Kurz und knackig, das perfekte Wissenshäppchen für die Kaffeepause zwischendurch: An dieser Stelle beantworten Ihnen unsere Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler jeweils drei Fragen zu ihrer Arbeit.
Haben auch Sie eine Frage zum Engineering der Zukunft? Dann melden Sie sich bei uns – wir finden garantiert drei Antworten 
Hendrik Eikerling: Theoretisch gibt es das nicht, auch wenn die Wahrscheinlichkeit ein gutes Passwort in einer akzeptablen Zeit zu erraten sehr gering ist. Allerdings werden auch immer Datenbanken von Passwort oder deren Hashes erbeutet – da spielt das Passwort selbst keine Rolle mehr. Grundsätzlich sollte ein Passwort möglichst lang und komplex sein, am besten zufallsgeneriert. Bedeutsame Worte, Namen, Geburtsdaten, sollten vermieden werden. Wichtig ist außerdem, nicht das gleiche Passwort für mehrere Accounts zu verwenden. Empfehlenswert ist das Benutzen eines Passwortmanagers der mit Masterpasswort und einem zweiten Faktor gesichert wird.
Hendrik Eikerling: Es werden stetig neue Werkzeuge entwickelt um Datenschutz und Sicherheit von IT-Systemen zu garantieren. Das ist natürlich immer ein Wettlauf mit den Angreifern. Warnsysteme, die Angriffe verhindern oder möglichst früh erkennen werden in der Zukunft eine noch größere Rolle spielen und bei der Ursachenforschung für Sicherheitsvorfälle besser unterstützen. Außerdem werden Werkzeuge, die es ermöglichen IT-Systeme von Grund auf sicher zu entwickeln immer mehr zum Einsatz kommen.
Hendrik Eikerling: Unternehmen sollten zunächst einmal klare IT-Sicherheitsprozesse, Strategien und Verantwortlichkeiten definieren. Es kann in Zukunft zum Beispiel nicht sein, dass eine Sicherheitslücke lange Zeit bestehen bleibt, weil Hinweise nicht ernstgenommen oder nicht an die richtigen Stellen weitergeleitet werden. Wer jetzt noch kein sicherheitskundiges Personal hat, sollte das möglichst schnell ändern.
Jan Michael: Der digitale Zwilling ist eine Art virtuelle Ergänzung und/oder Abbildung von Systemen, Produkten oder auch Dienstleistungen, welche mit dem jeweiligen realen Objekt verknüpft sind.
Jan Michael: Der digitale Zwilling ist nicht neu, was neu ist die vollständige und durchgängige Verknüpfung von Elementen entlang von Produktlebenszyklen. Dies ermöglicht es erst, die Potentiale nutzbar machen zu können (Effizienz, Transparenz, usw.)
Jan Michael: Grundsätzlich für alle! Dennoch ist der digitale Zwilling individuell zu betrachten. Nicht jedes Unternehmen benötigt alle möglichen Facetten des digitalen Zwillings; vielmehr gilt es individuell zu schauen, welche Elemente gewinnbringend eingesetzt werden können. Aus diesen kann dann ein Unternehmen seinen digitalen Zwilling konzipieren. Dabei wird das Rad nicht neu erfunden, der Zwilling basiert auf Standards und Standardschnittstellen. Dies ermöglicht auch eine einfache individuelle Ausprägung.
Jonathan Brock: Es werden eher die (Geschäfts-) Prozesse aus den Daten geschürft – und diese können dann auch mal mehr wert sein als Gold. Process Mining geht aber weit über das pure Entdecken von Prozessmodellen hinaus. So ermöglicht es beispielsweise zu prüfen, ob bestehende Abläufe wie angedacht durchgeführt werden und bietet Unterstützung bei der Verbesserung bestehender Prozessmodelle. Ist es nicht viel spannender Gold zu suchen und Diamanten zu finden?
Jonathan Brock: Ich denke eine wesentliche Herausforderung ist das richtige Ausgangsmaterial, also die Daten selbst. Gerade in Industriebetrieben finden sich häufig verschiedenste IT-Systeme, analoge Prozessabschnitte und sehr variable Prozessdurchläufe, worunter die Datenqualität und -quantität leidet. Aber der Aufwand lohnt sich, denn die Daten sind ein unverfälschter Fingerabdruck der tatsächlichen Abläufe im Unternehmen. Und richtig spannend wird Process Mining erst, wenn es Prozessdurchläufe steuert und dadurch Geschäftsprozesse effizienter abgearbeitet werden können (vgl. das aktuelle it’s OWL Projekt BPM I4.0).
