JAHRESBERICHT

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1 JAHRESBERICHT FZI FORSCHUNGSZENTRUM INFORMATIK

2 INHALT UNSER ANGEBOT Wir lösen Ihre Forschungs-, Entwicklungs- und Anwendungsaufgaben rund um Software und Systeme. Wissenschaftlich. Interdisziplinär. Branchenübergreifend. Pragmatisch. Kompetent. In unseren FZI Living Labs können Konzepte und Lösungsansätze für neue Produkte und Dienstleistungen unter Praxisbedingungen erprobt und weiterentwickelt werden in partizipativer Forschung und in einem offenen Innovationsprozess. FZI-Jahresbericht Mai 2012 Herausgeber: Der Vorstand des FZI Dipl. Wi.-Ing. Michael Flor Prof. Dr. Ralf Reussner Prof. Dr. Rudi Studer Prof. Dr.-Ing. J. Marius Zöllner FZI Forschungszentrum Informatik Haid-und-Neu-Str Karlsruhe, GERMANY Tel Fax FZI Forschungszentrum Informatik Gemeinnützige Stiftung des bürgerlichen Rechts, Az: , RP Karlsruhe Vorstand: Michael Flor, Ralf Reussner, Rudi Studer, J. Marius Zöllner Vorsitzender des Kuratoriums: Ministerialdirigent Günther Leßnerkraus VORWORT DES VORSTANDES 4 7 FZI HOUSE OF LIVING LABS 8 27 ÜBER UNS KURATORIUM 33 UNSERE DIREKTOREN Im Bereich der Informationstechnologie ist das FZI Innovationsdrehscheibe in Baden-Württemberg. Als wirtschaftsnahe Forschungseinrichtung erfüllen wir die Aufgabe einer Schnittstelle zwischen universitärer Forschung und praktischer Anwendung. Wir sind der Innovationspartner im Bereich IT des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und der Wirtschaft. Unsere Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler übertragen neue Erkenntnisse aus der Informationstechnologie in den Bereichen Informatik, Ingenieur- und Wirtschaftswissenschaften in innovative Produkte, Dienstleistungen, Geschäfts- und Produktionsprozesse. Das FZI ist Mitglied der Innovationsallianz innbw und der Innovationsallianz TechnologieRegion Karlsruhe. FORSCHUNGSBEREICHE AUSGEWÄHLTE PROJEKTE STRATEGISCHE PROJEKTE EREIGNISSE UND AKTIVITÄTEN DER FZI-FÖRDERVEREIN ZAHLEN UND FAKTEN JAHRESBERICHT FZI FORSCHUNGSZENTRUM INFORMATIK 3

3 ÜBER VORWORT UNS Sehr geehrte Damen und Herren, liebe Freunde und Förderer des FZI! Der Vorstand des FZI (v.l.n.r.): Prof. Dr. Ralf Reussner, Prof. Dr. Rudi Studer, Dipl. Wi.-Ing. Michael Flor, Prof. Dr.-Ing. J. Marius Zöllner Wenn eine Aktivität das Jahr 2011 am FZI kennzeichnet, dann ist es die Planung und Realisierung des FZI House of Living Labs (HoLL). Mit den vier neuen Schwerpunktlaboren smartautomation, smartenergy, smarthome und smartmobility forschen wir in aktuellen und zukunftsträchtigen Themen, die in einem hohen Maße auch die Anforderungen aus Industrie und Gesellschaft abdecken. Damit können wir zudem unsere bereits bestehenden FZI Living Labs thematisch und räumlich erweitern, neu strukturieren und unter einem Dach integriert zusammenfassen wir erreichen dadurch eine bundesweit einmalige Integration von Living Labs. Durch die damit geschaffenen Synergiechancen eröffnen sich an den Schnittstellen zwischen den verschiedenen Living Labs vielversprechende Möglichkeiten für Innovationen. Nachdem im Frühsommer 2011 die Genehmigung von Seiten des Ministeriums für Finanzen und Wirtschaft für die Umsetzung des House of Living Labs erteilt wurde, galt es, das HoLL bis zum zu realisieren, da dieser Zeitpunkt durch den Einsatz von Fördermitteln aus dem Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) vorgegeben war. Der Umbau von ca zusätzlichen qm Laborfläche im 1. Obergeschoss der Haid-und-Neu-Straße 5a, die Planung der vier Schwerpunktlabore, die Beschaffung der Infrastruktur des HoLL mit tatkräftiger Unterstützung vieler Partnerfirmen, all dies war nur durch das bemerkenswerte Engagement aller Beteiligten zu erreichen. Ein besonderer Dank gilt dabei unserem neuen Geschäftsführer Dipl.-Wi.-Ing. Jan Wiesenberger, der die Leitung dieses Projektes und auch seine finanzielle Abwicklung mit Bravour meisterte. Die im Jahr 2010 eingerichteten strategischen Projekte Multicore sowie eenergy & emobility erhalten durch die Realisierung des HoLL eine neue Dimension: durch die Bereitstellung der neuen FZI Living Labs stehen nun Infrastrukturen zur Verfügung, die eine vielfältigere Erprobung von Methoden und Werkzeugen erlauben und eine direkte Einbindung von Anwendern in den Entwicklungsprozess ermöglichen. Dies wird uns eine noch bessere Positionierung des FZI auf diesen wichtigen Themenfeldern ermöglichen. Eine wesentliche Verstärkung der Aktivitäten im Bereich eenergy & emobility ergibt sich zudem aus der Beteiligung des FZI im Spitzencluster Elektromobilität Süd-West, in dem das FZI eines der vier Innovationsfelder (Information und Kommunikation) leitet. Nachdem im Juni 2011 die Außenstelle Berlin in der Friedrichstraße 60 bezogen werden konnte, hat zunächst die Forschungsgruppe von FZI-Direktor Prof. Dr. Stefan Tai mit dem Schwerpunkt Cloud Computing ihre Arbeit vor Ort aufgenommen. Eine der öffentlichkeitswirksamen Aktivitäten war u. a. die Erarbeitung einer Studie zur Standardisierung im Cloud Computing, in Zusammenarbeit mit der Strategieberatung Booz & Company und beauftragt vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie. Derzeit laufen Überlegungen, wie sich die Außenstelle Berlin in die sehr lebendige IT- Start-up-Szene von Berlin mit entsprechendem Mehrwert einbringen kann. Nicht zuletzt sind wir mit einer externen Agentur dabei, eine Konzeption für eine attraktive Gestaltung des Showrooms in der Außenstelle zu erarbeiten, um damit einer breiteren Fachöffentlichkeit die Stärken des FZI anschaulich vermitteln zu können. Im Berichtsjahr wurde die innowerft Technologieund Gründerzentrum Walldorf Stiftung GmbH formal gegründet, zusammen mit der SAP AG und der Stadt Walldorf. Das FZI vertritt dabei das Land Baden- Württemberg und bringt sein fachliches Know-how in den Beirat ein. Erste Start-up-Unternehmen sind bereits für ihre Aufnahme in das Technologie- und Gründerzentrum ausgewählt worden. Wir sind sehr zuversichtlich, dass sich aus diesem Engagement neue Kooperationsmöglichkeiten für das FZI ergeben werden. Als Mitglied der Innovationsallianz Baden-Württemberg hat sich das FZI aktiv in die Gestaltung des Tages der Innovationsallianz in Stuttgart am eingebracht. Durch eine Vielzahl von Demonstratoren konnte das FZI sein breites Themenspektrum der Politik und den vertretenen Unternehmen darstellen. Das FZI beteiligt sich durch eine ganze Reihe von Aktivitäten, u. a. im Bereich Öffentlichkeitsarbeit, an der laufenden Arbeit der Innovationsallianz. 4 JAHRESBERICHT FZI FORSCHUNGSZENTRUM INFORMATIK 5

4 ÜBER VORWORT UNS Des Weiteren wurde die Einrichtung der Innovationsallianz der TechnologieRegion Karlsruhe erfolgreich abgeschlossen. Hier haben sich die IHK Karlsruhe sowie mehrere Forschungseinrichtungen (KIT, FZI, FhG ICT, FhG IOSB und FhG ISI, Hochschule Karlsruhe) zusammengeschlossen, um kleinen und mittelständischen Unternehmen einen leichteren Zugang zu den Forschungseinrichtungen zu ermöglichen. Nachdem das FZI im Berichtsjahr seine Zertifizierung nach ISO 9001 und für Forschungsbereiche mit Anwendungsforschung für Medizinprodukte zusätzlich auch nach ISO erreicht hat, werden wir in 2012 das FZI-Qualitätsmanagement als tagtäglich gelebtes Vorgehen noch weiter in allen Prozessen des FZI verankern. Schon jetzt zeigt sich, dass die Einführung des Qualitätsmanagements ein konsequenter Schritt in der Professionalisierung des FZI war. Ein Highlight in der Außendarstellung des FZI war der gemeinsame Stand von KIT und FZI auf der CeBIT Dieser zog eine Vielzahl von Besuchern an, an ihrer Spitze die Bundesministerin für Bildung und Forschung Prof. Dr. Annette Schavan sowie der Minister für Finanzen und Wirtschaft des Landes Baden-Württemberg Dr. Nils Schmid. Auch zahlreiche Pressevertreter zeigten Interesse an den Exponaten des FZI House of Living Labs, u. a. zum Bereich smartenergy, smarthome, Service Robotics sowie zum Cloud Computing. Die Serie der Ausgründungen von Start-up-Unternehmen aus dem FZI konnte auch in diesem Berichtsjahr weiter erfolgreich fortgesetzt werden. Die audriga GmbH Cloud Information Logistics bietet ihren Kunden Software-as-a-Service an, womit ein schneller und sicherer Umzug von Daten zwischen Cloud-Anbietern ermöglicht wird. Die nubedian GmbH ist ein Software- und Dienstleistungsunternehmen, welches Software-Produkte für das Sozial- und Gesundheitswesen entwickelt, um die Koordinations- und Beratungsaufgaben in diesen Bereichen zu optimieren. Veränderung Die bereits im letzten Berichtsjahr eingeleitete Verjüngung des Vorstands wurde zum weiter fortgesetzt. Prof. Dr.-Ing. J. Marius Zöllner, Direktor im Forschungsbereich Intelligent Systems and Production Engineering, wurde in Nachfolge von Prof. Dr. Dr. h. c. Wolffried Stucky in den Vorstand berufen. Wir danken Kollegen Stucky für seine sehr engagierte Wahrnehmung seines Vorstandsamtes, insbesondere auch die tatkräftige Weiterentwicklung der Presse- und Öffentlichkeitsarbeit des FZI. Er wird dem FZI als Direktor im Forschungsbereich Software Engineering weiterhin erhalten bleiben. Die Zusammenarbeit mit dem KIT wurde durch die Berufung von Dr. Thomas Setzer auf die Professur für Corporate Services and Systems und die damit verbundene Einrichtung der gleichnamigen Shared Research Group in Zusammenarbeit mit der Bayer AG weiter vertieft. Die Shared Research Group ist im Forschungsbereich Information Process Engineering verankert und wird die Kompetenz des FZI im Themenbereich Services noch weiter vertiefen. Die des Weiteren geplante Einrichtung einer Shared Professorship in Zusammenarbeit mit Endress+Hauser Messtechnik GmbH+Co KG und dem KIT konnte durch die Berufung von Herrn Dr. Hübner auf die Professur für Eingebettete Systeme der Informationstechnik an der Ruhr-Universität Bochum nicht wie vorgesehen realisiert werden. Es freut uns sehr, dass wir die hohe Kompetenz von Prof. Dr.-Ing. Hübner im Bereich smartautomation sowie Profibus-Zertifizierung durch seine Einbindung als assoziierten Direktor für das FZI gewinnen konnten. Dies wird die Positionierung des FZI auf diesen Gebieten deutlich verstärken. Zum ist es uns gelungen, Herrn Jan Wiesenberger, bisher Bereichsleiter im FZI und damit ein profunder Kenner der speziellen FZI-Strukturen, für die Stelle des Geschäftsführers zu gewinnen. Neben den klassischen Verantwortlichkeiten soll er zukünftig insbesondere unser Vorstandsmitglied Michael Flor bei kaufmännischen und juristischen Fragestellungen entlasten. Dank und Ausblick Der Aufbau des FZI House of Living Labs und seine Eröffnung am sind ein Meilenstein in der Entwicklung des FZI. Wir sind der festen Überzeugung, dass wir damit die Wettbewerbsposition des FZI mittelfristig weiter stärken und die Zusammenarbeit mit unseren Partnern aus der Industrie, insbesondere auch den kleinen und mittelständischen Unternehmen, weiter intensivieren können. Das HoLL wird in besonderem Maße die interdisziplinäre Forschungstätigkeit des FZI vertiefen und damit noch bessere Lösungen aus einer Hand für unsere Partner ermöglichen. Wir möchten uns an dieser Stelle bei allen Förderern und Wegbegleitern des FZI für ihre tatkräftige Unterstützung im Berichtsjahr bedanken. Spezieller Dank gilt unseren Direktoren, Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern, die durch ihr außergewöhnliches Engagement den Erfolg des FZI 2011 möglich gemacht haben. Ihr Einsatz für das FZI stimmt uns auch für unsere Zukunft mehr als zuversichtlich. Nicht zuletzt, weil wir durch eine Vielzahl von Aktivitäten eine hervorragende Basis für die weitere Zukunft des FZI gelegt haben. Der Vorstand des FZI 6 JAHRESBERICHT FZI FORSCHUNGSZENTRUM INFORMATIK 7

