Baden-Württemberg ist im jährlich veröffentlichten Smart City Index des Wirtschaftsverbandes Bitkom e.V. prominent vertreten. Gleich drei Städte aus dem Land – Karlsruhe, Ulm und Stuttgart – haben es unter die besten zehn geschafft. Damit zeigt das Land wie smart und digital seine Großstädte im bundesweiten Vergleich sind.

Ulm (Platz 9) schaffte in diesem Jahr erstmals den Sprung in die Top 10. Karlsruhe (Platz 10) konnte sich im Vergleich zum Vorjahr um vier Plätze verbessern und gehört damit erneut zu den zehn besten Smart Cities. Stuttgart (Platz 8) hingegen gelang es, wie bereits in den Vorjahren, seine Top-Position zu verteidigen.

Die Digitalisierung im Land weiter voranbringen

Die Landesregierung gestaltet aktiv die Digitalisierung in Baden-Württemberg. Seit 2016 wurden über zwei Milliarden Euro investiert und zahlreiche digitale Projekte initiiert. Die herausragenden Platzierungen beim Smart City Index bestätigen diesen Weg.

Allen voran gilt es auch, die Digitalisierung als sich wandelnden Prozess zu begreifen und das eigene Vorhaben immer wieder anzupassen. Aus diesem Grund wurde die landesweite Digitalisierungsstrategie im Oktober 2022 überarbeitet: Aus digital@bw wurde digital.LÄND – für ALLE digital. Die Strategie setzt klare Ziele. Alle Projekte und Vorhaben sollen Wohlstand, Nachhaltigkeit, gesellschaftlichen Zusammenhalt sowie digitale Souveränität in Baden-Württemberg sichern und das Land als Leitregion des digitalen Wandels stärken.

Digitalranking der deutschen Großstädte

Der Smart City Index bildet ein umfangreiches und detailliertes Bild des Digitalisierungsstands deutscher Großstädte ab. Das Ranking basiert dabei auf einer Vielzahl von Parametern aus fünf Themenbereichen: Verwaltung, IT und Kommunikation, Energie und Umwelt, Mobilität sowie Gesellschaft und Bildung. Analysiert und bewertet wurden alle deutschen Städte ab 100.000 Einwohnern. Die Ergebnisse der insgesamt 81 Städte sind einzeln abrufbar: Smart City Index 2023

Welche digitalen Kompetenzen benötigen künftige Verwaltungsmitarbeitende und potenzielle Führungskräfte im öffentlichen Sektor und wie können diese Qualifikationen und Kenntnisse bereits im Studium erworben werden?

Mit diesen und weiteren Fragen beschäftigte sich die neu gegründete AG Hochschulen am 22. September 2023 im Kommunal- und Digitalisierungsministerium Baden-Württemberg.

Die Arbeitsgruppe wurde auf Initiative des Ministeriums des Inneren, für Digitalisierung und Kommunen gegründet. Erstmalig war das Thema digitale Kompetenzen als Handlungsfeld im Rahmen des regelmäßig stattfindenden Smart City Austauschs erarbeitet worden. In einem nachfolgenden digitalen Austausch mit den Verwaltungshochschulen Ludwigsburg und Kehl wurde der übereinstimmende Wunsch deutlich, digitale Kompetenzen im Studium verstärkt zu verankern.

Die Zukunft von Kommunen ist digital. So formuliert es auch die weiterentwickelte Digitalisierungsstrategie des Landes digital.LÄND. Sie führt Kommunen als einen von insgesamt sechs Lebensbereichen, in denen die digitale Transformation konkret stattfindet.

Zum Auftakt des Arbeitstreffen waren die Verwaltungshochschulen Ludwigsburg und Kehl sowie die Hochschule für Technik Stuttgart vertreten. Expertise aus der Praxis brachten die Vertreterinnen und Vertreter der baden-württembergischen Smart Cities ein.

Nach dem produktiven Auftakt sollen die diskutierten Themen nun in der weiteren Zusammenarbeit vertieft und in die praktische Umsetzung überführt werden. Ein zweites Treffen der Arbeitsgruppe befindet sich bereits in der Vorbereitung.

Nach einem ersten Kick-Off im November 2022 und einem weiteren Fachaustausch im Februar 2023 fand am 21. Juli 2023 der dritte Austausch des Ministeriums des Inneren, für Digitalisierung und Kommunen mit den Smart Cities und Vorreiterkommunen aus Baden-Württemberg auf der BUGA in Mannheim statt.

Das Innenministerium gab einen Überblick zu aktuellen Entwicklungen sowie zum derzeitigen Stand der Handlungsfelder im Bereich Smart City.

Vertreterinnen und Vertreter der Komm.ONE präsentierten Produkte und innovative Lösungen für Smart Cities. Durch smarte Anwendungen steigen auch die Anforderungen im Bereich Cybersicherheit. Hier gab der Präsident der Cybersicherheitsagentur Baden-Württemberg, Ralf Rosanowski, den Kommunen weiterführende Hinweise.

Im Anschluss an den fachlichen Austausch erkundeten die Teilnehmenden das BUGA Gelände – hier im Fokus: Smarte Daten der BUGA 23. An einer Station zeigten Studierende der Hochschule Mannheim unter der Leitung von Herrn Prof. Dr. Till Nagel visualisierte Daten der BUGA. Ein weiteres Highlight: der Smart City Erlebnisraum der sMArt City Mannheim GmbH. Hier veranschaulicht ein Dashboard Live-Daten der Stadt Mannheim. Ferner ermöglicht das Scannen von QR-Codes ein Abtauchen in die augmented reality der Stadt Mannheim.

Ein rundum smarter Austausch auf der BUGA in Mannheim.

Nach der Auftaktveranstaltung im November 2022 lud das Digitalisierungsministerium am 01. Februar 2023 erneut zu einem gemeinsamen Fachaustausch zwischen baden-württembergischen Smart Cities und Repräsentantinnen und Repräsentanten des Ministeriums ein.

