TechCheck 2019. Technologien für den Menschen - Handlungsempfehlungen des Zukunftsrats der Bayerischen Wirtschaft - Zukunftsrat der ...
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Zukunftsrat der Bayerischen Wirtschaft TechCheck 2019. Technologien für den Menschen. Handlungsempfehlungen des Zukunftsrats der Bayerischen Wirtschaft www.vbw-zukunftsrat.de
TechCheck 2019. Technologien für den Menschen. Handlungsempfehlungen des Zukunftsrats der Bayerischen Wirtschaft Stand Juli 2019
2 vbw Zukunftsrat der Bayerischen Wirtschaft TechCheck 2019. Technologien für den Menschen. 3
Vorwort
Vorwort
Alfred Gaffal
Seit fünf Jahren formuliert der Zukunftsrat der Bayerischen Wirtschaft, transparente und faktenbasierte Kommunikation von Technologie- und
was strategisch und konkret von den Akteuren aus Politik, Wissenschaft Innovationsthemen ein entscheidender Faktor, um Ängste vor technologi-
und Wirtschaft zu tun ist, damit Bayern auch in Zukunft zu den Spitzen schen Neuerungen zu nehmen und für die Chancen zu begeistern.
standorten im Bereich Innovation zählt. 2015 haben wir analysiert, welches
die wichtigsten technologischen Zukunftsfelder für Bayern sind. Jetzt ge- Insgesamt zeigt sich mehr denn je, dass es die entscheidende Aufgabe ist,
hen wir den Fragen nach, was sich auf diesen Feldern seither verändert technologischen Fortschritt und Innovationen konsequent vom Menschen
hat, wie gut es uns gelingt, das Potenzial für den Standort zu heben, und her zu denken und auf ihn auszurichten. Das betrifft die technische Seite,
warum Chancen noch zu oft ungenutzt bleiben. also die Gestaltung der Mensch-Maschine-Interaktion, ebenso sehr wie
die Einbindung der Belegschaften bei der Einführung neuer Tools oder
Die vbw Studie TechCheck 2019. Erfolgsfaktor Mensch. zeigt: Die Aus- eine missionsorientierte Herangehensweise bei Forschung und Entwick-
gangslage ist gut, aber viele Potenziale neuer Technologien bleiben noch lung, die von einem bestimmten gesellschaftlichen Bedarf ausgeht.
ungenutzt. Gerade angesichts der großen drängenden Probleme wie dem
demografischen Wandel, dem Klimawandel oder dem Umgang mit Ressour Die Handlungsempfehlungen des Zukunftsrats dienen dabei als Wegweiser
cen ist es für den Wirtschaftsstandort Bayern entscheidend, die Chancen, für Unternehmen, Wissenschaft, Staat und Gesellschaft in einem komple-
die neue Technologien für Menschen, Unternehmen und Umwelt mit sich xen globalisierten und digitalisierten Umfeld, in dem Innovationsprozesse
bringen, nicht zu vergeben. immer schneller verlaufen, getrieben vor allem durch die allgegenwärtige
digitale Transformation. Ziel ist es, von Bayern und Deutschland aus unsere
Damit dies gelingen kann, müssen Wirtschaft, Wissenschaft, Politik und technologische Zukunft wirtschaftlich erfolgreich, nachhaltig und im Sinne
Gesellschaft technologischen Neuerungen offen gegenüberstehen. Unter der hier lebenden Menschen gestalten zu können.
nehmen müssen dies e rechtzeitig aufgreifen und in marktf ähige Produkte
übersetzen, in der Wissenschaft muss Raum für Experimente geschaffen
werden und eine höhere Risikobereitschaft etabliert werden. Die Politik Alfred Gaffal
muss dafür den Rahmen vorgeben: durch die Schaffung einer entspre- Vorsitzender Zukunftsrat der Bayerischen Wirtschaft
chenden Infras truktur und eine zielgerichtete Technologie-, Forschungs-, Ehrenpräsident der vbw – Vereinigung der Bayerischen Wirtschaft e. V.
Innovations- und Industriep olitik. Auf Ebene der Gesellschaft ist eine4 vbw Zukunftsrat der Bayerischen Wirtschaft TechCheck 2019. Technologien für den Menschen. 5
Vorwort
Vorwort
Prof. Dr. Dr. h.c. mult.
Wolfgang A. Herrmann
Human-Centered Engineering als Erfolgsmodell einer Der Zukunftsrat der Bayerischen Wirtschaft misst bei allem technischen
menschlichen Gesellschaft von morgen Fortschritt dem „Erfolgsfaktor Mensch“ die Schlüsselfunktion in der Um-
bruchära des wirtschaftlichen Geschehens zu. Hierauf nimmt die vorlie-
Durch die Digitalisierung und Miniaturisierung schreitet der technologi- gende vbw-Studie erstmals Bezug, zumal die digitale Transformation der
sche Fortschritt in Siebenmeilenstiefeln voran. Es gibt keine technische individuellen Gestaltungsbeteiligung völlig neue Räume erschließt. Die
Disziplin, die in der jüngsten Vergangenheit nicht durch die Verfügbarkeit meisten Geschäftsmodelle, an die wir uns gewöhnt haben, gehören als-
großer Datenmengen in Dimensionen geführt wurde, die noch vor kurzem bald der Vergangenheit an. In der Konsequenz überleben sich die traditio-
undenkbar waren. Wie sind im Zeitalter der „Big Data“ angekommen, dem nellen, erfolgreichen Strukturen der Wirtschaft. Technologiegetriebenes
sich weder die gewachsenen Industrien noch unser aller tägliches Leben Unternehmertum von morgen bedeutet, die ungeahnten Chancen der Digi-
entziehen kann. talisierung so zu nutzen, dass die seit Beginn der ersten industriellen Re-
volution des 19. Jahrhunderts akkumulierten Erfahrungsschätze fortentwi-
Die neuen Herausforderungen der Zeit machen es erforderlich, dass wir ckelt und in den Dienst der neuen gesellschaftlichen Anforderungen
die Gewohnheiten des Denkens täglich zu überwinden bereit sind. Umge- gestellt werden. So ist der „Erfolgsfaktor Mensch“ inmitten des technolo-
kehrt muss die Realisierung des technischen Fortschritts im besonderen gischen Fortschritts der sicherste Garant für eine lebenswerte Zukunft.
