Entwicklung digitaler Technologien 2019 bis 2022

Förderrahmen „Entwicklung digitaler Technologien“ 2019 bis 2022

Das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) will mit dem Förderrahmen „Entwicklung digitaler Technologien“ für den Zeitraum 2019 bis 2022 die Effizienz- und Wertschöpfungspotenziale digitaler Technologien sowie aktuelle thematische Schwerpunkte und Herausforderungen noch schneller und flexibler als bisher durch zeitnahe Förderaufrufe adressieren. Diese sollen an jeweils aktuellen technologischen Trends, Entwicklungen und Erfordernissen im Markt, digitalpolitischen Prioritäten, verfügbaren Budgets sowie bestmöglichen zeitlichen Korridoren für eine marktorientierte Umsetzung ausgerichtet sein.

Die Bundesregierung unterstützt mit dem Förderrahmen „Entwicklung digitaler Technologien“ vorwettbewerbliche FuE-Projekte mit Leuchtturmcharakter im Verbund von Wissenschaft und Wirtschaft (Verbundforschung).

Dem Förderrahmen liegen die drei Schwerpunktbereiche „Technologien“, „Anwendungen“ und „Ökosysteme“ zu Grunde. Diese setzen aufeinander auf und bilden in ihrer Kombination den Rahmen für die angestrebten Vorhaben.

Ausgangspunkt der Vorhaben sollen Erkenntnisse aus der Grundlagenforschung sein, d. h. Technologien, die bereits wissenschaftlich untersucht sind. Im Rahmen dieses Programms geht es darum, das wirtschaftliche Potenzial solcher neuen, digitalen Technologien zu erschließen und Wege für eine wirtschaftliche Verwertung in Deutschland oder dem Europäischen Wirtschaftsraum (EWR) zu eröffnen. Zum Aufzeigen des wirtschaftlichen Nutzens digitaler Technologien sind digitale Anwendungen solcher Technologien in relevanten Bereichen der Wirtschaft zu erproben. Beispielsweise können Verfahren zur 3D-Visualisierung im produzierenden Gewerbe zur automatisierten Qualitätskontrolle, in der Medizin bei Operationen oder beim autonomen Fahren zur Umgebungserfassung eingesetzt werden. In den dargestellten Fällen sind die Voraussetzungen und Anforderung hinsichtlich der praktischen Nutzung von 3D-Technologien und deren Wirtschaftlichkeit jedoch sehr unterschiedlich. Förderaufrufe werden daher jeweils auf spezifische Anwendungsdomänen (gegebenenfalls auch mehrere) ausgerichtet werden.

Die Digitalisierung von Wirtschaft und Gesellschaft hat bereits dazu geführt, dass die Grenzen zwischen Branchen fließender werden und sich zum Teil auflösen. Neue Ökosysteme sind unter Begriffen wie Mobilität oder Smart Living am Entstehen. So umfasst Mobilität heute die klassische Fahrzeugindustrie, öffentlichen Personenverkehr, Sharing-Angebote und elektronische Mobilitätsdienstleistungen bis hin zum Energiemanagement bei der Einbindung von Elektrofahrzeugen in die häusliche Energieversorgung. Marktmacht erzielen diejenigen, denen es gelingt, starke Kooperationsgemeinschaften zu bilden und branchenübergreifende, international verbindliche Standards zu etablieren. Auf dieses Szenario stellt die dritte Säule „Ökosysteme“ des Förderrahmens ab. Damit sollen Stärken im Bereich Forschung und Entwicklung gebündelt und Voraussetzungen beispielsweise für die Durchsetzung von neuen Marktmodellen und Marktplätzen (Plattformen) aus Deutschland und Europa heraus geschaffen werden. In diesem Segment werden sich Förderaufrufe in der Regel auf die Bildung größerer Gemeinschaften mit Durchsetzungskraft beziehen. Im Rahmen der angestrebten Fördermaßnahmen kann es, je nach Anwendungsbereich und Zielstellung, notwendig sein verfügbare Technologien so weiter zu entwickeln und an die spezifischen Anforderungen in der Wirtschaft so anzupassen, dass sie einen lohnenden Beitrag zur Digitalisierung der Unternehmen leisten. Ausgehend von Trends und Innovationen der Informations- und Kommunikationstechnologien sollen neue Komponenten (Hardware, Software), Dienste und Plattformen entwickelt werden, die den breiten Einsatz digitaler Technologien in der Praxis ermöglichen. Beispiele hierfür liegen etwa in konkreten Lösungen zur Realisierung kurzer Latenzzeiten in Kommunikationsnetzen, der Verarbeitung hoher Datenvolumen, oder zur Authentifizierung von Personen und Objekten mit Hilfe „Digitaler Identitäten“, innovative digitale Anwendungen zu entwickeln und zu erproben, die etwa durch Optimierung, Effizienzsteigerung und Neugestaltung relevanter Wertschöpfungsprozesse spürbare Vorteile für die Wirtschaft bringen. Förderfähig sind Anwendungen aus allen wirtschaftlich relevanten Bereichen, insbesondere solchen im Umfeld von Produktion, Logistik, Land- und Forstwirtschaft, Energiewirtschaft, Mobilität, Gesundheitswirtschaft einschließlich Medizintechnik, Handel, Bau- und Wohnungswirtschaft sowie Haus- und Gebäudetechnik, – Wertschöpfungsnetzwerke zu gründen, auszuweiten oder zu internationalisieren, die es der deutschen Wirtschaft ermöglichen, an den Ökosystemen der Zukunft zu partizipieren, sie zu gestalten und Wettbewerbsvorteile zu erlangen. Ökosysteme basieren auf Entwicklungs- und Technologiekooperationen in konkreten Anwendungsfeldern und Geschäftsbereichen.