5 FZI HOUSE OF LIVING LABS FZI HOUSE OF LIVING LABS FZI LIVING LAB smartautomation FZI LIVING LAB smartenergy FZI LIIVNG LAB smartmobility FZI LIVING LAB smarthome FZI LIVING LAB AAL FZI LIVING LAB AUTOMOTIVE FZI LIVING LAB mobileit/satnav FZI LIVING LAB SERVICE ROBOTICS 26 27

6 FZI HOUSE OF LIVING ÜBER LABS UNS FZI House of Living Labs Die Lebens- und Arbeitswelt des 21. Jahrhunderts erleben Das FZI House of Living Labs integriert alle FZI Living Labs unter einem Dach und bietet eine moderne Infrastruktur zur Entwicklung, Evaluation und Präsentation zukunftsweisender Technologien. Hier können FZI-Wissenschaftlerinnen und -Wissenschaftler sowie ihre Partner aus Wirtschaft, Wissenschaft und Gesellschaft integrative Lösungen der Informations- und Kommunikationstechnologie interdisziplinär entwickeln und sich über Anwendungsbereiche hinweg austauschen. smart Automation Innovation an Schnittstellen smartenergy Mitten in der IT-Region Karlsruhe hat das FZI Forschungszentrum Informatik auf zwei Stockwerken mit über qm eine neuartige Forschungsumgebung insbesondere für kleine und mittlere Unternehmen geschaffen, die seit Ende April 2012 branchenübergreifend für Forschung und Entwicklung zur Verfügung steht: das FZI House of Living Labs. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des FZI können hier gemeinsam mit ihren Forschungspartnern aus Wirtschaft, Wissenschaft und Gesellschaft neue Informatik- Anwendungen entwickeln, erproben und zur Marktreife führen. Das FZI House of Living Labs unterstützt sie bei ihrer Anwendungsforschung durch modernste technische Ausstattung mit mobilen und stationären Informationsund Kommunikationstechnologien (IKT) sowie Fahrzeugen, Geräten und Gebäudetechnik. Diese integrierte Forschungsumgebung ermöglicht es, die neuen Lösungsansätze in dem Umfeld zu erproben, in dem sie später eingesetzt werden sollen. Um den Gedanken der Living Labs und damit den Einsatz experimenteller Technologien in real-life -Szenarien ganzheitlich umzusetzen, ist im FZI House of Living Labs die technische und inhaltliche Integration über alle Laborbereiche hinaus realisiert worden. So wird beispielsweise das FZI Living Lab smartenergy die gesamten Räumlichkeiten des FZI House of Living Labs umfassen. Die neu eingerichteten Arbeitsplätze für FZI-Mitarbeiter werden hierdurch in die Forschungsumgebung integriert. Neue Konzepte (z. B. zum automatisierten Temperatur- und Energiemanagement) können direkt in den Büroräumen von Mitarbeitern getestet werden und auf diese Weise bereits im praktischen Einsatz erprobt im FZI Living Lab smarthome Verwendung finden ein bisher einmaliger Ansatz der benutzerzentrierten Forschung. Damit werden nicht nur Kompetenzen aus fremden Disziplinen unmittelbar zusammengeführt, sondern auch neue Szenarien kreiert, bei denen beispielsweise technische Assistenzsysteme um Komfort- und Sicherheitsaspekte erweitert werden. Dies bietet vor allem auch kleinen und mittelständischen Unternehmen (KMU) die Möglichkeit, mit einzelnen Detaillösungen in für sie neue Märkte einzusteigen. Hier kann insbesondere auch durch die vom FZI entwickelte Middleware, die den Markt für die Integration technischer Geräte verschiedenster Hersteller öffnet, auf großes Know-how zurückgegriffen werden. Mit den FZI Living Labs bietet das FZI seit 2009 eine neue Dienstleistung an, um Ideen aus der Forschung und Entwicklung in marktgerechte Produkte umzusetzen. Projektpartner aus Unternehmen und öffentlichen Einrichtungen können in den FZI Living Labs gemeinsam mit Professoren, Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern des FZI Konzepte, Werkzeuge, Software und Systeme entwickeln und diskutieren, evaluieren und vor der Markteinführung unter realistischen Bedingungen testen. Das FZI gibt mit den FZI Living Labs seiner Aufgabe als Innovationsverstärker zwischen universitärer Forschung und Anwendung ein neue Dimension: Technologie- und Wissenstransfer zum Anfassen, der nach allen Seiten wirkt. Forschungswissen aus den Hochschulen kommt in die Wirtschaft, Marktwissen fließt zurück in die Forschung und die späteren Kunden und Verbraucher können in die Entwicklung einbezogen werden. Neben den bereits bestehenden Labs zu Ambient Assisted Living (AAL), Automotive, mobileit/satnav und Service Robotics wurden im Rahmen des FZI House of Living Labs vier weitere FZI Living Labs als Evaluierungs- und Integrationsplattform zu den Themen smartenergy, smartautomation, smarthome und smartmobility eröffnet. Für den Technologie- und Wissenstransfer stehen seit der Eröffnung des FZI House of Living Labs somit insgesamt acht FZI Living Labs für Forschung und Entwicklung mit hervorragender technischer und technologischer Ausstattung zur Verfügung: Schwerpunktthemen im Fokus smarthome FZI Living Lab smartautomation FZI Living Lab smartenergy FZI Living Lab smarthome FZI Living Lab smartmobility FZI Living Lab Service Robotics FZI Living Lab Ambient Assisted Living FZI Living Lab mobileit/satnav FZI Living Lab Automotive smartcontrol Center Durch die Zusammenführung aller FZI Living Labs unter einem Dach will das FZI Synergien zwischen den wissenschaftlichen Forschungsrichtungen der Informatik aktivieren. Die Vernetzung soll die Problemlösung beschleunigen und an den Schnittstellen Innovationen hervorbringen, die erst durch die disziplin- und branchenübergreifende Forschung und Entwicklung sichtbar werden. Vor allem kleinen und mittelständischen Unternehmen (KMU) soll mit dem FZI House of Living Labs die Möglichkeit geboten werden, ihre Ideen und Produkte mit der Wissenschaft zu diskutieren, Lösungen unterstützt durch neuestes universitäres Fachwissen und aktuellste Technologien zu entwickeln und schon vor der Markteinführung im späteren Einsatzumfeld zu erproben. Das FZI schafft für seine Partner so die Möglichkeit, Forschungs- und Entwicklungsvorsprung zu gewinnen. Neben der themenübergreifenden technischen Ausstattung geben über 150 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler Erlebbarkeit der Zukunft Nutzen durch Vernetzung smartmobility aus Informatik, Maschinenbau, Elektrotechnik und Wirtschaftswissenschaften gemeinsam ihr Know-how weiter und unterstützen unsere Projektpartner methodisch mit den neuesten wissenschaftlichen Aspekten ihrer Fachrichtungen. Interdisziplinär arbeiten sie zusammen mit ihren Forschungspartnern an Lösungen für die Lebens- und Arbeitswelt von morgen. Das FZI House of Living Labs wird gefördert durch die Europäische Union Europäischer Fond für regionale Entwicklung, und durch das Ministerium für Finanzen und Wirtschaft des Landes Baden-Württemberg. Mehr Informationen unter sowie beim Ministerium für Ländlichen Raum und Verbraucherschutz Baden-Württemberg und unter 10 JAHRESBERICHT FZI FORSCHUNGSZENTRUM INFORMATIK 11

