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ICT – was gibt es noch zu erfinden? - Comdays

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ICT – was gibt es noch zu erfinden?
Hans-Jörg Bullinger
Fraunhofer-Gesellschaft, München
www.fraunhofer.de
© Fraunhofer-Gesellschaft, München
Historie
1936
Erster Rechner, gebaut von
Konrad Zuse (elektromechanisch, später elektronisch)
1956
Transistoren, FORTRAN;
1200 Computer weltweit
1960
Erster voll transitorisierter
Computer (IBM 7090)
1971
1980
IBM 7090
Erster Rechner: Zuse Z-1
Rangliste
Rangliste und
und Anzahl
Anzahl Computer
Computer
1. Mikrochip (Intel 4004);
80000 Computer weltweit
Erste PCs mit graphischer
Oberfläche (Apple Macintosh);
20 Millionen Computer weltweit
2001
600 Millionen Computer
weltweit
2006
ca. 900 Millionen Computer
weltweit
© Fraunhofer-Gesellschaft, München
Apple Macintosh
Pocket Computer(2002),
millionenfach stärker
als Zuse Z-1
11
22
33
44
55
66
77
…
…
21
21
USA
USA
Japan
Japan
China
China
Deutschland
Deutschland
Korea
Korea
Großbritannien
Großbritannien
Frankreich
Frankreich
Schweiz
Schweiz
187.000.000
187.000.000
52.400.000
52.400.000
42.900.000
42.900.000
41.260.000
41.260.000
27.901.000
27.901.000
26.787.000
26.787.000
22.740.000
22.740.000
5.380.000
5.380.000
Quelle:
Quelle: Welt
Welt in
in Zahlen,
Zahlen, 2006
2006
Alte Technik – Neue Technik
Von der
Schallplatte
Von der
Vom
analogen Telefon Glühbirne
Von der 2-DHandzeichnung
zum
MP3-Player
zur
digitalen Vermitt- zur
Leuchtdiode
lungstechnik
zur Virtual/
Augmented Reality
© Fraunhofer-Gesellschaft, München
Genese der Innovationsentwicklung –
Wie wurden und werden Innovationen entwickelt?
•
•
•
•
•
Altertum
Neuerungen vor allem partiell und sehr allmählich
von Grundbedürfnissen der Menschen gesteuert
basierten auf empirischen Befunden und Naturgesetzen
zumeist regional begrenzt
durch Einzelkämpfer entwickelt
Mittelalter/
Neuzeit
Joseph von Fraunhofer
• Hinwendung zur Wissenschaft im Zeichen der
bürgerlichen Aufklärung
• Erfindertätigkeit mit
Marktorientierung
Gegen- • Weitverzweigtes, vielschichtiges Wechselspiel der
Kräfte und Akteure im Markt
wart • Innovationen
aufgrund der Komplexität kaum noch
von Einzelnen, sondern in (internationaler)
Arbeitsteilung eines Teams
© Fraunhofer-Gesellschaft, München
Carl Benz
Innovationen für Erfolg und Wachstum
Technologische
Innovationen
Struktur- und
Prozessinnovationen
Investitionen in
Forschung und
Entwicklung für die
Schaffung und Markteinführung neuer
Produkte und
Dienstleistungen
Innovationen in
Entwicklung und Umsetzung von Konzepten
für kreativitätsförderliche,
wandlungsfähige Arbeits-,
Lern- und Lebenswelten
Gesellschaft und Politik
Gestaltung zukunftsfähiger
Standortfaktoren zur
Mobilisierung individueller und
kollektiver Schaffenskraft
© Fraunhofer-Gesellschaft, München
Wettbewerbsfaktor Innovation
Welches sind die wichtigsten Hebel zur Profitabilitäts- und Wachstumssteigerung?
