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White Paper Open Calls – Förderung für den Mittelstand leicht gemacht Digitale Innovationsprojekte finanzieren und realisieren
Open Calls – Förderung für den Mittelstand leicht gemacht
Digitale Innovationsprojekte finanzieren und realisieren
Autoren
Philip Frankl
fortiss GmbH
Guerickestr. 25
80805 Munich
frankl@fortiss.org
Georg Neugschwandtner
fortiss GmbH
Guerickestr. 25
80805 Munich
2
Inhalt
Vorwort 4
Was sind Open Calls? 5
Digital Innovation Hub München – fortiss Mittelstand 6
Bewerbung und Projektverlauf 7
Voraussetzungen 8
Vorteile für den Mittelstand 9
Erfolgsgeschichten 10
Impressum 14
3
Vorwort Bereichen rund um Industrie 4.0 Informationen,
Weiterbildungsformate und Demonstratoren für
mittelständische Unternehmen bieten. fortiss ist
Softwarebefähigte Innovation ist in der laufenden integraler Teil des Mittelstand 4.0 Kompetenzzent-
digitalen Transformation die Kernkompetenz zur rums Augsburg und dort zuständig für die digitalen
erfolgversprechenden Entwicklung digitaler Pro- Kernkompetenzen Software, Künstliche Intelligenz
dukte und Dienste mit oftmals neuen Geschäfts- und industrielles Internet of Things.
prozessen und Wertschöpfungsketten. Speziell
mittelständische Unternehmen stellt das mitunter Was aber bisher fehlte, war ein zielgerichtetes und
vor große Herausforderungen, da diese Themen effizientes Modell zur Förderung kleinerer und mitt-
meist zeit- und ressourcenintensiv sind und somit lerer Unternehmen bei der Entwicklung konkreter
hohen finanziellen Aufwand mit sich bringen. Viele digitaler Produkte und Dienste auf Basis aktueller
Geschäftsführer treiben Fragen um wie: Technologieplattformen. Die Europäische Kommis-
sion hat deshalb in den letzten Jahren, auch mit
Wie sind digitale Innovationsthemen zu tatkräftiger Unterstützung von fortiss, ein Modell
realisieren und zu finanzieren? entwickelt, bei dem sich europäische Firmen in
einem Wettbewerbsverfahren sowohl finanzielle
Welche aktuellen digitalen Technologien gibt Unterstützung bei der Entwicklung neuer digitaler
es und welche sind wirklich relevant für mein Produkte als auch den hierfür nötigen Zugang zu
Unternehmen? aktuellem Know-how und Technologieplattformen
sichern können. Typischerweise vergehen zwischen
An wen können wir uns für eine fundierte Beantragung und Start eines Entwicklungsprojekts
und unabhängige Expertise sowie konkrete weniger als zwei Monate, die Projekte dauern ca.
Unterstützung bei der Umsetzung wenden? 6 Monate, die beteiligten Firmen bekommen eine
100-%-Förderung, oftmals zwischen 30–60 TEUR,
Insbesondere kleinere und mittlere Unternehmen sowie Zugang zu Forschungs- und Entwicklungs-
benötigen Unterstützung bei diesen zentralen partnern in ganz Europa. Das im Projekt entwickelte
Fragen, um auch weiterhin auf höchstem Niveau geistige Eigentum verbleibt zu 100 % beim Unter-
arbeiten und produzieren zu können und wettbe- nehmen als Basis einer möglichst erfolgverspre-
werbsfähig zu bleiben. Dieser Aufgabe nimmt sich chenden Produktplatzierung am Markt.
fortiss, das bayerische Landesforschungsinstitut für
softwareintensive Systeme, insbesondere zu den Dieses von der Europäischen Kommission ent-
zentralen Technologien Software, Künstliche Intelli- wickelte Förderinstrument läuft unter der – zuge-
genz und Internet of Things, an. gebenermaßen etwas sperrigen – Bezeichnung
„Open (Competitive) Calls“, „Financial Support to
Die Unterstützung für den Mittelstand zur Ent- Third Parties“ oder auch „Cascade Funding“. Diese
wicklung neuer digitaler Produkte und Dienste, Nomenklatur soll uns aber nicht abschrecken – im
basierend auf neuesten digitalen Technologien, Gegenteil.
kann dabei finanzieller Natur sein oder in Form
von Know-how und Softwaretechnologien bereit- Wir verdeutlichen in diesem Whitepaper die Vorteile
gestellt werden. Zur finanziellen Förderung stehen dieses Fördermodells für Ihr Unternehmen. Gerne
KMU grundsätzlich zahlreiche staatliche Förderpro- unterstützt unser fortiss Mittelstand Team bei Initiie
gramme auf Landes-, Bundes- sowie europäischer rung und Beantragung möglichst erfolgverspre-
Ebene zur Verfügung, die aber mitunter komplex chender digitaler Produktentwicklungen im Rahmen
und langwierig in Beantragung und Durchführung der Bewerbung bei Open Calls.
