SMART SERVICE WELT INNOVATIONSBERICHT 2018 - Digitale Technologien
←
→
Transkription von Seiteninhalten
Wenn Ihr Browser die Seite nicht korrekt rendert, bitte, lesen Sie den Inhalt der Seite unten
SMART SERVICE WELT
INNOVATIONSBERICHT 2018
Begleitforschung
Smart Service Welt – Internetbasierte Dienste für die Wirtschaft
iit – Institut für Innovation und Technik in der
VDI/VDE Innovation + Technik GmbH
PLATTFORM
INFRASTRUKTUR
PLATTFORM
PRODUKTION
PLATTFORM
MOBILITÄT
GESUNDHEIT
PLATTFORM PLATTFORM
SMART SERVICE WELT – INNOVATIONSBERICHT 2018
IMPRESSUM
Herausgeber Gestaltung
Begleitforschung Smart Service Welt I LoeschHundLiepold Kommunikation GmbH
iit – Institut für Innovation und Technik in der Hauptstraße 28
VDI / VDE Innovation + Technik GmbH 10827 Berlin
Dr. Steffen Wischmann
Steinplatz 1 Stand
10623 Berlin Juni 2018
wischmann@iit-berlin.de
Bildernachweis
Text und Redaktion Continental AG (3a - 3d); Geiser-Projekt (4); VDV eTicket
Begleitforschung Smart Service Welt – Internetbasierte Service (5, 6); TWT GmbH Science & Innovation (7,8);
Dienste für die Wirtschaft Robert Bosch GmbH (9); Guided AL (10); HST Systemtech-
nik GmbH & Co. KG (11); MACSS-Projekt (12), Smart-
iit – Institut für Innovation und Technik in der VDI/VDE Patient GmbH (13); DFKI (14); Fraunhofer IEM (15, 16b);
Innovation + Technik GmbH, 10623 Berlin Ariane Group (17a-17b), UVEX (18), Glass@Service-Konsor
tium (19); Siemens AG (20); SALT Solutions AG (21); SePiA.
Autorinnen und Autoren Pro-Konsortium (22, 23); Logic Way GmbH (24); FIR an
Dr. Sebastian von Engelhardt der RWTH Aachen (25); USU Software AG (26); KIT (27);
Prof. Dr. jur. habil. Dr. rer. pol. Jürgen Ensthaler Heidelberger Druckmaschinen AG (28); adidas (29, 30);
Jan-Hinrich Gieschen statista (31); ENTOURAGE (32, 33); StoneOne AG (34);
Dr. jur. Martin S. Haase, LL.M., LL.M., MLE Symphony (35); alle übrigen: LoeschHundLiepold Kommu-
Tilman Liebchen nikation
Dr. Axel Mangelsdorf
Stefan Petzolt
Haifa Rifai
Prof. Dr. Heike Schweitzer, LL.M. (Yale)
Uwe Seidel
Dr. Inessa Seifert
Petra Weiler
Dr. Steffen Wischmann
2
SMART SERVICE WELT – INNOVATIONSBERICHT 2018
INHALT
1 EINLEITUNG. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
2 SCHWERPUNKTTHEMEN. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
2.1 Mobilität. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
2.1.1 Vernetzte Fahrzeuge erfordern Datenschutz und -sicherheit . . . . . . . . . . 7
2.1.2 Öffentlicher Personenverkehr und integrierte Mobilitätslösungen . . . . . . 8
2.1.3 Plattformen für Mobilitätsdaten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2.1.4 CAR-BITS.de. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.1.5 GEISER . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2.1.6 OPTIMOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
2.1.7 PASS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
2.1.8 StreetProbe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
2.2 Gutes Leben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
2.2.1 Smart Home und Smart Building. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
2.2.2 Öffentliche und kritische Infrastrukturen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
2.2.3 Gesundheitswirtschaft. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
2.2.4 Guided AL. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
2.2.5 KOMMUNAL 4.0. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
2.2.6 MACSS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
2.3 Intelligente Produktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
2.3.1 Intelligente Vernetzung von Maschinen und IT-Systemen. . . . . . . . . . . . 34
2.3.2 Mixed Reality für industrielle Anwendungen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
2.3.3 Neue Anwendungsfelder und Geschäftsmodelle. . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
2.3.4 AcRoSS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
2.3.5 Glass@Service. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
2.3.6 OpenServ4P . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
2.3.7 SePiA.Pro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
2.3.8 SERVICEFACTORY. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
2.3.9 Smart Farming Welt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
2.3.10 STEP. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
2.3.11 STOREFACTORY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
2.4 Querschnittstechnologien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
2.4.1 Identitätsmanagement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
2.4.2 Datennutzung und -austausch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
2.4.3 ENTOURAGE. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
2.4.4 IoT-T. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
2.4.5 SmartOrchestra. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
2.4.6 Symphony. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
3
SMART SERVICE WELT – INNOVATIONSBERICHT 2018
3 ÜBERGREIFENDE THEMEN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
3.1 Rechtliche Herausforderungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
3.1.1 Datenhoheit und Schutz von Daten. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
3.1.2 Haftung in der digitalen Welt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
3.1.3 Wettbewerbsrechtliche Fragestellungen und Ordnungsrahmen
für digitale Plattformen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
3.1.4 Ausblick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
3.2 Sichere Plattformarchitekturen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
3.2.1 Identitäts- und Privacy-Management im Umgang mit
personenbezogenen Daten. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
3.2.2 Sicherer Datenaustausch, Datenhoheit und Datensouveränität . . . . . . . 77
3.2.3 Ausblick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
3.3 Normung und Standardisierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
3.3.1 Entscheidungsbaum Normung und Standardisierung. . . . . . . . . . . . . . . 79
3.3.2 Recherchetools für Normen und Standards. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
3.3.3 Normungsteilnahme oder Patentierung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
3.3.4 Konsortiale Standardisierung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
3.3.5 Europäische Normungs- und Standardisierungsinitiativen . . . . . . . . . . . 82
3.3.6 Ausblick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
3.4 Agile Geschäftsmodellentwicklung bei Smart Services. . . . . . . . . . . . . . . . 83
3.4.1 Tools zur Geschäftsmodellentwicklung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
3.4.2 Der Gesamtprozess agiler Geschäftsmodellentwicklung . . . . . . . . . . . . 84
3.4.3 Zusammenfassung und Ausblick. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
LITERATURVERZEICHNIS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
4
SMART SERVICE WELT – INNOVATIONSBERICHT 2018
1 EINLEITUNG
Intelligente datenbasierte Dienstleistungen, sogenannte tung, die Landwirtschaft oder die Betreuung chronisch
„Smart Services“, gestatten eine flexible Kombination von kranker Patienten bis zu Lösungen zum Testen der Techno-
intelligenter Datenerfassung und -analyse (Smart Data). logie und Software genau solcher Plattformen.
Darauf können bedarfsorientierte Dienste aufbauen und
über digitale Online-Plattformen bereitgestellt werden, auf Bei den in „Smart Service Welt“ geförderten Unterneh-
denen unterschiedliche Anbieter und Nutzer zusammenge- men und Forschungseinrichtungen handelt es sich in der
führt werden können. Hierdurch ergeben sich für alle Betei- Mehrzahl um sogenannte Innovatoren, also Unternehmen,
ligten vielfältige Kombinationsmöglichkeiten und neuartige die in den letzten drei Jahren neue oder merklich verbes-
Geschäftsmodelle, bei denen die Plattform als Daten- und serte Produkte, Dienstleistungen oder Prozesse eingeführt
Dienstleistungsdrehscheibe im Mittelpunkt steht. haben. Die sogenannte „Innovatorenquote“ übersteigt
die Werte, die sich aus der ZEW-Innovationserhebung zur
Laut dem Monitoring-Report Wirtschaft DIGITAL 2017 [6] IKT-Wirtschaft ergeben [27]. Die geförderten Projektpartner
bieten bereits 33 Prozent der gewerblichen Unternehmen sind damit überdurchschnittlich innovativ (Abbildung 1).