Steigerung der Innovationsfähigkeit
4,43
Kostensenkung
4,21
neue Märkte durch Internationalisierung
4,01
Fokussierung auf Kernkompetenzen
3,93
Mittelwerte
Aktives Preismanagement
3,81
Erhöhung der Kapitaleffizienz
3,67
neue Geschäftsfelder durch organisches Wachstum
3,66
3,51
neue Geschäftsfelder durch Akquise/Partnerschaften
2
geringe Bedeutung
Quelle: Arthur D. Little: Innovation Excellence Studie, 2004
© Fraunhofer-Gesellschaft, München
3
4
5
hohe Bedeutung
Innovationsinitiativen in Deutschland
»Partner für Innovation«
Seit Mai 2004: Engagement von mehr als 400 Experten in 15
Arbeitsgruppen, um durch konkrete Projekte das
Innovationssystem in Deutschland voranzubringen
Kampagne »Du bist Deutschland«
zur Erzeugung einer Aufbruchstimmung
Kampagne »Deutschland – Land der Ideen«
zur Förderung eines positiven Bildes von Deutschland im Ausland
VDI Initiative »Sachen machen«
zur Förderung des Technikstandortes Deutschland
Hightech-Strategie für Deutschland
Fördermittel für 17 Hightech-Sektoren (2006-2009)
© Fraunhofer-Gesellschaft, München
Rahmenbedingungen für Innovationen
ICT – Perspektiven für Zukunftsmärkte
Besser, schneller, innovativer
Fazit
© Fraunhofer-Gesellschaft, München
Forschung schafft Wert
Perspektiven für Zukunftsmärkte
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
Internet der Dinge - Selbst ist das Paket!
Intelligente Produkte und Umgebungen - Allzeit bereite, unsichtbare Helfer
Mikroenergietechnik - Power für unterwegs
Adaptronik - Strukturen werden aktiv
Simulierte Realität: Werkstoffe, Produkte und Prozesse - Die Zukunft im Rechner
Mensch-Maschine-Interaktion - Nie mehr Knöpfe drücken
Grid Computing - Rechnen Sie doch, wo Sie wollen!
Integrierte Leichtbausysteme - Schlankheitskur für Auto und Co.
Industrielle weiße Biotechnologie - Die Natur als chemische Fabrik
Tailored Light - Licht als Werkzeug
Polytronik - Gedruckte Elektronik − leuchtende Tapeten
Security - Sicherheit durch Hightech
© Fraunhofer-Gesellschaft, München
Informationsexplosion…
57m
33m
21m
15m
Tec
hn
olog
y
Quelle: UC Berkeley (Brodie, Verizon)
© Fraunhofer-Gesellschaft, München
Inno
vati
ons
Terabytes)
„
Von 2000-2002 wurden mehr Daten
erzeugt als in den letzten 40 000 Jahren
Datenvervierfachung von 2003-2005
Total Data Worldwide
(in
„
Daten im Überfluss – und kein Ende in Sicht …
IT-Trends treiben Datenproduktion und Informationsflut
• Radio Frequency Identification (RFID)
• Digitale Fabrik / Digitale Produktion
• Intelligente Umgebungen (Ambient
Intelligence)
•
•
•
•
•
© Fraunhofer-Gesellschaft, München
Internet, Web, e-mail
Digitale Archive
IP-TV, DVB, DMB,DAB…
Podcasts
...
Forschung schafft Wert
Internet der Dinge
Selbst ist das Paket!
Die »Dinge« der Logistik – einzelne Artikel, Paletten,
Behälter – sprechen miteinander, koordinieren sich
und fordern die nötigen Ressourcen selbständig an.
Die »Dinge« erhalten eine elektronische Identität und
werden drahtlos mit ihrer Umwelt vernetzt – auf Basis
der RFID-Technologie.
So können Waren auf ihrem Lebensweg lückenlos
verfolgt, ihr Zustand und Aufenthalt jederzeit erfasst
werden.
Handel der Zukunft
Perspektiven des Handels der Zukunft durch Nutzung
der RFID-Technologie (Radio Frequency Identification)
© Fraunhofer-Gesellschaft, München
Forschung schafft Wert
Polytronik – Gedruckte Elektronik, Chips von der Rolle
Die "digitale Milchtüte"
Leitfähige Kunststoffe ermöglichen eine
Elektronik auf der Basis von Polymeren, kurz
Polytronik. Der Vorteil der biegsamen
Kunststoff-Chips: Sie können preisgünstig im
Rolle-zu-Rolle-Verfahren auf Folie produziert
oder direkt auf die Verpackung gedruckt
werden und eröffnen damit die Chance zu einer
Low-cost-Elektronik.
Auch eine neue Generation flexibler Displays
wird möglich durch Leuchtdioden (LEDs) aus
organischem Material, den OLEDs. Erste kleine
Anzeigen sind bereits am Markt.