sein können. Hier unterstützt fortiss bei der Initiie-
rung und Durchführung von Forschungsprojekten In den letzten Jahren hat fortiss schon bei mehr als
in Programmen wie Bayern IuK (Bay STMWi), KMU 60 solcher Innovationen in verschiedensten Rollen
Innovativ (BMBF), Zentrales Innovationsprogramm mitgewirkt. Wir verdeutlichen das Erfolgspotenzial
Mittelstand – ZIM (BMWi) und KI4KMU (BMBF). von Open-Call-Projekten für den Mittelstand an-
hand einer Reihe konkreter digitaler Produktent-
Zugang zu Innovationen, neuesten Technologien wicklungen.
oder Prototypen erhalten Unternehmen insbe-
sondere durch Innovationszentren wie die Mittel-
stand 4.0 Kompetenzzentren1, die zu bestimmten
1 https://www.mittelstand-digital.de/MD/Redaktion/DE/Artikel/
Mittelstand-4-0/mittelstand-40-kompetenzzentren.html
4
Was sind Open Calls?
Unter Open Calls verbirgt sich ein erfolgreicher Europe verstärkt angewandt wird. Oft werden diese
Fördermechanismus aus Horizon-2020-Projekten, Open Calls unter Einbeziehung sogenannter Digital
der ab 2021 speziell im Förderprogramm Digital Innovation Hubs eingesetzt.
Horizon 2020 ist das europäische Förderprogramm für gionale KMU bei der digitalen Transformation. Jeder Hub
Forschung und Innovation (Laufzeit 2014–2020, Budget hat unterschiedliche fachliche Schwerpunkte – dazu
80 Milliarden €2), welches durch das Nachfolgepro- zählen unter anderem Künstliche Intelligenz (KI), High
gramm Horizon Europe (Laufzeit 2021–2027, Budget Performance Computing (HPC), Cybersecurity – in ver-
85 Milliarden €3) abgelöst wird. Auch im neuen Förder- schiedenen Anwendungsbereichen wie Industrie 4.0,
programm DIGITAL EUROPE4 ist der Mechanismus des Mobilität oder Energie. Durch die Vernetzung der Hubs
Cascade Fundings fest verankert. untereinander kann sich so ein KMU an den regionalen
Digital Innovation Hub wenden, um Expertise in einem
Digital Innovation Hubs5 (DIH) sind europäische Zentren bestimmten Bereich zu bekommen. Ist im regionalen
für Digitalisierung, die sich meist auf regionaler Ebene DIH dieses Expertenwissen nicht vorhanden, kann der
zusammenschließen und untereinander vernetzt sind. regionale Hub einen Kontakt zu einem entsprechenden
Durch verschiedene Services unterstützen die DIHs re- DIH herstellen und so das KMU bestmöglich unterstützen.
2 What is Horizon 2020? | Horizon 2020 (europa.eu) https://ec.europa.eu/programmes/horizon2020/what-horizon-2020
3 HORIZON EUROPE | Horizon Europe – Cliffnotes horizon-eu.eu
4 DIGITAL EUROPE – The voice of digitally transforming industries in Europe https://www.digitaleurope.org/
5 Digital Innovation Hubs (DIHs) in Europe | Shaping Europe’s digital future (europa.eu)
https://ec.europa.eu/digital-single-market/en/digital-innovation-hubs-dihs-europe
EU Projektkonsortium KMU
KMU
ase
sprojekt / Use C 1
Anwendung
KMU
Anwendungsprojekt / Use Case
2
Innovationsprojekt
1 Koordinator + x Partner
(Forschungseinrichtungen, Anwendungsprojekt / Use Case KMU
Firmen & DIHs) 3
Anwendungsprojekt
/ Use Case KMU
4
Förderung Konsortialvertrag Anwendungsprojekte
Grant Agreement Consortium Agreement Open-Calls & Experiments
- Konsortialbudget Zusammenarbeit der Partner im - Vertrag zwischen KMU und
- Open-Call-Budget Konsortium Projektpartner
- Einfache, unbürokratische Anträge
& Förderungen für Anwendungs-
projekte/-experimente
- Unterstützung durch DIH
Abb. 1: Funktionsweise Open Calls
5
Die Digital Innovation Hubs sind in verschiedenen Partnern zu einem European Digital Innovation Hub
europäischen Innovationsprojekten aktive Projekt- (EDIH) ausgebaut werden und somit die Region und
partner und fungieren als Bindeglied zwischen Bayern noch stärker mit Europa vernetzen.