Smart Services an, zudem werden in diesem Segment hohe
Wachstumschancen prognostiziert. Dies geht einher mit Das Technologieprogramm und die geförderten Projekte
einem ebenfalls zunehmenden Einsatz von Anwendungen haben Berührungspunkte und Schnittmengen mit zahl
im Bereich Industrie 4.0 und dem Internet der Dinge (Inter- reichen aktuellen Entwicklungen im Bereich der Digitali
net of Things – IoT). sierung sowie grundsätzlich mit vielen Gebieten der
Informations- und Kommunikationstechnik (IKT). Adressiert
Das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) werden Anwendungsbereiche wie Produktion und Auto-
fördert mit dem Programm „Smart Service Welt“ seit matisierung, Transport und Verkehr, Smart Home/Building,
2016 insgesamt 20 Projekte [3], die neue datenzentrierte digitale Verwaltung für Städte und Regionen, Gesund-
Smart Services auf Basis vernetzter intelligenter Systeme heit, Landwirtschaft und Energie und Spezialgebiete wie
entwickeln und diese über Online-Plattformen bereitstel- Wearables sowie allgemein Telekommunikation und IKT. In
len wollen. Die Bandbreite der geförderten Projekte reicht Abbildung 2 werden die Projekte aus Smart Service Welt
dabei von Plattformen für industrielle Anwendungen wie mit anderen prominenten Plattformen aus ihrem tech-
bedarfsgesteuerte Maschinenwartung oder Augmented nologischen oder wirtschaftlichen Umfeld entsprechend
Reality in der Produktion über Mobilitätsanwendungen für eingeordnet und geclustert.
vernetzte Fahrzeuge, Plattformen für die digitale Verwal-
Hat Ihr Unternehmen im Jahr 2015 neue oder merklich verbesserte …
90%
Basis: 71 Unternehmen
80% 82%
79% Ja ZEW-Daten (IKT)
70%
68%
60% 65%
50% 52%
40%
40%
30%
20%
10%
0%
… Produkte/Dienstleistungen eingeführt? … Prozesse* eingeführt? … Geschäftsmodelle eingeführt?
* inkl. Verfahren zur Erbringung von Dienstleistungen und zur Auslieferung von Produkten
Abbildung 1: Starke Innovatorenquote der Projektpartner im Technologieprogramm Smart Service Welt (Daten aus Erhebung Evaluation Smart
Service Welt und [27])
5
SMART SERVICE WELT – INNOVATIONSBERICHT 2018
Im Rahmen der Begleitforschung zum Technologiepro Bei der Umsetzung der Plattformen und der darauf aufbau-
gramm wurde eine weitere Zusammenfassung und enden Geschäftsmodelle ergeben sich allerdings zahlreiche
Zuordnung der geförderten Projekte in die vier Schwer- Hürden, die nicht ausschließlich technischer Natur sind.
punktthemen „Mobilität“ (im Bild blau), „Gutes Leben“ So müssen verschiedene rechtliche Rahmenbedingungen
(grün), „Produktion“ (rot) sowie dazwischenliegende wie Datenschutz und Haftungsfragen beachtet werden,
„Querschnittstechnologien“ vorgenommen. Eine detail- für die es gerade bei neuartigen Plattformkonzepten nicht
lierte Analyse der vier Schwerpunktthemen wurde bereits immer vorgefertigte Lösungen gibt. Auch die entstehenden
im letztjährigen Innovationsbericht [5] vorgenommen. Eine Geschäftsmodelle erfordern eine genauere Betrachtung
ausführliche Darstellung der Projektzielsetzungen kann in der Markt- und Wettbewerbssituation sowie eine ent-
der Smart-Service-Welt-Programmbroschüre [3] nachge- sprechende Ausrichtung der technischen Entwicklungen.
lesen werden. Inzwischen laufen die meisten Projekte seit Weitere projektübergreifende Themen sind die Bereitstel-
ca. zwei Jahren, sodass erste Arbeitsergebnisse und daraus lung sicherer, vertrauenswürdiger Plattformarchitekturen
folgende Erkenntnisse vorliegen. sowie der Bereich Normung und Standardisierung, sowohl
hinsichtlich der bereits stattfindenden Nutzung zahlreicher
Im folgenden Kapitel 2 werden besonders aktuelle oder Standards als auch mit Blick auf eine mögliche Standardi-
interessante Trends in den einzelnen Schwerpunktthemen sierung der in den Projekten entwickelten Lösungen. Zu
kurz diskutiert. Es erfolgt jeweils eine kurze Darstellung diesen übergreifenden Themen, die in Kapitel 3 genauer
prominenter Plattformen im Umfeld von Smart Service Welt dargestellt sind, hat die Begleitforschung entsprechende
sowie eine ausführliche Vorstellung der aktuellen Entwick- Arbeitsgruppen eingerichtet, um Synergiepotenziale zwi-
lungen und Zwischenergebnisse der zugehörigen Projekte. schen den Projekten und mit anderen Technologieprogram-
men zu identifizieren sowie die Projekte mit Workshops
und externem Expertenwissen zu unterstützen.
OpenStreetMap
FarmSight mCLOUD
365FarmNet Mobiliäts-Daten-Marktplatz
Transport & Verkehr
Städte & Regionen
AppleCarPlay Android Auto
Landwirtschaft
HERE
OpenID Foundation
Industrial Data Space
Telekommunikation
Produktion & Bosch Connected Building
Automatisierung netID VERIMI
Smart Home &
Ævatar Building
openHAB
MindSphere
AXOOM
Wearables Gesundheit QIVICON
ADAMOS
Strava PatientsLikeMe
Virtual Fort Knox
Google Fit
Apple Health Records
Abbildung 2: Die Smart-Service-Welt-Projekte und Plattformen in ihrem Umfeld
6
SMART SERVICE WELT – INNOVATIONSBERICHT 2018
2 SCHWERPUNKTTHEMEN
2.1 Mobilität Infotainment-Systems im Fahrzeug. Die Mobilfunkanbin
dung erlaubt zudem die Online-Nutzung der auch im
Die Digitalisierung wird sich im Mobilitätsbereich auf nahe Heimbereich immer stärker verbreiteten Sprachassistenz
zu alle Verkehrsteilnehmer auswirken, vom Fußgänger, systeme wie bspw. Alexa (Amazon), Siri (Apple) oder
Fahrrad und E-Bike über motorisierte Zweiräder, Pkw, Lkw Google Assistant, die damit fest verbaute Sprachassisten-
und sonstige gewerbliche Fahrzeuge bis zum öffentlichen ten, z. B. in Navigationsgeräten, zunehmend ablösen.
Nah- und Fernverkehr. Neben der digitalen Optimierung
einzelner Verkehrsmittel wird damit insbesondere auch eine Mit der nächsten Mobilfunkgeneration (5G) werden noch
intelligente Abstimmung und Kombination verschiedener höhere Datenraten, geringere Übertragungsverzögerungen
Verkehrsträger möglich sein („multimodaler Verkehr“). (Latenzen) und damit auch mobile Echtzeitanwendungen
Schlüssel hierzu sind vor allem die Datenmengen, die von möglich. Zudem verfügen bereits die aktuellen LTE-Stan-
den unterschiedlichen Verkehrsteilnehmern generiert, über- dards über verschiedene Technologien und Spezialmodi,
mittelt und genutzt werden können. Daraus ergeben sich die für Anwendungen im Mobilitätsbereich besonders
wiederum innovative, datenbasierte Geschäftsmodelle und interessant sind. So kann mit der LTE-Erweiterung NB-IoT
Dienstleistungen – Smart Services für die Mobilität. (NarrowBand IoT) eine große Anzahl an Sensoren mit eher
geringen Datenraten besonders energieeffizient direkt in
2.1.1 Vernetzte Fahrzeuge erfordern das Mobilfunknetz integriert werden. Beispielsweise wird
Datenschutz und -sicherheit beim Projekt „Park and Joy“ der Deutschen Telekom in
Moderne Automobile generieren bereits heute durch die Hamburg seit Ende 2017 die Belegung von Parkplätzen
verbaute Sensorik kontinuierlich Daten, die derzeit aber durch Sensoren erfasst und per NB-IoT übermittelt.1 Andere
meist nur fahrzeugintern verwendet werden. In vielen aktuelle LTE Erweiterungen wie V2V (Vehicle-to-Vehicle)
Fällen geschieht dies quasi im Verborgenen, z. B. bei der und V2N (Vehicle-to-Network) dienen in Zukunft der direk-
Motorsteuerung, Traktionskontrolle oder Abgasreinigung. ten und damit noch schnelleren Kommunikation zwischen
Bestimmte Daten oder darauf basierende Informationen Fahrzeugen bzw. von Fahrzeugen und Netzinfrastruktur,
werden zumindest in aggregierter Form auch an die In- z. B. zur Kollisionswarnung oder für die Verkehrsfluss
sassen weitergereicht, bspw. Verbrauch, Reifendruck oder optimierung.
verschiedenste Warn- und Fehlermeldungen.
