IT und Innovation

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IT und Innovation

PD Dr.rer.nat. habil. Helmut LessingUNIVERSITÄT HILDESHEIMInstitut für Betriebswirtschaft und Wirtschaftsinformatik

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Begrifflichkeiten

IT IT IInformationsnformations--TTechnikechnik

IuKIuK--TechnikTechnik IInformationsnformations-- und und KKommunikationsommunikations--TTechnikechnikIKTIKT IInformationsnformations-- und und KKommunikationsommunikations--TTechnikechnikICTICT IInformationsnformations-- und und CCommunicationsommunications--TTechnologyechnology

InnovationInnovation „„Etwas Neues schaffenEtwas Neues schaffen““oder Zeiten, in denen schubartig Erneuerungen auftreten.oder Zeiten, in denen schubartig Erneuerungen auftreten.

aus dem Lateinischen:novus = neu

„innovatio“ = etwas neu Geschaffenes

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Mensch und Umwelt

der Menschin seiner Gemeinschaft

anthropogene Umwelt

natürliche Umwelt

Gebäudetechnik

IT

Verkehrs- und Transporttechnik

Energietechnik

SolartechnikGentechnik

medizinischeTechnik

Produktionstechnik

Flüsse, Seen

Klima - Luft

Meere

Land - Boden

biotische Umwelt

abiotische Umwelt

Lagerstätten:Öl, ErdgasMetalleNichtmetalle

terrestischeÖkosysteme mit ihren

aquatischeÖkosysteme mit ihren

pflanzlichen und tierischenLebensformen

pflanzlichen und tierischenLebensformen

Elektrotechnik

Nutzung, Konflikte

Landwirtschaft

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Die Welt der Informationstechniken Die Welt der Informationstechniken

Theoretische InformatikAlgorithmentheorieKomplextheorie, Automaten formale Sprachen ...

Technische InformatikComputer und Rechnernetzedigitale Schaltkreise und Schaltwerke (Elektrotechnik)Daten und Befehlsstruktur, Rechnerarchitektur Kommunikationstechnik

Praktische InformatikSprachenentwicklungProgrammierung & Softwareentwicklung (software-engineering), Applikationsentwicklung, Echtzeitsysteme, DatenbankenRobotik & Mechatronik

Angewandte InformatikBüroautomatisation; Computergrafik, GIS & Visualisierung; Multimedia; Modellbildung und Simulation; Bio-Informatik; Betriebliche Informationssysteme & Wirtschafts-Informatik; Umwelt-Informatik; medizinische Informatik; KI, CI, neuronale Netze; Sensor- & Monitoringsysteme, Mess-Steuer-Regel-Systeme (MSR)

Großartiges hat sich getan in den letzten 50

Jahren!

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Ohne IKT-Technologie funktioniert nichts.

„Die Produkte und Lösungen der IKT‐Branche sind aus keinem Wirtschafts‐ und Lebensbereich mehr wegzudenken. IKT ist überall, in Fabriken und Büros, in Autos, ja selbst zu Haus und in der Freizeit. Weder die Energieversorgung noch irgendein Medium würden heute ohne IKT‐Technologie funktionieren.“

Christian Wulff, Niedersächsischer Ministerpräsident

IKT liefert den Schlüssel zu fast allen großen Zukunftsaufgaben.

„Neben Zukunftsthemen wie z.B. Klima und Energie oder Alter und Gesundheit lässt sich auch der globale Wettbewerb gleichrangig einordnen, denn wir müssen dafür sorgen, dass unser Standort im Vergleich zu anderen in der Welt wettbewerbsfähig bleibt. Darum legen wir in Niedersachsen sehr viel Wert darauf, dass die Innovationskraft kleiner und mittlerer Unternehmen gestärkt wird.