Projektkonsortium und Unternehmen. Oft wird in
diesen Innovationsprojekten das angesprochene Doch nicht nur auf europäischer Ebene, auch re-
Förderinstrument der Open Calls als Transferme- gional ist fortiss durch die Transferabteilung fortiss
chanismus implementiert, um einen direkten und Mittelstand9 perfekt für einen effektiven Forschungs-
unkomplizierten Technologietransfer aus den Pro- transfer aufgestellt und bietet interessierten KMU
jekten in Unternehmen zu ermöglichen. Abbildung 1 einen kompetenten Ansprechpartner zu Fragen der
verdeutlicht die Funktionsweise. digitalen Transformation rund um die Themen Soft-
ware und Künstliche Intelligenz. fortiss Mittelstand
Open Calls sind Ausschreibungen für KMU-Projekte, bietet unter anderem Services zu den Bereichen
die durch einzelne EU-Projekte aufgelegt werden Artificial Intelligence, Model-Based Design, Cyber-
und nicht von der Europäischen Kommission selbst. Physical Systems, IIoT, Software Engineering und
Daher laufen diese Open-Call-Projekte rechtlich vielen mehr. Durch jahrelange Erfahrung in zahl-
und administrativ entkoppelt von den mitunter reichen EU-Projekten mit Open Calls und gut ver-
komplexen EU-Innovationsprojekten und ermög- netzten DIH-Partnern kann fortiss bayerische KMU
lichen so eine relativ einfache und unbürokratische bei sämtlichen Aktivitäten in Open Calls, von ersten
Einbindung und Förderung von KMU. Diese schlie- Fragen bis hin zur erfolgreichen Projektdurchfüh-
ßen einen Vertrag mit dem budgetverantwortlichen rung, unterstützen und begleiten.
Projektpartner und stehen somit in keinem unmit-
telbaren Vertragsverhältnis mit der Europäischen Das Service-Portfolio von fortiss Mittelstand lässt
Kommission. Das Geld wird von der EU bereitge- sich in sechs Hauptaktivitäten untergliedern:
stellt und über die Projektkonsortien an Unterneh-
men gezahlt, daher der Begriff Cascade Funding.
Infoveranstaltungen
Das Konsortium ist somit auch komplett für die
inhaltliche Ausrichtung der Themen verantwortlich
und organisiert sämtliche Aktivitäten um die Aus- Qualifizierung
schreibung und Evaluierung der eingehenden An-
träge. Auch ist das Konsortium dafür verantwortlich,
die ausgewählten KMU in sämtlichen Projektphasen Maßgeschneiderte Lösungen
zu betreuen und zu unterstützen, meist durch Be-
reitstellung eines Mentors aus einem beteiligten
DIH. Prototypen
Forschungsverbünde
Digital Innovation Auftragsforschung
Hub München – Detaillierte Informationen finden sich auf der
fortiss Mittelstand Homepage von fortiss Mittelstand. Das Pendant zu
fortiss Mittelstand stellt der Digital Innovation Hub
dar. Die EU-Kommission unterscheidet dafür die vier
Bereiche Business, Ecosystem, Skills und Technology
fortiss bildet zusammen mit der Unter- Services – die sogenannten BEST-Services.
nehmerTUM6 und der Munich School
for Robotics and Machine Intelligence
(MSRM)7 den Münchner DIH – Munich
Innovation Hub for applied AI8. Durch
diese Initiative ist fortiss europaweit mit
anderen DIHs und mittelständischen Un-
6 https://www.unternehmertum.de/
ternehmen vernetzt und arbeitet an der Umsetzung 7 https://www.msrm.tum.de/msrm/msrm/
neuester Technologien und Innovationen. Die Ini- 8 https://www.appliedai.eu/
tiative soll in den kommenden Jahren mit weiteren 9 https://www.fortiss.org/ueber-fortiss/fortiss-mittelstand
6
BAYERN EUROPA
fortiss Mittelstand DIH Munich
Infoveranstaltungen Qualifizierung
s Innov
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Forschungs- Prototypen
verbünde
Abb. 2: Service-Portfolio fortiss Mittelstand – DIH Munich
Business
Services zu den Themen Investitionen, Bewerbung und
Finanzierung etc.
(Support To Find Investments) Projektverlauf
Es gibt Open Calls in verschiedenen EU-Projekten
Ecosystem zu unterschiedlichen Innovationsthemen. Diese
Services zu den Themen Netzwerke Calls werden über die Projektpartner publiziert und
und Ökosysteme verwaltet, eine Sammlung aller Open Calls ist auf
(Innovation Ecoystem & Networking) der EU-Website zu finden10.