Allerdings stellt sich nicht erst mit dem Vorstoß von
Mit der zunehmenden Vernetzung der Fahrzeuge durch Datengiganten wie Apple und Google in den Fahrzeug-
den Mobilfunk und die darauf aufbauende Internetkon- bereich die Frage, wem die generierten Daten eigentlich
nektivität („Connected Car“) können die Daten aus dem „gehören“, wer sie übertragen und zu welchen Zwecken
Fahrzeug auch an Fahrzeughersteller oder Dritte übertra- nutzen darf. Während bei personenbezogenen Daten das
gen werden, zudem können natürlich auch Informationen Datenschutzrecht anzuwenden ist und zur Datennutzung
im Fahrzeug empfangen werden. Dies geschieht entweder dementsprechend eine zweckgebundene Einwilligung der
über herstellereigene, fest eingebaute Infotainment-Syste- betroffenen Person eingeholt werden muss, sind die Nut-
me (prominente Beispiele sind BMW ConnectedDrive, VW zungsrechte bei rein technischen Fahrzeugdaten (zumin-
Car-Net, Mercedes me connect / MBUX) oder über zuneh- dest in anonymisierter Form) nicht so eindeutig geregelt. Es
mend unterstützte Smartphone-Schnittstellen (bspw. Apple stellt sich damit die Frage nach der sogenannten „Daten-
CarPlay, Android Auto). Gegenüber einem fest im Fahrzeug hoheit“ (siehe dazu auch Kapitel 3.1.1). Da Fahrzeugdaten
integrierten Mobilfunksystem (mit separater SIM-Karte und jedoch meist mit GPS-Ortsinformationen angereichert sind,
Mobilfunkvertrag) hat die Einbindung eigener Mobilgeräte kann ein Personenbezug auch bei anonymisierten Daten
für die Nutzer den Vorteil, dass deren Internetverbindung oftmals noch nachträglich hergestellt werden, beispielsweise
einfach mitverwendet werden kann und somit keine wei- über die Start- und Endpunkte der Fahrt (meist Wohnort
teren Mobilfunkkosten entstehen. Des Weiteren lassen sich oder Arbeitsplatz). Im Zweifel fallen viele der erhobenen
Apps auf dem Smartphone meist einfacher installieren und 1 www.telekom.com/de/medien/medieninformationen/detail/park-and-joy-in-
regelmäßiger aktualisieren als die Software des spezifischen hamburg-513304
7
SMART SERVICE WELT – INNOVATIONSBERICHT 2018
Informationen damit direkt oder indirekt unter das Daten- CAR-BITS.de (siehe S. 12) verfolgt beispielsweise das Ziel
schutzrecht. einer herstellerunabhängigen, datenschutzkonformen
Erhebung und Cloud-Speicherung von Fahrzeugdaten mit
Eine Studie des Bundesministeriums für Verkehr und einer technisch-organisatorischen Absicherung der Zweck-
digitale Infrastruktur (BMVI) zur „Eigentumsordnung“ für bindung, bei der die Nutzer jederzeit die Kontrolle über
Mobilitätsdaten sieht zur Schaffung von Rechtssicherheit die Nutzung ihrer Daten behalten. Eine technische Ebene
entweder „in Gänze ein neues Datengesetz“ als notwen- tiefer entwickelt das Projekt PASS (S. 18) eine Plattform zur
dig an oder „ein schrittweises Vorgehen, das aus einer einfachen Erstellung und sicheren Ausführung von Soft-
Reihe verschiedener Maßnahmen besteht, an deren Ende ware-Anwendungen im Fahrzeug. Das Projekt StreetProbe
dann ein Datengesetz stünde“ [1]. Eine aktuelle Erhebung (S. 20) erfasst mit den oftmals schon heute im Fahrzeug
der Verbraucherzentrale NRW [17] kommt zu dem Ergeb- vorhandenen Sensoren den Straßenzustand und kann
nis, dass die Vernetzung von Fahrzeugen zwar großes Po- damit Straßenschäden erkennen, melden oder vor resultie-
tenzial, aufgrund der vielfältigen Interessen an den Daten renden Gefahren warnen. Im Projekt GEISER (S. 14) werden
aber auch besondere Herausforderungen birgt. Verbrau- Sensor- und Geodaten aus dem Fahrzeug verwendet, auf-
cher haben hier hohe Erwartungen an Datenschutz und bereitet und verknüpft, um neuartige ortsbezogene Dienst-
sicherheit, Nachvollziehbarkeit von Erfassungsumfang und leistungen, wie eine intelligente Parkplatzsuche, anhand
Verwendungszweck sowie einen Bedarf an entsprechenden von Wahrscheinlichkeiten freier Parkplätze umzusetzen.
Kontrollmöglichkeiten.
2.1.2 Öffentlicher Personenverkehr und
Um einerseits den Datenschutz, andererseits aber insbe- integrierte Mobilitätslösungen
sondere auch die funktionale Fahrsicherheit (Safety) eines Neben dem Individualverkehr gewinnt die Digitalisierung
Fahrzeugs technisch überhaupt gewährleisten zu können, auch im öffentlichen Personen(nah)verkehr (ÖPV/ÖPNV)
kommt der IT-Sicherheit (Security) eine besonders wichtige weiter an Bedeutung. Laut einer vom ADAC in Auftrag ge-
Rolle zu. Sicherheitskritische Funktionen wie komplexe gebenen aktuellen Umfrage2 würden 67 Prozent der Men-
Fahrassistenzsysteme, Lenkung, Gas und Bremsen sind schen die Einführung eines deutschlandweit einheitlichen
elektronisch steuerbar und müssen unbedingt vor unbe- Ticketsystems für den öffentlichen Nahverkehr begrüßen.
rechtigten Zugriffen von außen geschützt werden. Zahl Dieser Wunsch resultiert offenbar aus der Tatsache, dass für
reiche erfolgreiche Hacks vernetzter Fahrzeuge in den viele regionale Verkehrsverbünde bereits digitale Angebote
letzten Jahren zeigen, dass funktionale und IT-Sicherheit bei wie Handy-Tickets verfügbar sind, diese jedoch meist nicht
der Entwicklung von Fahrzeugen von Anfang an berück- überregional oder mit anderen Transportmitteln (z. B. Car-
sichtigt werden müssen (Security by Design, siehe Kapitel oder Bike-Sharing) kombinierbar sind. Eine automatische
3.2). Ebenso sind darauf aufbauend gerade personenbezo- Ermittlung und Abrechnung von Fahr- und Mietpreisen
gene Daten nur dann zu erheben und zu übertragen, wenn über verschiedene Kombinationen von Verkehrsmitteln ist
es für eine bestimmte Funktionalität oder einen Dienst in der Regel noch nicht möglich. Hierdurch wird der Bedarf
unerlässlich ist (Datensparsamkeit, Privacy by Design) und für sogenannte Mobilitätsmarktplätze deutlich. Derartige
die Nutzer in diese zweckgebundene Verwendung einge- Plattformen könnten in Zukunft Mobilitätsanbieter, weitere
willigt haben (siehe Kapitel 3.1). Dienstleister (z. B. für Routenoptimierung oder Zahlungs-
abwicklung) und Nutzer zusammenbringen und als inte
Derartige Problemstellungen werden auch im Technologie- 2 https://presse.adac.de/meldungen/adac-ev/verkehr/strassen-erhalten-und-
programm Smart Service Welt adressiert. Das Projekt oeffentlichen-verkehr-staerken.html
8
SMART SERVICE WELT – INNOVATIONSBERICHT 2018
grierte Anlaufstelle für jedes Mobilitätsbedürfnis dienen. längst nicht alle prinzipiell NFC-fähigen Smartphones mit
Langfristig ermöglicht dies Szenarien, bei denen Nutzer allen Anwendungen kompatibel oder weisen noch nicht
eine Reise mit mehreren unterschiedlichen Verkehrsmitteln die erforderlichen Sicherheitsmerkmale auf.