Die folgenden Schwerpunkte zeigen ein Spektrum möglicher Technologien, Anwendungen und Ökosysteme auf.

Schwerpunktbereich „Technologien“:

In den angestrebten Fördervorhaben sind entsprechend der technologiepolitischen Prioritäten und wirtschaftspolitischer Relevanz folgende Technologiefelder grundlegend und bilden den Rahmen für künftige Förderaufrufe:

• Methoden der Künstlichen Intelligenz: z. B. Maschinelles Lernen, Natural Language Processing, semantische Wissensmodelle, Simulationsumgebungen für KI-basierte Anwendungen einschließlich Generierung von Testmengen. Einsatzbereiche von KI-Technologien können beispielsweise die Entscheidungsunterstützung in Arbeitsabläufen, die Automatisierung von Prozessen oder die Prädiktion von Ereignissen sein.
• Kommunikationstechnologien wie 5G oder programmierbare Netzwerkinfrastrukturen (Software Defined Networking): angestrebt wird die Anwendung von Ende-zu-Ende-Netzwerk-Architekturen, die beispielsweise Anforderungen in industriellen Anwendungen oder im Bereich des Autonomen Fahrens nach hohen Datenraten, kurzen Latenzzeiten und hoher Sicherheit erfüllen. Beispiel ist die Entwicklung innovativer Architekturen (z. B. Fog-/ Edge-Computing) und Lösungen für die universelle Vernetzung von Objekten (Sensoren, Aktoren, Maschinen, sonst. Komponenten) im Internet der Dinge (‘Internet of Things‘ (IoT)).
• Bausteine/Komponenten für IT-Sicherheitstechnologien, die geeignet sind, Cyberangriffe abzuwehren, die die Einhaltung (‚Compliance‘) rechtlicher Rahmenbedingungen unterstützen oder sichere, vertrauenswürdige Transaktionen ermöglichen. Dazu gehören beispielsweise digitale Identitäten von Menschen, Dingen und Organisationen oder verteilte Ledger-Technologien („Blockchain“) in unterschiedlichen Anwendungsszenarien. Beispielsweise sollen im Rahmen des Schwerpunkts prototypische Anwendungen für eine sichere vertrauenswürdige elektronische Kommunikation mit Hilfe von sicheren digitalen Identitäten, für neue Dienste zum (Life-Cycle-)Management von IoT-Geräten geschaffen werden.
• Datenmanagement-Technologien zur Organisation und Analyse großer Datenmengen („Big Data“), wobei die Daten beispielsweise aus eingebetteten Systemen von Maschinen und Alltagsgegenständen, von Nutzereingaben oder aus Daten-Streams resultieren können. Diese Technologien finden Anwendung, um extrem große, heterogene oder verteilte Datenmengen zu organisieren und gleichzeitig aus diesen Datenmengen intelligent Informationen zu gewinnen. Von besonderer Bedeutung sind Lösungen zur gemeinschaftlichen Nutzung von Daten über Plattformen und Infrastrukturen (z. B. „International Data Space“) im produzierenden Gewerbe und anderen Wirtschaftsbereichen.
• Nutzbarmachung von Technologien im Umfeld des Hochleistungsrechnens wie z. B. von hochparallelen Supercomputern oder Computerclustern (verteiltes Rechnen, Grid-Computing, lokale Verbünde) für die Wirtschaft über entsprechende Dienstleistungen. Auch Nutzungsmöglichkeiten des Quanten-Computing für die Wirtschaft sollen aufgezeigt werden.
• 3D-Technologien als Grundlage für die Erstellung virtueller digitaler Abbilder und die Visualisierung digitaler 3D-Modelle, für die Situationserfassung (u. a. Erkennung von Gesten) und Umgebungserkennung sowie für AR/VR-Anwendungen (Augmented/Mixed/Virtual/Cross Reality) etwa in Assistenz- und Dialogsystemen.
• Prozessumgebungen für die Additive Fertigung (3D-Druck): Schnittstellen und Datenmodelle, die eine durchgängige Integration von 3D-Druckverfahren u. a. in industrielle Prozesse ermöglichen und die Organisation agiler Prozessketten und Produktionsnetze sowie die kontinuierliche Qualitätskontrolle und -verbesserung unterstützen (Bauteil und Prozessqualifizierung). Das schließt beispielsweise auch das Datenmanagement für qualitätsgesicherte, produktbegleitende Daten ein.
• Weitere Technologien und Lösungsansätze, die geeignet sind, die Digitalisierung der Wirtschaft zu unterstützen bzw. zu beschleunigen und die Wettbewerbsfähigkeit von Unternehmen, insbesondere von KMU zu stärken. Die Lösungen sollen von mittelständischen Unternehmen rasch und unkompliziert umsetzbar sein. Sie sollen grundsätzlich auf anerkannten, marktgängigen Standards beruhen und sich somit in die IT-Landschaft von Mittelständlern integrieren lassen.

