Die Digitalisierung treibt unaufhaltsam die Entwicklung intelligenter und vernetzter Produkte, Dienstleistungen und Produktionssysteme voran. Doch damit entsteht auch eine gewaltige Komplexität und Vernetzung von Technologien, die das Engineering für die Märkte von morgen vor neue Herausforderungen stellt. Die Lösung? Advanced Systems Engineering (ASE): die Integration der vielfältigen Aspekte des Systems Engineerings und des Advanced Engineerings, um die Wettbewerbsfähigkeit in einer sich wandelnden Welt zu sichern und zu steigern.

Typisch Innenstadt: Der Platz ist knapp– auch für das Parken. Lieferverkehr aber ist unverzichtbar für das urbane Leben. Ausgewiesene Lieferzonen verschaffen den Freiraum, den die Lieferantinnen für ihre tägliche Arbeit benötigen. Sind die Zonen zudem digitalisiert, lassen sich freie Plätze direkt ansteuern. So können Kommunen den Verkehr gezielt lenken sowie Nutzungsregeln und Umweltzonen managen. In einem transnationalen Projekt haben Forscherinnen den Mehrwert eines digitalen Liefermanagements ausgelotet und in Pilotstädten evaluiert.

Kaum jemand hat immer den Ausweis dabei. Das Smartphone aber schon. Allein deshalb wäre es sinnvoll, sich auch mit dem Smartphone identifizieren zu können. Doch so einfach ist das nicht. Weder technisch noch organisatorisch. Im Konsortialprojekt ONCE forschen unter anderem die Fraunhofer-Institute IAO und AISEC an Möglichkeiten zur sicheren Nutzung digitaler Identitäten in der Verwaltung, im Verkehr und in der Hotellerie. Im Interview erklärt Sandra Kostic, Gruppenleiterin am Fraunhofer AISEC im Bereich Usable Security und Privacy, die Hürden und wie sie genommen werden können.

Wer Maschinen und autonom fahrende Transporter einsetzt, muss sich darauf verlassen können, dass sie jederzeit funktionieren. Zur Zuverlässigkeitsanalyse und Fehlersuche wird deshalb die FMEA-Methode genutzt. Allerdings werden die Ausfallwahrscheinlichkeiten der Bausteine hier nur qualitativ erfasst. Die neue Software proSVIFT unterstützt Experten künftig effektiver bei der Suche nach den Ursachen eines möglichen Defekts, weil sie mit quantitativen Beschreibungen arbeitet. Sie bringt damit erstmals die quantitative Modellierung von Ausfallwahrscheinlichkeiten aus der Theorie in die Praxis.

Der digitale Wandel hält auch in Bildungs- und Lernumgebungen Einzug. Künstliche Intelligenz (KI) stellt dabei eine der Schlüsseltechnologien zur Effektivitätssteigerung dar. So lässt sich mit ihrer Integration in Lernmanagementsysteme eine intelligente Lernerfahrung kreieren, die zeit- und ortsunabhängig ist und die dabei die individuellen Bedürfnisse der Lernenden berücksichtigen kann. Ein solcher Einsatz von Techniken der künstlichen Intelligenz wurde innerhalb der Studie »KI in LMS« prototypisch am Beispiel der lehrgangsgebundenen Individualausbildung der Bundeswehr erprobt.

Wissenschaftler*innen verschiedener Fraunhofer Institute arbeiten schon heute an den Mobilfunkstandards von morgen. Im multidisziplinären Projekt »6G SENTINEL« werden die Grundlagentechnologien für die nächste Generation von Mobilfunknetzen unter Verschneidung verschiedenster Expertisen erarbeitet. Denn 6G soll vielschichtige technologische Horizonte eröffnen. Nicht nur zusätzliche Frequenzflexibilisierungen, sondern auch bewegliche 3D-Netze und umgebungserfassende Sensorfunktionen sollen zu einem integralen Bestandteil von zukünftigen Kommunikationsnetzwerken werden. Doch derlei technische Möglichkeiten erfordern die vorangehende Erarbeitung ihrer Ermöglichungsbedingungen.

Warum unterliegt der Strompreis so starken Schwankungen und warum steigen die Energiepreise gefühlt nur an? Können Unternehmen, aber auch wir als Verbraucher Stromkosten sparen, indem wir den Strom dann kaufen, wenn durch erneuerbare Energien wie Solar- und Windenergie gerade ein hohes Angebot existiert? Welche Möglichkeiten gibt es große Strommengen für eine spätere Nutzung zu speichern? In der aktuellen Folge unseres Podcasts »Nachgeforscht« sprechen wir mit Ria Grindel, Wissenschaftlerin am Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM.

Zwei von drei Unternehmen sehen im Einsatz von Künstlicher Intelligenz eine Chance für sich. Gleichzeitig aber haben ebenfalls zwei Drittel der deutschen Unternehmen KI-Projekte noch nicht einmal geplant. Das belegen Zahlen des Digitalverband Bitkom. Grund für die Zurückhaltung der Industrie dürften allerdings weniger ausbleibende Engagements als vielmehr unfertige Ansätze sein. Denn noch fehlt das gesamtheitliche Know-how für Abläufe, Projekte und Weiterentwicklungen bei KI-Anwendungen. Nun aber könnte die interne Logistik zu einem Wegbereiter für den umfassenderen KI-Einsatz werden.

Verschiedenartige Krisen stehen in Wechselwirkung zueinander und verstärken sich häufig gegenseitig. Treffen etwa Wetterextremsituationen auf stark ansteigende Zahlen an Krankheitsfällen, bedroht das die Wirtschaft in besonderem Maße. Doch die Krisensituationen zugrundeliegenden Daten werden in der heutigen Zeit meist bereits gesammelt. Um diese Daten allerdings miteinander zu verschneiden und effektive Vorhersagen zu generieren, braucht es innovative Techniken der Datenverarbeitung. Künstliche Intelligenz kann dabei helfen.

Programmierer*innen gelten als pragmatisch. Und das zu Recht. Denn in der Regel nutzen sie beim Erstellen ihrer Software etablierte Pakete, die als Open Source auf diversen Datenbanken angeboten werden. Was aber, wenn einzelne dieser Pakete durch Schadsoftware infiziert worden sind? Dann, so Dr. Marc Ohm in seiner Dissertation, gelangt die Schadsoftware unentdeckt zu Unternehmen und Institutionen und kann dort zum Ausspähen sensibler Informationen genutzt werden. Für seine Forschungen zur Abwehr dieser Supply Chain Angriffe ist Ohm nun mit dem Wissenschaftspreis ausgezeichnet worden.