acatech STUDIE – serie

Der rasche Fortschritt der Informationstechnik ermöglicht, in Kombination mit der Mikrosystemtechnik, immer leistungsfähigere softwareintensive eingebettete Systeme und integrierte Anwendungen. Zunehmend werden diese untereinander, aber auch mit Daten und Diensten im Internet vernetzt. So entstehen intelligente Lösungen, die mithilfe von Sensoren und Aktoren Prozesse der physikalischen Welt erfassen, sie mit der virtuellen Softwarewelt verbinden und in Interaktion mit den Menschen überwachen und steuern.Auf diese Weise entstehen sogenannte Cyber-Physical Systems, Die agendaCPS gibt einen umfassenden Überblick über das Phänomen der Cyber-Physical Systems und die damit verbundenen vielfältigen Herausforderungen. Sie illustriert, welchen Stellenwert das Thema für Wirtschaft und Gesellschaft hat: Revolutionäre Anwendungen von Cyber-Physical Systems adressieren technische und gesellschaftliche Trends und Bedürfnisse; gleichzeitig durchdringen und verknüpfen sie immer mehr Lebensbereiche. Zu den Anwendungen zählen erweiterte Mobilität, intelligente Städte, integrierte telemedizinische Versorgung, Sicherheit sowie vernetzte Produktion und Energiewandel. Die agendaCPS zeigt auf, welche Technologien die Grundlage von Cyber-Physical Systems bilden und welches Innovationspotenzial ihnen innewohnt. Zudem macht sie deutlich, welche Forschungs- und Handlungsfelder besonders wichtig sind. Anhand von Zukunftsszenarien werden wesentliche Anwendungsdomänen dargestellt, allen voran integrierte Mobilität, Telemedizin und intelligente Energieversorgung. In diesen Zusammenhängen werden Chancen, aber auch Risiken für Deutschland durch Cyber-Physical Systems deutlich.

Innovationskraft und Hightech-Produkte machen Deutschland zu einer der führenden Industrienationen. Die Entwicklung neuer und verbesserter Produkte wird auch zukünftig eine herausragende Rolle spielen, denn Produktentwicklung und -gestaltung tragen zu Wohlstand, Wirtschaftswachstum und zur internationalen Wettbewerbsfähigkeit Deutschlands bei. Dabei steckt hinter jedem neuen oder an Kundenwünsche angepassten Produkt eine Meisterleistung: Technische Herausforderungen und Bedarfe müssen erkannt werden. Es müssen geeignete technische Lösungen gefunden werden, die dann in ein funktionierendes und industriell herstellbares Produkt weiter entwickelt werden. Kein Entwicklungsprojekt ist wie das andere und mit jedem wird Neuland betreten. Diese abwechslungsreichen, sich gleichzeitig stetig wandelnden, aber verantwortungsvollen Aufgaben werden im Maschinenbau und in der Elektrotechnikindustrie vielfach von Konstrukteuren übernommen. Die Ausbildung von Konstrukteuren steht damit vor großen Herausforderungen: Sie muss dem Wandel der Tätigkeitsfelder und Anforderungen mit angepassten Ausbildungskonzepten begegnen, auf den Umgang mit der stetigen Weiterentwicklung vorbereiten und gleichzeitig attraktiv sein für den potenziellen Konstrukteurnachwuchs. Vor diesem Hintergrund rief acatech das Projekt „Konstrukteur 2020“ ins Leben. Ziel war es, Lösungsansätze für eine Verbesserung des Berufsimages zu entwickeln sowie Vorschläge für eine zeitgemäße, zukunftsweisende Hochschulausbildung und Weiterbildung von Konstrukteuren zu erarbeiten, die den Erwartungen der Industrie Rechnung tragen. Die vorliegende acatech STUDIE dokumentiert die Detailergebnisse der empirischen Untersuchungen und Workshops dieses Projekts.