den Rückbezug auf den Menschen und den Bedarf der Gesellschaft in den
Mittelpunkt stellen. Das „Human-Centered Engineering“ ist zur neuen,
zentralen Herausforderung geworden. Prof. Dr. Dr. h.c. mult. Wolfgang A. Herrmann
Vorsitzender Zukunftsrat der Bayerischen Wirtschaft
Präsident der Technischen Universität München6 vbw Zukunftsrat der Bayerischen Wirtschaft TechCheck 2019. Technologien für den Menschen. 7
Inhalt
Vorwort 2
Die Mitglieder des Zukunftsrats 10
Einleitung 12
A. Zusammenfassung der Studienergebnisse
01 Ausgangspunkt: Zukunftsfelder und Schlüsselanwendungen 16
02 Technologische Zukunftsfelder: Status quo 22
02.1 Die Bewertung im Überblick
02.2 TechCheck: Kurzbewertung der zehn Zukunftsfelder
03 Chancen und künftige Entwicklungen 36
03.1 Wirtschaftliche Potenziale in den Zukunftsfeldern
03.2 Forschungsaktivitäten in den bayerischen Zukunftsfeldern
03.3 Wandel im Zusammenspiel Mensch – Technik
04 Erfolgsfaktoren und Hemmnisse 48
04.1 Innovationsgeschehen und Implementierung
neuer Technologien in der Wirtschaft
04.2 Zusammenhang von Regulierung und Innovativität
04.3 Weitere Erfolgsfaktoren und Hemmnisse
für die Implementierung und Diffusion
04.4 Handlungsbedarf auf den Zukunftsfeldern8 vbw Zukunftsrat der Bayerischen Wirtschaft TechCheck 2019. Technologien für den Menschen. 9
B Handlungsempfehlungen
01 Empfehlungen an die Wirtschaft 60 03 Empfehlungen an die Wissenschaft 144
01.1 Chancen neuer Technologien und Anwendungen erkennen 03.1 Forschung stärker auf Chancen ausrichten
01.2 Implementierung neuer Anwendungen im eigenen Unternehmen 03.2 Wissenstransfer und Kooperationen
01.3 Umgang mit disruptiven Veränderungen 03.3 Ausbildung
01.4 Innovationen entwickeln, Geschäftsmodell weiterentwickeln 03.4 Mitwirkung an politischen Entscheidungsprozessen
01.5 Produkte und Dienstleistungen kundenzentriert gestalten 03.5 Image und Kommunikation
01.6 Kommunikation zu Technologien und Innovationen
04 Empfehlungen an die Gesellschaft 154
02 Empfehlungen an den Staat 92
04.1 Technologischen Fortschritt als Schlüssel zu
02.1 Grundlagen für erfolgreiches Wirtschaften schaffen Nachhaltigkeit begreifen
02.2 Technologiepolitik 04.2 Medien: Innovationsthemen transportieren
02.3 Innovationspolitik 04.3 NGOs: fairen, faktenbasierten Austausch suchen
02.4 Gesellschaft mitnehmen 04.4 Risikowahrnehmung hinterfragen
04.5 Ethische Regeln für Technologien auf zentrale Aspekte fokussieren
04.6 Balance zwischen Gemeinwohl und Einzelinteressen finden10 vbw Zukunftsrat der Bayerischen Wirtschaft TechCheck 2019. Technologien für den Menschen. 11
Die Mitglieder des Zukunftsrats
Die Mitglieder Prof. Hans-Jörg Bullinger
M itglied des Senats der
Prof. Gerd Hirzinger
E hem. Direktor
Prof. Wolfgang Peukert
Lehrstuhl für Feststoff- und
des Zukunftsrats Fraunhofer-Gesellschaft;
Aufsichtsratsvorsitzender
(jetzt Berater) des DLR
Robotik und Mechat ronik
Grenzflächenverfahrens-
technik, Friedrich-
TÜV SÜD Zentrums RMC Alexander-Universität
Erlangen-Nürnberg
Alfred Gaffal StM Judith Gerlach Prof. Udo Lindemann Prof. Birgit
Ehrenpräsident der Bayerische Staatsministerin Ordinarius i. R. für Spanner-Ulmer
vbw – Vereinigung der für Digitales Produktentwicklung, D irektorin Produktion
Bayerischen Wirtschaft Technische Universität und Technik
e. V. München Bayerischer Rundfunk
Prof. Wolfgang Prof. Thomas Hamacher Dr. Norbert Lütke-Entrup Prof. Dieter Spath
A. Herrmann L ehrstuhl für Head of Technology and Präsident acatech,
Präsident der Erneuerbare und Innovation Management Deutsche Akademie der
Technischen Universität Nachhaltige Corporate Technology Technikwissenschaften
München Energiesysteme Siemens AG
TU München
StM Hubert Aiwanger Prof. Sami Haddadin Prof. Sabine Maasen Prof. Günther Wess
Bayerischer Staatsminister Direktor der Munich School Friedrich Schiedel- P harma, Biotech,
für Wirtschaft, Landesent- of Robotics and Machine Stiftungslehrstuhl für Life Sciences
wicklung und Energie Intelligence, TU München Wissenschaftssoziologie
und stellvertretender Lehrstuhl für Robotik und TU München
Ministerpräsident Systemintelligenz,
TU München
Prof. Manfred Broy Wolfram Hatz Prof. Reimund Prof. Michael F. Zäh
Emeritus of Excellence, Präsident der Neugebauer L ehrstuhl für
Informatik TU München; vbw – Vereinigung der P räsident Werkzeugmaschinen und
Gründungspräsident i. R. Bayerischen Wirtschaft Fraunhofer-Gesellschaft Fertigungstechnik
des ZD.B e. V. im iwb der TU München12 vbw Zukunftsrat der Bayerischen Wirtschaft TechCheck 2019. Technologien für den Menschen. 13
Einleitung
Um die Wettbewerbsfähigkeit des Standorts für die Zukunft zu sichern,
TechCheck 2019. müssen neue technologische Möglichkeiten schnell genutzt und in Innova
tionen umgesetzt werden, die auf individuelle und gesellschaftliche Be-
darfe reagieren und entsprechend von Markt und Gesellschaft angenom-
Technologien men werden.
Mit der Digitalisierung erhöht sich das Tempo deutlich: Die Zeit von For-
für den Menschen. schung und Entwicklung bis zur Markteinführung neuer Produkte oder
Dienstleistungen hat sich massiv verkürzt. Umso entscheidender sind einer
seits eine hervorragende Positionierung in der Forschung, andererseits
Rahmenbedingungen, die eine rasche Markteinführung, Implementierung
Handlungsempfehlungen in den Unternehmen und Diffusion in der Gesellschaft fördern.
des Zukunftsrats Ihre Potenziale können neue Anwendungen nur entfalten, wenn sie den
Bedürfnissen und Fähigkeiten der Menschen gerecht werden, Neugierde
der Bayerischen Wirtschaft und Begeisterung wecken, hinlänglich verstanden werden sowie deutliche
Vorteile und ein positives Nutzererlebnis versprechen. Nicht nur daher steht
der Faktor Mensch im Mittelpunkt.
Neue Technologien sind nicht nur Wirtschaftsfaktor, sondern auch Schlüssel
zur Lösung wesentlicher gesellschaftlicher Fragen. Klimaschutz, Ressour
ceneffizienz und die Stabilisierung des Gesundheitssystems vor dem Hin-
tergrund des demografischen Wandels sind nur ein paar Beispiele dafür.
Zu den wichtigsten Aufgaben gehört, dieses positive Bild zu transportieren
und Begeis terung auch für aktives bürgerschaftliches Engagement im
Innov ationsprozess zu wecken.
