Dienste in das städtische Leben integrieren. Ebenso muss ein gesellschaftlicher Transformationsprozess beschritten werden: Insbesondere bei der Einführung neuartiger Technologien ist das Innovationsmanagement zentral und hat das Ziel, die Bürger von Anfang an in den Transformationsprozess einzubinden.

PROJEKT COSY
cosy.umwelt-campus.de
(Projektname: COSY; Förderkennzeichen des BMBF: 01IS17073)

In diesem Projekt sollen Praxisversuche am Umwelt Campus und an der RWTH Aachen University zum Thema Machine Learning und Data-Analytics entwickelt werden. In den Versuchen wird die gesamte Breite dieses Themas in praxisnahen Anwendungen auf Hardware und Software umgesetzt. Die Labore werden in den jeweiligen Masterstudiengängen der Informatik und Informationstechnik integriert und mit einem neuen Studiengang verknüpft. Bereitgestellte Offline-Datensätze ermöglichen die Nutzung der Lerneinheiten auch ohne Zugriff auf die Hardware.

Das Projekt profitiert von Synergien zwischen den beteiligten Hochschulen und der Zusammenarbeit in einem Forschungsprojekt zum Thema Machine Learning. Insgesamt fünf der vorgeschlagenen Versuche werden auf der Internet-of-Things (IoT)-Plattform umgesetzt, die die Hochschule Trier zusammen mit der Expertengruppe Internet der Dinge des Digital Gipfels entwickelt hat.

In den Versuchen werden die Anwendungsfelder Umwelt, Industrie 4.0 und Mobilität behandelt. Dieses Projekt wird zudem von Partner aus der Industrie beraten, um die Versuche praxisnah umzusetzen. Darüber hinaus soll auch die Möglichkeit bestehen, weitere Versuche aus konkreten Industrieanwendungen heraus zu entwickeln. Ein weiteres Ziel des Projekts ist die Etablierung einer Maker-Plattform für Machine Learning auf die industrielle Partner mit den Studierenden der beiden Hochschulen in Kontakt treten und gemeinsam an interessanten Problemstellungen arbeiten können.

PROJEKT IOT-PILOT
iot-pilot.umwelt-campus.de
(Projektname: IOT-PILOT; Förderkennzeichen des BMEL: 2818LD003)

Die digitale Transformation wird unsere Wirtschaft und Gesellschaft in den nächsten Jahrzehnten gravierend verändern. Bei der Vernetzung der analogen Welt spielt das Internet der Dinge (IoT) eine wesentliche Rolle. Der selbstverständliche Umgang mit Sensoren und Kommunikationsmodulen, aber auch deren Programmierung bis hin zur Cloud-Anwendung ist die Voraussetzung für neue Anwendungsideen und Geschäftsmodelle. Insbesondere Deutschlands mittelständische Unternehmen haben jedoch einen enormen Fachkräftemangel in diesem Bereich, da es wenige gute Informatikabsolventen gibt, die eine Spezialisierung im Themengebiet Internet der Dinge haben. Solche, die sich in diesem Gebiet spezialisiert haben, werden von den großen „Playern“ in den attraktiven Metropolregionen abgeworben. Für den Mittelstand in den ländlichen Regionen entsteht daher mittelfristig ein enormer Bedarf an Know-How. Hier wollen wir mit unserem Konzept eine Lösung anbieten, die den Zugang zum Internet der Dinge für mittelständische Unternehmen erleichtert und die Entwicklung erster Prototypen beschleunigt (Rapid Prototyping). Unser Konzept soll dafür die bestehenden Fachkräfte weiterbilden (lebenslanges Lernen) und den Einstieg in die neue IoT-Technologie vereinfachen und beschleunigen. IoT getriebene Geschäftsmodelle sind nicht an zentrale Ressourcen oder Ballungszentren gebunden und eigenen sich deshalb insbesondere zur Entwicklung des ländlichen Raumes. Gerade der ländliche Raum kann auch überproportional von den Anwendungsmöglichkeiten des IoT profitieren (Monitoring in der Landwirtschaft, neue Dienste). Wir hoffen dadurch die Innovationskraft in der Region zu verbessern und damit die Region insgesamt nachhaltig zu stärken.