7 FZI HOUSE OF LIVING ÜBER LABS UNS FZI Living Lab smartautomation Technologien für die Automatisierung und Produktion von morgen Intelligente hochleistungsfähige Automatisierungssysteme für industrielle Anwendungen sind ein zentraler Wirtschaftsfaktor und Basis für zahlreiche Wertschöpfungsprozesse in der produzierenden Wirtschaft. Das FZI Living Lab smartautomation bündelt und präsentiert die Kompetenzen der IKT-basierten Forschung zur Industrieautomatisierung am FZI und ermöglicht die interdisziplinäre Forschung an neuartigen Werkzeugen, Szenarien und Technologien für Automatisierung und Produktion. Im FZI Living Lab smartautomation können innovative Automatisierungsarchitekturen und Feldgeräte (z. B. intelligente Sensoren/Aktoren) demonstriert und im Vergleich zu konventionellen Lösungen evaluiert werden. Auch neuartige Automatisierungsarchitekturen mit intelligenten Sensoren und Aktoren, die es ermöglichen, Produktionssysteme flexibel an sich ändernde Anforderungen anzupassen, sind Schwerpunkt von Forschung und Entwicklung. Mit den Kompetenzen aus dem FZI Living Lab Service Robotics kann hier auch im Bereich Automatisierung von manuellen Arbeitsplätzen durch Robotik geforscht werden, damit mobile Roboter und innovative Steuerungssysteme künftig dazu beitragen, manuell ausgeführte Arbeiten zum Teil zu automatisieren. Eine große Herausforderung für die Industrie ist der Umgang mit Ressourcen und eine energieeffiziente Produktion. Hier bietet das FZI Living Lab smartautomation ein ideales Umfeld, um Szenarien zur Energiemessung und -optimierung in Produktionsanlagen sowie zur netz- und tarifabhängigen Laststeuerung zu evaluieren und zu testen. Am Beispiel von Mehrtanksystemen und einer Abfüllanlage wird gezeigt, wie in hochvernetzten Anlagen der Prozessautomatisierung ein komplexes Netzwerk von Sensoren, Aktoren und Steuerungen in einer intelligenten, sicheren Produktionssteuerung zusammenarbeitet. Um einen verfahrenstechnischen Prozess und einen darauf folgenden manuellen, durch mobile Robotik automatisierbaren Fertigungsschritt gruppieren sich unterschiedliche Steuerungs- und Vernetzungstechnologien (CoDeSys, Freelance, PROFIBUS, HART, CANopen u. a.), Virtual-Reality-Umgebung und PLM-Systeme, semantische Diagnosewerkzeuge (z. B. SemanticGuide, ETALIS) und Energie-Monitoring. Embedded Security, also das Erkennen von Manipulation und gefälschten Komponenten und Software, ist ebenfalls ein Arbeitsschwerpunkt im Labor. Hier zeigen die FZI- Wissenschaftlerinnen und -Wissenschaftler, wie Embedded- Security-Plattformen die Manipulation, bzw. Fälschung von Maschinen und Produkten verhindern. Das Labor dient auch als Simulations- und Evaluationsplattform für Werkzeugmaschinen zur Bewertung der Auswirkungen von Produkt- und Betriebsmitteländerungen auf die Fertigung und zur Forschung an sogenannten proaktiven Fabriken. Damit sind die echtzeitfähige Überwachung und Diagnose von komplexen Automatisierungssystemen sowie proaktive Entscheidungsprozesse gemeint. Langfristig haben diese Szenarien das Ziel, den gesamten Lebenszyklus der Automatisierung abzudecken: Planung, Betrieb (Steuerung, Anlagenmanagement), Wandlung und Weiterentwicklung. Das FZI Living Lab smartautomation ist mit Lösungen von verschiedenen Herstellern ausgestattet. Diese Technologien bieten als Versuchsträger für Fallstudien das notwendige Equipment für die Forschung und die Anwendung neuentwickelter Lösungen in Projekten, wie zum Beispiel für den Entwurf innovativer, herstellerübergreifender Automatisierungsarchitekturen durch Nutzung, Simulation und Kopplung industrieller Feldbussysteme. Im Jahr 2012 ist geplant, die Forschungsszenarien gemeinsam mit bestehenden und neuen Industriepartnern weiter auszubauen und untereinander stärker zu vernetzen. Synergien mit den anderen Living Labs im HoLL sollen weiter ausgebaut werden, insbesondere mit dem FZI Living Lab Service Robotics und dem FZI Living Lab smartenergy. Ein besonderes Highlight ist die Aufnahme in die PROFIBUS-Nutzer-Organisation (PNO) zum Jahresbeginn. So kann die Kompetenz des FZI zu diesem weit verbreiteten Standard der industriellen Kommunikationsvernetzung in diese Anwenderorganisation eingebracht werden. Aktuell im Aufbau sind technologische Dienstleistungen zur Validierung und Verifikation in diesem Umfeld. Auf einen Blick Innovative Technologien für die Automatisierung und Produktion von morgen, dargestellt in einer interdisziplinären Vernetzung. Einsatz Das Living Lab richtet sich an Technologieschmieden, Hersteller von Automatisierungslösungen, Hersteller intelligenter Sensorik und Aktuatorik, Maschinen- und Anlagenbau, sowie Anwender unterschiedlichster Branchen also die gesamte Wertschöpfungskette der industriellen Automation. Mehrwert Forschung und Expertise für die Industrieautomation von morgen: Ausstattung für Prozessautomatisierung, Vernetzungs- und Steuerungstechnologien, Robotik, Energiemessung, vorausschauende Diagnose und Virtual Prototyping. ANSPRECHPARTNER FZI Living Lab smartautomation Dr.-Ing. Philipp Graf Tel.: JAHRESBERICHT FZI FORSCHUNGSZENTRUM INFORMATIK 13

8 FZI HOUSE OF LIVING ÜBER LABS UNS FZI Living Lab smartenergy Forschung und Entwicklung für das Energiesystem der Zukunft Das FZI Living Lab smartenergy stellt eine interdisziplinäre Forschungsumgebung zur Entwicklung von Lösungen für das zukünftige Energiesystem zur Verfügung. Das gesamte FZI House of Living Labs wurde mit moderner Technologie zur Bereitstellung, Speicherung und flexibilisierten Nutzung von thermischer und elektrischer Energie ausgestattet. Dadurch können die entwickelten Verfahren im FZI Living Lab smartenergy praxisnah evaluiert und demonstriert werden. Das gesamte FZI House of Living Labs (HoLL) ist eine einzigartige Plattform zur produktnahen Entwicklung eines integrierten Energie-Management-Systems (EMS), in dem die verschiedenartigen Komponenten des zukünftigen Energiesystems z. B. in Bezug auf zunehmend fluktuierende Bereitstellung elektrischer Energie effizient koordiniert werden können. Die Stromerzeugung im gesamten Gebäude erfolgt durch dezentrale Erzeuger. Dazu wurde eine Photovoltaik-Anlage mit Speichersystem sowie moderner Wechselrichtertechnologie installiert. Ein Blockheizkraftwerk stellt zusätzlich thermische Energie bereit, die im Winter zum Heizen genutzt wird und im Sommer eine Adsorptionskältemaschine antreibt. Über thermische Pufferspeicher lässt sich die Erzeugung vom Verbrauch teilweise entkoppeln. Die Entwicklung von Methoden und Technologien zur intelligenten Vernetzung dieser Anlagen in Verbindung mit modernem Messequipment ist ein wesentlicher Schwerpunkt der Forschungsaktivitäten im HoLL. Das FZI Living Lab smartenergy stellt eine Entwicklungs- und Evaluierungsumgebung für das EMS sowie die damit verbundenen technischen Systeme und Schnittstellen zur Verfügung. Zur Vernetzung der Systeme werden unter anderem verschiedene Gebäudeautomationssysteme (z. B. KNX, HabiTEQ, wenergy) eingesetzt. Neben der Standardisierung von Geräteschnittstellen, Technologien zur Automatisierung des Lastmanagements sowie effizienten Optimierungsverfahren sind geeignete Interaktionsschnittstellen zum Nutzer ein essentieller Bestandteil der Forschung im FZI Living Lab smartenergy. Die intelligente Vernetzung unterschiedlicher Geräte, Anlagen und Systeme im Gebäude und in den Laboren ist dabei eine wesentliche Voraussetzung für das Energiemanagement im FZI HOUSE OF LIVING LABS. Das Energy Management Panel (EMP) dient als Schnittstelle zwischen dem Anwender und dem EMS und bietet umfangreiche Visualisierungs- und Interaktionsmöglichkeiten, die Anforderungen des Energiemanagements z. B. mit denen des Ambient Assisted Living (AAL) oder der Service- Robotik verknüpfen. Im FZI Living Lab smartenergy werden unterschiedliche Konfigurationsmöglichkeiten des EMS und des EMP für die Bereiche Privathaushalt, Mobilität, Büro und Gewerbe/Industrie entwickelt, evaluiert und präsentiert. Ziel ist die Realisierung von Technologien, die eine starke Automatisierung des Energiemanagements ohne wesentlichen Komfortverlust für den Anwender ermöglichen. ANSPRECHPARTNER FZI Living Lab smartenergy Auf einen Blick Ganzheitliches Lastmanagement für Gebäude, das thermische und elektrische Energieflüsse integriert Erschließung und Ausnutzung von Lastflexibilität Verfahren zur effizienten Inhouse-Kommunikation Kombination von Gebäudeautomatisierungssystemen mit Verfahren zum Energiemanagement Einsatz Effiziente Technologien für das Energiesystem der Zukunft Lademanagement zur Integration von Elektrofahrzeugen Verfahren zur Reduktion des Energieverbrauchs Integration von Schnittstellen zur Interaktion zwischen Energiemanagement und Benutzer Bereitstellung von Systemdienstleistungen FZI-Direktor Prof. Dr. Hartmut Schmeck demonstriert das Energy Management Panel als Schnittstelle zwischen Anwender und Energiemanagementsystem. Dipl.-Inform. Birger Becker Tel.: Mehrwert Durch die Einbindung von Anwendern und Industrieunternehmen sowie die Bereitstellung einer Technologieund Service-Integrationsplattform wird eine kooperative Forschung ermöglicht. 14 JAHRESBERICHT FZI FORSCHUNGSZENTRUM INFORMATIK 15

