Das sind die wichtigsten Zukunftstechnologien

Viele Technologiefelder entwickeln sich so schnell wie noch nie und auch neue kommen ständig hinzu. Viele von ihnen haben das Potenzial, die deutsche Industrie stark zu verändern: Sie haben nicht nur Auswirkungen auf die Art zu produzieren, sondern bieten auch neue Geschäftsfelder, für die es zu produzieren gilt.

PRODUKTION stellt Ihnen die aktuellen Zukunftstechnologien vor und bündelt in diesem Überblick alle Informationen zu den für die deutsche, produzierende Industrie relevantesten Zukunftsthemen.

Bei Zukunftstechnologien geht es um jene Technologien, die in den kommenden Jahrzehnten die Wirtschaft bewegen und Wachstum generieren werden. Das Ziel der meisten Zukunftstechnologien: mehr Effizienz und Nachhaltigkeit.

Für Deutschland hat das Fraunhofer-Institut für Innovations- und Systemforschung (ISI) die relevantesten Technologien im Auftrag von KfW Research ermittelt. Die Zukunftstechnologien wurden anhand diverser Studien identifiziert und technologisch und ökonomisch bewertet. Das sind die 32 aus deutscher Sicht vielversprechendsten Zukunftstechnologien:

Das sind die wichtigsten Zukunftstechnologien für die produzierende Industrie

Wir möchten uns in diesem Überblick den Technologien und Branchen widmen, die noch nicht vollumfänglich im Produktionsalltag angekommen sind, wie es mit vielen der Automotive-bezogenen Themen wie Elektromobilität, Robotik oder dem 3D-Druck vielerorts bereits der Fall ist, sondern die noch viel Forschungs- und Entwicklungsbedarf haben und bei denen es viel zu entdecken gibt. (Das heißt natürlich nicht, dass es bei den anderen Themen nichts zu entdecken gibt. Natürlich kommen auch diese bei PRODUKTION nicht zu kurz, sondern haben ihren festen Platz in unserer Technik-Berichterstattung.)

Dazu gehören die Zukunftstechnologien

• Augmented & Virtual Reality,
• Internet of Things (IoT),
• Künstliche Intelligenz,
• Quantencomputer /Quantentechnologie,
• 5G und
• Blockchain.

Wir geben Ihnen aber auch gleichzeitig einen Einblick in ganze Technologiefelder, die unsere Zukunft prägen werden:

• Mobilität der Zukunft
• Energiegewinnung der Zukunft
• Weltraum-Technik

Virtual & Augmented Reality

Virtual oder Augmented Reality Anwendungen waren im ersten Schritt eher für Entertainment interessant, mittlerweile gibt es aber viele sinnvolle Anwendungen in der Industrie.

Augmented Reality wird beispielsweise genutzt, um Montageanleitungen in das Sichtfeld des Mitarbeiters einzublenden, während er die Montage ausführt. Auch bei Remote-Services kann diese erweiterte Realität hilfreich sein.

Mehr zum Thema finden Sie unter anderem in diesem Bericht: „Wie Augmented Reality bereit für den Produktionsalltag wird“.

Virtual Reality hingegen wird zum Beispiel genutzt, um Anlagen zu planen oder Prozesse zu simulieren. Aber auch in der Ausbildung kann die Technology Vorteile bringen, wie beispielsweise Audi demonstriert: „So nutzt Audi Virtual Reality in der Ausbildung“.

Noch mehr Beiträge über Virtual und Augmented Reality gibt’s hier:

Internet of Things

Internet of Things (IoT) ist ein Begriff, der schon seit längerem durch die Industrie geistert, vor allem im Zusammenhang mit der Industrie 4.0. Im Grunde geht es darum, mithilfe verschiedenster Dinge (Sensoren an Maschinen, Steuerungen und Gegenständen) Daten zu sammeln und diese mithilfe des Internets mit weiteren Informationen anzureichern.

Dies kann verschiedenste Vorteile bringen. Welche das sind, lesen Sie hier: „Darum setzen deutsche Unternehmen auf das IoT“.

In Kombination mit KI ist das IoT besonders stark. Warum? Die Antwort finden Sie hier: „AIoT - Warum das Zusammenspiel von KI und IoT wichtig ist“.

Weitere Beiträge zum Thema:

• Internet of Things: Die Top 10 der IIoT-Unternehmen
• IoT: Diese 3 Techniken nutzen Foxconn, Nokia und HPE

Künstliche Intelligenz

Das Feld der Künstlichen Intelligenz ist extrem vielfältig. Vieles dreht sich um intelligente Algorithmen, Machine Learning und Vorhersage-Modelle. Die wichtigsten Fragen zu KI im Allgemeinen beantworten wir Ihnen hier: „Künstliche Intelligenz - verständlich erklärt“. In dem Artikel geht es darum, was künstliche Intelligenz überhaupt ist, wie sie funktioniert beziehungsweise programmiert wird und wie sie die Welt verändert.