passgenau zusammenstellen und mit nur einem einzigen
Ticket absolvieren sowie abschließend möglicherweise mit 2.1.3 Plattformen für Mobilitätsdaten
einem autonomen E-Kleinbus vom Bahnhof direkt bis vor Die Bereitstellung und der Austausch von Mobilitätsdaten
die Haustür gefahren werden können3. werden auch durch den Bund unterstützt. Das offene Da-
tenportal mCLOUD4 des BMVI stellt eine Recherchelösung
Dies zeigt auch, dass private Kraftfahrzeuge trotz ihrer für öffentliche Mobilitäts-, Geo- und Wetterdaten wie z. B.
zunehmenden Vernetzung, automatisierter Fahrfunktionen Straßenauslastung, Verkehrsdichte, Fahrplandaten oder
oder der Verbreitung der Elektromobilität alleine kaum in Pegelstände für Mobilitätsdienste und Forschende zur Ver-
der Lage sein werden, alle aktuellen Verkehrs- und Um- fügung. Der bei der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt)
weltprobleme zu lösen. In Verbindung mit der aktuellen angesiedelte Mobilitäts-Daten-Marktplatz (MDM)5 ist eine
Entwicklung, dass zumindest Menschen in Ballungsge- neutrale B2B-Plattform, auf der Echtzeitdaten des Straßen-
bieten ohnehin immer weniger am Besitz eines eigenen verkehrs der öffentlichen Hand und der Privatwirtschaft
Fahrzeugs interessiert sind, ergeben sich für den ÖPV und von registrierten Nutzern standardisiert angeboten und
innovative Mobilitätsdienstleister große Chancen, aber ausgetauscht werden können. Beide Plattformen sollen sich
auch viele technische und organisatorische Herausfor- in Zukunft gegenseitig ergänzen und mit den bereitgestell-
derungen. Dies beinhaltet beispielsweise übergreifende ten Informationen die Entwicklung neuer datenbasierter
Planungs-, Buchungs- und Abrechnungssysteme sowie Mobilitätsdienste unterstützen.
insbesondere bei personalisierten digitalen Tickets einen
einheitlichen, mobilen und sicheren elektronischen Iden- Eine kommerzielle, herstellerübergreifende Kooperation
titätsnachweis (eID). Möglichkeiten hierzu bestehen z. B. ist der Karten- und Mobilitätsdienstleister HERE, der sich
mit der eID-Funktion des elektronischen Personalauswei- basierend auf ursprünglich reinen Karten- und Navigations-
ses oder sicheren, hardwarebasierten ID-Funktionen in diensten inzwischen auch zu einem umfassenden Anbieter
Smartphones (SIM-Karte, eingebettetes Secure Element). von Lösungen in angrenzenden Bereichen wie Car-Infotain-
Zudem kann vor allem die kontaktlose Identifikation mittels ment, Location Based Services, vernetzte Fahrzeugfunktio
Nahfunktechnik NFC sinnvoll verwendet werden, um bei nen und autonomes Fahren entwickelt hat. Neben den
Kontrollen ein Ticket nachzuweisen oder den Zugang zu Haupteigentümern Audi, BMW und Daimler sind Anfang
einem Mietfahrzeug freizuschalten. 2018 auch die Zulieferer Bosch und Continental bei HERE
eingestiegen, wodurch perspektivisch eine Mobilitäts-
Im Programm Smart Service Welt befasste sich das inzwi- plattform entsteht, bei der die wichtigsten Akteure der
schen beendete Projekt OPTIMOS (S. 16) mit der Entwick- deutschen Fahrzeugindustrie vertreten sind. Im Programm
lung sicherer digitaler Identitätslösungen auf NFC-fähigen Smart Service Welt verfügen auch die Projekte CAR-BITS.de
Smartphones am Beispiel elektronischer Tickets im öffent und PASS mit dem jeweiligen Projektpartner Continental
lichen Personenverkehr. Dabei wurde weiterer Forschungs-, potenziell über Zugang zur HERE-Plattform.
Entwicklungs- und Standardisierungsbedarf identifiziert.
Ähnlich wie beim elektronischen Personalausweis sind
3 www.deutschebahn.com/de/Digitalisierung/autonomes_fahren_neu/ 4 www.mcloud.de
autonome_elektrobusse-1206848 5 www.mdm-portal.de
9
SMART SERVICE WELT – INNOVATIONSBERICHT 2018
Prominente Plattformen im Bereich Mobilität
HERE ist ein Unternehmen für Karten- und Navigations- Die Technologie CarPlay von Apple wurde 2014 einge-
lösungen, das sich zunehmend als herstellerübergrei- führt und erlaubt die Einbindung des Apple iPhone in
fender Plattformanbieter für Mobilitätsdienstleistungen das Infotainment-System eines Fahrzeugs, indem Funk
aufstellt. Die HERE Global B.V. hat ihren Hauptsitz in tionen des Smartphones wie Musikwiedergabe, Kommu-
den Niederlanden, eine große deutsche Niederlassung nikation (Telefonie, E-Mail, Internet etc.) oder Navigation
mit über 1.000 Mitarbeitern ist in Berlin angesiedelt. über das Display des Autos angezeigt und über dessen
Neben den Autoherstellern Audi, BMW und Daimler Kontrollelemente bedient werden können. Das Smart-
als Hauptanteilseigner (zusammen 74 Prozent) sowie phone wird dazu per Kabel oder WLAN mit dem Fahr-
Intel (15 Prozent) halten mittlerweile auch Bosch und zeug verbunden. Die Intelligenz des Systems verbleibt
Continental (je fünf Prozent) Anteile am Unternehmen. damit weitgehend im Smartphone. Für CarPlay wurden
HERE bietet für Endnutzer den Kartendienst WeGo als viele Apps speziell angepasst. Die Nutzung von Apples
Webversion sowie über entsprechende Apps an. Dane- Sprachassistenten Siri ist ebenfalls möglich. CarPlay wird
ben werden für Firmenkunden zahlreiche Produkte und inzwischen von den meisten internationalen Autoher-
Services aus den Bereichen Navigation und Infotainment, stellern unterstützt, findet sich jedoch tendenziell eher in
Fahr- und Fahrerassistenzsysteme, Flottenmanagement teureren Modellen oder als Sonderausstattung.
und Verkehrsflusskontrolle angeboten.