Schwerpunktbereich „Anwendungen“:

In den angestrebten Fördervorhaben sind folgende Anwendungsfelder grundlegend:

• Industrielle Produktion (Leitvision „Industrie 4.0“) inklusive der hiermit verbundenen Arbeitsprozesse. Anwendungen, die im Speziellen gefördert werden sollen, umfassen das Produktengineering, die Ersatzteilfertigung und das Obsoleszenzmanagement als Teilaspekte der industriellen Produktion. Ziel ist eine kundenindividuelle, dezentrale Fertigung und kundennahe Zulieferung z. B. mittels flexibler Fertigungsverfahren wie Additiver Fertigung.
• Intelligente Lebensumgebung: Intelligente Anwendungen in der Haus- und Gebäude-automatisierung, zur Steigerung der Energieeffizienz unter Einbindung von Elektromobilität, Assistenz zu Hause zur Unterstützung des selbstbestimmten Lebens im Alter, Assistenz unterwegs zur Steigerung der Mobilität, Gesundheitsprävention (Ernährung, Fitness), usw.
• Anwendung der Service Robotik: in der Industrie, in der Landwirtschaft und im Bauwesen (Field Robotics), im Consumer-Bereich, im Gesundheitswesen und in der Pflege.
• Mobilitätsanwendungen, sowohl für den Personentransport als auch in der Produktions- und Distributionslogistik. Der Personentransport umfasst sowohl den öffentlichen als auch individuellen Verkehr. Bei der Distributionslogistik spielen intelligente Transportbörsen und kombinierte Verkehre eine wichtige Rolle. Hierzu gehört auch prädiktive Lagerhaltung im elektronischen und stationären Handel. Mobilitätsanwendungen können auch die Nutzung und Integration hochautomatisierter bzw. autonomer Fahrzeuge in Mobilitätskonzepten einschließen.
• Gesundheitsanwendungen, um Krankheiten besser zu verstehen und Therapien besser ausrichten zu können. Die durchgängige Digitalisierung, Big Data Analysen und KI können hierbei einen maßgeblichen Beitrag leisten. Der besondere Schutz der Privatsphäre von Patientinnen und Patienten ist zu beachten. Weitere Anwendungsfelder können die Telemedizin, Digitale OP-Säle oder die Unterstützung ärztlicher Leistungen im jeweiligen Aufgabenbereich (Diagnose, Therapie, Dokumentation etc.) sein.
• Bauen und Wohnen BIM (Building Information Modeling)
• Anwendungen zur Virtualisierung und Simulation von Prozessen im Bauwesen und zum Life-Cycle-Management von Bauobjekten. Anwendungen zur Verwaltung und Bewirtschaftung von Objekten bis hin zum Facility Management in der Wohnungswirtschaft.
• Weitere Anwendungen, die geeignet sind, die internationale Wettbewerbsfähigkeit der deutschen Wirtschaft und ihrer Unternehmen maßgeblich zu unterstützen, beispielsweise im eGovernment, der digitalen Bildung und Qualifizierung oder der Digitalisierung im Energiebereich, soweit dies auf Grund politischer Prioritäten bzw. konkreter Anforderungen gewünscht wird.

