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Institut für die Digitalisierung von Arbeits- und Lebenswelten

Digitale und physische Grenzen verschwimmen im sogenannten Internet der Dinge (Internet of Things - IoT) durch die Verknüpfung der realen und virtuellen Welt miteinander. Diese Entwicklung bringt Entlastungen durch intelligente Umgebungen und interagierende Objekte ebenso mit sich wie Geschäftspotenziale, vor allem in den Bereichen Automatisierung, Logistik, Mobilität, Gesundheit, alternde Gesellschaft, Umwelt und Energie. Die verdichteten Lösungen der Zukunft, wie beispielsweise Smart Energy, Smart Mobility, Smart Living oder Smart Health, brauchen Intelligenz. Meist beruht diese Intelligenz auf hochvernetzten eingebetteten Systemen (Embedded Systems). Über Sensoren und Aktuatoren stellen sie in Form von Cyber Physical Systems (CPS) das Bindeglied zwischen virtueller und realer Welt dar. Daten über die reale Welt werden dabei erfasst, digital verarbeitet und gegebenenfalls auf zentralen Systemen von IT Services verarbeitet. Dabei besteht das Risiko, dass Menschen die Verarbeitungsprozesse in der virtuellen Welt nicht richtig einschätzen können und zu offen oder zu defensiv agieren. Lösungen müssen auf die Menschen ausgerichtet werden, um die Heterogenität der NutzerInnen zu adressieren, die von „Digital Natives“ bis zu Menschen mit Migrationshintergrund oder Handicaps reicht. Die Benutzungsschnittstellen sind so zu gestalten, dass sie allen NutzerInnen gerecht werden, was einen partizipativen Entwicklungsansatz mit gestalterischer Beteiligung als Koproduzenten erfordert.

LEITBILD

Das Institut für die Digitalisierung von Arbeits- und Lebenswelten (IDiAL) adressiert die Herausforderungen der Digitalisierung in den nächsten Jahren vor allem in den folgenden aktuellen Leitthemen und Leitmärkten, die zudem mit den großen gesellschaftlichen Herausforderungen korrespondieren.

Leitthema 1: Sozialer Zusammenhalt, Gesundheit und Wohlergehen durch die partizipative Entwicklung Sozialer Plattformen und Assistenzsysteme

Lösungen zur Begegnung der Herausforderungen des demographischen Wandels erfordern technische Beiträge auf verschiedenen Ebenen von der Softwaretechnik bis zur Systemtechnik in integrierbarer Form, um digitale Angebote von sozialen Plattformen bis zu Assistenzsystemen bereitzustellen. Soziale Plattformen, die nutzerspezifisch (diversifiziert) eine Vernetzung aller relevanten AkteurInnen unterstützen, sind Basis partizipativer Prozesse und innovativer Dienstleistungen. Technisch realisiert als Open Source Werkzeugkasten, lässt sich die Entwicklung und der Einsatz nachhaltig gestalten. Das Ziel sind bedarfsgerechte Lösungen für eine offene Gruppe von NutzerInnen, die in Aspekten der Bildung, der Finanzstärke, der Migrationshistorie, der Mobilität, der Technikaffinität, der kognitiven und motorischen Fähigkeiten und weiterer Dimensionen divergiert. Das erfordert einen neuen partizipativen Prozess, der sich ergebende Herausforderungen durch die starke Diversifikation nicht abstrahiert. Das Projekt QuartiersNETZ verdeutlicht diesen Ansatz. Das Start-up covibo plant die Vermarktung von Lösungen.