Jonathan Brock: Das ist das schönste an Process Mining – alle Beteiligten profitieren davon. Process Mining gehört keiner Abteilung und bietet daher einen unverfälschten Blick auf den End-To-End Prozess. Dadurch ermöglicht sich eine vollkommen neue Sicht auf bekannt geglaubte Abläufe im Unternehmen!
Christoph Jürgenhake: In technischen Systemen werden zunehmend mehr elektronische Bauelemente und Sensoren verbaut. Zweidimensionale Schaltungsträger allein reichen häufig nicht aus, die gestiegenen Anforderungen nach räumlicher Integration und Orientierung der Bauelemente ökonomisch abzubilden. MID ermöglicht es, die Bauteile so zu integrieren, wie sie innerhalb des Systems auf minimalem Raum benötigt werden. Denken wir beispielsweise an die Airpods von Apple, die ihre Bluetooth-Antennen bereits direkt in den Stegen integriert haben.
Christoph Jürgenhake: Definitiv nicht, denn hier hat man die Möglichkeit, Multilayer – nicht nur ein oder zwei Ebenen – und hochintegrierte Packages aufzubauen. Diese hohe Integration elektronischer Funktionen ist mit MIDs (noch) nicht möglich. Was sicherlich zunehmend zum Einsatz kommen wird, ist eine hybride Bauweise, bestehend aus klassischen zweidimensionalen Leiterplatten und räumlichen MIDs. Diese hybriden Bauweisen sind in der Unterhaltungselektronik bereits Stand der Technik.
Christoph Jürgenhake: Im Bereich der Consumer Elektronik ist die MID-Technologie bereits Stand der Technik. Viele Alltagsprodukte wie Smartphones, Tabletts oder Smart Watches wären ohne MID-Technologie gar nicht so denkbar und erst recht nicht so leistungsfähig, wie wir das heute gewohnt sind. In den nächsten Jahren werden wir die Technologie daher in weiteren Bereichen sehen. Überall da wo die Nachfrage nach integrierten Systemen gegeben ist und in Zukunft weiter steigt, etwa im Bereich der Mobilität (Stichwort autonomes Fahren, Flugtaxis usw.) – oder aber im Maschinen- und Anlagenbau (Stichwort Industrie 4.0, vernetzte Produktion usw.). Ebenfalls stark betroffen sind sicherlich Produkte der Medizintechnik oder im Bereich der Antriebs- und Automatisierungstechnik. Hier stößt man mittlerweile an die Grenzen desjenigen, was mit klassischen Technologien umsetzbar ist.
Daniel Eckertz: Bis Smartglasses wirklich ein Ersatz für Smartphones sind, wird es wohl noch ein paar Jahre dauern. Die AR-Funktionalität an sich läuft schon gut mit Brillen. Allerdings hat noch keiner eine Lösung gefunden, um die Technik so klein und leicht zu bekommen, dass sie in alltagstaugliche Brillen passt. Im Rahmen unserer Forschung unterstützen wir Unternehmen zum einen durch Technologie-Scoutings bei der Entwicklung von zukünftigen AR-Geräten. Dabei identifizieren wir beispielsweise vielversprechende Technologien, die vielleicht demnächst alltagstaugliche Smartglasses ermöglichen. Zum anderen unterstützen wir Unternehmen bei der Planung, Entwicklung und der Einführung von AR- und VR-Lösungen und bringen ihnen die so Technologien näher. So werden Unternehmen bereits jetzt auf den zukünftig wahrscheinlich vermehrten Einsatz von Smartglasses vorbereitet und können dann entsprechend direkt einen Mehrwert daraus generieren.
Daniel Eckertz: Ich glaube, AR und VR können überall sinnvoll sein, wenn man die Technologien richtig einsetzt. Mir fällt auf Anhieb nichts ein, das ich ausschließen würde. Falls AR über Smartglasses als Smartphone-Ersatz zukünftig sehr stark in den Alltag integriert wird, würde ich aber vermutlich versuchen wollen, nicht immer und überall "Online" zu sein und Nachrichten und Information etc. direkt angezeigt zu bekommen. Gerade wenn man mal in die Natur und abschalten möchte, müsste man AR auch mal ausschalten können.