Beim letzten Treffen hatte man sich darauf verständigt, den lebhaften Austausch weiter fortzusetzen. Nicht nur um voneinander zu lernen und einen Wissenstransfer zu ermöglichen, sondern auch um gemeinsam die digitale Transformation im Land weiter voranzutreiben.

Als ausgemachtes Ziel der Veranstaltung galt es, wichtige Themen und Handlungsfelder der Verwaltungsmodernisierung und digitalen Transformation zu identifizieren. Neben Data Governance, IT-Standards und Datenstrategien waren Cybersicherheit und digitale Fachkompetenzen die diskutierten Themen. In weiteren Austauschrunden sollen diese Handlungsfelder nun verstärkt in den Fokus rücken. Die Zukunft von Kommunen ist digital. So formuliert es auch die weiterentwickelte Digitalisierungsstrategie des Landes digital.LÄND. Sie führt Kommunen als einen von insgesamt sechs Lebensbereichen, in denen die digitale Transformation konkret stattfindet.

Teil des gemeinsamen Treffens war zudem die Vorstellung des GovTech Campus Deutschland e. V., durch Vertreterinnen und Vertreter des InnoLab BW. Der Verein bringt Kommunen, Städte und Gemeinden mit Akteuren aus der Technologie-Szene zusammen. Ziel ist es, innovative Lösungen in die Verwaltung zu bringen und die Modernisierung und digitale Transformation weiter voranzutreiben. Seit Anfang des Jahres 2022 ist die Landesregierung Baden-Württemberg Mitglied im GovTech Campus Deutschland e.V. Um den Einsatz künstlicher Intelligenz in der Verwaltung zu stärken, baut der Verein in Baden-Württemberg eine regionale Außenstelle mit dem Leitthema „Künstliche Intelligenz in der Verwaltung“ auf.

Sie möchten gerne mehr erfahren? Bei Fragen zu Smart Cities wenden Sie sich bitte an Carolin Kliem aus dem Ministerium des Inneren, für Digitalisierung und Kommunen: carolin.kliem@im.bwl.de, +49 711/231-3724. Informationen zum GovTech Campus Deutschland e. V. erhalten Sie hier.

Wir möchten Ihnen regelmäßig besondere Projekte im Bereich Mobilfunk und 5G präsentieren. Hierzu stellen sich die Projektverantwortlichen mit einem Steckbrief und einem Interview vor. Viel Spaß!

Eckdaten zum Projekt:

• Projektziel:
  Das vom BMDV geförderte Projekt hat das Ziel, einen entscheidenden Beitrag zur Entwicklung und Erprobung konkreter 5G-Anwendungen für moderne Produktionssysteme und den urbanen Raum zu leisten. Dadurch werden Forschung und Industrie in der Region Stuttgart gestärkt und gleichzeitig die Basis für flächendeckende Anwendungen für 5G-Campusnetze geschaffen.
  
• Projektbeschreibung:
  Zur Prozessoptimierung in der Fertigung wird in der Forschungsumgebung der ARENA2036 der Einsatz von 5G mit dem Ziel der Optimierung vernetzter industrieller Fertigungsprozesse erprobt. So kann bspw. mit Hilfe eines 5G-Sensor-Kits eine hohe Anzahl an Sensorgeräten pro Flächeneinheit unterstützt und gleichzeitig eine hohe Datenrate im Uplink (Echtzeit-Analyse) gewährleistet werden. Der Einsatz von mobilen 5G-Kamerasystemen ermöglicht zudem die Übertragung von hochauflösenden Videos, wodurch das Fertigungsumfeld visuell erfasst und mögliche Abweichungen in der Fertigung in Echtzeit ausgewertet werden können. Das 5G-Mobilfunknetz kann ebenfalls als Übertragungseinheit im Zuge der Qualitätskontrolle von Fertigungsprozessen dienen, indem eine drahtlose und verschlüsselte Kommunikation zwischen Werkzeugmaschinen und deren SPS (speicherprogrammierbare Steuerung) sowie Cloud-Servern hierüber sichergestellt wird. Ebenfalls in der ARENA2036 wird für die Anwendungsfälle (Intra-)Logistik und Not-Aus eine Lokalisierung mit 5G entwickelt und umgesetzt sowie mit anderen Lokalisierungstechnologien wie der Ultra-Breitband-Technologie (UWB) verglichen. So wird bspw. die Lokalisierungsgenauigkeit in Abhängigkeit von den Anbringungsorten an den logistischen Komponenten sowie das Pulkverhalten mehrerer Funkmodule bei der Lokalisierung und Datenübertragung untersucht. In vielen Produktions- und Logistikhallen werden Automated Guided Vehicles (AGV) eingesetzt. Der Einsatz von 5G für diese sicherheitsrelevanten Systeme soll durch die Anwendung von Geo-Fencing das Gefährdungspotenzial bei Störfällen reduzieren und gleichzeitig die Produktionsprozesse effizient halten. Eine geringe Latenzzeit und hohe Zuverlässigkeit sind hierfür Voraussetzung.

Die Erfahrungen aus den Industrieanwendungen werden auf beispielhafte Smart City-Anwendungsfälle übertragen, um das Transferpotenzial in seiner ganzen Bandbreite testen und aufzeigen zu können. Viele Betriebs- und Wartungseinsätze sowie die Überwachung von Prozessen können durch Drohnen unterstützt oder durchgeführt werden. Zum Beispiel sind visuelle Inspektionen von schwer zugänglichen Gebäuden und Bauten wie z. B. Brücken mögliche Einsatzgebiete. Hierfür sind eine genaue Lokalisierung und eine hohe Datenübertragungsrate Voraussetzungen, die das 5G-Netz bietet. Zudem wird die Kombination verschiedener Lokalisierungstechnologien und deren Verknüpfung (seamless tracking) in einer bebauten Umgebung (zwischen Fraunhofer Campus und ARENA2036) erprobt und validiert. Um Ideen und Innovationen von konkreten 5G-Anwendungsfällen zu fördern, werden im Sinne eines Open Innovation-Ansatzes Maker-Challenges zu den Anwendungsbereichen des Projektes durchgeführt. Konkret werden durch die „MakerDrone-Challenge“ engagierte Bürgerinnen und Bürger sowie andere Stakeholder angesprochen, sich und ihre Ideen zum Thema automatisiertes Fliegen einzubringen. Neben der Entwicklung von Lösungsansätzen steht vor allem die Erprobung und Evaluierung der entwickelten Ideen in einer sicheren Testumgebung im Fokus.