Oft sind zu jedem Projekt mehrere Open Calls
Skills vorgesehen, sodass ein Unternehmen unter Um-
Services zu den Themen Weiterbildung ständen mehrfach die Möglichkeit hat, sich zu be-
und Wissensvermittlung werben, und gegebenenfalls auch mehrere Förde-
(Skills & Training) rungen erhalten kann.
fortiss kann bereits in dieser frühen Phase Unter-
Technology nehmen dabei unterstützen, einen Call zu finden
Services zu den Themen Demonstratoren und die Anforderungen zu erörtern. Sobald ein
und Prototypen passender Call identifiziert ist, können KMU mit der
(Test Before Invest) Antragsvorbereitung beginnen. Diese Anträge ent-
halten neben einer Projektskizze (kurze Ausarbeitung
DIHs bieten unterschiedliche Services (kostenlos der Projektidee) auch einen Finanzplan sowie einige
sowie kostenpflichtig) zu den oben genannten Ka- administrative Dokumente.
tegorien für KMU in ihrem Ökosystem an. Das DIH-
Service-Portfolio von fortiss orientiert sich an den
Services von fortiss Mittelstand und reicht von Info-
veranstaltungen und Webinaren bis hin zu maßge- 10
https://ec.europa.eu/info/funding-tenders/
schneiderten Lösungen und Living Labs (Demonst- opportunities/portal/screen/opportunities/
ratoren für neueste Technologien). competitive-calls
7
Die Calls sind für mehrere – in der Regel 8–12 – Wo- Nach Abschluss des Vorhabens werden die vorher
chen geöffnet und bieten meist Informationsveran- definierten Ergebnisse präsentiert, diskutiert und
staltungen zum Projekt und zum Thema des Open gegebenenfalls Lessons-Learned-Veranstaltungen
Calls. Wird ein kleines Konsortium aus 2–3 KMU ge- organisiert.
fordert, bietet das Projektkonsortium Unterstützung
in Form von Matchmaking und Brokerage Events an, Nicht ausgewählte Projekte erhalten dementspre-
bei denen interessierte Unternehmen sich einfach chend eine Absage, können die Idee aber weiter-
und direkt vernetzen können, um dadurch gemein- verfolgen und gegebenenfalls für weitere Calls ver-
same Interessen und Anwendungsfälle zu erörtern. wenden. Auch eine Zusammenarbeit mit fortiss in
anderen Projekten ist denkbar und möglich, sofern
Auch die Partner des Projekts fungieren als An- sich passende Themen ergeben.
sprechpartner und Unterstützer bei der Partnersuche.
Aufgrund der Erfahrung aus zahlreichen Projekten
bietet fortiss kompetenten und engagierten Support
bei der Antragstellung für KMU. Unternehmen, die
digitale Innovationen mit Geschäftspartnern planen, Voraussetzungen
können diese Projekte durch Open Calls zusätz-
lich finanziell und inhaltlich unterstützen. Wichtig ist Wie bei den meisten Förderungen gibt es auch bei
dabei der Innovationsaspekt – nicht vom „Tagesge- den Open Calls Voraussetzungen, die erfüllt sein
schäft“ unterscheidbare Projekte erfüllen die Voraus- müssen, um überhaupt antragsberechtigt zu sein.
setzungen nicht. Im Detail können diese variieren, jedoch richtet sich
der überwiegende Teil dieser Open Calls an KMU.
Die Evaluation der Anträge erfolgt in der Regel durch
vom Projekt bestellte Experten anhand transparenter Es existieren verschiedene Definitionen und
und quantifizierbarer Kriterien. Die Unternehmen Schwellenwerte für KMU, im EU-Kontext sind je-
mit den besten Bewerbungen erhalten eine positive doch einheitliche Werte maßgeblich.11
Rückmeldung und schließen sodann einen Vertrag
mit dem jeweiligen verantwortlichen Projektpartner In einigen Fällen sind jedoch auch Mid-Caps (Mit-
aus dem Konsortium ab. In diesem Vertrag sind die arbeiterzahl bis 3.000) antragsberechtigt.
Einzelheiten wie Ziele, Meilensteine, Ergebnisse
sowie die finanzielle Förderung aufgeführt. Jedes Die inhaltlichen und fachlichen Voraussetzungen
KMU bekommt auch einen fachlich kompetenten sind abhängig von der Domäne des Projekts und
Ansprechpartner/Mentor aus dem Konsortium, werden vom Konsortium festgelegt. Aus diesem
meist einen der Digital Innovation Hubs, zur Seite Grund muss jede Ausschreibung im Einzelfall
gestellt, um eine bestmögliche Zusammenarbeit betrachtet werden, hierbei bietet Ihnen das Team
und Projektdurchführung zu gewährleisten. von fortiss Mittelstand kompetente Unterstützung.