Quelle: Fraunhofer IZM
© Fraunhofer-Gesellschaft, München
Forschung schafft Wert
Geschwindigkeitsweltrekord
auf der Datenautobahn
Dem Heinrich-Hertz-Institut (HHI) in Berlin
ist es weltweit zum ersten Mal gelungen,
eine Datenrate von 2,56 Terabit pro
Sekunde über eine Glasfaserstrecke von
160 km Länge zu übertragen und damit
den seit fünf Jahren bestehenden
Weltrekord von 1,28 Terabit pro Sekunde
zu übertreffen. Anders ausgedrückt
bedeutet diese Datenrate die Übertragung
von 2.560.000.000.000 Bits oder den Inhalt
von ca. 60 DVD’s innerhalb einer Sekunde.
Fraunhofer HHI
© Fraunhofer-Gesellschaft, München
Forschung schafft Wert
MP3 - verändert Geschäftsmodelle radikal
• Neue Vertriebskanäle (z.B. „iTunes“ und „musicload“)
• MP3-Musik passt in »alle Produkte« (Mobiltelefone, Kameras, CD-Spieler, ...)
• Neue Arbeitsplätze und neue Arbeitsprozesse entstehen
• Neue Kommunikationsformen entstehen (z.B. Podcasts + Vodcasts)
Fraunhofer
Zukunft erleben Technik hören.
Video-Podcast
"Angela Merkel Die Kanzlerin direkt"
Wissenswertes als
Hörerlebnis im
kostenlosen Abo bei
iTunes
Die Kanzlerin ist die
erste Regierungschefin, die dieses
digitale Medium
nutzt.
© Fraunhofer-Gesellschaft, München
Die Entwicklung geht weiter …
Kombination der Verfahren zur
Codierung von Audio- und
Videosignalen:
• Audiokompression MPEG-4 High Efficiency
Advanced Audio Codec (HE-AAC) und
Videokompression MPEG-4 Advanced Video
Codec (AVC/H.264)
Kino in der Westentasche:
Videos in brillanter Bildund Tonqualität für Handy
und PDA
• Sehr guter Stereo-Ton bereits bei 48 kBit/s
und Videos mit QVGA-Auflösung (320 x 240
Pixel) bereits ab einer Datenrate von 128
kBit/s
• Feldversuche zum Fernsehen auf Handhelds
laufen über DVB-H in Berlin
DVB-H = Digital Video Broadcoasting for Handhelding
© Fraunhofer-Gesellschaft, München
Forschung schafft Wert
Ein neues Seh-Erlebnis – Das Projekt CineVision 2006
5000 x 1500 Pixel auf einer 25 m Leinwand
Hinter dem Projekt CineVision 2006 stehen das Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen, das
Fraunhofer Heinrich-Hertz Institut, der Kamerahersteller ARRI, der Kinoausstatter Kinoton, T-Systems
und Flying Eye. Gemeinsam arbeiten die Partner an der Kamera-, Datenspeicherung, Kompressionsund Projektionstechnik, um die technischen Ziele realisieren zu können.
© Fraunhofer-Gesellschaft, München
Forschung schafft Wert
Hören, Sehen, Staunen
Premiere auf der Internationalen
Funkausstellung IFA in Berlin: Im
Multimedia Dome, dem ersten
digitalen Kuppelkino mit natürlichem
Raumklang, werden Besucher von
Videos und Klängen umhüllt.
Sechs Teilbilder, aus denen sich die
Gesamtprojektion zusammensetzt,
werden mit einer neuen Software
nahtlos aneinander gelegt. Über eine
intuitive Bedieneroberfläche, die
ähnlich funktioniert wie bei einem
Videoschnittprogramm, lassen sich
unterschiedliche Bestandteile, wie
Video-, Bild-, Text- und Sounddateien
zu einer Show kombinieren.
© Fraunhofer-Gesellschaft, München
Die Kuppel des Multimedia Dome hat einen
Durchmesser von 4,5 Metern und ist rundum mit
etwa 100 Lautsprechern bestückt.
Forschung schafft Wert
Nur noch beste Plätze im Kino
Unsichtbar, dafür hörbar, ist die jüngste Attraktion der
Bavaria-Filmstadt bei München. Als zweites Kino in
Deutschland hat sich das »4-D-Erlebnis Kino« vom
konventionellen Mehrkanalton verabschiedet.
Für einen perfekten Klangeindruck sorgt das
Soundsystem IOSONO.
