Digitale Basisinfrastrukturen für die Wirtschaft 2025 – Handlungsbedarf und Weichenstellungen für Politik und Unternehmen: Tagungsband zur gleichnamigen Konferenz des MÜNCHNER KREIS e.V.

Von Books on Demand

Die Digitalisierung verändert die Wertschöpfungsstrukturen nahezu aller Branchen. Um die Wettbewerbsfähigkeit der unterschiedlichen Industriezweige und letztlich der gesamten Volkswirtschaft sicherzustellen, sind differenzierte IKT-Dienste und zu deren Realisierung ein substantieller Ausbau der digitalen Infrastrukturen in Deutschland unerlässlich.
Auf der Fachkonferenz „Digitale Basisinfrastrukturen für die Wirtschaft 2025“ im Juni 2017 in München erörterte der MÜNCHNER KREIS mit rund 70 Experten aus Wirtschaft und Wissenschaft, wo dringender Handlungsbedarf für Politik und Unternehmen besteht und welche Weichenstellungen erfolgen müssen. Dieser Konferenzband fasst die Vorträge und Diskussionen der Fachkonferenz zusammen und zeigt wichtige Perspektiven für den zukünftigen Handlungsbedarf auf.

• Sprache: Deutsch
• Herausgeber: Books on Demand
• Erscheinungsdatum: 24. Juli 2018
• ISBN: 9783752826388

Buchvorschau

Inhalt

Michael Dowling, Universität Regensburg und MÜNCHNER KREIS

Einführung

Joachim Lepping, VDI/VDE Innovation + Technik GmbH, München

Keynote: Vision Digitales Deutschland 2025

Helmut Krcmar, TU München und MÜNCHNER KREIS

Zur Rolle digitaler Infrastrukturen für die Digitale Transformation: Veränderungen in den Wertschöpfungsnetzwerken und Denkmustern

Sigurd Schuster, Nokia Solutions and Networks, München und MÜNCHNER KREIS

Impulsvortrag: Anforderungen an Digitale Basisinfrastrukturen und -Dienste – Ergebnisse aus Expertenworkshops des MÜNCHNER KREIS Arbeitskreises „Digitale Infrastrukturen und Basisdienste"

Podiums-Diskussion:

Priorisierung der Anforderungen an digitale Basisinfrastruktur .

Iris Henseler-Unger, Geschäftsführerin WIK GmbH, Bad Honnef

Keynote: Blick über den Zaun: Best Practices der Entwicklung digitaler Basisinfrastrukturen in ausgewählten Ländern

Uwe Janssen, Deutsche Telekom AG, Bonn

Impulsvortrag: Zukunftsbild Digitale IKT-Basisinfrastrukturen und -Dienste 2025

Nico Grove, IEM München

Impulsvortrag: Infrastructure Provision – Modelle, Finanzierungsformen, Grenzen und Alternativen

Podiums-Diskussion:

Welche Ansätze sind in Deutschland zielführend?

Robert Diemer, deep Innovation GmbH

Zusammenfassung der Ergebnisse

Prof. Dr. Michael Dowling, Universität Regensburg und MÜNCHNER KREIS

Einführung

Der vorliegende Konferenzband fasst die Vorträge und Diskussionen der vom MÜNCHNER KREIS im Juni 2017 durchgeführten Fachkonferenz

Digitale Basisinfrastrukturen für die Wirtschaft 2025 –

Handlungsbedarf und Weichenstellungen für Politik und Unternehmen

zusammen. Im Fokus stand die Frage, wie die Digitalisierung Wertschöpfungsketten transformiert und welche Konsequenzen dies für die Gestaltung der Infrastrukturen in der Zukunft bedeutet. Diese für den Standort Deutschland so aktuelle und wichtige Frage lässt sich nicht allgemein beantworten, denn die Anforderungen an die zukünftigen Infrastrukturen sind branchenspezifisch durchaus unterschiedlich. Um genau diese Anforderungen herauszuarbeiten, fanden im Vorfeld zu dieser Konferenz zwei Expertenworkshops statt. In diesen Workshops konnte mit Vertretern unterschiedlicher Branchen (insbesondere Gesundheit, Medien, Industrie, Handwerk, Finanzen) diskutiert und eruiert werden, welche spezifischen Anforderungen diese jeweils an die zukünftigen Infrastrukturen stellen. Die Ergebnisse fließen in die diesem Konferenzband zugrundeliegende Fachkonferenz ein, die sich in verschiedenen Key-Notes und Diskussionen nochmals vertieft mit der Thematik auseinandersetzt. Dabei stehen am Vormittag v.a. die Anforderungen an Infrastrukturen im Vordergrund, während am Nachmittag eher die Voraussetzungen hierfür diskutiert werden, um aufzuzeigen, welche konkreten Aktivitäten erforderlich sind.