Schwerpunktbereich „Ökosysteme“:

Die angestrebten Verbundvorhaben sollen Beiträge zur Entstehung und Erweiterung der für die deutsche Wirtschaft relevanten „Ökosysteme“ leisten und auf diese Weise das Anwendungspotenzial von Technologien und Anwendungen aus Deutschland und Europa heraus verbreitern.

Die Vorhaben sollten folgende Aspekte berücksichtigen:

• Es sollen Allianzen entstehen, die technische Einzellösungen fortentwickeln zu einer übergreifenden, breit akzeptierten Basis. Die Beteiligung einer möglichst großen bzw. wachsenden Zahl von Akteuren aus Forschung und Wirtschaft ist anzustreben. Die Partner sollen sowohl eine hohe Durchsetzungskraft und Sichtbarkeit im Markt aufweisen als auch den technischen Innovationsgrad des Verbundvorhabens sicherstellen.
• Allianzen können Schwerpunkte auf bestimmte Regionen (z. B. ländlicher Raum, „Smart City“), Sektoren und Branchen oder Lebensbereiche setzen und ihre Geschäftsmodelle entsprechend ausrichten. – Die zu entwickelnden Lösungen sollen einen hohen Grad an Interoperabilität aufweisen, beispielsweise indem geeignete Schnittstellen für den Datenaustausch geschaffen oder indem internationale Standardisierungsvorhaben parallel zu den technischen Entwicklungen begleitet werden. Lock-in Effekte sind zu vermeiden.
• Die den Lösungen zugrunde liegenden technischen Architekturen sollen hinsichtlich ihrer Skalierbarkeit, Performanz, Transparenz und Sicherheit so angelegt sein, dass sie für ein breites Nutzerspektrum attraktiv sind. – Wichtiger Gegenstand der Projektarbeit sind in diesem Kontext neben der Befassung mit technologischen Fragestellungen vor allem die gemeinschaftliche Entwicklung und Abstimmung von kooperativen Geschäftsmodellen, deren Tragfähigkeit zu belegen ist.
• Gefördert werden insbesondere Initiativen und Aktivitäten, die eine breite Beteiligung von kleinen und mittelständischen Unternehmen an der Entwicklung unterstützen. Dazu gehören offene Plattformen und Marktplätze, Experimental- und Testumgebungen, die gezielte Ansprache von Entwicklergruppen (z. B. Hackathons, Entwicklerhandbücher, Qualifizierungsmodule) oder die Einbindung von spezifischen Gruppen (z. B. Partizipative Ansätze, OpenInnovation, Schwarmintelligenz u. Ä.).
• Entwicklung von Strategien für ein rasches Wachstum, um möglichst schnell die für Ökosysteme notwendige kritische Menge an Partnern und Nutzern zu erreichen. Dies sollte durch eine europäische oder internationale Ausrichtung der Marktstrategie unterstützt werden. In der Regel sollen Verbundprojekte Aspekte aller drei Schwerpunktbereiche adressieren und jeweils die erzielbaren und durch das Projekt angestrebten Fortschritte in ihrer Antragstellung plausibel und nachvollziehbar darstellen.

Vom BMWi werden im Kontext der in den Projekten adressierten Technologien, Anwendungen und Ökosysteme themenspezifische Begleitforschungsmaßnahmen gesondert beauftragt.