Die vbw Studie TechCheck 2019. Erfolgsfaktor Mensch. analysiert, wo
Bayern und Deutschland heute auf den entscheidenden technologischen
Zukunftsfeldern stehen und welche Entwicklungen in den kommenden
Jahren zu erwarten sind. Der Zukunftsrat der Bayerischen Wirtschaft zeigt
in diesen darauf aufbauenden Handlungsempfehlungen, was Staat, Wirt-
schaft, Gesellschaft und Wissenschaft tun müssen, um die Potenziale neuer
Technologien für den Menschen zu heben.TechCheck 2019. Technologien für den Menschen. 15
Zusammenfassung der Studienergebnisse
Kapitel Seite
Zusammenfassung 01
Ausgangspunkt: Zukunftsfelder und
Schlüsselanwendungen
16
der Studienergebnisse 02
03
Technologische Zukunftsfelder:
Status quo
Chancen und künftige Entwicklungen
22
36
04 Erfolgsfaktoren und Hemmnisse 4816 vbw Zukunftsrat der Bayerischen Wirtschaft TechCheck 2019. Technologien für den Menschen. 17
Ausgangspunkt: Zukunftsfelder und Schlüsselanwendungen
Kapitel Teil Definition zentraler Begriffe
01 A
Schlüsselbranchen Technologische Zukunftsfelder
Diese werden nach ihrem Anteil am Export- Es müssen mindestens drei der folgenden
volumen definiert. Für Bayern sind das: vier Punkte erfüllt sein:
Erhebliches weltweites
Kraftwagenbau
Wachstumsp otenzial
Anknüpfen an vorhandene Kompeten-
Maschinenbau
zen (Forschung, Unternehmen)
Medizin-, Mess- und Großes Potenzial für mindestens eine
Steuerungstechnik der stärksten Branchen am Standort
Ausgangspunkt: Geräte zur Elektrizitätserzeugung Beitrag zur Lösung einer zentralen
Herausforderung
Zukunftsfelder und
(z. B. demografischer Wandel und seine
Auswirkungen, Klimawandel, zukunftsfähige
Chemie
Organisation von Mobilität)
Schlüsselanwendungen
Schlüsselanwendungen
01.1 Begriffsbestimmungen und Ziele Eine Schlüsselanwendung ermöglicht in einem technologischen
Zukunftsfeld wesentliche Veränderungen (also mehr als nur
Um technologischen Fortschritt für den Menschen zu nutzen und in Wert- inkrementelle, nur schrittweise auf dem Vorhandenen aufbauende
schöpfung am Standort umzusetzen, ist ein klares Zielbild notwendig: Wo Fortschritte) in mindestens einem der folgenden zwei Bereiche:
wollen wir in fünf bis zehn Jahren stehen? Was sind daher die für den
Standort relevantesten technologischen Zukunftsfelder? Welche Kompe-
tenzen werden dafür benötigt, insbesondere für die jeweiligen Schlüssel 1. Markt 2. Technik
anwendungen, und welche Rahmenbedingungen sind erforderlich? Auf Neue Formen der Wertschöpfung, Neue Produkte oder Systeme
dieser Basis kann der Handlungsbedarf klarer definiert werden. Ausgangs- Umgestaltung von durch Erweiterung des
punkt ist eine Analyse der heutigen Stärken und Schwächen. Wertschöpfungsketten technisch Machbaren18 vbw Zukunftsrat der Bayerischen Wirtschaft TechCheck 2019. Technologien für den Menschen. 19
Ausgangspunkt: Zukunftsfelder und Schlüsselanwendungen
Die Zukunftsfelder in diesem Sinne entsprechen denjenigen, die für Bayern A 01 – 1
schon in der im Jahr 2015 für die Arbeit des Zukunftsrats erstellten Studie Schlüsselanwendungen bayerischer Zukunftsfelder
Bayerns Zukunftstechnologien hervorgehoben wurden.
A A
IKT und Digitalisierung Neue Werkstoffe und Materialien
Informations- und Kommunikations- Energiesysteme und
technologien (IKT) und Digitalisierung Energie(system)technologien – Softwareplattformen, IoT – Materialien für Energiewandlung
– Virtuelles Engineering und -speicherung
– I oT, datengetriebene (intelligente) – Superlegierungen
Anwendungen und Geschäftsmodelle – Dünnschichttechniken
Neue Werkstoffe und Industrielle – Robotik – Biometrische Werkstoffe
Materialien Produktionstechnologien
Gesundheitswesen und Biotechnologien Nanotechnologien
Nanotechnologien
Medizintechnologien
– Biopharmazeutika – Quantencomputer
Ernährung und – Gentechnisch veränderte Nutzpflanzen – Oberflächenbeschichtungen
Biotechnologien – Bioraffinerien – Nanoelektromechanische Systeme
Lebensmitteltechnologien
Intelligente Verkehrssysteme (IVS) Luft- und
und zukünftige Mobilität Raumfahrttechnologien
Zukunftsfelder mit bedeutenden Basis- bzw. Querschnittstechnologien
IVS und zukünftige Mobilität Energie(system)technologien
IKT und Digitalisierung, Neue Werkstoffe und Materialien sowie die Bio-
und Nanotechnologien können als Querschnittstechnologien angesehen – Elektromobilität, automatisierte Fahrzeuge – Effizienztechnologien
werden, da sie fast alle Sektoren und Bereiche durchdringen und als Tech- – Intelligente Verkehrs(leit)systeme – Energiespeicherung, Wasserstoff, PtX
nologietreiber wirken. Wichtige Schlüsselanwendungen der Technologie- – N eue Mobilitätskonzepte und -dienste – Smart Grids, Photovoltaik
– Verkehrsträgerübergreifende Plattformen – Energiesystemsteuerung
felder zeigt (Abb. A 01 – 1).
Industrielle Produktionstechnologien Gesundheitswesen u. Medizintechnologien
– Industrieroboter – Medizinrobotik-Anwendungen
– Additive Fertigung – Computergestützte Diagnostik / Therapie
– Industrie 4.0 – AAL
Ernährung und Lebensmitteltechnologien Luft- und Raumfahrttechnologien
– Lebensmittelkonservierung
– Autonome Flugsysteme
– Fett- und zuckerreduzierte
– Satelliten
Lebensmittelherstellung20 vbw Zukunftsrat der Bayerischen Wirtschaft TechCheck 2019. Technologien für den Menschen. 21
Ausgangspunkt: Zukunftsfelder und Schlüsselanwendungen
Die technologischen Entwicklungen auf den bayerischen Zukunftsfeldern Die Digitalisierung zeigt sich also auch hier als einer der zentralen Treiber
beeinflussen sich wechselseitig, wie eine Patenanalyse zeigt. Insbeson für andere Technologien. Darüber hinaus lässt sich mit der Patentanalyse
dere auf die Entwicklungen in IKT und Digitalisierung sowie industrielle auch ermitteln, in welchem Maß Zukunftsfelder überhaupt auf die Entwick
A Produktionstechnologien nehmen Erfindungen aus nahezu allen anderen lungen in anderen Bereichen zugreifen (Abb. A 01 – 3, Aktivindex). Hier ste- A
Bereichen Bezug (Abb. A 01 – 2, Passivindex). chen die Nanotechnologien heraus, die die meisten Bezüge zu anderen
Zukunftsfeldern aufweisen.
A 01 – 2 A 01 – 3
Patentverbindungen zwischen Grad der Vernetzung
den Zukunftsfeldern (ZF) technologischer Zukunftsfelder
Biotechnologien + + – + – + – – + –
Aktivindex
IKT und Digitalisierung – + ∕ – – ∕ – – + ∕ ZF greift auf andere ZF zurück – – ∕ ∕ ∕ – + ∕ ∕ ∕
Energie(system)technologien – + + – – – – – + +
Ernährung und Lebensmitteltechnologien + – ∕ + – ∕ – – + –
Luft- und Raumfahrttechnologien – + + – + – – – + +
Gesundheitswesen u. Medizintechnologien ∕ + ∕ – – + – – + –
Nanotechnologien ∕ + – – – ∕ + + + –
Neue Werkstoffe und Materialien – + + – – – ∕ + + –
Industrielle Produktionstechnologien – + + – – ∕ – ∕ + ∕
IVS und zukünftige Mobilität – + + – – – – – ∕ +
∕ + + – – ∕ – ∕ + ∕
Passivindex
ZF wird von anderen ZFs genutzt
+ stark ∕ mittel – schwach + stark ∕ mittel – schwach
Quelle: Prognos / vbw 2019 Quelle: Prognos / vbw 201922 vbw Zukunftsrat der Bayerischen Wirtschaft TechCheck 2019. Technologien für den Menschen. 23
Technologische Zukunftsfelder: Status quo
Kapitel Teil 02 .1
Die Bewertung im Überblick
02 A
Die Entwicklung der Zukunftsfelder wird von einer Vielzahl von Faktoren
gep rägt, die in der Studie TechCheck 2019. Erfolgsfaktor Mensch. im
Einzelnen analysiert werden. Abbildung A 02 – 1 zeigt einen synoptischen
Überblick zum Status quo und gleicht die Entwicklung der letzten Jahre mit
den Erwartungen ab.