Daniel Eckertz: Die Technologien bieten ganz neue Möglichkeiten zu arbeiten, vor allem mit digitalen Daten und Informationen. So kann die Produktion mit AR und VR effizienter, sicherer und qualitativ besser gestaltet werden. Bspw. können Maschinendaten direkt da angezeigt werden, wo man sie braucht. Mit AR können Instruktionen direkt im Sichtfeld visualisiert und Mitarbeitende live bei komplexen Tätigkeiten angeleitet werden. In VR kann man sogar überall und zu jeder Zeit Trainings durchführen, ohne eine reale Maschine zu benötigen oder Mitarbeitende zu gefährden. Die Technologien werden in den nächsten Jahren zudem immer besser und leistungsfähiger. Wenn man als Unternehmen jetzt bereits mit den Technologien startet, kann man in Zukunft umso mehr von ihnen profitieren.
Oliver Lummer: Wir versuchen alles, dass genau dieser Eindruck nicht entsteht. Natürlich gibt es erhebliche Unterschiede zwischen einer Präsenz- und einer reinen Online-Schulung. Die natürliche Interaktion zwischen den Teilnehmern und Trainern in einer Präsenzschulung, welche sich auch durch ein beständiges Wahrnehmen von Gestik und Mimik anderer auszeichnet, ist im virtuellen Raum definitiv eingeschränkt. Umso wichtiger ist es daher immer wieder gezielt den Austausch zwischen den Teilnehmenden und Trainern, wie z.B. durch kollaborative Methoden über entsprechende digitale Tools, anzuregen. Zudem setzen wir auch auf selbstgesteuerte Lernformen mit anschließenden Selbsttest-Möglichkeiten, in denen die Teilnehmer eigenständig in ihrem Tempo Inhalte erarbeiten und sich überprüfen können. Insgesamt ist nach unserer Erfahrung eine didaktisch sinnvolle Kombination verschiedener Methoden, die immer wieder ein aktives Handeln der Teilnehmer einfordern, ein Schlüssel, um dem Gefühl der Langeweile in Online-Schulungen entgegenzuwirken.
Oliver Lummer: Ich würde hier in Bezug auf das IEM zwischen "harten" und "weichen" Faktoren unterscheiden, die zusammen genommen einen guten (physischen) Lernort charakterisieren und Begeisterung schaffen können. Zu den harten Faktoren zähle ich insbesondere die technische Ausstattung eines Lernorts. In Bezug auf unser Secure Engineering Lab kommt diesem Punkt natürlich eine große Bedeutung zu, denn ohne eine zeitgemäße technische Infrastruktur könnten wir manche Lernszenarien rund um die Themen der IT-Security gar nicht abbilden. Die weichen Faktoren zielen eher auf die grundsätzliche Atmosphäre eines Lernorts ab und umfassen Aspekte wie Akustik, Raumaufteilung oder Einrichtung. Hier kann das Secure Engineering Lab vor allem mit einer sinnvollen Aufteilung von Einzel- und Gruppenarbeitsplätzen überzeugen, sodass ein schneller Wechsel von verschiedenen sozialen Lernformen möglich ist und die Lernenden sich insgesamt wohlfühlen.
Oliver Lummer: Unser bisheriges Weiterbildungsportfolio umfasst die Bereiche Innovationsmanagement, Systems Engineering, Industrial Data Analytics, Secure Software Engineering und zukünftig auch Automation & Robotics. Das sind natürlich Themen, bei denen wir davon ausgehen, dass sie auch in Zukunft überaus relevant sind und von Unternehmen entsprechend nachgefragt werden. Von unseren Kunden bekommen wir häufig die Rückmeldung, dass die Komplexität in Entwicklungsprojekten steigt und sich damit nicht nur technische Anforderungen verändern, sondern auch die Formen der Zusammenarbeit, was sich z.B. in der Bildung interdisziplinärer Teams ausdrückt. Diese neuen Formen der Zusammenarbeit, häufig begleitet von agilen Methoden, müssen wir ebenso adressieren wie die technischen Innovationen. Daher werden wir in Zukunft auch offen sein, die Zuschneidungen der Schulungen noch einmal zu verändern oder auch unternehmensspezifisch anzupassen.
