Eingebettete Systeme als Wachstumsmotor

Jährliche Wachstumsraten von 8,5 Prozent kennt man eigentlich nur von den asiatischen Tigerstaaten. Dass auch in Deutschland Innovationen reife Früchte tragen können, stellen die „Embedded Systems“ eindrucksvoll unter Beweis. Bis 2020 soll der jährliche Umsatz hierzulande von circa 17 Milliarden Euro auf circa 42,6 Milliarden Euro zulegen. Zu diesem Ergebnis kommt ein vom VDE veröffentlichtes Positionspapier.

Unter „Embedded Systems“ versteht man elektronische Systeme, die in das technische Konzept eines Produktes eingebunden sind. Ihre Aufgabe besteht darin, das Gesamtsystem zu steuern, zu überwachen oder mit einer Zusatzfunktionalität zu erweitern. Für den Benutzer quasi unsichtbar verrichten eingebettete Systeme diverse Aufgaben in einer Vielzahl von Anwendungsbereichen und Geräten der Medizintechnik, aber auch in Haushaltsgeräten, Flugzeugen, Kraftfahrzeugen, Mobiltelefonen oder in Geräten der Unterhaltungselektronik.

In der Automobilbranche steuern sie konventionelle und elektrische Antriebe sowie Assistenzsysteme. Im Maschinenbau dirigieren sie selbstlernende Industrieroboter. Und auch in Leitmärkten wie Energieeffizienz, Smart Grids, Elektromobilität, Gesundheits-Assistenzsysteme und Heimvernetzung spielen sie eine entscheidende Rolle. Umso wichtiger ist es für den Standort Deutschland, die gute Forschungsposition in der Systemtechnik, bei anwendungsspezifischen ASICs (Application Specific Integrated Circuits = Anwendungsspezifische integrierte Schaltkreise) und zugehöriger Software in Markterfolge umzusetzen. Dazu ist es nötig, den Mikroelektronik-Standort Deutschland zu verteidigen, die Forschungsanstrengungen zu verstärken und die Hebeleffekte für die Anwenderindustrien zu nutzen. Zu diesem Schluss kommt das aktuelle VDE-Positionspapier „Embedded Systems“ der Informationstechnischen Gesellschaft im VDE (ITG).

"Die Mikroelektronik ist eine der Grundtechnologien für den Aufbau von Embedded Systems. Wenn die Mikroelektronik abwandert, könnte ein entscheidender Anteil der Wertschöpfungskette bei der Vermarktung von Embedded Systems ebenfalls wegbrechen. Deshalb sollte sich Deutschland intensiv darum bemühen, die Halbleiterproduktion im Land zu halten, um die beachtlichen Chancen für die Anwenderindustrien zu nutzen", fordert Prof. Dr.-Ing. Ingo Wolff, Mitglied im VDE-Präsidium und Vorsitzender der VDE/ITG.

In vielen Ländern, so auch in Deutschland, werden die Überlegungen zu Embedded Systems und Sensornetzwerken noch einen Schritt weiter getrieben und die Entwicklung beider Bereiche hin zu so genannten Cyber-Physical Systems intensiv untersucht. Unter einem Computer-Physikalischen System wird die Integration von physikalischen Systemen und Prozessen mit vernetzten Computern bzw. Prozessoren verstanden. Derartige Systeme benutzen Rechner- und Kommunikationsverfahren, die tief in physikalische Prozesse eingebettet sind und mit ihnen interagieren, um dem physikalischen System neue Eigenschaften hinzuzufügen.

Solche Computer-Physikalischen Systeme können von einer miniaturisierten Form zum Beispiel als Implantate im Menschen im Rahmen der Medizintechnik bis hin zu national oder weltweit ausgebreiteten Systemen zum Beispiel für die Energieversorgung oder für das „Internet der Dinge“ ausgebildet sein. Letzteres bezeichnet die elektronische Vernetzung von Gegenständen des Alltags. Ausgehend von der Vorstellung, dass Gegenstände mit einer eigenen Intelligenz ausgestattet sind, zielt das Internet der Dinge auf einen selbständigen Informationsaustausch der Gegenstände untereinander ab. 

Quelle: Rolf Froböse