A 02 – 1
Entwicklung der zehn bayerischen Zukunftsfelder
in den letzten Jahren
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A
Zukunftsfelder: IKT und Digitalisierung
Status quo IVS und zukünftige Mobilität
Energie(system)technologien
Nanotechnologien
Neue Werkstoffe und Materialien
Bayern bzw. Deutschland agieren auf den Zukunftsfeldern grundsätzlich
Industrielle Produktionstechnologien
von einer guten Ausgangsbasis aus, lassen aber noch zu viele Potenziale
ungenutzt. Biotechnologien
Gesundheitswesen u. Medizintechnologien
Ernährung und Lebensmitteltechnologien
Luft- und Raumfahrttechnologien
sehr stark stark mittel schwach sehr schwach
Quelle: Prognos / vbw 201924 vbw Zukunftsrat der Bayerischen Wirtschaft TechCheck 2019. Technologien für den Menschen. 25
Technologische Zukunftsfelder: Status quo
Der Reifegrad lässt sich für die einzelnen derzeit absehbaren Sprunginnovationen die Erreichung der Klimaziele) sowie in den was einen spürbaren Nutzen verschafft
Zukunftsfelder insgesamt kaum beurteilen, liegen mit der fortgeschrittenen Robotik und Zukunftsfeldern Biotechnologien, Gesund- und Spaß bereitet. Neben Erfahrungen ist
da die Felder sehr breit sind und es immer KI im Zukunftsfeld IKT und Digitalisierung. heitswesen und Medizintechnologien und auch das Vorliegen von (techn ologis chen)
A Technologien, Anwendungen und Geschäfts- Die Entwicklungen in diesem Zukunftsfeld Luft- und Raumfahrttechnologien die Regu Informationen in vielen Fällen für die A
modelle gibt, die bereits ausgereift sind, können den Ausgangspunkt disruptiver Ver- lierung. In einigen Zukunftsfeldern bilden Akzeptanzbildung in der Bevölkerung rele-
während andere noch in der Entwicklung änderungen in den anderen Zukunftsfeldern zudem die Kosten (z. B. für Maschinen, Ma- vant. Dies betrifft auch das Vertrauen der
stecken. Daher wird der Reifegrad der bilden. In den Industriellen Produktionstech- terialien) einen Hemmfaktor, dieser wird je- Konsumenten in Sicherheit und Daten-
Schlüsselanwendungen bestimmt. Hier zeigt nologien bieten Industrie- 4.0-Anwendun- doch als relativ wenig bedeutsam erachtet. schutz. Zudem wird die Akzeptanz oftmals
sich ein oftmals noch geringer Reifegrad, gen Möglichkeiten für bedeutende Entwick- Hohe Kosten sind per se oftmals kein durch deren Einfluss auf die Umwelt und
was angesichts der Zukunftsbezogenheit lungssprünge. In den Biotechnologien steht Hemmnis, sondern werden erst in Verbin- Gesundheit geprägt. Je nach Technologie
der betrachteten Felder kaum überrascht. mit CRISPR / Cas9 zudem ein revolutionäres dung mit geringen Potenzialen oder hohen sind weitere Faktoren bedeutsam. So wird
Ein vergleichsweise hoher Reifegrad kann Verfahren zur Verfügung, um DNA-Baustei- Risiken einer Innovation zu einem Hemmnis. die Akzeptanz beim automatisierten Fah-
insgesamt bei den Schlüsselanwendungen ne einfach und präzise zu verändern. Das ren mitunter von der empfundenen Zuver-
in den Zukunftsfeldern Ernährung und Le- Verfahren ist jedoch noch in einem sehr Akzeptanzprobleme ergeben sich bei re- lässigkeit sowie dem empfundenen Kom-
bensmitteltechnologien sowie Neue Werk- frühen Stadium mit unklarem Ausgang. In lativ vielen Zukunftsfeldern; Neuerungen fort und Fahrspaß geprägt, während bei
stoffe und Materialien ausgemacht werden. den Zukunftsfeldern Luft- und Raumfahrt werden häufig (anfangs) kritisch hinter- großflächigen Wind- und Solarparks sowie
sowie IVS und zukünftige Mobilität stehen fragt. Dies gilt v. a. bei Nano- und Biotech- dem Netzausbau das sog. NIMBY-Verhal-
Die Potenziale ergeben sich zum einen aus mit autonomen Transportsystemen und den nologien. Trotz Divergenzen wird die Ak- ten (not in my backyard: Ablehnung speziell
den (absehbaren) technologischen Fort Erkenntnissen aus Satelliten der nächsten zeptanzbildung bei allen Technologien von im eigenen Umfeld) eine bedeutende Rolle
schritten sowie zum anderen aus den Generation ebenfalls weitr eichende Verän- ähnlichen Faktoren beeinflusst, deren Be- spielt und bei roter Gentechnik eher ethi-
großen gesellschaftlichen und globalen derungen bevor, und die Klimaschutzziele deutung bzw. Ausprägung zwischen den sche Aspekte und die Veränderung der
Trends, wie dem demografischen Wandel, gehen mit großen Entwicklungsnotwen Technologien jedoch deutlich variiert. Nach Lebensqualität im Vordergrund stehen.
der Globalisierung und dem Umwelt- und digkeiten im Bereich altern ativer Antriebs ersten Erfahrungen wird häufig akzeptiert,
Klimaschutz (u. a. Dekarbonisierung der techniken, Krafts toffe und Energiespeicher
Wirtschaft, Luftreinhaltung, Ressourcen einher. In den Nanotechnologien bieten
effizienz). Einen wesentlichen Treiber bildet Quantencomputer und auf Nanostrukturie- Auf Basis der für die Arbeiten des Zukunftsrats erstellten Leitstudie (Bay-
dabei die Digitalisierung. Bei den meisten rung beruhende Entwicklung neuer Materi- erns Zukunftstechnologien, 2015) und der Analysen im Rahmen der Studie
Technologien und Anwendungen sind in alien (z. B. für die Energiewandlung und die TechCheck 2019. Erfolgsfaktor Mensch. einschließlich diverser Anfang
den kommenden zehn Jahren jedoch vor- Energiespeicherung) erhebliche Entwick- 2019 geführter Expertengespräche kann nun ein Erwartungsabgleich durch
wiegend inkrementelle Verbesserungen zu lungspotenziale. geführt werden (vgl. Abb. A 02 – 1). Er zeigt, inwiefern die Erwartungen der
erwarten. vergangenen Jahre realisiert werden konnten. Insgesamt konnten die Er-
Bei den Hemmnissen zeigt sich ein sehr wartungen der vergangenen Jahre bei der Hälfte der Zukunftsfelder unge-
Die größten Potenziale dürften vorliegen, diverses Bild. Große Hemmnisse gibt es fähr erfüllt werden, während die Ergebnisse bei der anderen Hälfte hinter
wenn es zu Sprunginnovationen kommt. mit Datenschutz- und Sicherheitsaspekten den Erwartungen zurückgeblieben sind. Übertroffen wurden die Erwartun-
Innovationen, die zukünftig bedeutende im Zukunftsfeld IKT und Digitalisierung und gen auf keinem der Zukunftsfelder in ihrer Gesamtheit. Anwendungen, die
Entwicklungssprünge ermöglichen könnten, betreffen infolge der verbreiteten Verwen- sich langsamer durchgesetzt haben als erwartet, betreffen beispielsweise
sind oftmals noch sehr weit von der Markt dung von Technologien und Anwendungen bestimmte Typen von Servicerobotern, Smart Grid, 3D-Druck, Medical AR,
reife entfernt oder werden als nicht realis- dieses Zukunftsfeldes auch alle anderen intelligente Implantate sowie diverse Anwendungen in den Nano- und
tisch eingeschätzt (z. B. technologische Zukunftsfelder. Zusätzliche Hemmnisse bil- Biotechnologien.