9 FZI HOUSE OF LIVING ÜBER LABS UNS FZI Living Lab smartmobility Dienste, Integrationskonzepte und Systeme für die Mobilität der Zukunft Im FZI Living Lab smartmobility wird an Zukunftskonzepten vernetzter und intermodaler Mobilität geforscht. Neue Mobilitätskonzepte für Personen, Fahrzeuge und den Verkehrsraum sollen den Transport von Menschen und Gütern wirtschaftlicher und umweltverträglicher gestalten und die Kapazitäten aller Verkehrsträger intelligent verbinden. Ein zentraler Baustein hierzu ist die Integration und Vernetzung unterschiedlicher Verkehrsmittel, insbesondere die Einbindung zukünftiger Elektromobilitätskonzepte. Mehrere aktuelle gesellschaftliche und technische Entwicklungen untermauern, dass die Zeit reif ist für neue Mobilitätsansätze. So spielt für die jüngere Generation der Besitz eines Automobils insbesondere im urbanen Umfeld eine zunehmend geringere Rolle, wohingegen der Mobilitätsbedarf und das Bedürfnis nach ständiger mobiler Erreichbarkeit sowie nach der Nutzung vielfältiger standortbezogener Dienste sehr stark anwächst. Diesem auf den ersten Blick ambivalenten Trend müssen sich künftige Lösungen für nachhaltige Mobilitätskonzepte stellen und individuelle Mobilitätssysteme wie z. B. Personentransporter, Begleitroboter oder künftige Elektrofahrzeuge nahtlos mit Konzepten zur kollektiven Fahrzeugnutzung und mit öffentlichen Verkehrsmitteln verknüpfen, sodass eine komfortable ad-hoc-nutzung mit nahtlosem Übergang zwischen den Verkehrsträgern möglich wird. Nachhaltige Mobilität beinhaltet nicht nur neue Fahrzeuge und effiziente Antriebe, sondern auch Mobilitätskonzepte und -dienstleistungen, die auf eine einfache, durchgängige und intelligente Bereitstellung von Mobilität einerseits und Unterstützung durch mobile Systeme andererseits abzielen. Im FZI Living Lab smartmobility erforscht, erprobt und demonstriert das FZI mit seinen Partnern neuartige Mobilitätslösungen, um den Menschen nahtlos im Alltag zu unterstützen und nachhaltige Mobilität zu gewährleisten. Mobilitätssysteme wie Segways unterstützen als persönliche Navigationshilfe den Menschen und begleiten oder transportieren ihn von Tür zu Tür. Das FZI Living Lab smartmobility befasst sich mit den Fragestellungen, wie das Elektrofahrzeug der Zukunft durch Einsatz intelligenter IT derart gestaltet werden kann, dass sich Komfort und Reichweite nicht von heutigen Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren unterscheiden wie künftige Mobilitätssysteme (Begleitroboter, CityPod, Segway) als persönliche Navigationshilfe den Menschen von Tür zu Tür begleiten beziehungsweise transportieren können wie durch intelligente Ladestrategien unter Berücksichtigung des Netz- und Ladezustands Elektroautos netzund ressourcenschonend geladen werden können. Mit einem speziell umgebauten Elektrofahrzeug steht im FZI Living Lab smartmobility ein Fahrzeug der nächsten Generation zu Forschungszwecken bereit. Zusätzlich zu innovativen Antriebskomponenten verfügt es über ein umfangreiches, voll zugängliches Energiemanagement der integrierten Energiekreisläufe und erlaubt dadurch neuartige Fahr-, Betriebs- und Rekuperationsstrategien. Mehrere Plattformen wie zum Beispiel kleine und flexible Fahrzeuge für die persönliche Mobilitätsassistenz verwirklichen Elektromobilität im Nahbereich. Dadurch ist es möglich, durchgängige Mobilitätsketten bis in den Innenbereich eines Gebäudes zu realisieren. Hierfür wurde unter anderem das Fahrzeug CityPod aufgebaut, das als Einsitzer in der Lage ist, sowohl Personen zu befördern als auch autonom Mobilität nach Bedarf zu ermöglichen. Zusätzlich stehen mobile Roboter zur Verfügung, um Benutzern durch verschiedene Dienste interaktiv zu assistieren. Technologien der Vernetzung und energetischen Einbindung der Fahrzeuge in ein integriertes smartenergy- Konzept sind verfügbar. Durch die umfangreiche Ausstattung des FZI Living Labs smartmobility stehen FZI-Kooperationspartnern vielfältige Möglichkeiten der Zusammenarbeit in unterschiedlichen Formen zur Verfügung. Neben Beratung und Evaluation bezüglich zukünftiger Mobilitätssysteme können im FZI Living Lab smartmobility auch Forschungsvorhaben und Studien durchgeführt werden. Auf einen Blick Elektrofahrzeug der Zukunft: Komfort- und Reichweitenerhöhung durch Einsatz intelligenter IT Mobilitätssysteme: Unterstützung des Mobilitätsbedarfs durch vernetzte Mobilitätssysteme für die persönliche Navigation von Tür zu Tür intelligente Ladestrategien: ressourcenschonendes Laden von Elektrofahrzeugen unter Berücksichtigung des Netz- und Ladezustands Einsatz Neue Mobilitätskonzepte für Personen, Fahrzeuge und den Verkehrsraum für den Transport von Menschen und Gütern durch Integration und Vernetzung verschiedener Dienste und Fahrzeuge vom Begleitroboter über persönliche Mobilitätsplattformen bis hin zu E-Fahrzeugen Mehrwert Umfangreiche Ausstattung mit Hardwarekomponenten wie Algorithmen für Dienste der persönlichen Navigationsassistenz für Mobilitätsdienstleister und OEMs. ANSPRECHPARTNER FZI Living Lab smartmobility Dr.-Ing. Marcus Strand Tel.: JAHRESBERICHT FZI FORSCHUNGSZENTRUM INFORMATIK 17

10 FZI HOUSE OF LIVING ÜBER LABS UNS FZI Living Lab smarthome Vernetzte Haustechnologien für das Smart Home der Zukunft Im FZI Living Lab smarthome wird eine Forschungsinfrastruktur für die Entwicklung und Evaluation von smarthome-technologien und -Anwendungsszenarien geschaffen. Hierzu werden intelligente Haustechnologien und deren Integration in den privaten Wohnbereich erforscht und entwickelt. Diese Systeme und Technologien sollen mehr Energieeffizienz, Komfort, Flexibilität und Sicherheit bieten. Unter dem Begriff Smart Home werden Forschungsaktivitäten zusammengefasst, die sich mit der Entwicklung von Technologien und deren Einbindung in den privaten Wohnbereich befassen. Hier werden Geräte eingesetzt werden, die durch Datenvernetzung und Fernsteuerbarkeit zusätzliche Komfort-, Sicherheits- oder Energieeffizienzfunktionen bieten. So schlagen in diesen Wohnungen zum Beispiel vernetzte Rauchmelder bei Rauchentwicklung akustisch vor Ort und gleichzeitig per Telefon Alarm, Kontaktsensoren an den Fenstern melden Einbruchsversuche oder warnen den Nutzer, wenn er das Haus verlässt und noch Fenster offen stehen. Bewegungsmelder schalten automatisch das Licht im Flur an und aus. Auch werden im Haus alle überflüssigen Stromverbraucher automatisch heruntergefahren und Heizkörper lassen sich zentral steuern. Vernetzt lassen sich aus diesen Anwendungen eine ganze Reihe von Dienstleistungen wie Sicherheitsdienste oder Lieferservices einbinden und unterstützen. Zwar gibt es generell innerhalb eines Smart Home definierte Standards für Verkabelung und Kommunikationsprotokolle, wie z. B. der EIB/KNX oder der LON- Standard. Doch dazu kommen noch offene oder proprietäre Funkstandards und Protokolle, wie z. B. enocean, Zigbee, WLAN, BidCos, CosIP etc., und auch die IT- und Unterhaltungselektronik, die sich über das Internet- Protokoll (IP) austauscht. Eine Norm für das gesamte Haus fehlt. Systeme wie die am FZI entwickelte Middleware OpenAAL bieten nun die Möglichkeit, um zwischen den einzelnen Geräten zu vermitteln und höherwertige Services anzubieten. Über ein Panel neben der Eingangstür des FZI Living Lab smarthome lassen sich u. a. der Hausstatus und die Zimmertemperaturen ablesen und steuern. Hier können aber auch zum Beispiel die Rollläden der Wohnung geöffnet oder geschlossen werden. Die Diversifizierung der Stromerzeugung erfordert vor allem durch fluktuierende und zum Teil nicht steuerbare regenerative Ressourcen eine starke Vernetzung und Fernsteuerbarkeit der Versorgungsnetze. Dadurch erlangt das Thema Energiemanagement zunehmend an Bedeutung im Smart Home. Die interne Vernetzung und Infrastruktur im FZI Living Lab smarthome schafft ideale Voraussetzungen für moderne Wohnungen, die aufgrund des aktuellen Energiebedarfs, der Energieverfügbarkeit sowie der aktuellen Energiepreise lastoptimiert ohne wesentliche Beeinflussung des Benutzers selbstständig reagieren können. Auf diese Weise können Energiebedarf und Energiebereitstellung durch effiziente Mess- und Steuerungsmechanismen an die Situation im Stromnetz angepasst werden, um einen wichtigen Beitrag zur Stabilität des Stromnetzes zu leisten. Jede Veränderung des Stromverbrauchs wird registriert, wodurch alle Haushaltsgeräte, die sie verursachen, ermittelt werden können; z. B. Herd, Wasserkocher oder Fernseher. Mit Hilfe der Geräteidentifikation kann man auch Rückschlüsse auf Aktivitäten der Bewohner ziehen und Sicherheits-, Komfort- oder andere, neuartige Dienstleistungen oder Produkte gezielt anbieten. Die Entwicklung praxisgerechter Smart-Home-Lösungen stellt sowohl Anwender als auch Unternehmen und Forschung vor erhebliche Herausforderungen. Für die erfolgreiche Entwicklung und Umsetzung von Smart- Home-Lösungsansätzen werden geeignete Methoden, Technologieplattformen und Netzwerke benötigt, die die Beherrschung dieser extrem interdisziplinären Strukturen unterstützen; zum Beispiel müssen Wünsche und Ideen von Wohnraumberatern, Bauträgern, Architekten, Elektroinstallateuren, Ingenieuren etc. und die von ihnen eingesetzten Produkte berücksichtigt werden. Der Living-Lab-Ansatz als Arbeits-, Demonstrations- und Evaluationsumgebung hat sich hierfür bereits als äußerst geeignet bewiesen. Als anwendungsgetriebenes Forschungsfeld ist Smart Home in besonders hohem Maße auf den Transfer aus und auf Synergien mit anderen Technologie- und Anwendungsfeldern angewiesen. Aus diesem Grund ist die Verknüpfung von smarthome mit den anderen Laborbereichen im Rahmen des FZI House of Living Labs und der bestehenden Living Labs am FZI eine wichtige Maßnahme, um die Innovationsrahmenbedingungen für Smart-Home- Lösungen erheblich zu verbessern. Auf einen Blick Vernetzte und innovative Haustechnologien und Dienstleistungen für den privaten Wohnbereich der Zukunft. Einsatz Das Living Lab richtet sich an Technologieanbieter sowie die Wohnungs-, Energie- und Sozialwirtschaft. Technologien, haushaltsnahe Dienstleistungen oder Informationsdienste können so zu komplexen Dienstbündeln vernetzt werden. Mehrwert Ausstattung für Hausautomatisierung, Integrationsplattform, Robotik, Energiemanagement und Werkzeuge für die Planung, Konfiguration und Installation von Smart- Home-Anwendungen. ANSPRECHPARTNER FZI Living Lab smarthome Dipl.-Ing. Bruno Rosales Saurer Tel.: JAHRESBERICHT FZI FORSCHUNGSZENTRUM INFORMATIK 19