Google hat 2015 mit Android Auto ein entsprechen-
OpenStreetMap ist ein 2004 gegründetes, internatio- des System für Android-Smartphones eingeführt, das
nales Projekt zur Bereitstellung frei nutzbarer Geo- und weitgehend die gleichen Funktionalitäten wie Apple
Kartendaten. Das Projekt wird von der in Großbritannien CarPlay bietet und inzwischen ebenfalls von den meisten
registrierten OpenStreetMap Foundation unterstützt, Autoherstellern unterstützt wird (in einigen Fahrzeugen
die auch Server und Infrastruktur betreibt. Neben der sind beide Systeme eingebaut). Die kabellose WLAN-
kostenlosen Nutzung auf Websites oder in Druckerzeug Anbindung von Smartphones im Fahrzeug ist allerdings
nissen können mit den Daten auch kommerzielle erst seit Kurzem möglich, dafür bietet Android Auto
Karten- und Navigationsdienste erstellt werden, wobei jedoch auch einen Modus ohne direkte Fahrzeugan-
lediglich eine Nennung der Datenquelle erforderlich bindung, wobei alle Funktionen und die Bedienung
ist. OpenStreetMap zeichnet sich durch eine Vielzahl ausschließlich mit dem Smartphone ausgeführt werden.
verschiedener Kartenansichten aus, z. B. speziell für Hierbei wird das Smartphone z. B. in einer Fahrzeug
Radfahrer, ÖPNV-Nutzer oder Wanderer als topografi- halterung fixiert und über das Display oder vorzugsweise
sche Karte. Es existieren zahlreiche Apps, die auf Daten die Sprachsteuerung bedient. Viele Apps sind für die
von OpenStreetMap zurückgreifen. Durch die freie (nicht Bedienung und Darstellung mit Android Auto entspre-
nur kostenlose) Nutzbarkeit des Kartenmaterials sowie chend angepasst.
insbesondere auch der zugrunde liegenden Geodaten
stellt OpenStreetMap eine Alternative zu kommerziellen
Kartenanbietern wie Google (Maps), TomTom oder HERE
dar. Seit 2010 besteht eine Kooperation mit W ikipedia,
sowohl zur Illustration von Artikeln mit Karten als
auch zur Verlinkung von Artikeln direkt in OpenStreet-
Map-Karten.
10SMART SERVICE WELT – INNOVATIONSBERICHT 2018
mCLOUD ist ein offenes Datenportal des Bundesminis- Der Mobilitäts-Daten-Marktplatz (MDM), der seit
teriums für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI), 2013 von der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt)
das seit 2016 existiert. Das BMVI stellt über die Recher- betrieben wird, ist ein zentrales Online-Portal für Ver-
cheplattform Mobilitäts-, Geo- und Wetterdaten seines kehrsdaten. Er ermöglicht den vereinfachten Datenaus-
Geschäftsbereichs für Gründer, Start-ups und Mobilitäts- tausch mit Dritten und bietet Zugang für private Dienste.
dienste in Form des Webportals mCLOUD zur Verfügung. Unter anderem finden sich dort Informationen zu Ver-
Neben Unternehmen können verschiedene Verwaltungs- kehrsströmen, Staus, Baustellen, Kraftstoffpreisen oder
ebenen (Länder, Kommunen) die Infrastruktur nutzen Parkmöglichkeiten. So stellen z. B. mehr als 13.000 von
und ihre Daten zu den Themenbereichen Straßen-, Bahn- rund 14.500 Tankstellen in Deutschland in kurzen Zeitab-
und Luftverkehr, Klima und Wetter sowie Gewässer und ständen ihre Preisdaten zur Verfügung, die anschließend
Wasserstraßen hierüber anbieten. unverändert an unterschiedliche Verbraucherportale
weitergegeben werden.
11SMART SERVICE WELT – INNOVATIONSBERICHT 2018
2.1.4 CAR-BITS.de
Datenschutzkonforme, bereichsverbindende Data-Services
durch technisch abgesicherte Zweckbindung am Beispiel
von Daten aus Automobilen
„Stand der Technik“, aber auch dessen Umsetzungskosten
Kurzsteckbrief zu berücksichtigen. Insbesondere müssen Maßnahmen
Moderne Pkw sind fahrende Computer, die ständig ergriffen werden, damit personenbezogene Daten nicht
Daten erheben, speichern und senden. Übertragung durch unberechtigten Zugang missbraucht werden können.
und Nutzung der umfangreichen Betriebs- und Sensor- Da sich aus den Daten vernetzter Fahrzeuge auch Bewe-
daten werfen derzeit noch weitreichende Fragen auf. gungs- und Persönlichkeitsprofile erstellen lassen, muss der
Das Projekt CAR-BITS.de entwickelt eine Service-Platt- Zugang – wenn technisch möglich – vollkommen ausge-
form, die eine datenschutzkonfor-me Nutzung der schlossen werden.
Fahrzeugdaten für neue Dienste ermöglicht. Die
Datenmengen werden durchgehend mit technischen Mit den in CAR-BITS.de konzeptionierten technologischen
Mitteln gegen Missbrauch abgesichert, Autofahrer Ansätzen für betreibersichere Systeme können aufwendige
entscheiden über die Nutzung ihrer Daten. Am Beispiel organisatorische Maßnahmen teilweise durch innovative
von Dienste-Prototypen soll gezeigt werden, wie sich technische Verfahren ersetzt werden. Hierdurch lassen
mit dynamischen Einträgen in digitalen Landkarten sich Smart Services nicht nur kostengünstig, sicher und
die Verkehrssicherheit steigern lässt, Autos fehlende datenschutzkonform anbieten, sondern auch ganz neue
Fahrbahnmarkierungen automatisch melden und eine Geschäftsmodelle verwirklichen.
Vernetzung von verschiedenen Autobauern und Zulie-
ferern rechtskonform gelingt. Eines der Arbeitsergebnisse wird im Folgenden illustriert:
Der sogenannte „Versicherungs-Use-Case“, bei dem ein
Autofahrer bzw. -halter eine günstigere Versicherungs-
Aktuelle Entwicklungen aus dem Projekt police erhält, wenn er einwilligt, dass jeden Tag durch
Bei herkömmlichen Konzepten für Smart Services wird den das Backend des Fahrzeugherstellers eine Beurteilung
datenschutzrechtlichen Risiken oft nur durch (teilweise seines Fahrstils (defensiv, normal oder aggressiv) an das
unklare) Einwilligungen, Datensparsamkeit oder sorgfältig Versicherungsunternehmen weitergeleitet wird. Nun ist
implementierte Rollen- und Rechtekonzepte begegnet. ein Ab-gleich mit den Höchstgeschwindigkeiten weniger
Die neuen technologischen Ansätze von CAR-BITS.de sind aussagekräftig als ein Vergleich des Geschwindigkeitsprofils
hingegen geeignet, Transparenz für die Betroffenen bei der mit dem anderer Fahrzeuge auf einer bestimmten Strecke.
Einwilligung zu schaffen und dennoch aus der Fülle der Mit den zwei in Abbildung 3 gezeigten Testfahrzeugen
Daten einen „Big-Data“-Nutzen zu schöpfen. wurden derartige nutzergenerierte Geschwindigkeitspro-
file („crowdsourced speed profiles“) aufgezeichnet und
Dies ebnet den Weg zu datenschutzkonformen, betreiber- visualisiert.
sicheren Smart Services, in denen die Daten von „Connec-
ted Cars“ gesammelt und verarbeitet werden können. Die Verarbeitung erfolgt in der CAR-BITS.de-Plattform und
Eine Cloud ist dann betreibersicher, wenn weder die sorgt dafür, dass keine Profildaten „durchsickern“, d. h.