Lukas Bretz: Aus meiner Sicht gibt es da verschiedene Möglichkeiten. Wer später mal in der Wissenschaft arbeiten möchte und selbst eine Professur anstrebt kommt am Doktor nicht vorbei. Für mich persönlich war die Entscheidung aber eine andere: Auch in der Industrie ist ein Doktortitel für bestimmte Karrierepfade förderlich. Zusammen mit dem dynamischen und hoch interessanten Arbeitsumfeld bei Fraunhofer hat mich das motiviert den Prozess zu starten.
Lukas Bretz: Irgendwelche Meilensteine zu erreichen, bei denen ich merke, dass ich vorankomme. Gegen Ende des Prozesses ist das relativ einfach – man hat viel geschrieben und es wird jede Woche mehr. Am Anfang fand ich das deutlich schwieriger. Hier hilft es mit Kollegen z.B. ein wissenschaftliches Paper zu planen. Dafür gibt es dann Abgabefristen und man ist „gezwungen“ loszulegen. Für mich ist aber auch das Loslegen die eigentliche Herausforderung. Sobald ich an etwas angefangen habe zu arbeiten, bleibe ich meistens mit großer Motivation dran.
Lukas Bretz: Verbesserte Fähigkeiten zur Selbstorganisation und ein besseres Verständnis dafür, wie ich komplexe Themen vereinfacht darstellen und anderen erklären kann.
Daria Wilke: Fachlich komme ich aus dem Bereich der virtuellen Produktentstehung bzw. der Simulation. In dem Unternehmen, in dem ich meine Masterarbeit geschrieben habe, war der Bereich der Mechatroniksimulation eng mit dem Themenfeld Model-Based Systems Engineering (MBSE) verknüpft. Ich habe im Rahmen meiner Abschlussarbeit ein MBSE-Tool getestet und analysiert, wie man anhand des RFLP-Ansatzes und der frühzeitigen Simulation zu einer Lösungsfindung gelangt. In diesem Zuge bin ich zum ersten Mal mit den Bereichen „Systemdenken, methodisches Vorgehen und Herausforderungen bei der Einführung von Systems Engineering“ in Kontakt gekommen.
Daria Wilke: Definitiv ein Must-Have! Im Rahmen des Forschungsprojektes SE4OWL (Systems Engineering für OWL), welches ich leite, beschäftige ich mich sehr intensiv mit den Herausforderungen der kleinen mittelständischen Unternehmen (KMU) aus der Region. Der Mehrwert von Systems Engineering wird dabei von den meisten Unternehmen erkannt. Die Voraussetzung für die Entwicklung von intelligenten Systemen von morgen ist vor allem ein gemeinsames Systemverständnis im Unternehmen zu schaffen. Die Komplexitätsbeherrschung steigert die Leistungsfähigkeit des Unternehmens und sichert somit die Wettbewerbsfähigkeit auf dem Markt.
Daria Wilke: Für mich setzt sich ein optimales Team aus Generalisten, die über ein breites Wissen verfügen, und Spezialisten, die ein hohes Fachwissen aufweisen, zusammen. Dementsprechend werden fachlich unterschiedliche Kompetenzen benötigt. Fähigkeiten, die immer bedeutender werden, sind: „Systemdenken, Schnittstellenkommunikation, interdisziplinäres Arbeiten“ sowie grundlegend „zielgerichtetes, planmäßiges Vorgehen“. Es ist wichtig eine ganzheitliche Sicht bei der Produktentwicklung zu bewahren, Probleme analytisch zu erfassen und die Lösungsentwicklung möglichst neutral vorantreiben zu können.
Daniela Hobscheidt: Wenn ich mich zwischen den beiden Optionen entscheiden müsste, würde ich tatsächlich zu dem Home Office Modell tendieren. Ich bin ein großer Fan von der daraus entstehenden Flexibilität - insb. von der Möglichkeit, frisches Mittagessen zu kochen, auch mal Sport in die Pausen einzubauen bis hin zu der freien Arbeitsplatzgestaltung. Hierdurch kann ich meine Aufgaben konzentriert und effizient bearbeiten. Ich vermisse natürlich den persönlichen Kontakt zu meinen Kollegen und Kolleginnen, bin aber froh, dass wir uns über Kommunikationstools doch zumindest noch in der Form sehen und austauschen können!