Zuwendungsempfänger können Hochschulen, Forschungseinrichtungen sowie Unternehmen der gewerblichen Wirtschaft mit Sitz, einer Niederlassung oder Betriebsstätte in Deutschland sein. Öffentliche Einrichtungen und Verbände sind ebenfalls förderfähig, können sich aber auch als assoziierte Partner einbringen. Die Beteiligung von Start-ups und mittelständischen Unternehmen ist ausdrücklich erwünscht und wird bei der Projektbegutachtung positiv berücksichtigt. Insbesondere Start-ups sollten sich vor Einreichung eines Projektvorschlags zu den Rahmenbedingungen der Fördermöglichkeiten und möglichen Hilfestellungen beim zuständigen Projektträger erkundigen.

Voraussetzung für die Förderung ist grundsätzlich das Zusammenwirken von mehreren unabhängigen Partnern zur gemeinsamen Lösung von Forschungsaufgaben (Verbundprojekte). Bei den Antragstellern sollte mindestens ein mittelständisches Unternehmen beteiligt sein. An den Verbundprojekten müssen Partner beteiligt sein, welche die Forschungsergebnisse zur breiten Anwendung bringen wollen und können. In den Verbundvorhaben sollten IKT-Unternehmen und Anwender unter Einbindung der Forschung zusammenarbeiten.

Bei der Projektförderung handelt es sich um eine nicht rückzahlbare Anteilsfinanzierung in Form eines Zuschusses. Für Unternehmen der gewerblichen Wirtschaft kann die Förderung je nach Marktnähe der zu entwickelnden Lösungen 25 bis 50 Prozent der zuwendungsfähigen Gesamtkosten betragen. Für KMU im Sinne der EU-Definition können im Einzelfall höhere Förderintensitäten gewährt werden.

Projektvorschläge können auf Grundlage von Förderaufrufen eingereicht werden. In diesen wird das jeweils adressierte Themenfeld im Hinblick auf die angeführten Schwerpunkte „Technologien“, „Anwendungen“ und „Ökosysteme“ konkretisiert.

FuE-Leuchtturmprojekte: Gefördert werden Verbundprojekte von Wirtschaft und Wissenschaft mit einem Förderbudget von 1 bis 10 Millionen Euro (Orientierungsgröße) und einer Laufzeit von bis zu 36 Monaten. Das Konsortium besteht aus mindestens drei bis in der Regel sieben geförderten Partnern aus Wirtschaft und Wissenschaft.

Plattformprojekte: Gefördert werden Kooperationsverbünde von leistungsstarken, thematisch fokussierten Partnern in großvolumigen Fördervorhaben (Orientierungsgröße Förderbudget: 10 bis 15 Millionen Euro). Antragsberechtigt sind Verbünde von mindestens zehn Kompetenzträgern in dem adressierten Anwendungsbereich, ergänzt um ein Netzwerkmanagement, das ein breites Austausch-Netzwerk sicherstellt. Die Projektlaufzeit beträgt bis zu fünf Jahre, die sich gegebenenfalls in mehrere Phasen mit Abbruchmeilensteinen gliedert.

Konzeptionelle Vorprojekte: gefördert werden kleinvolumige Verbundvorhaben (Fördervolumen in der Regel weniger als 1 Millionen Euro) von Konsortien mit zwei bis drei Partnern und einer Projektlaufzeit von bis zu 12 Monaten. Hierbei handelt es sich in der Regel um Forschungs- und gegebenenfalls Entwicklungsarbeiten, die der Vorbereitung von Plattformprojekten dienen oder wichtige Grundlagen für eine strategische Initiative schaffen sollen.

Parallel zu den Förderaufrufen können Vorschläge für „Strategische Projekte“ eingereicht werden, die thematisch außerhalb aktueller oder angekündigter Förderaufrufe stehen. Sie müssen für den Wirtschaftsstandort Deutschland von besonderer Bedeutung sein, vor allem hinsichtlich Innovationshöhe und Alleinstellungsmerkmalen. Es handelt sich in der Regel um kleinere FuE-Projekte mit Laufzeiten von nicht mehr als 24 Monaten und drei bis fünf geförderten Partnern. Einreichungen können jederzeit erfolgen