11 FZI HOUSE OF LIVING ÜBER LABS UNS FZI Living Lab AAL Innovative Lebensräume für ein altersgerechtes Wohnen Gemeinsam mit Technologieanbietern und Praktikern aus Pflege, Medizin und Wohnwirtschaft gestalten FZI-Mitarbeiterinnen und -Mitarbeiter im FZI Living Lab AAL technische und organisatorische Lösungen, die Menschen bei der Lebensführung im fortgeschrittenen Alter oder mit Behinderungen helfen. Das dazu eingerichtete FZI Living Lab AAL vereint Servicekonzepte, Organisationsmodelle und Technologien, die zum einen dazu geeignet sind, Menschen ihre Selbstständigkeit im eigenen Heim auch bei körperlichen Einschränkungen so weit wie möglich zu erhalten, und zum anderen, die ärztliche Betreuung, Versorgung und Pflege zu unterstützen und zu vernetzen. Unter dem Begriff Ambient Assisted Living (AAL) werden Forschungs- und Entwicklungsarbeiten zusammengefasst, welche zum Ziel haben, vor allem auch älteren Menschen ihre selbstständige Lebensführung in den eigenen vier Wänden so lange wie möglich zu erhalten. Im Zuge des demografischen Wandels steigt der Altersdurchschnitt der deutschen Bevölkerung stetig an, so dass nach Expertenschätzungen bis 2050 mehr als die Hälfte der Menschen über 60 Jahre alt sein werden. Die AAL-Forschung und -Entwicklung will Assistenzsysteme für ältere Menschen und Menschen mit körperlichen oder kognitiven Einschränkungen, aber auch für pflegende Angehörige, Mediziner und Pflegedienste bereitstellen. Ein zentraler Schwerpunkt der AAL-Forschung am FZI lag im Aufbau des FZI Living Lab AAL als Arbeits-, Demonstrations- und Evaluationsumgebung. Es ist auf ca. 45 qm einer typischen Lebensumgebung von Menschen nachempfunden, die auf Unterstützung bei der Lebensführung angewiesen sind oder die Möglichkeit haben möchten, auf die Hilfe professioneller Pflegeunterstützung zuzugreifen, wenn sie diese brauchen (z. B. im betreuten Wohnen). Die Musterwohnung besteht aus einer Wohnküche, einem Schlafzimmer und einem kleinen Bad. Alle Räume sind voll möbliert und darüber hinaus als Wohnumgebung der Zukunft mit ca. 30 verschiedenen, vollständig vernetzten Technologien ausgestattet, z. B. mobile und ambiente Sensorik, Heimvernetzung und Haushaltselektronik, Interaktionstechnologien und Middleware. Dabei wurden sowohl kommerziell bereits verfügbare Produkte, als auch Prototypen aus Industrie und Forschung eingesetzt. Gemeinsam mit Unternehmen und Gesundheitseinrichtungen entwickelt das FZI häusliche Assistenzsysteme und testet diese im Labor und in Feldstudien. Dazu forschen im FZI Living Lab AAL Wissenschaftlerinnen und -Wissenschaftler in zahlreichen Forschungsprojekten und Industrieaufträgen an unterschiedlichen Aspekten der häuslichen Gesundheitsversorgung. Besondere Anerkennung kommt dem FZI mit dem Projektauftrag Wegweiser Pflege und Technik zu. Das Ministerium für Arbeit und Sozialordnung, Familie, Frauen und Senioren des Landes Baden-Württemberg war vom Ansatz des FZI Living Lab AAL so begeistert, dass es das FZI mit der Entwicklung und dem Betrieb einer rollenden Ausstellung, d. h. einer mobilen Variante des Living Lab beauftragt hat. Dieser AAL-Truck soll Ende 2012 fertig gestellt sein und für Veranstaltungen im ganzen Land gebucht werden können. Unternehmen, Pflegeorganisationen und pflegenden Angehörigen werden AAL-Technologien greifbar demonstriert und sie werden zu innovativen Lösungsansätzen inspiriert. ANSPRECHPARTNER FZI Living Lab AAL Auf einen Blick Anwendungsnahe Forschung mit Anwendern, Experten aus Medizin, Pflege, Handwerk und Wohnwirtschaft Kombination von Technologien der Gebäudetechnik, Medizintechnik und Pflegeinformatik, um intelligente Wohnräume zu entwickeln Entwicklung von Methoden zur Evaluation, um Nutzenpotentiale von AAL-Technologien aufzuzeigen Einsatz Erkennen und Melden von Gefahrensituationen Erinnerungs- und Komfortfunktionen, um das selbstständige Wohnen zu erleichtern Unterstützung von Training und Rehabilitation Beobachtung des Verhaltens und des Zustands von pflegebedürftigen Menschen, um Angehörige oder Pflegepersonal über bedenkliche Ereignisse und Zustände informieren zu können Unterstützung von Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern ambulanter und stationärer Pflegedienste Mehrwert Politik: Alle Beteiligten zusammenbringen und sektorenübergreifende Lösungsansätze in Pflege, Medizin und Wohnwirtschaft entwickeln Industrie: Potenziale des AAL-Marktes aufzeigen und Technologien bis zur Marktreife entwickeln Pflege und Medizin: Nutzen und Risiken der AAL- Technologien untersuchen und innovative Dienstleistungen entwickeln Wohnwirtschaft: Konzepte zur Planung von Wohnungen für ältere Menschen entwickeln In der gemütlichen Seniorenwohnung nebenan steckt in Möbeln, Fernseher, Fußboden und Türrahmen Sensorik und Kommunikationstechnik, die Menschen bei der Lebensführung im Alltag unterstützt. Dr. Asarnusch Rashid Tel.: Dipl.-Ing. Bruno Rosales Saurer Tel.: JAHRESBERICHT FZI FORSCHUNGSZENTRUM INFORMATIK 21

12 FZI HOUSE OF LIVING ÜBER LABS UNS FZI Living Lab Automotive Hier werden die Automobile der Zukunft entwickelt Im FZI Living Lab Automotive werden Hard- und Softwarekomponenten für Fahrzeuge kommender Generationen erforscht, entwickelt und evaluiert. Mit der vielseitigen Hard- und Softwareausstattung des Labors kann sich das FZI Living Lab Automotive wirkungsvoll an der weiter fortschreitenden technischen Entwicklung im Automobilbereich für die passive und aktive Unterstützung des Fahrers beteiligen. Am FZI Living Lab Automotive stehen die Entwicklung geeigneter Methoden, Architekturen und Algorithmen zur Analyse und Interpretation von Benutzerintention, Fahrzeugumfeld und Fahrsituation sowie die Planung von zielgerichteten autonomen und teilautonomen Aktionen im Vordergrund. Ein wesentliches Ziel ist die durchgängige Verifikation, Validierung und Erprobung der entwickelten Algorithmen und Methoden mittels realistischer Simulationen bis hin zur prototypischen Umsetzung gemeinsam mit Partnern in instrumentierten Testfahrzeugen. Dazu stehen im FZI Living Lab Automotive Entwurfs- und Verifikations- Software sowie Hardware für die durchgängige Erprobung von Algorithmen zur Verfügung. Für eine realistische Simulation ist das FZI Living Lab Automotive mit einer 270 -Panoramaprojektion mit integriertem Cockpit und Fahrdynamiksimulation ausgestattet. Hier werden im virtuellen Fahrversuch neue Algorithmen und Hardware sicher und frühzeitig getestet und evaluiert. Im realen Testfahrzeug, das unter anderem mit aktueller 2D- und 3D-Sensorik, Inertial- und Vitalsensorik, Aktorik sowie einem leistungsfähigen Steuerungsrechner ausgerüstet ist, werden nach erfolgreichem Testverlauf im Simulationsstand die entwickelten Verfahren in der Praxis evaluiert war die Unterstützung energieeffizienter und fahreradaptiver Fahrstrategien ein Schwerpunkt der Forschung. Basis hierzu ist das maschinelle Verstehen vorherrschender Situationen und des Benutzerverhaltens. Funktionen für teilautonomes Fahren sind bereits umgesetzt, insbesondere durch die Integration der Vitalzustandserkennung des Fahrers, erweiterter Umfeldwahrnehmung und autonomer Steuerung des instrumentierten Testfahrzeugs. Mitte 2011 konnte erstmals die vollautomatische Kontrollübernahme des Fahrzeugs im Notfallszenario demonstriert und evaluiert werden. Weitere wichtige Arbeiten wurden in unterschiedlichen Projekten im Bereich Elektromobilität vorangetrieben. Hierbei standen insbesondere Funktionen und Architekturen zum On-Board-Energiemanagement sowie erste Arbeiten zur zuverlässigen situationsabhängigen Reichweitenprognose bei Elektrofahrzeugen im Vordergrund. ANSPRECHPARTNER FZI Living Lab Automotive Die Themen Fahreradaption, Reichweitenprognose sowie Funktionen und Architekturen für Fahr- und Betriebsstrategien stehen weiterhin im Fokus der Forschungs- und Projektaktivitäten im FZI Living Lab Automotive. Teile der entwickelten Funktionen werden auf das Elektrofahrzeug portiert, um das autonome Fahren für den Bereich Elektromobilität umzusetzen, wodurch zum Beispiel Manöver für autonomes Parken und Laden ermöglicht werden. Weiterhin ist geplant, Simulator und Versuchsfahrzeug als einzigartige Plattform in Projekten gemeinsam mit Industriepartnern zu nutzen, um Technologien für hochperformante Kommunikationssysteme im Automobil evaluieren und vergleichen zu können. Auf einen Blick Durchgängige Entwicklungs- und Evaluationsplattform für neue Basistechnologien, vernetzte Architekturen und teilautonome Funktionen im Automobilbereich durch interdisziplinäre Zusammenarbeit Einsatz Neben Komfortfunktionen im Fahrzeug werden auch neue, automatische Assistenzfunktionen zur Bewältigung sicherheitskritischer Situationen entwickelt, und es wird an Methoden und Architekturen zur Unterstützung wirtschaftlicher Fahrstrategien sowie Methodikund Werkzeugunterstützung beim Entwurf Softwarebasierter Automotive-Funktionen geforscht. Über eingebaute Sensoren, Kameras und intelligente Hardware-/Software-Systeme erkennt der autonome Q5 des FZI seine Umgebung, beurteilt den Verkehrsfluss und warnt vor Hindernissen. Dr.-Ing. Marcus Strand Tel.: Mehrwert Vielseitige Ausstattung mit Hard- und Softwarekomponenten (instrumentiertes Testfahrzeug, Fahrsimulator, Entwicklungstools) für Automobilhersteller, Zulieferer und Toolhersteller 22 JAHRESBERICHT FZI FORSCHUNGSZENTRUM INFORMATIK 23