Die akustischen Signale, die die Boxen aussenden,
überlagern und ergänzen sich so, dass auf allen Plätzen ein
optimaler räumlicher Höreindruck entsteht.
Durch die Überlagerung der Schallwellen aus allen 432
Lautsprechern entsteht ein »synthetisches Klangfeld«.
Dieses Klangfeld wird durch mehrere Computer errechnet
und vermittelt einen natürlichen, realitätsnahen
Klangeindruck.
Quelle: Fraunhofer IDMT
© Fraunhofer-Gesellschaft, München
Forschung schafft Wert
Beamer im Zuckerwürfelformat
Jederzeit griffbereit: Der neue
Beamer ist nicht größer als ein
Zuckerwürfel. Statt den bisher
gängigen Mikroarrays (mit ca. 1
Million Spiegel) enthält er nur einen
einzigen Spiegel, der um zwei
Achsen schwenkbar ist. Damit wird
er kleiner, leichter und handlicher
als traditionelle Lichtquellen.
Die übliche Hochdrucklampe weicht
kleinen Diodenlasern. Einsatzgebiete
für die Minilaser sind Digitalprojektoren, die sich in mobile
Geräte wie Laptops oder PDAs
integrieren lassen.
Quelle: Fraunhofer IPMS und Fraunhofer IOF
© Fraunhofer-Gesellschaft, München
Forschung schafft Wert
LED Beleuchtung für digitale Mini-Beamer
LED-Beleuchtungseinheit anstelle
Hochdrucklampe
Moderne Hochleistungs-LEDs ermöglichen neue
Lösungsansätze für Beleuchtungssysteme. Durch
die Kombination mit mikrooptischen Elementen zur
homogenen Ausleuchtung von runden,
quadratischen oder rechteckigen Bereichen oder
Linienfoki erhält man miniaturisierte Lichtquellen
mit hoher Leuchtdichte.
RGB-LED-Lichtquelle (Fraunhofer IOF)
Bildquelle: SAMSUNG
© Fraunhofer-Gesellschaft, München
Forschung schafft Wert
Digitale Medien im PKWScheinwerfer
Hinter dem Scheinwerfer steckt eine Technik, die
bei Beamern seit einiger Zeit eingesetzt wird: Ein
Mikrospiegelsystem, das Digital Mirror Device
(DMD). Die knapp 800 000 Spiegel lassen sich
einzeln ansteuern. Je nach Neigung reflektieren sie
Licht und werfen Projektionen auf die Fahrbahn.
Erster funktionaler Betrieb
Quelle: Fraunhofer IZM
© Fraunhofer-Gesellschaft, München
Projektion eines
Abbiegepfeils
Fahrerinformationen ermöglicht
durch den Pixelscheinwerfer
Forschung schafft Wert
Simulierte Realität: Werkstoffe, Produkte und Prozesse
Die Zukunft im Rechner
Leistungsfähige Rechner und SoftwareWerkzeuge ermöglichen heute die Simulation
komplexer Prozesse. Das
spart Zeit und Kosten.
Die Simulationstechnik ist ideal für
die Entwicklung maßgeschneiderter Produkte
und Werkstoffe.
Modellierung in der
6-Wand-CAVE
Personal Immersion
Workstation („PIcasso“)
Sie kann aufwändige und kostspielige
Versuche an realen Prototypen und
Testmustern deutlich reduzieren.
Quelle: Fraunhofer IAO
© Fraunhofer-Gesellschaft, München
Mensch-Modelle zur
Montagesimulation
Fahrzeuginnenraumsimulation
Forschung schafft Wert
Optoelektronik
Mein Gesicht als PIN
20µm
20µm
300µm
300µm
Chipkarten können in Zukunft mit
kleinen, extrem flachen Kameras
ausgestattet werden und damit ihre
Benutzer erkennen. Eine vergessene PIN
gehört der Vergangenheit an.
Quelle: Fraunhofer IOF
© Fraunhofer-Gesellschaft, München
Rahmenbedingungen für Innovationen
ICT – Perspektiven für Zukunftsmärkte
Besser, schneller, innovativer
Fazit
© Fraunhofer-Gesellschaft, München
Innovationsmanagement als Fraunhofer-Thema
1
»Schneller zu Innovationen«
Fraunhofer als Innovationsbeschleuniger
Fokus Innovation
Kräfte bündeln –
Prozesse beschleunigen
© Fraunhofer-Gesellschaft, München
Methoden zur Beschleunigung von Innovationen
Wie können wir die
Innovationsfähigkeit
unseres Unternehmens konsequent
steigern?