Software-Administratoren, Rechenzentrumsbetreiber noch von Mitarbeitern des Autoherstellers oder seinen Zuliefe-
anderes Personal des Cloud-Dienst-Anbieters eine Mög- rern und Dienstleistern nicht gelesen werden können.
lichkeit zur Kenntnisnahme von Nutzerdaten haben, auch
nicht durch einen privilegierten Zugriff. Die große Zahl an Sensordaten, die zur Feststellung des
Fahrstils herangezogen werden müssen, macht die Einwilli-
Für die Anwendung des Datenschutzes stellt sich die gung für die Betroffenen äußerst schwierig. Die Komplexi-
Frage, ob die Betreibersicherheit nicht zu weit führt und tät schreckt ab und die Folgen der Einwilligung lassen sich
ein unverhältnismäßig aufwendiges Mittel für den Daten- nicht überblicken. Wenn allerdings gewährleistet wird, dass
schutz in „Connected Car“-Szenarien darstellt. Die neue einzelne Sensordaten nicht „durchsickern“ können, son-
Europäische Datenschutzgrundverordnung (EU-DSGVO) dern nur das Ergebnis der Berechnungen an das Versiche-
fordert zur Sicherheit der Verarbeitung explizit sowohl den rungsunternehmen weitergeleitet wird, ist für die betroffe-
12SMART SERVICE WELT – INNOVATIONSBERICHT 2018
nen Fahrer die Einwilligung naheliegend. Damit muss nicht
mehr mit einer Unwirksamkeit der Einverständniserklärung Konsortium
gerechnet werden. Stattdessen macht „menschenfreund Uniscon GmbH (Konsortialführer); Continental Auto-
liche“ Technik den Umgang mit dem Smart Service einfa- motive GmbH; Fraunhofer-Institut für Angewandte
cher und klarer. und Integrierte Sicherheit (AISEC); Hochschule Bonn-
Rhein-Sieg
Ansprechpartner
Dr. Hubert Jäger, Uniscon GmbH
hubert.jaeger@uniscon.de
www.car-bits.de
Abbildung 3: Testfahrzeuge, Use Case, Geschwindigkeitsprofile
13SMART SERVICE WELT – INNOVATIONSBERICHT 2018
2.1.5 GEISER
Von Sensordaten zu internetbasierten Geo-Services
tungsfähiges Cluster-Management wird die Entkoppelung
Kurzsteckbrief der Dienste und die Gewährleistung der Skalierbarkeit in
Vernetzte Systeme, wie Produktionsmaschinen oder der Cloud-Umgebung erreicht.
Fahrzeuge, verfügen über vielfältige Sensoren, die
große Datenmengen produzieren. Hinzu kommt die Das Vorgehen wird in den drei Anwendungsfällen (1) intel
steigende Bedeutung von Geodaten, die beispiels- ligente Parkplatzsuche, (2) Echtzeit-Geo-Marketing und
weise über GPS-Systeme in hohem Umfang erhoben (3) Geodaten-basierte Industriedienste evaluiert. Die Basis
werden. Die Erkenntnisse, die aus diesen Daten für die Umsetzung der Anwendungsfälle bilden die Dienste
gewonnen werden können, bergen großes wirtschaft- entlang der Verarbeitungskette. So wurden innerhalb des
liches Potenzial. Im Projekt GEISER wird eine offene, Projekts Dienste zur (i) Datenakquisition, (ii) Datenspeiche-
cloudbasierte Plattform entwickelt, um diese Daten rung und -abfrage, (iii) Datenintegration sowie (iv) Geo-
aufzubereiten und zu verknüpfen. Dadurch können datenanalyse und -visualisierung prototypisch umgesetzt
die Potenziale, die sich in den Daten verbergen, ausge- und evaluiert. Zur Datenakquisition wurden mehrsprachige
schöpft und somit neue Anwendungsgebiete erschlos- Dienste zur Wissensextraktion aus unstrukturierten Daten
sen sowie neue Dienstleistungen entwickelt werden. und Dienste zum semi-automatischen Mapping strukturier-
Das Vorgehen wird in den drei Anwendungsfällen ter Daten entwickelt. So können beispielsweise Twitter-Mel-
intelligente Parkplatzsuche, Echtzeit-Geo-Marketing dungen nach Veranstaltung und Ort extrahiert und der
sowie Servicetechniker-Einsatzunterstützung evaluiert. GEISER-Wissensbasis (Datenspeicherungsschicht) automa-
tisch hinzugefügt werden. Neben den Diensten zur Inter-
aktion mit der Wissensbasis und der räumlich-zeitlichen
Aktuelle Entwicklungen aus dem Projekt Indizierung wurden Dienste zur direkten Verarbeitung der
Die Basis der GEISER-Architektur (Abbildung 4) bildet Geodaten sowie ein Werkzeug zur Erstellung von Abfrage-
ein sogenannter Service-Bus, der als Drehscheibe für die mustern umgesetzt. Diese dienen dann als Vorlage für
Kommunikation der datenverarbeitenden Dienste inner- Anfragen, welche Ereignisse z. B. in einer Stadt zu einem
halb der Plattform funktioniert. Die Integration von neuen bestimmten Zeitpunkt stattfinden. Die Dienste wurden in
Diensten erfolgt durch die Bereitstellung eines Software die Plattform integriert und für die Anwendungsfälle nutz-
Development Kits (SDK). Vorteile der Service-Bus-Archi- bar gemacht.
tektur sind die Entkoppelung und Kapselung der Dienste,
wodurch ein unabhängiges Entwickeln, Testen, Installieren Eine erste Anwendung dieser Dienste wurde auf der CEBIT
und Pflegen sowie eine unabhängige Wahl der Infra- 2017 für das Echtzeit-Geo-Marketing demonstriert. Hierbei
struktur für die Dienste ermöglicht werden. Fehlerquellen können neben dem Standort auch Wünsche von Kunden
lassen sich so schneller finden und beheben. Die Umset- und deren veränderliche Bedürfnisse in Abhängigkeit von
zung über die Architektur mit dem Service-Bus erleichtert Faktoren wie Tageszeit, Wetter oder Verkehr berücksichtigt
zudem die Skalierbarkeit der Plattform und Dienste. Durch werden. Dazu wurden Raum-Zeit-bezogene Social-Me-
das Einbinden von gleichartigen Diensten wird die Verar- dia-Daten integriert, semantisch angereichert und zur
beitung parallelisiert. Diese können auf unterschiedlichen Analyse bereitgestellt. Die Verwendung der Abfragemuster
Infrastrukturen laufen und somit Ressourcenknappheit konnte exemplarisch bereits mit einer Einbindung in den
vorbeugen. Sprachassistenten Alexa demonstriert werden.7
Die Umsetzung der GEISER-Plattformarchitektur basiert auf Im Bereich der Geodatenanalyse wurden Algorithmen zur
der Container-Technologie Docker6, die eine Kapselung Berechnung von Parkwahrscheinlichkeiten8 in Straßenab-
der Bestandteile der Plattform ermöglicht. Der Service-Bus schnitten entwickelt und bei der intelligenten Parkplatz
sowie die Basisdienste und ihre Komponenten können suche evaluiert. Anhand einer farblich abgestuften Darstel-
hierdurch mit weiteren Diensten kombiniert und zu neuen lung der Wahrscheinlichkeit freier Parkplätze in bestimmten
Anwendungen zusammengefasst werden. Über ein leis-
7 https://metaphacts.com/images/PDFs/publications/ISWC2017-Alexa-Ask-Wikidata.
pdf
6 www.docker.com 8 https://projekt-geiser.de/de/intelligente-parkplatzsuche-auf-der-cebit/
14SMART SERVICE WELT – INNOVATIONSBERICHT 2018
Abbildung 4: Schematische Darstellung der GEISER-Plattformarchitektur
Straßenabschnitten wird für Verkehrsteilnehmer die
Parkplatzsuche am Ankunftsort erleichtert.
Im Anwendungsfall Geodaten-basierter Industriedienstleis-
tungen werden Servicetechniker im Serviceeinsatz unter-
stützt. Dazu wurde ein erster Demonstrator entwickelt, der Konsortium
die Serviceeinsätze auf Basis von integrierten D
atenquellen, USU Software AG (Konsortialführer); Fraunhofer-Gesell-
wie Verkehrsmeldungen, Wetterdaten und weiteren schaft zur Förderung der angewandten Forschung e. V.;
Ereignissen, optimiert. Dadurch können Probleme in der metaphacts GmbH; TomTom Development Germany
Durchführung zeitnah erkannt und behandelt werden. GmbH; Universität Leipzig; YellowMap AG
In der finalen Projektphase werden alle drei Anwendungs-
fälle in die Plattform integriert, die vorhandenen Dienste Ansprechpartner
eingebunden und das Vorgehen von den Partnern Roman Korf, USU Software AG
Yellomap (Echtzeit-Geo- Marketing), USU Software (Geo- r.korf@usu.de
daten-basierte Industriedienstleistungen) und TomTom www.projekt-geiser.de
(intelligente Parkplatzsuche) evaluiert.