Leitthema 2: Moderne vernetzte Produktions- und Logistiksysteme durch vollständige IT Durchdringung, Industrie 4.0

Die Vernetzung von Lebens- und Arbeitswelten, sowie die Entwicklung innovativer, sich selbst tragender (und damit auch nachhaltiger) Geschäftsmodelle, erfordern neue IT Ansätze. Neben der Entwicklung von Robotik (autonome Mensch-Roboter-Interaktion), Sensorik/Aktuatorik (CPS, CPPS) und Cloud-Anwendungen (M2M-Lösungen, Interaktion mit Mobilgeräten) liegt das Ziel auch in der Standardisierung und Werkzeugen, die vor allem KMU einen leichten Einstieg in die Digitalisierung ermöglichen. Die Lösungen aus dem Bereich M2M und CPS/CPPS erlauben zudem auch, Ver- und Entsorgungssysteme und Energiesystemkomponenten intelligent und vernetzbar zu machen. Vor allem die KMU-Projekte im ZIM-Programm, das BMBF-Projekt InMachine, das DFG-Projekt eBiss und das NRW-Leitmarkt-Projekt Smart Service Power stehen für dieses Leitthema.

Leitthema 3: Nachhaltige Mobilität durch exzellente Entwicklungsmethoden, -prozesse und -werkzeuge im Bereich Embedded Systems/Embedded Software

Vor dem Hintergrund metropolitaner Verdichtungsräume wie dem Ruhrgebiet und endlicher Ressourcen wird Mobilität zunehmend zu einer Herausforderung. Das Fahrzeug als softwaredefiniertes Produkt und Teil der vernetzten Welt verändert den Verkehr bereits jetzt nachhaltig in Bezug auf mehr Effizienz, Sicherheit und Umweltschutz. Eine zunehmende Urbanisierung erfordert intelligente Verkehrsinfrastrukturen in denen z.B. das Fahrzeug mit der Straße kommuniziert. Themenschwerpunkte sind daher Werkzeuge und Prozesse (modellgetriebene Methoden) sowie Lösungen im Bereich der Automotive-Software mit Anwendungen im Bereich HMI (Interaktion), Fahrerassistenz und eMobility. In den Eureka/ITEA2 Projekten AMALTHEA und AMALTHEA4public wird dazu an einer Open Source Tool Chain gearbeitet, die als Eclipse-Teilprojekt weltweit verfügbar ist. Arbeiten im Bereich des Produktdaten- und Variantenmanagements bilden einen weiteren Schwerpunkt (im BMBF-Projekt ILogTec). Die zugehörige Mikroelektronik wird im ChipLab entwickelt. Das Innovations- und Projektmanagement im europäischen Technologiebereich ist im DAAD-Projekt EuroPIM angesiedelt.

ANWENDUNGSDOMÄNEN

IDiAL fokussiert sich aufgrund der aktuell durchgeführten Projekte und der vorhandenen Kompetenzen und Netzwerke auf folgende Anwendungsdomänen:

  • Gesundheit und demografischer Wandel
  • Logistik und Robotik
  • Ressourceneffizienz und nachhaltige Energieerzeugung
  • Mobilität und Infrastruktur
  • Übergreifende Methoden- und Werkzeugentwicklung

Zurzeit beschäftigt IDiAL mehr als 40 MitarbeiterInnen in Forschungsprojekten, die überwiegend im Hochschulgebäude in der Otto-Hahn-Str. 23 angesiedelt sind, sodass ein intensiver Austausch entwickelt werden konnte.

Aktuell befinden sich 19 DoktorandInnen in kooperativen Promotionsverfahren mit Partneruniversitäten und werden von der FH Dortmund im Rahmen eines Promotionskollegs gefördert. Hierbei kann IDiAL auf sein starkes Hochschulnetzwerk zurückgreifen. Zu den Promotionspartnern gehören die TU Dortmund, die Fernuniversität Hagen, sowie die Universitäten Bielefeld, Kassel und Paderborn.

Neben der Ausbildung in Form von Projekten und Abschlussarbeiten engagiert sich IDiAL in der Lehre auch durch den aus dem Institut getragenen englischsprachigen Masterstudiengang „Embedded Systems for Mechatronics“.


Spin-Offs des Instituts