Das Thema Infrastrukturen ist kein neues Thema des MÜNCHNER KREIS. Im Gegenteil – es handelt sich hier um eines der Kernthemen des MÜNCHNER KREIS seit seiner Gründung 1974. Denn auch bei dem damals hoch aktuellen Thema der Liberalisierung der Telekommunikationsmärkte ging es letztlich um Infrastrukturen. Aber auch in den letzten Jahren hat der MÜNCHNER KREIS immer wieder Veranstaltungen und Studien mit Bezug zu dieser Thematik organisiert. Insofern reiht sich dieser Konferenzband und die zugrundeliegende Fachkonferenz in eine Reihe von Aktivitäten, die sich mit dem breiten Feld der Infrastrukturen aus unterschiedlichen Perspektiven auseinandergesetzt haben.

Geplant, organisiert und vorbereitet hat die Fachkonferenz der MÜNCHNER KREIS Arbeitskreis „Intelligente Infrastrukturen und Basisdienste" unter der Leitung von Sigurd Schuster. Im Namen des MÜNCHNER KREIS danke ich ihm und dem gesamten Arbeitskreis für die Vorbereitung der Fachkonferenz sowie die redaktionelle Aufbereitung der Beiträge. Den Referenten und Diskussionsteilnehmern danke ich für ihre spannenden Beiträge. Als MÜNCHNER KREIS hoffen wir, durch diesen Konferenzband weitere Diskussionen zu diesem wichtigen Thema anzuregen und dadurch Orientierung in der digitalen Transformation geben zu können.

München, im Herbst 2017

Prof. Dr. Michael Dowling

Dr.-Ing. Joachim Lepping, VDI/VDE Innovation + Technik GmbH, München

Keynote: Vision Digitales Deutschland 2025

Im Rahmen meiner Keynote werde ich Ihnen meine Vision für ein „Digitales Deutschland 2025" darlegen und im Einzelnen dazu vier Themengebiete genauer diskutieren: Autonomes Fahren, Industrie 4.0, Smart Data und die Zukunft der Arbeit. Doch zuvor möchte ich dazu auf eine grundlegende Frage eingehen:

Wo stehen wir heute international in Bezug auf digitale Basisinfrastrukturen? Sicherlich ist Ihnen, die Sie tagtäglich mit diesen Themen zu tun haben, bekannt, dass wir in Deutschland in punkto Netzabdeckung für Mobilfunktechnologien nur das 73. beste Netz der Welt haben und hier international sicherlich nicht zu den Spitzenreitern gehören. Ihnen ist vermutlich auch bekannt, dass Südkorea, Japan und vor allem der asiatische Raum dort sehr viel weiter im Hinblick auf den Ausbau dieser Basisinfrastrukturen sind. Dieser Umstand ist zum Teil auch historisch begründet, aber spätestens jetzt wird klar, dass Europa hier nachzuziehen hat und eine größere Dynamik entwickeln muss. Es wird dabei auch klar, dass Europa und erst recht Deutschland innerhalb von Europa nicht unabhängig agieren können und dass die europäische Perspektive deutlich in den Vordergrund gerückt werden muss. Man sagt, dass lediglich Russland, Tschechien und die Ukraine noch weit hinter Deutschland liegen. Das sind sicherlich Länder, die politisch auch noch anders strukturiert sind; aber auch hier sind in Zukunft noch Aufholtendenzen zu erwarten. Die Konkurrenzsituation ist also entsprechend groß.

Wenn man sich Südkorea noch etwas näher anschaut, gibt es dort spätestens seit 2008 ganz konkrete Förderprogramme zum Ausbau von Basisinfrastrukturen. In diesen wurden, wenn wir jetzt Richtung 2025 denken, ganz klare Ziele formuliert. Ein prominentes Ziel ist, die 5G Netze zu den Olympischen Spielen 2018 komplett auszurollen und praktisch zu erproben. Das Besondere an diesem Ziel ist, dass es einerseits greifbar ist und andererseits technisch sehr ambitioniert. Letztendlich wird ein Land an solchen Leistungen auch gemessen werden, weshalb die Motivation die entscheidenden Stakeholder zur Umsetzung zusammen zu bringen noch steigt. Aber genau derartige Projekte und ambitionierte Ziele braucht man, um Innovationen auch Realität werden zu lassen.