In der Industrie kann Künstliche Intelligenz vor allem für Optimierungen genutzt werden. Dafür gibt es verschiedenste Ansätze. Lesen Sie beispielsweise, wie Künstliche Intelligenz die Laserbearbeitung optimiert. Dort werden unter anderem Qualitätsmängel von Schweißnähten mittels intelligenter Bilderkennung kategorisiert und Prozessparameter so angepasst, dass diese vermieden werden.

Die KI optimiert aber nicht nur Prozesse, sondern auch die Arbeit selbst, zum Beispiel in der Zerspanung. Dort werden KI-Lösungen vor allem als Assistenzsysteme eingesetzt, die Arbeit leichter, interessanter und abwechslungsreicher machen sollen. Die Menschen an der Maschine müssen sich nicht mehr um die Kontrolle einzelner Parameter kümmern, sondern können den Gesamtprozess im Blick haben und ihr Können dort einsetzen. Die Details erfahren Sie hier: „So verändert Künstliche Intelligenz Jobs in der Zerspanung“.

Weitere spannende Artikel zu KI lesen Sie in unserem Fokus Künstliche Intelligenz:

Quantentechnologie

Das Forschungs- und Entwicklungsfeld Quantentechnologie hat in den vergangenen Jahren kräftig an Fahrt aufgenommen. In Deutschland werden nach und nach Quantencomputer in Betrieb genommen, Quantensensoren entwickelt und viele Start-ups widmen sich der Entwicklung von Quantenalgorithmen oder anderer Peripherie für quantenbasierte Prozesse. Es gilt, das Rennen mit China und den USA zu gewinnen oder zumindest mithalten zu können.

Quantentechnologie ist komplex und es passiert momentan viel. Damit auch Sie mitdiskutieren und auf dem Laufenden bleiben können, widmen wir den Quanten ein eigenes Fokusthema:

Empfehlungen für einen einfachen Einstieg ins Thema:

• Was ist Quantentechnologie eigentlich? Warum sind Quantentechnologien so relevant? Antworten auf all diese Fragen lesen Sie in unserem großen Überblick: "Das müssen Sie über Quantentechnologie wissen".
• Warum die Technologie für Deutschland so relevant ist und was Forschung, Politik und Unternehmen planen, erfahren Sie hier: "Quantentechnologie: Warum Deutschland jetzt handeln muss".

5G/6G

Nein, hier soll es nicht um ein schnelleres Netz für Ihr Smartphone gehen, sondern darum, was der Mobilfunkstandard 5G für die produzierende Industrie in Zukunft kann. Denn es ist der erste Standard, der ein nahezu in Echtzeit reagierendes Funknetz möglich macht – genau das, was für die Vernetzung von Fertigungslinien und ganzen Produktionen notwendig ist.

Experten, wie beispielsweise Eckart Eberle, Siemens CEO Process Automation, sind sich nahezu einig, dass 5G der Industrie 4.0 einen Schub geben wird. (Mehr dazu hören Sie in dieser Folge von Industry Insights: „Siemens CEO Process Automation über Industrie 4.0 und 5G“.)

Doch warum braucht es dazu 5G, was ist anders als beim guten alten WLAN? Das WLAN kommt schnell an seine Leistungsgrenze und hat mit bewegte, mobilen Anwendungen Schwierigkeiten. Außerdem können Unternehmen eigene Campus-Netze anlegen, die dann unabhängig betrieben und an die eigenen Anforderungen angepasst werden können. Mehr dazu lesen Sie hier: „Aus der Praxis: Was 5G dem Maschinenbau wirklich bringt“.

Weitere spannende Artikel zum Thema 5G und der zukünftigen Weiterentwicklung 6G finden Sie im zugehörigen Fokusthema:

Blockchain

Blockchain verbinden viele hauptsächlich mit Kryptowährungen wie Bitcoin. Doch eigentlich beschreibt der Begriff ein Prinzip, um Datenbanken zu dezentralisieren, auf diese Weise Transparenz zu schaffen und die Informationen damit sicherer gegenüber Manipulation zu machen.

Dabei werden Datensätze in sogenannten Blöcken gespeichert, die dann von Tausenden, wenn nicht sogar Millionen Rechnern verifiziert und gespeichert werden. Der verifizierte Block wird dann verschlüsselt an eine Kette von Datensätzen angehängt – daher auch der Name. Auf diese Weise entstehen viele einzigartige Datensätze mit nachvollziehbaren Historien. So lassen sich digitale Transaktionen nachvollziehbar dokumentieren.