Singularität). In diesen Fällen wird die Be- den etwa im Zukunftsfeld Energie(system)
deutung von Sprunginnovationen als sehr technologien die unvollständige Internalisie
gering klassifiziert. Die wohl bedeutendsten rung externer Effekte (z. B. im Hinblick auf26 vbw Zukunftsrat der Bayerischen Wirtschaft TechCheck 2019. Technologien für den Menschen. 27
Technologische Zukunftsfelder: Status quo
Kurzbewertung der zehn Zukunftsfelder
A A
TechCheck TechCheck
IKT und Digitalisierung Intelligente Verkehrssysteme und zukünftige Mobilität
Schlüsselanwendungen Potenziale Schlüsselanwendungen Potenziale
Eingebettete cyber-physische Systeme (z. B. Sehr großes Potenzial, insbesondere im Bereich Zum Beispiel automatisierte Fahrzeuge, Elektro- Automatisierung und Digitalisierung ermöglichen
autonome vernetzte Fahrzeuge, vernetzte KI und IoT, bei datengetriebenen Geschäfts- mobilität, Fahrdienstvermittlung, Carsharing, neue Geschäftsmodelle; gewisse Potenziale für
Produktion, Roboter), IoT-Anwendungen (Smart- modellen und Internetplattformen intelligente Verkehrsleitsysteme, verkehrsträger- die Bewältigung einiger Herausforderungen des
Home-Anwendungen, intelligente Kleidung, übergreifende Plattformen Klimawandels und des demografischen Wandels
Wearables), Software und Systems Engineering,
Sprunginnovationen
internetbasierte Anwendungen (z. B. Software-
plattformen, persönliche Assistenten, Retail, Fortgeschrittene Robotik und KI, perspektivisch Technologische Verbindungen Sprunginnovationen
Vermarktung, soziale Netze, digitale Medien), (längerfristig) Quantencomputer Vor allem Energie(system)technologien, Vollautomatisiertes Fahren
virtuelles Engineering, datengetriebene Anwen- IKT und Digitalisierung, Industrielle Produktions-
dungen und Geschäftsmodelle Hemmnisse technologien Hemmnisse
Mangelnde digitale Sicherheits- und Kommunik a- Digitale Infrastruktur; unsichere Rechtslage
Technologische Verbindungen tionsinfrastruktur, wenige Fachleute, zu geringe Reifegrad
Sehr starke Wirkung auf andere Zukunftsfelder Expertise auf der Führungsebene Die Automatisierung von Verkehrssystemen Akzeptanz
schreitet voran, vollautomatische Systeme sind Viele etablierte Technologien sind gesellschaftlich
Reifegrad Akzeptanz nur in engem Rahmen einsatzfähig akzeptiert, beim autonomen Fahren steht die
Plateau häufig noch nicht erreicht; insbesondere Intensive und begeisterte Nutzung vieler digitaler Debatte noch am Anfang
bei fortgeschrittener Robotik und Teilbereichen Anwendungen, hohe Attraktivität; als unzurei- Marktentwicklung
der KI, Anwendungen in der Medizin; Software chend empfundene Sicherheits- und Schutzleis- Dynamische Entwicklung neuer Dienste bzw. Position Bayerns
wird dominant und datenbasierte Vernetzung tungen weiterhin kritisch Geschäftsmodelle; langsamere Entwicklung bei Gute Ausgangslage aufgrund hoher Bedeutung
schreitet schnell voran Elektromobilität der Fahrzeug- und IKT-Branche
Marktentwicklung Position Bayerns
Zukunftsfeld als Wachstums-, Job- und Führend in Deutschland und Europa; aber deut-
Innovationsmotor liche Rückstände zu China und den USA, was die
datengetriebene KI betrifft
Erwartungsabgleich Erwartungsabgleich
KI gewinnt zunehmend an Bedeutung; Servicer obotik entwickelt sich etwas langsamer Die Erwartungen wurden weitgehend erfüllt.
als erwartet, Fortschritte v. a. in der nächsten Generation der Industrierobotik.28 vbw Zukunftsrat der Bayerischen Wirtschaft TechCheck 2019. Technologien für den Menschen. 29
Technologische Zukunftsfelder: Status quo
A A
TechCheck TechCheck
Energiesysteme und Energie(system)technologien Nanotechnologien
Schlüsselanwendungen Potenziale Schlüsselanwendungen Potenziale
Zum Beispiel Effizienztechnologien (inkl. Steigende Anforderungen an Klimaschutz und Zum Beispiel Oberflächenbeschichtungen Vor allem in der Medizin- und Energietechnik
Wärmepumpen), Energiespeicherung, Emissionen sowie der Ausbau der erneuerbaren (z. B. Autos, Textilien), Kohlenstoff-Nanoröhren,
Smart Grids, dezentrale und lokale Energie- Energien bergen große Potenziale, auch für neue Quantencomputer, nanoelektromechanische Sprunginnovationen
systems teuerung, PtX, Photovoltaikanlagen, Geschäftsmodelle Systeme
Quantencomputer
Wasserstoff als Energieträger
Sprunginnovationen Technologische Verbindungen Hemmnisse
Technologische Verbindungen In den kommenden zehn Jahren nicht in Aussicht Starke Verbindungen zu IKT und Digitalisierung, Hochsensible und teure Verfahren bremsen die
Vor allem IKT und Digitalisierung, IVS und Neue Werkstoffe und Materialien sowie etwas Verbreitung der Technologie
zukünftige Mobilität, Industrielle Produktions Hemmnisse schwächer zu Energie(system)technologien und
technologien, Werkstoffe Biotechnologien
Fehlende hinreichend wirksame Regulierung, Akzeptanz
die mit den Klimaschutzzielen korrespondiert; Akzeptanzprobleme v. a. von nanotechnologischen
Reifegrad mangelnde Internalisierung externer Effekte Reifegrad Anwendungen in Medizinprodukten und
Innovative Neuentwicklungen erreichen in den Zahlreiche Nanotechnologien und -anwendungen, Lebensmitteln
kommenden Jahren keine Marktreife Akzeptanz z. B. nanoelektromechanische Systeme in der
Grundsätzlich große Zustimmung, Medizin, sind noch nicht marktreif, während Position Bayerns
aber NIMBY-Verhalten z. B. Nanooberflächen oder -katalysatoren bereits
Marktentwicklung Bayern ist im deutschen Vergleich gut aufgestellt,
breite Anwendung in der Industrie finden
Positive Marktentwicklung im Bereich erneuer international dominieren aber China und die USA
barer Energien sowie Effizienztechnologien, Position Bayerns
Beginn der Marktentwicklung für Elektromobilität Bundesweit führender Standort für erneuerbare Marktentwicklung
Energien, technologisch aber teilweise mit Hohe Erwartungen an die Wertschöpfungs-
Rückständen (z. B. bei Speichertechnologien) potenziale bislang nur bedingt erfüllt; schwierige
Abgrenzung des Marktes für Nanotechnologie
Erwartungsabgleich Erwartungsabgleich
Smart Grid bleibt bisher hinter den Erwartungen zurück, Hohe Erwartungen in einzelnen Anwendungsf eldern wurden bislang nicht erfüllt.