Welche Ansätze für derartige Ziele können wir uns in Deutschland denn bis 2025 als Motivation vor Augen führen? In diesem Zusammenhang gibt es große Herausforderungen, die zu meistern sind: Über eine Mio. Sensoren werden über unterschiedliche Netzwerke miteinander verbunden sein. Dies sind Prognosen, die aus unterschiedlichen Initiativen vor allem aus der EU erhoben worden sind. Alles, was letztlich von einer Verbindung profitieren kann, wird auch eine derartige Verbindung haben. Natürlich wird nicht nur die Übertragung an Daten deutlich größer werden, sondern auch die entsprechende Effizienz um Größenordnungen steigen. Dadurch steigt natürlich die Abhängigkeit von IT-Sicherheit in all diesen Infrastrukturen. Letztendlich führt dies zu der Forderung, dass auch künftige IKT Basisinfrastrukturen mit IT-Sicherheit ausgestattet werden müssen. Idealerweise bringen künftige Infrastrukturen diese IT-Sicherheit direkt mit.

Kommen wir zu den Anforderungen an das autonome Fahren. Die Herausforderungen liegen hier neben allen technischen Fragen vor allem auch im rechtlichen Rahmen. Es gibt viele Unternehmen, die aktuell schon die technische Lösung sehr weit entwickelt haben. Die Wiener Straßenverkehrskonvention von 1968 besagt jedoch, dass jeder Führer dauernd sein Fahrzeug beherrschen können muss. Das ist ein Punkt, der mit dem aktuellen Rechtsrahmen, der irgendwann für das autonome Fahren geeignet sein müsste, noch nicht vereinbar ist.

Eine vollkommene technische Zuverlässigkeit und die Integration von umfangreicher Sensorik, die beispielsweise eine hochgenaue und verlässliche Ortung ermöglicht, münden in ambitionierten Anforderungen an die gesamte Infrastruktur.

Vertrauen der Nutzer in Technik, Marktpotenziale sowie die Akzeptanz für solche Mechanismen müssen einfach geschaffen werden. Da gibt es tatsächlich schon eine ganze Menge an Untersuchungen und entsprechende Forschungsprojekte, die gezeigt haben, wie sich das entwickelt.

Die Migration ist daher das Entscheidende: die Frage ist, wie man von dem aktuellen System zu genau einem künftigen System mit entsprechender Infrastruktur kommt. Ich habe einmal auf einer Podiumsdiskussion von einem Vertreter des Volkswagenkonzerns auf die provokative Feststellung ihr könnt doch im Grunde schon autonom fahren, aber ihr könnt das nicht in der aktuellen Infrastruktur den klaren Einwand gehört ja, aber wir werden auf jeden Fall nicht darauf warten, bis diese Infrastruktur kommt. Volkswagen verfolgt da einen ganz offensiven Weg und möchte genau entsprechend einer konzerninternen Vision zum autonomen Fahren gelangen. Ob dies ohne Anpassungen der Infrastrukturen in der notwendigen Schnelle gelingen kann, darf bezweifelt werden. Ich sehe es als große Herausforderung, die bereits technisch erprobten Systeme der Hersteller, mit den notwendigen Infrastrukturmaßnahmen und natürlich auch Infrastrukturweiterentwicklungen zeitlich zu koordinieren. Zudem müssen natürlich weitere Rahmen, wie z.B. der juristische entsprechend frühzeitig weiterentwickelt werden.

Abbildung 1: Stufen der Automobilentwicklung hin zu autonomen Fahrzeugen.

Wenn man sich in Abbildung 1 anschaut, wie die Digitalisierung ins Fahrzeug Einzug gehalten hat, dann sollte man schon bis zu den Anfängen zurückblicken und sich dadurch noch einmal klarmachen, dass ein Fahrzeug zunächst nur auf der mechanischen Ebene optimiert wurde. Die Elektrifizierung durch elektrische Fensterheber oder die Möglichkeit, die Türschlösser automatisiert zu bedienen, ist ein erster entscheidender Entwicklungsschritt gewesen. Durch die Integration entsprechender Funksysteme und weiterer Fahrerassistenzsysteme schritt die Digitalisierung weiter voran.

Im Jahr 2017 können wir behaupten, dass wir eine vollständige eingebettete Konnektivität im Fahrzeug haben. Entsprechende Monitoring-Informationen stehen zur Verfügung, um eine Art Selbstbildnis des Fahrzeugs entstehen zu lassen. Der nächste Schritt bis 2025 ist jetzt, die Entwicklung entsprechend zum autonomen Fahren weiterzuführen – natürlich mit Vernetzungskonzepten des Car-to-X und der entsprechenden autonomen Kommunikation.

Dafür braucht es sicherlich hochgenaue fahrspurbezogene digitale Referenzenkarten. Auch hier gibt es natürlich inzwischen verschiedene Anbieter am Markt und die Übertragung von solchen Zusatzinformationen in das Fahrzeug muss von der entsprechenden Infrastruktur abgedeckt werden. Die Kommunikation mit Ampelanlagen ist ein wichtiger Punkt, der hier noch einmal infrastrukturell weiter zu realisieren wäre.