15SMART SERVICE WELT – INNOVATIONSBERICHT 2018
2.1.6 OPTIMOS
Grundlagen für offene, praxistaugliche Infrastrukturen für
mobile Services (Open, Practical Infrastructure for Mobile
Services)
tifikation per FIDO-Standard9 und Online-Ausweisfunktion
Kurzsteckbrief im Zusammenspiel mit NFC-fähigen Mobiltelefonen konnte
Im Projekt OPTIMOS wird eine Plattform für die damit grundsätzlich bereits gezeigt werden.
Verbindung von Identifikationslösungen mit anderen
Anwendungen für mobile Dienste entwickelt und am Eine erste Dokumentation von Use Cases und deren An-
Beispiel des nationalen Systems zum eTicketing im forderungen wurde vorgelegt, u. a. für die Identifikation
öffentlichen Personenverkehr (ÖPV) erprobt. Bestehen- und Authentisierung (siehe Abbildung 6). Es wurde die
de Angebote, wie zum Beispiel Bezahldienste, sollen Entwicklung einer prototypischen App zum Ausgeben von
mit sicheren Identitätslösungen kombiniert und die Berechtigungen und deren Implementierung bei den Ver-
Einbindung von mobilen, NFC-fähigen Endgeräten im kehrsbetrieben VBB und BVG realisiert. Daneben erfolgten
ÖPV erweitert werden. Die Ergebnisse fließen auch in vorbereitende Arbeiten zur Implementierung eines eID-Ser-
die internationale Standardisierung ein. vices und eines FIDO-U2F-Services (Universal 2nd Factor –
Zwei-Faktor-Authentifizierung).
Aktuelle Entwicklungen aus dem Projekt Im Laufe des Projektes wurde eine Erweiterung des Projekt
Das Projekt beabsichtigt, den sicheren Identitätsnachweis rahmens auf z. B. IoT-Anwendungen untersucht, um eine
über Mobilgeräte (d. h. Smartphones) mit NFC-Schnittstelle bessere Portabilität und Übertragbarkeit auch auf andere
abzuwickeln, wobei die Identität und ggf. ein elektroni- Projekte mit Bedarf für sichere ID-Lösungen zu ermög
sches Ticket (eTicket) entweder in einem sicheren Bereich lichen.
der SIM-Karte oder einem im Gerät eingebetteten Secure
Element (eSE) fälschungssicher abgelegt wird.
Abbildung 5: Kombination von NFC mit (e)SIM und eSE
Das Auslesen zur Ticketkontrolle erfolgt dann über die kon-
taktlose NFC-Schnittstelle (Near Field Communication). Da-
her ist für das Projekt eine Kompatibilität mit entsprechen-
den NFC-Standards notwendig. Das Ticket-Management
wird dabei über die Kernapplikation (KA) abgewickelt,
einen nationalen Schnittstellenstandard für das eTicketing
(siehe Abbildung 5).
Zur Demonstration der Interoperabilität zwischen ÖPV-
Infrastrukturen und NFC-Mobilgeräten wurde ein „Plug-
fest“ durchgeführt. Die sichere Authentisierung und Iden- 9 https://fidoalliance.org
16SMART SERVICE WELT – INNOVATIONSBERICHT 2018
Abbildung 6: Mobiles Identifikationsmanagement und eTicketing
Konsortium
Bundesdruckerei GmbH (Konsortialführer);
Giesecke & Devrient GmbH; KAPRION Technologies
GmbH; NXP Semiconductors Germany GmbH;
Technische Universität Dresden; T-Systems Internatio-
nal GmbH; VDV eTicket Service GmbH & Co. KG
Ansprechpartner
Timo Neumann, Bundesdruckerei GmbH
timo.neumann@bdr.de
www.optimos.org
17SMART SERVICE WELT – INNOVATIONSBERICHT 2018
2.1.7 PASS
Platform for Automotive Apps Guaranteeing Security
and Safety
heitsstandards ISO 26262 und ISO/IEC 15408 (Common
Kurzsteckbrief Criteria) definierten Kriterien.
In modernen Fahrzeugen werden Komfort-, Infotain-
ment- und Vernetzungsfunktionen zunehmend durch Die im Rahmen des Projekts entstehende Entwicklungs-
Software-Anwendungen (Apps) realisiert. Die Her- umgebung und Werkzeugkette (Abbildung 7) unterstützt
steller müssen sowohl den umfangreichen Funktions- den Applikationsentwickler dabei, den Sicherheitsanfor-
wünschen der Nutzer als auch hohen Sicherheitsan- derungen gerecht zu werden. Durch die Möglichkeit der
forderungen gerecht werden. Ziel des Projektes PASS Spezifikation von bestimmten Eigenschaften der Appli-
ist die Entwicklung einer offenen Software-Plattform kation in einem sogenannten Kontrakt können diese auf
zur einheitlichen Entwicklung, einfachen Bereitstellung Basis der jeweiligen Sicherheitskategorisierung bereits
und sicheren Ausführung von Apps in Fahrzeugen. während der Entwicklung überprüft und mit vorgegebenen
Wichtig ist die Umsetzung eines Sicherheitskonzepts, Policies abgeglichen werden, die beispielsweise von OEMs
das die Ausführung der Apps überwacht und den (Fahrzeugherstellern) oder auch der technischen Plattform
Zugriff auf Fahrzeugfunktionen durch Sicherheitsricht- vorgegeben werden und dem Entwickler die Spezifikation
linien beschränkt. Das System soll offen für Anwen- bestimmter Eigenschaften vorschreiben. Die Entwicklungs-
dungen von Drittanbietern sein und vielfältige Dienste umgebung soll den Entwickler dabei unterstützen, seinen
und Geschäftsmodelle ermöglichen. Kontrakt gemäß der für seine Applikation bestehenden
Policies zu designen, indem sie fehlende oder nicht konfor-
me Spezifikationen aufzeigt. Dies kann beispielsweise die
Aktuelle Entwicklungen aus dem Projekt Notwendigkeit der Angabe von bestimmten Mechanismen
Die Fortschritte auf dem Gebiet des automatisierten zur Absicherung der funktionalen Sicherheit oder der Infor-
Fahrens führen zu stetig steigenden Anforderungen an die mationssicherheit sein, aber auch geforderte Angaben zum
Rechenleistung und zu einer größeren Anzahl an Soft- Ressourcenbedarf der Applikation. Die mithilfe der Ent-
warekomponenten in Fahrzeugen. Im Hinblick auf eine wicklungsumgebung erzeugten Kontrakte werden zusam-
immer größer werdende Nachfrage nach Konnektivität men mit dem Applikationscode über einen App Store auf
werden Autos zudem von isolierten Systemen zu offe- die technische Ausführungsplattform geladen und dort vor
nen und kooperativen Verkehrsteilnehmern. Der Einsatz der Installation erneut überprüft. Neben der Möglichkeit
derartiger neuer Funktionalitäten erfordert die Berücksich- der Spezifikation und der direkten Überprüfung wichtiger
tigung enormer Anforderungen sowohl an die funktionale Eigenschaften der Applikation bietet die Verwendung von
Sicherheit als auch an die Informationssicherheit. Diese Kontrakten zudem eine hohe Flexibilität für den Entwickler,
Herausforderung adressiert das Projekt PASS, indem es eine da der Funktionsalgorithmus selbst nicht direkt angepasst
offene und standardisierbare Laufzeitumgebung mit einer werden muss, wenn die Applikation auf einer anderen
passenden Entwicklungsumgebung und Werkzeugkette zur Plattform genutzt werden soll oder für einen anderen OEM
sicheren Integration von Applikationen im Fahrzeug ent- geliefert wird.