13 FZI HOUSE OF LIVING ÜBER LABS UNS FZI Living Lab mobileit/satnav Mobile Assistenzfunktionen, Navigationshilfen und persönliche Transportsysteme multimodal integriert Im FZI Living Lab mobileit/satnav erforscht und entwickelt das FZI zusammen mit seinen Partnern neue Technologien zur Bereitstellung allgegenwärtiger mobiler Assistenz. Es werden Lösungen erarbeitet, die den Menschen stets situationsabhängig Informationen zur Verfügung stellen und durchgängige IT-gestützte Assistenz ermöglichen. Hierfür stehen den FZI-Wissenschaftlerinnen und -Wissenschaftlern und ihren Partnern im FZI Living Lab mobileit/satnav unterschiedliche Indoor-/Outdoor-Lokalisierungstechnologien sowie persönliche Mobilitätssysteme zur Verfügung. Mobile Assistenz soll jederzeit und überall verfügbar werden. Im FZI Living Lab mobileit/satnav untersuchen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des FZI neue Technologien und Lösungen zur Bereitstellung einer durchgängigen mobilen Assistenz. Nachdem zunächst Erreichbarkeit und Zielführung im Vordergrund standen, liegt der Fokus inzwischen auf größtmöglicher Unterstützung des Menschen durch nahtlos integrierte mobile Assistenzfunktionen und persönliche Mobilitätssysteme. Im Labor wurde hierfür eine Umgebung geschaffen, die unterschiedliche Lokalisierungstechnologien und deren Anwendung in verschiedenen Szenarien ermöglicht sowie die Einbindung persönlicher Mobilitätssysteme für die sogenannte letzte Meile zur Unterstützung einer multimodalen Mobilität erforscht. Eine der großen, bislang noch ungelösten Herausforderungen ist die für den Benutzer transparente Verknüpfung unterschiedlicher Infrastrukturen zu einem nahtlos nutzbaren Im FZI Living Lab mobileit/satnav steht für die Indoor-/Outdoor-Navigation fast alles zur Verfügung, was an Lokalisierungs- und Mobilfunktechnologie erhältlich ist. Dienst. Abhängig von der gewünschten Anwendung sind dafür geeignete Technologien und Infrastrukturen derart miteinander zu kombinieren, dass die Gegebenheiten der Umgebung und die spezifischen Anforderungen des Anwendungsfalles optimal abgedeckt sind. Im FZI Living Lab mobileit/satnav wurde die Möglichkeit geschaffen, verschiedene Indoor-Lokalisierungstechniken wie z. B. Funknetzwerke (WLAN, UWB, Bluetooth und Zigbee) und Infrastrukturen (RFID, QR-Code) zu fusionieren. Somit wird ein nahtloses Roaming zwischen verschiedenen Netzen ermöglicht, das auch in Kombination mit der im Outdoorbereich genutzten Lokalisierung über Satelliten erprobt werden kann. Zusätzlich stehen verschiedene Entwicklungswerkzeuge zur Verfügung, um die Infrastruktur zur Lokalisierung, Navigation und Assistenz hinsichtlich der gegebenen Anforderungen zu optimieren und den App-Entwickler bei der Implementierung der eigenen Anwendung auf dem mobilen Endgerät und der Installation von Lokalisierungsservern zu unterstützen. Mit diesem breiten Technologieportfolio besitzt das FZI ein Alleinstellungsmerkmal, da nicht an einer spezifischen, für eine gegebene Anwendung unter Umständen nicht optimalen Technologie festgehalten werden muss. Das FZI Living Lab mobileit/satnav bringt aufgrund seines großen Technologieportfolios und seiner topaktuellen Ausstattung zentrale Infrastrukturkomponenten in die neuen FZI Living Labs smartautomation, smartenergy, smarthome und smartmobility ein. Die Komponenten sind untereinander bereits hochintegrativ vernetzt und können so in den einzelnen Labs umgehend genutzt werden. Im Rahmen von smartmobility werden integrierte persönliche Mobilitäts- und Assistenzlösungen weiterentwickelt und können um übergreifende Szenarien zwischen den Labs erweitert werden. Als Beispiele seien hier der autonome Personentransporter CityPod sowie der automatische Parkassistent für Elektrofahrzeuge genannt, die direkt auf Arbeiten im FZI Living Lab mobileit/ SatNav aufsetzen. Die entwickelten Infrastruktur- und Softwarekomponenten erlauben darüber hinaus in allen FZI Living Labs die Bereitstellung von robusten und anwendungstauglichen Mobilitätslösungen unter Verwendung ausgereifter Indoor-/Outdoor-Lokalisierungs- und Navigationstechnologien. Auf einen Blick Das FZI Living Lab mobileit/satnav befasst sich mit der umfassenden Unterstützung des Menschen durch IT-gestützte Lösungen, die mobil nutzbar sind. Dabei werden integrative Navigationslösungen ebenso adressiert wie komplexe Mobile-Business-Anwendungen. Einsatz Im FZI Living Lab werden Hardware- und Software- Lösungen für integrierte mobile Assistenzfunktionen erforscht und umgesetzt sowie Lösungen zur Unterstützung des Menschen in dessen Freizeit- und Arbeitsumfeld entwickelt, die sich in bestehende Systeme und Infrastrukturen einfach integrieren lassen und darüber hinaus Mehrwerte im Bereich der Assistenz bieten. Mehrwert Das Labor bietet eine umfassende Technologie-Umgebung mit: vielfältigen Indoor-/Outdoor-Lokalisierungstechnologien Informationsdiensten sowie Infrastrukturen zur Anwendungserprobung Plattformen wie Personentransporter mit integrierten Navigationslösungen, die dem Benutzer mit Hilfe von 2D- bzw. 3D-Sensorik assistieren ANSPRECHPARTNER FZI Living Lab mobileit/satnav Dipl.-Inform. Stefan Hellfeld Tel.: Dr. Oliver Bringmann Tel.: JAHRESBERICHT FZI FORSCHUNGSZENTRUM INFORMATIK 25

14 FZI HOUSE OF LIVING ÜBER LABS UNS FZI Living Lab Service Robotics Autonome, mobile Roboter zur Unterstützung bei industriellen und alltäglichen Routinearbeiten Im FZI Living Lab Service Robotics werden neue, robotische Basistechnologien entwickelt, die anschließend in verschiedenen FZI-weiten Anwendungsszenarien eingesetzt werden, um innovative Serviceleistungen anbieten zu können. Als Teil dieser Basistechnologien werden Software- und Hardware-technische Schnittstellen zu den aktuellen Sensor- und Aktorsystemen entwickelt, um diese in Service- Robotern wie dem Begleit- und Assistenzroboter HoLLiE House of Living Labs intelligent Escort zusammenführen zu können. Durch die Kombination modernster Industrie-Teilkomponenten und innovativer Sensorsysteme mit eigenen mechatronischen sowie sensorischen Systemen entstehen am FZI schon heute die Service-Roboter der Zukunft. Durch verhaltensbasierte Robotersteuerungen, umfassende Umweltmodellierungen, umfangreiche Greif-Planungssysteme und viele weitere Software-Komponenten erreichen die neu entwickelten Service-Roboter die benötigte Flexibilität und Selbstständigkeit. Mit dem Ziel, den Menschen sinnvoll in den verschiedensten Situationen im professionellen, öffentlichen oder privaten Umfeld unterstützen zu können, werden im FZI Living Lab Service Robotics neuartige, intuitive und zugleich sichere Bedienkonzepte entwickelt, die es in Zukunft jedem ermöglichen sollen, einen Service-Roboter zu bedienen. Robuste Leichtbau-Konstruktionen, spezialisierte Leistungs- und Steuerungselektronik-Komponenten sowie umfangreiche Software-Bibliotheken zur Ansteuerung unterschiedlicher Aktorsysteme und Auswertung komplexer Sensordaten geben den Service-Robotern am FZI einen hohen Grad an Autonomie und Flexibilität. Das Spektrum reicht von biologisch inspirierten, sechsbeinigen Laufrobotern über mehrsegmentige, modulare Inspektionsroboter und verschiedene mobile Plattformen (wie zum Beispiel einen intelligenten Einkaufswagen) bis hin zu mobilen Montage- bzw. Fertigungszellen und dem bereits vorgestellten zweiarmigen Begleit- und Assistenzroboter HoLLiE. Darüber hinaus wurde am FZI das modulare Roboterframework MCA2 entwickelt, das FZI-Projektpartner einsetzen können, um Software-, aber auch Hardware-Komponenten zwischen verschiedenen Robotersystemen schnell auszutauschen. Im Rahmen des FZI Living Labs Service Robotics stehen außerdem zahlreiche Anwendungsszenarien zur Verfügung, die genutzt werden können, um neue Algorithmen oder Prototypen unter möglichst realistischen Bedingungen in einer sicheren Umgebung zu testen. In Zukunft werden die verschiedenen Service-Roboter des FZI eine wichtige integrative Rolle im FZI House of Living Labs spielen. So wird der Begleitroboter HoLLiE zum einen Service-Funktionen wie Bring- und Hol-Dienste in den FZI Living Labs AAL und smarthome übernehmen können, um zum Beispiel ambulant tätiges Pflegepersonal zu entlasten. Zum anderen soll HoLLiE als Begleitroboter Besuchergruppen sicher durch das Gebäude führen und die verschiedenen Forschungsaktivitäten in den Laborbereichen selbstständig präsentieren. Die zweiarmige, industrienahe Manipulationsplattform soll durch ihre Mobilität und ihr adaptives Planungssystem im FZI Living Lab smartautomation auch demonstrieren, wie es möglich ist, Flexibilität und Produktivität in der Kleinserienproduktion weiter zu steigern. Auf einen Blick Intuitive Programmierung mobiler Service-Roboter für flexible Produktion Intelligente zweiarmige Roboter für smarthomes der Zukunft ANSPRECHPARTNER FZI Living Lab Service Robotics Einsatz Entwicklung robuster Robotersysteme für die Inspektion in gefährlichen, unzugänglichen Gebieten Multi-Sensorfusion für das Kartografieren und für zuverlässige Navigationslösungen Dipl.-Ing. Arne Rönnau Tel.: Mehrwert Konzepte autonomer und semiautonomer Planung und Entscheidung Modulare, verhaltensbasierte Steuerungs-Architekturen für komplexe, dynamische Umgebungen 26 JAHRESBERICHT FZI FORSCHUNGSZENTRUM INFORMATIK 27