• Projektpartner:

Balluff GmbH, 73765 Neuhausen a. d. Fildern

Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V., 80686 München mit den Instituten für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA) und für Arbeitswirtschaft und Organisation (IAO)

NAiSE GmbH, 70184 Stuttgart

Nokia Solutions and Networks GmbH & Co. KG, 70435 Stuttgart

Pilz GmbH & Co. KG, 73760 Ostfildern

Robert Bosch GmbH, 70839 Gerlingen

SPIE Deutschland & Zentraleuropa GmbH, 40882 Ratingen

TRUMPF Werkzeugmaschinen GmbH + Co. KG, 71254 Ditzingen

Universität Stuttgart mit den Instituten für Automatisierungstechnik und Softwaresysteme (IAS), für Arbeitswissenschaft und Technologiemanagement (IAT) und für Fördertechnik und Logistik (IFT), 70049 Stuttgart

Wirtschaftsförderung Region Stuttgart GmbH (Koordinator), 70174 Stuttgart

Assoziierte Partner:

ARENA2036 e.V., 70569 Stuttgart

Landeshauptstadt Stuttgart, 70173 Stuttgart

Schriftliches „Interview“

1. Was ist das Ziel des Projektes? Welche Bedarfe werden damit bedient? Was war der Anstoß?

Mit dem Projekt SynergieRegion möchten wir Unternehmen unterschiedlicher Größe frühzeitig mit den Einsatzmöglichkeiten von 5G-Campusnetzen in der Produktion und Intralogistik vertraut machen und die aus der Erprobung im Produktionsumfeld gewonnenen Erfahrungen auf Anwendungsfälle im urbanen Umfeld übertragen. Als Wirtschaftsförderung haben wir natürlich großes Interesse daran, die Wirtschaft bei der Adaption moderner Technologien z. B. dadurch zu unterstützen, dass wir Anwendungserfahrungen rechtzeitig und möglichst praxistauglich in die Breite tragen.

2. Warum ist das Projekt für Sie – für die Region, für die Partner – so wichtig?

Die Region Stuttgart lebt in hohem Maß von der Wertschöpfung in der Industrieproduktion, insbesondere im Fahrzeug- und Maschinenbau. Dort bietet der digitale Transformationsprozess erhebliche Chancen, stellt die Unternehmen aber auch vor großen Herausforderungen. Das Effizienzpotenzial der Digitalisierung in einer flexiblen Produktion kann v. a. dann erschlossen werden, wenn Daten mit hohen Übertragungsraten, niedrigen Latenzzeiten und großen Bandbreiten kabellos übertragen werden können. 5G bietet diese Voraussetzungen. Frühzeitig Erfahrungen mit dem Einsatz von 5G und den dafür notwendigen Modulen und Komponenten sammeln zu können, trägt daher zur Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit der Unternehmen am Standort bei – und das sehen wir als eine unserer wichtigsten Aufgaben an.

3. Welche Rolle spielt(e) der Standort für das Projekt?

Die ARENA2036 bietet eine in der Region einmalige Forschungsumgebung zur Entwicklung und Erprobung von Komponenten und Prozessen in der Fahrzeugproduktion. Das Modell des „Forschungscampus“ ermöglicht eine enge, niedrigschwellige Zusammenarbeit von Industrieunternehmen mit Instituten der Universität Stuttgart und der Fraunhofer-Gesellschaft sowie weiteren Forschungseinrichtungen in wechselnden Teams unter einem Dach. Ein solcher Campus passt bestens in eine Hightech-Region, deren Zukunft von einer möglichst engen Zusammenarbeit zwischen Forschung und Wirtschaft abhängt.

4. Warum 5G? Gab es Alternativen? Wird 5G die Erwartungen (Stichwort: ‚game changer‘) erfüllen?

Im Projekt geht es genau darum: Herauszufinden, welchen Mehrwert das 5G-Campusnetz gegenüber State-of-the-Art-Netzwerken bietet und wie sich diese Vorteile optimal im Produktionsalltag einsetzen lassen. Einzelne Anwendungen werden dazu parallel in UWB (Ultra Wide Band) und 5G umgesetzt, um einen direkten Vergleich zu bekommen.

5. Was sind oder waren (bisher) die größten Herausforderungen des Projektes und wie haben Sie diese gelöst? Sind Sie schon am Ziel oder welche Schritte stehen noch aus?

Die größten Herausforderungen bildeten Lieferschwierigkeiten von benötigten Komponenten, die wir aber durch Parallelisierung von Prozessen im Projektplan soweit auffangen konnten, dass die Projektziele im angedachten zeitlichen Rahmen erreicht werden können.

6. Gibt es Spillover-Effekte? Profitieren auch andere Arbeits- oder Lebensbereiche bzw. Akteure von dem Projekt? Ist Ihr Projekt übertragbar für andere Regionen und Themenbereiche?

Der Transfer der aus den Anwendungen in Produktion und Intralogistik gewonnenen Erfahrungen in Anwendungen im urbanen Raum steht in der zweiten Hälfte der Projektlaufzeit im Fokus des Projekts. Die Ergebnisse werden im ersten Halbjahr 2023 im Rahmen eines offenen Demonstrationstages interessierten Unternehmen präsentiert, die dabei Gelegenheit zu einem intensiven Informationsaustausch mit den Projektpartnern bekommen. Eine gute Gelegenheit also, ganz im Sinne unserer Aufgabe als Wirtschaftsförderung, praktische Erfahrungen weiterzugeben.