Voraussetzung für KMU
UND ODER
maximal maximaler Jahresumsatz maximale Bilanzsumme
250 Mitarbeiter 50 Mio. € 43 Mio. €
Abb. 3: Größenvoraussetzung für kleine und mittlere Unternehmen
11
smedefinitionguide_en.pdf (europa.eu)
8Vorteile für den Netzwerkbildung
Mittelstand Die Möglichkeit für KMU, neue (internationale) Netz-
werke aufzubauen, ist bei Open Calls nicht nur an-
genehmer Nebeneffekt, sondern soll aktiv gefördert
Mittelständischen Unternehmen, die an solchen werden.
Open Calls teilnehmen und über das Cascade Fun-
ding eine finanzielle Förderung erhalten, bieten sich So ist nicht nur eine Vernetzung eines KMU mit et-
verschiedene Vorteile, die im Folgenden kurz zu- waigen Experten im Konsortium möglich, sondern
sammengefasst sind: vor allem auch eine Vernetzung mit anderen KMU
und die Gelegenheit zu Kooperationen verschie-
denster Art. Oft werden grenzüberschreitende Kol-
laborationen (cross-border collaborations) zwischen
Vereinfachte Verfahren Unternehmen aus verschiedenen Ländern beson-
ders angesprochen und gefördert, um einen Inter-
Das Open-Call-Verfahren ist im Vergleich zu klassi- nationalisierungseffekt zu erzeugen. Hierbei erhal-
schen Förderprojekten deutlich vereinfacht und un- ten Unternehmen in Matchmaking und Brokerage
bürokratischer. Ziel dieses Instruments ist es, einen Events die Möglichkeit, geeignete Partner zu finden.
möglichst einfachen und effektiven Transfer von Diese Events werden vom Projekt organisiert und
innovativen Technologien zu Anwendern zu ermög- veranstaltet. Auch fortiss steht mit seinen Kontakten
lichen, deshalb wurden die administrativen Hürden und Netzwerken bei der Suche unterstützend zur
bewusst gesenkt, um auch bisher mit Förderungen Seite.
unerfahrene Unternehmen verstärkt anzusprechen.
Zugang zu Förderlandschaft
Innovationsförderung
Die Förderlandschaft in Deutschland und Europa ist
Durch die geförderten Open-Call-Projekte sollen sehr vielseitig und bietet Unternehmen finanzielle
vor allem technologische Innovationen zeitnah und Unterstützung bei der Umsetzung von innovativen
anwendungsnah erprobt und validiert werden. Un- Ideen und bei der Forschung. Diese Förderungen
ternehmen bringen ihre Innovationsideen ein und sind jedoch vielen Unternehmen nicht geläufig und
erhalten technische und organisatorische Unter- schrecken oft ab, da viele bürokratische Hürden
stützung in Form von Mentoring durch die Digital genommen werden müssen und die Prozesse sehr
Innovation Hubs. starr sind. Das Prinzip der Open Calls stellt daher
eine ideale Einstiegsmöglichkeit dar, um KMU den
Das Konsortium bekommt dadurch unmittelbares Zugang zu staatlichen Förderungen zu ermöglichen
Feedback, ob die im Projekt entwickelten Innovatio- und sie gegebenenfalls für weitere Fördervorhaben
nen den technischen und inhaltlichen Anforderun- zu gewinnen, was einen nachhaltigen Technolo-
gen realer Marktteilnehmer entsprechen, und kann gietransfer bestärkt. fortiss als integraler Partner im
so gegebenenfalls Nachjustierungen vornehmen. Münchner Digital Innovation Hub berät Unterneh-
men bei allen Fragen rund um Open Calls und hilft
Die KMU bekommen die Möglichkeit, mit finanziel- Unternehmen, erfolgreiche Anträge zu entwickeln
ler Förderung und Unterstützung durch DIHs State- und einzureichen.
of-the-Art-Technologien anhand eigener Use Cases
zu testen und bei der Konzeption mitzuwirken. Dies
führt zu einem Win-win-Effekt für alle beteiligten
Parteien.
9Erfolgsgeschichten
fortiss ist bereits seit vielen Jahren als Partner in EU- Drei Beispiele erfolgreicher Zusammenarbeit zwi-
Innovationsprojekten mit Open-Call-Mechanismen schen KMU und fortiss werden im Folgenden dar-
vertreten und hat dadurch schon zahlreichen Unter- gestellt, um so das Verfahren und die Vorteile für
nehmen bei der Umsetzung ihrer Innovationsideen interessierte Unternehmen noch einmal zu veran-
im Rahmen von Open-Call-Projekten geholfen. schaulichen.