derzeitige Regulierung wirkt insgesamt vielfach hemmend.30 vbw Zukunftsrat der Bayerischen Wirtschaft TechCheck 2019. Technologien für den Menschen. 31
Technologische Zukunftsfelder: Status quo
A A
TechCheck TechCheck
Neue Werkstoffe und Materialien Industrielle Produktionstechnologien
Schlüsselanwendungen Potenziale Schlüsselanwendungen Potenziale
Zum Beispiel Superlegierungen, Dünnschicht- Große Potenziale u. a. bei Verbundwerkstoffen, Zum Beispiel 3D-Druck, Industrie 4.0, IoT, Digitalisierung bietet sehr große Potenzial
techniken, biomimetische Werkstoffe, Materialien Biopolymeren, biomimetischen Materialien Industrieroboter
für die Energiewandlung und -speicherung Sprunginnovationen
Sprunginnovationen Technologische Verbindungen Additive Fertigung, Industrie 4.0
Technologische Verbindungen Zukünftig Graphen Starke Verbindungen v. a. zu IKT
Vor allem Industrielle Produktionstechnologien und Digitalisierung Hemmnisse
und Nanotechnologien Hemmnisse Datensicherheit und -schutz
Kosten (Materialien, Verarbeitung) Reifegrad
Reifegrad Neue Anwendungen sind oftmals noch Akzeptanz
Viele Technologien und Anwendungen sind Akzeptanz nicht ausgereift Hohe Akzeptanz, aber von Umwälzungen
marktreif und werden stetig weiterentwickelt Verbreitete (unbewusste) Nutzung der bedroht
Technologie Marktentwicklung
Marktentwicklung Dynamische Entwicklung; Position Bayerns
Innovationen finden weite Verbreitung, Position Bayerns 3D-Druck als Nischenmarkt Gute Ausgangslage, Unternehmen
insbesondere im verarbeitenden Gewerbe Starke Stellung des verarbeitenden eher abwartend
Gewerbes in Bayern
Erwartungsabgleich Erwartungsabgleich
Erwartungen wurden weitgehend erfüllt. Einige Hemmnisse aus dem IKT-Bereich schlagen durch,
3D-Druck diffundiert nur langsam.32 vbw Zukunftsrat der Bayerischen Wirtschaft TechCheck 2019. Technologien für den Menschen. 33
Technologische Zukunftsfelder: Status quo
A A
TechCheck TechCheck
Biotechnologien Gesundheitswesen und Medizintechnologien
Schlüsselanwendungen Potenziale Schlüsselanwendungen Potenziale
Zum Beispiel Biopharmazeutika, Bioraffinerien, Rote, weiße, grüne Biotechnologie bergen Zum Beispiel Robotik-Anwendungen in Medizin, Sehr großes Potenzial, gerade in Verbindung
gentechnisch veränderte Nutzpflanzen große Potenziale, sind in Deutschland aber Pflege und Logistik, Exoskelette, AAL, mit anderen Zukunftsfeldern – auch infolge der
schwer realisierbar Gehirn-Computer-Schnittstelle demografischen Entwicklung
Technologische Verbindungen
Starke wechselseitige Verbindung zu Ernährung Sprunginnovationen Technologische Verbindungen Sprunginnovationen
und Lebensmitteltechnologien sowie Gesund- CRISPR / Cas9 Starker Rückgriff auf IKT und Digitalisierung In den kommenden zehn Jahren nicht in Aussicht
heitswesen und Lebensmitteltechnologien
Hemmnisse Reifegrad Hemmnisse
Reifegrad Aufwendige Genehmigungsverfahren Während einige Technologien bereits im Alltag Staatliche (teils unklare) Regulierung, Kosten
Zahlreiche biotechnologische Verfahren und sowie ungenügende Finanzierung und etabliert sind, werden andere noch von
Produkte haben bereits Marktreife erreicht Kommerzialisierung komplexen technischen Hürden ausgebremst Akzeptanz
Ambivalente Einstellung der Bevölkerung
Marktentwicklung Akzeptanz Marktentwicklung
Bleibt teilweise hinter Erwartungen zurück Massives Akzeptanzproblem der grünen Solider Wachstumspfad; dynamische Entwicklung Position Bayerns
Gentechnik v. a. bei digitalen Anwendungen Starke Medizintechnikhersteller, aber vergleichs-
weise wenige Anbieter im Bereich digitaler
Position Bayerns Medizintechnologien bzw. -anwendungen,
starke Robotik, starke Erfahrungen im Gehirn-
Führender Biotech-Standort in Deutschland,
Computer-Schnittstellen
globaler Spitzenreiter sind mit Abstand
die USA
Erwartungsabgleich Erwartungsabgleich
Komplexe Verfahren (z. B. CRISPR / Cas9; iPS-Zellen) benötigen zur Marktreife Entwicklung spezieller Anwendungen (z. B. intelligente Implantate,
mehr Zeit und Forschungsaufwand als erwartet. Medical Augmented Reality) bleibt hinter den Erwartungen zurück.34 vbw Zukunftsrat der Bayerischen Wirtschaft TechCheck 2019. Technologien für den Menschen. 35
Technologische Zukunftsfelder: Status quo
A A
TechCheck TechCheck
Ernährung und Lebensmitteltechnologien Luft- und Raumfahrttechnologien
Schlüsselanwendungen Potenziale Schlüsselanwendungen Potenziale
Zum Beispiel Lebensmittelkonservierung; Begrenzte Potenziale Zum Beispiel Satelliten; Flugtaxis; Einsatz von Sehr großes Potenzial, v. a. bei unbemannten
fett- / zuckerreduzierte Lebensmittelherstellung unbemannten Flugsystemen in hoheitlichen Flugsystemen
Sprunginnovationen Bereichen (z. B. Polizei, Rettungsdienst,
ergwacht), in Industrie (z. B. Vermessung,
Technologische Verbindungen In den kommenden zehn Jahren Sprunginnovationen
Überwachung, Wartung) und Landwirtschaft
Vor allem Biotechnologien sowie etwas schwächer nicht in Aussicht Unbemannte Flugsysteme
(z. B. Bodenerkundung)
Industrielle Produktionstechnologien
Hemmnisse Hemmnisse
Reifegrad Gesetzliche Vorschriften, hohe Technologische Verbindungen Strenge Regulierungen und Zertifizierungen sowie
Viele Technologien sind marktreif und Anschaffungskosten Vor allem IKT und Digitalisierung, Energie(system) lange Entwicklungszyklen; Anpassungsnotwen-
werden von der Lebensmittelindustrie stetig technologien, Industrielle Produktions- digkeiten bei rechtlichen Rahmenbedingungen für
weiterentwickelt technolog ien, IVS und zukünftige Mobilität Zulassung und Betrieb unbemannter Flugsystem
Akzeptanz
Keine generellen Vorbehalte,
Marktentwicklung Geschmack ist entscheidend Reifegrad Akzeptanz
Keine dynamische Entwicklung Neue Anwendungen oftmals noch Grundsätzlich hoch;
Position Bayerns nicht ausgereift bei Drohnen ambivalent
Spezialisierte Forschungseinrichtungen,
aber geringe F+E Aktivitäten der Wirtschaft Marktentwicklung Position Bayerns
Eine der wachstumsstärksten Branchen Einer der führenden Standorte für Luft- und
Deutschlands Raumfahrt in Europa, zunehmend preislich und
technologisch unter Druckeher abwartend
Erwartungsabgleich Erwartungsabgleich
Erwartung schrittweiser Weiterentwicklung weitgehend erfüllt. Erwartungen wurden weitgehend erfüllt.36 vbw Zukunftsrat der Bayerischen Wirtschaft TechCheck 2019. Technologien für den Menschen. 37
Chancen und künftige Entwicklungen
Kapitel Teil 03 .1
Wirtschaftliche Potenziale in den Zukunftsfeldern
03 A
Zur Abschätzung der ökonomischen Bedeutung der Zukunftsfelder für den
Industriestandort Deutschland wurde in der Studie TechCheck 2019. Erfolgs
faktor Mensch. ein Verfahren eingesetzt, das Patent- und Produktionsdaten
kombiniert. Danach sind die Technologien aus dem Bereich IVS (Intelligente
Verkehrssysteme) und zukünftige Mobilität deutschlandweit mit Abstand
am bedeutendsten. Diese Technologien fanden in Gütern Anwendung, auf
die im Jahr 2017 ein geschätztes Produktionsvolumen von insgesamt rund
332 Milliarden Euro entfiel (vgl. Abb. A 03 – 1). Der Bereich zeichnet sich
zudem durch eine sehr dynamische Entwicklung aus. Seit 2009 hat das
Produktionsvolumen um knapp 50 Prozent zugenommen. Dies spiegelt v. a.
die sehr erfolgreiche Entwicklung des Kraftwagenbaus in Deutschland.
Die enorme Bedeutung des Kraftwagenbaus für das Zukunftsfeld IVS und
zukünftige Mobilität birgt die Gefahr eines Klumpenrisikos.