7. Was sind Ihre Pläne nach Ablauf des Projektes?

Die aufgebaute und im Rahmen des Projekts weiterentwickelte 5G-Infrastruktur steht auch nach Abschluss des Projekts in der ARENA2036 für weitere Vorhaben zur Verfügung. Die am Projekt beteiligten Industriepartner werden die Ergebnisse in ihren eigenen Produktionsumgebungen weiter nutzen.

Wir möchten Ihnen regelmäßig besondere Projekte im Bereich Mobilfunk und 5G präsentieren. Hierzu stellen sich die Projektverantwortlichen mit einem Steckbrief und einem Interview vor. Viel Spaß!

Eckdaten zum Projekt:

• Projektziel:
  Evaluation von 5G für die Intra- und Extralogistik: Was lässt sich heute bereits umsetzen? Was wird mit zukünftigen 5G-Releases möglich sein?
  
• Projektbeschreibung:
  Test und Evaluation des 5G-Einsatzes für Logistikprozesse in KMU: Häufiger als man denkt stecken hinter Lieferengpässen und Verzögerungen logistische Probleme wie falsche Beladung, lange Standzeiten und schlecht geplante Transportwege innerhalb der Lager. Wie können nun Logistikprozesse effizienter werden? Mit dieser Fragestellung hat sich der Schwabenbund als Initiator zusammen mit dem Fraunhofer IAO, Nokia, dem Fraunhofer IIS und der Universität Stuttgart für den 5G-Innovationswettbewerb des Bundesministeriums für Digitales und Verkehr (BMDV) beworben und eine Förderung erhalten.

• Projektpartner:

Schwabenbund e. V.

Fraunhofer IAO

Nokia

Fraunhofer IIS

Universität Stuttgart

Ziehl-Abegg

Schriftliches „Interview“

1. Was ist das Ziel des Projektes? Welche Bedarfe werden damit bedient? Was war der Anstoß?

Bei dem Projekt grenzenlos5G@BYBW soll im Rahmen einer wissenschaftlichen Untersuchung getestet werden, wie und unter welchen Bedingungen Logistikprozesse von Unternehmen durch 5G unterstützt werden. Auch welche Vorteile 5G in der Logistik genau bietet, welche Voraussetzungen in den Unternehmen dafür erfüllt sein müssen und welche zeitlichen und finanziellen Einsparungen möglich sind, wird hierbei erprobt. So soll am Ende unter anderem ein Analysetool entwickelt werden, das auf Basis weniger Unternehmensdaten prognostizieren kann, ob sich der Einsatz von 5G im eigenen Betrieb lohnt.

Anstoß war das Ergebnis einer gemeinsamen Kabinettssitzung der Länder Bayern und Baden-Württemberg, in deren Rahmen eine Belebung der Südachse auch im Zukunftsfeld 5G beschlossen wurde.

2. Warum ist das Projekt für Sie – für die Region, für die Partner – so wichtig?

Neben der fachlichen und technischen Expertise, die sich ohne grenzenlos5G@BYBW nicht im Konsortium zusammengefunden hätte, ist das Projekt wichtig, um die Region zwischen Bayern und Baden-Württemberg deutschlandweit als Innovationsregion zu etablieren. Zudem soll durch grenzenlos5G@BYBW die länderübergreifende Zusammenarbeit im Herzen Süddeutschlands gestärkt werden. 

3. Welche Rolle spielt(e) der Standort für das Projekt?

Die Schwabenbund-Region zwischen der schwäbischen Alb und dem Allgäu zählt zu den wirtschaftsstärksten Gebieten Deutschlands: Mit über 1,5 Millionen Einwohnern und mehr als 100.000 Unternehmen werden jährlich rund 150 Millionen Tonnen an Produkten von hier aus auf den Weg zu ihren Abnehmern gebracht. Das Projekt grenzenlos5G@BYBW soll dabei die Rolle der Region als Logistik- und Industrie 4.0-Standort abseits der Metropolregionen Stuttgart und München ausbauen sowie die Digitalisierung von kleinen und mittelständischen Betrieben unterstützen und vorantreiben.

4. Warum 5G? Gab es Alternativen? Wird 5G die Erwartungen (Stichwort: ‚game changer‘) erfüllen?

Es gibt verschiedene technische Ansätze für die Automatisierung von Produktions- und Logistikprozessen. In der Praxis kommt dabei heute eine Vielzahl unterschiedlicher Technologien und Systeme zum Einsatz. Durch die hohe Komplexität und im schlimmsten Fall gegenseitige Störung der verschiedene Funksysteme lässt sich das Potential der Automatisierung jedoch nicht annähernd ausschöpfen.

Der 5G-Standard versucht, eine ganzheitliche Lösung für verschiedenartige Anwendungsfälle zu bieten: Über 5G ist es möglich, Geräte mit vollkommen unterschiedlichen Anforderungen an die Infrastruktur, beispielsweise Hochleistungskameras für die Qualitätskontrolle und energieeffiziente IoT-Sensoren, über dasselbe Netz zu versorgen. Durch das 5G-Positioning wird sich die Kommunikation in Industrienetzen auch mit Lokalisierungsdiensten kombinieren lassen: Die fahrerlosen Transportsysteme in der Produktionshalle werden dann nicht nur über 5G gesteuert, sondern auch mit hoher Genauigkeit in Echtzeit geortet – alles über dasselbe Netz. Die Kommunikation von Geräten lässt sich so hinsichtlich Datendurchsatz, Zuverlässigkeit und Energieeffizienz optimieren.

5G ist der aktuelle und künftige globale Standard in der Kommunikation. Durch die Erprobung des industriellen Einsatzes wie im Projekt grenzenlos5G@BYBW sind zudem zukünftig positive Effekte hinsichtlich neuer Berufsbilder und besserer Arbeitsbedingungen zu erwarten (Stichwort: Fernwartung, Remote-Work und Inklusion).