15 ÜBER UNS WER WIR SIND. WAS WIR TUN DAS KURATORIUM 33 UNSERE DIREKTOREN UNSERE FORSCHUNGSBEREICHE 38 61

16 ÜBER UNS Wer wir sind. Was wir tun. Das unabhängige FZI Forschungszentrum Informatik gegründet im Jahr 1985 vom Land Baden- Württemberg und der Universität Karlsruhe (TH) unterstützt seit mehr als 25 Jahren Unternehmen und öffentliche Einrichtungen dabei, neue Erkenntnisse aus der Informationstechnologie in den Bereichen Informatik, Ingenieur- und Wirtschaftswissenschaften in innovative Produkte, Dienstleistungen, Geschäfts- und Produktionsprozesse umzusetzen. Als gemeinnützige Stiftung des bürgerlichen Rechts arbeiten wir für und mit Unternehmen und öffentlichen Institutionen jeder Größe: Kleinbetriebe und Konzerne, regionale Verwaltungen, Länder, Bund und EU. In ihrem Auftrag oder in partizipativer Anwendungsforschung untersuchen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler am FZI Märkte, Technologien und Methoden und entwickeln prototypische Lösungen und Verfahren. Informatik steht als Schlüssel zu den Innovationen der Gegenwart und Zukunft im Mittelpunkt von Anwendungsforschung, Entwicklung, Technologie- und Wissenstransfer am FZI. Mit unserer strategischen Forschung bereiten wir vielversprechende zukünftige Anwendungsfelder von IKT für die Praxis vor. Anwendungsforschung im Bereich Informationstechnologie mit sicherem Wissens- und Technologietransfer ist unsere Kernkompetenz. Heute ist das FZI Innovationsdrehscheibe im Bereich der Informationstechnologie in Baden-Württemberg und Innovationspartner des KIT sowie Mitglied der Innovationsallianz Baden-Württemberg innbw und der Innovationsallianz TechnologieRegion Karlsruhe. Organisation Der Vorstand des FZI setzt sich aus vier Mitgliedern zusammen: drei Professoren aus dem Direktorium, die im Vorstand die Führungsarbeit aus wissenschaftlicher Sicht übernehmen, sowie einem hauptamtlich tätigen kaufmännischen Vorstand. Prof. Reussner, Prof. Studer und Prof. Zöllner, der zum Jahresanfang die Nachfolge von Prof. Stucky angetreten hat, geben dem FZI in Abstimmung mit ihren Kollegen im Direktorium die wissenschaftliche Richtung. Dipl. Wi.-Ing. Michael Flor kümmert sich um die Finanzstrategie, das Steuer- und Vertragswesen und die wirtschaftlichen Aspekte der strategischen Entwicklung des FZI. Ihm zur Seite steht Dipl.-Wi.-Ing. Jan Wiesenberger, der als Geschäftsführer das Tagesgeschäft im kaufmännischen Bereich inklusive Personalangelegenheiten, Gebäudeverwaltung und Baumaßnahmen verantwortet. Als Direktoren engagieren sich am FZI Professoren des KIT, darunter eine Professorin sowie ein Professor, der jetzt in Tübingen lehrt. In ihrer Arbeit am FZI werden sie von Bereichs- und Abteilungsleitern unterstützt. Sie sind Ansprechpartner für unsere Kunden und Entwicklungspartner, führen die F&E-Teams am FZI organisatorisch und kümmern sich um Projektakquisition, -durchführung und -abwicklung. Die Forschungsteams lösen in interdisziplinärer Zusammenarbeit Forschungs-, Entwicklungs- und Anwendungsaufgaben rund um Software und Systeme. Dabei setzen sie die neuesten Ergebnisse wissenschaftlicher Forschung in innovative Produkte, Dienstleistungen, Geschäfts- und Produktionsprozesse um. In die Lösungen fließen Erkenntnisse aus Informatik, Wirtschaftswissenschaften, Elektrotechnik, Maschinenbau und Logistik ein. So entstehen am FZI richtungsweisende Anwendungsprogramme, Werkzeuge und Software-/Hardware-Systemlösungen, aber auch neue Organisationslösungen und Verfahrenstechniken. Organisatorisch ist das FZI in vier Forschungsbereiche aufgeteilt, die mit ihren Kompetenzen die Anwendungsforschung über den gesamten Innovationszyklus abdecken: Software Engineering Information Process Engineering Intelligent Systems and Production Engineering Embedded Systems and Sensors Engineering Dank einer dynamischen Personalorganisation sind die Forscherinnen und Forscher am FZI immer auf dem aktuellsten Stand wissenschaftlicher Erkenntnisse: Ständig kommen junge Wissenschaftler direkt von der Universität ans FZI, um im Rahmen von Forschungs- und Entwicklungsprojekten ihre Dissertation zu erarbeiten. Sie bringen fortwährend neuestes Wissen aus der Universität ans FZI, das hier anwendungsorientiert weiterentwickelt wird. Durch die Zusammenarbeit mit den Geschäftspartnern des FZI gewinnen sie Erfahrung für zukünftige Führungsaufgaben. Nach Abschluss der Doktorarbeit wechseln sie in verantwortungsvolle Positionen in der Wirtschaft oder gehen zurück in die universitäre Forschung und Lehre. Mehr zu unseren Direktoren und Forschungsbereichen finden Sie ab Seite 34. FZI House of Living Labs Mitten in der IT-Region Karlsruhe hat das FZI Forschungszentrum Informatik auf zwei Stockwerken mit über qm eine neuartige Forschungsumgebung insbesondere für kleine und mittlere Unternehmen geschaffen, die ab April 2012 branchenübergreifend für Forschung und Entwicklung zur Verfügung steht: das FZI House of Living Labs. Es inte griert alle FZI Living Labs unter einem Dach und bietet eine moderne Infrastruktur zur Entwicklung, Evaluation und Präsentation zukunftsweisender Technologien. Hier können sich FZI-Wissenschaftler und Partner aus Wirtschaft und Gesellschaft über Anwendungsbereiche hinweg austauschen und integrative Lösungen der Informationsund Kommunikations technologie interdisziplinär entwickeln. Für die Forschung und Entwicklung stehen im FZI House of Living Labs insgesamt acht FZI Living Labs mit hervorragender technischer und technologischer Ausstattung zur Verfügung: FZI Living Lab smartautomation FZI Living Lab smartenergy FZI Living Lab smarthome FZI Living Lab smartmobility FZI Living Lab Service Robotics FZI Living Lab Ambient Assisted Living FZI Living Lab mobileit/satnav FZI Living Lab Automotive Mehr zum FZI House of Living Labs finden Sie auf den Seiten JAHRESBERICHT FZI FORSCHUNGSZENTRUM INFORMATIK 31

17 KURATORIUM ÜBER UNS Wer wir sind. Was wir tun. FZI Außenstelle Berlin Eine Zukunftsinvestition des FZI ist der Aufbau der Außenstelle Berlin. Seit Juni 2011 ist das FZI Forschungszentrum Informatik mit einer Außenstelle in Berlin im ATRIUM in der Friedrichstraße 60 vertreten. Auf wissenschaftlicher Seite vertritt derzeit FZI-Direktor Prof. Dr. Stefan Tai mit seiner Forschungsgruppe den wissenschaftlichen Kern des FZI in Berlin. Seine Forschungsgruppe beschäftigt sich in Berlin schwerpunktmäßig mit Cloud Computing und Anwendungen im World Wide Web. Die räumliche Nähe zu großen Projektpartnern in der Bundeshauptstadt bietet insbesondere für gemeinsame Projekte wie beispielsweise mit der Zimory AG und der Deutschen Telekom AG (DT) einen wesentlichen Vorteil. Das Kooperationsprojekt von FZI und DT beschäftigt sich mit der Fragestellung, wie Cloud- Infrastrukturen aufgebaut werden können, die von der Netztopologie Gebrauch machen, und wie das Cloud-Computing-Paradigma von einer dezentralen Netzinfrastruktur profitieren kann. Neben den erfolgreichen Industrieprojekten hat die Gruppe von Prof. Tai im Jahr 2011 zusammen mit Booz & Company die Studie Das Normungs- und Standardisierungsumfeld von Cloud Computing im Auftrag des BMWi erstellt. Diese im Rahmen des Technologie- Programms Trusted Cloud entstandene Studie hat gerade im politischen Umfeld große Sichtbarkeit erzeugt und die Außenstelle weit über die Grenzen des BMWi bei Entscheidern in Berlin und ganz Deutschland bekannt gemacht. Alle Forschungsgruppen des FZI haben durch die zur Verfügung stehende Infrastruktur in Berlin jederzeit ebenfalls die Möglichkeit, von der Nähe zur Politik oder dem innovativen Start-Up-Umfeld zu profitieren. Die Räumlichkeiten sind darauf ausgelegt, Mitarbeitern des FZI permanente oder temporäre Arbeitsplätze zur Verfügung zu stellen. Im vergangenen Jahr wurden die Arbeitsplätze sowohl für kurze als auch für längere Forschungsaufenthalte und Projekttreffen genutzt. Im Sinne des baden-württembergischen Wirtschaftsministeriums vertritt das FZI in der Bundeshauptstadt auch die Innovationsallianz Baden-Württemberg innbw. Im Showroom der FZI-Außenstelle werden bis zur Fertigstellung beispielhaft erfolgreiche Forschungsprojekte vorgestellt, die auch am Tag der Innovationsallianz Baden-Württemberg 2011 präsentiert wurden. Die FZI-Außenstelle in Berlin befindet sich in repräsentativen Räumlichkeiten direkt an der U-Bahn-Haltestelle Stadtmitte. In der FZI-Außenstelle haben auch die Karlsruher FZI-Partnerunternehmen ISB AG und MHP GmbH Geschäftsräume angemietet. Als IT-Dienstleister der Fiducia-Gruppe entwickelt die ISB AG seit drei Jahrzehnten Software-Lösungen, mit denen Kunden einen Mehrwert für ihre Geschäftsprozesse gewinnen. Die MHP GmbH bietet Kunden im Automotive-Umfeld eine Prozess- und IT-Beratung sowie umfassendes Automotive-Know-how. Für das Jahr 2012 steht der weitere Aufbau des wissenschaftlichen Personals aus anderen Forschungsgruppen und mit neuen Direktoren, sowie die Vernetzung des FZI mit Politik und Verbänden in Berlin im Mittelpunkt. Mittelfristiges Ziel ist es, durch zusätzliche Projekte eine Erweiterung des Forschungsstandorts Berlin zu erreichen. Ferner wird angestrebt, neben den beiden bereits in der Außenstelle angesiedelten Partnerfirmen weitere KMU aus Baden- Württemberg als Partnerfirmen für die Außenstelle Berlin zu gewinnen. Erste Erfahrungen zeigen, dass die Präsenz des FZI in Berlin die überregionale Stellung ausbaut und sehr viel bessere Möglichkeiten bietet, mit der Bundespolitik in engeren Kontakt zu kommen. Das Kuratorium des FZI Stand Anerkannte Fachleute aus Wissenschaft, Forschung und Politik begleiten den Vorstand des FZI im Kuratorium, dem satzungsgemäß höchsten Gremium. Die Kuratoren legen die Grundsätze für die Arbeit des FZI fest und beraten das FZI bei der langfristigen strategischen Ausrichtung, der wirksamen Ausgestaltung des Technologietransfers sowie der Sicherung der wissenschaftlichen Exzellenz. Vorsitzender Ministerialdirigent Günther Leßnerkraus Ministerium für Finanzen und Wirtschaft Baden- Württemberg, Stuttgart Prof. Dr. Jürgen Angele ontoprise GmbH, Karlsruhe Prof. Dr. Dr. h. c. Hans-Jürgen Appelrath Universität Oldenburg, Oldenburg Prof. Dr.-Ing. Jürgen Beyerer Fraunhofer Institut für Informations- und Datenverarbeitung, Karlsruhe Dr.-Ing. Peter Fritz KIT Karlsruher Institut für Technologie, Karlsruhe Dr. Renate Fischer Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst Baden- Württemberg, Stuttgart Dr. Erasmus Landvogt Bundesministerium für Bildung und Forschung, Bonn Prof. Dr. Stefan Jähnichen Fraunhofer FIRST, Berlin 1. Stv. Vorsitzender Prof. Dr. sc. tech. Dr. h. c. Horst Hippler Präsident des KIT, Karlsruhe Ralf Lamberti Daimler AG, Böblingen 2. Stv. Vorsitzender Dr. Jakob Karszt POET AG, Karlsruhe Prof. Dr. Dr. h. c. mult. Johann Löhn Steinbeis Hochschule Berlin, Stuttgart Prof. Hans-Peter Mengele Industrie- und Handelskammer Karlsruhe, Karlsruhe Dr. Simone Rehm Trumpf GmbH & Co. KG, Ditzingen Dipl.-Inform. Christoph Winterhalter ABB Forschungszentrum, Ladenburg Dipl.-Ing. Harald Schöpp SMSC Europe GmbH, Karlsruhe Prof. Dr. Orestis Terzidis Karlsruher Institut für Technologie Dr. h. c. Dipl.-Phys. Klaus Tschira Klaus Tschira Stiftung ggmbh, Heidelberg 32 JAHRESBERICHT FZI FORSCHUNGSZENTRUM INFORMATIK 33