Chancen und A 03 – 1
künftige Ökonomische Bedeutung der zehn Zukunftsfelder in Deutschland 2017
Produktionsvolumen von Gütern, die die jeweilige Zukunftstechnologie nutzen
Entwicklungen
IVS und zukünftige Mobilität
Energie(system)technologien
Digitalisierung und IKT
Bayern und Deutschland profitieren von einer starken Industrie und deren Ernährungswesen u. Lebensmitteltechnologien
Technologieführerschaft auf heute wichtigen Feldern. Das darf aber nicht Industrielle Produktionstechnologien
den Blick dafür verstellen, dass die Karten in einer stark datenbasierten
Gesundheitswesen u. Medizintechnologien
Wirtschaft neu gemischt werden und hier die internationalen Wettbewer-
ber das Geschehen dominieren. Auch auf den übrigen Zukunftsfeldern Neue Werkstoffe und Materialien
müssen die bestehenden Potenziale noch besser gehoben werden, um die Biotechnologien
künftige Wettbewerbsfähigkeit zu sichern.
Luft- und Raumfahrttechnologien
Nanotechnologien
Mrd. Euro 0 100 200 300
Maschinenbau DV-Geräte, Elektronik, Optik Chemie
Kraftwagenbau Elektrische Ausrüstungen übrige Branchen Quelle: vbw / Prognos38 vbw Zukunftsrat der Bayerischen Wirtschaft TechCheck 2019. Technologien für den Menschen. 39
Chancen und künftige Entwicklungen
A 03 – 2 Dieses aus Patent- und Produktionsstatistik abgeleitete Bild kann die wirt-
Ökonomische Bedeutung der zehn Zukunftsfelder in Deutschland 2017 schaftliche Realität und insbesondere die Rolle der digitalen Transformation
Wachstum des technologiefeldspezifischen Produktionsvolumens naturgemäß nur unvollständig abbilden. Werden zusätzlich Dienstleistungen
zwischen 2009 und 2017, in Prozent in die Betrachtung einbezogen, fällt die ökonomische Bedeutung der Zu-
A A
kunftsfelder insgesamt deutlich höher aus. Das gilt insbesondere für IKT
und Digitalisierung, wo sich wesentliche unternehmerische Tätigkeiten
IVS und zukünftige Mobilität
nicht in Produkten, sondern in Dienstleistungen niederschlagen. So lag die
Energie(system)technologien digitale Wertschöpfung mit 244 Milliarden Euro im Bereich Industrie und
Digitalisierung und IKT industrienahe Dienstleistungen schon im Jahr 2016 deutlich über dem ge-
Ernährungswesen u. Lebensmitteltechnologien
schätzten Produktionsvolumen für den Bereich IKT und Digitalisierung.
Unvollständig erfasst werden bislang auch die auf Digitalisierung und ins-
Industrielle Produktionstechnologien
besondere intelligente Datennutzung zurückzuführenden Produktivitäts-
Gesundheitswesen u. Medizintechnologien fortschritte in Unternehmen sämtlicher Branchen (vgl. ausführlich Neue
Neue Werkstoffe und Materialien Wertschöpfung durch Digitalisierung. Analyse und Handlungsempfehlungen,
Biotechnologien
2017). Auch in den anderen Zukunftsfeldern gewinnen (produktbegleitende)
Dienstleistungen und „Systemangebote“ zunehmend an Bedeutung.
Luft- und Raumfahrttechnologien
Nanotechnologien Speziell Plattformen spielen bei der Umsetzung der Potenziale der Digita-
lisierung in konkrete Geschäftsmodelle eine zentrale Rolle und schaffen
mit ihren Skalen-, Verbund- und Netzwerkeffekten auch neue Marktstruk-
Prozent 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 turen. Im Verbraucherbereich ist die Dominanz der US-amerikanischen
Plattformen groß. Amazon erreicht einen Unternehmenswert, der deutlich
über dem Marktwert aller zehn wertvollsten DAX-Unternehmen zusammen
Näherungswerte für Deutschland Quelle: vbw / Prognos 2019 liegt. Bisher haben Deutschland und Bayern kaum international relevante
Verbraucher-Plattformen hervorgebracht. Noch vollkommen offen ist das
Rennen dagegen im B2B-Bereich, also beispielsweise bei Plattformen für
die Organisation des Internets der Dinge (vgl. näher die vbw Studie Platt
formen – Infrastruktur der Digitalisierung, 2019). Zu beachten ist dabei aller
Ebenfalls von großer Bedeutung sind Energie(system)technologien, auf dings, dass viele deutsche Anbieter für ihre Plattformen wiederum die Infra
die im Jahr 2017 ein Produktionsvolumen von insgesamt 202 Milliarden struktur von Amazon Web Services oder Microsoft Azure nutzen.
Euro entfiel. Anwendung findet dieses Zukunftsfeld v. a. in den Branchen
elek
trische Ausrüstungen, Maschinen- und Kraftwagenbau. Mit einem
Produktionsvolumen von insgesamt 134 Milliarden Euro im Jahr 2017 folgt
das Zukunftsfeld IKT und Digitalisierung an dritter Position, wobei hier die
Produktionssicht die tatsächliche wirtschaftliche Bedeutung nur sehr
unvolls tändig abbilden kann (vgl. Seite 39). Den stärksten Produktionszu-
wachs zwischen 2009 und 2017 verzeichnen Güter, die Luft- und Raum
fahrttechnologien nutzen, mit etwa 85 Prozent. Der Durchschnitt aller In-
dustriegüter liegt bei einem Zuwachs von 36 Prozent. Insgesamt schlägt
sich fast jedes der zehn Zukunftsfelder in einer oder mehreren Schlüssel-
branchen nieder. Allein in Gütern aus dem Bereich Maschinenbau finden
neun der zehn Zukunftsfelder Verwendung.40 vbw Zukunftsrat der Bayerischen Wirtschaft TechCheck 2019. Technologien für den Menschen. 41
Chancen und künftige Entwicklungen
03 .2 A 03 – 3
Forschungsaktivitäten Relative Forschungsschwerpunkte im internationalen Vergleich
zehn Zukunftsfelder in Deutschland 2017
in den bayerischen Zukunftsfeldern
A A
In Bereichen, auf die sich öffentliche Forschung fokussiert, verlaufen Ent-
wicklungen und Wachstum häufig besonders dynamisch. Mithilfe eines
Web-Intelligence-Tools wurde analysiert, wie häufig bestimmte techno IVS und zukünftige Mobilität
logiespezifische Fachbegriffe auftreten. Da neueste Ergebnisse aus For-
schung und Entwicklung auf den Webseiten der einschlägigen Akteure
besonders prominent platziert werden und dann weitere Verbreitung in Industrielle Gesundheitswesen
Produktionstechnologien u. Medizintechnologien
Foren oder auf verschiedenen Plattformen finden, geben die Informationen
aus dem Internet ein nahezu vollständiges Bild der einzelnen (staatlichen)
Forschungsaktivitäten und ergänzen die Patentanalysen.
Wenig überraschend ist der relative Schwerpunkt im Bereich Mobilität (vgl. Nanotechnologien
Ernährungswesen u.
Lebensmitteltechnologien
Abb. A 03 – 3), der ganz maßgeblich auf die Stärke der Automobilindustrie
zurückzuführen ist. Kritisch ist dagegen, dass wir im Bereich IKT und Digita
lisierung keinen Schwerpunkt setzen und uns weniger darauf fokussieren
als wichtige Wettbewerber wie USA, China und Japan. Angesichts der gro-
ßen Bedeutung für alle anderen Zukunftsfelder müsste das Bild anders
aussehen. Die starke Betonung der Nanotechnologien sowohl in der chine
sischen als auch der japanischen Forschungslandschaft zeigt, was aus der Neue Werkstoffe Digitalisierung
und Materialien und IKT
Patentanalyse nur unvollständig abzulesen ist: Wettbewerber in Asien sehen
die große Bedeutung von Nanostrukturen als Grundlage für die Funktion
materieller Gegenstände. Eine vergleichbare stoffliche Ausrichtung fehlt
in der deutschen Forschung.