10Ubotica Technologies Ltd.
Open-Call-Gewinner im Projekt FED4SAE
KMU mit Fokus auf Computer Vision
und KI-basierten Edge-Lösungen
Thema:
In-Line-Erkennung diabetischer Retinopathie –
IDRD (Medizintechnik)12
HERAUSFORDERUNG AKTUELLER STAND UND A USBLICK
Diabetische Retinopathie (DR) ist die häufigste Ursache für Ubotica arbeitet mit Funduskamera-Herstellern zusam-
den Verlust des Sehvermögens bei Erwachsenen im Alter men, um die Lösung auf dem Markt einzuführen, und
zwischen 25 und 60 Jahren. Wenn DR frühzeitig erkannt bietet Anpassungs- und Design-in-Dienstleistungen für
wird, kann eine Behandlung den Sehkraftverlust wirksam die VPU, das CNN und die zugehörige Software an. Die
reduzieren oder verhindern. Nur in wenigen Ländern gibt Überwachungsfunktion des NNDK für die von den CNNs
es bisher nationale Screening-Programme zur Erkennung getroffenen Entscheidungen bietet einen erheblichen
von DR. Diese sind zudem sehr kostspielig. Vorteil für Lösungsintegratoren. Der Einsatz von Ubo-
ticas Technologie in Funduskameras hat das Potenzial,
sowohl den Nutzen der Kameras als auch die Arbeitswei-
LÖSUNG
se der Augenärzte deutlich zu verbessern.
Das Unternehmen Ubotica hat deshalb eine Lösung ent-
wickelt, welche es ermöglicht, DR-Indikatoren auf der
UNTERSTÜTZUNG DURCH PROJEKTPARTNER
Netzhaut mithilfe speziell ausgerüsteter Funduskameras
UND FORTISS
erkennbar zu machen. Der Mechanismus basiert auf
Deep-Learning-Prozessen und unterstützt Augenärzte Eine wesentliche Herausforderung beim Einsatz von
bei der genauen und konsistenten Bewertung und Diag- KI-basierten Lösungen liegt in der Überwachung der
nose von DR. Entscheidungen der CNNs, die den Kern dieser Systeme
bilden. Daher unterstützte fortiss bei der Interpretation
der NNDK-Metriken zur Bewertung der Leistung des
ERGEBNIS
CNN. Davon profitierte Ubotica auch nach einem in-
Die Lösung wurde um die Intel Movidius Myriad X Vision tensiven Pruning-Prozess, um die Größe des Modells
Processing Unit (VPU) herum entwickelt, die direkt in die zu reduzieren und die Inferenz zu beschleunigen, sowie
Funduskamera integriert werden kann. Zunächst ver- bei der Integration der Laufzeitanalyse. Je nach Spe-
arbeitet die VPU die Netzhautbilder mit ihren integrier- zialisierung lieferten alle FED4SAE-Partner Input, um
ten Bildfilterfunktionen. Daraufhin wird ein künstliches den technischen Ansatz und den Business Case zu ver-
neuronales Faltungsnetzwerk (Artificial Intelligence Con- feinern. Zudem wurden gemeinsame Möglichkeiten zur
volutional Neural Network = CNN) angewendet, um das Bekanntmachung der Projektergebnisse genutzt.
Netzhautbild auf DR-Indikatoren zu untersuchen. Das
bei fortiss entwickelte Neural Network Dependability Kit
(NNDK) wird eingesetzt, um die CNN-Trainingsbilder an-
zuzeigen, die dem soeben analysierten Bild des Patien-
ten am ehesten entsprechen. Die In-Line-Erkennung von
diabetischer Retinopathie wird so um ein überprüfbares
KI-Element erweitert.
12 https://fed4sae.eu/innovative-projects/idrd/
11Integrated Systems
& Systems Design (ISSD)
Open-Call-Gewinner im Projekt FED4SAE
KMU mit Fokus auf System Design und Integrierten Systemen
Thema:
Smart Tunnel – Verbesserung automatisierter
Störfallerkennung in Verkehrstunneln13
HERAUSFORDERUNG
In vielen Straßentunneln weltweit überwachen mensch- bei einem Kunden von ISSD in der Türkei integriert.