Walter Hirche, Niedersächsischer Wirtschaftsminister

Quelle: Eröffnungsrede CeBIT 2008 Quelle: Sieg Tech Magazin 07.03.2008

Niedersachsen 2020 - Das Digitale Land

Gliederung

1. Beispiele und Projektfelder 2. Die Herausforderungen von Morgen3. Perspektiven und Chancen

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Das „intelligente Haus“ oder „ambient intelligence“

Digitaler „Haustürschlüssel“,Transparenz über den aktuellen Zustand (wer zuhause, Energiereserven – Verbrauch, Anrufe, Warmwasser etc),Aktives, raumbezogenes internes Energiemanagement, Überwachung des gesamten Gebäudes, (Einbruch, Wasserschaden, Rauch- und Feuermeldung), Fernmeldung wenn gewünscht,Steuerung von Grundfunktionen (Abschattung, Heizung, Sicherung der Türen), flexible Programmierung der AußenbewässerungWarenbestandsanzeige – Bedarfsanzeige,Das Haus als BHKW und Energiespeicher

Software-EngineeringEchtzeitsysteme, middelwareDatenbankentwicklungNeuronale Netze, KI, CIKommunikationstechnik, TransponderSicherungssystemeVisualisierungGrafische Systeme, TopografieMonitoring, FernerkundungSensortechnik, RFIDModellbildung und Simulation, CADRobotik, MechatronikBetriebliche Informationssysteme, ERP

Monitoring und MSR- Systeme

ServicesSystemapplikationen

trust-center

PCmicro-controller

RFIDSensor-Network

one-wireSensor-Network

SUNDEST-Anlagenkomplex

WWW

S2

S1

Solare TrinkwassererzeugungMalta 2007

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Monitoring - Sensornetze

Erfassung vonTemperatur-Daten an vielen verschiedenen Punkten in der Luft, als auch im WasserHelligkeiten / LichteinstrahlungAufnahme der DurchflüsseGrafische Visualisierung der Datenverläufe zur VersuchsauswertungSteuerung/Regelung der Pumpenleistungen und damit der Kreisläufe

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T33T35T19

T15T1B

T1BT15

T33

T35

Messprotokoll über 4 Tage:Die enge Kopplung der Luftsensoren weist auf eine gute Zirkulation hin

T19

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ServicesSystemapplikationen

PC

Wireless Sensor Network (WSN) GPS und LPR georeferenziert

GIS-Auswertung der Sensordaten und Georeferenzierung der Objekte

rover

Objekt

spezifische WSN-Messknoten

ObjektsignalSensor Data Flow

spezifische WSN-Messknoten


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CONTAIN:Logistik und Transport mit E-seal

360 Mio TEU-Containerzwischen Amerika und Europa 2005 mit steigender Tendenz.

Container Safety Initiative (CSI)

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Modularer Aufbau

CONTAIN Systemstruktur

Kom

munikation

Modul 1

Fuel cell

Kraftstoff

CPU

Permanent-speicher

IdentifikationSiegel, Aktivierung

ROM

Sensorik klassisch: Luft, Licht, Tem

p.

Energie-versorgung

Analytik 1

Sensorik Video

Analytik 3 Analytik 4

GPS

Radioaktivität

Sensorik Luft,speziell

Analytik 2

Busssystem

Modul 3Modul 4 Modul 5 Modul 6 Modul 7 Modul 8

Modul 2

8

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Containersicherheit - Struktur des Gesamtsystems

card- Systemim

Begleitsystem

Funkmobil-Zentralen für Kommunikation

und Datenhaltung

• mechanische Sicherung• Kartenleser• Warnsignalgeber• Antenne• pin-code Eingabe

3.1

• dig. Kommunikation• GPS• Energiemanagement• Datenmanagement• Datenanalyse• Identifikation- und

Kontrollsystem• Kraftstoffspeicher

MODULE• Grunddaten• spez. Luft • spez. Radioaktivität• spez. Licht, WebCam• ...

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3

3.2

3.3

5

6

card

7

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Hafenverwaltung


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ERP und Betriebliche InformationssystemeArten der Ökobilanzierung

LieferantenProduktion vonRohstoffen u. Hilfs-stoffen

SYPATEC GmbHMarketing, F&E,Produktion, Logistik,Verkauf

KundenEinsatz u.Entsorgung derProdukte

Energie-produk-tion

Entsorg.Abfälle/Abwasser

Energie-produk-tion


Energie-produk-tion


Emissionen in Luft, Wasser, Boden

Produktökobilanz

Betriebliche Ökobilanz

Prozess-ökobilanz

ERP = Enterprise Ressource Planning

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Drei-Schichten-Modell

T3 T4

T5T6P1

P1P2 P12

P6

P13

P9 P14

-Material-Energien

-Betriebsstoffe-Rohstoffe

I N P

U T

O U

T P U T

Produkte

Ereignisgesteuerte-Prozessketten-Schicht

Organisationsschicht

Stoffstromschicht

Auftrag

Kunde ruft an

KAbearbeiten

KAbearbeitet

MRP SRM

KHKCAM

CRM ERP

Betriebliche Informationssysteme:

Instrument zur Unterstützung einer dynamischen Produktionsprognose bei der Sympatec GmbH

21.11.2008 18

Lagerhaltung der Baugruppen und Teile: dynamisch, auftrags-

und prognosegeführt

laufende Produktion und prospektiv

Wissen aus der laufenden Produktion,Erfahrungen, Daten

der letzten Jahre

Entscheidungen der GeschäftsführungPrognose- und Warnsystem

Hinweise, Einschätzungen und

Angaben der Außenstellen

(60 Händler, 2000 Projekte)

Einkauf,Bestellungen

?


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A 380 – Rolls-Royce Turbine Dampfturbine

„Künstliche Intelligenz“

analysiert die Turbinenvibrationen,wird auf sich anbahnende Fehlfunktionen trainiert und erstellt Diagnosen.Prof. Schmidt-Thieme


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Logistik und Transport

• 360 Mio TEU-Container mit steigender Tendenz; E-seal-Technologie, intelligente Begleiter mit Warnfunktionen

• Mautsysteme und Verkehrsleitsysteme

• Paketversand und automatische Navigation zum Zielort (RFID-Technik)

• Dynamische Wegoptimierung

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21. November 2008 21

Konstruktion und SimulationKeine Brücke, kein Schiff, kein Flugzeug, kein Hochhaus ohne digitale Konstruktion und Simulation der Systemeigenschaften. Selektion der optimalen Lösungskonzeptionen ohne materiellen Aufwand.Besonders bedeutsam im Risikobereichen: Kernkraftwerke, Turbinentechnik, Raketentechnik, Fusionsreaktoren Calatrava: WTC rebuilding design

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Produktionsprozesse, die ohne eine digitale Prozess-steuerung nicht mehr auskommen

Produktion von Mikrochips und „Embedded Systems“ in ReinluftlaborenProduktion von Rechnern, Scannern, Druckern, Digitalkamera, Speichereinheiten, Fernseher, Bildschirme etc.Fertigungsstraßen in der Automobilproduktion mit Robotern und vollständiger Navigation (Sensornetz), QualitätsprüfungenPresse und Druckprozesse (Verlagswesen)Produktionsprozesse in der Chemischen Industrie (Anlagensteuerung)Produktionsprozesse in der Stahlherstellung und VerarbeitungFertigungsprozesse bei Zulieferfirmen, die sehr exakt und massgerechtausgeführt sein müssen (Armaturenbrett, Reifenproduktion etc.)Kraftwerkssteuerung und Sicherung Gasversorgung und SpeichermanagementLandwirtschaftliche Produktionsprozesse…

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Dienstleistungen, die ohne eine digitale Datenverarbeitung Prozesssteuerung nicht mehr auskommen

Medizin: Spinthomathographie, Ultraschall, Labroskopie, Mikrooperationen etc.; Genetik und Bio-InformatikSicherungssystem in Flughäfen und auf SchiffenBanken und ZahlungsverkehrBörsen und WertpapierhandelVersicherungswesenE-commerce (ebay etc)E-goverment, Behörden und Verwaltungen (Bürokommunikation, Archive)Bibliotheken und Internationale DatenbankenTransport und LogistikDrahtlose Sensornetzwerke zur Umwelt- und ObjektbeobachtungHaustechnik: das „intelligente Heim“

Gliederung


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Desert TownKonzeption einer autarken und nachhaltig wirtschaftenden Wüstenstadt

1.1. GebGebääude bilden Schutz vor der Wude bilden Schutz vor der Wüüsteste2.2. Nachhaltige EnergieversorgungNachhaltige Energieversorgung

3.3. Autarke WasserversorgungAutarke Wasserversorgung

4.4. EigenstEigenstäändige Nahrungsmittelerzeugungndige Nahrungsmittelerzeugung

5.5. Harmonische Entwicklung der urbanen StrukturenHarmonische Entwicklung der urbanen Strukturen6.6. Handel mit Wasser und Energie Handel mit Wasser und Energie –– die die „„Stadt im NetzStadt im Netz““