Energie(system)-
In Bayern liegen Patentaktivitäten in den Zukunftsfeldern IVS und zukünftige technologien
Luft- und
Raumfahrttechnologien
Mobilität an der Spitze (vgl. Abb. A 03 – 4). Dies ist insbesondere auf die
hohe Forschungsintensität der Automobilindustrie in Bayern zurückzufüh-
Biotechnologien
ren. Neben IKT und Digitalisierung sind außerdem die Energiesysteme und
Energietechnologien sehr aktiv. In allen Zukunftsfeldern ist der Anteil der
Weltklassepatente an den Gesamtpatenten sehr hoch. Als Weltklasse
patente werden die besten zehn Prozent der Patente innerhalb einer defi-
nierten Technologie bezeichnet, gemessen an der erreichten Marktabde- USA Dargestellt ist die relative (nicht absolute) Aufteilung der
ckung und der technologischen Relevanz (Referenzen und Zitierungen). In China Forschungstätigkeit auf die zehn Zukunftsfelder innerhalb eines
der Regel sind mehr als 25 Prozent der Patentleistungen als Weltklasse Japan
Landes gemäß der mit einem Web-Crawler ermittelten (relativen)
Häufigkeit von Fachbegriffen. Werte sind logarithmiert dargestellt.
einzustufen. Dieser Wert ist auch im internationalen Maßstab sehr noch. In Deutschland
Lesehilfe: In Deutschland ist die Forschung insbesondere im
den Biotechnologien liegt er mit knapp 40 Prozent am höchsten. globaler Durchschnitt
Zukunftsfeld IVS und zukünftige Mobilität vergleichsweise stark
ausgeprägt, während im Zukunftsfeld IKT und Digitalisierung
anteilmäßig weniger geforscht wird als in allen übrigen Ländern.
Quelle: vbw / Prognos 201942 vbw Zukunftsrat der Bayerischen Wirtschaft TechCheck 2019. Technologien für den Menschen. 43
Chancen und künftige Entwicklungen
A 03 – 4 03.3
Technologiestruktur Bayerns nach Zukunftsfeldern, Wandel im Zusammenspiel Mensch – Technik
Weltklassepatente und Gesamtpatente, 2018
A Anzahl aktiver Patentfamilien Seit die ersten Werkzeuge hergestellt wurden, hat sich viel verändert. So A
schnell wie heute – getrieben vor allem durch die digitale Transformation –
hat sich der Wandel allerdings noch nie vollzogen. Arbeitserleichterung
IVS und zukünftige Mobilität
oder ersatzloser Wegfall menschlicher Tätigkeit, neue Rollen und neue
Energie(system)technologien Formen der Arbeitsteilung bzw. Kooperation fordern den Einzelnen und
Digitalisierung und IKT
die Gesellschaft heraus. Die „Maschine“ ist heute viel weniger greifbar als
früher, weil mit dem Siegeszug von Software und Plattformen neben die
Ernährungswesen u. Lebensmitteltechnologien
technischen Geräte auch virtuelle „Informationsverarbeitungsmaschinen“
Industrielle Produktionstechnologien getreten sind.
Gesundheitswesen u. Medizintechnologien
Im Mittelpunkt steht immer der Mensch. Die Gestaltung der Mensch-
Neue Werkstoffe und Materialien
Maschine-Interaktion, die Einbindung von Mitarbeitern in den Transforma-
Biotechnologien
tionsprozess und die Ausrichtung von Innovationen auf den Nutzen für den
Luft- und Raumfahrttechnologien Menschen sind die entscheidenden Erfolgsfaktoren für
Nanotechnologien – am Markt erfolgreiche Innovationen und damit Wachstum,
Arbeitsplätze und Wertschöpfung am Standort,
– d as Gelingen der Implementierung neuer Anwendungen im
Anzahl 0 10.000 20.000 30.000 Unternehmen und
– Technologie- und Innovationsbegeisterung in der Gesellschaft.
Restliche Patente Weltklasse Quelle: EconSight / PatentSight 2019 Die Bedeutung lässt sich auch daran ablesen, dass mit der Mensch-Ma-
schine-Interaktion (MMI) verbundene Technologien im letzten Jahrzehnt
weltweit ein sehr dynamisches Wachstum verzeichneten. Die Gesamtzahl
aktiver Patentfamilien hat sich seit 2008 auf 230.000 im Jahr 2018 etwa
verdreifacht. Im Zentrum stehen dabei die Touch-Anwendungen, mit denen
Die Schlüsselanwendungen der zehn bayerischen Zukunftsfelder haben das starke Wachstum begann, während zuletzt auch die Sprachsteuerung
weit überwiegend einen Bezug zur Digitalisierung. Umso wichtiger sind stark zugenommen hat, die wiederum eng mit den Entwicklungen auf dem
eine gute Positionierung und ein hohes Engagement u. a. in Forschung und Feld der Künstlichen Intelligenz verknüpft ist (vgl. Abb. A 03 – 5).
Entwicklung auf diesem Feld.44 vbw Zukunftsrat der Bayerischen Wirtschaft TechCheck 2019. Technologien für den Menschen. 45
Chancen und künftige Entwicklungen
A 03 – 5 Besonders bedeutsam ist die Mensch-Maschine-Interaktion gegenwärtig
Verknüpfung der MMI-Technologien mit speziellen Digitalisierungstechnologien auf den Zukunftsfeldern Digitalisierung und Intelligente Verkehrssysteme.
(aktive Patentfamilien, 2018, weltweit) Auch in Medizin- und Gesundheitstechnologien sowie Industriellen Pro-
A duktionstechnologien spielt MMI eine wichtige Rolle, in Bayern ebenso A
Die technologische Bedeutung der Mensch-Maschine-Technologien für einzelne wie aus globaler Sicht. Aufgrund der Dominanz der Anwendungen im Digi-
spezielle Technologien. Lesehilfe: Rund 5.000 Patente in der Prozessautomatisierung talisierungsbereich lohnt sich eine differenziertere Betrachtung der dortigen
sind verknüpft mit der Touch-Technologie. Rund 11.000 Patente in der künstlichen
Anwendungstechnologien (Abb. A 03 – 6).
Intelligenz sind mit Sprachtechnologien verknüpft. Datengrundlage: aktives globales
lit y
Patentportfolio (alle aktiven und angemeldeten Patente) zum Stichtag 31. 12. 2018
Im weltweiten Vergleich zeigt die Patentstruktur aus globaler Sicht eine
ea
ion
dR
Dominanz der Touch-Technologie, gefolgt von der Spracherkennung. In
nit
nte
e
10.000 Patente
fac
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Deutschland ist die Dominanz der Touch-Technologie weniger stark aus-
me
s
s
ec
5.000 Patente
ter
nic
ion
ug
sR
geprägt, dafür nehmen die Sprach- und die Gestensteuerung mehr Platz
- In
1.000 Patente
Bio
ss
se
/A
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ter
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ein. In Bayern ist die Gestensteuerung noch etwas ausgeprägter als in
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t
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Gesamtdeutschland, da sie mehrheitlich in der Automobilindustrie Anwen
let
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rac
on
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rp
ch
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oa
ke
ch
dung findet (Abb. A 03 – 6).
tua
stu
oti
ge
eT
ain
ee
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os
u
Em
Fin
Ge
V ir
Sp
Ke
Ex
To
Ey
Br
Process Automation
Robotics A 03 – 6
Patentstruktur bei MMI-Technologien
Data Security
Sensors
Artificial Intelligence Global Deutschland Bayern
Digital Health
3D Image Modelling
Smart City
Smart Home
Cloud Computing
Autonomous Vehicles
Drones
Preventive Maintenance
Maps, Navigation, Positioning
Touch Virtual Realtiy / Augmented Reality
Smart Grid Speech Eye Tracking / Iris Recognition
Fingerprint Exoskeletons / Bionics
Gesture Emotion / Expressions
Quelle: EconSight / PatentSight 2019 Keyboard / Mouse Brain-Computer-Interface Quelle: EconSight / PatentSight 2019Sie können auch lesen