In Abbildung 2 ist dargestellt, wie in den unterschiedlichen Ländern die Dynamik hinter dem Thema autonomes Fahren gesehen wird. Man hat in verschiedenen Ländern gefragt: Sind Sie der Meinung, dass das autonome Fahren in den nächsten 10 Jahren Realität wird? Was sich zeigt, ist erstaunlicherweise, dass in Deutschland an dieser Stelle ein großer Pessimismus herrscht. Insgesamt sind die USA und vor allem China deutlich optimistischer, dass in zehn Jahren autonomes Fahren realisiert werden kann. In Deutschland ist man eher zurückhaltend, was sicherlich auch etwas mit der einen oder anderen politischen Aussage und das Verhalten wichtiger Hersteller in der jüngeren Vergangenheit zu tun hat. Es ist erstaunlich, dass man hier noch einmal deutlich mehr Überzeugungsarbeit in diese Richtung leisten muss.

Abbildung 2: Zustimmung zur Frage „Sind Sie der Meinung, dass das autonome Auto

in den nächsten 10 Jahren Realität wird?" im internationalen Vergleich.

Zu den Anforderungen an Infrastrukturen zählt sicherlich auch die Unterstützung von Echtzeitfähigkeit durch möglichst kurze Latenzzeiten. Stabile Fahrzeugdatenübertragung in einem Netz der Zukunft kann auf unterschiedliche Weise verwirklicht werden. Auf kurzer Distanz kann dies z.B. durch eine entsprechende ITS G5 Realisierung realisiert werden. Aber auch die Verringerung von Latenzen der LTE-Funkzellen ist ein Ziel, das im Moment in verschiedenen Förderprojekten im Testfeld A9 verfolgt wird und das eine große Herausforderung darstellt. Schließlich ist auch die langfristige Weiterentwicklung in Richtung 5G und die entsprechende Abdeckung im Fahrzeug eine zentrale Aufgabe der Forschung.

Im Jahr 2020 sollen erste 5G kommerzielle Lösungen mit maximalen Datenraten verfügbar sein, was sicherlich für das autonome Fahren eine wichtige Entwicklung darstellt.

Abbildung 3: Pro Stunde von vernetzen Fahrzeugen erzeugte Daten im Verhältnis zu Online-Aktivitäten.

Ein interessanter Punkt ist auch, dass das autonome Fahren immer in Richtung Infrastruktur und Interaktion diskutiert und weniger unter dem Datenaspekt betrachtet wird. Schaut man die pro Stunde von vernetzen Fahrzeugen erzeugten Daten im Verhältnis zu Online-Aktivitäten an, dann fällt ein deutlicher Größenunterschied auf. Wenn man sich, wie in Abbildung 3 dargestellt, das normale Verhalten im Netz wie z.B. Web Browsing anschaut, kommen in einer Stunde üblicherweise 15 MB, beim Music Streaming etwa 29 MB zusammen. Im Durchschnitt fallen selbst bei HD-Video Streams nur Datenmengen unter einem Gigabyte an.

Dagegen verbraucht die Datengenerierung und –übertragung für ein Fahrzeug ein Vielfaches mehr. Genau da kommt das Thema Big Data noch einmal zum Tragen, denn letztlich lässt sich auch das Auto als Daten-Hub darstellen. Auf der folgenden Abbildung finden Sie eine Übersicht, was wir unter diesem Smart Data Thema grundsätzlich zu verstehen haben.

So dargestellt geht es letztlich darum, die durch viele Sensoren zur Verfügung stehenden großen Datenmengen zu speichern. Eine unglaublich große Datenvielfalt sowie eine große Datenheterogenität machen es notwendig, diese zu vereinheitlichen, um sie übertragen zu können. Eine hohe Frequenz von Dateneingängen führt zu der Notwendigkeit, diese schnell durch leistungsfähige Übertragungsstrecken zu verarbeiten.

Abbildung 4: Begriffsklärung Smart Data.

Die verschiedenen Verfahren aus den 70er Jahren – künstliche Intelligenz, maschinelle Lernverfahren, evolutionäre Algorithmen, neuronale Netze – ermöglichen es, in unterschiedlicher Weise eine Vorhersage zu generieren. So können z.B. Text Mining Verfahren eingesetzt werden, um mittels Mustererkennung Mehrwerte aus den umfangreichen Datenbeständen zu errechnen. Dies bezeichnet man dann in Kombination als „Smart Data"-Ansatz, siehe auch Abbildung 4. Dabei ergeben sich durch die vielen denkbaren Verwendungsmöglichkeiten auch zusätzliche Anforderungen an die entsprechenden Infrastrukturen.

Zu diskutieren ist in diesem Zusammenhang auch die weit verbreitete Ansicht, dass auf der einen Seite Big Data steht als