7.7. Eigene Infrastruktur (Schulen, Handwerk etc.)Eigene Infrastruktur (Schulen, Handwerk etc.)

Interdisziplinäre Entwicklung insbesondere unter den Bereichen:

• Architektur,• Umwelttechnik und• Informationstechnik

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Entwicklung einer Wasserstoff-Hochtemperatur-Brennstoffzelleund das Elektroauto

vehicle to grid - V2G

Die Einbindung der Batteriespeicher von Elektrofahrzeugen in die Netze der Stromversorgung

Erstes E-Serienfahrzeug in Niedersachsen,Batteriefahrzeuge als gigantischer Speicher für elektrische Energie im Netzwerk der Stromversorgung – Minuten- und Sekundenreserve verfügbar zur Netzstabilisierung, Nahezu „grenzenlose“ Speicherung nachhaltig erzeugter elektrischer Energie (Windenergie, Wasserkraft etc.)

Kooperationspartner:• Karmann GmbH • EWE AG• Proton Motors• EcoCraft Automotiv GmbH• Technische Universität Clausthal u.a.

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21.11.2008 29

Struktur des Stromversorgungsnetzes in Deutschland

Quelle: http://de.wikipedia.org/wiki/Stromnetz

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Windkraftanlage im Energiepark

Nachhaltige Energien: Wind, Wasser, Biomasse, Erdwärme, GezeitenWindkraftanlagen besitzen heute eine Leistung von 6 MW (En126). 26 Windparks sollen off-shore in den kommenden 10 Jahren in der Nordsee entstehen mit mehr als 27 GW Gesamtleistung.

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Mittelspannungsnetz (netzbetreiberspezifisch)

21.11.2008

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V2G – das Konzept

Hoch- und Höchstspannungsnetz europaweit

Niederspannungsnetz regionalDEMS~230 V bis 380 V

~ 6.000 V bis 50.000 V

~110.000 bis 380.000 V

Windenergie

Wasserkraft,

Haushalte:FC, PV und

Kleinst-BHKWErdwärme

RegenerativeEnergien

Dezentrale Energieerzeugung

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BTN Brennstoffzellen-Technologie Niedersachsen

Die SOFC - Linie Ein kleines BKW für Einfamilienhäuser

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Photovoltaik im „Energiepark“: Anwendungen für dezentrale Stromversorgung

PV-Anlage als adaptive Verschattung

PV-Anlage Adlershof bei Berlin

PV-Anlage als autarke Energieversorgung

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Innovationen

Stromerzeugung aus « Erneuerbaren Energiequellen » (Wind, Geothermieund Wasserkraft, Sonne) beliebig speicherbarMinuten- und Sekundenreserve in den Netzen « unbegrenzt » - absoluteNetzstabilität möglich (Netzmanagement)Netzstruktur für zunehmend dezentrale Stromerzeugung vorbereitet(Brennstoffzellen, Stirling, PV etc. in Wohnhäusern)Klima- und Umweltschutz - Mobilität mit Null-Emissionen möglichEntwicklung innovativer Produkte - E-MobileAllianz mit EVU und Automobilproduzent im BinnenmarktE-Kapital bleibt im Land - hoher volkswirtschaftlicher Nutzen möglich

Erstmals in der Geschichte der technischen Entwicklungen der Menschheit sind sehr große, (dynamische) elektrische Speichermöglich: Mehr als 50 GW Speicherkapazität, sofern 5% der Fahrzeuge als Elektrofahrzeuge am Netz sind.

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Kommunikation purIPhone - das Apple-Handyvom „Personal Data Assistant“ zum „Mobil Digital Assistant“

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vom Handy und PDA zum MDA

Handy-Kommunikation

vom „Personal Data Assistant“ zum „Mobil Digital Assistant“

PDA

• Eigenes Betriebssystem• Schnittstellen: Infrarot, USB, Bluetooth, W-Lan• Handy und Protokolle: GSM, UMTS, GPRS und

HSCSD• Kommunikationsfunktionen: SMS, E-Mail u.a.• PIM-Funktionen (Adressen, Aufgaben, Kontakte etc.)• Internetzugang, Webbrowser• TV: DVB-H, DVB-T• GPS, Navigation und Landkarte• Digitalkamera und Videokamera (einfach)• Nachschlagwerke, Enzyklopädien• Wörterbuch und Translator• Uhr, Taschenrechner, Wecker, Stopuhr, • Diktiergerät• Taschencomputer (PocketExel, Pocket-Word etc)• MP3 und Radio