5. Was sind oder waren (bisher) die größten Herausforderungen des Projektes und wie haben Sie diese gelöst? Sind Sie schon am Ziel oder welche Schritte stehen noch aus?

Neben Lieferverzögerungen wurde bei grenzenlos5G@BYBW das Konsortium durch mehrere Wechsel der Projektpartner seit Antragsstellung gefordert.

Es ist spürbar, dass beim Thema 5G, gerade bei mittelständischen Unternehmen, noch Zurückhaltung herrscht und Überzeugungsarbeit notwendig ist, da 5G als Innovationsthema teilweise nicht unmittelbar anschlussfähig ist. Viele KMUs – auch über die Schwabenbund-Region hinaus – verfügen zum jetzigen Zeitpunkt noch nicht über die notwendigen personellen Kapazitäten oder die Infrastruktur (Teilautomatisierung der Logistik), um alle in grenzenlos5G@BYBW geplanten 5G-Use-Cases im laufenden Betrieb testen zu können.

Daher freuen wir uns, dass wir mit ZIEHL-ABEGG einen Umsetzungspartner gefunden haben, der durch seine Größe (ca. 4.000 Mitarbeitende), vorangeschrittene Teilautomatisierung und Fertigungen ab der Losgröße 1 ideale Umsetzungsvoraussetzungen für das Projekt bietet. Nach der ersten Durchführung der Use-Cases im laufenden Betrieb (ab Q4/2022) ist es Ziel, die Ergebnisse in kleinen und mittelständischen Unternehmen des Schwabenbunds zu validieren. Hierbei müssen die künftigen weiteren Partnerunternehmen nun nicht mehr die Voraussetzungen für die Umsetzung aller Use-Cases erfüllen – was die Hürden zur Teilnahme erheblich senkt.

6. Gibt es Spillover-Effekte? Profitieren auch andere Arbeits- oder Lebensbereiche bzw. Akteure von dem Projekt? Ist Ihr Projekt übertragbar für andere Regionen und Themenbereiche?

Die Ergebnisse des Projekts sollen zunächst vorrangig im Untersuchungsgebiet (Stuttgart / Nürnberg / Ulm / Kupferzell) betrachtet werden, sind aber auch darüber hinaus anwendbar und relevant. Welche Treiber und Hemmnisse hier eine Rolle spielen, wird im Rahmen der Begleitforschung untersucht.
Auch in anderen Branchen abseits der Industrie spielen Logistikprozesse eine große Rolle. Hierbei kann es unter anderem Anknüpfungspunkte zu den Bereichen Lebensmitteltransport, Handel, Gastronomie und Gesundheit geben.

7. Was sind Ihre Pläne nach Ablauf des Projektes?

Wichtig sind auch nach Abschluss des Projekts die Pflege der entstandenen Netzwerke. Ziel über das Projekt hinaus ist die Validierung der Ergebnisse durch Anschlussprojekte in anderen Regionen. Hierzu erfolgte bereits die Anmeldung des Markennamens und des Logos “grenzenlos5G” ohne die Regionskennzeichnung „@BYBW“.

Wir möchten Ihnen regelmäßig besondere Projekte im Bereich Mobilfunk und 5G präsentieren. Hierzu stellen sich die Projektverantwortlichen mit einem Steckbrief und einem Interview vor. Viel Spaß!

Eckdaten zum Projekt:

• Projektziel:
  Wesentliches Ziel ist, mit Hilfe der 5G-basierten intelligenten Düngung eine gesteigerte Ressourceneffizienz zu erreichen. Das Einsparen von Dünger und Kraftstoff kommt nicht nur dem Landwirt, sondern insbesondere auch der Umwelt und dem Klima zugute. Die „smarte Düngung“ dient als exemplarischer Anwendungsfall und soll auf andere Bereiche der Landwirtschaft übertragen werden.
  
• Projektbeschreibung:
  Das Pilotprojekt 5G-PreCiSe zielt auf die Echtzeitvernetzung von Systemen und Prozessen des Smart Farming mittels 5G, um in der Landwirtschaft eine bisher nicht vorhandene Informationsbasis für erfolgskritische und nachhaltige Entscheidungen bei der Bewirtschaftung von Anbauflächen zu bieten. Schwerpunkt sind „Precision und Smart Farming“ mit dem Anwendungsfall der Düngung.
  Gemeint mit „Precision Farming“ ist die präzise Ausbringung von Dünger und Pflanzenschutzmitteln auf der Basis digital erfasster, flächenbezogener Daten. Sie umfasst zum Beispiel Bodeneigenschaften, Ertragsfähigkeit und Pflanzenzustände innerhalb eines Flurstücks. „Smart Farming“ baut auf diese Technologie auf. Die erfassten Daten werden mit weiteren Informationen zusammengeführt und ausgewertet. Der Landwirt kann so stärker faktenbasiert als bisher entscheiden, etwa über die Menge der Düngegabe, den Erntezeitpunkt oder über die Fruchtfolge. Neben der Einsparung von Ressourcen soll der digitalisierte Prozess die Landwirte bei ihren Dokumentationspflichten und der Qualitätssicherung unterstützen.

• Projektpartner:

Landkreis Böblingen

Hochschule Reutlingen, Herman Hollerith Zentrum (HHZ)

Universität Hohenheim mit der Versuchsstation Ihinger Hof

Robert Bosch GmbH

RAUCH Landmaschinenfabrik GmbH

SEEBURGER AG

Advancing Individual Networks, – AIN GmbH

Zentrum für Digitalisierung Landkreis Böblingen – ZD.BB GmbH

Schriftliches „Interview“

1. Was ist das Ziel des Projektes? Welche Bedarfe werden damit bedient? Was war der Anstoß?

Die Landwirtschaft befindet sich im Spannungsfeld zwischen einer stetig wachsenden Bevölkerung, die mit ausreichenden und hochwertigen Lebensmitteln versorgt werden soll und gleichzeitig steigenden Anforderungen an die landwirtschaftlichen Bewirtschaftungssysteme, um dem Klimawandel zu begegnen sowie Ressourcen und Umwelt zu schonen.