PROJEKT IOT2-KLIMAWERKSTATT
umwelt-campus.de/iot-werkstatt

IoT2 bietet das Potential zur Lösung der Klimaproblematik, ohne das wir dabei zwingend einen merklichen Komfortverlust erleiden müssen. Aktuelle Studien gehen von einem IKT-Potential von 20 % CO2-Reduktion bis 2030 aus. Wir sagen: Gebt der jungen Generation den digitalen Werkzeugkasten an die Hand, um die eigene Zukunft nachhaltig zu gestalten. Gemeinsam mit Deutschlands klimafreundlichster Hochschule hat die Expertengruppe dazu ein schlüsselfertiges Konzept erarbeitet und bereits erfolgreich getestet.

Das Arbeitsprogramm 2019 der Expertengruppe Internet der Dinge umfasst folgende Schwerpunkte:

1. Umsetzung der Handlungsempfehlungen des Arbeitsprogrammes 2018 durch aktive Unterstützung der in 2018 begonnen Forschungsvorhaben IoT-Pilot und IoT-Werkstatt. Aktuell befindet sich die deutsche Wirtschaft vor der nächsten großen disruptiven Entwicklung, der Verbindung von IoT und künstlicher Intelligenz (KI). Die deutsche Wirtschaft mit ihrem starken Mittelstand in klassischen Branchen wie Elektrotechnik und Maschinenbau ist von dieser Entwicklung besonders betroffen. Allerdings bietet IoT dem Mittelstand aufgrund dessen Stärke in den klassischen physischen Bereichen auch große Chancen, die weltweite Spitzenposition mittels cyberphysischer Geschäftsmodelle weiter auszubauen. Dazu müssen jedoch jetzt die richtigen Rahmenbedingungen gesetzt werden. Die EG IoT möchte die Vorhaben IoT-Werkstatt und IoT-Pilot daher in folgenden Bereichen beraten:

  • Bildungsinitiative für Schulen im Bereich IoT und Algrithmen
  • Unterstützung der Entwicklung neuer datengetriebener Geschäftsmodelle, insbesondere im deutschen Mittelstand mittels zielgerichteter Förderprogramme
  • Qualifizierungsinitiative für den Mittelstand im Bereich IoT und KI
  • Präsentation der Ergebnisse auf dem nächsten Digital-Gipfel (2020)Darüber hinaus plant die EG ein Projekt zu den KI-Leuchttürmen für Umwelt, Klima, Natur und Ressourcen zu unterstützen, falls dies vom BMU gefördert wird.

2. Erstellung eines White Papers “IoT-Funknetze für die Allgemeinheit” zum Digital Gipfel 2019

3. IoT-Werkstatt mit Erweiterung maschinelles Lernen und IoT-spezifische Sicherheit:

a) Schulen: Aufbau von regionalen Kompetenzzentren zur koordinierten Lehrerfortbildung und zur strukturierten Schulung von Schülern in den Bereichen Algorithmen, IoT und IT-Sicherheit. Die Schulungskonzepte sollen über die reine Medienkompetenz hinausgehen.Die bestehenden Konzepte für die Grundschule wirken zu spät, um den jetzt nötigen Nachwuchs auszubilden und sind zudem zu früh im Lehrplan angesetzt, da für die Entwicklung von digitalen Kompetenzen zunächst ein Fundament von Lesen und Schreiben in der realen Welt aufgebaut werden muss.

b) Hochschulen: Anbindung bisher digitalisierungsferner Studiengänge durch Aufbau praxisnaher Laborumgebungen (Maker Spaces), um die Verschmelzung der verschiedenen Anwendungsdisziplinen mit IoT und KI zu lehren. Die Studierenden müssen gerade in Zusammenhang mit IoT ein Verständnis des Gesamtsystems erlangen und neben den Algorithmen auch die technischen Komponenten des Systems verstehen.