wickelt. In der ersten Projektphase wurden geeignete Ge-
schäftsmodelle definiert sowie detaillierte Anforderungen Ein wesentlicher Baustein der technischen Ausführungs-
an die Plattform anhand von konkreten Anwendungsfällen plattform im Fahrzeug wird im PASS-Projekt durch PikeOS
formuliert. Darauf aufbauend wurde ein Sicherheitskon- von SYSGO und den AUTOSAR-Demonstrator von
zept entwickelt, das den gleichzeitig hohen Anforderungen Elektrobit realisiert. PikeOS bietet sowohl ein Echtzeit-
an die funktionale Sicherheit und die IT-Sicherheit gerecht Betriebssystem als auch ein Virtualisierungs- und Partitio
wird. Durch Hypervisor-Technologie und Ressourcentren- nierungssystem. Der Hypervisor virtualisiert die Hardware
nung werden einzelne Apps technisch separiert. Auf diese und stellt so Partitionen bereit, die verschiedene Gastbe-
Weise wird ein wesentlicher Grundstein für den Ausschluss triebssysteme wie Android oder Linux enthalten können.
von ungewollten Interaktionen verschiedener Apps und Dadurch wird eine Trennung von nicht-kritischen Info-
Denial-of-Service-Attacken gelegt. Darüber hinaus erfolgt tainment-Anwendungen und hochkritischen Steuerungs-
eine funktionale Separierung anhand der in den Sicher- funktionen im Auto ermöglicht. Letztere laufen in einer
18SMART SERVICE WELT – INNOVATIONSBERICHT 2018
Abbildung 7: Überblick der Platt-
form zur sicheren Ausführung
von Apps im Fahrzeug –
Entwicklungsumgebung
inklusive Werkzeugkette zur
Entwicklung von Apps (im Bild:
Development), App Store zur
drahtlosen Installation der Apps
im Fahrzeug (Deployment)
und technischer Ausführungs-
plattform auf dem zentralen
eingebetteten Steuergerät im
Fahrzeug (Operation)
Partition mit der Classic AUTOSAR-Plattform, die auf Die Funktionalitäten der Plattform werden anhand einzelner
Steuergeräte mit limitierter Rechenkapazität und harten im Rahmen des Projekts entwickelter Applikationen demon
Echtzeitanforderungen ausgelegt ist und deren Betriebs striert, die Funktionen aus den Bereichen autonomes Fahren
system statisch konfiguriert ist. Daneben gibt es Partitionen und Infotainment für einen Modell-Demonstrator im Maß-
mit der Adaptive AUTOSAR-Plattform, die eine dynamische stab 1:14 (Abbildung 8) bereitstellen. Diese werden über
Software-Konfiguration ermöglicht und mit servicebasierter den App Store installiert und stehen anschließend auf dem
Kommunikation und heterogenem Rechnen die Mecha- Fahrzeug zur Verfügung.
nismen zur Verfügung stellt, die für Anwendungen wie
Vernetzung und automatisiertes Fahren benötigt werden.
Beispielsweise lassen sich Anwendungen, die auf der
Adaptive AUTOSAR-Plattform basieren, zur Laufzeit in
das System einbinden oder aktualisieren.
Der enge Austausch und die Rückkopplung mit dem
AUTOSAR-Konsortium10, einer weltweiten Entwicklungs-
partnerschaft aus führenden Partnern der Automobilindus-
trie mit dem Ziel, eine offene und standardisierte Software
architektur für Steuergeräte zu etablieren, sorgt für die
nötige Kompatibilität der PASS-Plattform zu Branchenstan-
dards.
Abbildung 8: Modell-Demonstrator im Maßstab 1:14
Die bereitgestellten Applikationen werden plattformweit
von verschiedenen sogenannten Funktions-Clustern ver-
waltet und überwacht. So wird die Installation sowie das Konsortium
Starten und Herunterfahren von Applikationen zentral ge- TWT GmbH Science & Innovation (Konsortialführer);
steuert. Darüber hinaus wird überwacht, dass die notwen- atsec information security GmbH; Continental Auto-
digen Ressourcen für Applikationen eingehalten werden motive GmbH; Elektrobit Automotive GmbH; fortiss
und bei Irregularitäten vordefinierte Reaktionen ausgelöst GmbH; SYSGO AG
werden. Hierdurch wird eine sichere Kommunikation
gewährleistet und ein Identitäts- und Zugriffsmanagement
bereitgestellt. Ansprechpartner
Dr. Jan-Philipp Becker, TWT GmbH Science & Innovation
jan.becker@twt-gmbh.de
www.pass-projekt.de
10 www.autosar.org
19SMART SERVICE WELT – INNOVATIONSBERICHT 2018
2.1.8 StreetProbe
Kooperative cloudbasierte Straßenzustandserfassung
Schnittstelle an eine Cloud übertragen werden können. Die
Kurzsteckbrief Software der Steuereinheit wurde speziell für die im Projekt
Im Projekt StreetProbe wird ein cloudbasiertes System notwendige Straßenfreigabe angepasst, da ein Einsatz in
zur Erfassung und Bewertung von Straßenzuständen einer Flotte von Privatfahrzeugen von Mitarbeitern geplant
entwickelt. Über heute bereits in Fahrzeugen vorhan- ist, um eine ausreichende Menge an Messungen mit mög-
dene Sensoren soll die Beschaffenheit von Straßen auf lichst großflächiger Abdeckung und von mehrfach befahre-
einer Cloud-Plattform erfasst und bewertet werden, nen Strecken zu erhalten.
um die Früherkennung und Aufnahme von Straßen-
schäden zu verbessern. Auf Grundlage der erhobenen Aufseiten der Cloud wurde am „Entry-Point“ (der Stelle,
Daten sollen zudem Smart Services wie beispielsweise an der die gesendeten Fahrzeugdaten als Erstes eintreffen)
automatisch agierende Fahrzeugdämpfer und genaue eine Datenbereinigung (Cleansing) etabliert, die die defi-
Straßenkarten für hochautomatische Fahrzeugsysteme nierte Struktur der gesendeten Nachrichten überprüft, vali-
bereitgestellt werden. diert und somit eine bereinigte Datenablage zur Verfügung
stellt. Aktuell befindet sich neben Prototypenfahrzeugen
eine Testflotte im Einsatz, die mit der modifizierten Steuer
Aktuelle Entwicklungen aus dem Projekt einheit in der Lage ist, projektspezifische Messdaten von
Zur cloudbasierten Verarbeitung von Fahrzeugdaten ist Straßen zu erfassen und im Rund-um-die-Uhr-Betrieb an
es erforderlich, eine komplexe Kette an Arbeitsschritten die Cloud zu senden. Bisher wurden rund 30.000 Messun-
zur Datenerfassung und Bearbeitung zu etablieren (Abbil- gen erfasst und in der Datenbank zur weiteren Nutzung
dung 9). Der erste Schritt in der Verarbeitungskette beginnt gespeichert. Um einen Eindruck von der Aussagekraft des
im Fahrzeug mit der Erfassung geeigneter Sensorsignale Datenbestandes zu bekommen, steht ein Software-Demon
sowie der gebündelten Datenübertragung an eine Cloud. strator bereit, der auf der Hannover Messe 2018 vorgeführt
Im Projekt wird hierzu mit der sogenannten C onnectivity wurde. Hiermit können die im Projekt gemessenen Daten
Control Unit (CCU) eine Eigenentwicklung der Robert betrachtet und analysiert werden, um beispielsweise auf-
Bosch GmbH verwendet. Die CCU ist eine straßenfreige- fällige geografische Häufungspunkte auf den befahrenen
gebene Steuereinheit, mit der über die CAN-Schnittstelle Straßen zu ermitteln, die auf Schlaglöcher hinweisen.
des Fahrzeugs Daten ausgelesen und über eine mobile
Abbildung 9: Funktionsprinzip der Datenerfassung
20Sie können auch lesen