Das Projektvorhaben 5G-PreCiSe zielt daher auf die Vernetzung von Systemen und Prozessen des Smart Farming in Echtzeit mittels 5G, um eine bisher nicht vorhandene Informationsbasis für eine effiziente, ressourcen- und umweltschonende Bewirtschaftung durch Anbausysteme bereitzustellen. Zentraler Projektansatz ist es, die Potentiale von 5G- und Edge-Cloud Architekturen für den Aufbau einer Datenmodellierung- und Integrationsplattform zu untersuchen und dadurch gezielt praxistaugliche Anwendungen für Landwirte und Landtechnikanbieter im Bereich des Smart Farming zu entwickeln.

2. Warum ist das Projekt für Sie – für die Region, für die Partner – so wichtig?

Smarte Technologien, wie Precision und Smart Farming, erfordern leistungsfähige, lokale Rechner auf den Maschinen und Anbaugeräten, um die Vielzahl der Sensordaten verarbeiten zu können. Nachteil dieser Vorgehensweise sind die daraus resultierenden hohen Investitionskosten. Um diese zu senken, kann ein ausgebautes 5G-Netz genutzt werden, um rechenintensive Aufgaben nicht mehr lokal durchzuführen, sondern über das 5G-Netz auszulagern und in Echtzeit zu verarbeiten. Durch die niedrigeren Investitionskosten wird es dadurch auch Betrieben in kleinstrukturierter Landwirtschaft möglich, an technischen Innovationen teilzuhaben und dadurch auch im Ballungsraum weiterhin eine tragfähige und regionale Lebensmittelproduktion zu erhalten.

5G-PreCiSe trägt somit dazu bei, die Innovationskraft und Zukunftsfähigkeit der kleinstrukturierten Landwirtschaft zu stärken und damit einen wichtigen Beitrag zur Sicherstellung von lokaler Produktion und Arbeitsplätzen zu leisten.

3. Welche Rolle spielt(e) der Standort für das Projekt?

Der Landkreis Böblingen ist gekennzeichnet durch innovationsstarke Branchen und eine stark exportorientierte Wirtschaft. Trotz der Lage im Ballungsraum weist der Landkreis eine vielfältige Kulturlandschaft auf: Heckenlandschaften, Ackerflächen, Streuobstwiesen, Wälder sowie 19 Naturschutzgebiete. Dementsprechend spielt auch die Landwirtschaft eine wichtige Rolle. Rund ein Drittel der Kreisfläche wird landwirtschaftlich genutzt.

Mit der Versuchsstation Ihinger Hof in Renningen besteht eine hervorragende Möglichkeit, landwirtschaftliche Innovationen direkt vor dem Hintergrund der naturräumlichen und agrarstrukturellen Gegebenheiten des Landkreises zu erproben. Auch weitere Partner befinden sich in räumlicher Nähe zum Versuchsfeld, was speziell für unseren Anwendungsfall und die durchzuführenden Erprobungen von Vorteil ist.

4. Warum 5G? Gab es Alternativen? Wird 5G die Erwartungen (Stichwort: ‚game changer‘) erfüllen?

In 5G-PreCiSe werden verschiedene Datenquellen und -banken miteinander verknüpft und damit die Basis dafür geschaffen wird, dass eine Vielzahl von Informationen für smarte Verfahren in Echtzeit bereitgestellt werden können. Dadurch können diese Verfahren überhaupt erst realisiert werden. Ein wesentlicher Faktor für den Erfolg von Smart Farming, durch die Integration von IoT sowie der Nutzung von diversen Datenquellen, ist die Abstimmung der einzelnen Komponenten wie Sensoren und Aktoren, das 5G-Netz und die (Edge-) Cloudservices aufeinander. Die Erfüllung von Echtzeitanforderungen wird von unterschiedlichsten Faktoren beeinflusst. Der maximal zulässige Zeitraum, in dem Entscheidungen getroffen werden können, ist jedoch von der Anordnung der Sensoren und Aktoren sowie dem Anwendungsfall abhängig. Im Fall der smarten Düngung liegt die Echtzeitanforderung nach unseren Berechnungen zwischen 85 ms und 170 ms. Neben der Latenz spielen beim Smart Farming auch die gesteigerte Zuverlässigkeit der Systeme, die Bandbreite und die damit einhergehende Möglichkeit, die Rechenleistung auf externe Ressourcen auszulagern eine zentrale Rolle.

5. Was sind oder waren (bisher) die größten Herausforderungen des Projektes und wie haben Sie diese gelöst? Sind Sie schon am Ziel oder welche Schritte stehen noch aus?

Eine der größten Herausforderungen bei 5G-PreCiSe stellt der Aufbau eines kompletten 5G-Campusnetzes mit Edge-Cloud-System dar, da eine flächendeckende, mobile Anbindung an ein 5G-Netz derzeit nicht zur Verfügung steht. Die dazugehörigen Planungen und technischen Spezifizierungen sind aufwändig und zeitintensiv, können aber durch unsere erfahrenen Projektpartner aus den Bereichen der Planung von 5G-Infrastruktur und Cloud-Systemen gelöst werden.  

5G-PreCiSe ist ein stark interdisziplinär angelegtes Projekt, dies stellt ebenfalls eine Herausforderung dar. Die beteiligten Arbeitsgruppen sind in hohem Maße vom Projektfortschritt untereinander abhängig. Die Integration der einzelnen Systeme in die Edge-Cloud bildet den Kern des Projektes. Eine gemeinsame (Online-) Arbeitsumgebung und enge und regelmäßige Abstimmungsrunden und Projekttreffen sowie Exkursionen und Standortbegehungen helfen hier, Einblicke in die jeweils fremden Domänen zu bekommen und das gegenseitige Verständnis zu schärfen.