18 Professoren des KIT, darunter eine Professorin sowie ein Professor, der jetzt in Tübingen lehrt, engagieren sich als Direktoren in den FZI-Forschungsbereichen SE, IPE, ISPE und ESS. Alle arbeiten in ihrem Hauptamt am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) oder haben vor ihrem Wechsel an eine andere Universität bzw. vor ihrer Emeritierung dort geforscht und gelehrt. Am FZI steht ihnen eine ganz besonders auf effizienten Wissens- und Technologietransfer ausgerichtete Infrastruktur für ihre Arbeit zur Verfügung. In ihrer Arbeit am FZI werden sie von Bereichs- und Abteilungsleitern unterstützt. UNSERE DIREKTOREN ÜBER UNS SE IPE Prof. Dr. Dr. h. c. Gerhard Goos (Direktor emeritus) Gerhard Goos ist einer der Gründerväter der Informatik. Heute arbeitet er an der Restrukturierung und Sanierung objektorientierter Software. Weitere Forschungsfelder: Übersetzungstechnologie und formale Methoden in der Software-Konstruktion. Prof. Goos ist seit Direktor emeritus des FZI. Prof. Dr. Jörn Müller-Quade Der Leiter des Instituts für Kryptographie und Sicherheit (IKS) am KIT widmet sich Forschungsfragen zu Datenschutz, IT-Sicherheit und Kryptographie. Das sichere Wahlverfahren Bingo-Voting wurde an seinem Lehrstuhl entwickelt. Aktuell beschäftigt ihn die Frage, inwieweit Daten sicher bleiben können, wenn sie auf fremden Servern verarbeitet und gespeichert werden. Prof. Dr. Andreas Oberweis Als Wirtschaftsingenieur befasst er sich vor allem mit dem Brückenschlag zwischen Business Process Engineering und Software Engineering. Sein Hauptaugenmerk gilt dabei der durchgängigen Modellierung und Sicherstellung von Qualitätsanforderungen. Aktuelle Forschungsfragen betreffen ecollaboration, Social Software und die Berücksichtigung von Mobilitätsaspekten beim Geschäftsprozessmanagement. Prof. Dr. Ralf Reussner Sein Arbeitsschwerpunkt ist die Etablierung der Software-Technik als Ingenieursdisziplin. Dazu gehört die systematische Aufstellung von Software-Architekturen, deren Qualitätsbewertung und ihre systematische Umsetzung in Code mit klassischen und generativen Verfahren ebenso wie die automatische Analyse von bestehendem Code. Prof. Dr. Dr. h. c. Wolffried Stucky Der Mathematiker legt seinen Schwerpunkt seit Jahren auf die Erforschung und Entwicklung von Informationssystemen, die Unternehmen und Organisationen effizient und auf allen Ebenen des Geschäftsprozessmanagements unterstützen. Prof. Dr. Walter F. Tichy In seiner Forschungsarbeit haben Softwaretechnik und Parallelverarbeitung Priorität, wobei sein besonderes Interesse Werkzeugen und Methoden gilt, die eine industrielle Herstellung zuverlässiger und kostengünstiger Software erlauben. Derzeitige Forschungsschwerpunkte sind Softwareentwicklung für Multi-/Manycore, automatische Anforderungsanalyse sowie empirische Untersuchungen von Methoden und Werkzeugen der Software-Erstellung. Prof. Dr.-Ing. Kai Furmans (bis Direktor im Forschungsbereich ISPE, ab bei IPE) Das Fachgebiet des Wirtschaftsingenieurs mit Promotion und Habilitation im Maschinenbau ist die moderne Logistik. Sein spezielles Interesse gilt der Entwicklung neuer, dezentral gesteuerter Systeme in Technik und Supply Chain Management. Mit diesen neuen Systemen lassen sich die Defizite der heutigen Logistiksysteme wie z. B. mangelnde Anpassbarkeit oder schwierige Migration ausgleichen. Prof. Dr.-Ing. Dr. h. c. Peter C. Lockemann (Direktor emeritus) Der studierte Elektrotechniker, Mitgründer des FZI, kümmert sich seit Langem um große, verteilt organisierte, kooperierende Informationssysteme. Derzeit gilt sein besonderes Augenmerk Assistenzsystemen für rüstige Senioren und solche mit altersbedingten Einschränkungen. Unverändert betätigt er sich noch in Projekten, die den Wissens- und Technologietransfer in die Wirtschaft zum Ziel haben. Prof. Dr. Stefan Nickel Der Wirtschaftsmathematiker mit Promotion und Habilitation in Mathematik beschäftigt sich mit der systematischen Konzeption, Entwicklung und Anwendung mathematischer Modelle zur Analyse und Optimierung in der Praxis auftretender Prozesse. Diese können in verschiedenen Bereichen, wie z. B. der Logistik oder dem Health-Care-Sektor, angesiedelt sein. Prof. Dr. Rudi Studer Seine methodischen Hauptarbeitsbereiche sind professionelles Wissensmanagement kombiniert mit Social Software, Complex Event Processing und semantischen Technologien, mit Anwendungen in Bereichen wie Ambient Assisted Living, Automation und eenergy. Prof. Dr. Stefan Tai Sein Interesse gilt dem modernen Web, das zugleich Technologie-, Geschäftsund Kollaborationsplattform ist. Forschungsschwerpunkte sind Software- Innovationen für die Entwicklung und die Bewertung von Anwendungsarchitekturen, Plattformen und Infrastrukturen im Service Computing und Cloud Computing. Prof. Dr. Christof Weinhardt Als Wirtschaftsingenieur und promovierter Volkswirt ist er Experte für Informationswirtschaft und Market Engineering und kümmert sich vor allem um interdisziplinäre Forschung. Dadurch kann bei der Gestaltung innovativer IT- und Geschäftsprozesse das größtmögliche Synergiepotenzial ausgeschöpft werden JAHRESBERICHT FZI FORSCHUNGSZENTRUM INFORMATIK 35

19 UNSERE DIREKTOREN ÜBER UNS ISPE ESS Prof. Dr.-Ing. Rüdiger Dillmann Der promovierte Elektrotechniker mit Habilitation in Informatik zum Thema lernende Roboter hat sich der Entwicklung von autonomen Robotern verschrieben, die menschliches Verhalten richtig interpretieren und daraus lernen können. Er ist Sprecher des Sonderforschungsbereichs Humanoide Roboter sowie des KIT- Schwerpunkts Anthropomatik und Robotik sowie Sprecher des FZI-Forschungsbereichs ISPE. Prof. Dr. Dr.-Ing. Dr. h. c. Jivka Ovtcharova Die Diplom-Ingenieurin mit zweifacher Promotion in Maschinenbau und Informatik zeichnet sich durch ihre Expertise im Informations- und Datenmanagement in der Fertigungsindustrie aus. Ihr Spezialgebiet ist Virtual Engineering, das alle Phasen der IT-Unterstützung innovativer Produktentwicklung und Produktion mit einem besonderen Fokus auf Feedback-Management umfasst. Prof. Dr. Wolfgang Rosenstiel Die Hauptarbeitsgebiete des Informatikers sind die Hard- und Softwareentwicklung für Eingebettete Systeme. In Forschung und Lehre kümmert er sich speziell um Hardware-/Software-Co-Design und -Verifikation, Rechnerarchitekturen, Parallelverarbeitung und neuronale Netze. Prof. Dr. Hartmut Schmeck Die Gestaltung verlässlicher und gleichzeitig selbstorganisierender, adaptiver Systeme sieht er als besondere Herausforderung seiner Forschungstätigkeit, derzeit vor allem in den Anwendungsfeldern Energie, Elektromobilität und Verkehr. Er ist Sprecher des KIT-Schwerpunktes COMMputation. Prof. Dr.-Ing. Christoph Stiller Der promovierte Elektrotechniker forscht und lehrt heute im Maschinenbau. Er will in seinen Spezialdisziplinen Mobiles Sehen und Kognition mobiler Systeme Forschungsergebnisse industrienah in Innovationen umsetzen; außerdem koordiniert er die in Karlsruhe gebündelten Kompetenzen im Bereich Kognitive Automobile. Prof. Dr.-Ing. J. Marius Zöllner Schwerpunkt seiner Arbeit sind autonome mobile Systeme wie Fahrerassistenzsysteme, teilautonome benutzeradaptive Automobile und Service-Roboter. Aktuelle Forschungsinhalte sind die sensorielle Erfassung und Interpretation des Umfelds und des Benutzers, die probabilistische Situationsanalyse, die Verhaltensentscheidung und die kooperative Steuerung. Prof. Dr.-Ing. Jürgen Becker Seine Forschungsschwerpunkte sind neuartige Architekturen und der effiziente Entwurf von Eingebetteten Elektronischen Systemen inklusive dynamisch rekonfigurierbarer Hardware. Dies beinhaltet Cyber-Physical Systems (CPS) mit Mehrkernprozessoren (Multi-/Many-Core), insbesondere für sicherheitskritische Anwendungen wie Automotive-, Avionk-, Bahn- sowie industrielle Automatisierungstechnik. Prof. Dr.-Ing. Klaus D. Müller-Glaser Neue Methoden und rechnergestützte Werkzeuge für den Entwurf und den Test von elektronischen Systemen, vor allem modellbasierte Ansätze, ausführbare Spezifikationen und Architekturevaluation gehören ebenso zu seinen Forschungsinhalten wie Rapid Prototyping, Hardware- und Software-in-the-loop-Testverfahren und das Entwerfen von Mikrosystemen und Systems-on- Chips. Prof. Dr. Wilhelm Stork In seiner Forschungs- und Lehrtätigkeit konzentriert sich der promovierte Physiker auf optoelektronische Sensorik in Medizin und Technik sowie auf intelligente Kleidung. Hauptanwendungsbereiche sind die Medizintechnik, Automotive und Industrieautomation JAHRESBERICHT FZI FORSCHUNGSZENTRUM INFORMATIK 37

20 SE Software Engineering UNSERE FORSCHUNGSBEREICHE ÜBER UNS Softwaresysteme industrietauglich gestalten DIREKTOREN Prof. Dr. Dr. h. c. Gerhard Goos (Direktor emeritus) Prof. Dr. Jörn Müller-Quade Prof. Dr. Andreas Oberweis Prof. Dr. Ralf Reussner Prof. Dr. Dr. h. c. Wolffried Stucky Prof. Dr. Walter Tichy Software Engineering ganzheitlich zu betrachten ist die Philosophie hinter der Forschung und Entwicklung im Forschungsbereich SE. Ganzheitlich bedeutet die ingenieurmäßige Analyse, Entwicklung und Evolution komplexer Multi-Plattform-Softwaresysteme unter Berücksichtigung hoher Qualitätsstandards. Diese Philosophie setzt SE durch die Verknüpfung folgender wissenschaftlicher Kompetenzen um: BEREICHSLEITER Dipl.-Wi.-Ing. Jan Wiesenberger (bis ) Dr.-Ing. Mircea Trifu ABTEILUNGSLEITER Dipl.-Inform. Oliver Denninger Dipl.-Inform. Christian Henrich (ab ) Dr.-Ing. Klaus Krogmann Dr. Ralf Trunko Geschäftsprozessmanagement und mobile IKT Im Bereich Geschäftsprozessmanagement entwickelt SE Methoden und Werkzeuge zur Unterstützung der Unternehmensführung, der Produktionssteuerung sowie der betrieblichen organisatorischen Abläufe. Dies bezieht sich auf sämtliche Phasen des Lebenszyklus eines Geschäftsprozesses, von der Modellierung und der Analyse über die Implementierung und die Ausführung bis hin zur Überwachung und Optimierung. Weitere Schwerpunkte werden durch prozessbasiertes Anforderungsmanagement sowie den effizienten Einsatz mobiler Informations- und Kommunikationstechnologien zur Unterstützung von Geschäftsanwendungen gebildet. Hierzu zählen auch neuartige Benutzerinteraktionsformen und intuitive Bedienkonzepte. Im Forschungsprojekt GlobaliSE wird ein integriertes Lebenszyklusmanagement für Geschäftsprozesse und Unternehmenssoftware entwickelt. Es ermöglicht, effizienter und effektiver auf Veränderungen zu reagieren, auslagerbare Entwicklungstätigkeiten zu identifizieren und Qualitätssicherung zu gewährleisten. Das im Projekt ProzotLern entwickelte Lern- und Unterstützungssystem führt Nutzer prozess- und serviceorientierter SaaS-Unternehmenssoftwaresysteme Schritt für Schritt an eine geschäftsprozessorientierte Bearbeitung von Aufgaben heran. 38 JAHRESBERICHT FZI FORSCHUNGSZENTRUM INFORMATIK 39