liche Bediener den Verkehrsfluss über CCTV-Kameras In diesem Test wurde die Fehlalarmrate im Vergleich zur
von einem zentralen Kontrollraum aus, um die Sicherheit alten Lösung um etwa die Hälfte reduziert, wobei die
der Benutzer zu gewährleisten. Die Überwachung einer neue Engine immer noch alle Ereignisse erkennt, die
großen Anzahl von Monitoren über längere Zeiträume ist die alte Engine erkannt hat, und das sogar schneller. Die
jedoch eine kognitive Herausforderung. Automatische Einsatzumgebung für die Erkennungs-Engine verwendet
Vorfallserkennungssysteme (AID) helfen, indem sie meh- Intel Movidius Myriad X Visual Processing Units (VPU)
rere Videoströme in Echtzeit analysieren und die Bedie- in einer hochskalierten High-Density Deep Learning
ner automatisch auf Ereignisse aufmerksam machen, auf (HDDL)-Konfiguration, die das Kameravideo trotz der er-
die sie möglicherweise reagieren müssen. Aktuelle AID- höhten Rechenanforderungen zu geringeren Hardware-
Systeme nutzen herkömmliche Computer-Vision-Bild- kosten pro Stream verarbeitet als die vorherige Plattform.
verarbeitungsalgorithmen, die aufgrund ihres Funktions-
prinzips Leistungseinschränkungen unterworfen sind.
UNTERSTÜTZUNG DURCH PROJEKTPARTNER
UND FORTISS
LÖSUNG
Intel führte einen Benchmark der Lösung über mehrere
Künstliche neuronale Netze können traditionelle Ansätze Hardwareplattformen (CPU, FPGA, VPU) durch, um die
in der Computer Vision übertreffen. Daher hat ISSD seine Auswahl von ISSD zu bestätigen, und bot Unterstützung
AID-Lösung mit Deep Learning erweitert, um die Er- bei der Leistungsoptimierung des Netzwerks sowie Hil-
kennungsgenauigkeit und Leistung zu erhöhen. Speziali- fe bei der Serverkonfiguration unter Verwendung der
sierte Hardware für den Inferenzprozess des neuronalen HDDL-Karten. Im Rahmen des technischen Coachings
Netzwerks hält die Serverkosten wettbewerbsfähig. Die zu neuronalen Netzwerken unterstützte fortiss ISSD bei
Lösung kann sowohl in neuen als auch – als Nachrüs- der Anwendung des Neural Network Dependability Kit
tung – in bestehenden Tunnelüberwachungsinfrastruk- (NNDK) und bei der Interpretation der Analyseergebnis-
turen eingesetzt werden. se, um das Netzwerkmodell zur Objekterkennung zu be-
werten und seine Robustheit gegenüber verschiedenen
Arten von Bildrauschen zu verbessern.
ERGEBNIS
ISSD hat eine Deep-Learning-basierte Erkennungs-En- Blumorpho, ein weiterer Projektpartner, bot Business
gine für ihr AID-Produkt entwickelt, die Echtzeitwarnun- Innovation Coaching und Pitch Trainings an. Mehrere
gen generiert, wenn Fußgänger oder ein stehendes Fahr- gemeinsame Schritte zur Vernetzung und Bekannt
zeug in einem Videostream auftauchen. Nachdem die machung der Projektergebnisse wurden von allen Part-
neue Erkennungs-Engine bei einem repräsentativen Satz nern ermöglicht.
von Videosegmenten, die in mehreren Straßentunneln
aufgezeichnet wurden, die vorherige Lösung übertraf,
wurde sie zur Evaluierung in eine Live-AID-Installation 13 https://fed4sae.eu/innovative-projects/smart-tunnel/
12Linz Center for
Mechatronics GmbH (LCM)
Open-Call-Gewinner im Projekt MIDIH
KMU mit Fokus auf digitaler Produktentwicklung
Thema:
Cloudbasierte Prozessdatenerfassung für die
intelligente Fertigung14
HERAUSFORDERUNG
Das Team von LCM wollte eine digitale Infrastruktur auf- Nicht nur LCM zog Nutzen aus dem Projekt: Auf der
bauen, mit der LCM die Erfassung, Speicherung und Grundlage des erhaltenen Feedbacks konnten die Ent-
Analyse von industriellen Prozessdaten als Dienstleistung wickler des FIWARE OPC UA IoT Agent diesen verbessern
anbieten kann. LCMs Industriepartner sollten sich nicht und im Kontext einer neuen realen Anwendung validieren.
um die Implementierung oder Verwaltung der digitalen Die Softwarekomponente ist nun leistungsfähiger und
Lösung kümmern müssen. Stattdessen sollten alle schnell unterstützt innovative cloud-zentrische Anwendungsfälle
mit den Daten arbeiten, daraus Schlüsse ziehen und den – und da sie Open Source ist, kann jeder davon profitieren.