6. Gibt es Spillover-Effekte? Profitieren auch andere Arbeits- oder Lebensbereiche bzw. Akteure von dem Projekt? Ist Ihr Projekt übertragbar für andere Regionen und Themenbereiche?

Der Schwerpunkt des geplanten Vorhabens liegt zunächst im Anwendungsbereich der smarten Düngung und 5G. Die für diesen Fall entwickelten Methoden und Verfahren lassen sich später auf andere Smart Farming-Bereiche übertragen. Die technische Realisierung einer smarten Düngung erfordert, durch die Zusammenführung von unterschiedlichen echtzeitfähigen Sensorsystemen, bisher erhebliche Investitionen. Der Einsatz von 5G reduziert diese Problematik, indem die Landmaschinen selbst nur noch mit Sensorik, Aktorik und kleinen Recheneinheiten ausgerüstet werden. Die Rechenkapazität und die komplexe Steuerung werden jedoch ausgelagert. Dieser IT-Lösungsansatz hat eine hohe Übertragbarkeit auf andere landwirtschaftliche Anwendungsfelder. Das Pilot-Projekt im Landkreis Böblingen kann somit beispielhaft für den gesamten süddeutschen Raum (Baden-Württemberg, Bayern und Rheinland-Pfalz) als Modellregion gesehen werden.

7. Was sind Ihre Pläne nach Ablauf des Projektes?

Die während der Projektlaufzeit von 5G-PreCiSe etablierten technischen Systeme (5G-Infrastruktur und Edge-Cloud-System) werden weiter betrieben und für die Erprobung weiterer 5G-Anwendungsfälle in der Landwirtschaft zur Verfügung stehen.

Auf Basis dieser zukunftsfähigen Landwirtschaft kann die Nutzung der 5G-Infrastruktur und ihrer Vorteile erlebbar gemacht werden, helfen Barrieren abzubauen und somit den Ausbau von 5G in Deutschland zu beschleunigen.

Wir möchten Ihnen regelmäßig besondere Projekte im Bereich Mobilfunk und 5G präsentieren. Hierzu stellen sich die Projektverantwortlichen mit einem Steckbrief und einem Interview vor. Viel Spaß!

Eckdaten zum Projekt

Wir möchten Ihnen regelmäßig besondere Projekte im Bereich Mobilfunk und 5G präsentieren. Hierzu stellen sich die Projektverantwortlichen mit einem Steckbrief und einem Interview vor. Viel Spaß!

Eckdaten zum Projekt

Wir möchten Ihnen regelmäßig besondere Projekte im Bereich Mobilfunk und 5G präsentieren. Hierzu stellen sich die Projektverantwortlichen mit einem Steckbrief und einem Interview vor. Viel Spaß!

Eckdaten zum Projekt:

• Projektziel:
  Verbesserung der Patientenversorgung durch einen vernetzten Einsatz von 5G-Technologien in der sektorenübergreifenden Notfallversorgung entlang der gesamten Rettungskette.
  
  
• Projektbeschreibung:
  Mit Hilfe von 5G soll die notfallmedizinische Versorgung der Bevölkerung spürbar verbessert werden. Die Weiterentwicklung bestehender und die Entwicklung neuer digitaler Anwendungen für den Rettungsdienst und die Notaufnahme sollen die Überlebens- und Heilungschancen der Patienten wesentlich erhöhen.

• Projektpartner:

Landratsamt Ostalbkreis

ArtiMinds Robotics GmbH

DRK Kreisverband Aalen e.V.

FirstAED GmbH, Hochschule Aalen – Technik und Wirtschaft

Inpixon GmbH

Kliniken Ostalb gkAöR – Zentrale Notaufnahme Ostalb-Klinikum Aalen

medDV GmbH

SYSTEM STROBEL GmbH & Co. KG

Telefónica Germany GmbH & Co. OHG

ZTM Bad Kissingen GmbH

Assoziierte Partner: Deutscher Rat für Wiederbelebung – German Resuscitation Council (GRC) e.V., Deutsche Gesellschaft interdisziplinäre Notfall- und Akutmedizin (DGINA) e.V., DRF Stiftung Luftrettung gemeinnützige AG, Region der Lebensretter e.V., TK – Techniker Krankenkasse

Schriftliches „Interview“

1. Was ist das Ziel des Projektes? Welche Bedarfe werden damit bedient? Was war der Anstoß?

Der Anstoß zum Projekt „Rettungskette 5G“ war eine Ausschreibung des Bundesverkehrsministeriums zum 5G-Innovationswettbewerb im Jahr 2019. Der Wettbewerb zielte auf die Entwicklung, Erprobung und Demonstration von 5G-Anwendungen unter realen Bedingungen in der Versorgung ab.

Um die Region um Aalen zukunftsfähig zu gestalten, suchte der Ostalbkreis nach einer überzeugenden Idee und fand sie beim DRK Kreisverband Aalen und dem Ostalb-Klinikum. Gemeinsam mit dem Zentrum für Telemedizin wurde aus der Idee ein Antrag beim Innovationswettbewerb. Das hieraus entwickelte Konzept überzeugte und wurde vom Ministerium für die anschließende dreijährige Umsetzungsförderung ausgewählt.

Die Notfallmedizin, auf Landkreisebene sowie bundesweit, steht vor der Herausforderung steigender Fallzahlen und Kosten. Der Fachkräftemangel im Gesundheitswesen und die zunehmende Spezialisierung in der klinischen Versorgung führt zu gesteigerter Auslastung und Versorgungsengpässen im präklinischen und klinischen Bereich. In der Folge kommt es – vor allem in ländlichen Regionen – zu langen Anfahrtswegen und fehlenden Notfallkapazitäten mit langen Wartezeiten.

Ziel ist es, durch die neue Mobilfunkgeneration „5G“ Verbesserungen in der Versorgung von Notfallpatienten entlang der gesamten Rettungskette zu entwickeln und Innovationen in der Region zu erproben.