Wie können wir die
Innovationsprojekte
unseres
Unternehmens
beschleunigen?
Systematische
Bewertung und
Analyse der
Innovationsfähigkeit
Kontinuierliche
Steuerung der
Innovationsfähigkeit
Gezielte
Identifikation,
Analyse und
Überwindung von
Zeittreibern
Innovationsaudit
InnovationCard
Zeittreiberanalyse
Wie gut ist die
Innovationsfähigkeit
unseres
Unternehmens?
Forschungsansatz: Ontologiebasiertes Innovationsmanagement
© Fraunhofer-Gesellschaft, München
Innovationscontrolling mit der InnovationCard
9 Gestaltungsfelder der
Innovationsfähigkeit
Das Bewertungssystem
besteht aus insgesamt 80 TOP
Erfolgsfaktoren sowie ca. 200
Indikatoren, die individuell
für jedes Unternehmen
ausgewählt bzw. angepasst
werden.
Innovationskultur
Kompetenz
&
Wissen
Strategie
Technologie
Produkt
&
Dienstleistung
Prozess
Markt
Markt
Struktur
&
Netzwerk
Projektmanagement
Kritische
Erfolgsfaktoren
je Gestaltungsfeld
Indikatoren
je Erfolgsfaktor
Kenntnis über
Marktpotenziale
und Marktentwicklung
Indikator
Vorgehen zur
systematischen
Marktanalyse
ja / nein
Marktforschungs
-aktivitäten
MA in
Marktforschung
...
© Fraunhofer-Gesellschaft, München
Kennzahlen
Kundenfür
nähejeden
...
Budget für
Marktforschung
Innovationsmanagement als Fraunhofer-Thema
1
»Schneller zu Innovationen«
Fraunhofer als Innovationsbeschleuniger
Fokus Innovation
Kräfte bündeln –
Prozesse beschleunigen
2
Methode zur Steigerung der Technologieadaptionsfähigkeit in Industrie und Forschung
Fokus Technologie
Adaptionsfähigkeit steigern –
Produkte verbessern
© Fraunhofer-Gesellschaft, München
Enabler für Innovationen: Technologieadaption
Market Pull
Mechatronik
Optoelekronik
Nanoelektronik
Biomimetrik
Bsp.: Schweißroboter
oder Hybridmotor
TechnologieAddition
T2
Bsp.: Adaptive Lenkung
T1
T2
TechnologieIntegration
T1 +
TechnologieSubstitution
T1 + T2
Technology Push
© Fraunhofer-Gesellschaft, München
Bsp.: RGB-LED
im Mini-Beamer
T3
Rahmenbedingungen für Innovationen
ICT – Perspektiven für Zukunftsmärkte
Besser, schneller, innovativer
Fazit
© Fraunhofer-Gesellschaft, München
Wir wissen, dass ICT
eine wichtige Zukunftsbranche darstellt, die ausbaufähig
ist, auch in Richtung von Dienstleistungen
einen deutlichen Einfluss auf alle Branchen hat
durch Vernetzungsstrategien zu neuen Produkten und
Geschäftsmodellen führen können
ein attraktives Forschungsumfeld bieten
viel Potenzial für die Optimierung von Prozessen mit
sich bringen
die besten Chancen für die Schaffung von vollkommen neuen
Arbeitsplätzen besitzen
Deshalb sehen wir bei Fraunhofer
eine Perspektive für einen Mega-Zukunftsmarkt
© Fraunhofer-Gesellschaft, München
If everything is under control
you are just not driving
fast enough.
Stirling Moss
(Rennfahrer, geb. 1929)
© Fraunhofer-Gesellschaft, München
Vorne ist immer Platz!
Michael Schumacher,
Formel 1 – Pilot
© Fraunhofer-Gesellschaft, München
Faszination Innovation
Innovation ist eine Herausforderung –
… nehmen wir sie an!
Innovation ist ein Wagnis –
… gehen wir es ein!
Innovation ist Ziel –
… verfolgen wir es
unbeirrt!
Innovation ist eine Reise –
… machen wir uns auf
den Weg!
© Fraunhofer-Gesellschaft, München
Document
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Bildung
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