c) Nachhaltigkeit und Gesellschaft: IoT und Künstliche Intelligenz stellen potententielle Beiträge zur Lösung der Klimaproblematik dar, ohne dass die Gesellschaft dabei zwingend einen merklichen Komfortverlust erleiden muss. Aktuelle Studien gehen von einem IKT-Potential von 20 % CO2-Reduktion bis 2030 aus. Wir wollen der Gesellschaft einen digitalen Werkzeugkasten geben, um die eigene Zukunft nachhaltig zu gestalten. Das Konzept umfasst die Entwicklung eine Plattform für KI und IoT für die Vernetzung wichtiger gesellschaftlicher Akteure und die Erarbeitung von Train-the-Trainer-Weiterbildungskonzepten.

d) Mittelstandsbildung: Aufbau einer Zusammenarbeit mit IHKs und Bitkom. Die Methoden und Konzepte der Punkte a) und b) müssen auch auf den Mittelstand übertragen werden. Insbesondere müssen Unternehmen, die bisher noch keine digitalen Geschäftsmodelle entwickelt haben, Werkzeuge und Methodenkenntnisse vermittelt bekommen, um neue digitale Ideen umsetzen zu können.

4. IoT-CERT: Praxisrelevante Methoden entwickeln (Forschung). Angriffe auf IoT-Systeme können durch Methoden der künstlichen Intelligenz (Daten-Analyse) frühzeitig entdeckt werden. Aufgrund der Komplexität solcher Systeme können heute nicht mehr alle Sicherheitslücken im Voraus ermittelt werden. Zudem entwickeln sich IoT-Systeme evolutionär weiter. Deswegen sind Verfahren zur Erkennung von Gefahren und zur rechtzeitigen Warnung elementar, um die IT-Sicherheit solch komplexer Systeme zu gewähren.

5. Dialog zu anderen Expertengruppen des Digital-Gipfels: Zu allen Expertengruppen gibt es starke Querverbindungen. Beispielsweise zur Expertengruppe intelligente Gesundheitsnetze gibt es Schnittstellen im Bereich Kommunikationstechnik, Vernetzung und Daten-Analyse. Aktuelle Forschungsprojekte an Kliniken in Zusammenarbeit mit Hochschulen arbeiten an Konzepten zur automatisierten Analyse von Patientendaten, um damit Diagnosen und Therapien vorzuschlagen, um damit Ärzte zu unterstützen. Dieses Thema ist ein typisches Beispiel für die Verschmelzung von IoT und KI.

6. Mitwirkung an den übergeordneten Aktivitäten zum Jahresthema “Smart City Datenplattformen” der Fokusgruppe Intelligente Vernetzung.

7. Weitergabe weiterer wichtiger Themen an andere Initiativen wie z. B. die Charta digitale Vernetzung oder Bitkom.

Vorsitz der Expertengruppe

Dr. Christoph Bach

Ericsson GmbH
christoph.bach@ericsson.com

GuidoWebseite

Prof. Dr. Guido Dartmann

Hochschule Trier
g.dartmann@umwelt-campus.de

Status und
Fortschritt 2015

Internet der Dinge

Arbeitsprogramm 2018

Arbeitsprogramm 2017

Ergebnisse der Expertengruppe Internet der Dinge


2018

DIV-Report 2018
Status und Fortschritt der intelligenten Vernetzung in Deutschland
PDF-Dokument anzeigen

2017

Positionspapier IoT-Werkstatt
PDF-Dokument anzeigen

2017

Deutschland intelligent vernetzt
Digitale Gesundheit 2017
PDF-Dokument anzeigen

2016

Deutschland intelligent vernetzt
Digitale Bildung 2016
PDF-Dokument anzeigen

2015

Stakeholder Peer Review
Deutschland intelligent vernetzt
Status- und Fortschrittsbericht 2015
PDF-Dokument anzeigen

2014

M2M – Querschnittstechnologie für die vernetzte Gesellschaft
PDF-Dokument anzeigen

2013

Ergebnisbericht 2013
PDF-Dokument anzeigen