2. Warum ist das Projekt für Sie – für die Region, für die Partner – so wichtig?

Eine gute medizinische Versorgung ist gerade für ländliche Regionen im Wettbewerb um Fachkräfte ein kaum zu überschätzender Faktor. Der Breitbandausbau im stationären und Mobilfunkbereich bietet immense Möglichkeiten für die telemedizinische Versorgung von Bürgerinnen und Bürgern – genau hier setzen wir an.

Das Projekt „Rettungskette 5G“ ist auch deshalb so wichtig, weil es fünf Zielgruppen unter einem Dach vereint: Patienten und Ersthelfer, medizinische Leistungserbringer, überregionale Kommunen und Akteure, Forschung und Lehre sowie Technologiehersteller. Alle Zielgruppen – und mit ihnen auch deren Angehörige, Kunden und Partner – werden vom Breitbandausbau durch die Entwicklung neuer Geschäftsmodelle und einer nachweisbar besseren Patientenversorgung profitieren.

3. Welche Rolle spielt(e) der Standort für das Projekt?

Das Projektgebiet im Ostalbkreis umfasst sowohl ländliche als auch urbane Regionen, die für eine Erprobung von 5G-Technologien aufgrund ihrer geografischen Lage besonders geeignet sind.

Die aktuelle Abdeckung mit dem Mobilfunkvorgänger stellt besonders in den ländlichen Regionen die Notfallversorgung vor kaum zu bewältigende Herausforderungen. Es müssen lange Transportwege in Kauf genommen werden, weil viele Patienten zur „Abklärung“ in die Klinik gebracht werden müssen, die eigentlich nicht zwingend einer Behandlung in einer Notaufnahme bedürften. Der Rettungsdienst muss auch oft telefonieren, um abzuklären, ob ein Patient überhaupt aufgenommen werden kann.

4. Warum 5G? Gab es Alternativen? Wird 5G die Erwartungen (Stichwort: ‚game changer‘) erfüllen?

Die aktuell verfügbaren Techniken, wie WLAN oder Funk, kommen an ihre natürlichen Grenzen. Durch den 5G-Mobilfunkstandard können diese Grenzen durch neue Techniken wie Beamforming oder Networkslicing überwunden werden. Der neue Mobilfunkstandard verspricht, je nach Bandbreite und Leistung, eine bessere Gerätekonnektivität, höhere Datenflüsse oder niedrigere Latenzen. Im ländlichen Raum kann ein flächendeckend verfügbares Netz, ohne Funklöcher, zu einem messbaren Vorteil für die Patientenversorgung werden.

5. Was sind oder waren (bisher) die größten Herausforderungen des Projektes und wie haben Sie diese gelöst? Sind Sie schon am Ziel oder welche Schritte stehen noch aus?

Eine sehr große Herausforderung war natürlich zunächst einmal, die verantwortlichen Leute im Bundesverkehrsministerium von unserem Projekt zu überzeugen. Das haben wir gemeinsam geschafft.

Die „Rettungskette 5G“ ist ein auf drei Jahre ausgelegtes Projekt, deswegen stehen die Bewältigung der größten Herausforderungen noch vor uns. Der Kickoff hat im Februar 2022 stattgefunden, momentan laufen technische Entwicklungen und Beschaffungen für die Umsetzung der geplanten Use Cases. Im Laufe des nächsten Jahres planen wir mit der Testung zu beginnen. Anschließend soll die Umsetzung in der Realversorgung und die Evaluation der gewonnenen Ergebnisse erfolgen.

6. Gibt es Spillover-Effekte? Profitieren auch andere Arbeits- oder Lebensbereiche bzw. Akteure von dem Projekt? Ist Ihr Projekt übertragbar für andere Regionen und Themenbereiche?

Die Ergebnisse und Erfahrungen aus dem Projekt haben Signalwirkung für andere Bereiche in der Gesundheitsversorgung und sollen Kommunen zu Investitionen in den 5G-Ausbau motivieren. Damit steigt die Attraktivität für Bürger auf das Land zu ziehen oder dort zu bleiben, da höhere medizinische Versorgungsstandards gewährleistet werden können, welche eher in Großstädten vermutet werden.

Wenn die Vorteile der Digitalisierung des Gesundheitswesens anhand des Projekts sichtbar werden und ländliche Regionen mit Innovationen in Verbindung gebracht werden, profitieren alle davon.

Je größer die Zahl der vernetzten Partner, desto mehr Synergieeffekte können genutzt werden. Insofern ist die Ausweitung auf andere Regionen nach erfolgreichem Projektabschluss nicht nur möglich, sondern sogar gewünscht und bereits im Projektdesign angelegt.

7. Was sind Ihre Pläne nach Ablauf des Projektes?

Mit dem Ende des Projekts werden wir nicht einfach einen Haken setzen und zum Status quo ante zurückkehren. Die damit erzielten Verbesserungen dauerhaft zu sichern, ist ein zentrales Ziel.

Die Digitalisierung der Rettungskette hat auf mehreren Ebenen einen Nutzen für die Gesellschaft:

• Bürger und Bürgerinnen sollen zur Partizipation an der Rettungskette ermutigt werden und sich vermehrt in der Notfallversorgung engagieren (z. B. durch Erste-Hilfe-Kurse, Aufbau von Gesundheitskompetenz zur Einschätzung von medizinischen Notfällen)
• Leistungserbringer werden zur aktiven Beteiligung an der Gestaltung von digitalen Innovationen für mehr berufliche Selbstbestimmung und Handlungsfähigkeit ermutigt
• Steigerung der Attraktivität des Berufes „Notfallsanitäter“ durch Einsatz innovativer Technologien in der Patientenversorgung
• Reduzierung von Behandlungskosten durch Vermeidung von Doppeluntersuchungen bei gleichzeitiger Verbesserung der Patientengesundheit

Deshalb engagieren sich die am Projekt beteiligten Organisationen auch über das Projekt hinaus, um die geschaffenen Mehrwerte des Projekts flächendeckend und gegebenenfalls auf lokaler Ebene zu erhalten und weiter auszubauen.