Produktionsprozess verbessern können. Die gewählte
Architektur basiert auf der Open-Source-Software von
UNTERSTÜTZUNG DURCH PROJEKTPARTNER
MIDIH und der MIDIHReferenzarchitektur.
UND FORTISS
Das Team von LCM hatte die Implementierung zügig und
LÖSUNG
planmäßig vorangetrieben, als es feststellte, dass auf der
Das Team von LCM entschied sich, die Plattform in der Mobilfunkstrecke zwischen dem Fabriknetzwerk und der
Cloud auf Basis von FIWARE-Smart-Industry-Kompo- Cloudplattformweit mehr Datenverkehr anfiel als erwartet.
nenten aufzubauen. Es ging davon aus, dass alle rele- Daher verringerte das Team die Rate, mit der Prozessda-
vanten Daten von Steuerungen und Sensoren auf dem tenpunkte abgetastet wurden. Dabei stellte sich aber he-
Werksgelände über OPC-UA-Server im Fabriknetzwerk raus, dass die Daten mit falschen Zeitstempeln versehen
verfügbar sein würden. OPC UA ist ein Standard für die wurden, was den Wert der Daten für die Prozessanalyse
industrielle Kommunikation, der von den Anbietern von erheblich reduzierte. Das Team von LCM kontaktierte den
Steuerungssystemen auf breiter Basis unterstützt wird. Konsortialpartner fortiss, der ihm als Mentor für das CEM-
Integrationsprobleme können so minimiert werden. Die TEC-FIWARE-Experiment zugeteilt worden war. Da fortiss
Verbindung zwischen Fabriknetzwerk und Cloud wurde mit dem Experiment und den Anforderungen von LCM
über eine Mobilfunkstrecke realisiert. sowie der involvierten Technologie wie OPC UA vertraut
war, konnte es die Diskussion mit den Entwicklern der be-
troffenen Softwarekomponente effizient moderieren und
ERGEBNIS
das Problem rasch einer Lösung zuführen.
LCM hat wertvolles Know-how in Bezug auf cloud-
basierte FIWARE-Implementierungen erworben, das Dank der guten internationalen Zusammenarbeit zwischen
nun Teil des Kompetenzportfolios des Unternehmens allen Beteiligten, die durch das MIDIH Open-Call-Mentoring
bildet. LCM kann die Cloud-Plattform, die im Rahmen ermöglicht wurde, haben nicht nur ein Technologie-KMU
des CEMTEC-FIWARE-Experiments aufgebaut wurde, und ein Fertigungsunternehmen profitiert, sondern alle,
schnell skalieren, um neue Kunden aufzunehmen und als die daran arbeiten, digitale Technologien auf Basis von
Enabler für kommende Datenanalyse- und KI-Projekte Open-Source-Software in die Fertigung zu bringen.
zu fungieren. Schlüsselelemente der Architektur wurden
im Rahmen des MIDIH Open Call veröffentlicht, sodass 14 https://midih.eu/documents/papers/cloud_
jeder sich davon inspirieren lassen kann. centric_process_data_acquisition_for_smart_
manufacturing.pdf
13Impressum
Herausgeber Bildnachweise
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Georg Neugschwandtner Seite 13: shutterstock ©jijomathaidesigners
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Lektorat
Lektorat Süd, München
Gestaltung
Sonja Taut
Druck
viaprinto | CEWE Stiftung & Co. KGaA
Martin-Luther-King-Weg 30a
48155 Münster
ISSN Print ISSN Online
2699-1217 2700-2977
1. Auflage, August 2021
14fortiss ist das Landesforschungsinstitut des Freistaats Alle Angaben in diesem White Paper wurden mit
Bayern für softwareintensive Systeme mit Sitz in größter Sorgfalt zusammengestellt. Trotzdem sind
München. Die WissenschaftlerInnen am Institut Fehler nicht ausgeschlossen. Es wird weder eine
arbeiten in Forschungs-, Entwicklungs- und Garantie noch eine juristische Verantwortung oder
Transferprojekten mit Universitäten und Techno- jegliche Haftung für Folgen, die auf fehlerhafte
logiefirmen in Bayern, Deutschland und Europa Informationen zurückzuführen sind, übernommen.
zusammen. Schwerpunkte sind die Erforschung
modernster Methoden, Techniken und Werkzeuge
der Softwareentwicklung, des Systems- & Service-
Engineering und deren Anwendung auf kognitive
cyber-physische Systeme wie das Internet of Things
(IoT).
fortiss ist in der Rechtsform einer gemeinnützigen
GmbH organisiert. Gesellschafter sind der Freistaat
Bayern (Mehrheitsgesellschafter) und die Fraunho-
fer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten
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15fortiss GmbH
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