Daniela Hobscheidt: Ich bin davon überzeugt, dass wir in Zukunft vermehrt hybride Arbeitsmodelle haben werden. Die Gestaltung der Arbeit wird aus meiner Sicht in Zukunft stärker auf die Bedürfnisse des Einzelnen abgestimmt sein, da der Großteil der Organisationen in die Situation gekommen ist, Home Office zumindest mal für sich zu testen. Einige Personen fühlen sich wohl im Home Office, andere weniger - einige Aufgaben und Termine sind gut für virtuelles Arbeiten geeignet, andere erfordern den persönlichen Kontakt.
Daniela Hobscheidt: Ich empfehle Unternehmen, sich frühzeitig auf dieses hybride Arbeitsmodell einzustellen. Das Modell bietet meiner Meinung nach auf der einen Seite zwar enormes Potential, die verschiedenen Bedürfnisse der Mitarbeiter/Mitarbeiterinnen zu berücksichtigen. Auf der anderen Seite entsteht hierdurch eine Komplexität, die eine klar kommunizierte Strategie und Leitplanken erfordert.
Dr.-Ing. Sebastian von Enzberg: Ich erinnere mich noch an das 14.4k Modem mit Zugang zu BTX und Internet. Da war ich 12 und fasziniert von der Möglichkeit auf Daten vom anderen Ende der Welt zuzugreifen. Das man durch eine abstrakte Beschreibung und mathematische Funktionen Zusammenhänge in der Welt erklären kann, fand ich schon immer faszinierend.
Dr.-Ing. Sebastian von Enzberg: In jedem Fall! Das beginnt schon mit einer einfachen Visualisierung von Kennzahlen, um die Transparenz über Unternehmensprozesse zu erhöhen und so Verbesserungspotentiale abzuleiten. Sind geeignete Daten vorhanden, können aber auch kompliziertere Auswertungen durchgeführt werden, wie bspw. Diagnosen oder Vorhersagen von Maschinenausfällen, Qualitätsabweichungen oder Nachfrageschwankungen.
Dr.-Ing. Sebastian von Enzberg: In einer Bestandsanalyse sollten die bestehenden Datenquellen und IT-Systeme sowie die Unternehmensprozesse betrachtet werden, um geeignete Anwendungsfälle zu identifizieren und zu bewerten. Daraufhin können Entscheidungen zum Ausbau der IT-Landschaft, Anbindung zusätzlicher Datenquellen und zur weiteren Umsetzung von Anwendungsfällen getroffen werden. Die Angebote von Netzwerken wie it's OWL oder Digital in NRW senken dabei die Schwelle enorm, sich mit den Themen zu beschäftigen.
Laban Asmar: Weil es Spaß macht an neuen Ideen zu arbeiten.
Laban Asmar: SARS-CoV-2-Impfstoff
Laban Asmar: Mit strategischer Klarheit organisatorische Rahmenbedingungen für das Thema Innovationen legen und anschließend die Mitarbeitenden sensibilisieren, motivieren und dazu befähigen großartige Lösungen zu schaffen.
Dr.-Ing. Arno Kühn: Sofort aktiv werden
Dr.-Ing. Arno Kühn: Es handelt sich um ein Querschnittsthema im Unternehmen, für das sich häufig jeder und mindestens genauso häufig keiner verantwortlich fühlt. Zudem wird in den meisten Fällen der technische Part "Digital" und damit die Umsetzung von IT-Projekten völlig überbewertet. Zu selten wird das Thema Digitalisierung wirklich in einen strategischen und transformativen Prozess im Unternehmen eingebettet, der die gesamte Organisation auf den Prüfstand stellt und das Unternehmen für die Zukunft ausrichtet.
Dr.-Ing. Arno Kühn: Die Digitalisierungsstrategie ist keine Einmalaktion. Vielmehr gilt es regelmäßig seine eigenen Ziele und Maßnahmen vor dem Hintergrund der Digitalisierung zu hinterfragen und neu auszurichten. Hierbei werden die Zyklen, in denen eine Justierung erforderlich wird, immer kürzer. Das geht vor allem auf den rasanten Fortschritt zurück - sowohl mit Blick auf neue Technologien als auf Veränderungen am Markt.
Fraunhofer-Institut für