Es gibt viele verschiedene Anwendungsmöglichkeiten für die Industrie. Welche Vorteile Blockchain beispielsweise in der Transport-Logistik hat, lesen Sie in diesem Beitrag: „Blockchain: Wie Sie sich nicht von Plattformen abhängig machen“. Weitere Artikel finden Sie im Technologie-Fokus Blockchain:

Mobilität der Zukunft

Wir befinden uns mitten im Mobilitätswandel und damit einhergehen viele neue Technologien. An vorderster Stelle steht dabei momentan die Elektromobilität. Welche Auswirkungen das auf die Industrie hat und welche Lösungen die verschiedenen Branchen, ist daher häufig Thema unserer Berichterstattung.

Zur Elektromobilität empfehlen wir Ihnen diese Artikel:

• Elektromobilität: China lockt deutsche Autoindustrie an
• Wie Werkzeugmaschinen-Hersteller Elektroautos effizienter machen
• Podcast: Webasto-Chef Engelmann über Halbleiterkrise und Elektromobilität

Auch das autonome Fahren wird Automobilindustrie und Zulieferer viel beschäftigen. Wie es darum momentan steht, haben unsere Kollegen von Automotive IT in einem praktischen Überblick zusammengefasst.

Ja, vieles dreht sich um Autos, aber auch alternative Transportmittel wie beispielsweise Flugtaxis, Magnetschwebebahnen oder emissionsfreie Schiffe werden erprobt und könnten bei der zukünftigen Fortbewegung eine wichtige Rolle spielen. Darüber berichten wir in unserer Rubrik „Mobilität der Zukunft“:

Energiegewinnung der Zukunft

Nicht nur die Mobilität wandelt sich, auch die Energiegewinnung braucht Veränderung, um den Herausforderungen der heutigen Zeit gerecht zu werden. Die energie- und klimapolitischen Ziele der EU und der Bundesrepublik Deutschland erfordern einen umfassenden Umbau des bisherigen Energiesystems. Wie das in Zukunft aussehen soll, lässt das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) im Forschungsvorhaben „Langfristszenarien für die Transformation des Energiesystems in Deutschland“ untersuchen. Aus diesen Szenarien soll dann eine Strategie bis zur Klimaneutralität 2050 entwickelt werden.

In diesen Langfristszenarien sind die Windenergie und Fotovoltaik die Grundlage der zukünftigen Energieversorgung. Doch auch Wasserstoff wird eine wichtige Rolle spielen, besonders in den Bereichen, die anders nur sehr schwer dekarbonisiert werden können. Dazu gehört auch die Industrie. Wie diese CO₂-neutral wird, erfahren Sie in unserem Fokusthema CO₂-neutrale Industrie.

Falls die diversen Forschungsprojekte zu dieser Zukunftstechnologie erfolgreich sein werden, könnte auch die Kernfusion eine echte Alternative für die Energiegewinnung sein. Bisher gibt es allerdings keinen Fusionsreaktor, der mehr Strom liefert als zunächst hineingesteckt wird, lediglich einer schafft bisher das Energiegleichgewicht. Mehr zur Kernfusion lesen Sie hier:

• „Kernfusion als Energiequelle: Zu spät und ausgebremst?“
• „Löst diese Technologie die Energieprobleme der Welt?“

Weltraumtechnik

Der Weltraum bietet vor allem für die Forschung etliche Möglichkeiten, aber auch Grundlagen für die Entwicklung neuer Technologien können dort gelegt werden. Daher werden die Raumfahrt und andere Weltraum-Technologien immer wichtiger.

Technologien für die Raumfahrt und das Weltall bergen einige Chancen und neue Geschäftsfelder für die deutsche Industrie. Diese betont auch ESA-Generaldirektor Josef Aschbacher: „Man darf nicht vergessen, dass ein Euro investiert in den Weltraum, vier bis zehn Euro in die Wirtschaft bringt. Das heißt sie ist ein Multiplikator, Wirtschaft und Forschung sind eng verknüpft und das ist eine sehr gute Symbiose.“

Einige Unternehmen haben diese Chance bereits erkannt: Zum Beispiel investiert die Porsche SE in das bayerische Raketen-Start-up Isar Aerospace. Dies geschieht aus der Überzeugung des Unternehmens heraus, „dass der kostengünstige und flexible Zugang zum Weltall für Innovationen in vielen Industriebereichen sorgen wird“. Ein weiteres Beispiel: Der amerikanische Luftfahrt-Konzern Boeing und der Augsburger Technologiekonzern MT Aerospace kooperieren, um künftig gemeinsam Mars-Raketen zu bauen.

Weitere spannende Dinge, die rund um das Thema Weltraum-Technologie passieren, lesen Sie unter anderem hier:

• „Raketenplattform in der Nordsee: Das sind die ersten Partner“
• „Robotik: So bringen Cobots Luft- und Raumfahrt voran“
• „Wie Alexander Gerst vom All aus Roboter auf der Erde steuerte“

Alle Artikel rund ums Weltall gibt es in der Rubrik "Weltraumtechnik":