MDA

Quelle: dpa Reuters

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Die künftige Informationsgesellschaft

Quelle: wikipedia

Elektrotechnik

Mechanik

Angewandte InformatikMSRKINeuronale Netze

Mechatronik - Robotik

Intelligente Automaten

humanoide Maschinen? HONDA ASIMOZEIT (1/2007)

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Quelle: wikipedia

GenetikBiologie, Inventar

Bioinformatik

BIOGENETIK

Krankheiten beseitigen,Leid lindern

mit robusten Leistungsrassenvon Pflanzen und Tieren gegen Hunger und Armut

Neue Geschöpfe?„Bewertung“ nach „Güte“ des

Gengutes?

1997

Genbank, EMBL (1974), DDBJ: Stand 12/2000, 13.989 Einträge

9.1 x 106 Sequenzen (entries)10.3 x 109 Basen

12.474 Protein910 Nukleinsäuren

587 NA/Protein Komplexca. 50 Genome komplett

Rauhut 8/2001

Die künftige Informationsgesellschaft

http://www.ebi.ac.uk/embl/Services/DBStats/

This morning (17.11.08) theEMBL Database contained237,294,051,416 nucleotides in 147,671,575 entries

BIO-INFORMATIK

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Gliederung


Die HerausforderungWir stehen am Anfang der 3. technologischen Revolution

im Übergang der Industriegesellschaften zur Informations-und Kommunikationsgesellschaft

Die Leitindustrie der Welt wird schon bald die Umwelt-Technologie sein, angetrieben von den Techniken und Möglichkeiten der Informatik!

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Die Roland-Berger Studie (Mai 2007) sagt aus, dass Umwelttechnologien 2050 der umsatzstärkste Wirtschaftsbereich

in den klassischen Industrienationen weltweit sein wird!

Alle Wirtschaftsbereiche werden durchdrungen!

Aber keine Innovation – keine Umwelttechnik - ohne IuK-Technik !

Auch der Wandel, der Übergang in die jeweilige neue Technologie, ist bisher nur mit und durch IuK-Technologie

möglich gewesen.

SYSTEMSYSTEM--INFORMATIONSINFORMATIONS--TECHNIKTECHNIK

Geografische Geografische InformationssystemeInformationssysteme FernerkundungFernerkundung

MonitoringMonitoring MSRMSR--TechnikTechnikonline-Monitoring

SensorSensor--TechnikTechnik

DatenbankapplikationenDatenbankapplikationen

Simulation &Simulation &ModellbildungModellbildung

CAD & CAD & VisualisierungVisualisierung

softwaresoftware--engineeringengineering

KommunikationstechnikKommunikationstechnikRobotikRobotik

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Die Basis: Starke Partner der Region

Partnerunternehmen der StudiengängeWirtschaftsinformatik und

Informationsmanagement und Informationstechnologie

Beschäftigte und Forschungsausgabenje Landkreis in der Umwelttechnik

Quelle: GreenTech made in Germany 2007Umwelttechnologie-Atlas für Deutschland

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Quelle: GreenTech made in Germany 2007Umwelttechnologie-Atlas für Deutschland

Regionale Verteilung der Unternehmen und Forschungseinrichtungen fürUmwelttechnologie

Was wäre zu tun?

mögliche Konsequenzen und Maßnahmen

Regionales Netzwerk: gemeinsame Projekte, gegenseitige Stützung, Synergien suchen

Engagement in überregionalen Projekten:Reputation, Mittelzufluss durch Förderung, Kompetenzen ausweiten und klasssicheGeschäftsbereiche zukunftssicher stützen

neue Strukturen regional aufbauen helfen:Entwicklungskompetenzen vor Ort aufbauen, um F&E Kompetenzen gemeinsam zu nutzen (z.B. die Universität unterstützen)

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Ich bedanke mich für Ihre Aufmerksamkeit

Die System-Informations-Technik:Software-EngineeringEchtzeitsysteme, middelwareDatenbankentwicklungNeuronale Netze, KI, CIKommunikationstechnik, TransponderSicherungssystemeVisualisierungGrafische Systeme, TopografieMonitoring, FernerkundungSensortechnik, RFIDModellbildung und Simulation, CADRobotik, MechatronikBetriebliche Informationssysteme, ERP…

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